SPOC+VR技术在高职人体解剖学教学中的应用探究

[摘           要]  分析甘肃卫生职业学院高职护理专业人体解剖学传统教学模式受限于各种主观、客观因素所存在的不足，开发适合护理专业的SPOC在线课程，结合线下VR技术，以行动研究法实践人体解剖学课程的新型教学模式，发挥SPOC+VR技术的教学功能，形成人体解剖学课程教学模式改革的初步探究。

[关    键   词]  高职;人体解剖学教学;SPOC+VR技术

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603（2022）29-0052-03

人体解剖学属于高职护理专业知识体系中的基础内容。掌握人体基本的正常结构功能，具备基本的解剖操作技能，是该课程的重要学习目标。传统的人体解剖学课程教学课时主要有两部分：一部分课时在多媒体教室借助课件进行理论教学，学生对人体结构形态的直观联系不足;另一部分课时在实验室观察模型或大体，对理论联系实践的效果欠佳。本研究开发建设人体解剖SPOC课程资源，同时结合桌面式VR操作系统提供的3D可视化人体解剖学教学环境，设计基于VR技术的课堂教学方案，应用于教学实践，为SPOC+VR技术在人体解剖学教学中的应用提供实践经验。

一、后MOOC时代下的SPOC课程

与MOOC（Massive Open Online Course，慕课）大规模、对学习者无限制、完全开放的在线开放课程特点不同，SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）具有小规模、学习者限制性（准入制）、线上课程和线下教学结合的混合式学习特点，是线上课程资源与线下实体课堂教学相融合的教学形式。SPOC与MOOC所用在线学习平台和学习流程具有相似之处，但SPOC又包含线下课堂教学内容，可以说SPOC= MOOC+Classroom[1]。典型的SPOC教学流程分为两步：第一步，教师建设以课程知识点录制微视频为核心的SPOC在线课程资源。学生课前自主观看微视频，完成预学的检测;第二步，师生在实体课堂面对面交流、研讨、展示、评价，深度构建知识。相较于MOOC大规模开放、学习者数量大、互动困难、教学适应性低的不足，SPOC面向一个班级小规模学习者，可分层专向定制课程内容，改进教学流程，兼具网络学习自由自主性高和线下教学适应性高的优势[2]。

二、VR技术及其在教学中的应用

VR虚拟现实（Virtual Reality）是基于计算机技术，创设无限接近现实的三维虚拟场景，其人物、声音、场所、行为都最大限度上模拟真实。世界各国纷纷在VR技术、产品、人才等方面积极布局，我国也已将VR技术发展上升到国家层面的高度。随着VR技术的迅速发展，现已创设出高度模拟真实的VR学习环境。在VR技术支持下，学生可实现完全沉浸式体验，通过自主观察、动手操作等行为获得直接的感官体验。基于VR技术的教学环境，通过传感器与虚拟学习环境的关系，可以产生不同的交互方式和功能，学生可以及时得到答案和指导，积极探索知识和技能，激发内在的学习动机，改善实践操作体验，促进理论知识向实践应用的迁移，也可以突破以往固有教学环境的局限性，促进课堂现实与虚拟环境的结合[3]。国外研究认为VR技术影响教师对教学模式的革新，基于VR技术的特征以案例和问卷调查发现学生在VR环境中学习意愿更强，感知有效性提高[4]。VR+教育作为一项尚在发展中的教育信息化技术，在VR技术人才培养、VR技术手段与教育方法交叉、VR教学内容开发等方面还有待研究。

三、人体解剖学传统教学模式现状

人体解剖学是高职护理三年制专业学生入校第一学期必修的一门专业基础课，是学习后续专业课的基础。人体解剖学具有知识点多、理论知识抽象及实践操作需求高的特点。在高职医学类院校中人体解剖学的传统教学一般先进行课堂理论教学，后开展实验教学。教师先在多媒体教室借助课件、图文等采用传统的讲授方式，学生进行课程的理论学习，此阶段多以文字、局部结构平面图辅助理论教学，难以全面展示人体结构的多面、立体及方位毗邻关系，对学生而言理论学习较为抽象、晦涩。课堂理论学习后进行实验观察，观察对象为仿真模型或大体标本，因器官仿真模型零件易损，尸体标本人均数量低、保存环境要求苛刻等客观因素制约，在实验教学中以教师示范、学生观察为主，学生动手解剖的机会较少，难以开展重复性实验，学生识别、解剖大体标本结构的能力难以达到熟练掌握程度。当前人体解剖学的传统教学模式主要存在以下不足：（1）在授课流程上理论内容和实践内容割裂，学生在课时内不能快速有效地把理论知识和实践操作结合起来，学习效果欠佳。（2）课时有限，学生对人体器官结构的解剖操作重复率极低，不利于学生对知识的巩固和熟练掌握。

