高等中医药院校医学生虚拟仿真课程学习现状调查分析

Investigation and analysis on the learning status of virtual simulation course for medical students in higher colleges of traditional Chinese medicine

摘要

目的 了解中医药院校医学生对虚拟仿真课程的态度、参与情况、学习效果等，分析现状，为进一步深化医学教育改革、提升医学教育质量提供参考。 方法 采用自行设计的问卷，对浙江杭州市某中医药大学337名医学生进行调查。 结果 82.13%学生认为虚拟仿真实验课程总体效果较好；78.68%学生表示在今后的学习中非常愿意继续使用虚拟仿真实验；学习体验维度得分为（3.28±0.91）分，学习效果维度为（3.42±0.82）分，课程设计维度为（3.58±0.70）分。大三及以上年级虚拟仿真课程数量多于大一大二学生（P<0.05）。 结论 目前医学虚拟仿真课程总体学习效果较好，但与预期目标仍存在差距，存在仿真度不足、网络不够稳定、缺乏师生互动等问题，未来学校要增强对虚拟仿真课程的重视程度，进一步提高教学质量。

Abstract

Objective To understand the attitude， participation and learning effect of medical students in traditional Chinese medicine colleges and universities on virtual simulation courses， analyze the current situation， and provide reference for further deepening the reform of medical education and improving the quality of medical education. Methods A self-designed questionnaire was used to investigate 337 medical students in a university in Zhejiang Province. Results 82.13% of the students thought that the overall effect of the virtual simulation experiment course was better； 78.68% of the students said that they were very willing to continue to use virtual simulation experiments in future learning. The learning experience dimension score was （3.28±0.91） points， the learning effect dimension was （3.42±0.82） points， and the curriculum design dimension was （3.58±0.70） points. The number of virtual simulation courses in junior and above grades was more than that in sophomores （P<0.05）. Conclusion At present， the overall learning effect of medical virtual simulation course is good， but there is still a gap with the expected goal. There are problems such as insufficient simulation， unstable network， and lack of teacher-student interaction. In the future， schools should pay more attention to virtual simulation courses and further improve teaching quality.

关键词

虚拟仿真 / 医学生 / 现状调查

Key words

virtual simulation / medical students / status investigation

虚拟仿真（virtual reality，VR）是一种通过多媒体技术手段实现学生视觉、听觉、触觉等多种感官的模拟，让学生能够将所学的知识融会贯通，并将所学的知识运用于实践中，从而提高学生的学习兴趣和教学质量^［1］。教育部《关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》（教高厅〔2017〕4号）^［2］和教育部《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》（教高函〔2018〕5号）^［3］明确提出：要以现代技术为依托，形成专业布局合理、教学效果优良、开放共享有效的高等教育信息化实验教学项目示范新体系。在当前“互联网+”时代，虚拟仿真技术的应用将逐渐成为高等医学院校医学教育改革的重点方向^［4］，新形势下的医疗背景直接考验我国的医疗卫生系统和医疗教育体系，对医学人才提出了新的要求，需要更加重视医学教育^［5］。医学是一门注重实践的学科，而虚拟课程代替了部分实验操作，其学习成效将直接关系到未来的医学技术水平。医学生作为医学教育的主要受众，了解其虚拟仿真学习的现状对医学院校具有重要意义。鉴于此，就医学生虚拟仿真学习现状进行调查，分析学习过程中存在的问题并探讨其成因，为进一步提升医学教育质量提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用便利抽样的方法选取浙江省杭州市某中医药大学临床医学、护理学、医学检验3个专业医学生为研究对象，其中临床专业学生113名，护理学专业学生104名，医学检验专业学生120名。纳入标准：①某中医药大学全日制本科医学生；②参加过虚拟仿真课程学习；③愿意参加本调查。

