数字化教学模式在人体机能学实验中的应用

孙 湛，张雪梅

1 新疆医科大学基础医学院， 乌鲁木齐 830000；2 昌吉职业技术学院护理分院， 新疆 昌吉 831100

随着计算机技术、多媒体技术和网络技术等信息技术的飞速发展，高校教育信息化进程不断深入，并大力提倡应用数字化教学模式[1]。数字化教学模式就是利用现代化的信息技术将教学内容简洁地表达出来，将抽象的知识形象化，将复杂的内容简单化，将单一的教学方式变得丰富多彩。智能移动终端的普及和WiFi的全覆盖，为学生个性化地参与教学提供了一个全新的学习领域[2]。引导和鼓励学生参与数字化教学，不仅可进一步完善和丰富数字化教学素材建设，而且激发学生的学习兴趣，有利于学生创新能力的培养，进而全面提升其综合素养。

笔者将数字化教学模式应用于人体机能学实验教学中，彻底改变了传统的实验教学形式，提高了学生主动学习的积极性，现将具体实施过程总结如下。

1 传统的实验教学方式

实验前，让学生认真阅读实验指导，充分了解该次实验的目的、实验步骤、实验项目和操作注意事项；结合实验内容复习有关理论，明确实验的设计目的、实验原理以及预期的实验结果。在此过程中,学生只能利用实验指导和教材预习和复习相关知识，较为抽象，不易理解，有些学生还会产生倦怠心理，不爱看也不爱学。

实验中，实验教师会根据该次实验的步骤进行示教。实验室几十位学生围着一个实验台看教师示教，后面的学生只能听示教，甚至有些学生干脆放弃，大大降低了学生的学习兴趣。

实验后，学生整理实验结果，根据回忆实验过程及实验中出现的问题找出原因、分析讨论，完成一份实验报告。但是实验中有些数据记录不完整,只能通过回忆实验过程,有可能忘掉一些细节，对实验的结果分析不够全面，导致由于片面化而产生错误的发生。另外，学生完成的实验报告，该组学生基本一致，教师无法掌握学生真实的学习情况。

2 数字化教学模式应用

2.1 实验前

①利用医学虚拟仿真实验平台，学生通过智能移动终端进入实验软件系统，并选择相应的实验项目。软件系统由仪器介绍、实验原理、手术操作、模拟仿真、实验波形以及实验测试等部分组成。学生可以根据需要点开项目，查看相关内容；在系统中模拟实验过程完成实验，当模拟操作失误时，系统会给予提示，并拒绝操作，以保障实验的无误操作；还可以在系统中看到预期的实验结果。学生通过该系统，直观、形象地将该次实验过程预习一遍，以动画的形式模拟操作，达到了充分预习、寓教于乐的目的，提高了学生主动学习的积极性，同时也让学生对实验做到心中有数[3]。

②实验前考核。利用虚拟实验平台查看学生学习情况，解答学生提问。导出成绩，督促没有完成学习的学生尽快完成实验前学习。另外，课前进行回顾性提问，进一步了解学生对实验的掌握情况，并给予实验小组评分考核[4]。

2.2 实验中

利用微课教学方式，将实验分几个模块以视频讲解的形式完成(如将心血管活动的调节视频分成颈部操作、实验项目、实验结果3个微视频)，微视频播放5～10 min，视频播放中穿插几个小问题和实验的注意事项，让学生积极思考。

操作过程中，实验小组分工协作，模拟手术室手术。主刀学生完成手术的主要操作过程；助手协助主刀完成手术；器械护士整理手术用具和清洁卫生；实验记录人员完成数据的采集；视频录制人员完成对操作过程的录像采集。实验小组成员分工协作，共同完成实验。

实验中考核教师以实验小组为单位，完成对基本手术操作、实验项目、数据采集的情况进行小组评定考核。可以给主要完成手术人员以相应加分，这样可以调动学生的积极性，使其主动完成实验核心工作。

2.3 实验后

利用数字化教学平台，学生将实验数据、分析结果、视频录像剪辑等资料上传到教学平台上。学生可通过该平台查看实验资料，对整个实验有一个直观的回顾，进行全面的分析讨论，实验小组共同完成实验报告撰写并上交存档。

