新医科背景下“虚实”“线上线下”双结合教学模式在《内科学》心血管系统疾病教学中的应用研究

Application of "virtual reality" and "online and offline" in the teaching of 《Internal Medicine》-diseases of the cardiovascular system in the context of new medicine

摘要

目的 探索“虚实”“线上线下”双结合教学模式在《内科学》心血管系统疾病教学中的应用效果。 方法 选取安徽医科大学第一附属医院心血管内科学习的人员，包括实习生、规培生、研究生及进修生，共60名作为研究对象。随机数字表法分成研究组和对照组，每组30人。研究组采用“虚实”“线上线下”双结合教学模式，对照组采用“线上线下”结合的教学模式。对比2组学员的理论考核成绩、各模块测试成绩以及学习兴趣及课程满意程度情况。 结果 理论考核成绩研究组优于对照组（P＜0.05），2组预习、实践操作及临床案例讨论成绩比较，研究组虽均有提高，但2组差异无统计学意义（P≥0.0125）；预习成绩与理论考核成绩呈正相关（r=0.475，P＜0.001）、与实践操作成绩不相关（r=0.090，P=0.495）。临床案例讨论成绩与预习成绩、实践操作成绩均呈正相关（r=0.268，P=0.038；r=0.329，P=0.010）。理论考核成绩与实践操作成绩、临床案例讨论成绩均呈正相关（r=0.327，P=0.011；r=0.263，P=0.042）。研究组学习心血管疾病的兴趣及对课程满意度得分均高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 结论 采用“虚实”“线上线下”双结合教学模式有助于提高学员学习心血管系统疾病的兴趣及学习的主观能动性，能提高教学效果及教学质量，可以为学员的临床思维能力培养奠定基础。

Abstract

Objective : To explore the application effect of the method of combining "virtual and real" and "online and offline" in the teaching of cardiovascular system diseases of the subject of《Internal Medicine》. Methods Sixty individuals studying in the Department of Cardiology at The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University， including interns，resident physicians， graduate students， and trainees， were selected as the research subjects. The random number table method was utilised to allocate the participants into two groups： a research group and a control group， with 30 participants in each group. The research group adopted the dual-combination teaching model of "virtual and real" and "online and offline". The control group adopts a teaching mode that combines online and offline teaching.The theoretical assessment scores， test scores of each module， as well as the learning interest and course satisfaction of the two groups were compared. Results The theoretical assessment scores in the research group was better than that in the control group （P＜0.05）， and although the scores of previewing， practical operation and clinical case discussion in the research group were higher than before， the difference was not statistically significant（P≥0.012 5）. The preview score was positively correlated with the theoretical assessment score （r=0.475， P＜0.001）， but not correlated with the practical operation score （r=0.090， P=0.495）. The scores of clinical case discussion were positively correlated with the scores of preview （r=0.268， P=0.038） and practical operation （r=0.329， P=0.010）. The theoretical assessment scores were positively correlated with the practical operation scores（r=0.327， P=0.011） and the clinical case discussion scores （r=0.263， P=0.042） . The score of interest in learning about cardiovascular diseases and the score of satisfaction with the course in the research group were higher than those in the control group， with statistical significance （P＜0.05）. Conclusion The combination of "virtual and real" and "online and offline" methods can help improve students' interest in learning cardiovascular diseases and their subjective initiative， enhance the teaching effect and quality of teaching， and lay a good foundation for the cultivation of students' clinical thinking.

