高仿真智能模拟人结合PBL 教学法在儿科学教学中的应用研究

李娜，张妤，丁婧，罗丽芳，李晓寅，郭雅静

（甘肃卫生职业学院，甘肃兰州 730207）

临床医学专业中儿科学课程是实践性很强的学科，在临床教学中，因儿童的社会能力有限，“角色扮演”或“标准化病人”难以实现[1]。另外，在临床医学专业的实习过程中，因为患者和家属对保护隐私的要求越来越高，拒绝医学生进行临床实践的情况也时有发生。因此，在现有的学习模式下，怎样进一步提高儿科学教学效果、教育质量，改进教学方法，是儿科学教学面对的重要课题。使用高仿真智能模拟人模型模拟临床病例的教学方法在临床专业学生临床实践受到局限的情况下产生，使得教学尽可能贴近临床真实环境[2]，也更符合医学伦理学规范。甘肃卫生职业学院引进的高仿真智能模拟人儿童模型（PediaSIM ECS），可模拟儿童患者的生理状况，临床体征、症状以及对某些临床干预的反应，教师可以利用该模型模拟执行某种疾病的诊疗过程[3]。此外，笔者考虑了在教学中使用什么样的教学方法才能将模型有效应用到教学中，以解决儿科学学习中缺乏临床实践的问题。在查阅大量相关资料及研究各种教学方法后，笔者发现PBL教学法（以问题为基础的学习）是最适用于该智能模型的教学方法[4]。本文主要研究在临床医学专业儿科学教学中使用高仿真智能模拟人结合PBL教学法的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

甘肃卫生职业学院2019 级三年制临床医学专业的在校生共173 人，4 个班，按班级以整班抽取的方式随机分为两组：实验组和对照组。实验组88人（两个班）采用高仿真智能模拟人结合PBL 教学法教学，对照组85 人（两个班）采用传统教学方式教学。两组学生在年龄、生源构成、医学基础课成绩等方面相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 实验组

采用高仿真智能模拟人结合PBL 教学法教学。具体内容有，①课前模型准备：根据模型特点，选择先天性心脏病、心律失常、心力衰竭、小儿肺炎、支气管哮喘、儿童糖尿病、小儿癫痫等疾病编写教学病例。并将病例录入PediaSIM ECS 系统。②教学过程：课前发布任务，让学生自主学习本次课的理论内容，可以参考教师发布的教学资料，也可通过网络、文献、专业书籍等自行学习。课堂上运用PediaSIM ECS 运行事先录入的病例，教师可模拟患儿的家长，也可利用模型的变声功能等补充病史，学生以小组为单位利用诊断学知识询问病史，体格检查，向教师问询或索要相关的实验室检查及其他辅助检查结果，教师根据病例提供资料。学生做出诊断并在模型上进行治疗计划的具体实施，教师则根据学生的诊疗计划控制模型反应出好转、恶化、死亡等模式。最终教师和学生一起分析回顾病例，总结整理。③考试考核：章节内容结束后立即考试。考核分为病例讨论考核（非PBL 课堂使用病例）、客观题考核两种形式。病例讨论考核由生生互评（占比为70%）及教师评价（占比为30%）构成，客观选择题由助理医师资格考试选择题题型构成，采取闭卷考试。成绩占比各为50%，每章节考核一次。④教学后调查：发放调查问卷，询问学生对这种教学方法的满意度，对学生自学能力、临床思维能力、团队合作能力、实践操作能力的变化进行调查。

1.2.2 对照组

采用儿科学传统教学法教学。同一位教师授课，并按照循环系统、呼吸系统、内分泌系统、神经系统的次序教学，学生所用教材，所涉及章节的课时数、章节顺序、考试考核内容与方式均与实验组相同（病例考核同样以小组讨论形式进行，实验组与对照组使用同样病例，病例考核生生互评占比为70%，教师评价占比为30%；客观题考核内容和形式均与实验组相同）。

1.3 问卷调查

教学完毕后发放调查问卷，征询实验组学生对这种教学模式的评价，对学生自学能力、临床思维能力、团队协作能力、实践操作能力的变化进行调查。发放调查问卷88 份，回收有效问卷88 份，回收率100%。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 软件进行统计学分析，计量资料采用均数±标准差（x±s）的分析方法，因两组数据样本量不同，采用独立样本t检验，采用描述性统计分析，观察实验组和对照组的成绩差异是否有统计学意义（P＜0.05）。