四、SPOC+VR技术在人体解剖学教学中的应用

（一）基于智慧树平台的SPOC课程

依据高职护理专业人才培养方案、课程标准，针对我校高职护理职业一年级学生的学习特征以及后续临床课程对人体解剖学知识的需求，选取操作简单实用的智慧树在线平台，搭建适于学生的人体解剖学SPOC课程。SPOC课程包含我校原创设计制作的50余个课程微视频，每1个视频配合1次课堂教学，视频时长基本控制在7分钟～10分钟，符合在线学习认知规律，同时不增加学生课外学习负担。SPOC课程可以记录学生线上学习的难点问题，还包括问答讨论、小组教学、作业考试、学习资源、知识图谱等多项活动内容。另外，SPOC课程还具有学习者情况调查分析、学生到课率及成绩管理等多方面功能。登录智慧树客户端，通过SPOC课程，教师既能为学生发布学习任务，又能对学生参与活动进行监督和答疑。

（二）基于VR技术的课堂教学环境

课堂教学使用VR协同创新中心规划桌面式教学实训区，配备桌面式VR操作系统，可与教学过程实现深度结合。桌面式VR操作系统的桌面一体机内置人体解剖学VR软件，通过追踪眼镜及触控笔实现全新逼真的虚拟3D正常人体结构解剖操作。软件所用的人体解剖学VR教学模型均模拟真实人体进行建模，其优势在于可视化、可交互、可重复性操作，极大地节省成本，能够满足医学、护理等多学科的人体结构教学和操作。课上通过教师的引导，学生可自行操作VR教学资源，解决理论学习过于抽象的问题，随堂展开模拟实验和理论探讨，形成互动式、探究式和实践式融合为一体的教学模式。

（三）SPOC+VR技术的教学实施过程

1.课前阶段

教师通过SPOC课程共享微视频，推送相关链接资料，激发学生的想象力，培养学生基础医学知识联系临床的能力。教师通过SPOC课程发布课前评测，学生完成课前评测，了解学生知识的掌握情况，反映学生自主预学的情况。课前阶段遵循学生的认知规律，通过课前任务，引导学生预学，提高学生自主学习的能力。

2.课中阶段

课中阶段按次序包括5个教学环节：导入、目标、参与式学习、随堂测和小结。

（1）导入：教师点评学生课前活动，选择表现优异学生的文字或视频共享，进一步点出理论重点、临床相关或思政元素，学生反思课前任务达标情况。

（2）目标：教师展示教学目标，目标直接给出，清晰明了，便于学生明确课堂的学习任务。

（3）参与式学习：主要采用教师创设情境抛出问题，学生应用桌面式VR操作系统对问题做自主探究，之后教师点拨，小组内学生交流巩固练习的方式进行。课前学生已对教学内容进行预学，但人体结构知识概念术语多，理论知识抽象，课前评测反映难点知识学生掌握程度不好。将VR技术引入课堂教学，使用桌面式一体机，学生佩戴追踪眼镜，手持触控笔操控，对眼前的3D人体结构虚拟模型进行交互操作，拖动、缩放、旋转、选中局部，多角度地观看模型细节及透视，感受人体结构的空间感和真实感，有效地将书本上平面、扁平的人体结构转化为三维、立体、可操作、可互动的学习内容，使学生更透彻地理解知识点，自主操作体验后记忆更深刻。在桌面式VR操作系统下对人体各器官结构进行学习、浏览，同时还可查看预置的注释，使学生对知识点的掌握更准确、全面。学生使用触控笔可随时对人体器官进行拆解或选择某特定的人体构造，也可以对某个器官结构进行局部分解合并，反复练习，以达到知识熟练掌握、解剖操作技能提高的目标。