Graphical abstract

关键词

虚拟现实技术 / 案例教学 / 线上线下结合 / 心内科

Key words

Virtual reality technique / Case study teaching / Combination of online and offline / Cardiology

心血管内科作为内科学中的一大分支，专业性较强。心血管内科医生不仅需要具备广泛的专业基础知识，还需要横向拓展其他学科知识。心血管系统疾病的教学质量与心血管内科医生临床诊疗能力及专业知识的掌握程度息息相关。传统的课堂教学模式主要是以教师为主体，学生被动学习。根据教育部联合十四个部委发布的《关于加强加快建设高水平本科教育全面提升人才培养能力的意见》，明确将线上线下混合式教学作为重要内容^［1］。疫情期间及疫情后，“线上线下”结合教学已成为常态。

以案例为基础的教学模式从临床案例入手，实现理论认知与实践应用的协同整合，构建一种具有启迪性的教学模式，显著提高了学生的学习兴趣，培养了学生的临床思维能力^［2-3］。新医科作为国家战略体系的关键构成，被纳入“四新”建设框架，旨在响应前沿技术革新与产业转型需求。随着信息技术的教学创新和改革，虚拟仿真技术成为心血管内科教学创新的努力方向^［4］。本研究探讨MR虚拟仿真与临床实际病例结合（以下简称“虚实”结合）与“线上线下”双结合的教学模式对《内科学》心血管系统疾病教学的应用效果，以期为医学教育带来新的启示。

1 研究对象与方法

1.1　研究对象

选取2023年1月—2024年12月在安徽医科大学第一附属医院心血管内科学习的60名学员（包括实习生、规培生、研究生及进修生）为研究对象，采用随机数字表法分为研究组与对照组，各30名。其中研究组男20名，女10名，对照组男18名，女12名。参与学员均知悉本研究内容并同意参加本研究。

1.2　研究方法

按照心血管系统疾病大纲要求，对照组采用“线上线下”结合的教学模式，授课教师课前备课，由教师发布学习前任务，学生在线上教学平台完成疾病以及解剖生理病理知识的学习，课堂上将临床实际案例导入，辅以PPT等展示相关知识点，学习过程中穿插提问及实训、案例讨论，带教教师讲解并示范问诊技巧、心脏体格检查等相关操作，并选取就诊的典型病例作为心血管系统病例进行临床查房。研究组采用“虚实”“线上线下”双结合教学模式，具体实施如下：在对照组的教学基础上，学习任务推送虚拟仿真平台心血管疾病生理病理环节，后续学习中结合MR虚拟仿真平台完成模拟心肺复苏环节。2组任课教师一致，学时相当。2组出科时采用“N+1”的考核方式：“N”是考核模块数，“1”指出科理论考试。考核模块数“N”包括课程过程中的预习内容评价、实践操作、临床案例讨论3大模块；实现过程考核与总结评价相结合的创新考核，具体实施过程见图1。比较2组学生的出科理论考核成绩以及各模块成绩，并分别线上问卷调查学生对课程的兴趣及满意程度。

1.3　观察指标

1.3.1　理论考核成绩

2组学员在学习心血管系统疾病后，出科前进行理论知识的笔试，比较对相关学习内容的掌握程度。满分为100分，包括课程中提及的知识点及常见疾病诊断能力。题型为选择题（占比30%，来源于执业医师考试真题）、填空题（占比20%，重点考查常见心血管疾病的相关知识）和问答题（占比50%，重点考查常见心血管疾病的诊断和治疗等知识点）。

1.3.2　考核模块成绩

2组学员在学习心血管系统疾病后，对预习内容评价（线上平台预习任务点完成情况）、实践操作和临床案例讨论进行评分。其中实践技能的操作考试，包括辅助检查判读能力、操作动手能力，主要评估技能操作熟练度、细节把握程度及医学人文关怀等，根据医院“三基三严”考核使用的客观评分表评分，2组考评教师一致。

1.3.3　问卷调查（兴趣度、满意度评分）

对课程的感兴趣程度及满意程度分别加以评分。兴趣程度分很感兴趣（赋4分）、较感兴趣（赋3分）、一般（赋2分）、不感兴趣（赋1分），在心血管系统疾病课程开始前及结束后分别调查1次。满意度得分为课堂教学环节的设计、时间安排、学习氛围营造、师生互动情况综合得分，在心血管系统疾病课程结束后通过数字平台实施单次满意度测评，分十分满意（赋4分）、满意（赋3分）、一般（赋2分）和不满意（赋1分）。