2 结果

2.1 成绩

比较两组学生在循环系统、呼吸系统、内分泌系统、神经系统成绩的差别。成绩由两大部分构成——病例讨论考核及客观题考核。（1）病例讨论考核。由生生互评及教师评价构成，生生互评主要考核内容为小组成员是否积极参与讨论、是否提出了有效的观点、分析病例的能力、对疾病知识的掌握情况、团队协作能力等多个方面。生生互评包括组间互评和组内互评，占病例讨论考核成绩的70%。教师评价的主要内容为小组对病例是否做出了正确的分析，病例分析过程是否体现临床思维，是否体现团队协作能力，是否执行了正确的诊疗过程，是否注意到了人文关怀医患沟通等因素。教师评价占病例讨论考核的30%。（2）客观题考核。由助理医师资格考试选择题题型构成，主要考核对本章内容的掌握程度。每章由40～50 道选择题构成，涉及A1、A2、A3/A4、B 型题4 种题型，为单选题，闭卷考核。病例讨论考核及客观题考核成绩占比各为50%，每章节考核1 次，共4 次。考核结果如表1 所示，循环系统成绩对照组优于实验组（P＜0.05），呼吸系统两组成绩无差异（P＞0.05），内分泌系统、神经系统成绩实验组优于对照组（P＜0.05）。

表1 儿科学各系统成绩对比

教学顺序为：循环系统—呼吸系统—内分泌系统—神经系统。循环系统是开始新模式教学方法的第一章，本次成绩出现了实验组成绩差于对照组的情况，应和学生初次接触新模式教学，对模型及教学模式不熟悉有关。在PBL 教学法的第二章呼吸系统的学习中，学生成绩两组对比无差异，说明实验组学生已适应了PBL教学法，并且成绩有了提高。在第三章内分泌系统及第四章神经系统的考试中，实验组成绩迅速提高，两次成绩均优于对照组。在这4 次考试中，教师观察到学生迅速适应了新的教学模式并在成绩对比折线图（图1）中展示出了逐步进步的情况。

图1 儿科学各系统成绩对比折线图

2.2 调查问卷

甘肃卫生职业学院学生对高仿真智能模拟人结合PBL 教学模式的调查如表2 所示，由表2 可知大部分学生认为这种新的教学模式提高了学生的团队协作能力（占比为75%），提升了学习的积极性（占比为73%），激发了学生思考问题、发现问题的能力（占比为73%）；超过半数的学生认同和接受新的教学模式（占比为61%），认为新模式提高了自学能力（占比为65%），使学习内容更容易理解（占比为61%），促使学生掌握了新的技能（占比为63%）；有30%的学生不确定是否认同新的教学模式，有1 位学生（占比为1%）明确表示不认同，有35%的学生不确定更喜欢新的教学模式，3 位学生（占比为3%）明确表示不喜欢新的教学模式。调查问卷的意见或建议中显示“不喜欢”和“不认同”的原因为：“不习惯新的教学模式”“更喜欢听老师讲的传统课堂”“有小组成员消极怠工，影响小组成绩”“课堂秩序乱，大家意见太多难以统一”等。

表2 PBL 结合高仿真智能模拟人教学模式的调查

3 讨论

3.1 采用新教学模式的意义

甘肃卫生职业学院开设临床医学专业的主要目标是为基层培养合格的技能型医疗人才。培养能够在乡村卫生院等乡镇卫生系统工作的临床医学专业的乡村医生是卫生服务系统对职业院校提出的期望和要求[5]。随着《执业医师法》《医疗事故处理办法》的实施，以及患者和家属对隐私保护要求越来越高，拒绝医学生进行临床实践的情况时有发生。为了培养学生的临床思维和动手能力，使学生在初入临床病房时尽快适应，在教学上尽力寻求贴近临床的真实情境。

