1. 引言
预防医学是连接基础医学与临床医学的重要桥梁学科，其教学目标不仅在于传授疾病防控知识，更在于培养医学生系统的健康理念、公共卫生意识和健康管理能力。然而，在长期教学实践中，传统以讲授为主的教学模式普遍存在“知识灌输多、能力培养弱”的问题。学生往往停留在被动接受层面，对健康促进、风险评估、流行病学思维等核心能力掌握不足，导致学习兴趣和课堂参与度不高，教学效果有限。
随着“健康中国2030”战略的深入实施以及“新医科”建设的不断推进，医学教育正逐步由“以知识传授为中心”向“以能力与素养培养为导向”转型[1]。虚拟仿真技术和翻转课堂作为近年来医学教育改革的重要创新手段，为预防医学教学提供了新的契机。虚拟仿真平台通过构建高仿真、可交互的学习情境，使学生在安全、可控的虚拟环境中模拟疾病防控与突发公共卫生事件处置的全过程，从而突破传统课堂实践环节薄弱的瓶颈[2]；而翻转课堂以学生为中心，将知识传授前移至课前微课学习，通过课堂讨论、案例分析、角色扮演等方式深化理解，促进主动学习与高阶思维能力的形成[3]。然而，目前关于“虚拟仿真”与“翻转课堂”的研究多为独立探讨，缺乏两者在预防医学教学中融合应用的系统研究与实证评价。如何实现两种教学模式的有机整合，使“技术创新”真正转化为“学习创新”，仍是高校医学教育改革亟待解决的核心问题。基于此，本研究以“虚拟仿真融合翻转课堂的预防医学教学创新”为主题，构建融合式教学模式，通过教学设计、课堂实施与效果评价，探讨该模式在提升学生健康素养、学习主动性与公共卫生实践能力方面的作用与机制，为新医科背景下预防医学教学改革提供可复制、可推广的实践范式，并为高校医学教育的智慧化、能力化转型提供理论支撑与经验依据。
2. 理论基础与创新思路
本研究以建构主义学习理论、体验式学习理论和智慧教育理念为基础，构建虚拟仿真与翻转课堂融合的教学创新框架。建构主义强调学习者是知识意义的主动建构者，而非被动接受者。虚拟仿真平台通过情境化任务设计，使学生在模拟的公共卫生实践情境中自主探索、提出问题并尝试解决，教师则从“讲授者”转变为“引导者”，促使学生在互动与反馈中实现知识建构和高阶思维的生成。体验式学习理论为教学过程提供了系统性支撑。根据Kolb模型，学习应经历“具体经验–反思观察–抽象概念化–主动实验”四个阶段[4]。虚拟仿真教学为学生提供“具体经验”的机会，翻转课堂通过小组讨论、案例推理和汇报展示完成“反思与概念化”，而课后延伸任务与反思报告则实现“主动实验与再应用”，形成“体验–反思–再建构”的学习循环，强化知识迁移与实践应用能力。智慧教育理念进一步推动了信息技术与教学过程的深度融合。通过学习管理系统和虚拟仿真平台的协同应用，教师可实时跟踪学生的学习轨迹、任务完成度与参与度，基于数据开展精准教学与反馈调节，实现“以学促教、以评促改”的动态优化机制，推动教学质量的持续提升。
基于以上理论，本研究以健康素养提升为核心目标，构建“课前–课中–课后”三环闭环教学模型：课前通过虚拟仿真任务驱动自主学习，课中以翻转课堂促进协作探究与知识内化，课后结合反思与测评巩固成果，形成“学–思–践–评”一体化教学过程。该模式在理论、方法、目标与应用层面均体现创新性：一是整合多元教育理论，形成预防医学教学的系统融合框架；二是通过虚拟仿真与翻转课堂的双向驱动实现教学过程再造；三是以健康素养为导向重构评价体系；四是构建了可推广的智慧教学范式，为新医科教育改革提供理论与实践参考。
3. 教学设计与实施路径