1.2 研究方法

1.2.1 研究工具

本研究采用问卷调查方法，研究工具在查阅文献的基础上，自行设计关于医学生虚拟仿真实验课程学习情况及调查分析问卷。经过指导老师及相关专家多次修改后，形成预调查问卷。先对50名学生进行预调查，根据预调查结果完善问卷，最后形成正式调查问卷，信度检测显示内部一致性Cronbach′s α为0.89，表明其具有很好的内部一致性信度。问卷题型涉及单选、多选、问答，调查内容主要包括以下4个维度：基本信息，学习体验，课程设计，学习效果。采用Likert 5级评分法，从“非常不符合～非常符合”依次计1~5分，分数越高，认同度越高。

1.2.2 资料收集方法

通过问卷星平台创建问卷并生成二维码，获得研究对象的知情同意后并使其独立填写完成。采用调查问卷最大条目数的5~10倍估算样本量，研究期间共收回调查问卷358份，根据排除标准，通过逻辑检错剔除不符合要求的数据21份（排除标准：问卷填写缺失内容超过10%；填写内容不符合逻辑的问卷，年龄明显错误等）共取得有效问卷337份，有效回收率为94.13%。

1.3 统计学方法

使用SPSS 25.0软件处理数据，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，计数资料以例数和百分率［n（%）］表示，并对计数资料进行卡方检验，差异具有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。

2 结果

2.1 学生一般资料

医学生337人中，男生116人（34.42%），女生221人（65.58%）；平均年龄为（21.26±1.77）岁。大一及大二学生192名（56.97%），大三及以上学生145人（43.03%）；临床医学专业113人（33.53%），护理学专业104人（30.86%），医学检验专业120人（35.61%）。

2.2 医学生虚拟仿真课程学习的具体情况

依据Likert 5级评分法，从“非常不符合~非常符合”依次赋分1~5分，医学生虚拟仿真课程学习情况的具体得分采用均数和标准差的描述性统计方法。结果显示：①课程学习条目得分前5位依次为：条目15（可以舒适地环顾实验室和进行实验操作，没有头晕等任何不适），得分为（3.81±1.23）分；条目23（虚拟仿真实验课程实验设计具有科学性），得分为（3.62±1.20）分；条目25（学生之间也会进行关于相关问题的讨论），得分为（3.61±1.17）分；条目11（虚拟仿真实验让实验操作更加有趣了），得分为（3.58±1.23）分；条目29（更加清楚地了解实验步骤），得分为（3.57±1.27）分。②排序后5位的排序条目依次为：条目24（在虚拟仿真课程中，老师能够及时发现并解答操作中的问题），得分为（3.55±1.23）分；条目13（虚拟仿真实验系统具有很好的稳定性），得分为（3.52±1.22）分；条目36（我认为虚拟仿真实验课程比线下传统实验效果更好），得分为（3.39±1.27）分；条目17（我在使用虚拟实验室时更加积极参与），得分为（3.39±1.23）分；条目18（我认为虚拟仿真课程可以完全替代线下实验课程），得分为（2.46±1.20）分。③在所有专业年级中，82.13%学生认为虚拟仿真实验课程总体效果较好，78.68%学生表示以后非常愿意继续使用虚拟仿真实验。④在调查虚拟仿真实验课程中希望得到何种帮助时，排名前3位的回答分别为：实验教材和学习材料、教师答疑和在线辅导服务、网络配置和实验操作等方面的在线文档支持。

2.3 专业年级比较

2.3.1 不同专业年级课程数与课时比较

调查发现，不同专业年级参与虚拟仿真课程学习情况略有不同，平均每门虚拟仿真课程的学时数不低于3课时共有229人，虚拟仿真课程门数不低于2门共240人，具体见表1。

2.3.2 虚拟仿真课程的优势与不足

超过50％的参与调研学生认为：突破时空限制和自主探究学习是虚拟仿真实验和传统教学相比较的优势所在。虚拟仿真课程的不足之处排名前三的因素包括师生之间缺乏互动、做实验时动手不动脑，容易忘记实验要点。具体见表2。

