虛擬仿真實驗在中職護理生理學(xué)課程中的應(yīng)用

虛擬仿真實驗在中職護理生理學(xué)課程中的應(yīng)用中職護理專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)眾多專業(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，還要求學(xué)生通過實驗學(xué)習(xí)，更深入地理解理論知識，并將其更好地應(yīng)用到實踐中。本文旨在評估虛擬仿真實驗系統(tǒng)在中職護理專業(yè)生理學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用效果。通過對廣西壯族自治區(qū)北海市衛(wèi)生學(xué)校2022、2023級護理專業(yè)學(xué)生進行實驗，得出虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)，能有效提升中職護理專業(yè)學(xué)生對生理學(xué)知識的掌握。一、研究背景提質(zhì)培優(yōu)、以質(zhì)圖強，是推動職業(yè)教育現(xiàn)代化發(fā)展的核心內(nèi)容之一。《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃（2020—2023年）》強調(diào)，促進新時代職業(yè)教育現(xiàn)代化水平的提升，硬件和軟件都要跟得上，增強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，深化辦學(xué)理念，以此為基準，更好地與辦學(xué)初衷相呼應(yīng)[1]。該計劃的提出，不僅是對職業(yè)教育質(zhì)量提升的號召，還對職業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展具有推動作用。提質(zhì)培優(yōu)行動計劃強調(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。虛擬仿真實驗正是這一創(chuàng)新教育手段的代表之一。虛擬仿真實驗是采用計算機模擬仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗教學(xué)設(shè)備，通過人機交互、模擬實驗場景和實驗設(shè)備，讓學(xué)生身臨其境般進行虛擬實驗操作，將預(yù)定的實驗項目完成[2]。虛擬仿真實驗實現(xiàn)了實驗環(huán)境及具體流程的高度模擬，并且具有可控性，學(xué)生在此平臺學(xué)習(xí)，安全可得到保障。在這個平臺上，學(xué)生可以自由地探索，進行各種實驗操作，而不必擔(dān)心安全問題或是對實驗動物造成傷害。更重要的是，虛擬仿真技術(shù)能夠提供傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的復(fù)雜實驗?zāi)M，使得學(xué)生能夠深入理解生理學(xué)中復(fù)雜的機制和過程。虛擬仿真實驗已在醫(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）研究對象以北海市衛(wèi)生學(xué)校2022、2023級護理專業(yè)學(xué)生為研究對象，隨機選取4個班學(xué)生，隨機將2個班學(xué)生作為對照組（n=117）和實驗組(n=116)，2組學(xué)生年齡，性別，前期各學(xué)科成績相當(dāng)，差異無顯著意義(P>0.05)，具有可比性。（二）研究方法實驗項目包括：①ABO血型的鑒定。②家兔呼吸運動的調(diào)節(jié)。③家兔血壓調(diào)節(jié)。④哺乳動物胃腸道運動的觀察。⑤反射弧的分析。⑥影響尿液生成的因素。教學(xué)方法對照組學(xué)生采用傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式（預(yù)習(xí)實驗，帶教老師示教，學(xué)生動手實驗），實驗組教學(xué)方法采用虛擬仿真實驗設(shè)備，電腦和手機端均能登上在線生理學(xué)虛擬仿真實驗系統(tǒng)，學(xué)生可任選其一通過學(xué)號進行登錄，然后將設(shè)置的所有虛擬仿真實驗項目完成，且有時間限制，不可超時。（三）教學(xué)效果評價方法采用教考分離的形式，在期末對兩組學(xué)生進行理論考核（包括單選題、多選題、填空題、簡答題）和實驗考核（包括：①操作準確性，占總評分的40%，評估標準依據(jù)學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書執(zhí)行實驗步驟的正確性；每個步驟的準確執(zhí)行都是評分的關(guān)鍵。②安全意識，占20%，對學(xué)生進行實驗安全教育，使其認識到遵守實驗安全準則的重要性，為其講解相關(guān)安全知識，包括適當(dāng)?shù)膫€人防護和正確處理實驗廢棄物等。③實驗效率，占20%，主要評估學(xué)生完成實驗所需的時間是否高效，鼓勵學(xué)生既要保證實驗質(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%，通過評估學(xué)生實驗數(shù)據(jù)的記錄完整性和對實驗結(jié)果分析的準確性來考核學(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項分值詳見得出實驗考核成績總分），并采用自行設(shè)計的問卷調(diào)查（包括對實驗原理的了解、對理論課內(nèi)容的理解、課程學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、團隊協(xié)作能力）進行教學(xué)效果的評估。（四）統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS統(tǒng)計軟件（IBM公司，USA，版本24.0）進行統(tǒng)計學(xué)分析。對于計量資料（如測量數(shù)據(jù)或評分等），使用Kolmogorov-Smirnov檢驗或Shapiro-Wilk檢驗來評估數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。