基于虚拟仿真训练的《诊断学》混合式教学的构建

陈 森，李文春

(湖北医药学院：1.临床技能教学培训中心；2.教务处，湖北 十堰 442000)

诊断学是联系基础医学与临床医学的桥梁学科，是由学生阶段向医生阶段过渡的最初时期，是每名医学生必须掌握的基本功[1]。目前大多数医学院校诊断学教学仍普遍采用传统教学模式，教师采取“一对多”教学模式，学生自主训练的时间少，多数学生反映学习效果不理想[2]。近年来虚拟仿真技术[3]在医学教育领域的应用逐步形成规模和体系，虚拟现实学习环境不受时间空间等因素限制，具备较高的安全性、交互性、反馈性、情境性等特点，并支持更个性化的学习过程。基于虚拟仿真训练的诊断学混合式教学是一种新型的教学模式，借助线上练习与实验室实训相结合的混合式教学模式[4]，以改进或替代传统的教学方式。本研究基于虚拟仿真训练对《诊断学》课程主要知识点进行设置，设计问诊和体格检查虚拟仿真教学内容，采用随机对照方法进行研究，探讨基于虚拟仿真训练的诊断学混合式教学模式的实践效果，报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2021年2-7月临床医学专业本科2018级1、2班学生80名作为对象，随机数字法分为非构建组(n=40)和构建组(n=40)。两组一般资料比较均无统计学意义(P>0.05)。

1.2 构建方法

非构建组：学生按照传统教学模式进行。理论知识带教时带教教师集中讲授教学内容，学生课堂上记录并记忆接受知识；临床实践部分主要由带教教师向学生模拟、示范问诊、体格检查以及临床诊断、治疗相关要领，告知其相关注意事项[6-7]。

构建组：采用基于虚拟仿真训练的诊断学混合式教学模式进行教学。具体如下。

1.2.1 课程设计

理论知识带教不变，实验课程与专业公司合作，以人民卫生出版社第九版《诊断学》为标准。问诊模块构建成虚拟仿真病人(VSP)系统，选择症状学中涉及内外妇儿四个常见症状(胸痛、腰痛、腹痛、发热)，教研室集体备课设置相应问诊内容条目[5]，问诊内容评分主要依据现病史、既往史、个人史、婚姻史、家族史、其他追加问题等6个模块进行，将各问诊条目按照一般、重要、非常重要三个等级进行设置，学生可以通过语音和虚拟标准化病人进行医患交流问诊，系统根据条目和相应比重设置对学生的问诊记录进行评分设置。

体格检查模块构建虚拟仿真模拟操作，将一般及头颈部检查、肺部检查、心脏检查、腹部检查、脊柱及四肢检查、神经系统检查6个内容运用3D技术，通过虚拟的互动操作，让学生模拟各项检查，学生进行人机交互式体格检查，系统按照评分标准对各内容进行评分，并反馈给用户。

1.2.2 实训平台

问诊模块和体格检查模块两者整合到原有的《诊断学》实训平台的基础上，建成“虚实一体化”实训平台[6]，平台设置学生学习记录、训练记录、成绩记录等主要数据统计功能，记录学生学习每个项目的时间、频次、成绩等各项评价数据[7]。本平台以网络浏览器为系统运行平台，实现不受时间、空间、人数和设备限制(如PC、手机)任意访问，学生登录访问没有时间、人数和地点限制。

1.2.3 教学实施

《诊断学》理论课部分进行传统的教师讲授，实训部分训练内容由简到繁，顺序依次为学习课件、观看视频、虚拟仿真训练、线上测试、线下实训，形成完整的《诊断学》虚拟仿真课程体系。①课前准备。教师通过虚拟仿真平台的数据统计功能，提前了解学生对知识内容的掌握情况，针对性地安排课堂活动。②课堂教学。问诊课堂中教师根据学生的学习进度、总结有探索价值的问题，并将上述问题融入学生感兴趣的情景中，发给小组进行讨论。体格检查部分则针对重难点、易混淆点进行针对性讲解，并指导学生在模拟人身上的操作。③课后反思。课程结束之后，学生进行案例情景下虚拟测试，一是查看学生知识掌握程度，另一方面训练学生，在遇到临床问题时的反应能力，提高临床思维能力。两组均进行6个月干预。

1.3 评价指标[8]

技能操作考试前对监考教师进行评分一致性培训，降低考官认知影响评分因素。

①期末考试成绩。理论考试采用闭卷考试，题型分布选择题60道，简答题5题，病例分析题1题，总分100分。技能操作考试采用客观结构化临床考试(OSCE)[9]，学生参加问诊和体格检查考试。学生随机抽取试题，每项操作总分100分。②观察组线上评分，从作业测试、视频、PPT学习、虚拟仿真训练三个方面进行评分。观察学生学习体格检查项目的时间、频次，绘制并分析学习曲线。③学生综合能力评估。对学生临床思维能力、沟通交流能力和人文素质三个方面进行单独评分，每项总分100分，分值越高，教学质量越高[10]。④教学满意度。采用教研室自拟教学满意度调查表从教学方法、教学形式、教学内容、教师教学态度、教学预期效果5方面对教学满意度进行评估，总分100分，得分≥90分为满意，统计满意学生数[11]。⑤学生自信心评估[12]。给学生发放自信心评估量表。受测者在5点评尺上对测题作答：1分非常差，2分比较差，3分中等，4分比较好，5分非常自信。其最低得分为1分，最高得分为5分。

