虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在皮肤科临床实践教学中的应用

Application of virtual simulation technology combined with improved SPLICE teaching method in clinical practice teaching of dermatology

摘要

目的 应用柯氏评估模型探讨虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在皮肤科临床实践教学中的应用效果。 方法 选取2023年3—7月在锦州医科大学附属第一医院皮肤科见习的2020级临床医学专业本科生共80名作为研究对象。采用随机分组法分为试验组（n=40）和对照组（n=40）。试验组采用虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法；对照组采用传统教学。应用柯氏评估模型从4个层级评估两种教学方法的教学效果。 结果 反应层评价，试验组医学生在教学内容、教学方法、教学资源、激发学习兴趣、知识内化、知识拓展、增强职业信心等维度评分均高于对照组（P<0.001）。学习层评价，试验组学生理论知识和临床实践考核成绩均高于对照组（P<0.001）。行为层评价，试验组学生在理论知识运用、临床技能运用、自主学习能力、医患沟通能力、医学人文素养等维度评分均高于对照组（P<0.001）。结果层评价，试验组学生在团队协作能力、临床思维能力、临床决策能力、科研思维能力、实践创新能力等维度评分均高于对照组（P<0.001）。 结论 虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法有利于提升皮肤科医学生临床思维能力和综合素质，值得在教学中进一步推广应用。

Abstract

Objective To explore the effect of virtual simulation technology combined with improved SPLICE teaching method in clinical practice teaching of dermatology with Kirkpatrick’s Model. Methods A total of 80 undergraduate students from the 2020 grade of Clinical Medicine major who interned in the Department of Dermatology at the First Affiliated Hospital of Jinzhou Medical University from March to July 2023 were selected as the research participants and divided into the study group (n=40) and the control group (n=40). The study group adopted the virtual simulation technology combined with an improved SPLICE teaching method, while the control group adopted the traditional clinical teaching method. The effect of two teaching methods was evaluated by Kirkpatrick’s four-level model. Results In response layer evaluation, the scores of medical students in the study group were higher than those in the control group in terms of teaching content, teaching methods, teaching resources, stimulating learning interest, internalizing knowledge, expanding knowledge, enhancing professional confidence(P<0.001). In learning level evaluation, the scores of theoretical knowledge and clinical operation of the students in the study group were higher than those in the control group(P<0.001). In behavioral level evaluation, the scores of students in the study group were higher than those in the control group in terms of the application of theoretical knowledge, clinical skill application, self-directed learning ability, doctor-patient communication skills, and medical humanities literacy (P<0.001). In outcome level evaluation, the scores of students in the study group were higher than those in the control group in terms of teamwork ability, clinical thinking ability, clinical decision-making ability, scientific research thinking ability, and practical innovation ability(P<0.001). Conclusions The combination of virtual simulation technology and improved SPLICE teaching mode is conducive to enhancing the clinical thinking ability and comprehensive quality of dermatology medical students, which is worthy of further popularization and application.

关键词

虚拟仿真 / 改良SPLICE教学 / 皮肤科 / 柯氏模型 / 临床实践

Key words

virtual simulation / improved SPLICE teaching / dermatology / Kirkpatrick’s model / clinical practice

