基于BOPPPS模式的智慧教学法在儿科本科教学中的应用与探索

Application and exploration of wisdom teaching method based on BOPPPS mode in the undergraduate teaching of Pediatrics

摘要

目的 探讨基于BOPPPS模式融合情景模拟、虚拟仿真技术的智慧教学法在儿科本科教学中的应用，研究和探索更适合“新医科”背景下的高等教育教学模式，为儿科本科教学的创新与改革提供新思路。 方法 选取中国医科大学临床医学专业（“5+3”一体化）大四本科生120名为研究对象，随机分为试验组（n=60）和对照组（n=60）。试验组采用BOPPPS模式融合情景模拟、虚拟仿真技术的智慧教学法，对照组采用传统教学法。课程结束后比较两组学生理论考核成绩、实践技能操作考核成绩及问卷调查评价教学效果。 结果 试验组学生理论及技能操作考核成绩分别为（83.65±5.24）、（79.32±7.28）分，对照组学生理论及技能操作考核成绩分别为（78.74±6.52）、（72.88±4.26）分，教学效果评价总分分别为：试验组（19.93±1.32）分，对照组（17.17±0.96）分，试验组理论考核成绩、实践技能操作考核成绩及教学效果评价均高于对照组（P<0.05）。 结论 在新医科背景下，采用基于BOPPPS模式融合情景模拟、虚拟仿真技术的智慧教学法可以有效提高本科生的理论及操作考核成绩，同时学生对课程教学效果的评价也有明显的提升，值得进一步研究和推广。

Abstract

Objective To explore the application of wisdom teaching method combined with scenario simulation and virtual simulation technology based on BOPPPS mode in the undergraduate teaching of Pediatrics, and study and explore higher education teaching mode which is more suitable under the background of “New Medicine” and provide new thought for the innovation and reform of the undergraduate teaching of Pediatrics. Methods A total of 120 senior undergraduates majoring in “Clinical Medicine” (“5+3” integration) in China Medical University were selected as research objects and randomly divided into the experimental group (n=60) and the control group (n=60). The experimental group adopted wisdom teaching method combined with scenario simulation and virtual simulation technology based on BOPPPS mode, while the control group adopted traditional teaching method. After the course, the scores of the two groups were compared in the theoretical test, practical skill operation test and questionnaire survey to evaluate the teaching effect. Results The scores of theoretical test and skill operation test of the experimental group were (83.65±5.24) and (79.32±7.28), respectively. The scores of theoretical test and skill operation test of the control group were (78.74±6.52) and (72.88±4.26), respectively. In terms of the total scores of teaching effect evaluation, the experimental group obtained (19.93±1.32) and the control group acquired (17.17±0.96). The scores of theoretical test, practical skill operation test and teaching effect evaluation of the experimental group were all higher than those of the control group (P<0.05). Conclusion In the context of New Medicine, the application of wisdom teaching method combined with scenario simulation and virtual simulation technology based on BOPPPS mode can effectively improve undergraduates’ theoretical and operation test scores, and students’ evaluation of the course teaching effect has also significantly improved, which is worthy of further research and promotion.

关键词

新医科 / 儿科学 / BOPPPS / 情景模拟

Key words

New Medicine / Pediatrics / BOPPPS / scenario simulation

2018年，中共中央、国务院在关于新时代教育改革发展的重要文件中首次正式提出“新医科”概念。2021年4月，习近平总书记在清华大学考察时强调要“推进新工科、新医科、新农科、新文科建设”。新医科是人才培养模式改革，重点在专业建设。因此，新医科建设首先是一场人才培养模式的重大变革。

随着5G时代的到来，人工智能、虚拟仿真技术等越来越成为各行各业关注的重点，高等教育工作者也应该紧跟时代步伐，做出一些变革，如何将虚拟仿真技术及人工智能等新技术、新手段融入高等教育应是教育工作者需要关注的重点。

