虚拟医学实验在生理学实验教学中的应用研究

吴惠文，赵成瑞，高胜利，祁文秀

（山西医科大学汾阳学院，山西汾阳032200）

虚拟医学实验在生理学实验教学中的应用研究

吴惠文*，赵成瑞，高胜利，祁文秀

（山西医科大学汾阳学院，山西汾阳032200）

目的探讨虚拟医学实验在生理学实验教学中的应用及效果。方法将2013级医学检验专业本科学生作为研究对象，随机分为A班和B班。A班实施传统实验教学，B班实施虚拟实验结合传统实验教学，对两班考试成绩和教育环境进行对比分析。结果B班生理学实验总成绩及操作成绩均高于A班（P＜0.05），且教育环境总体评估优于A班（P＜0.05）。结论虚拟实验结合传统实验教学可有效改善生理学教学环境，提高教学质量。

虚拟实验教学；传统实验教学；生理学实验教学；医学检验专业

生理学实验教学是生理学教学的重要环节。传统实验教学在学生动手能力培养中具有优势，但教学资源不足、教学手段落后等因素严重影响着实验教学质量的提高。虚拟实验通过高仿真模拟实验，在节约教学资源、拓展实验项目、激发学生的学习积极性中具有优势［1］。近年来，国内部分医学院校探索性地开展了虚拟实验的应用，取得了一些研究成果［1-2］。本研究旨在探索虚拟实验与传统实验相结合在生理学实验教学中应用的可行性，从而为虚拟实验在生理学实验教学中应用提供依据，现介绍如下。

1　对象与方法

1.1研究对象

以我校2013级医学检验专业本科学生为研究对象，入学前随机分为A、B两个班级，两班学生成绩比较，无显著性差异（P＞0.05），具有可比性。

1.2教学方法

A班（58人）采用传统实验教学模式，B班（57人）采用虚拟实验结合传统实验的教学模式。

1.2.1A班实验教学的实施教学内容包括5个传统实验，每个实验4个学时，共20个学时，具体情况见表1。教学过程为教师讲解—实验技术员示范操作—学生动手完成传统实验—课后撰写实验报告。

表1　两班生理学实验教学情况（学时）

1.2.2B班实验教学的实施教学内容包括5个实验，每个实验4个学时，共20个学时，具体情况见表1。实施步骤为：（1）课前预习。教师提前1周向学生告知实验内容，同时鼓励学生自行设计实验，学生可随时通过校园网的VBL-100医学机能虚拟实验系统了解实验内容。（2）虚拟实验教学。教师引导学生在虚拟实验室完成虚拟实验或设计实验。（3）传统实验教学。教师引导学生完成传统实验。（4）课后撰写实验报告。学生根据虚拟实验结果及传统实验结果，分析并撰写实验报告。

1.3教学效果评价

1.3.1实验成功率记录两班实验完成情况，课程结束时计算实验总体成功率。

1.3.2考试成绩课程结束后，两班采取相同的试卷考试（笔试占50分，操作占50分），通过考试成绩分析实验教学效果。

1.3.3教育环境评估［3］课程结束后，通过DREEM量表调查学生对实验教学的总体评价。DREEM量表由两班学生无记名填写，包括50个项目，由5个分量表组成：学习知觉量表（12项），对教师的知觉量表（11项），学术自我知觉量表（8项），环境知觉量表（12项）及社交自我知觉量表（7项）。评分分为4级：非常满意（4分），满意（3分），不满意（2分），非常不满意（1分）。按DREEM量表的得分将实验教学评估分为4个等级：0～50分为存在严重问题；51～100分为问题较多；101～150分为较好；151～200分为非常好。

1.3.4统计学处理采用SPSS14.0统计软件处理数据，用（±s）表示，采用t检验或χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1实验成功率

结果显示，B班的实验成功率为73.4%，显著高于A班的61.5%（P＜0.05）。

2.2两班学生生理学实验考试成绩（见表2）

表2　两班生理学实验考试成绩比较（±s，分）

表2　两班生理学实验考试成绩比较（±s，分）

班级A班B班P人数58 57 -总成绩（100分）67.4±8.4 78.9±5.7＜0.05笔试成绩（50分）34.4±4.4 32.4±4.4＞0.05操作成绩（50分）32.3±3.1 46.1±2.7＜0.05

