虚拟仿真技术联合PBL教学法在血液科住院医师规范化培训中的应用与实践

Application and practice of virtual simulation technology combined with PBL teaching method in the standardized training of Hematology residents

摘要

目的 探讨虚拟仿真技术联合PBL教学法在血液科住院医师规范化培训中的应用效果。 方法 选取2022年1月— 2024年12月在武汉大学中南医院参加血液科住院医师规范化培训的92名学员，随机分为对照组（n=42）和试验组（n=50）。对照组采用传统教学模式，试验组在此基础上引入虚拟仿真技术与PBL教学法。培训结束后，通过理论考试、技能考核、综合能力考核及学员自我效能感问卷对教学效果进行评价。 结果 试验组学员在理论考试［（85.40±7.32）vs.（74.34±11.92），P<0.0001］、技能考核［（97.12±1.98）vs.（93.06±5.55），P<0.0001］及综合能力考核［（89.79±3.83）vs.（87.57±3.29），P=0.0041］方面均优于对照组。自我效能感评价结果显示，试验组在教学满意度［（4.54±0.58）vs.（3.95±0.73），P<0.0001］、学习积极性［（4.72±0.45）vs.（4.40±0.73），P=0.0136］及临床思维能力提升［（4.84±0.37）vs.（4.36±0.76），P=0.0001］方面得分均高于对照组。 结论 虚拟仿真技术联合PBL教学法能显著提高血液科住培医师的理论水平、操作技能及综合能力，提升学习积极性与教学满意度，具有良好的教学推广价值。

Abstract

Objective To evaluate the effectiveness of combining virtual simulation technology with problem-based learning (PBL) in the standardized residency training of Hematology. Methods A total of 92 residents who participated in Hematology training at Zhongnan Hospital of Wuhan University from January 2022 to December 2024 were randomly assigned to the control group (n=42) and the experimental group (n=50). The control group received traditional instruction, while the experimental group additionally received training integrating virtual simulation and PBL. Teaching outcomes were assessed through theoretical examination, skills assessment, comprehensive ability evaluation, and self-efficacy questionnaires. Results The experimental group achieved significantly higher scores than the control group in theoretical examination [(85.40±7.32) vs. (74.34±11.92), P<0.0001], skills assessment [(97.12±1.98) vs. (93.06±5.55), P<0.0001], and comprehensive ability evaluation [(89.79±3.83) vs. (87.57±3.29), P=0.0041]. Self-efficacy results indicated greater satisfaction [(4.54±0.58) vs.(3.95±0.73), P<0.0001], learning motivation [(4.72±0.45) vs. (4.40±0.73), P=0.0136], and improvement in clinical thinking [(4.84±0.37) vs. (4.36±0.76), P=0.0001] in the experimental group. Conclusion The integration of virtual simulation technology with PBL teaching method effectively enhances residents’ theoretical knowledge, clinical skills, and comprehensive competence in Hematology training, improving learning engagement and satisfaction. This combined approach demonstrates strong teaching promotion value.

Graphical abstract

关键词

虚拟仿真技术 / PBL教学法 / 血液科 / 住院医师规范化培训 / 临床技能 / 综合能力

Key words

virtual simulation technology / PBL teaching method / Department of Hematology / standardized training for resident physicians / clinical skills / comprehensive ability

教育部在《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》（国办发〔2020〕34号）和《加快医学教育创新发展实施方案》（2020年）中明确提出，要深化医学教育改革，推动“新医科”建设，强调医学教育要与信息化、智能化融合。住院医师规范化培训（简称“住培”）是毕业后医学教育的核心组成部分，对于提升医师的临床胜任力、保障医疗服务质量和患者安全具有重要意义^[1-2]。作为继续医学教育的重要环节，住培在我国医疗体系中占据了关键地位，其总体目标是培养具备优良职业素养和专业能力的临床医师，能够为患者提供规范且人道的医疗服务，特别是在常见病和多发病的诊疗中独立承担责任^[3-4]。随着医学教育改革的不断推进，如何在有限的培训周期内最大程度地提升学员的临床思维、操作技能和人文关怀能力，成为住培教学的重要命题。