对于实验后的考核，实验小组间利用上传实验数据、分析结果和剪辑的视频录像进行互评，教师依据实验小组撰写的实验报告，结合网络上传实验相关内容给予实验小组评定考核，两者按比例合计计入实验后的考核。

最终每次实验由实验前考核、实验中考核和实验后考核三项者按比例合计生成计入每次实验平时成绩中。

3 人体机能学实验期末考核

传统的实验教学过程，平时成绩部分主要由学生的课堂表现以及实验报告成绩组成。教学改革后，人体机能学实验平时成绩在数字化教学模式中自动生成。期末考试，两种实验教学过程均组织人体机能学实验笔试考试和操作考试。人体机能学最终实验成绩由平时成绩(占总成绩20%)，实验操作成绩(占总成绩30%)和实验笔试成绩(占总成绩50%)组成。

4 效果及评价

该研究以入学条件相似的2015级和2016级中医学及中西医结合医学班学生为研究对象，分别采用传统教学(2015级)和新教学方法(2016级)，严格按照教学大纲组织教学，采用相同版本教材，授课学时相同。调查结果显示：2015级、2016级实验平时成绩分别为(86.20±12.36)分和(84.18±8.74)分，差异没有统计学意义(P>0.05)；2015级实验操作成绩为(78.50±8.25)分，2016级实验操作成绩为(85.08±6.18)分，2016级实验操作成绩高于2015级，差异具有统计学意义(P<0.05)；2015级实验笔试成绩(67.32±13.25)分，2016级笔试成绩为(76.18±10.86)分，2016级实验笔试成绩高于2015级，两者差异具有统计学意义(P<0.05)；2015级最终实验成绩为(74.10±12.63)分，2016级最终实验成绩为(80.30±10.35)分，2016级最终实验成绩高于2015级，差异具有统计学意义(P<0.05)。2016级及格率(86.52%)明显高于2015级及格率(77.79%)(如表1所示)。

表1 两组学生人体机能学实验考核结果比较

注：与2015年比较P<0.05

5 结论

数字化教学是医学高等教育的一个重要发展趋势。以计算机仿真虚拟技术为核心的医学机能学虚拟实验室是实验教学新的发展方向，其优势已经突显出来，它采用了多媒体技术在计算机上构建虚拟实验环境，把实验仪器、实验环境虚拟化，丰富了机能学实验教学方法和手段，有效降低了实验教学成本，提高了实验教学质量。学生不通过真实的实验就可以掌握实验原理、步骤及方法，学习速度快，且接收的信息量大。

通过人体机能学实验成绩来分析，数字化教学模式最终实验成绩(80.3分)较传统实验教学模式(74.1分)有明显提高，及格率也由77.79%提高到86.52%，这些数据说明了数字化教学模式的应用能丰富人体机能学实验教学，吸引学生注意力，使学生在学习过程中认识到实验课可促进升华理论知识，充分理解理论内容，激发学生的求知欲，活跃课堂气氛[5]。数字化的教学模式以直观、形象、清晰的方式将核心实验内容呈现给学生，解决了学生厌学、倦学的问题，充分调动了学生主动学习的积极性，提高学习效率[6]。通过数字化实验教学有助于学生对知识的理解和认识，并提高了学生学习的主动性。另外，数字化教学模式应用降低了教师批改作业、课堂教学的压力，使教师有更多的时间去研究教学[7]。

在数字化教学模式下，我们应该注意将班级人数控制在30人左右效果最好，这样就使每个学生都有机会参与其中。人数在40人以上时控制难度较大，也对教师的课堂时间和内容的把握提出更高要求。另外，如果虚拟实验所做的数字化资料过于单一或过于繁杂，都会影响教学的效果。

总之，寻找合适的教学模式一直都是高校教师不断努力的方向。数字化教学模式应用将人体机能学实验和理论充分的联系在一起，有利于知识的融会贯通[8]。可以充分激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，更有利于学生创新能力和综合素质的提高。传统动物实验具有其自身的特点，例如传统动物实验可以锻炼学生的操作动手能力，在实验过程中，学生可能会遇见操作中的不同情况，可以促进学生进一步思考，并解决相应的问题，这些都是虚拟实验无法实现的，故传统实验不可能被虚拟实验完全取代。应该将两者有机结合在一起，发挥各自的长处和优点，共同促进医学教育的发展。