基于虚拟现实技术的模拟化解剖学实验教学应用体会

刘仰斌，陈亚运，漆艳春，张志花，李启华

(赣南医学院，江西 赣州 341000)

医学教学中非常重要的环节是实验实践环节，自上世纪90年代高校扩招以来，高等医学院校医学生人数大幅度增加，导致高校实验师资力量短缺，目前的实验教学课时数很难保证教学要求。为了改善这种状态，整合医学教学资源，提高教学质量，训练学生创新思维，探索新的教学方法是当前医学教育的重要任务。在医学教育课程中，解剖学是一门理论与实践并重的基础课程，是医学生必须学的关键课程，解剖学的教学质量对医学生后续课程的学习及临床思维的培养具有直接影响。实验教学和理论教学一样，都是解剖学教学的主要组成部分，医学生通过实验教学的锻炼和学习，可以提升自己的学习兴趣，强化自身的学习动力，从而提高理论学习的效果。但受到固有的教学思维影响，传统的解剖学实验教学质量较低、效果不佳，难以激发医学生的学习积极性。因此，高等医学院校教师要更新理念、转变思想，以实践动手为主、以理论讲解为辅，引入基于虚拟现实技术的模拟化实验教学模式，以此为基础，重新构建解剖学实验教学新模式，为医学生未来的职业发展奠定形态学基础理论知识和实践动手能力，同时也可为解剖学教学的发展提供一种新的思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料

对2017级临床医学专业1～4班学生的解剖学实验课分别采用传统实验教学和基于虚拟现实技术的模拟化实验教学模式。1～2班学生为对照组(n=102)，男 63名，女39名，平均年龄(18.8±0.81)岁；3～4班学生为研究组(n=98)，男 60名，女38名，平均年龄(18.9±0.75)岁。在男女比例、年龄和专业知识背景等方面差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 研究方法

研究组和对照组的《系统解剖学》实验课程均采用一学期的教学。两组学生的课程内容安排、教学任务均由一个教师完成。在教学目标、授课计划、课时、进度亦相同。对照组按照传统实验教学方法进行教学；实验组以基于虚拟现实技术的模拟化实验教学方法进行教学。两组均在实验教学结束后，对比两组学生实验实物考试成绩、理论闭卷考试成绩。二次成绩均以100分计算。

1.3 教学效果分析

采用问卷调查及座谈会形式评估教学效果。自行设计调查表，对2017级临床医学专业1～4班学生进行无记名问卷调查，同时以座谈会形式组织教师和学生对实验教学进行反馈，重点探讨虚拟现实技术的模拟化实验教学的优缺点、存在问题及对策。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组学生实验教学成绩比较

理论闭卷知识考试成绩，研究组和对照组比较，显示差异无统计学意义(P>0.05)；但在实验部分实物考试成绩中，两组比较，差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组学生实验教学成绩比较 分

2.2 两组实验教学满意度比较

通过问卷调查分析出学生对教学满意度，对照组学生的教学满意度远低于研究组的教学满意度，两组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组学生实验教学满意度比较 例

3 讨论

3.1 目前解剖学实验教学中出现的问题

3.1.1 标本不足及标本对师生健康造成危害 随着医学院校办学规模的不断扩大，导致实验班级多，老师相对短缺，实验教学课大幅度增加工作量，尸体和其它标本经多次翻动后出现缺损和破坏，而实验教学用的人体标本来源匮乏，标本严重不足，大大影响了实验的授课质量。在标本在示教时，因医学生的增多，标本内部结构的显示角度、标本结构的大小等各因素，通常后排的医学生就不能看清显示的内容，使标本演示的效果不佳，影响了医学生对人体解剖学的感性认识[1]。

另外， 解剖实验室的大多数标本都是用福尔马林防腐液进行防腐固定， 而福尔马林防腐液具有很强的刺激性和致癌性， 对师生的健康造成极大危害， 在实验室上实验课时 ，师生的角膜、结膜、鼻腔处的黏膜会感到刺激， 产生不适感， 进而影响医学生的实验热情和积极性， 对实验教学质量带来直接影响。

3.1.2 重视理论忽视实验 当前，受到传统教学思维的制约，教师在开展实验教学过程中，更多的是重视传授理论知识而忽视了对学生实践能力的锻炼，虽然大多数医学院都引入了网络教学、多媒体教学等先进的教学手段，并且加速了各种教学模式的创新[2]。但是在固化思维的束缚下，医学生依然缺乏大量的实践动手机会，这对医学生后续医疗技能和临床水平的提升都是十分不利的。

3.1.3 师生互动性缺乏 在传统解剖实验教学过程中，教师是主体，授课教师不会完全按照学生的状态调整上课情景，也很少参考学生的意见，严重影响学生的参与积极性。在实验教学过程中，大部分授课教师不会参与学生在实验中的分析与讨论，仅对有关问题进行简单的指点，不可及时发现医学生在实验中的问题，使实验教学目标仅限于形式。