在此背景下，数智化工具逐渐进入临床教学领域，其中虚拟仿真技术因其可重复性、可视化和安全性优势，被认为是提升临床技能训练和强化临床决策能力的有效途径^[5-6]。虚拟仿真技术作为一种新兴教学手段，能够通过可视化和交互化的方式再现临床场景，使学员在“沉浸式”环境中反复训练诊疗技能与操作流程^[7-8]。基于问题的学习（problem-based learning，PBL）教学法通过基于真实临床问题的案例设计，引导学员自主学习、资料整合与小组讨论，从而有效培养其分析与解决问题的能力^[9]。将虚拟仿真技术与PBL教学相结合，不仅有助于弥补传统教学中学员参与度不足、临床实践机会有限的问题，也更契合当前住培“以岗位胜任力为导向”的培养要求。

根据《内科住院医师规范化培训大纲》要求，血液科是住培医师的必修轮转科室，轮转时间为2个月^[10]。培训结束后，学员应能够独立、规范地诊治血液科常见病和多发病。然而，血液科具有高度的专业复杂性，其疾病谱涵盖急性白血病、骨髓增生异常综合征、淋巴瘤及多发性骨髓瘤等，既包括急危重症的快速诊断与处理，又涉及慢性疾病的长期管理与个体化治疗。由于疾病类型多、诊疗环节复杂，住培医师在有限的轮转时间内要系统掌握专业知识并熟练掌握关键操作技能，仍然面临较大挑战^[11]。此外，血液学诊疗对多学科知识的整合要求较高，涵盖血液形态学、免疫学、分子生物学以及造血干细胞移植等多个方面，教学内容庞杂且专业性强。住培医师学习过程中面临以下挑战：一方面，血液学病例往往涉及复杂的实验室指标和影像学资料，初学者容易感到抽象、难以掌握；另一方面，部分关键操作如骨髓穿刺、腰椎穿刺和血液分离采集等，既对技术熟练度要求高，又存在患者依从性与临床资源受限的问题，使得学员在住培期间获得充分训练存在困难。在此背景下，如何在有限的轮转周期内，帮助住培医师系统掌握血液学理论知识并提升实践技能，成为血液科教学的重点和难点问题。因此，探索符合血液科专业特色的创新教学模式，对于提高住培医师的胜任力具有重要意义。

基于此，该文拟探索虚拟仿真技术与PBL教学法在血液科住培中的联合应用，以期为短期轮转的学员提供更高效的学习方式，提升其在有限时间内快速掌握血液科相关临床技能的能力。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以2022年1月— 2024年12月武汉大学中南医院参与血液科住院医师规范化培训的92名住培学员为研究对象，随机分为试验组（n=50）和对照组（n=42）。所有学员均具有良好的医学理论基础和初步的临床实践经验，均接受过相同的骨髓穿刺理论学习，但之前并未进入血液科轮转阶段，亦未参加过血液疾病相关的PBL课程及骨髓穿刺的临床实践操作及相关的虚拟仿真操作。

1.2 教学模式

对照组 学员接受传统的教师主导教学，严格依据住院医师规范化培训大纲开展血液科理论授课，内容涵盖急性白血病、骨髓增生异常综合征等常见疾病的临床表现、诊断与治疗要点。学员每周安排一次教学查房和一次病例讨论，总体约6学时，学习形式以课堂讲授和答疑互动为主。技能培训主要依托教师示范下的观摩和实物操作，如骨髓穿刺及血液标本采集。

