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基于虚拟仿真实验教学平台的医学留学生系统解剖学实验教学研究*

更新时间:2009-03-28

随着我国经济水平和国际地位的不断提高,高等教育质量也得到愈多国家的认可。加之近年来我国政府大力推行“一带一路”国家战略,越来越多的“一带一路”沿线国家的留学生选择来华留学。《中国留学发展报告(2016)》蓝皮书指出,印度、巴基斯坦和哈萨克斯坦来华留学生规模以每年超过10%的幅度增长。生源排名前15位的来源国中,印尼、马来西亚、泰国、老挝等10个国家均位于“一带一路”沿线。在国家教育部、财政部与国家发展改革委联合公布我国42所世界一流大学和95所一流学科建设高校及建设学科名单这样的“双一流”[1,2]战略背景下,我校作为湖北省普通高等教育地方性省属学校如能借助来华留学生契机,大力促进教师专业化发展,勇于探索包括教学创新等在内的全校各项事业内涵式发展,必将有望进一步提升我校的内在竞争力。

我校自2010年招收了第一届医学留学生,虽然只招收了30名,但开启了我校来华医学留学生招生的先河。由于过去诸多客观条件的不成熟导致该届医学留学生的培养过程走了很多弯路。直至2016年我校开展了教育部临床医学专业资格认证并以有效期6年的优异成绩顺利通过认证后,我校各相关部门在确定医学教学资源在软、硬件方面都得到大力提升的前提下,重启了来华医学留学生的招生教学工作。2016年招收的60名留学生主要来自于巴基斯坦及东南亚等发展中国家。对于这一届医学留学生,我校从管理层到一线教师都十分重视,投入了大量的人力和物力,力争把医学留学生教学打造成为我校步入良性发展轨道的可持续性教学组成部分。

百安居中国目前外包给第三方物流的门店配送形式是从三大区域物流中心配送至全国38家门店,我选取了几家具有区域代表性的门店,绘制了百安居现在大致的配送路线全景图,配送线路总计120条,如下图2所示,可以更直观地感受到配送线路的烦琐与复杂,运输成本必然会相对较高。

作为软件部分的教学模式和教学方法的更新,在医学留学生的培养过程中起到了相当重要的作用。我校于2012年就开展了卓越医师班的教学,重点推行PBL教学法并积累了宝贵的教学经验。也对部分临床医学本科专业的学生尝试了TBL教学法,效果显著。结合我院解剖学教研室在此之前已经搭建的虚拟仿真实验教学平台,在随后的系统解剖学实验教学中,我们采用了留学生更容易接受的翻转课堂或者开放课堂模式,以PBL教学法或TBL教学法开展教学,以期提高教学效率,取得比2010届留学生更好的教学效果。

资料与方法

1.一般资料

(1)教学资源

每个单元的学习结束后进行一次单元测试,记录对照组和实验组的平均分和及格率。整门课程学习结束后进行一次期末测试。记录对照组和实验组的平均分、及格率和四分制算法成绩分布。

(2)学生背景

1.两组间各测试平均成绩的比较

对景(Corresponding Views)作为景观组织的一种手法,将山体、海湾、建筑、雕塑等景观引入民众视野[1],丰富了城市空间环境,塑造出城市特色.

2.方法

按教学内容将《系统解剖学》教材分解为运动系统、内脏学、脉管系统、感觉器和神经系统5个单元学习模块。2010级医学留学生受限于当时的实验室硬件条件,实验教学仅依托解剖学标本或者模型完成,且教学手段有限。2016级医学留学生的实验教学则全面依托虚拟仿真实验教学平台。任课教师参照国内学生的教学模式拟定了医学留学生每个单元的教学模式。内脏学、脉管系统、感受器和神经系统(周围神经系统)按翻转课堂的教学模式进行,运动系统和神经系统(中枢神经系统)则采用开放课堂的教学模式,运用PBL教学法和TBL教学法及常规的多媒体教学法展开教学。