1.4　统计学处理

数据使用SPSS 26.0进行分析。计量资料以\overline{x}±s表示，采用独立样本t检验。计数资料以n（%）表示，组间差异分析采用非参数检验，非多重比较的显著性水准设定为P＜0.05。针对考核成绩方面的检验采用Bonferroni法校正P值：将显著性阈值调整为α'=0.05/4=0.012 5。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1　2组学员一般资料比较

2组学员年龄、身高、体重及类型比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2　2组学员“N+1”考核情况比较

研究组学员出科理论考核成绩显著优于对照组（P＜0.012 5），研究组学员的预习、实践操作和临床案例讨论成绩均高于对照组，但2组差异无统计学意义（P≥0.012 5）。见表2。

2.3　各测试成绩指标相关性分析

预习成绩与理论考核成绩呈显著正相关（r=0.475，P＜0.001）、与实践操作成绩无显著相关（r=0.090，P=0.495），见图2。临床案例讨论成绩与预习成绩、实践操作成绩均呈正相关（r=0.268，P=0.038；r=0.329，P=0.010），见图3。理论考核成绩与实践操作成绩、临床案例讨论成绩均呈正相关（r=0.327，P=0.011；r=0.263，P=0.042），见图4。

2.4　问卷调查结果

2.4.1　2组学员课程学习兴趣得分比较

研究组学习兴趣得分课程结束后显著高于课程开始前（P=0.001），而对照组学习兴趣得分课程开始前与结束后无显著变化（P=0.326）。2组比较显示，研究组兴趣得分增加值显著高于对照组（0.67 vs 0.07），差异有统计学意义（t=3.103，P=0.004）。见表3。

2.4.2　2组学员课程满意度得分比较

研究组满意度得分［（3.30±0.75）分］显著高于对照组［（2.70±1.02）］分，差异有统计学意义（t=2.596，P=0.012）。

3 讨论

新医科背景下，越来越多的医学相关专业教学要求线上线下教学与虚拟仿真相结合。心血管系统疾病相关知识专业性强，其特点包括：⑴心血管系统解剖结构复杂，病理生理机制抽象，理解难度大；⑵心血管系统疾病临床表现复杂，其诊疗决策过程需要系统的理论知识储备及临床决策能力支撑；⑶心血管系统疾病介入操作技术风险大，培养周期长；⑷心血管系统领域新知识、新技术不断涌现，有很多未知领域等待探索，需要持续学习和不断更新知识体系。基于以上原因，心血管系统疾病教学难度大，教学方法亟待创新。同时，心血管系统疾病的临床诊疗过程复杂，其训练过程需要多环节协作，需要构建高效的多角色协作机制以提高训练效果^［5］。这些因素共同构成了心血管系统疾病教学的巨大挑战。