试验组 学员在完成相同的住培基础教学后，额外增加1~2学时/周的虚拟仿真结合PBL环节，形成“线上沉浸—线下讨论—教师引导”的混合式教学流程。该环节以线上学习与自主探究为主，学员可通过课余时间灵活完成，因此并未减少或替代原有教学内容，而是作为补充性教学，旨在强化学员的临床思维与操作技能训练。教师每周提前三天发布典型血液科病例并提出诊疗相关问题，如“如何通过骨髓形态学与血象数据初步诊断急性髓性白血病？”，并配发病例资料。学员分组后在虚拟仿真平台开展交互式操作训练，模拟血象分析、骨髓形态观察、穿刺及血细胞分离等过程，以增强对诊断与操作步骤的直观理解。各小组在病例分析员、资料整理员与汇报员之间明确分工，共同完成资料检索、诊疗方案设计和汇报准备。在课堂讨论中，汇报员展示小组成果，教师进行点评与总结，重点引导学员在临床思维、团队协作与操作技能方面的综合提升，并帮助其认识虚拟仿真平台在实践教学中的价值。如图1所示。

1.3 观察指标

教学效果的评估通过以下四方面进行：①理论考试成绩。通过血液科常见病、多发病的理论考试评估学员的知识掌握情况。考试内容涵盖急性白血病、骨髓增生异常综合征、淋巴瘤等疾病的诊断、治疗和管理。考题包括单项选择题、多项选择题、案例分析题，考试成绩用于评估学员的理论水平，满分100分。②技能考核成绩。在同一名临床经验丰富的高年资带教老师指导下，分别对取得知情同意的患者开展临床操作，包括骨髓穿刺、血液标本采集与分析等。考核标准根据操作的准确性、规范性以及流程的完整性进行评分，满分为100分。③综合能力考核。在轮转结束后，通过带教老师对学员的整体表现进行评价，包括临床思维能力、团队合作精神、沟通能力等。此评价由多个维度进行量化，确保教学模式对学员综合能力的影响得到准确反映，满分为100分。④学员自我效能感评价。所有学员在培训结束时需完成一份教学效果问卷，问卷主要评估学员对该教学模式的满意度、学习积极性提高的程度以及对提升临床思维能力的帮助，指标评分为0~5分。调查采用匿名方式，以确保反馈的真实性和准确性。此外，试验组学员将接受额外问卷调查，内容包括对虚拟仿真技术联合PBL教学法的总体满意度、是否认为该模式能够提高临床思维能力、改善专业表达能力、提高解决问题能力、提高临床操作技能，同时调查学员是否愿意在未来继续使用该教学方法。

1.4 统计分析方法

所有数据均采用SPSS 26.0软件进行统计分析。计量资料以(x±s)表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以n(%)表示，组间比较采用χ²检验或Fisher确切概率法。对于等级资料，采用秩和检验。所有检验均为双侧检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象一般情况

试验组中男性16名，女性 34名，平均年龄（26.72±3.42）岁。对照组中男性14名，女性28名，平均年龄（27.38±3.17）岁。研究对象包括本单位住院医师17人、全日制硕士专业学位研究生61人、面向社会招收住院医师11人、外单位委托培养住院医师3人。两组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，如表1所示。

2.2 两组住培学员培训效果比较

2.2.1 理论考试成绩

在血液科理论考试中，试验组学员的平均成绩为（85.40±7.32）分，高于对照组的（74.34±11.92）分（P<0.0001），如表2所示。这表明虚拟仿真技术结合PBL教学法在提高学员理论知识掌握方面具有优势，至少是在血液科常见病、多发病的诊断与治疗知识上表现突出。

2.2.2 技能考核成绩

技能考核结果显示，试验组学员在实际操作中表现优于对照组［试验组平均分为（97.12±1.98），对照组平均分为（93.06±5.55），P<0.0001］，如表2所示。在骨髓穿刺、血液标本采集与分析等操作中，试验组学员在操作的规范性、准确性及流程完整性方面评分较高。这表明，虚拟仿真技术结合PBL教学法能够有效提升学员的临床操作技能。

