CBL 联合虚拟仿真技术在外科学总论教学中的应用*

明少鹏 曾春容 李 艺 秦 科通信作者，

（1.广西医科大学第二附属医院麻醉科 广西南宁 530000；2.广西医科大学 广西南宁 530021）

外科学总论是医学本科课程的一个重要核心课程，它具有涉及的医学范畴广、实践性强、内容抽象、知识点繁多等特点[1]，这要求教师要着重培养学生发现问题能力、综合分析解决问题能力以及实践操作能力。而目前外科学总论教学大多数采用传统教学模式（lecture-based learning，LBL），这种教学模式通常以教师运用PPT 授课、学生听课为主，上课互动性较少，这让学生被动接受知识，课堂枯燥乏味，学习效率较低[2]；且被动的理论灌输使学生大多处于机械记忆的阶段，缺乏理论联系实践、解决临床实际问题的能力。因此，探索能让学生更直观明了地理解外科学总论教学知识，激发学生学习兴趣，并将理论知识和临床实操完美结合，提高外科学总论教学质量的教学方法尤为重要。病例教学法（case-based learning，CBL）是由问题教学法（problem-based learning，PBL）发展而来，是以临床案例为基础，设计与之相关的问题，引导并启发学生围绕问题展开讨论的一种小组讨论式教学法，培养学生自主查阅资料及临场思维能力[3-4]。虚拟仿真（virtual reality，VR），指通过计算机系统构建一个看似虚拟、实则境界逼真的三维环境，可让用户通过视、听、触觉等多种传感通道与虚拟时空进行自然人机交互，从而给人带来一种身临其境的真实感觉。目前虚拟仿真教学在各科临床教学中均有应用[5]。本研究使用CBL 结合虚拟仿真技术用于外科学总论教学，在实现师生实时互动的同时，也为教学建立逼真的临床情景，取得了一定成效，报告如下：

一、资料与方法

（一）研究对象及分组

选取广西医科大学2018 级临床医学专业5—12 班共8 个班，根据上学期整体学习水平将每个班级匹配分为4 个小班，总共32 个小班，采用随机数字表法，将小班随机平均分为实验组及对照组。实验组在外科学总论见习课时采用虚拟仿真+CBL 混合式教学，对照组采用传统教学。

（二）研究方案

1.教学方法

两组授课内容、学时、选用教材均相同。两组的授课老师统一进行备课。

传统教学组（对照组）：①授课老师根据教学大纲结合教学PPT 课件讲解外科学总论理论知识；②见习课在手术室或实训教室完成，方法为授课老师讲解示范操作过程后学生自主观摩、练习，授课完毕后对学生提出问题进行答疑。

CBL 联合模拟仿真技术教学组（实验组）：①课前准备（组织分组、提出问题、确定方案、解决问题）将虚拟仿真课程中模拟的病例发送给学生，并让学生结合教学大纲及课程内容提出问题。让学生借助虚拟仿真课程开展自主学习，分工合作完成病史的采集、体格检查、技能操作及撰写医疗文书，并收集学生的线上学习进度、完成率情况。②课程教学（成果展示、教师评价）老师先根据虚拟仿真课程中生成的数据，与学生一起分析并总结虚拟仿真课程中病史采集、体格检查和技能操作中不规范之处及技巧；选取典型临床案例，让学生对该患者进行病史采集、体格检查，观摩授课老师临床操作，指导学生利用医学模型进行练习。③讨论与分析问题 汇总学生提出的问题，由简单到复杂，从理论到实践，逐层深入，让学生进行讨论分析并做出解答，引导学生临床思维的建立。④教师总结 授课老师对学生的医疗文书和问题结果进行总结，结合病例中涉及无菌术、麻醉、水电解质紊乱及酸碱平衡、围术期管理及输血等外科学总论的知识。⑤授课老师课后对学生的医疗文书批改，汇总分析学生在虚拟仿真软件中的成绩，结合学生的课堂表现，记录过程性评价的结果；拟采用问卷调查方式对教学方法及虚拟仿真软件进行评价。