3 讨论

3.1 虚拟仿真课程提高了学生学习积极性与趣味性

调查结果表明，80.25%学生认为虚拟仿真实验使实验操作变得更加有趣，且超过半数的学生表示非常愿意在今后的学习中继续使用虚拟仿真实验。这在一定程度上表明，通过虚拟实验，可以有效地激发学生的学习兴趣，这与国内其他专业的调查结果一致^［6-8］，在高校医学教学过程中，传统教学以教师讲授为主，向学生灌输医学理论知识，对于医学生来说，其课程内容复杂、知识点多、理解困难、被动地接受知识，很难做到灵活应用知识点^［9］。随着社会科技的发展，信息化理念以及技术融入教学，教师通过使用虚拟仿真系统教学，构建沉浸式、情景化的交互训练空间；利用动画、视频等方式，让课堂气氛活跃起来，可以有效地调动医学生的学习热情，增加学习趣味性。另一方面，本调查发现虚拟仿真课程沉浸式的学习体验也提高了医学生对医学课程学习的积极性与参与度：①在传统医学实验教学中，因受场地条件的制约，常常存在视觉盲区，不能保证所有学生的学习效果。而虚拟实验则可以呈现三维、立体、微观形态，创造出一种真实的虚拟环境，将病理、生理、解剖、临床等方面的知识融入虚拟场景中，通过人机交互来丰富教学内容。②在虚拟仿真课程的理论教学中，教师可以通过虚拟仿真系统将空洞抽象的理论知识点形象直观地呈现出来，例如“系统解剖学”中机体的各部分解剖结构、各器官的功能和复杂微观的机制问题等。

3.2 虚拟仿真课程有助于提高自主学习能力

研究调查结果显示，超过50%不同专业年级学生虚拟仿真课程每门平均不低于3课时，大部分医学生表示对虚拟仿真教学的开展情况接受度和认可度较高。不同年级医学生参与虚拟仿真课程的情况有所差异：高年级医学生虚拟仿真课程数要多于大一和大二年级医学生（P<0.05），大三及以上年级有更多参与机会，而大一二年级主要是理论学习，学校可以鼓励学生进行课后练习，提高学生自主学习意识。根据本科医学教育标准要求，需要在实验中培养学生的自我认识、自我学习、自我管理等能力^［10］，而在虚拟仿真系统应用过程中，以医学生为主体，可在任意的时间、地点进行学习，而不会受到空间和仪器设备的制约。该系统的实践操作与学生的实验课时和教学任务直接挂钩，可以督促医学生通过自主学习，完成学习任务，进而达到提高医学生自主学习能力的目的。本次调查中大部分医学生也表示虚拟仿真课程增强了自身的自主学习和分析问题、解决问题的能力。随着网络信息技术在教育领域的进一步推广和应用，在这一趋势下，大学生必须要提升自己的自主学习能力^［11］。自主学习能力可改善学生学习策略，提高学习成效，促进终身学习理念的形成^［12］。未来高校应注重培养学生的自主学习能力，在学生的综合素质考核中引入自主学习的能力的评价；通过改变教学观念，创新自主学习、合作学习、探究学习的方法，积极探索提高自主学习能力的有效途径^［13］。

3.3 虚拟仿真课程无法替代线下传统实验

数据表明，绝大多数学生认为虚拟仿真实验不能完全替代线下传统实验。在一些专业课虚拟仿真课程中，由于学生需要与虚拟教学系统中的患者进行互动，但系统中虚拟患者与临床实际中可以自由表达需求的真实患者相差较大，容易导致忽略学生与患者的沟通，不利于学生人文关怀观念和共情能力的培养。同时，在某些仿真教学中，计算机会预先设计较为典型的疾病情况，由于使用过程中忽略临床实际的不可预测性，在某种程度上会对学生应对临床紧急情况的能力培养产生影响。因此，虚拟仿真教学虽然能加强学生对理论知识的理解，但也要重视沟通技能和应对紧急临床意外情况能力的培养。