2.2.3 综合能力考核

在综合能力考核中，试验组学员在临床思维能力、团队合作精神及沟通能力的评价均高于对照组[（89.79±3.83）vs.（87.57±3.29），P<0.05］，如表2所示。综合能力考核显示，试验组学员的自主学习能力和临床决策能力有明显提升，表明该教学模式有助于培养更为全面的医学人才。

2.3 学员自我效能感评价

根据学员的问卷调查结果，在学员自我效能感评价中，试验组在各项指标上均优于对照组，如表3所示。在当前教学方式满意度方面，试验组得分为（4.54±0.58），对照组为（3.95±0.73）分，差异具有统计学意义（P<0.0001）。此外，试验组在学习积极性提高程度上得分为（4.72±0.45），对照组为（4.40±0.73）分，差异具有统计学意义（P=0.0136）。最为显著的是，临床思维能力的提升，试验组得分为（4.84±0.37），而对照组为（4.36±0.76）分，差异具有统计学意义（P=0.0001）。这些结果表明，虚拟仿真技术联合PBL教学法在提升学员的教学满意度、学习积极性和临床思维能力方面，效果优于传统教学法。

2.4 试验组对虚拟仿真技术与PBL教学法联合教学模式的认知和评价

试验组学员的额外问卷调查显示，虚拟仿真技术与PBL教学法联合教学模式得到了学员的高度认可，如表4所示。在参与试验组的50名学员中，47名学员（94.00%）对教学模式的总体满意度表示满意，2名学员（4.00%）认为一般，仅有1名学员（2.00%）表示不满意。在提高临床思维能力方面，44名学员（88.00%）表示满意，4名学员（8.00%）认为一般，2名学员（4.00%）感到不满意。改善专业表达能力的效果获得了45名学员（90.00%）的认可，3名学员（6.00%）认为一般，2名学员（4.00%）不满意。对于提高解决问题能力，39名学员（78.00%）表示满意，6名学员（12.00%）认为一般，5名学员（10.00%）不满意。特别是在提升临床操作技能方面，48名学员（96.00%）给予了高度肯定，且没有学员表示不满意。此外，46名学员（92.00%）愿意在未来继续使用该教学方法，3名学员（6.00%）持一般态度，只有1名学员（2.00%）不希望继续使用。综上所述，虚拟仿真技术联合PBL教学法在提升血液科住院医师的理论水平、操作技能及综合能力方面均优于传统教学法，学员的满意度和接受度也显著提高。

3 讨论

在内科住院医师规范化培训中，血液科的教学一直被认为具有较高的难度^[12-13]。血液科教学的重难点主要在于疾病谱的复杂性与多样性，血液科涵盖急性白血病、骨髓增生异常综合征、淋巴瘤、多发性骨髓瘤等多种疾病，这些疾病在诊断上高度依赖实验室检查和形态学分析，同时还需结合分子生物学和免疫学结果进行综合判断。由于不同疾病的临床表现和治疗路径差异较大，且往往需要个体化和长期化的治疗方案，住培医师在有限时间内全面掌握相关知识和技能存在较大挑战。

同时，血液科住培教学难点还存在对关键技术操作的要求上。血液学诊疗依赖于一系列高技术含量的操作，如骨髓穿刺、骨髓涂片制备及判读等，这些技能不仅需要反复训练，还涉及患者安全和依从性问题。然而，在实际教学中由于病例资源有限和操作机会受限，学员往往缺乏足够的动手机会，导致操作技能掌握不够扎实。血液系统疾病常伴随病情复杂和进展迅速，要求学员具备较强的临床思维和应急处置能力，而传统的以讲授为主的教学方法往往难以有效培养这种能力。受限于教学资源，高质量典型病例和先进教学平台的不足，也制约了教学效果的进一步提升。

