崔安芳 黃延紅 馬曉磊 宋志剛 李香靈

（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，山東 濟(jì)寧 272067）

臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)是集實(shí)踐、技術(shù)和應(yīng)用為一體的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的核心課程，尤為注重專業(yè)實(shí)驗(yàn)操作技能和創(chuàng)新應(yīng)用能力。但目前該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在兩方面問題，一是該課程大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均使用商品化的試劑盒，在醫(yī)院檢驗(yàn)科，其操作流程已被全自動(dòng)生化分析儀替代，導(dǎo)致一些同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作與臨床實(shí)際脫節(jié)；二是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作大同小異，這些都造成學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)興趣不高，課堂教學(xué)效果較差。隨著醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和臨床檢驗(yàn)工作對技術(shù)人員的要求不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前檢驗(yàn)專業(yè)發(fā)展的需求，因此，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)至關(guān)重要，這也是適應(yīng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)崗位發(fā)展的需求。

國務(wù)院于2020 年發(fā)布的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》中也指出，推進(jìn)“教育+互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展，加快數(shù)字校園建設(shè)，積極探索基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)。虛擬仿真技術(shù)是利用虛擬技術(shù)模擬出真實(shí)情景，讓學(xué)生在虛擬的情景下進(jìn)行學(xué)習(xí)，近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的實(shí)踐與應(yīng)用，特別是自2020 年新冠肺炎疫情以來，虛擬仿真技術(shù)在高等醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，逐漸成為一種新的教學(xué)方式[1]。翻轉(zhuǎn)課堂依托線上平臺(tái)把傳統(tǒng)課堂教授部分移出到課堂之外，將知識(shí)點(diǎn)微視頻推送給學(xué)生，用于課前自主學(xué)習(xí)，把面對面的課堂時(shí)間用來進(jìn)行師生之間的互動(dòng)討論、解決問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)生最大化、深層次參與教學(xué)活動(dòng)[2,3]。

本研究以本校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生為研究對象，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，依托于本校在線教育中心的線上自建課程和夢之路公司提供的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)施臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索在線上學(xué)習(xí)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院2017 級醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)154 名學(xué)生作為研究對象，所有研究對象對本研究均已知情同意。

1.2 線上課程資源

臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)課程在濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院在線教育中心建課（https://mooc1.chaoxing.com/course/207129620.mL），上傳有教案、課件、知識(shí)點(diǎn)視頻及自制實(shí)驗(yàn)實(shí)操視頻、臨床病例、相關(guān)檢驗(yàn)方法的原理及利用等。依托該平臺(tái)進(jìn)行線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，并在該平臺(tái)進(jìn)行師生討論互動(dòng)、答疑、作業(yè)點(diǎn)評等。

1.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

根據(jù)臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)與臨床緊密結(jié)合的特點(diǎn)，依據(jù)教學(xué)大綱，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排，在夢之路公司提供的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選擇對應(yīng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖（標(biāo)準(zhǔn)管法）、葡萄糖耐量測定（Oral glucose tolerance test，OGTT）、血清甘油三酯測定（酶法，標(biāo)準(zhǔn)管法）、血清總膽固醇測定（標(biāo)準(zhǔn)管法）、堿性磷酸酶的純化及比活性和Km 值的測定、堿性苦味酸法測定血清肌酐、尿酸酶-過氧化物酶偶聯(lián)比色法測定血清尿酸（標(biāo)準(zhǔn)管法）7 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該平臺(tái)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)思考三個(gè)模塊，通過動(dòng)畫演示和互動(dòng)操作，學(xué)生可以掌握實(shí)驗(yàn)的操作流程和注意事項(xiàng)。

1.4 線上翻轉(zhuǎn)教學(xué)實(shí)施流程

設(shè)計(jì)與臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相匹配的臨床病例，并引入實(shí)驗(yàn)課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。選取與虛擬仿真項(xiàng)目相匹配的5 個(gè)臨床病例結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，見表1。

表1 臨床病例設(shè)計(jì)與對應(yīng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)施的“翻轉(zhuǎn)課堂+虛擬仿真”教學(xué)流程包括課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)實(shí)施流程如圖 1 所示。

（1）課前：教師在濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院在線教育中心自建線上課程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)并發(fā)布臨床病例，提出問題，并推送相關(guān)學(xué)習(xí)資料，指導(dǎo)學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)問題資料查閱，5～6 人組成小組，通過微信、QQ 等社交軟件進(jìn)行小組討論臨床病例疾病診斷需要的檢測項(xiàng)目、檢測方法、檢測原理、儀器和試劑（或試劑盒）、操作步驟、注意事項(xiàng)和臨床意義等，總結(jié)分析每種方法優(yōu)缺點(diǎn)，制作課件，用于課堂匯報(bào)和討論。

（2）課中：實(shí)施線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。由教師隨機(jī)抽取小組，指派一人代表本小組對課前發(fā)布的病例及問題進(jìn)行闡述，其余小組進(jìn)行提問和補(bǔ)充。教師根據(jù)學(xué)生講解和提問的情況，對各組的講解進(jìn)行點(diǎn)評，對存在的問題集中講解，梳理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)并總結(jié)和評價(jià)。最后，通過師生互動(dòng)總結(jié)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作流程及注意事項(xiàng)，學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)操視頻并提問，教師答疑。教師在課堂教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的能力。