1.4 统计分析

2 结果

2.1 两组教学质量比较

构建组混合式教学模式实施后，线上考核成绩85～95(92.77±4.03)，均达到优秀水平；期末考试成绩、学生问诊和体格检查成绩均高于非构建组(P<0.05)，见表1。

表1 两组期末考试成绩比较(分，

2.2 两组学生综合能力比较

构建组临床思维能力、沟通交流能力、人文素质均高于非构建组(P<0.05)，见表2。

表2 两组学生综合能力评分比较(分，

2.3 两组教学满意度比较

构建组教学方法、教学形式、教学内容、教师教学态度、教学预期效果满意度，均高于非构建组(P<0.05)，见表3。

表3 两组教学满意度比较[n(%)]

2.4 构建组学生自信心与虚拟项目学习曲线

构建组在虚拟仿真练习中，练习次数与自信心、练习次数与学习分数以及练习次数与练习时间的关系见图1。

图1 练习次数与自信心、成绩和时间的关系

3 讨论

在健康中国建设战略背景和信息化、数字化技术高速发展的时代背景下，虚拟仿真训练将成为医疗教育行业不可或缺的教学和培训手段，本研究在诊断学中引入虚拟仿真训练项目，是临床实践类课程的探索和示范。

3.1 虚拟仿真训练具备解决了传统临床实践教学中教学资源不足或缺乏

临床医学是实践性极强的学科，患者的自我保护意识强，医学生直接在患者身上进行临床实践的机会很少；临床实践教学每年需要消耗大量的操作模型和实验耗材，医学技能训练方式成本高。虚拟仿真实验教学系统，具有良好的开放性、共享性、安全性等特点[13]，增加学生动手操作机会，降低实验教学成本。本研究中，构建组实施混合式教学后6个月理论考试成绩、学生问诊和体格检查评分，均高于非构建组(P<0.05)，说明借助虚拟仿真训练的诊断学混合式教学有助于提高教学质量，让学生更好地掌握教学内容[14]。

3.2 实现了“以学生为中心”的实验教学方法的改革[14-15]

这种新型的教学模式，是学生在课下、课内及课后借助数字化的教学资源构建特殊形式的教学方法[12]。带教教师结合大纲根据带教需要设置学习内容和虚拟仿真训练项目[16]，学生运用交互式辅助软件对教学知识点进行学习和训练；课内带教教师根据平台反馈数据，及时发现学生教学过程中存在的问题并进行针对性的指导[17]。同时自主在线虚拟训练中知识点、评分均可视化展示，通过可视化教学，提高学习的深度和广度。学生可以通过计算机深度学习,将学生的病史采集思维进行路径化，提高学生的临床思维能力。本研究中构建组学生线上考核成绩均为优秀，学生临床思维能力、沟通交流能力、人文素质以及自信心评分均高于非构建组(P<0.05)。

3.3 优化了临床实践教学模式

虚拟仿真训练系统的使用，培养环境由传统单个实训样本对多个学习对象转变为多对多的互动式虚拟场景，培养方法由传统“以教促学”线性方法转变为情景探究式学习的非线性方法，激发学生的创造力和创新思维。同时这种依托虚拟仿真训练的教学模式，将教学内容进行重新建构，能做到教学内容项目化与角色化，是建设虚拟仿真课程的有益探索[17]，教学载体以文字、声音、图表与视频等为主，能拓展教学时间与教学内容[18]。本研究中，构建组学生对该教学方法、教学形式、教学内容、教师教学态度以及教学预期效果满意度，均高于非构建组(P<0.05)，由此可见，利用虚拟仿真技术开展混合式教学，用于诊断学教学中能获得较高的教学质量，学生能很好地适应和认可新的教学模式，提高了临床实践能力。

本次基于虚拟仿真训练练习的教学改革是临床医学课程的有益探索，本课程还可融合到实训平台能实现训练、考试、实验室开放虚实一体化建设，实现学生、教师跟踪化的学习与指导，并进一步延伸至毕业技能考试培训、大学生技能竞赛的培训中，以及各级各类医师培训和考试[19]。值得注意的是，我们发现在体格检查虚拟仿真训练项目中，训练频次越多，每次训练时长越短，练习到第四次的时候，完成项目时间进步趋同至10 min，但根据临床技能培训指南，每个训练项目应在7 min之内完成，故而在技能大赛训练中应注意进一步提高；另外，训练频次和训练分数的关系曲线中，当训练频次大于4时，成绩提升幅度不高，这提示自主训练中教师需要关注学生最佳学习次数，教师需要针对性研究各项操作学习情况，及时指导学生并反馈至教学研究科室[20]。虚拟仿真训练扩展了学生学习时间，在教学安排中有在线学习课时，但学生实际学习时间长短不一，学生持续训练可能影响其他学科的学习，这些都提示我们需要合理指导学生的分配学习时间，后续的研究需要继续改进[21]。另外，混合式教学实际使用过程中亦存在诸多局限性与不足[22]，带教教师需投入更多的精力，不断优化、整合教学资源；混合式教学模式的实施还应综合考虑每一位学生的基础水平，才尽可能充分发挥学生的主观能动性[23]。