虚拟仿真技术是一种通过计算机生成的模拟环境提供实际操作体验的先进方法。在血液科住院医师规范化培训中，虚拟仿真技术的应用展现了显著的优势，尤其是在解决如骨髓穿刺等操作难点方面。血液科的骨髓穿刺是一项技术要求高、操作复杂的关键技能，涉及精准的穿刺定位和操作步骤。由于实际操作的复杂性和高风险性，学员在掌握这一技能时面临很大挑战。虚拟仿真技术通过提供高仿真的模拟场景，允许学员在无风险的环境中反复练习骨髓穿刺操作。这种模拟环境可以逼真地再现人体解剖结构和操作过程，帮助学员在实际操作之前获得充分的练习机会，熟悉操作步骤和技巧。同时，虚拟仿真技术能够提供即时反馈，帮助学员识别和纠正操作中的错误，从而提高操作的准确性和熟练度。通过这种方式，学员不仅可以在安全的环境中积累实践经验，还能有效提升对复杂操作的掌握程度和信心。此外，虚拟仿真技术的应用还能够提供多样化的临床场景和病例模拟，使学员能够应对不同类型的血液系统疾病和操作挑战。这种技术的融合，不仅优化了血液科住院医师的培训过程，还弥补了传统教学方法中的不足，为提升学员的临床技能和操作能力提供了创新的解决方案。

PBL以学员为中心，通过实际问题的引导，促进学员自主学习和解决问题。这种方法不仅增强了学员的主动学习能力和临床思维能力，还提高了问题解决能力和团队合作精神。在血液科的教学中，PBL通过分析真实或模拟的病例，帮助学员掌握复杂疾病的诊断和治疗，提高实际操作能力。将PBL与虚拟仿真技术结合，能够显著提升教学效果^[14]。虚拟仿真技术提供了高度逼真的模拟环境，使学员能够在无风险的条件下进行反复练习，增强操作熟练度。同时，虚拟仿真系统的即时反馈功能帮助学员及时识别并纠正操作中的错误，确保准确性和规范性^[15]。此外，虚拟仿真技术能创建多样化的临床场景，使学员接触到不同类型的血液系统疾病，提升综合诊疗能力，并允许学员按照个人进度进行练习，从而满足不同学习需求。结合PBL的团队讨论模式，虚拟仿真还促进了学员之间的沟通与合作，增强了团队协作能力。这种教学模式的灵活性和个性化设计，不仅优化了培训过程，也弥补了传统教学方法的不足。

本研究结果显示，虚拟仿真技术与PBL教学法的结合能够有效弥补上述不足。虚拟仿真平台可模拟血液学典型病例及关键操作过程，突破了真实病例数量有限的限制，使学员能够在安全可控的环境中反复练习和体验临床场景。与此同时，PBL教学通过问题驱动和小组讨论的形式，促使学员主动查阅文献、分析资料和提出解决方案，不仅提升了理论知识掌握和临床思维能力，也增强了团队协作和沟通能力。两者结合能够在有限的轮转周期内最大程度地提升学员的知识整合力和操作熟练度，契合血液科“高难度、高专业性”的教学要求，对提升住培医师的岗位胜任力具有重要意义。

然而，结合本研究的实验结果，我们也发现了一些不足之处。尽管联合教学模式在提升学员的操作技能和思维能力方面表现出色，但高成本的虚拟仿真设备仍是一个限制因素。此外，虚拟仿真技术虽然提供了丰富的模拟场景，但这些场景无法完全模拟真实临床环境中的复杂情况和突发事件。加之PBL的实施质量高度依赖于教师的引导能力，若教师对PBL实施经验不足，可能会影响教学效果。这些不足之处在我们的实验中也有所体现，部分学员在虚拟仿真技术的初期应用阶段存在适应过程，影响了其学习效果。