本研究以某医学院本科《预防医学》课程为载体，设计并实施教学实验。研究对象为2024~2025学年第三学期临床医学的62名学生，随机分为实验组与对照组各31人。两组学生在性别比例、学业成绩与学习态度上无明显差别。实验周期为16周，共48学时。实验组采用“虚拟仿真 + 翻转课堂”融合教学，对照组沿用传统讲授模式，授课教师、教学内容与考核标准保持一致。教学设计遵循“以学生为中心、以问题为导向、以能力为目标”的原则。课程围绕“健康中国2030”战略和疾病防控核心任务，选取“慢性病防控”“流行病学调查”“环境卫生监测”等模块开展教学改革，构建理论与实践并重的课程体系。
3.1. 课前环节：仿真任务驱动自主学习
教师在虚拟仿真教学平台上设计典型情境任务，如“社区糖尿病防控方案制定”“传染病暴发应急处置”“职业暴露风险评估”等，学生以小组为单位进入仿真系统，完成数据采集、风险分析、方案制定与报告提交。系统自动记录学习过程数据，包括任务完成率、决策路径与操作时长，为课堂教学提供客观依据。该阶段旨在激发学生的问题意识，促使其在探究中形成初步认知框架。
3.2. 课中环节：翻转课堂促进深度学习
课堂教学以学生展示与合作探讨为主。各小组围绕仿真任务成果进行汇报，教师结合问题引导学生开展案例分析、方案比较与决策讨论。课堂活动包括角色扮演、应急推演与健康教育设计等，以强化流行病学思维、公共卫生应急能力与团队协作意识。教师在过程中引导学生将仿真体验与理论知识相互印证，推动从感性经验到理性思维的迁移。
3.3. 课后环节：反思巩固与学习反馈
学生课后需提交学习反思报告和健康素养自评问卷，总结学习收获与思维提升。教师通过学习管理系统综合分析学生学习轨迹、任务完成情况、课堂表现与作业质量，形成个性化反馈与教学改进建议，构建“以数据促教、以反馈促学”的智慧化闭环教学体系。
3.4. 教学实验设计与评价指标
为系统评估教学效果，本研究建立“认知–行为–情感”三维教学评价体系。认知层面：采用《预防医学知识测验》(满分100分)评估学生的知识掌握与应用能力；行为层面：利用《学习主动性量表》和平台数据统计学习投入度，包括视频学习完成率、仿真任务完成率、课堂发言频率及课后作业提交率；情感与素养层面：运用《健康素养综合评价量表(HLS-SF12)》及课堂满意度问卷，考察学生健康认知、风险判断、行为意愿与学习态度变化。
所有数据通过SPSS 25.0进行统计分析，组内采用配对t检验，组间采用独立样本t检验，显著性水平设为P < 0.05。
3.5. 教学模式特色
该模式以虚拟仿真为学习起点、以翻转课堂为思维深化载体、以学习数据为反馈依据，构建了“课前–课中–课后”三环闭环教学体系，形成“学–思–践–评”的动态循环，实现从“知识学习”到“能力培养”，再到“素养养成”的全过程教育转型。
4. 教学实验设计
实验持续16周，实验组与对照组均完成课程学习与考核。
4.1. 认知水平提升
课程结束后，实验组学生《预防医学》知识测验平均成绩由(78.06 ± 9.23)分提高至(83.16 ± 6.06)分，增幅6.53%，课程结束后的实验组成绩显著提升(P < 0.001)；对照组由(77.74 ± 8.54)分升至(78.52 ± 7.84)分，增幅仅1.00%，课程结束后的对照组的成绩无明显提升(P = 0.142)。课程开始前实验组与对照组的测验成绩无明显差异(P = 0.887)，但课程结束后实验组的测验成绩明显高于对照组(P < 0.05，图1(A))。在案例分析与情境判断题中，实验组正确率90.5%，显著高于对照组77.8%，表明该模式显著促进学生对复杂健康问题的分析与综合应用能力。
Figure 1. Results of the pre- and post-test scores and the HLS-SF12 questionnaire (*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001)
