基于虚拟仿真平台的翻转课堂在医学微生物学实验教学中的应用

张玉梅，乔媛媛，吴玉龙，张艳丽，李波清

（滨州医学院，山东 烟台 264003）

实验是医学微生物学教学的重要组成部分，不仅能使学生掌握实验操作技能和方法，还有利于进一步理解和巩固理论知识，实现从感性认识到理性认识的飞跃，提高解决实际问题能力。但受教学条件和生物安全等因素的制约，传统实验教学局限于简单的基础实验，采用以教师示教为主的“灌输式”教学模式，学生被动接受，师生之间缺乏互动，导致学生对所学知识不感兴趣，课堂教学效果不佳。本研究在我院虚拟仿真实验中心的支持下，将基于虚拟仿真平台的翻转课堂应用于医学微生物学实验教学中，现报告如下。

1 医学微生物学翻转课堂教学模式

1.1 教学内容设计

分析医学微生物学实验内容和学生特点，坚持“虚实结合、相互补充”原则，选择适合虚拟仿真教学的内容，如高致病微生物的检测、细菌生长曲线的测定等，创设学习情景，开发虚拟仿真教学资源，进行翻转课堂教学设计。每个虚拟实验操作时间为5～10 min，学生可以在任何时间和地点利用计算机自主进行实验操作，针对薄弱环节反复练习，提高操作能力。

1.2 教学过程设计

1.2.1 课前学习模块 教师根据教学计划，在我院医学虚拟仿真平台添加教学资源，包括学习目标、操作视频、课前学习任务。学生课前通过该平台自主学习，反复进行操作练习，了解实验原理、实验内容和实验步骤，对整个实验有一个初步认识，另外还可以通过平台提出疑问。

1.2.2 课堂活动模块（1）确定问题：教师根据学生课前在虚拟

仿真平台的学习情况，确定学生存在的问题，指导学生采用对话、讨论、辩论等形式互动交流，提出解决问题的方法。（2）学生分组完成实验：学生分组协作完成实验，教师指出学生实验中存在的问题。（3）师生交流：学生登录平台查看教学资源、参与讨论、提交作业，教师通过平台了解学生学习信息、进度和成绩，并进行答疑。

1.2.3 课后评价 课后评价分为实验操作考核和学生问卷两部分。（1）实验操作考核：在期末实验课结束时对学生进行操作考核。（2）问卷调查：期末考试结束后，用自行设计的问卷对接受翻转课堂教学模式的学生进行调查，了解其对教学资源的利用情况、知识内化程度、学习兴趣以及对教学效果的评价。

2 基于虚拟仿真平台的翻转课堂的应用

2.1 对象与方法

2.1.1 对象 以我院2016级检验医学专业1班52名学生为对照组，采用常规实验教学模式；2班53名学生为实验组，采用基于虚拟仿真平台的翻转课堂教学模式。两组年龄、性别和上学期测评成绩比较差异无显著性，使用的教材及授课教师均相同。

2.1.2 方法 对照组采用常规实验教学模式，课堂上教师先讲解示教，然后学生分组实验，最后教师指导总结。实验组采用基于虚拟仿真平台的翻转课堂教学模式，在我院虚拟仿真实验中心进行，具体如下：教师提前一周布置学习任务，将学习资源发布到网络教学平台，学生登录平台自主学习，完成操作练习；课堂上学生根据预习内容提出疑点和难点，教师针对学生的问题进行指导，学生分组完成实验并进行总结。

2.1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0软件分析数据，计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异具有显著性。

3 结果

3.1 两组实验操作考核成绩比较

实验组操作考核成绩为（88.5±5.4）分，对照组为（79.5±7.1）分，实验组明显高于对照组，差异具有显著性（P＜0.05）。3.2实验组问卷调查结果（见表1）

表1 实验组问卷调查结果

4 讨论

4.1 基于虚拟仿真平台的翻转课堂教学的必要性

实验是医学微生物学教学的重要环节，是提高学生实验技能的重要途径。但是传统实验主要是验证性实验，缺乏设计性和综合性实验，学生学习效果不好。与传统教学模式不同，翻转课堂是在信息化环境中，教师提供以教学视频为主要形式的学习资源，学生在上课前完成对教学视频等学习资源的学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型教学模式[1]。基于虚拟仿真平台的翻转课堂实施的关键是把知识传授过程放在课下，学生在上课前通过平台完成对实验内容的自主学习与操作练习，课上大部分时间用于实验操作、师生深入交流和小组协作探究，完成知识的内化[2]，提高自主学习能力。

4.2 基于虚拟仿真平台的翻转课堂教学有利于提高学生操作技能

传统实验教学以教师示教为主，部分学生看不清楚，因此存在动手能力差、实验操作不规范等问题。而且教师讲解实验原理和步骤占用大量时间，学生操作时间紧张，导致学习效率低甚至实验失败。学生课前利用虚拟仿真平台进行预习，模拟实验操作，不但能熟悉操作流程，还能更加精心地准备实验，从而提高实验成功率。

4.3 基于虚拟仿真平台的翻转课堂有利于优化实验教学内容

部分医学微生物学实验由于耗时较长难以在课堂上开展，而利用虚拟仿真技术可使其直观地呈现在学生面前，如细菌生长曲线的测定，学生可以利用视频资源进行动态观察，有利于理解和掌握相关知识。由于实验条件及生物安全的制约，在实验室无法常规开展的实验项目可以通过虚拟仿真平台来完成，学生操作不受时间和地点限制，在逼真的情景中掌握相关实验技能，拓宽知识面[3-4]。

基于虚拟仿真平台的翻转课堂应用于医学微生物学实验教学，有效调动了学生学习主动性，提高了自主学习能力，同时也转变了教师的角色，促进了师生交流，提高了实验成功率。当然，虚拟仿真技术和翻转课堂在应用过程中还存在一些问题，如实验素材缺乏、视频质量欠佳、学生进行虚拟实验操作不可控性等，有待在以后的教学实践中不断改进和完善。