2020年，国务院办公厅发布了《关于加快医学教育创新发展的指导意见》（国办发〔2020〕34号），明确提出了“强化现代信息技术与医学教育教学的深度融合，探索智能医学教育新形态”的要求。随着教育信息化和新医科时代的到来，虚拟仿真技术与医学教育深度融合，基于虚拟仿真技术的医学教学模式改革正引领着医学教育领域的深刻变革^[1-2]。虚拟仿真技术是利用虚拟现实场景搭建、计算机编程及网络技术模拟等技术，精准模拟实验真实场景，为学生呈现生动、逼真、可视化且互动性强的学习和实验环境^[3]。作为新兴的交互式教学形式，虚拟仿真教学为临床医学教学提供了新的平台，有助于学生掌握专业知识、增强技能操作的感性认识，有效提升教学质量^[4-5]。自我导向、以问题为导向、终身学习、综合临床案例练习（self-directed，problem oriented，lifelong learning，integrated clinical case exercise， SPLICE）^[6]教学法将临床学科及专业发展整合到以学生为中心的标准化学习模块中，其核心理念是整合四种关键教学策略，促进学生主动学习和深度思考，培养学生的临床思维和批判性思维决策能力。皮肤病学作为一门专业化和实践性强的临床学科，其疾病种类繁多，皮疹形态多样，因此皮损的精准认证和正确诊治是医学生面临的巨大挑战，这要求学生具备扎实的理论知识、精湛的实践技能、敏锐的临床思维能力和卓越的综合素质。传统教学模式（如PPT教学、PBL、临床病理讨论等）依靠语言和图片的展现方式很难使临床经验尚浅的医学生对于疾病的皮损特点有深刻的理解和认识^[7]，如何在皮肤科实践教学中创新教学方法，实现教学质量的显著提升，成为当前医学教育者亟须解决的问题。本研究优化改良SPLICE教学法为自我导向预习阶段、问题导向教学阶段、复习巩固提升阶段、实践应用反馈阶段，并应用柯氏评估模型^[8]，从反应层、学习层、行为层和结果层等四个层级，全面评估虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在皮肤科临床实践教学中的应用效果，期望为皮肤科临床实践教学提供新的思路和教学方法。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取2023年3 — 7月在锦州医科大学附属第一医院皮肤科见习的2020级临床医学专业本科生共80名作为研究对象。采用随机分组法将学生分为试验组(n=40)和对照组(n=40)。其中，试验组采用虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法，对照组采用传统方式教学。所有研究对象对本研究内容均已知情同意。

1.2 教学方法

两组学生的教学内容相同，涵盖理论教学和实践教学。理论教学采用张学军等主编、由人民卫生出版社于2018年出版的“十三五”规划教材《皮肤性病学》第九版，教学内容为皮肤性病的诊断及治疗。两组学生教学时间相同，其中理论教学和实践教学各占8个学时，共计16个学时。两组学生由同一名具有5年以上工作经验的主治医师进行授课，以确保教学质量和评价标准的统一。在教学评价前，对学生进行理论知识和临床实践技能考核，作为评价前的基线成绩，以确保研究的科学性和公正性。

1.2.1 试验组教学方法

试验组采用虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法，通过自我导向预习阶段、问题导向教学阶段、复习巩固提升阶段、实践应用反馈阶段等，全面提升医学生的临床思维能力。教学前组建由教师和学生组成的微信群作为教学辅助平台，教师依据教学目标录制微课上传到虚拟仿真教学系统。

①自我导向预习阶段 教师在微信群预先发布教学知识点和临床病例，学生利用虚拟仿真教学平台，主动查找资料预习教学内容，深入分析病例，在小组内展开讨论。如发布一组皮肤损害的临床图片，引导学生自主思考可能引发这些皮肤损害的疾病。鼓励学生在虚拟仿真教学平台上深入预习，围绕这些疾病的病因、病理机制、典型临床表现、诊断流程以及鉴别要点等核心内容进行系统学习。通过预习，学生能够提前构建知识框架，促使其在课堂上更加关注核心知识点，积极参与讨论，从而深化对知识点的理解和掌握。同时教学平台跟踪学生的学习进度，帮助学生高效地管理学习时间，优化学习效率。此阶段的教学目标是激发学生的探索欲，培养其自主学习能力、自我管理能力，全面提升学习效果。

②问题导向教学阶段 教师根据学生的预习反馈，精心创建虚拟问题场景，引导学生互动讨论。教学过程中，教师生动精准地讲解核心知识点与典型病例。如教师借助皮肤仿真模型，通过正常皮肤结构和病理结构进行对比讲解，引出相关疾病的定义、病因、病理等知识点。指导学生利用数字化仿真模型实时学习典型病例，以过敏性休克的教学为例，学生通过视觉、听觉、触觉等多个感官维度直接感受临床急救情境，实现身临其境的学习体验。学生可以全方位观察过敏性休克患者的临床表现，如皮肤潮红的变化、皮疹的迅速扩散及呼吸困难的紧迫情况等，这种沉浸式的学习体验能够极大地提高学生的学习兴趣和参与度，加深其对临床表现的认知和理解，提升其反应能力和应变能力。同时借助先进的触觉反馈技术，学生能够在虚拟环境中模拟执行关键急救操作，如心肺复苏。这不仅能够增强学生对急救技能的感性认知和理解记忆，还能够培养其实际操作能力和应急反应能力。平台所提供的实时互动与即时反馈功能使教师能够及时了解学生的学习情况，给予反馈和指导，并据此调整教学策略；学生也能够根据反馈调整优化自己的学习策略。该阶段的教学目标是培养学生的临床思维能力和批判性思维能力。