4 结束语

虚拟仿真技术联合PBL教学法在血液科住院医师规范化培训中展现出显著优势，不仅有效提升了学员的理论知识掌握水平和临床操作技能，还在综合能力培养、学习积极性和教学满意度方面优于传统教学模式。该教学模式能够在有限的轮转时间内帮助学员形成更为系统的临床思维和操作能力，契合当前“以岗位胜任力为导向”的住培培养目标，具有较强的推广价值和应用前景。但本研究仍存在样本量有限、单中心研究等不足，未来可在多中心、大样本的基础上进一步验证其效果，并探索虚拟仿真技术与多元化教学方法的深度融合，以期为我国住院医师规范化培训提供更加科学、有效的教学模式。

参考文献

[1] 齐学进. 我国住院医师规范化培训工作十年回顾与思考[J]. 中国毕业后医学教育, 2024(1): 1-6.

[2] 齐学进. 以党的二十大精神为指导,推进住培质量建设再上新台阶: 在2022年住院医师规范化培训高峰论坛上的主旨报告[J]. 中国毕业后医学教育, 2023(1): 1-5.

[3] 原鲜玲, 江秀娟, 罗亚环, 等. 医学生对“5+3”政策的认知与调查[J]. 大众科技, 2015(9): 194-196.

[4] 齐学进. 中国住院医师规范化培训的回顾与思考[J]. 中国毕业后医学教育, 2017(1): 5-9.

[5] 耿焱. 智能技术赋能下的医学生就业导向培养模式探索[J]. 成才与就业, 2024(S1): 47-53.

[6] 程文闻, 朱靓. 医学国家虚拟仿真实验教学课程使用现状及影响因素研究[J]. 中华医学教育探索杂志, 2025(7): 885-890.

[7] 王永杰, 崔利宾, 袁鑫, 等. 虚拟现实技术在临床医学教学中的应用[J]. 医学教育管理, 2021(1): 73-77.

[8] 罗溪, 李松声, 王月帆, 等. 虚拟现实技术在高等医学教育中的应用[J]. 中国医学教育技术, 2016(4): 420-423.

[9] 李浩, 汪松. 基于Mimics的虚拟仿真技术结合PBL教学法在创伤骨科住培中的应用[J]. 中国继续医学教育, 2023(1): 82-86.

[10] 苏芳文, 郑亚庆, 史婧, 等. 住院医师规范化培训轮转计划与课程设置现状研究[J]. 中国毕业后医学教育, 2019(1): 79-83.

[11] 薛胜利, 周金懿, 付建红, 等. 情景模拟教学在血液科住院医师规范化培训中的方法学探讨[J]. 中国医刊, 2019(12): 1388-1390.

[12] 贾雁春, 杜鹃. 血液病科住院医师规范化培训的现状与思考[J]. 中国社区医师, 2024(2): 166-168.

[13] 颜灵芝. 血液内科住院医师规范化培训的现状分析与改进思考[J]. Journal of Modern Medicine & Health, 2017(9): 166-168.

[14] 杨成, 樊文彬, 马翔, 等. 基于PBL的虚拟仿真技术在中医学实训教学的应用[J]. 中国中医药现代远程教育, 2023(7): 18-20.

[15] 王小芳, 肖莉丽, 上官佳红, 等. PBL教学法在心内科住院医师规范化培训中的应用[J]. 中国继续医学教育, 2024(16): 82-86.

基金资助

湖北省高等教育学会教育科研课题学术成果计划项目“教育数字化转型背景下医学生创新课堂研究与实践”(省规划重点课题2024ZX050)

武汉大学研究生教材建设培育项目“血液病细胞形态学诊断图解教程”(1606-413100128)

教育部产学合作协同育人项目“基于新医科的PDX模型虚拟仿真教学平台项目开发”(231104794222028)

教育部产学合作协同育人项目“基于虚拟仿真教学平台的血液病真实世界云端重构”(231005634193135)