多元教学法联合互联网及虚拟现实技术在临床教学中的应用.pdf

继续医学教育 2023年11月 第37卷 第11期 73多元教学法联合互联网及虚拟现实技术在临床教学中的应用基金项目：2022 年度大连医科大学教学改革研究项目（DYLX 22020）作者单位：1 大连医科大学附属第一医院消化内科，辽宁 大连 116021；2 大连医科大学附属第一医院毕业后医学教育中心，辽宁 大连 116021；3 大连医科大学附属第一医院麻醉科，辽宁 大连 116021通信作者：栾永，E-mail：徐梦杳1 窦菲菲2 栾永3 孟华1【摘要】以疾病肝硬化为例，课前教师通过生动形象的互联网在线课程联合以问题为基础的教学法（problem-based learning，PBL）提出具有价值的问题引导学生明确重点、难点；课堂上应用现代化的多元教学法，将 PBL 教学法、以案例为基础的教学法（case-based learning，CBL）与传统的以授课为基础的教学法（lecture-based learning，LBL）相结合，积极调动了学生学习主动性，培养学生分析和解决问题的能力，实践课上通过模拟实景的虚拟仿真技术，让学生获得身临其境的感觉和体会，从而收到满意的教学效果；课后推送慕课，强化课堂教学内容，开拓学生的视野，将课堂延伸到课后，提高学生的学习兴趣，改善教学效果。【关键词】多元化；教学法；临床教学；互联网；虚拟现实技术；内科学【中图分类号】G642 【文献标志码】A【文章编号】1004-6763（2023）11-0073-04doi:10.3969/j.issn.1004-6763.2023.11.019医学教育可促进我国医疗卫生事业高质量发展并在推动社会进步中扮演重要角色。临床教学因为涉及多个系统，其知识点众多、范围广，同时需要大量的实践性操作，教学本身就具备了复杂性和困难性，而传统单一的医学教学模式已经不能满足需要。目前随着高等教育信息化的迅速发展，信息技术正以惊人的速度改变着高校学生们的学习方式，互联网学习具有丰富的多媒体资源、便携的交流互动答疑等优势，正被越来越多地应用于临床教学中1。为进一步提高医学教学效果，笔者在临床教学中以肝硬化为例，将多元新型教学模式与互联网及虚拟现实技术相结合，探讨多元教学法联合互联网及虚拟现实技术在医学临床教学中的应用。1 多元教学法1.1 翻转课堂翻转课堂是 2007 起源于美国科罗拉多州林地公园高中的一种全新教学模式2。翻转课堂打破了传统的课上教授、课后复习的教学模式，转换为课前有计划预习、在课堂中将知识分化吸收、课后巩固评价的教学法3。在这种教学模式下，学生课前提前预习，带着问题及难点上课。在课堂上，教师不再占用大量时间去讲授信息，需要学生在课前利用互联网提前预习、彼此讨论相关知识点，对于一些难于理解的知识点可以带到课堂上，教师也有更多的时间与每名学生交流，利用更多的时间为学生答疑解惑，注重与学生之间的互动。在课后，可以通过互联网推送更多更广的前沿医学知识促成学生的个性化学习以便对于课堂所学有更深层次的理解。翻转课堂模式与探究性学习、混合型学习等其他教学方法在含义上有所重叠，但本质上都是培养学生学习的自主性及参与性，让学习变得更加灵活及主动，提高学生的学习效率。1.2 以问题为基础的教学法以问题为基础的教学法（problem-based learning，PBL）是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，由美国的神经病学教授 Barrows 于 1969 年在加拿大的麦克马斯特大学首先提出的4。这种教学法目前在国际上很流行，在美国的学校课堂早已被广泛实施。随着深化课堂教学改革的需要，这种新的教学理念和方式也逐渐在国内兴起。