由表2可见，B班生理学实验总成绩及操作成绩显著高于A班（P＜0.05），但笔试成绩两班比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3教育环境评估

共发放DREEM量表115份，回收有效量表115份，有效量表回收率100%。DREEM量表调查结果（见表3）显示，B班学生的学习知觉量表得分、环境知觉量表得分、社交自我知觉量表得分及教育环境评估总分显著高于A班（P＜0.05）；但教师的知觉量表得分及学术自我知觉量表得分两班比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

表3　两班DREEM量表得分比较（±s，分）

表3　两班DREEM量表得分比较（±s，分）

分量表学习知觉量表（48分）对教师的知觉量表（44分）学术自我知觉量表（32分）环境知觉量表（48分）社交自我知觉量表（28分）教育环境评估总分（200分）A班30.5±4.1 38.4±4.4 28.1±3.8 33.0±4.5 19.5±5.9 149.1±9.7 B班44.2±5.0 33.8±4.7 30.3±4.2 42.2±3.1 27.4±5.3 176.7±17.5 P＜0.05＞0.05＞0.05＜0.05＜0.05＜0.05

3　讨论

生理学是一门实验性很强的学科，实验教学是生理学教学的重要环节。传统生理学实验教学一般以活体动物为研究对象，验证其生理活动及机制。传统生理学实验教学过程大体为教师讲解、示范实验—学生以小组为单位按固定流程完成实验。随着医学教育的发展，特别是高校招生人数的增加，传统实验教学在教学资源、教学形式等方面越发难以适应现代医学教育发展的需要。近年来，随着多媒体以及网络技术的快速发展，虚拟实验作为一种新型教学手段迅速崛起。国内外部分医学院校相继建立了虚拟实验室，并探索性地开展了教学研究［1-2］。研究显示，虚拟实验在实验项目拓展、学生设计能力培养、教学资源节约等方面具有较大优势，但对学生动手能力的培养却无法完全替代传统实验［1-2］。

我校于2014年引入VBL-100医学虚拟实验系统，其包括40多个全套模拟仿真生理学实验，可虚拟完成生理学实验的整个过程，也可开展综合性、自主性生理学实验［4］。借鉴国内医学院校虚拟实验应用的研究资料，我校开展了虚拟实验结合传统实验的教学改革。研究结果显示，虚拟实验的引入可明显提高学生的实验成功率、实验总成绩及操作成绩。可见，虚拟实验有助于学生更好地把握实验内容。教学中发现，学生通过虚拟实验系统完成自行设计的实验可激发学习兴趣。DREEM量表中学习知觉、环境知觉及社交自我知觉评分升高同样说明了虚拟实验具有的优势。两班实验笔试成绩比较，无显著性差异（P＞0.05），说明实验教学评价体系尚不能很好地反映改革后的实验教学效果。对教师知觉的评分两班比较，无显著性差异（P＞0.05），说明教师在实验教学改革中的角色扮演尚存在问题，有教师对虚拟实验教学内涵理解不足，存在大包大揽、指导过头的现象，也存在引导不足、放任自流的情况。但DREEM量表中教育环境评估总分B班明显高于A班（P＜0.05），显示了实验教学改革总体效果良好。

综上所述，虚拟实验结合传统实验教学模式可有效改善教学环境，提高教学质量，值得进一步深入研究。

［1］吴穹，马祁生，汪晓筠，等.虚拟实验系统在机能实验中的应用探索［J］.西北医学教育，2012，20（5）：941-944.

［2］童学红，崔茜，董晓敏，等.虚拟实验系统在机能实验教学中的应用［J］.继续医学教育，2014，28（6）：98-100.

［3］Roff S，McAleer S，Harden R M，et al.Developement and validation of the Dundee Ready Education Environment Measure（DREEM）［J］.Med Teach，1997，19（4）：295-299.

［4］刘爱东，王箐，田琳，等.虚拟实验在机能学实验教学中的应用与体会［J］.西北医学教育，2012，20（1）：88-90.

（*通讯作者：吴惠文）

G526.5

B

1671-1246（2016）10-0126-02

山西省高等学校教学改革项目（J2014126）