對于符合正態(tài)分布的計量資料，將采用均數(shù)±標準差（Mean±SD）來描述其集中趨勢和離散程度，并通過獨立樣本t檢驗（兩獨立樣本）比較組間差異。對于計數(shù)資料，以例數(shù)（n）和百分比（%）表示，并采用卡方檢驗（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)計學(xué)意義。三、結(jié)果（一）理論和實驗考核成績實驗組學(xué)生理論考核成績?yōu)?6.52±11.03分，顯著高于對照組學(xué)生的67.76±12.04分（P=0.000）；實驗組學(xué)生實驗考核成績?yōu)?3.75±2.17分，顯著高于對照組的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驗原理（c2=11.432，P=0.001），加深對理論課內(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，實驗組學(xué)生認為“是”的占比顯著高于對照組學(xué)生，在提高了團隊協(xié)作能力與溝通能力方面，實驗組學(xué)生認為“是”的占比顯著低于對照組，如表2所示（c2=6.714，P=0.010）。四、討論（一）虛擬仿真實驗系統(tǒng)提高理論知識掌握效果顯著在理論考核成績上，實驗組學(xué)生顯著高于對照組學(xué)生，提示虛擬仿真實驗系統(tǒng)比傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式更能提高生理學(xué)專業(yè)理論知識的掌握，虛擬仿真實驗教學(xué)方法的學(xué)生在理論知識掌握上更加具有優(yōu)勢。在實驗考核方面，實驗組學(xué)生成績也顯著高于對照組學(xué)生，提示了虛擬仿真實驗教學(xué)方法在提升學(xué)生實驗操作技能上的有效性。（二）虛擬仿真實驗系統(tǒng)在學(xué)習(xí)主觀層面上的優(yōu)勢在了解實驗原理，加深對理論課內(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，實驗組學(xué)生認為“是”的占比顯著高于對照組學(xué)生（P均<0.05），這提示在主觀層面上，較之傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ剑摂M仿真實驗系統(tǒng)更能幫助學(xué)生了解生理學(xué)實驗原理，使其更深層次的理解理論課內(nèi)容，提起其對理論知識的興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力。這可能源于仿真虛擬實驗?zāi)艽蚱茣r間與空間上的教學(xué)限制，學(xué)生可以多次在系統(tǒng)中進行實驗，可以自主決定學(xué)習(xí)的次數(shù)、時間與空間，從而激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。而傳統(tǒng)的實驗受限于實驗成本、環(huán)境等條件，學(xué)生人數(shù)較多，教師示教時實驗標本實驗范圍較小，學(xué)生觀看受限。加之學(xué)生實驗錯誤操作，導(dǎo)致實驗失敗或?qū)嶒灤螖?shù)減少，這些都可能使學(xué)生在主觀感受上的不滿意。此外，虛擬仿真實驗系統(tǒng)能讓學(xué)生在實驗操作時，可以反復(fù)嘗試，避免消耗實驗器材、實驗試劑、實驗動物等，這有助于專業(yè)知識學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生進行反復(fù)實驗學(xué)習(xí)。此外，該系統(tǒng)還能使學(xué)生遇到困難或?qū)嶒炇r，通過操作電腦，進入虛擬仿真實驗，發(fā)現(xiàn)錯位原因，自主探索并最終解決問題，對提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力具有重要意義?？梢姡谏韺W(xué)實驗教學(xué)中合理應(yīng)用虛擬仿真實驗系統(tǒng)，可以幫助中職護理專業(yè)學(xué)生提高生理學(xué)專業(yè)知識的掌握，并提高其學(xué)習(xí)興趣，促進理論教學(xué)的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。（三）虛擬仿真實驗教學(xué)的局限性然而，對于這項技術(shù)的評估不應(yīng)止步于此。我們還需要深入探討虛擬仿真實驗教學(xué)潛在的局限性以及如何克服這些局限性以優(yōu)化教學(xué)效果。第一，虛擬仿真實驗系統(tǒng)雖能夠提供靈活的學(xué)習(xí)時間和空間，允許學(xué)生進行重復(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)境無法完全模擬實際操作過程中的物理反饋和細節(jié)，如手術(shù)操作中的觸感、麻醉的施加過程，或是神經(jīng)與血管分離時的精細操作。這意味著學(xué)生可能無法通過虛擬仿真完全掌握某些專業(yè)技能，尤其是那些需要高度手感和精確操作的技能。第二，盡管虛擬仿真實驗可以減少實際操作中的錯誤和資源消耗，但它也可能限制學(xué)生面對現(xiàn)實問題時的應(yīng)變能力。在真實的實驗環(huán)境中，錯誤和失敗是學(xué)習(xí)過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，在遇到問題時從容應(yīng)對，研究解決問題的方法，提高解決問題的能力。因此，完全依賴虛擬仿真實驗可能會削弱學(xué)生處理現(xiàn)實問題的能力。第三，虛擬仿真實驗教學(xué)在培養(yǎng)團隊協(xié)作和溝通能力方面存在局限。主要問題包括學(xué)生缺乏面對面交流機會，虛擬環(huán)境無法完全模擬實際復(fù)雜情境，以及缺少非語言交流要素。為提升學(xué)生綜合素質(zhì)，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)和團隊項目，提供多樣化學(xué)習(xí)體驗，促進團隊協(xié)作和溝通能力