与传统的医学教育模式相比，PBL 教学法在设计理念、教学实施、74 Continuing Medical Education,November 2023,Vol.37,No.11评估体系、实际效果等方面均有着根本区别。其是在教师的引导下，通过采用小组讨论的形式，学生围绕着问题独立收集相关资料，以发现问题、解决问题，目的是培养学生的自主学习能力和创新能力。研究显示 PBL 教学法与内科临床教学相结合，提高了课堂教学质量，调动了学生的学习积极性和主动性，培养了学生分析问题和解决问题的能力，受到了学生的普遍欢迎5-6。但 PBL 教学法要求指导教师具有一定能力，可设计出有具有价值及难度的问题，而且要求学生有足够的时间检索查阅相关文献，否则达不到预期效果。1.3 以案例为基础的教学法以案例为基础的教学法（case-based learning，CBL）教学法是现在国际上先进的医学教学理念和教学模式，起源于 20 世纪初的哈佛大学，但最早可以追溯到苏格拉底时期7。苏格拉底最开始以生活中的事情为例，并通过问问题的形式去追问学生，从而引发学生的思考。这种方式事实上已经具备了案例教学的雏形。案例教学需要学生去主动思考，结合生活，设计出与之相关的问题，引导并启发学生围绕相关问题展开讨论。首先教师选择一个典型案例，让学生提前预习，课上针对学生暴露出来的问题和实践操作要点、难点进行补充解答。“以案例为导向，以问题为基本”，基于对学生能力的培养和主动性的调动，把学习置于复杂的、有意义的问题情境中，解决实际问题，此种教学方法能激励带教老师和学生自我学习，使其深入思考，提高主动发现问题、思考问题和解决问题的能力，取得了较好的教学效果8。但 CBL 教学法也有缺点：教师在搜索、筛选、整理出合适的切合教学的好病例比较费时，讲解案例时学生找不准问题及教学切合点，小组讨论时间、分析案例过程费时。2 互联网及虚拟现实技术教学的优势迅猛发展的互联网技术的运用已得到了教育行业的普遍认可。目前，人们将虚拟现实技术看作是改变未来世界的一种重要技术手段，它不但将改变人类从事科学研究、技术设计和生产实践的方式，而且为促进人们的认知能力的全面发展提供了一种新的重要工具。不断发展的虚拟现实技术，以其自身强大的教学优势和潜力，将会被运用在广泛的教学中。如何借助互联网及虚拟现实技术的优势从而推进医学教育的改革，培育优秀的医学人才，是我国医学改革讨论的重点问题。现阶段，大规模在线开放课程即慕课（massive open online courses，MOOC）已逐步在国内外各大高校开展，其中覆盖了一些重点学府的课程，比如武汉大学、同济大学、西安交通大学的课程，内容面也广，几乎各个专业都有，循序渐进地让学生从初学者成长为高级人才。课程的范围不仅覆盖了广泛的科技学科，也包括了社会科学和人文学科，是大数据时代下全新的在线传播与学习知识的平台。慕课为学习者提供了大量的学习及视频资料，使学习不再受时间及空间的限制，只要拥有网络，就可随时随地通过慕课系统进行相应学科的学习9，对于难懂的知识点可以反复多次地观看以便最终理解及消化。微课同样也是一种是以视频为基础的线上教学模式10-11，其制作过程简单，课堂表现形式多样，使用灵活，应用面广，效果良好，受到师生的广泛好评。但相比慕课，微课的规模很小，教学时间较短，教学内容较少，资源容量较小，受众对象也主要针对中小学群体，目前仅在国内很热。虚拟现实技术是运用计算机对现实情景进行全面模拟的技术，首先利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，能够让学生获得身继续医学教育 2023年11月 第37卷 第11期 75临其境的感觉和体会12，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物，从而获得满意的教学效果。