儿科学是临床医学的必修课程，承担着为儿科输送优秀技术人才的使命。目前的本科教学主要采用传统的教学模式，学生被动学习为主，已不能适应新时代的要求。BOPPPS模型最初由加拿大英属哥伦比亚大学教学与学术发展中心提出，该模式强调以学生为中心的教学理念，将课堂教学过程模块化。BOPPPS模式将教学过程分为引入（bridge-in，B）、学习目标（learning objective,O）、课前摸底（pre-assessment,P）、参与式学习（participatory learning,P）、课内评估（post-assessment,P）和总结（summary,S）共六个可循环阶段。其中，参与式学习是这种教学模式的核心部分^[1]。情景模拟教学是目前热度较高的体验式教学模式，在参与式学习阶段，采用情景模拟教学法或可进一步提高教学效果。

在新医科背景下，探索一种更适应时代发展要求的教学模式显得尤为重要。该研究项目在BOPPPS模式基础上融合情景模拟教学，配合虚拟仿真技术的应用，以提高教学效果及满意度。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

该研究项目选取中国医科大学临床医学专业（“5+3”一体化）大四学生120名作为研究对象。随机分为试验组（n=60）和对照组（n=60）。试验组采用BOPPPS模式融合情景模拟、虚拟仿真技术的智慧教学法，对照组采用传统教学法。所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 研究方法

两组课程学习内容均为人民卫生出版社第9版《儿科学》中第十四章神经肌肉系统疾病中的“急性细菌性脑膜炎”。

试验组采用BOPPPS教学融合情景模拟的智慧教学法，即在BOPPPS中的参与式学习阶段（participatory learning）采用情景模拟教学方法。将学生随机分成10个小组，每组6人。在模拟教学过程中配合使用高端智能模拟人，可模拟患儿生命体征变化、抽搐发作等病情变化。学生通过虚拟仿真平台进行操作技能演练，演练方式包括仿真人体模型和虚拟模拟系统，其中仿真人体模型采用标准腰椎穿刺体位，可以摆成侧卧位或坐位。穿刺的相关解剖标志包括腰椎棘突、棘突间隙、髂嵴，穿刺时可体会到真实的突破感。虚拟模拟系统是在计算机中实现的能够实时监测穿刺情况并做出相应反馈的系统，与学生的实际穿刺操作完全同步，能够提供人体模型分层浏览、实时碰撞检测等功能。

对照组采用传统的教学模式进行儿科学课程理论知识统一讲授。学生通过观看教学视频以及教师对普通教学道具操作演示进行操作技能培训。分为10个小组，每组6人，通过模型道具进行操作技能训练。

两组均于课后进行理论及操作考核，同时进行教学满意度问卷调查。

1.2.1 试验组课堂教学过程的实施：BOPPPS模式融合情景模拟教学

引入（bridge-in） 即正式进入课程教学之前的引言环节。在课程开始前3天，通过建立微信群，将学习过程中可能用到的资料发送给学生，提醒其进行预习，包括但不限于教材章节、病例资料、视频资料等。同时，教师根据课程内容设置一个小问题。例如，该临床病例中，患者突然出现抽搐发作，做为管床医生下一步该怎么办？以此来吸引学生的学习热情及兴趣，引发学生之间的探讨。

学习目标（objective） 即建立该课堂的学习目标和预期达到的结果。课程正式开始后，教师明确告知学生此次课程的学习目的，传达教学目标，即该节课结束后学生需要掌握急性细菌性脑膜炎的临床表现、诊断以及鉴别诊断，熟练掌握儿童腰椎穿刺术，明确其适应症及禁忌症。

课前摸底（pre-assessment） 即在建立学习目标之后对学生开展的先测或摸底。当学生充分了解此次课程的学习目标之后，教师通过设置题目、现场提问、互动交流等方式了解学生目前对课程内容的了解和掌握程度。