本次调查显示，在学习效果维度中，“虚拟仿真课程提高动手操作能力”条目得分情况较低，分析原因可能是在虚拟课程中，实验操作只需要点击鼠标即可完成，容易存在实验过程中动手不动脑，容易忘记实验要点，不能进行深入学习等问题。而在实际的动物实验中，不仅动物存在一定的个体差异性，而且实验者操作手法熟练度等因素也会影响实验结果。尽管虚拟仿真教学系统能够让医学生在尽可能逼真的虚拟环境中进行临床技能的训练、疾病的分析、诊断和治疗，但这些还远远不够。对于医学生而言，在学习的过程中不仅要掌握理论知识，更要注重实践操作的训练，而虚拟模拟教学不能真正培养医学生的动手操作的能力。因此，虚拟仿真训练只能作为一种教学辅助手段，对线下教学起到巩固和弥补的作用，在实际教学中不仅要与线下传统实验室练习相结合，还应与临床见习、实习相互补充，最终过渡到临床实践。

3.4 提供在线学习必备支持，注重课前指导和师生互动

研究结果显示，打破时间和空间的局限、自主探究学习是虚拟模拟实验与传统教学相比的优势所在，也是提升学生学习参与度的重要原因。在虚拟仿真课程中，学生主动查阅资料，提高了学生积极思考、独立分析、问题解决等方面的能力，为将来从事临床工作打下坚实的基础，但这并不意味着学生可以处于“无人管理”的状态。问卷调查显示，近40%的学生认为课程中缺乏教师的解答指导和学生间对相关问题的讨论，教学效果并不尽如人意。研究结果表示学生认为虚拟仿真课程的主要不足之处包括师生间缺乏互动，这提示学校要注重师生、学生间的互动交流及在线视频指导和学习材料等在线学习的必备支持。师生间的互动性也是激发学生主动学习的关键要素之一^［14］，这对于培养学生的思考能力和创新意识具有积极的意义，教师要对针对学生的问题答疑解惑、给予系统的引导，以保证医学生能真正地掌握知识点并将其运用于实践中^［15］。除此之外，学生提出，由于实验过程涉及的知识点比较多且较零散，部分理论知识因为长时间未及时复习而被遗忘。因此，在进行虚拟模拟实验之前，希望能够提前观看实验操作步骤的相关视频，教师讲解相关基础理论知识、虚拟模拟实验软件操作的流程及注意事项，从而能整体上把控实验学习的操作步骤。

3.5 虚拟仿真系统流畅度、稳定性与拟真度有待提高

在课程设计维度，课程拟真度平均得分为3.57分，排名中等。虚拟模拟教学是一种新型现代的教学方式，培养学生主动参与、独立思考、综合分析、推理和解决问题的能力。此外，本次调查发现虚拟课程存在设备卡顿和画质模糊的情况，学生认为系统的兼容性、流畅性需要进一步提升，希望操作更加智能，能够精确到每一个步骤地学习。针对虚拟仿真平台，一些学生认为临床护理场景的真实感较差，教师可以将课程的相关章节和教学场景有机结合，根据临床真实场景模拟病人并合理设置护理程序和操作，使得虚拟仿真项目更具有代入感和参与度。期望今后的虚拟仿真教学中多加强对学生网络平台使用的培训，提升虚拟仿真课程系统的流畅度，完善线上实验教学的资源，以达到更好的教学效果。