③复习巩固提升阶段 学生通过虚拟仿真微课模块回顾课程内容，随时进行灵活、个性化的复习；通过病例实训模块所提供的临床资料，进行疾病诊断、鉴别诊断及诊治模拟训练。科室定期更新升级学习资源，学生通过持续学习和师生间的互动交流，巩固和深化学习成果，实现知识的内化与升华。

④实践应用反馈阶段 教师从“优麦医生”等平台中精心筛选典型病例，构建教学综合临床案例库。学生通过模拟真实的医患交流互动，进行病史采集、体格检查和诊疗决策等临床实践操作。学生在模拟实践中自我反馈、自我评估与反思，优化学习策略，促进其临床思维能力与综合素质的全面提升。

1.2.2 对照组教学方法

对照组采用传统教学方式。教师依据教学大纲，以PPT和教学视频作为教学工具，进行理论教学。实践课学生跟随教师在门诊见习，并在实体模型上进行临床实践教学。

1.3 教学效果评价

采用柯氏评价模型的4个层级即反应层、学习层、行为层和结果层评价教学效果。

1.3.1 反应层评价

评价学生对教学的满意度。调查问卷设计采用李克特量表，评价内容包括教学内容、教学方法、教学资源、激发学习兴趣、知识内化、知识拓展、增强职业信心等维度。采用Likert 5级评分法从低到高赋分（非常不满意1分、不满意2分、一般3分、满意4分、非常满意5分）。调查问卷克朗巴赫系数为0.948，信度良好。

1.3.2 学习层评价

评价学生的学习成效。教学结束后进行理论知识和临床实践考核，满分均为100分。

1.3.3 行为层评价

评价学生的知识运用程度。采用教师他评方式，评价标准采用10分制。评价内容包括理论知识运用、临床技能运用、自主学习能力、医患沟通能力、医学人文素养等维度。

1.3.4 结果层评价

评价学生的临床获益。调查问卷设计采用李克特量表，评价内容包括团队协作能力、临床思维能力、临床决策能力、科研思维能力、实践创新能力等维度。采用Likert 5级评分。调查问卷克朗巴赫系数为0.769，信度良好。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 27.0软件对数据进行统计分析。符合正态分布的计量资料采用(\overline{x}±s)表示，组间比较采用两独立样本t检验；计数资料采用n(%)表示，组间比较采用χ²检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象的一般资料比较

试验组与对照组在性别构成、平均年龄、基线成绩方面，差异均无统计学意义（均P>0.05）。结果如表1所示。

2.2 反应层评价结果

发放问卷80份，回收有效问卷80份，有效问卷回收率为100.0%。试验组学生在教学内容、教学方法、教学资源、激发学习兴趣、知识内化、知识拓展、增强职业信心等维度评分均高于对照组，差异均具有统计学意义(P<0.001)。结果如表2所示。

2.3 学习层评价结果

试验组学生理论知识和临床实践考核成绩均高于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.001）。结果如表3所示。

2.4 行为层评价结果

教师他评显示，试验组学生在理论知识运用、临床技能运用、自主学习能力、医患沟通能力、医学人文素养等维度评分均高于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.001）。结果如表4所示。

2.5 结果层评价结果

试验组学生在团队协作能力、临床思维能力、临床决策能力、科研思维能力、实践创新能力等维度评分均高于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.001）。结果如表5所示。

3 讨论

3.1 虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法有利于提升皮肤科医学生临床思维能力和综合素质

SPLICE教学法与传统教学方法不同，教师的角色从单纯的讲授者转变为智慧的引导者，教师从案例中引出问题，以问题为导向，引导学生主动探索、思考和解决问题。学生需要自主地对知识体系进行梳理和构建，这有助于唤起学生的求知欲，激发其学习主动性和参与度，强化学生对知识的理解并加深记忆^[6]。同时，虚拟仿真教学可以提升学生的参与感和体验感，进而激发其学习欲望。另外，虚拟仿真教学通过高精度的程序制作和逼真的视觉效果，将抽象的概念转化为直观、可视化的图像和动画，降低医学知识的抽象性，进一步提升教学的效率与学习效果^[9-10]。学生能够在虚拟环境中模拟实际操作，将理论知识与实践技能相结合，并获得及时有效的反馈，从而有效提高学生理论与临床操作技能，为未来的职业发展奠定坚实的基础^[11]。然而，目前尚无虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在临床医学实践教学中的应用效果研究。

