虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在中職護(hù)理生理學(xué)課程中的應(yīng)用

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在中職護(hù)理生理學(xué)課程中的應(yīng)用中職護(hù)理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)眾多專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，生理學(xué)便是其一，該課程十分重要，不僅涉及廣泛而復(fù)雜的理論知識(shí)，還要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，更深入地理解理論知識(shí)，并將其更好地應(yīng)用到實(shí)踐中。本文旨在評(píng)估虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在中職護(hù)理專(zhuān)業(yè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用效果。通過(guò)對(duì)廣西壯族自治區(qū)北海市衛(wèi)生學(xué)校2022、2023級(jí)護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，能有效提升中職護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)生理學(xué)知識(shí)的掌握。一、研究背景提質(zhì)培優(yōu)、以質(zhì)圖強(qiáng)，是推動(dòng)職業(yè)教育現(xiàn)代化發(fā)展的核心內(nèi)容之一?！堵殬I(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃（2020—2023年）》強(qiáng)調(diào)，促進(jìn)新時(shí)代職業(yè)教育現(xiàn)代化水平的提升，硬件和軟件都要跟得上，增強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，深化辦學(xué)理念，以此為基準(zhǔn)，更好地與辦學(xué)初衷相呼應(yīng)[1]。該計(jì)劃的提出，不僅是對(duì)職業(yè)教育質(zhì)量提升的號(hào)召，還對(duì)職業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展具有推動(dòng)作用。提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃強(qiáng)調(diào)了教育現(xiàn)代化的重要性，其中包括采用新技術(shù)和方法改善教育質(zhì)量和效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)正是這一創(chuàng)新教育手段的代表之一。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是采用計(jì)算機(jī)模擬仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，通過(guò)人機(jī)交互、模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，讓學(xué)生身臨其境般進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作，將預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成[2]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)環(huán)境及具體流程的高度模擬，并且具有可控性，學(xué)生在此平臺(tái)學(xué)習(xí)，安全可得到保障。在這個(gè)平臺(tái)上，學(xué)生可以自由地探索，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)操作，而不必?fù)?dān)心安全問(wèn)題或是對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物造成傷害。更重要的是，虛擬仿真技術(shù)能夠提供傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)?zāi)M，使得學(xué)生能夠深入理解生理學(xué)中復(fù)雜的機(jī)制和過(guò)程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)已在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如解剖學(xué)、外科手術(shù)等學(xué)科，取得了良好的教學(xué)效果[3-4]。二、資料與方法（一）研究對(duì)象以北海市衛(wèi)生學(xué)校2022、2023級(jí)護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，隨機(jī)選取4個(gè)班學(xué)生，隨機(jī)將2個(gè)班學(xué)生作為對(duì)照組（n=117）和實(shí)驗(yàn)組(n=116)，2組學(xué)生年齡，性別，前期各學(xué)科成績(jī)相當(dāng)，差異無(wú)顯著意義(P>0.05)，具有可比性。（二）研究方法實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：①ABO血型的鑒定。②家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)。③家兔血壓調(diào)節(jié)。④哺乳動(dòng)物胃腸道運(yùn)動(dòng)的觀(guān)察。⑤反射弧的分析。⑥影響尿液生成的因素。教學(xué)方法對(duì)照組學(xué)生采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，帶教老師示教，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)），實(shí)驗(yàn)組教學(xué)方法采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)備，電腦和手機(jī)端均能登上在線(xiàn)生理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可任選其一通過(guò)學(xué)號(hào)進(jìn)行登錄，然后將設(shè)置的所有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成，且有時(shí)間限制，不可超時(shí)。（三）教學(xué)效果評(píng)價(jià)方法采用教考分離的形式，在期末對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行理論考核（包括單選題、多選題、填空題、簡(jiǎn)答題）和實(shí)驗(yàn)考核（包括：①操作準(zhǔn)確性，占總評(píng)分的40%，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)步驟的正確性；每個(gè)步驟的準(zhǔn)確執(zhí)行都是評(píng)分的關(guān)鍵。②安全意識(shí)，占20%，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全教育，使其認(rèn)識(shí)到遵守實(shí)驗(yàn)安全準(zhǔn)則的重要性，為其講解相關(guān)安全知識(shí)，包括適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)和正確處理實(shí)驗(yàn)廢棄物等。③實(shí)驗(yàn)效率，占20%，主要評(píng)估學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間是否高效，鼓勵(lì)學(xué)生既要保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，又要在此基礎(chǔ)上提高操作效率。④數(shù)據(jù)記錄與分析能力占20%，通過(guò)評(píng)估學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄完整性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的準(zhǔn)確性來(lái)考核學(xué)生的科學(xué)思維能力和數(shù)據(jù)處理技能。最后將上述4項(xiàng)分值詳見(jiàn)得出實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)總分），并采用自行設(shè)計(jì)的問(wèn)卷調(diào)查（包括對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的了解、對(duì)理論課內(nèi)容的理解、課程學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力）進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)估。（四）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件（IBM公司，USA，版本24.0）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)于計(jì)量資料（如測(cè)量數(shù)據(jù)或評(píng)分等），使用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)或Shapiro-Wilk檢驗(yàn)來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。對(duì)于符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，將采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）來(lái)描述其集中趨勢(shì)和離散程度，并通過(guò)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（兩獨(dú)立樣本）比較組間差異。對(duì)于計(jì)數(shù)資料，以例數(shù)（n）和百分比（%）表示，并采用卡方檢驗(yàn)（Chi-squaretest）或Fisher精確概率法（適用于小樣本情況）比較組間差異。以P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。三、結(jié)果（一）理論和實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生理論考核成績(jī)?yōu)?6.52±11.03分，顯著高于對(duì)照組學(xué)生的67.76±12.04分（P=0.000）；實(shí)驗(yàn)組學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)?yōu)?3.75±2.17分，顯著高于對(duì)照組的73.46±2.23分，如表1所示（P=0.000）。