（3）課后：依托夢之路平臺(tái)提供虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括選擇實(shí)驗(yàn)儀器與材料、確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、具體的反應(yīng)體系及反應(yīng)條件、分析測定結(jié)果。學(xué)生需要完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作練習(xí)，進(jìn)入“思考題”拓展板塊完成題目，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求突出問題討論部分，提交至在線課程的作業(yè)區(qū)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的電子化存檔。教師在線上課程平臺(tái)完成學(xué)生問題的答疑和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批閱，全程監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，將學(xué)生虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的學(xué)習(xí)情況和翻轉(zhuǎn)課堂的表現(xiàn)納入過程化考核。

1.5 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

通過調(diào)查問卷完成學(xué)生對臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施的翻轉(zhuǎn)課堂和虛擬仿真教學(xué)效果的統(tǒng)計(jì)和反饋。

2 結(jié)果

2.1 線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果

課程結(jié)束后，在“騰訊問卷”發(fā)布自設(shè)調(diào)查問卷，完成對線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的效果調(diào)查，共有150 名學(xué)生參與，調(diào)查結(jié)果見表2。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示大部分的學(xué)生對線上平臺(tái)的自建課程資源表示滿意，也對臨床病例引入課程教學(xué)表示贊同，認(rèn)為可以加深學(xué)生對理論內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用理解。大部分學(xué)生認(rèn)為線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、理論知識(shí)綜合應(yīng)用能力、解決問題的能力、培養(yǎng)科研思維和創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施流程

表2 線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的調(diào)查（n（%））

2.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施情況分析

設(shè)計(jì)調(diào)查問卷針對學(xué)生對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的滿意度和實(shí)施效果進(jìn)行調(diào)研。如圖2 所示，大多數(shù)同學(xué)對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)的有關(guān)于葡萄糖耐量測定（OGTT）、血脂、堿性磷酸酶的純化及比活性和Km 值的測定項(xiàng)目表示滿意；對膽固醇氧化酶法測血清總膽固醇的測定項(xiàng)目滿意度稍低（74.0%）。

圖2 學(xué)生對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的滿意度調(diào)查

針對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)施效果進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學(xué)生非常喜歡項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、操作流程和三維效果，而且能很快掌握虛擬實(shí)驗(yàn)操作。如表3 所示，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠提高對臨床生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，有利于對相關(guān)理論知識(shí)的理解，提高自主學(xué)習(xí)能力和興趣。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合，通過臨床病例引導(dǎo)學(xué)生完成理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對提升學(xué)生的理論知識(shí)掌握和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐應(yīng)用有很大助力。

3 討論

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法是一種激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程的有效方法，已在生理學(xué)、生物化學(xué)等課程中得到了廣泛應(yīng)用[4,5]。本研究設(shè)計(jì)臨床病例，聯(lián)系臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線上翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的課前和課中環(huán)節(jié)，讓學(xué)生以檢驗(yàn)科醫(yī)生的身份置身病例中，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主，教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)換，有利于發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提高解決問題的能力。疫情期間，本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)并實(shí)施的臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)“翻轉(zhuǎn)課堂+虛擬仿真”教學(xué)方法得到了大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。大部分學(xué)生對線上平臺(tái)的自建課程資源和臨床病例的引入持贊同態(tài)度，認(rèn)為這種教學(xué)模式可以加深對理論內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用理解。但也有少部分學(xué)生有異議，通過學(xué)生反饋，分析可能是由于以下原因：一是對這種教學(xué)方法不適應(yīng)，課前的自主學(xué)習(xí)、查閱資料、小組討論、課件制作等環(huán)節(jié)占用了較多的課下時(shí)間；二是部分學(xué)生不愿代表小組在課堂展示答案，缺少課堂互動(dòng)表現(xiàn)的積極性。這需要教師在后續(xù)的教學(xué)過程中繼續(xù)優(yōu)化教學(xué)方法，增加激勵(lì)機(jī)制，讓更多同學(xué)參與到課堂中來。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)憑借豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、生動(dòng)的動(dòng)畫設(shè)計(jì)滿足了學(xué)生對檢驗(yàn)項(xiàng)目的操作需求[6]。學(xué)生首先通過觀看實(shí)驗(yàn)實(shí)操視頻，最大程度的認(rèn)識(shí)線下實(shí)操的過程。然后登錄虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，隨時(shí)進(jìn)行反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)，加深對檢驗(yàn)項(xiàng)目檢測原理和臨床意義的理解，熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。這樣可以消除虛擬仿真與線下實(shí)操的差異，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自信心，提高了實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣和效果，解決了由于疫情、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等原因無法進(jìn)行線下實(shí)操的問題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用不僅可以記錄學(xué)生線上實(shí)驗(yàn)操作的全過程，還能檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)評價(jià)的重要部分。調(diào)查反饋顯示學(xué)生對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)也提出了一些建議，比如希望提供更多檢驗(yàn)項(xiàng)目的虛擬實(shí)驗(yàn)，多開一些綜合性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作等，這提示教師要加大對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的投入，研究設(shè)計(jì)新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4 展望

研究證實(shí)，在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施“線上翻轉(zhuǎn)課堂+虛擬仿真”教學(xué)方法，既能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又有利于學(xué)生對理論知識(shí)的理解掌握及運(yùn)用，還可以幫助學(xué)生培養(yǎng)科研思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。因此，該教學(xué)方法可為后疫情時(shí)代背景下醫(yī)學(xué)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。但由于學(xué)生無法線下動(dòng)手操作，如何將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，仍是一個(gè)有待研究的課題。作為一名醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的教育工作者，在未來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)更具有針對性的臨床病例的同時(shí)，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)和有機(jī)結(jié)合，可達(dá)到更好的教學(xué)效果，培養(yǎng)出更多的應(yīng)用型醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才。