（4）随堂测：此环节包括线下和线上测试。线下测试部分采用桌面式VR操作系统配套的测试系统，能在课上对学生进行解剖结构操作的检验，实时反馈学生对知识的掌握程度，有侧重点地纠错答疑，可以提升课堂教学成效。线上测试部分由教师通过SPOC课程发布临床助理医师资格证考试真题和模拟题，学生登录SPOC课程答题，助力学生资格证过关。

（5）小结：采用智慧树SPOC课程的知识图谱进行课堂总结，教师引导学生梳理知识框架，再现重点、难点。

3.课后阶段

教师通过SPOC课程在线发布任务，学生完成课后测试，加强学生课后对于知识的巩固;教师创设临床情境，学生对解剖知识点相关的临床问题在线讨论和分析，引导学生拓展知识;安排学生进行社区宣教、知识科普等多种形式的社会实践活动，培养学生服务社会的意识，树立热爱劳动的精神。

五、SPOC+VR技术应用于人体解剖学教学的实施效果分析

（一）实施效果调查

对我校2021级高职护理专业一年级两个平行班学生分别实施不同模式的人体解剖学教学，随机选取其中一个班采用传统多媒体课件教学模式进行教学，另一个班采用SPOC+VR技术的教学模式，学生课前在线上学习，完成SPOC设置的学习活动，课上随教师的引导可自行操作桌面式VR操作系统，随堂展开模拟实验和理论探讨。在分别实施教学后，对两个班级的教学效果进行对比。对知识点的掌握情况进行书面测验，评价指标为卷面分数。通过问卷形式调查两个班级学生对不同教学模式的满意度。

（二）实施效果分析

护理专业学生获得执业资格证书以及岗位晋升都需进行理论考试，故以考试分数来体现理论知识的掌握情况。书面测试结果显示：传统教学班80分以上的人数占比为25.49%，不及格人数占比为17.65%;SPOC+VR教学班成绩80分以上的人数占比为67.35%，不及格人数占比为2.04%。两个班级的成绩反映出，实施SPOC+VR技术教学模式的班级比实施传统教学模式的班级理论成绩有提高，在理论知识的掌握方面表现更优秀，这可能是SPOC+VR教学班在课前、课后阶段有指定的预习和巩固提高任务活动，课中采用VR操作系统主动参与式学习的结果。

问卷调查结果显示：SPOC+VR教学班学生在理解学习内容、掌握实验操作、提高学习态度、提高学习兴趣等方面的满意度均高于传统教学班，说明大多数学生认可SPOC线上课程结合VR技术的教学模式应用于人体解剖学教学，原因可能是：通过SPOC课程进行课前、课中、课后的任务驱动，提高学生的主动性[5];基于VR技术的课堂教学环境，学生可以动手操作解剖器官，课堂学习过程有助于理解知识、内化知识，有助于提高学生的学习兴趣和学习效率。

六、结语

SPOC课程模式构建完整的学习过程，实现学生自主在线学习探索。VR技术创设的交互性操作系统，吸引学生体验新技术的兴趣，有效解决教学内容展示可视化问题和实践操作问题。VR课堂操作教学使学生在学习过程中可以动手操作，也弥补了在线无法实现的面对面真实交流，互动由虚至实。将SPOC+VR技术应用于我校高职护理专业人体解剖学教学，实现了线上课程与线下课堂的结合、理论内容学习与实践内容学习的结合、学生自主学习与教师课堂示教的结合，教学实施后学生成绩以及对课程满意度均有提高，因此SPOC+VR技术对人体解剖学课程教学具有一定的积极作用。但本次应用SPOC+VR技术仅在我校一个班级实施，有待于今后在更大范围进行探索和完善。

参考文献：

[1]曾明星，李桂平，周清平，等.从MOOC到SPOC：一种深度学习模式建构[J].中国电化教育，2015（11）：28-34，53.

[2]李琳.MOOC新接力：SPOC国内研究热点及现状分析[J].河北大学成人教育学院学报，2021，23（2）：108-114.

[3]钟正，陈卫东.基于VR技术的体验式学习环境设计策略与案例实现[J].中国电化教育，2018（2）：51-58.

[4]高嵩，赵福政，刘晓晖.国外虚拟现实（VR）教育研究存在的问题与启示[J].中国电化教育，2018（3）：19-23，73.

[5]袁圆，陆进，曹承亮，等.基于SPOC的混合式教学模式在成人《人体解剖学》教学中的应用[J].高教学刊，2020（9）：107-109，112.

◎编辑 栗国花