虚拟现实+思维导图在实用中药学应用

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虚拟现实+思维导图在实用中药学应用

摘要:目的建立基于虚拟现实(VirtualReality,VR)与思维导图结合的教学模式,在教学中激发高职学生学习兴趣、提高学习效率,探索出行之有效的实用中药学教与学的新模式。方法根据“性状-性能-功效-应用”,以思维导图法形成网状知识结构;利用VR技术创设模拟教学情景,解决中药学教学中的重点、难点问题,记录学生答题正确率;以问卷调查方式了解学生对该教学模式态度。结果“VR+思维导图”模式明显提高学生学习实用中药学的积极性等。结论“VR+思维导图”模式体现学习公平性,提高学生记忆和理解能力,为中药学及相关学科教学提供了新思路。

关键词:高职教育;实用中药学;思维导图;虚拟现实

2019年3月,教育部《2019年教育信息化和网络安全工作要点》中指出,教师在教学中以“育人为本、融合创新、系统推进、引领发展”为原则,继续推进教育信息化和“互联网+教育”,全面提升师生素质,推进“职业岗位核心能力精品课”和虚拟仿真实验教学项目建设。由此可见,“互联网+教育”以及虚拟仿真的教学实践是目前提升高职院校学生岗位能力的主要渠道[1]。实用中药学是高职中药学专业基础课程,在中药学专业核心课程中起着“开路先锋”的作用,是一门研究中药基本理论和中药来源、产地、采集、炮制、性能、功效及临床应用等知识的学科,其中中药的性能、功效及临床应用是本门课程的重点,要求学生掌握和熟悉325味中药,但知识点繁多复杂、分散、抽象,某些药物性能、功效及应用相似,使得学生在学习过程中面临理解难度大、记忆易混淆等困难。如何将复杂、繁多、抽象的知识点在实用中药学中变得具有条理性、逻辑性和易于记忆是目前在高职实用中药学教学中亟待解决的难题之一。基于高职学生学习动机不强、自主性缺乏等特点[2-4],结合人才培养目标、实用中药学学科特点,及思维导图能够有效提炼学科信息、归纳总结重难点[5],虚拟现实(VirtualReality,VR)提高课堂效率和促进学生学习等优势[6],本课题组构想出“VR+思维导图”复合型教育模式,旨在探索如何有效激发高职学生学习动机、提高学习效率、培养技术技能型人才,充分发挥实用中药学作为专业基础课程的前导作用。

1资料与方法

1.1一般资料

采取自愿报名方式,选取2018级中药学专业66名学生作为研究对象,其中男生16人,女生50人,并按照初试成绩随机分为对照组、实验组1和实验组2,每组22人,分组后,学生初试成绩差异无统计学意义(P>0.05)。参加实验之前,所有学生均已接受同等实用中药学理论学习,且进行中药学基础能力测试,涉及包括常用中药的药性、功效和应用。本次实验选用教材由中国中医药出版社出版的全国中医药行业高等职业教育“十三五”规划教材实用中药学(刘德军主编)。

1.2实验方法

对照组采用传统教学模式,以教师为中心的讲授法,以章节为例,教师讲解常见中药的药性、功效及应用及相似药物比较,同时选取外观形态典型的中药进行外观形态讲解,将形和意结合,加深学生对知识点的理解。实验组采用分别思维导图模式和“VR+思维导图”教学模式,具体如下:实验组1,单味药部分,采用思维导图教学模式,以图片形式呈现给学生,其中采用XMind软件制作思维导图。在单味药部分,打破章节界限,以单味药的性能、功效、应用之间相似性构建成思维导图,涵盖教学内容的重点和难点,体现药物与药物之间的关系、实用中药学教学的整体性和概括性。以单味药的代表性特点作为思维导图的核心位置,以此为放射节点,以药物具体功效作为放射节点,运用导向思维,将相关药物进行关联,成为另一个中心,又再次继续发射和延伸,将“性状-性能-功效-应用”有机结合,打破章节限制,形成结构清晰的网状结构,同时选取具有典型外观形态的中药进行性状讲解,见图1。麻黄是实用中药学课程中重点掌握药之一,也是学生在学习过程中第一个接触到的中药,学生通常对该味药性能、功效、应用掌握牢靠且全面。根据学生学习实际出发,麻黄作为思维导图的核心位置,功效“发汗解表”“利水消肿”“止咳平喘”作为放射节点,以“发汗解表”为例,延展出桂枝、防风作为次级核心位置,按照此模式,让学生记忆具有延续性和逻辑性,将各药进行组合,体现中药学习中“鉴别用药”的特点。人参是实用中药学中最重要的药物之一,因此人参作为思维导图的核心位置,以药物归经作为放射节点,从药物作用和相关脏腑出发,连接药物功效,引出与之有关药物,如鹿茸作为次级节点,依次延伸。见图2。实验组2,单味药部分,采用“VR+思维导图”复合教学模式,思维导图部分如同实验1,在展示形式上,以8minVR视频展示给学生,体现出课题组制作思维导图的脉络过程,以麻黄为例,首先视频中出现麻黄,作为核心位置,再依次放射出麻黄3个主要功效,并配以适当解说,之后出现次级核心,如桂枝、防风作进一步延伸,直至整个思维导图完成,同时选取具有典型外观形态的中药进行性状讲解。整个过程,学生全程头戴VR设备进行学习,排除外界因素对学生的干扰。