高级智能的模拟人模型帮助教师在儿科学课堂上解决了以上问题[6]。PBL 教学法结合高仿真智能模拟人的教学方式是目前适合甘肃卫生职业学院临床专业学生的教学方法，这种教学方式尽可能地让在学生在校学习期间贴近临床，熟悉疾病诊疗环节，解决在儿科学学习中缺少临床实践的问题，培养临床专业学生的临床思维和临床实践能力[7]。

新的教学模式也使得教师对临床学生的实践思维、实践操作的考核方式提出了新思路，高级智能模型的应用使教师对临床专业学生实践能力的考核更可视化，教师可以清晰观察学生在整个诊疗过程中各个方面的能力并提出具体的建议，使得课堂更高效，评价体系更科学[8]。

3.2 教学结果及学生评价

本研究通过对甘肃卫生职业学院2019 级临床三年制学生使用高仿真智能模拟人结合PBL 的教学模式，观察学生在新教学模式下的学习成绩、临床实践能力、临床思维能力的改变。实验显示：学生在接触新模式之初，由于对PBL 学习方式及智能模拟模型的不熟悉，课前准备不足，在第一次章节考试中成绩不理想，比传统教学模式下的学生成绩差；但在接下来的学习中学生明显调整了状态，迅速适应了新的教学模式，并在接下来的章节考试中成绩提高明显，成绩呈现上升趋势，超越传统模式下学习的学生。研究认为新模式对学生对成绩提高是有效的[9]。

调查问卷显示：学生对新模式教学是比较满意的，认为这种新的教学模式提升了学习的积极性，提高了自学能力，激发了提升思考问题、发现问题的能力，使对学习内容的掌握更容易，提高了团队协作能力，掌握了新的技能或能力。学生在PBL 教学模式下先通过自学掌握疾病相关内容，再通过小组讨论、查找资料或请教教师的方式解决预习中出现的问题；在进入课堂后，以情景沉浸式教学为主，PediaSIM ECS 模型通过教师的设置呈现出不同疾病的特征，学生需要通过病史采集、体格检查、向教师索要相关的实验室或其他检查结果来判断疾病，高度还原了临床诊疗过程，在此过程中提高了学生临床思维及临床实践的能力，参与实验的大部分学生认同和接受新的教学模式。

3.3 不足及建议

通过调查问卷的开放性问题，也发现了教学模式的一些不足。在调查问卷的开放性问题中显示：学生认为新的教学模式和传统教学模式比较，易出现的问题是课堂秩序难以维持，讨论时注意力容易分散，有40%的学生认为同组同学有不积极参与讨论的现象。对这种现象提出的改进建议是每个小组要由领导能力及团结能力突出的小组长组织实施任务分配和讨论工作，并在课堂中维持秩序；对学生的评价要更细化，督促和引导不积极参与课堂讨论的学生；课堂环节安排更科学合理，分组实施教学的时候其他组的学生要有事可干，最好有教学团队分别在不同的组别实施不同任务。

另外，这种教学模式对教师能力要求较高[10]，教师首先需要非常熟悉模型的设置，并能根据学生采取的措施随时调整模型；还需考虑全面设置的疾病的各种表现，比如体温、脉搏、血压、呼吸、心率、呼吸音的变化、血气分析的变化等；需要准备全面的与疾病相关的检查资料，并尽可能接近临床真实案例；最后，对学生在课堂上可能提出的各种问题要有预设，对课堂上各种突发问题要有解决的能力。总之，教师要付出比传统课堂更多的精力才能成功完成新模式下的教学[11]。

4 结束语

科技改变教学方式，高仿真智能模拟人结合PBL 的教学模式发挥了高级智能模型在儿科学教学工作中的巨大作用，这种教学模式适合甘肃卫生职业学院临床专业学生学习儿科学课程，使教师找到了更贴合临床情境的学习方式[12]。新的教学模式也对学生临床实践能力的考核方式提供了新的思路和模式，有望在将来形成更科学系统的评价体系[13]。新教学模式提高了甘肃卫生职业学院临床专业学生的临床思维和临床实践能力，提高了学生的自主学习和团队协作能力，能够提高学生成绩，还能促进教师对教学方式的变革，顺应教学改革[14]。在今后的教学实践中还需多摸索总结经验，使新的教学模式发挥最大的效果，提高儿科学教学质量，为培养更多能在乡镇卫生系统工作的临床医学专业学生做出贡献。