此外,凤凰新华印务运用数字和网络技术,以科技的力量打造CCPP中国云出版印刷平台,实现出版“零距离”、印刷“零差异”、发行“零库存”、版权“零担忧”,以及“凤凰定制”等功能,大大简化了以往繁复的业务处理过程,实现了面对专业出版客户、大众客户的在线随时随地印刷服务。

采用SPSS 13.0软件对数据进行统计学处理。计量数据用表示。独立样本t检验比较两组间各测试平均分的差异。卡方检验比较两组间各测试及格率和四分制算法成绩分布的差别。P<0.05认为具有统计学差异。

本教研室于2015年引进中国数字人虚拟解剖系统(山东数字人科技股份有限公司)用于建立虚拟仿真实验教学平台。该平台共由一台安装于数字人解剖系统操作室的教师端口(可以与学生端口相连并发出指令)及平均分配于4个实验室的8台学生端口(每个端口可供8到10人学习,其中2到3人操作,6到8人观摩)所组成。每个实验室均配备系统解剖学各大系统的解剖学标本或模型百余件(套)。在近两年对相关医学专业的系统解剖学和临床医学本科的局部解剖学实验教学过程中,本教研室师资力量已经探索出一套行之有效的实验教学规范流程。留学生系统解剖学教学大纲及教学进度的制定参照了国内某知名985高校近10年来的实验教学经验,并经过本教研室的教师们数次集体讨论共同完成。为能顺利完成教学任务,师资力量配备了包含副高职称在内的或且具有研究生学历以上的教学经验丰富的教师,所用教材也选用了和2010届留学生相同的由科技出版社出版、刘执玉和应大君主编的《系统解剖学双语版》教材。

4.统计学处理

3.检查指标

结果

2010级留学生作为我校第一届医学留学生,人数总计30名,大部分来自巴基斯坦和东南亚国家,分成一个自然班,设置成对照组。2016级医学留学生是我校新一届医学留学生,人数总计60名,其中72%来自巴基斯坦,18%来自印度尼西亚,剩余10%来自埃塞俄比亚、南苏丹、喀麦隆等官方语言为英语的国家。60人随机分为2个自然班,每班30人,设置成实验组。由于我校医学留学生招生处于初期阶段,并没有给医学留学生设立过高的门槛,尤其是语言水平方面要求较低,所以学生的整体质量显得参差不齐。此外,他们入校以前所接受的本国的教育体系和我国教育体系的差异都为后期的专业知识的学习带来了一定的隐患。

每部分教学内容完成后安排了单元测试,其中运动系统和内脏学测试题型为单选题和多选题,脉管系统为填图题,感觉器和神经系统为填图题和绘图注释题,满分100分。对照组的平均分,运动系统为70.2±5.5分,内脏学为77.9±6.2分,脉管系统为78.3±6.7分,感觉器为66.4±4.5分,神经系统为57.8±6.9分。期末测试平均分为72.6±5.8分。而实验组的平均分,运动系统为76.3±8.2分,内脏学为83.0±6.7分,脉管系统为80.8±3.9分,感觉器为72.9±9.7分,神经系统为62.5±11.0分。期末测试平均分为78.3±7.9分(见表1)。两组间比较,除脉管系统和神经系统P值小于0.05,其余各内容组间P值均小于0.01,实验组的各单元测试成绩明显优于对照组,结果具有显著差异。

 

1 两组间各测试平均成绩的比较)

  

运动系统内脏学脉管系统感觉器神经系统期末测试对照组70.2±5.577.9±6.278.3±6.766.4±4.557.8±6.972.6±5.8实验组76.3±8.283.0±6.780.8±3.972.9±9.762.5±11.078.3±7.9P值0.000 410.000 760.027 850.007 80.035 440.000 72