1.3评价方法

考核成绩:实验结束之后,采用理论考试对3组学生进行统一评价,其考试形式,采用“学习通”的“考试”功能,学生用同一套试卷进行测试,题型以客观题为主,按考核大纲要求,包括识图认药和常用中药应用,统计学生正确率,取其平均值。问卷调查:为进一步了解复合教学模式的效果,实验结束后,课题组让所有参与实验学生再次体验不同的教学模式,自行学习后进行前后对比,采用问卷调查形式,对基于“VR+思维导图”教学模式进行评价,包括学习兴趣、课堂氛围、理解记忆、自学能力、推广等6个方面进行问卷调查,选项分为非常赞同、赞同、一般、不赞同、非常不赞同[7]。

1.4统计学方法

考核成绩数据均采用SPSS22.0统计学软件进行检验分析,计量资料采用(x±s)表示,行t检验;计数资料采用率(%)表示,行х2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.13组学生正确率比较

采用思维导图模式和“VR+思维导图”教学模式的学生与传统模式比较,其正确率均有提高,其中“VR+思维导图”教学模式中学生成绩得到显著性提高,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2“VR+思维导图”教学模式评价经分析

发现,有54%以上的学生认为“VR+思维导图”教学模式能提高学生兴趣,为实用中药学学习带来方便,60%以上的学生认为此教学方法活跃课堂教学氛围,清楚地梳理了知识脉络,有助于理解相关知识点,巩固和提高记忆效率;同时,64.3%的学生认为,在今后的教学中,“VR+思维导图”教学模式有进一步的推广和应用的必要;另外,47%的受访学生认为,此教学方法可以提高他们的自学能力。但需要注意的是,从问卷调查来看,选择“一般”选项中,每项题目中均有超过1/3的学生对此教学模式反应缺乏兴趣,说明此教学方法在日后教学中仍有进一步提高的空间。见表2。

3讨论

实用中药学具有抽象概念多,知识点多且广的特点,课程难度加大,学习枯燥,降低学生学习效率和积极性。针对这些问题,高职教育界对高职实用中药学提出很多有改革性和创新性的教学方法,通过在“中国知网”搜索近五年来(2015—2019)文献资料,有13篇文献资料专门论述高职中药学课程创新实践,探讨中以中药的药性、功效和应用为重点,兼具回顾中医基础相关知识和素材挖掘等手段,增加课堂趣味性;以“必需、够用”为原则、职业岗位为依据,在教学过程中融入职业考试内容[8];殷蕾课题组所采用“兴趣教学”模式能显著调动高职学生兴趣和提高学生成绩[9];任丽萍课题组采用“中药视触嗅尝结合表格归纳”教学模式调动学习兴趣并显著提高高职学生的学习成绩[10];杨晶课题组的“情景学习法”在高职中药学教学中,能提高学生竞争力,激发学习热情;利用MOOC个性学习法提高学习自觉性,促进师生交流[11];袁晓红课题在高职中药学中应用中药饮片3D动画,利用全景教学模式,活跃课堂气氛,提高课堂主动性和课堂效率,使学生易于接受[12]。不同教学模式的探索为本实验提供理论基础。思维导图是英国心理学家托尼•巴赞在20世纪60年代初,根据脑神经生理科学创造的,是一种视觉结构组织工具,可以帮助学生理解抽象概念,提高逻辑能力,帮助学生记忆。目前思维导图的应用主要集中在本科中药学专业,其中中药学[13]、方剂学[14]、中药药剂学[15]、中药炮制学[16]等学科均有所涉及,主要目的是优化教学设计、提高课堂效率、增强学习自主性,帮助学生在学习中查漏补缺,快速掌握知识点。