2.评价方法

课程结束后，拟采用综合考核和问卷调查方式进行教学方法评价。①综合考核成绩：平时成绩包含平时考核（考勤、问题讨论等）占16.00%，课程测验成绩占16.00%，技能操作考试成绩占8.00%，期末理论考试成绩占60%。②调查问卷共有两份：一份是面向所有学生的课程满意度调查问卷（问卷共10 个问题，总分100 分，评分≥80 分为非常满意，60分≤评分＜80 分为满意，＜60 分为不满意）；另一份是面向混合式教学的评价问卷，只发放给实验组学生。

（三）统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件对实验数据进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（mean±SD）进行统计描述。一般资料的比较计量资料采用独立样本t 检验，计数资料采用χ2检验；若方差分析的前提得不到满足，则采用相应的非参数检验方法代替。P＜0.05 为差异具有统计学意义。

二、结果

（一）学生的基本情况

传统教学组（对照组）：16 个小班共205 名学生，男生116 名，女生89 名，年龄20.64±0.97 岁；CBL 联合虚拟仿真技术教学组（实验组）：16 个小班共207 名学生，男生95 名，女生112 名，年龄20.51±0.91 岁。两组研究对象在年龄结构、性别上比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

（二）两组综合成绩比较

实验组学生的综合考核成绩为（77.76±9.93）分，对照组学生的综合考核成绩为（73.10±10.93）分，两组综合考核成绩差异具有统计学意义（P＜0.05）。具体见表1。

表1 实验组和对照组综合考核成绩分析比较（±s）

表1 实验组和对照组综合考核成绩分析比较（±s）

（三）两种教学模式下学员对课程的满意度

实验组满意度91.8%，对照组满意度82.9%，两组对课程满意度存在着统计学差异（P=0.007）。具体见表2。

表2 两组学员对课程满意度对比[n（%）]

（四）实验组学生对CBL 联合虚拟仿真教学模式的评价

调查发现，对于CBL 联合虚拟仿真教学模式的开展是否对学习有帮助的问题，75%的学生认为“有较大帮助”，25%的同学则认为“帮助一般”。将CBL 联合虚拟教学模式下的虚拟仿真操作跟实际操作相比较，90%以上的同学认两者相似。对于CBL 联合虚拟仿真教学模式是否值得大力推广的问题，认为“值得大力推广”的占比95%，认为“不值得大力推广”的占比5%。

三、讨论

随着计算机等先进技术的飞速发展，虚拟仿真正越来越多地应用于医学教育和培训、外科模拟、神经康复、心理治疗和远程医疗等医学领域[6]。近几年来，我们发现虚拟仿真技术在国外医学教育领域中的应用已经逐渐全面化和规范化[7]。本研究利用广西医科大学第二临床医学院开发虚拟仿真课程围手术期基本操作及临床思维虚拟仿真项目，采用虚拟仿真+CBL 混合式教学模式，应用于外科学总论教学，发现学生的考试成绩及综合满意度明显提高。

（一）CBL 联合虚拟仿真教学有利于提高学生外科学总论的综合考核成绩

两组综合成绩比较结果显示，实施CBL 联合虚拟仿真教学的实验组学生的综合考核成绩显著高于对照组（P＜0.05），该教学方法使课堂课前、课中、课后无缝对接，克服了传统教学模式因时间空间的限制引起的学习效率低的弊端[8]。课前利用虚拟仿真课程中模拟的病例，让学生借助开展自主学习，利用虚拟仿真技术平台完美地模拟临床真实情况，模拟真实的病例[9]，能给学生带来身临其境的效果，同时还能根据案例的诊断、治疗所涉及医学问题，根据这些问题模拟不同处理引起的患者病情的不同转归，让学生对相关基础医学、临床医学和社会人文等方面进行探讨性学习，较好地完成课前预习，通过发现问题、解决问题，培养学生自主学习能力。另外，该教学方法没有时间空间的限制[9]，课中采取病例教学法（CBL），老师根据虚拟仿真平台数据总结同学们存在的问题，提出解决方案，选取典型临床案例，指导学生学习、练习，巩固相关外科学总论知识。课后同学们仍能够再次通过虚拟仿真平台复习相关知识点及操作细节。该教学方法使学生通过自行虚拟练习结合老师的病例教学，明显提高教学质量。在三维虚拟环境下通过对话、体格检查、辅助检查、操作实践等方式，对外科学总论中的知识点进行练习、考核，并对存在的问题进行针对性的反复练习，达到熟练掌握所训练内容的目的，实现医学本科教学“多临床”“反复临床”的要求。CBL 联合虚拟仿真技术的教学模式有利于学生对理论知识框架的构建、对临床思维的培养并提高理论知识水平的优势在上述分析中显而易见，但实现线上平台教学带动线下实际操作的教学目的仍需要广大师生和平台技术人员不断探索。