3.1.4 知识点繁杂凌乱 解剖学实验教学具有知识点繁杂的特点，尤其是神经系统和内分泌系统这二个部分，更是实验教学的难点以及重点内容，传统的讲授方式是很难把一些抽象的理论内容清晰的表述出来，如果学生不进行反复实践，很难在短时间内掌握人体结构的相关知识。同时这种传统实验教学方式，只注意知识的堆积，却忽视了对知识的理解和深入思考，压抑了学生的学习兴趣和热情，不能培养学生自我分析解决问题及科学研究的能力。

3.2 基于虚拟现实技术的模拟化解剖学实验教学模式对策

3.2.1 优化教学设计 首先，医学院校要结合解剖教研室自身的师资条件，科学组建实验教师团队，并且由教学水平较高、实践经验丰富的教师对上实验课教师进行统一培训，制定科学的教学标准；其次，实验教师要结合不同模块的教学重点和难点内容编写教案，并且设计难度适中、针对性强的思考题、案例题以及测试题，制作多媒体教学课件、视听材料以及教学视频，便于学生在课下开展针对性学习；再次，学校要以解剖学实验课程的特点建立客观、科学、公正的评价体系，实行集体备课机制，按照教案规划进度和实践内容进行教学；最后，在每个模块教学开始之前，实验教师要将本模块的多媒体教学课件、视听材料和教学视频上传到教学网络平台上，便于学生结合教学进度自行观看内容，预习并且掌握相关知识[3]，同时，教师在实验中还可以将学生分为不同的小组，保证各个小组能力与水平相当，利用小组的形式组织学生完成知识探究。

3.2.2 合理安排课程 医学院校在安排解剖学实验课的过程中，要先组织学生统一学习理论课程，并且将实践课程设置在实验室中。解剖学各系统实验课程要尽可能以系统划分模块，结合实验室的规模和使用情况，合理规划课时和学时，安排每个模块的具体学习时间，保证学生通过实验学习可以切实掌握相关技能和知识。

3.2.3 教学课堂的开展 首先，教师在实验教学之前，要针对学习内容组织学生进行理论知识测试，利用多媒体教室，要求学生在规定时间内完成在线答题，教师根据学生的具体情况，明确本模块的难点以及重点内容，对学生在测试中普遍存在的问题开展针对性分析和讲解；其次，教师要为学生播放教学视频，并且给出案例，组织医学生分成小组的形式就案例进行分析讨论与交流；再次，在进入实验环节后，学生在应用虚拟现实技术的模拟化实验中，教师要及时纠正医学生的不正确操作方法，给予学生正确的指导；最后，在完成本模块教学后，教师要为学生布置下一个教学模块的预习内容，提供给学生相关学习资料，便于学生自由安排时间开展自主学习，同时，学生还要结合本次实验教学编写报告作业，以线上的形式提交给教师，教师在下次实验课时，对学生的报告质量进行综合点评[4]。

3.2.4 改革考试方式方法 教师要构建科学、客观以及多元的考核评价模式，对教学效果以及学习情况进行综合评价，其中包括问卷调查、理论知识闭卷考试、实验操作考试以及平时成绩等四个部分。问卷调查主要是对学生的思维训练、操作训练、基本技能以及实验教学的满意度进行调查，结合调查内容调整实验教学内容和教学方式，问卷条目包括：思维能力、探究能力、合作能力、自学能力、讨论效果、实验操作水平、教学视频质量等，评价等级主要为：不满意、一般、满意以及非常满意；理论闭卷知识考试占期末考试成绩的50%；实验操作考试主要包括对学生应用虚拟现实技术的模拟化实验后实践操作的考试，从完整性、动作要领以及操作程序方面进行综合评价，占期末成绩的30%；平时的成绩主要以医学生的上课出勤情况、平时学习态度、随堂测试成绩、课后作业完成情况为评价标准，占期末成绩的20%。

3.3 实验教学中存在的问题

刚开始模拟化实验教学时，有些教师经验不足，认为教师只要观察学生和评分。虽然这种教学法是以学生为主体，但是教师的角色也不可或缺，教师需要转变角色，教师要由原来的单纯会“教”转变为现在既要会“教”又要会“导”，在实验过程中教师要密切关注学生实践操作的方向和内容，如果学生实践操作的内容严重偏离教学内容主线或节奏控制不当时，教师应该及时纠正，拉回正轨[5]。同时实验过程中要积极营造轻松愉悦的氛围。这就要求教师不断完善知识结构，并能掌控实验课堂节奏，提升自身综合素质。

虚拟现实技术的模拟化实验教学要进一步贴近学生的学习需求，要创造条件与学生专业、未来职业的要求无缝对接[6]。同时教师要走出课堂，有机会到临床实践中去看看，根据临床观察的体会，设计真实实验情景，以适应新的实验教学。在虚拟现实技术的模拟化实验教学中，专业硬件设施要健全，避免因某些因素在实验教学中受限制。当然开展虚拟现实技术的模拟化实验教学无疑加大教师工作量，如何科学评价确定虚拟现实技术的模拟化实验教学课时，调动教师教学积极性还有待于进一步改进。

总之，随着我国医学教育实践教学改革的持续深入，虚拟现实技术的模拟化实验教学课堂的应用，可以切实提升实验实践教学质量，培养学生的基础医学知识水平、思维能力以及实践能力，夯实学生的医学基本功，对推动我国医学教育教学改革的不断发展具有重要意义。