当前，虚拟仿真实验室的建设受到了国内外各大高校、科研院所的广泛关注，有研究表明^{［7，16-17］}，虚拟仿真技术在医学教育领域具有广泛的应用前景，不仅可以辅助解决一些复杂微观的机制问题，还能够营造贴近临床工作的情境。但目前虚拟仿真实验室建设程度与预期还有较大差别，未来学校层面要加强对虚拟模拟课程的重视程度，加大技术和经费的长期投入，持续增强自主创新能力，大力推进虚拟仿真教学平台的建设，努力实现教育资源跨校、跨区域的共建共享。

4 结语

本研究显示，目前医学虚拟仿真课程总体学习效果较好，虚拟仿真平台能够打破时空的限制，有效提升学生学习积极性及参与度、有助于培养学生的自主学习能力。但仍与预期目标存在差距，存在仿真度不足、网络不够稳定、在线学习资料不足、缺乏师生互动等问题，未来学校要加强对虚拟模拟课程的重视程度，为虚拟仿真的学习提供良好的学习氛围和完善的硬件支持与配套服务；教师也要积极适应教学改革，促进虚拟仿真课程在医学教育中的整合与应用。

参考文献

[1] 晋银峰.虚拟仿真“金课”建设：路径、问题与对策［J］.河北师范大学学报（教育科学版），2021，23（5）：115-121.

[2] 教育部.教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知［EB/OL］.（2017-07-21） ［2024-06-10］.

[3] 教育部.教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知［EB/OL］.（2018-06-07） ［2024-06-10］.

[4] 齐书宇.新时代地方高校科技创新能力评价趋势与指标设计［J］.北京工业大学学报（社会科学版），2022，22（5）：159-172.

[5] 谢杰，周繁坤，杜桂花，新形势下医学教育线上教学中的问题与对策［J］.基础医学教育，2022，24（10）：784-788.

[6] 杜润雨，李玲.虚拟仿真教学在内分泌线上课间实习中的应用研究［J］.中国医学教育技术，2022，36（6）：685-689.

[7] 陈慧，王兆艳，刘伟，虚拟仿真平台在中医护理学基础教学的应用［J］.护理学杂志，2020，35（10）：77-79。

[8] 熊天庆，吴洪海，梁景岩.虚拟仿真技术在临床医学专业人体解剖学实验教学中的应用评价［J］.解剖学杂志，2022，45（4）：387-389.

[9] 赵炬明.聚焦设计：实践与方法（上）：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之三［J］.高等工程教育研究，2018（2）：30-44.

[10] 肖凤，杨震，张艳萍，基于医学教育标准的临床医学人才培养模式的改革与实践［J］.基础医学教育，2018，20（4）：331-333.

[11] 向月，洪霞，张璟，居家线上学习期间护理高职生自主学习能力及影响因素研究［J］.中华护理教育，2021，18（2）：143-148.

[12] MILLANZI W C， HERMAN P Z， HUSSEIN M R.The impact of facilitation in a problem-based pedagogy on self-directed learning readiness among nursing students：a quasi-experimental study in Tanzania［J］.BMC Nurs，2021，20（1）：242.

[13] 贾文军，黄玉珍，陈武元.大学生在线学习体验：影响因素与改进策略［J］.高等教育研究，2021，42（3）：60-69.

[14] 黄荣怀，虎莹，刘梦彧，在线学习的七个事实：基于超大规模在线教育的启示［J］.现代远程教育研究，2021，33（3）：3-11.

[15] 苑春苗，张靖林，丁世勋，基于虚拟仿真平台的线上线下混合式教学研究［J］.高教学刊，2024，10（2）：41-44.

[16] 孟亚，张浩，郭晓娜，雨课堂联合虚拟仿真训练用于基础护理学教学的效果评价［J］.护理学杂志，2020，35（13）：54-56.

[17] ZHAO J， XU X， JIANG H，et al.The effectiveness of virtual reality-based technology on anatomy teaching：a meta-analysis of randomized controlled studies［J］.BMC Med Educ，2020，20（1）：127.

基金资助

浙江中医药大学教学学术研究项目(AXS23004)