2.两组间各测试及格率的比较

随着近年来我国经济形势的不断向好及国际地位的日益提高,来华医学留学生人数持续增加,其中不乏来自于巴基斯坦等对医学生培养严进严出的国家[3]的留学生。医学留学生的培养工作必将成为我国各类医学院校的常态化教学任务。我校属于地方性省属高校,教学资源和政策扶持相对有限,学校发展也受制于本地相对落后的经济水平。并且在目前我国人口红利逐渐消失的阶段,我校国内的本科生生源已经逐渐显露出日益萎缩的趋势,如何保持我校有序且可持续性的发展成为迫在眉睫需要面对和解决的问题。所以,我们这类地方性省属高校应该把大批留学生来华的现象看成是解决目前困境的一个重大契机。把握好这样的契机,一方面能丰富学校的办学层次,提升学校内在竞争力;另一方面可以推动相关的教学改革,顺势开展各项国际间的教学合作,增强我校的软实力和影响力。

输液加热之前,必须测试输液液体的温度,只有温度低于期望值才需要加热,一当达到,就停止加热。温度监测电路有很多种,最简单监测精度还不错的电路,就是直接应用温度检测传感器DS18B20,如图7所示。

1.大批留学生来华对我校而言是重大机遇

 

2 两组间各测试及格率的比较(%)

  

运动系统内脏学脉管系统感觉器神经系统期末测试对照组83.3386.6783.3386.6770.0080.00实验组95.0098.3396.6796.6783.3396.67χ2值7.048 379.798 609.886 426.547 844.966 2113.484 15P值0.007 930.001 750.001 670.010 500.025 850.000 24

3.两组间期末测试四分制算法成绩分布的比较

我们采用了更容易被医学留学生接受的四分制算法来记录期末测试成绩。它和百分制换算方法为90到100分为等级A,80到89为等级B,70到79为等级C,60到69为等级D,低于60分为等级F(Fail,不及格)。对照组的期末测试成绩分布A,B,C,D,F各为1人,3人,6人,12人和8人。而对照组的各等级成绩分布为5人,16人,26人,11人和2人。P小于0.01,说明实验组和对照组的成绩分布具有显著差异。

 

3 两组间期末测试四分制算法成绩分布的比较

  

等级A等级B等级C等级D等级F对照组136128实验组51626112χ2值19.317 99P值0.000 68

综上,我们发现在各单元测试成绩和期末测试成绩的平均分和及格率这三个不同成绩指标方面,实验组的指标都显著高于对照组。在内脏学、脉管系统和感觉器部分的差异表现尤为突出。就期末测试四分制算法成绩分布而言,实验组的成绩分布更趋近于正态分布,而对照组的成绩更多的出现在等级D区间内。两组间的比较也是实验组显著优于对照组。

从我们现在已掌握的资料来看,大凡是接近于人类思维水平的高级动物,比如灵长类或犬类,它们拥有非常发达的大脑,大脑记忆细胞在外在条件的刺激下,通过神经元的连接,完全可以通过自组织再现它们过去经历的场景,使这些高级动物们知道当下场景是否对它们产生威胁或者知道可以利用的某些信息。正如恩格斯所指出的:“整个悟性活动,即归纳、演绎以及抽象……对未知对象的分析……,以及作为二者的综合实验……,是我们和动物所共有。……他们只是程度中……不同而已”[7]35。可见,动物也在不断地学习,也在不断地试错,从中获得“习得性”的“知识”,这也就是动物世界缓慢地进化的有力铁证。

讨论

对照组的各单元测试成绩及格率,运动系统为83.33%,内脏学为86.67%,脉管系统为83.33%,感觉器为86.67%,神经系统为70.00%。期末测试成绩及格率为73.33%。而实验组的及格率,运动系统为95.00%,内脏学为98.33%,脉管系统和感觉器都为96.67%,神经系统为83.33%。期末测试的及格率为96.67%(见表2)。两组相比较,除感觉器和神经系统P值小于0.05,其余各内容组间P值均小于0.01,实验组的各单元测试及格率明显高于对照组,结果具有显著差异。