参与式学习（participatory learning） 通过情景模拟教学来实现BOPPPS教学模式的核心内容。在情景模拟教学过程中，教师对每组学生进行角色分配，角色设置包括医生、护士、患者家属、观察员及记录员等；并应用高端智能模拟人充当患者角色，同步显示患者各项生命体征、检查结果等；同时依据情境需要模拟抽搐发作等临床症状，鼓励学生主动参与，帮助学生达到既定学习目的，实现课堂教学目标。

课后测验（post-assessment） 即在此次课堂快要结束之际对学生学习成果进行小检测。通过微信群发布测试题，并请学生再次回答课前摸底阶段比较有争议的问题，检验课堂学习效果。

总结（summary） 最后，教师对该次课程内容进行总结。

1.2.2 对照组课堂教学

对照组应用传统的理论授课模式，由教师在同一教室统一进行理论课教学，教学期间采用PPT讲授、播放相关视频等多媒体形式，进行教学内容的讲解，明确教学目的、突出教学的重点和难点内容。

1.3 观察指标及教学满意度评价

1.3.1 理论及操作考核成绩比较

课程结束后，理论考核内容为急性细菌性脑膜炎，由儿科教研室参照教学大纲统一命题，题型包括选择题、简答题及病例分析题，总分为100分，考核采用闭卷考核的形式。理论考试结束后主观题由同一教师进行判卷，两名教师共同进行成绩录入。操作考核内容设置为腰椎穿刺术，重点考核学生的操作能力、判断该操作的适应症及禁忌症。由经过统一培训的两名教师分别进行操作考核，确保评判标准、尺度统一。以上监考及判卷教师均不参与课程研究。

1.3.2 问卷调查教学效果

采用儿科教研室自制的教学效果满意度问卷，两组学生全部考核结束后填写问卷。问卷内容包括学习兴趣及主动性、课程参与程度、课堂氛围、分析和解决问题能力、操作能力的提升感共五个维度，每个维度包含5个评分标准，“1~5分”分别表示为“非常不好~非常好”或“非常不符合~非常符合”，得分越高表示越同意或越符合。所有学生均完成了调查问卷的填写，均为有效问卷。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析，所有资料均为计量资料，以(x±s)表示，两组间比较采用非配对t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象的一般情况

试验组60人，男性35名（58.33%），女性25名（41.67%）；对照组60人，男性26名（43.33%），女性34名（56.67%）。两组年龄均在21~22岁，平均年龄（21.0±2.6）岁。两组学员在年龄、性别、在校既往成绩等方面比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。

2.2 理论及操作考核成绩对比分析

试验组无论在理论考核或者操作考核成绩均高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05），结果如表1所示。

2.3 教学效果满意度评价

问卷调查共发放120份，回收有效问卷120份，有效回收率100%。从问卷调查结果可见，试验组学生在学习兴趣及主动性、课程参与程度、课堂氛围、分析和解决问题能力、操作能力的提升感这五个维度得分及总分均明显高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05），结果如表2所示。

3 讨论

3.1 BOPPPS模式融合情景模拟、虚拟仿真技术的教学模式更契合新医科背景下的教学模式改革方向

在“新医科”建设背景下，如何培养复合型医学人才已然成为医学教育改革的重中之重。传统的“灌输”型教学模式由教师进行理论课讲授，学生被动接受，致使大多数临床医学生对此种教学模式深感枯燥和反感；一些应知应会的基础操作只能于课间实习或毕业实习阶段进行学习和训练，待到医学生在临床实际应用时深感理论与实践存在明显的脱节，这极大了影响了医学生进入临床实际操作。儿科学是一门实践性非常强的学科，对临床知识、操作技能及沟通能力均有较高的要求，这就需要教师积极转变教学模式，坚持“以学生为中心”的教学理念，提升学生的学习热情，引导其从被动学习向主动学习转变，注重临床思维训练，实现复合型人才的培养^[2-3]。