3.1　“虚实”“线上线下”双结合对学生的理论及各模块成绩的影响

本研究结果显示，研究组出科理论考核成绩及各模块成绩（包括预习、实践操作和临床案例讨论成绩）均高于对照组，但仅出科理论考核成绩差异有统计学意义。说明“虚实”“线上线下”双结合教学模式有利于提高学生理论及实践操作成绩。本研究结果表明理论知识、实践操作、临床病例讨论三者间具有一定的关联性，存在相互影响，与汪向海等^［6］研究结果一致。传统教学师生间互动、交流较少，一般都是教师单向输出，学生只是被动接受和机械模仿，因而教学效果不佳。线上教学中，课前通过提前上传任务点让学生先预习以提前进入学习状态；线上的教学视频、动画突破了教学时间与空间方面的局限，可以让学生的课余时间得以充分利用。研究显示，案例教学与以问题为导向的学习（Problem-based learning，PBL）教学模式的协同应用能有效改善心血管专科临床教学中存在的“强硬教”和“被动学”现象，通过避开单调和惯性汲取知识过程，显著提升学生临床思维能力与实践操作能力^［7］。金晓萍^［8］在心血管内科的带教研究表明，通过融合三维建模仿真系统与传统教学模式，能显著提升学生的临床操作规范性和诊疗能力。混合现实（MR）虚拟仿真实训平台结合了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，提供高度沉浸和交互的培训环境，该平台融合了虚拟对象与真实世界，应用在高风险场景及一些复杂操作的教学中更具优势。心血管系统疾病教学中应用虚拟仿真技术，能够突破传统教学的时空限制，为医学生创造一个安全可控的沉浸式学习环境，学生通过这些高度仿真的虚拟场景可以反复了解心脏的解剖结构，掌握心血管常见病的发病原理，在虚拟环境中可以自主进行病例分析、诊断和制定治疗方案，训练心电图判读、血管造影^［9］、支架植入^［10］等核心技能，从被动接受转变为主动探索，规避操作风险的同时又积累了临床经验。本研究结果显示仅出科理论考核成绩高于对照组，而模块成绩2组差异均不显著，这可能与临床思维的形成需要长期培养有关，也可能与MR虚拟平台功能局限性相关。“虚实”“线上线下”双结合教学模式提高了实习生、规培生、研究生及进修生的理论水平，但实践操作还需要MR虚拟平台开发更多核心技能训练项目，如心脏听诊、心电图判读、血管造影、支架植入等，增加学生在虚拟环境中的实践机会；同时，临床案例分析能力也还需要通过充分的临床实践来提高。

3.2　“虚实”“线上线下”双结合对学生学习的兴趣及课程满意度的影响

本研究结果表明“虚实”“线上线下”双结合的教学模式显著提高了学生的学习兴趣。满意度调查结果也表明双结合的教学模式是有效的，得到了大部分同学的认可。在“多屏时代”的影响下，97.8%的心血管内科学生平均上网时间超过2小时^［11］，这些学生更易接受网络信息技术、计算机数字模拟、数据库使用、人工智能等方法^［6］，他们选择线上线下结合教学，打破了时空限制，在充分利用“碎片化”时间的同时实现了教学资源的效益最大化。本研究结果与张静玉^［12］研究结果相似，均提示线上线下混合式教学可调动学生的学习积极性。针对医学生普遍对临床知识感兴趣的特点，临床案例教学既能依托真实诊疗场景提升学生的学习专注度，又能锻炼学生的临床思维与知识应用两大核心能力^［3］。杨玉春等^［13］研究表明，通过虚拟技术、多媒体教学资源、在线学习平台和数据分析工具等信息技术手段，可以提高教学质量，提高学生的学习效果和实践能力，同时促进心血管内科个性化教学的实现。基于虚拟仿真平台的人机互动，学生在逼真的三维人体中自主任意组合拆装，让枯燥难懂的解剖知识变得有趣易懂，充分调动和发挥了学生学习的主观能动性，显著提高了学生的学习兴趣，让学生更好地掌握了心脏血管解剖知识^［8.14］。虚拟创设的心脏生理活动场景，高度模拟心血管系统疾病的病理生理过程^［15］，让学生更加深刻地认识了这些疾病的发病机制。这些研究均证明，MR虚拟仿真的应用提高了学生的学习兴趣，提升了学习效果。

4 总结

随着我国心血管系统疾病患病率持续上升，未来对心血管专业医学生的需求仍会增长，因此，培养高素质心血管系统疾病方向的医学生仍是心血管内科教学的重中之重。“虚实”“线上线下”双结合的教学模式提高了学员对心血管系统疾病的学习兴趣及学习效率，提升了教学效果及教学质量，为学员的临床思维能力培养奠定了基础。由于研究对象获取的困难性，本研究为小样本探索性研究，加上MR实训室初建，用于心血管系统疾病的相关教学内容还在不断地更新与完善，本研究仅提供初步证据，课题组未来将在MR实训室完全建成后进行大样本研究以验证“虚实”“线上线下”双结合教学模式的教学效果。

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基金资助

安徽省质量工程项目(2023xsxx074)