图1. 实验前后测验成绩结果和HLS-SF12量表结果(*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001)
4.2. 学习行为与课堂参与
平台数据分析显示，实验组课前视频完成率94.2%，仿真任务完成率96.5%，课堂发言参与率84.7%，均高于对照组的79.6%、81.0%和57.3%。实验组学生平均每人参与在线讨论7.9次、反思报告提交率97.5%，对照组分别为3.4次和82.0%。
4.3. 健康素养与学习态度变化
根据HLS-SF12量表结果，实验组健康素养总分由(74.26 ± 7.60)升至(82.61 ± 7.00)，提升11.24%。对照组由(74.42 ± 7.54)升至(78.87 ± 6.18)，提升5.64%。课程开始前实验组与对照组的测验成绩无明显差异(P = 0.933)，但课程结束后实验组的测验成绩明显高于对照组(P < 0.05，图1(B))。其中，健康风险判断与健康行为决策维度提升最为显著(提升率18.5%与14.2%)。课堂满意度调查显示，实验组平均得分4.68(满分5分)，对“实践性强”“学习体验好”“促进自主学习”的满意度均超过90%。
4.4. 质性反馈分析
访谈显示，学生普遍认为虚拟仿真情境让抽象理论“可看、可做、可思考”，显著提升学习兴趣与参与度。多名学生反馈：“以前上课只记定义，现在在仿真中要自己判断、决策，真正理解了为什么这么做。”教师认为，翻转课堂促使学生提前预习、主动参与，课堂氛围更活跃、讨论更深入，教师角色实现了从“讲授者”向“引导者”的转变。
4.5. 综合结果
综合量化与质性结果表明，该模式在知识掌握、学习投入和健康素养方面均取得显著成效。其优势在于：1) 强化知识的情境化学习与迁移应用；2) 促进学生学习主动性与协作能力提升；3) 实现认知、行为与价值观的多维度成长。研究验证了“课前仿真驱动–课中翻转深化–课后反思反馈”闭环教学的有效性，为预防医学教学改革提供了实证支持。
5. 讨论与启示
本研究证实，虚拟仿真融合翻转课堂能显著改善传统教学存在的“理论与实践脱节、学生参与度低、学习动力不足”等问题。通过技术赋能重构教学过程，使学习从“知识传授”转向“情境体验–主动探究–反思内化”的全过程学习模式。在教学理念上，本研究实现了“知识导向”向“素养导向”的转变，体现了“医防融合、知行并重”的新医科精神；在教学实施上，通过三环闭环结构强化了学习全过程的衔接与反馈；在教育意义上，该模式显著提升学生的健康决策能力与公共卫生思维，促进专业知识与健康价值观的同步发展。当然，研究仍存在局限。样本量相对有限，实验周期较短，后续可在多院校、多专业中进一步推广验证；教师信息化素养与仿真平台内容深度亦需持续优化，以实现更高水平的互动与应用。总体而言，该模式在理论上拓展了智慧教育与医学教育融合的研究视野，在实践上为高校预防医学课程改革提供了可复制的经验，对推动医学教育的智慧化、精准化与素养化发展具有积极意义。
6. 结论
本研究构建并验证了“虚拟仿真融合翻转课堂”的预防医学教学模式，从理论到实践实现了教学理念与教学手段的系统创新。结果表明，该模式显著提升学生知识掌握、学习主动性和健康素养，在认知、行为与价值观多个维度均优于传统教学。通过“仿真驱动–翻转探究–数据反馈”的动态教学链条，学生由被动学习转向主动建构，教学由“知识传授”升级为“能力培养与素养养成”。本研究为新医科背景下预防医学课程改革提供了可复制、可推广的范式，也为智慧教育与健康素养培养的深度融合提供了实证依据。未来应结合人工智能学习分析与个性化教学系统，推动医学教育迈向智能化、精准化与终身化的新阶段。
NOTES
*共同第一作者。
#通讯作者。