此次研究引入了BOPPPS教学模式，该教学模式主要体现“学生为主体，教师为主导”的教育理念，让学生参与课堂，是一种更注重教学互动和反馈的闭环反馈教学模式。该教学模式的教学过程共分为六个可循环阶段。其中，参与式学习是课堂教学的核心环节，教师可充分利用媒体和信息技术等对教学环节进行多种形式的设计，让更多的学生融入教学中，主动学习和掌握新知识、新技能，使教师达成教学目标，学生达到学习目标^[2]。BOPPPS模式和模拟教学均为“以学生为中心”的教学模型^[4]。在此次研究中，参与式学习环节采用模拟教学的形式，为学生分配了不同的角色，提升其课堂参与感，增加师生互动，更加凸显“以学生为中心”的教学设计理念。

在新医科背景下，医工的深度结合也助力教学模式的改革。其中，虚拟仿真技术为丰富教学手段提供了平台和手段。在此次研究中，试验组参与式学习环节采用深度融合虚拟仿真技术（高端智能模拟人、虚拟仿真教室）的情景模拟教学，让学生足不出户就能体验到真正的临床环境；在实践操作方面，试验组通过高仿真人体模型及虚拟系统进行学习和训练，相比于传统授课方式以及传统教具、教学模型的操作演练，改革之后的学习过程变得更加新颖有趣，不再枯燥，操作时的互动体验更是极大的吸引了学生的注意力，可以充分调动其学习的主观能动性和学习兴趣，激发其学习热情。

3.2 基于BOPPPS模式融合情景模拟教学可以全面有效提高学生的学习效果及满意度

该研究结果显示，试验组的理论考核成绩和操作考核成绩均明显优于对照组，这表明采用BOPPPS模式融合情景模拟教学，确实可以提高学习效果，与叶玲玲等^[5]的研究结果一致。同时，在学习兴趣及主动性、课程参与程度、课堂氛围、分析和解决问题能力、操作能力的提升感共五个维度上，试验组无论是得分还是总分均明显高于对照组，说明学生对采用BOPPPS模式融合情景模拟的教学模式的课程更加感兴趣，更愿意参与到课程中，分析问题和解决问题的能力得以提升，对教学效果更加满意。

对照组所采用的传统大课堂授课模式，是教师一个人的“舞台”，学生没有参与感，讲课过程中很多学生出现了分神、看手机等行为，个别学生神情懈怠甚至昏昏欲睡，极大地影响了授课效果。试验组的理论知识讲授过程摆脱了传统授课的枯燥、死板的特点，采用BOPPPS模式，自导入阶段就应用微信群等多种沟通方式，设置一些易于引发思考、引起讨论的开放性题目，将学生的“胃口”吊起来，激发其求知欲望，从“要我学”转变为“我要学”。进入参与式学习阶段，每个学生均按照自己的角色全方位参与到临床病例的模拟救治过程中，通过角色互换，既让学生对临床理论知识进行了巩固、练习，增加了“师生”互动以及“生生”互动，学生对课堂的专注度明显提升，时刻保持学习热情，也引发学生学会换位思考，激发其职业使命感和对精进医疗技术的追求，同时也必须遵守医生职业道德规范，并对患者或家属进行人文关怀，学会如何进行医患、医护之间的有效沟通，建立健康的医患、医护关系^[6]。遇到病情变化或突发状况，学生可以独立思考，分析问题，然后提出解决问题的方法，临床思维得以训练提升。最后教师通过后测及总结阶段对知识点进行梳理及升华，巩固学习成果，从而全面提升授课效果。

在信息化时代，学生对于新鲜事物的兴趣及接受度明显更高。在该研究中，试验组和对照组在实践技能操作的讲授与训练方式上有很大不同。对照组教师按照操作步骤逐一讲解、示范，学生观看操作视频，最后在模型教具上操作演练；而试验组学生则通过虚拟仿真平台，在虚拟世界中重构现实场景，身临其境地进行学习及操作技能训练，学生的学习积极性明显更高，对新的训练方式更感兴趣，从而切实有效地提高学生的操作技能水平（P<0.05）。