虚拟现实技术教学平台可分为智能模拟人和模拟实验设备，智能模拟人是一款先进的患者仿真模型，能够显示神经症状及生理症状，操作简便，技术新颖，可用于消化诊断教学中的体格检查及腹腔穿刺、消化系统的急救如三腔二囊管止血术以及灌肠术、胃灌洗仿真模型等；而虚拟实验设备已应用于模拟腔镜、模拟手术台操作、模拟血管介入等多学科培训过程13。同时对于消化病学科来说，消化内镜诊疗工作是目前消化病学科的重要工作内容和发展方向，往往需要大量实践才能熟练掌握。但随着目前医患关系紧张，患者自我保护意识强等原因使初学者实践操作机会较少，且在真人身上实践心理紧张会造成学习兴趣降低、学习周期过长、进步较为缓慢等；虚拟仿真电子内窥镜教学系统通过计算机三维可视技术来演示胃肠内窥镜检查和手术的过程，可使胃部的解剖结构更加立体，使教学内容更加直观形象，让学生从不同角度观察胃肠形态、病灶特点，为学生提供一个较为真实的内窥镜虚拟环境，学生可以亲身参与实践操作，感受到腔镜操作过程中的种种细节，从而更加深刻地理解内窥镜技术的原理和操作方法。同时学生可以反复多次大胆地进行操作，熟悉流程及技术，安全有效地进行全方位训练，成功地点燃了医学生们的学习欲望，而且操作过程中，学生随时可以和教师进行互动交流，及时纠正错误操作，快速地提高学生的专业操作能力14。3 互联网+虚拟现实技术联合多元教学法的应用在课前阶段，教师建立班级微信群，将授课计划表与新课相关的重点、难点内容制作成微课上传至此平台，例如笔者在内科学消化系统肝硬化章节的授课中，用微课视频来生动形象地展示本课重点：肝脏的解剖结构、肝硬化形成的多种病因及相关发病机制、肝硬化的发展及其预后等。再利用 PBL 教学法提出具有价值的问题引导学生明确重点、难点及提前梳理关键知识点，如肝硬化病理生理、临床表现、实验室检查、诊断依据、并发症及治疗原则等。由于翻转课堂，在课前学生对于相关知识点已有了一定程度的了解及掌握；课堂上笔者先应用 CBL 教学法引出真实的、典型的病例，其中的知识点应尽量覆盖本科重点、难点，如 45 岁男性，既往乙型肝炎病史，患肝硬化 4 年余。近 5 d 来出现发热，体温最高可达 38，无咳嗽、咳痰，无尿频、尿痛，无腹泻，但感全腹部疼痛，性质较为剧烈，腹部明显膨隆，腹围增大，双下肢逐渐出现水肿，尿量减少至 500 mL/d。在该案例教学模式中带教老师不再是单纯的讲授者，而是与学生共同参与其中，并具有引领作用，通过将学生分成不同治疗组，使学生自主完成病史采集、体格检查，并给出相关化验结果等，然后对案例进行讨论：该患者初步考虑的诊断是什么？其病因有哪些？患者住院后经检查有哪项体征对诊断最有帮助？为尽快治疗，应首先做的检测是什么？为进一步治疗，何种措施最为重要？治疗疗效如何以及如果患者最后顺利出院，需要注意哪些事项等。课堂结尾教师再次对该病例的相关知识点、难点与该课程联系并加以总结，让学生产生切身的体会，提高学生对肝硬化这一疾病的认知，培养学生的临床思维，获得了非常好的教学效果及教学满意度。课后教师向学生推荐优秀医学慕课平台上的相应课程，如食管、胃底静脉曲张急性活动性出血的治疗流程、内镜下食道静脉曲张破裂出血的内镜止血方法及其适应证、肝性脑病诊治的专家共识、感染性腹膜炎及肝肾综合征、肝肺综合征的诊治规范等，拓展课堂内容，开阔76 Continuing Medical Education,November 2023,Vol.37,No.11参考文献1 许静，童睿，崔巍.混合式教学模式在临床医学教学中的改革探讨J.医学教育研究与实践，2020，28（1）：164-166.2 CAI L，LI Y L，HU X Y，et al.Implementation of flipped classroom combined with case-based Learning：a promising and effective teaching modality in undergraduate pathology educationJ.Medicine（Baltimore），2022，101（5）：e28782.3 田秀青，张沛，贾晓萌，等.