当裂纹张开时,裂纹左右两端梁横截面转角的差值,即裂纹等效旋转弹簧的转角应与梁横截面弯矩成正比;而当裂纹闭合时,裂纹左右两端梁横截面转角的差值应等于裂纹初始张开角θ0.于是,对于x=x0处的上表面裂纹,梁转角连接条件为

2.完善的软硬件是确保教学任务完成的必要条件

借助于我校2016年临床医学专业认证,本教研室于2015年引进了山东数字人科技股份有限公司的数字人虚拟仿真实验平台。包括一台教师端口(90英寸触控屏)于数字人控制室,供教师操作;八台学生端口于4个实验室,每个实验室两台学生端口(60英寸触控屏),每个学生端口供8到10名学生学习。该平台具备高效性、多元性和可重复性等特点[4],配合实验室的各系统解剖学标本或模型,形成了现有的系统解剖学实验教学的知识载体体系。通过近两年的使用,我们明显发现,不论是临床医学本科专业的学生,还是其他医学相关类学生,都愿意花更多的时间待在实验室在虚拟仿真实验教学平台上进行操作和学习,发现问题后也更乐意翻看课本寻找答案或者向教师提问请教。2012年,我院启动了“卓越医师”教育培养计划,在借鉴了其他高校已有成效的教学改革的经验后[5,6],对卓越医师班的学生采用PBL教学法,逐步形成了具有我校特色的PBL教学模式和方法。所培养的学生和普通模式培养的学生相比,在医学观念和思考问题方式上更加偏向于临床实践。目前的软硬件已经日趋完善,完全能够承担国内各医学专业学生的系统解剖学实验教学任务。相对于2010级留学生仅在我校原有的老旧教学资源的基础下进行学习,2016级留学生的教学资源可谓是有了翻天覆地的变化。这样的软硬件设施应该能够确保2016级留学生教学任务的顺利完成。

3.软件的提升是留学生系统解剖学实验教学效果显著提高的充分必要条件

虚拟仿真实验教学平台属于硬件,加大财力投入即可实现。在教学过程中采用多教学模式和教学方法则是软件,需要消耗教师大量的时间和精力,备好一节医学留学生的课往往需要花费20节学时甚至更多[7]。其中最需要时间的就是语言交流这一环节,恰好虚拟仿真实验教学平台上的双语注释使得师生间的交流变得顺畅。另外,国内外学生从小接受的教育模式的差异也给教学过程带来了不小的麻烦。我们根据实际情况,认为内容难度越大的部分,如运动系统和神经系统(中枢神经系统),应当优先选择教师主导性更强的开放课堂的教学模式[8],而对于内容难度较小的内容,如内脏学、脉管系统、感受器和神经系统(周围神经系统),则应该优先选择学生自主性更大的翻转课堂[9]。在开放课堂上,教师根据知识点主线进行讲解,调动大家各方面的学习积极性参与学习。在翻转课堂上,学生在课前预习,课堂上在教师的有效指引下完成知识点的重吸收。2010级的30名留学生的实验教学分成了2组,每组15人。按照普通的教学模式和方法,全程先由教师讲解,然后学生对照模型进行复习。在这样的情况下,学生的主观能动性得不到发挥,时间久了会对课程产生厌倦的情绪。从结果上看,我们发现改组的单元测试平均分都在比较低的水平。2016级的60名留学生则分成了4组。每组选择一名小组长,带领小组成员在8台学生端进行学习,而教师则根据内容选择对应的教学模式和教学方法。从统计结果我们可以发现,无论是在平时的单元测试,还是最后的期末测试,平均分和及格率都是实验组远远高于对照组。在期末测试的成绩分布上,我们更能清晰的发现这一趋势。另外,颇有意思的是实验组的期末测试成绩分布等级为A的有5位同学,其中3位就是小组长。我们初步分析其原因:(1)在平时的教学中组长有更多和教师沟通的机会;(2)在虚拟仿真实验教学平台上,操作比观摩更容易获取知识;(3)组长肩负的责任感能激发学生较强的主观能动性。