（二）CBL 联合虚拟仿真教学有利于提高学生学习体验感

表2 结果显示，实施CBL 联合虚拟仿真教学的实验组同学对教学方法的“总满意率”显著高于对照组（P＜0.05），且实验组中75%的学生认为CBL 联合虚拟仿真教学模式对学习“有较大帮助”。CBL 联合虚拟仿真平台教学模式具有与线下教学相似的强烈感官沉浸性，还有着线下教学所无法比拟的感知交互性和意识构想性，可以为学生营造一种寓教于乐的学习环境[10]。学生通过在虚拟环境下学习，改变了传统教学平面化的单调性，使原本抽象的概念形象化，使原本复杂操作简单化，还可回避实际操作的风险，大幅度提高学生的体验感、满意度，同时还可有效提升学生的自主学习兴趣[11]。现代医学教育领域的重要转变之一是从以教师为中心的“填鸭式教学”转向以学生自主学习为中心的学习模式，将学生从被动学习转变为主动探索学习[12]。学生在移动电子终端登录仿真平台进行自主学习，从而实现从个人需求和兴趣出发，明确学习目的，增强完成学习目标时的满足感，最终实现学习的良性闭环。

（三）CBL 联合虚拟仿真优势

本研究问卷调查发现，较多的同学对新的教学模式下的课堂满意度明显增高，其原因可能是传统的教学主要是讲授—演示—指导的方式，这种方式理论时间长、操作演示时间短，同时受到老师演示过程中身体遮挡及学生位置等因素的影响，容易导致学生对操作步骤的错误模仿，而老师在课堂中由于时间限制也无法与所有同学沟通，导致学生学习效率较低。

CBL 联合虚拟仿真教学明显提高了学生学习的积极性和主动性，本研究发现实验组的学生课前和课后都很积极地完成教学任务，并期待大力推广新的教学模式，究其原因是信息化手段对学生的吸引度明显增加，虚拟仿真明显带来新体验[13]。虚拟仿真具有强烈的感官沉浸性、感知交互性和意识构想性，学生可以从多种空间视角获得丰富的感官和心理体验[14]。

虚拟仿真具有强化学生解决问题能力的作用[15]。大多数同学认为CBL 联合虚拟教学模式下的虚拟仿真操作与实际操作类似，其主要因为虚拟仿真教学让学生在三维虚拟环境下通过对话、体格检查、辅助检查、操作实践等方式，对外科学总论中的知识点进行考核、练习，并对存在的问题进行针对性反复练习，达到熟练掌握所训练内容的要求，实现医学本科教学“多临床”“反复临床”的目标。教师通过虚拟仿真教学向学生讲解专业技能，学生根据自身学习情况，通过反复多次的模拟训练来掌握该项技能，实现了集中学习和自主学习的结合，学习效能明显提高。虚拟仿真还能为学生提供沟通、领导、意识、团队合作和决策能力等多种能力和素质的提升。CBL 联合虚拟仿真教学采用基于病例—临床相结合的模式，以病例为先导，以问题为基础[16]，将学生引入虚拟仿真情境中，引导学生探索疾病发生发展机制、诊断思维和治疗原则，由学生自主根据问题模拟临床处理，观察临床转归，自主解答问题，培养了学生独立学习及独立思考的能力，极大地提高了学生的学习兴趣，并牢固树立“学以致用”的医学学习理念。

综上所述，CBL 联合虚拟仿真教学模式在外科学总论的应用，有效提高了医学生的外科学综合考核成绩，有利于提高学生的学习体验感，为培养学生的创新思维、分析解决问题能力及实践能力提供了新思路。