多媒体-翻转课堂教学模式在心内科实习带教中的应用 J.中国继续医学教育，2023，15（9）：128-131.4 刘益飞，倪昊生，冯佳，等.基于 Barrows 模型的医学生临床病理诊断思维 PBL 教学实践与思考 J.交通医学，2019，33（3）：316-318.5 罗园媛，吴皖灵，刘杰，等.PBL 教学法在心血管临床教学工作中的应用 J.医药前沿，2019，9（21）：14-15.6 周霖，张颖，程鑫华，等.对新时期我国医学教育模 式的几点感悟 J.中国继续医学教育，2020，12（25）：74-77.7 张玉娟.浅析案例教学法在医学院校生理理论教学中的应用 J.才智，2017（19）：74-75.8 张颖，吴桂霞，沈文娟，等.案例教学法在病理生理学教学中的应用效果分析 J.医学食疗与健康，2020，18（7）：177-178.9 李想.基于慕课时代的医学教育教学改革探析 J.经济师，2021（11）：192，194.10 孙志钢，尹青，王欣.融合课程思政的微信平台辅助CBL 教学模式在胸外科临床教学中的探索 J.卫生职业教育，2021，39（22）：61-63.11 姚延峰，谢雨君，温朝美，等.微信结合案例教学在超声进修医师培训的应用 J.中国继续医学教育，2019，11（10）：1-3.12 蔡璇，秦杰，黄珊，等.虚拟现实技术在脊柱外科临床带教中的应用J.中国继续医学教育，2019，11（23）：18-20.13 张翠翠.VR 虚拟仿真技术在医学教学中的应用 J.科教文汇（下旬刊），2021（18）：116-117.14 DUAN Y Y，ZHANG J Y，XIE M，et al.Application of virtual reality technology in disaster medicineJ.Curr Med Sci，2019，39（5）：690-693.收稿日期：2023-07-17学生的视野，从而起到了良好的效果。在消化系统实践课中利用虚拟仿真技术，学生可快速有效地掌握腹部查体、腹腔穿刺术及置管术、食道静脉曲张破裂出血后三腔二囊管止血术、内窥镜下的食道静脉曲张套扎术及组织粘合剂硬化止血术等，通过互联网及虚拟现实技术，学生可利用设备身临其境且安全有效地进行内窥镜检查技术的全方位训练。最后学生通过微信评价此次教学的满意程度，提出相关教学意见，教师根据相关的意见或建议再调整教学策略。这样，教师能够适时地调整教学方向，更好地贴合学生的需求。4 目存在的问题虽然虚拟现实技术在教学应用中可以改变传统的教学方式及方法，从而提高学生的学习兴趣，实现教育的均衡发展，但虚拟现实技术目前还在初级应用阶段，处于技术瓶颈期，其接下来的资源开发和学生接受难易程度等方面还存在很多问题。利用互联网及虚拟平台进行教学时，由于互联网本身的便捷性和娱乐性，部分学生沉迷于游戏和社交媒体应用程序中的仿真体验，易导致此部分学生在学习过程中注意力不集中，甚至转移注意力至其他方面随后甚至弃学等。且虚拟仿真模拟操作系统价格昂贵，目前国内仅在少数三甲教学医院应用于培训，无法在广大基层医院普及使用，下一步需进一步降低其模拟机器成本，或研究出相对简易却高效率的模拟设备而能广泛应用到基层医学院校，使学生在学习跟使用中能快速掌握，提高临床思维能力和实际操作能力。综上所述，在内科学临床教学中多元化教学法联合网络及虚拟现实技术对比传统教学模式有较为明显的优势。前期多元化的教学法调动了学生的学习积极性，课后利用微课及慕课拓展了教学空间，以上均弥补了传统内科学临床教学的不足。在临床的教学实践过程中，结合实际情况合理运用虚拟现实技术，综合运用多种教学模式，有助于引导学生掌握自主学习的方法，建立系统性的临床思维及操作技能，从而培养更多高素质的医学人才。