（二）教學(xué)效果比較在清楚了解實(shí)驗(yàn)原理（c2=11.432，P=0.001），加深對(duì)理論課內(nèi)容的理解（c2=10.867，P=0.000），提高了生理課學(xué)習(xí)興趣（c2=11.780，P=0.001），提高了自主學(xué)習(xí)能力（c2=10.039，P=0.002）方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為“是”的占比顯著高于對(duì)照組學(xué)生，在提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與溝通能力方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為“是”的占比顯著低于對(duì)照組，如表2所示（c2=6.714，P=0.010）。四、討論（一）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提高理論知識(shí)掌握效果顯著在理論考核成績(jī)上，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生顯著高于對(duì)照組學(xué)生，提示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式更能提高生理學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的掌握，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的學(xué)生在理論知識(shí)掌握上更加具有優(yōu)勢(shì)。在實(shí)驗(yàn)考核方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生成績(jī)也顯著高于對(duì)照組學(xué)生，提示了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能上的有效性。（二）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在學(xué)習(xí)主觀(guān)層面上的優(yōu)勢(shì)在了解實(shí)驗(yàn)原理，加深對(duì)理論課內(nèi)容的理解，提高生理課學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力等方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為“是”的占比顯著高于對(duì)照組學(xué)生（P均<0.05），這提示在主觀(guān)層面上，較之傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)更能幫助學(xué)生了解生理學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，使其更深層次的理解理論課內(nèi)容，提起其對(duì)理論知識(shí)的興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力。這可能源于仿真虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)艽蚱茣r(shí)間與空間上的教學(xué)限制，學(xué)生可以多次在系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以自主決定學(xué)習(xí)的次數(shù)、時(shí)間與空間，從而激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)受限于實(shí)驗(yàn)成本、環(huán)境等條件，學(xué)生人數(shù)較多，教師示教時(shí)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本實(shí)驗(yàn)范圍較小，學(xué)生觀(guān)看受限。加之學(xué)生實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或?qū)嶒?yàn)次數(shù)減少，這些都可能使學(xué)生在主觀(guān)感受上的不滿(mǎn)意。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，可以反復(fù)嘗試，避免消耗實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等，這有助于專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。此外，該系統(tǒng)還能使學(xué)生遇到困難或?qū)嶒?yàn)失敗時(shí)，通過(guò)操作電腦，進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位原因，自主探索并最終解決問(wèn)題，對(duì)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力具有重要意義。可見(jiàn)，在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中合理應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以幫助中職護(hù)理專(zhuān)業(yè)學(xué)生提高生理學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握，并提高其學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)理論教學(xué)的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。（三）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性然而，對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的評(píng)估不應(yīng)止步于此。我們還需要深入探討虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)潛在的局限性以及如何克服這些局限性以?xún)?yōu)化教學(xué)效果。第一，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)雖能夠提供靈活的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，允許學(xué)生進(jìn)行重復(fù)操作和嘗試，從而加深理解和提高學(xué)習(xí)興趣，但它也存在一定局限性。例如，虛擬環(huán)境無(wú)法完全模擬實(shí)際操作過(guò)程中的物理反饋和細(xì)節(jié)，如手術(shù)操作中的觸感、麻醉的施加過(guò)程，或是神經(jīng)與血管分離時(shí)的精細(xì)操作。這意味著學(xué)生可能無(wú)法通過(guò)虛擬仿真完全掌握某些專(zhuān)業(yè)技能，尤其是那些需要高度手感和精確操作的技能。第二，盡管虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以減少實(shí)際操作中的錯(cuò)誤和資源消耗，但它也可能限制學(xué)生面對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)的應(yīng)變能力。在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，錯(cuò)誤和失敗是學(xué)習(xí)過(guò)程中不可或缺的一部分，其有利于幫助學(xué)生形成批判性思維，在遇到問(wèn)題時(shí)從容應(yīng)對(duì)，研究解決問(wèn)題的方法，提高解決問(wèn)題的能力。因此，完全依賴(lài)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可能會(huì)削弱學(xué)生處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。第三，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力方面存在局限。主要問(wèn)題包括學(xué)生缺乏面對(duì)面交流機(jī)會(huì)，虛擬環(huán)境無(wú)法完全模擬實(shí)際復(fù)雜情境，以及缺少非語(yǔ)言交流要素。為提升學(xué)生綜合素質(zhì)，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)和團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，提供多樣化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力