在临床中药学中,以章节名作为主题放射,用本章对应药物作为次节引出每一个药物的性能、功效与应用;对于功效相似的药物也可用思维导图的形式作对比[17-18]。在教学过程中,通过思维导图网络构图,让学生明确药物“性状-性能-功效-应用”之间关系、各药与各药之间的联系,从点到面,促进学生对知识的整体掌握,帮助学生理清药物与药物之间药性、功效、主治之间的联系与区别。从实验后学生答题正确率来看,实验组1、实验组2比对照组的习题正确率均有提高,分别为13.2%、36.4%,说明思维导图让知识清晰易懂,提高记忆可行性。对于今后的实际应用起到抛砖引玉的作用,也可以激发学生自主学习的意愿。在常规性教学活动中,高职学生注意力较难集中[2-4],易受到外界的干扰。VR设备具有沉浸性、构想性和交互性的显著特征[6],能模拟实操课堂环境,给学生从视觉上和听觉上带来冲击,杜绝外界干扰,让学生完全沉浸于所创造出的学习环境中,成为一名参与者和执行者,丰富学生想象力,激发学生的学习兴趣,有利于对知识的理解,培养学生的自主学习性和创造性[19-20]。VR视频制作过程中,首先模拟实操课堂环境,以黑板为背景,其次,在思维导图的展示形式上,以动画形式将制作思路一一展示,适当配音,让学生身临其境,将思维导图制作方法及思路及方法传授给学生。VR课程体验一般控制在10min左右,学生可以在有限课堂时间内反复观看,养成聚精会神、回环往复的学习习惯。经过对比实验后,参与VR体验学生志愿者(实验组2)与未参加VR体验学生志愿者(实验组1)相比,学生答题正确率提高20.5%,说明利用VR能激发学生对中药学学习的积极性和提升课堂效率。从调查问卷统计结果看来,授课满意程度上,超6成学生普遍认为利用思维导图和VR相结合模式能活跃课堂氛围,加深知识理解,也认为这种方法具有推荐的价值。从实验验后学生正确率来看,实验组2比对照组习题正确率显著性提高36.4%,因此,结合学生的特点的思维导图和VR相结合的教学模式能激发学生学习性和提升课堂效率。但在实验过程中,有两点是我们值得关注的:

(1)从表1,经过“VR+思维导图”教学模式,学生的正确率虽然呈现明显的上升趋势,但是学生之间的成绩差距也随之增大;(2)从表2,综合问卷各项调查结果,绝大多数学生对于此种教学模式表示赞同,但是有超过1/3的学生维持中立态度,其中对“提高学生自学能力”题目,选择“非常赞同/赞同”的学生百分比与“一般”选项持平。分析原因可能有:首先,学生之间成绩差距变大,可能不同学生对于新事物的接受程度有差异,部分学生还习惯于传统教学方法;或者是,部分同学把注意力放在VR这种形式上,而忽略内容本身,对于视频本身所介绍内容并未有过多关注;针对此问题,在后续的教学实验中,让学生习惯于这种教学模式,把学生的好奇心转变为提高学生学习兴趣的动力。其次,教师在重难点的选择与部分学生对知识认知程度存在一定差距,导致可能某些学生认为内容简单或过于繁琐,从而缺乏兴趣,在后续教学中,继续完善VR视频制作,提高视频质量,寓教于乐。如何利用“VR+思维导图”教学模式进行差异化教学是后续实验需要探索的重点,确保教育的公平性;也让学生真切感受到教师认真贯彻教育部提出的“育人为本、融合创新、系统推进、引领发展”的教育理念,使高职学生在古老的中药学与现代教学的完美结合中,培养学生中医药文化素养,激发学习动机,提升学生知识运用能力,为塑造学生岗位能力做铺垫。综上所述,在实用中药学中应用“VR+思维导图”模式能够提高学生学习积极性和习题正确率,为此模式的应用与推广提供了基础。在后续实验中,将进一步探索“VR+思维导图”如何将学生的好奇心转化为学习动机,培养学生自学能力。

作者:田思敏 邹利 钟辉云 邵思颖 赵保胜 单位:四川卫生康复职业学院药学系 北京中医药大学北京中医药研究院