通过现场模拟导线数据采集系统,可以采集近期输电线路覆冰数据;应用冻雨覆冰计算方法,可以计算空气中的液态水含量;根据测量及计算数据,应用灰色系统的GM(1,1)模型,预测几分钟内液态水含量的发展趋势,并根据液态水含量计算覆冰增长趋势,为输电线路在线实时融冰提供依据。

4.后续医学留学生实验教学的展望

不过,在两家防震器竞争激烈的同时,上世纪70年代期间石英革命悄然发生,对机械钟表业造成了严重危机,也危及了上游的零配件产业。拥有上千员工的Portescap公司的Incabloc防震器订单量骤减,无力维持整个公司运转,后期被迫剥离了Incabloc防震器生产部分,转投向了更具有“前景”的石英手表微型电机。1988年,Eric Zutter 注册了一家新的公司,名为“Incabloc SA”。他继续生产着Incabloc防震器,保留了之前生产线和一些员工,从而保持了公司的技术基础。

2016级的留学生系统解剖学课程已经顺利结束,并且相对2010级留学生取得了不错的效果。但是,面对后续越来越多医学留学生的不断涌入,仅仅满足于完成留学生基本教学任务的目标是远远不够的。相同的教学平台和相同的教学模式方法,不论教学对象是国内学生还是留学生,都能达到良好的教学效果。我们教师则应该不断提升自身软实力,提高教学效率,这样才可能有足够的能力平衡国内学生和留学生间的教学资源。或许,在我们积累了更多的有关留学生实验教学的经验后,将国内学生和留学生同堂教学,这样不仅是学生和教师间的融合,国内外学生间也会相互融合,可能会产生更多的教学变革,使得教师的教学变得更加富有多样性和包容性。

结语

对我校2010级与2016级两届不同的留学生系统解剖学实验课程运用了不同的实验教学平台和教学模式教学方法,取得了不同的教学效果。基于虚拟仿真实验教学平台的医学留学生系统解剖学实验教学结合多教学模式和教学方法,能显著提高教学效率和学生成绩。诚然,在这两届留学生实验教学效果的比较中,数字人虚拟仿真实验教学平台给实验教学带来了诸多便利,多教学模式和教学方法的运用也给教学过程中教师和学生角色的变化带来了神奇“化学反应”。但归根结底,起决定性作用的还是“教”与“学”两端的有效沟通。正是这种教师与学生之间的有效沟通使得教学效率和学生成绩显著提高。

参考文献

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[2] 杨楠. “双一流”建设下的大学教学创新——知识体对高质量教学的促进作用[J]. 北京教育(高教),2017,(11):49~51.

[3] 肖宁,刘鑫,陈丽,等. 巴基斯坦医学教育体制初探[J]. 长沙医学院学报,2013,11(1):41.

[4] 陈沙,刘平安,张国民,等. 虚拟仿真实验室在医学教学中的应用[J].中国高等医学教育,2017,(1):13~14.

[5] 陈小楠,李世杰,谭书韬,等. PBL联合TBL改良教学法在留学生医学高等教育中的应用[J]. 中国继续医学教育,2017,14(9):16.

[6] 颜丙春,王正兵. 多模式教学在全英文授课留学生临床实习阶段的探索[J]. 医学教育研究与实践,2017,25(4):614.

[7] 张善强,邓凤春,姚立杰. 应用型本科医学院校留学生解剖学全英文教学的问题与对策[J]. 继续医学教育,2016,30(1):30.

[8] 缪静敏,汪琼. 高校翻转课堂: 现状、成效与挑战[J].开放教育研究,2015,21(5):75.

[9] 高云. 开放式教学和服务性学习引入基础护理学教学效果初探[J].中国继续医学教育,2017,9(7):17.

 
张涛,林莉,吴攀峰,宋铁山,胡美纯
《湖北科技学院学报》2018年第02期文献

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