在本研究中，课题组将虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法引入皮肤科见习教学，联合教学模式以学生为中心，遵循自我导向预习阶段、问题导向教学阶段、复习巩固提升阶段、实践应用反馈阶段四步教学流程，全面客观地展示提出问题、解决问题、巩固提升、实践应用的教学动态。

研究发现，试验组在柯氏评估模型的反应层、学习层、行为层和结果层等层级评价均优于对照组。反应层评价即评价学生对教学的满意度，试验组医学生在教学内容、教学方法、教学资源、激发学习兴趣、知识内化、知识拓展、增强职业信心等维度的认可度均优于对照组，结果充分证明虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法被学生高度认可，可提升学生的学习体验，激发其学习兴趣。学习层评价即评价学生的学习成效，试验组学生表现出色，其理论知识和临床实践考核成绩均优于对照组，结果显示出虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在促进学生深度学习、提升理论知识和临床实践技能的显著优势。行为层评价即评价学生的知识运用程度，试验组学生表现同样出色，在理论知识运用、临床技能运用、自主学习能力、医患沟通能力、医学人文素养等维度评分均高于对照组，进一步表明虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在皮肤科见习教学中的优势和价值。结果层评价即评价学生的临床获益，试验组学生在团队协作能力、临床思维能力、临床决策能力、科研思维能力、实践创新能力等维度的认可度均高于对照组，表明虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法能够显著提升医学生的临床思维能力和综合素质，实现学生临床获益的最大化。综上所述，虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法在教学方法、教学模式和课堂设计等方面均显示出积极效果，可显著提升教学质量。由于研究对象仅限于锦州医科大学临床医学专业本科生，样本量相对有限，研究结果可能存在一定偏倚，教学效果的远期效应还需要进一步验证。

3.2 虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学法实施中亟须解决的问题

在皮肤科临床教学中，虚拟仿真的技术支持质量对确保教学资料的高度真实性、提升教学价值及增强学习体验具有至关重要的作用。虚拟仿真技术可精准呈现疾病的病理特征与临床表现，借助逼真的模拟临床场景与互动学习平台，显著提升教学质量，是皮肤科教学创新与发展的重要保障。因此，有效整合虚拟仿真技术资源以形成优质教学资源，并构建科学规范的考核评价体系是当前亟须解决的问题。这一崭新的教学模式对教师的信息化素养和综合能力提出了更高的要求^[12]，教师需不断提升自身专业素养与技术能力，将虚拟仿真技术与皮肤科专业知识深度融合，开发更加符合教学需求、贴近临床实际的优质虚拟仿真教学资源。在教学过程中，教师应依据明确的教学目标和学生的学习需求设计教学内容，精心设计虚拟仿真教学案例，激发学生的探索欲与求知欲。

3.3 虚拟仿真技术联合改良SPLICE教学质量提升策略

加强师资培训，提升教师虚拟仿真教学能力和教学方法创新，组织教师参与虚拟仿真教学实践演练，不断优化教学策略与内容设计^[13]。根据皮肤科特点和教学目标，定期更新优化教学资源，如开发虚拟病例分析、模拟诊断操作、治疗过程模拟等，确保教学资源的真实性和前沿性，以满足不同层次学生的学习需求。对教师和学生反馈的数据进行技术分析，科学评定教学进展情况，帮助教师随时调整教学方向，发挥精准的教学指导和辅助作用，实现临床教学质量的提升^[14]。构建科学规范的教学评价体系，包括学生自评、互评、教师评价及反馈机制。制定科学合理的考核标准和评价方法，全面客观地评估虚拟仿真教学效果^[15]。

4 展望

随着教育信息化的快速发展与医学教育改革的全面深化，虚拟仿真技术与混合式教学^[1]、问题导向学习（PBL）^[14]、翻转课堂^[16]、BOPPPS教学^[17]等多种教学模式的融合更加广泛和多元。随着人工智能、大数据等技术的进一步融入，虚拟仿真技术与医学教育的融合将更加紧密。这些教学模式鼓励学生主动探索未知，显著提升批判性思维能力，而虚拟仿真技术则为这一过程提供了丰富的教学素材与互动平台。虚拟仿真技术与医学教育的融合，将推动优质教育资源的共享，有效缩减地域性教学差异，为皮肤科临床教学改革和发展注入强劲动力。

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基金资助

2022年辽宁省教育科学“十四五”规划一般课题(JG22DB276)

锦州医科大学研究生教育教学研究与改革项目(YJ2024-004)