基于BOPPPS模式的改革和创新是多种多样的，并不局限于固定模式或某一门课程。国内许多专家学者也曾发表基于BOPPPS模式的混合教学模式与传统教学模式的对照研究结果。陈萍萍等^[7]、李娜等^[8]的研究表明，在护理教学中采用BOPPPS模式结合病例分析等教学可以提高实习护生的理论和实践技能操作水平及综合素养，促进学生整体护理思维模式建立，且教学满意度优于传统教学。高世英等^[9]将BOPPPS教学引入“医学文献检索”课程并应用于144个研究对象，发现BOPPPS教学有助于激发学生学习兴趣和提升其学习效率，从而提高教学质量。黄雁茹等^[10]为突出“以学生为中心”的教学理念，在医用化学课程的教学过程中引入了BOPPPS教学，发现确实能够有效提高学生的课堂参与度，增强其学习动力，培养其独立思考、自主学习的能力。贾齐等^[11]、喻录容等^[12]、张明龙等^[13]的研究发现，在应用BOPPPS模式基础上混合线上教学模式，如SPOC平台等，提高了学生课程中主动参与的兴趣及课堂参与度，自学能力也得到了提升，受到了学生的欢迎。BOPPPS模式在教学改革创新的大趋势下，将社交媒体、微课和教学微视频等资源有效地整合到课堂中，丰富了知识的获取形式，突出了学生是学习的主体^[14]。由此可见，基于BOPPPS模式的教学改革和创新是提高教学效果、提升教学满意度的有效工具。

3.3 亟待解决及改进之处

3.3.1 师资培训仍需增加投入

与传统的理论教学不同，无论是BOPPPS模式的应用或是情景模拟教学的实施，均对授课教师提出了改变传统的以教师为主导的教学观念的要求。学生的参与增加了教学的难度，这要求教师具有较高的理论学习质量和丰富的临床实践经验。在教学过程中，教师需要有效地引导学生根据自己的兴趣去探索和解决问题^[1]。该项目实施过程中，符合授课条件的教师数量不多，一定程度上限制了教学改革的规模，减少了受益学生数量。所以，相关的师资培训是教学模式改革的重点环节，需要高校及相关科室增加投入。

3.3.2 模拟教学阶段课堂时间的掌控

在模拟教学阶段，由于学生性格迥异，导致教师不易把控模拟教学课堂时间。外向型的学生思维活跃、乐于分享，可能更愿意参与到互动教学过程中，扩大了模拟教学过程的推进方向；而内向型的学生内敛腼腆，可能会增加情景模拟进程的推进阻力。此时教师需要对模拟教学的进度进行总体把控。另外，参与式的互动教学学习效果较好，但是相比直接讲授可能耗费的时间更多。小规模授课时两者间差距不大，一旦大规模开展，两种教学方式的时间占用比将存在巨大差异。 因此，教师应在时间控制方面进行总体把握，适当引导和适时终止学生的参与式互动^[13]。

3.3.3 并非儿科学教材所有章节适用

通常而言，基于BOPPPS融合情景模拟教学更为适用在与临床实际工作衔接较紧密的章节，可以更好地做到理论和实践相结合。而以理论教学内容为主的章节可在该教学模式基础上适当改动。例如，在参与式教学阶段选择不同的教学模式，或在其他环节采用一些新的教学方法和手段等，或可提高教学质量及效果。

4 结束语

在新医科背景下，探索医学院校本科的教学改革是时代赋予高等医学教育者职责和任务。积极探索医科与其他学科专业交叉融合，特别是推动“医工”深度结合，采用BOPPPS、情景模拟教学等科学先进的教学模式，并将虚拟仿真技术融合到教学模式中，势必会给高等医学教育模式注入新鲜的血液，焕发勃勃生机。

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基金资助

2022辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(2022-N004-22)