留置导尿术虚拟仿真实验建设研究

2018-04-03朱群娥郑云慧肖素香叶先才许晓萍

实验技术与管理 2018年2期

朱群娥,雷璇,李循,郑云慧,肖素香,叶先才,彭溶,许晓萍

(1.嘉兴学院医学院，浙江嘉兴 314001； 2.嘉兴学院南湖学院医学系，浙江嘉兴 314001)

临床医学和护理学是实践性、操作性很强的学科和专业。实践教学是这两个专业教学的重要组成部分,它既是训练学生实践技能和提升专业素养的主要途径,也是培养学生发现问题、分析问题、解决问题等临床思维能力的重要方法,在专业人才培养中发挥着不可替代的作用。在临床教学实践中,为避免侵入性操作存在的医疗风险和医患纠纷的困扰,在我国医学教育中已经越来越多地将高仿真模型、综合模拟人、标准化病人等仿真和模拟技术运用到实验教学中[1-2]。

近年来,新的医学理论和医疗技术层出不穷,对实验技术和实验方法的研究也越来越深入。医学教育工作者将虚拟仿真技术引入医学实验教学中,开创了实验教学新模式。随着教育部关于国家级虚拟仿真实验教学中心的认定和建设工作的开展,虚拟仿真技术已经在医学教育领域得到广泛应用[3-5]。虚拟仿真实验教学平台逐步形成规模,成为推进实验教学改革进程、提高实验教学质量的新途径。

本文以留置导尿术虚拟仿真实验为例,介绍嘉兴学院医学院临床技能虚拟仿真实验的建设经验。

1 传统临床技能实验教学面临的困境

传统的临床技能实验教学采用模型实训+临床见习+临床实习的模式,目的是使学生逐步掌握临床基本技能。但是在教学实践中,这种实验教学模式常面临一些困境。

1.1 临床实习中,让患者成为“活教材”遭遇瓶颈

(1) 学生动手实践机会少。首先，在以往的临床医学和护理学教学实践中,临床技能的学习和训练很大程度上是在临床环境和真实的患者身上进行。但是近年来,随着高等教育由精英教育向大众化教育转变,医学生人数成倍增加,实习基地的设备和带教师资已不能满足实习的需要,实习人数多、实习基地少的问题日益突出,实习生的平均动手操作机会减少。其次,由于多方面的原因,越来越多的患者和患者家属不愿配合临床实践教学活动。第三,一些医院把大量的精力、物力投入临床医疗中,而对临床实践教学工作不够重视,学生在工作场所进行临床实践变得日益困难[6-7]。

(2) 医院对实习生要求提高。为避免医疗差错和医疗纠纷的困扰,医院采取了各种防范措施,而实习生熟练掌握基本临床技能已成为进入医院实习的先决条件。与此同时,医院带教教师为避免出现差错,不愿放手让实习生在患者身上独立操作,不同程度地挤压了实习生实习的空间。

(3) 存在医疗风险。客观地说,在临床实践教学过程中,让学生直接在患者身上进行操作,本身存在医疗风险,特别是侵入性、有创性操作,如导尿术、静脉穿刺、插胃管、吸痰术、气管插管、血管介入技术、腔镜技术等临床操作。而且,由于学生的临床技能水平参差不齐,未达到一定标准的学生参与临床技能实践,医疗风险将大大增加。

1.2 模型实训的人文氛围弱,教学效果不理想

(1) 教学手段无法与时俱进。例如传统的留置导尿术采用教师示教、学生练习、教师纠错、学生回示四部曲,这样的实验教学方法难以吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣,实验教学效果难以得到保证。

(2) 实训课堂人文氛围弱。一方面,在留置导尿术模型实训环节,由于模型不能自主交流,学生无法与之进行语言互动。在整个操作过程中,有的学生一直保持沉默,与“患者”零沟通；有的学生和“患者”同学进行交流,在实训过程中不时出现笑场；也有的学生用自问自答的方式“交流”,但互动内容过于简单。此外,在操作过程中还存在动作粗鲁、模型暴露时间随意拖长等现象。操作中学生没有将模型当作真正的患者,在实训中缺少对“患者”的关爱。因此,模型实训人文氛围不强,实训教学很难起到通向临床实践的桥梁作用。

(3) 学生临床应变能力不强。在传统模型实训课中,留置导尿术都是依照固定的、规范的流程操作,在模型上学习。但在实际临床工作中,经常会遇到特殊情况,如导尿管误入阴道、导尿管插入过浅压迫尿道、导尿管插入困难、导尿管堵塞、导尿管污染等。面对突发情况,学生往往不知所措,不能灵活处理临床情境。

2 虚拟仿真实验的设计

虚拟仿真实验依托虚拟现实、数据库、多媒体、人机交互和网络通信等多学科的综合性技术,将抽象的实验内容形象化和具体化,构建高度仿真的虚拟实验对象和实验环境,并设计人机交互,提供给使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,是一种利用系统模型对实际或设想的系统进行的动态实验[8-9]。

2.1 实验设计背景

留置导尿术属于人体侵入性操作,学生在患者身上进行实训的机会甚少。但是该项操作既是临床医学和护理学专业学生必须掌握的基本临床技能,也是国家执业医师资格考试和执业护士资格考试的内容。笔者根据临床技能学、基础护理学教学大纲和国家执业医师、护士资格考试大纲的要求,以留置导尿术操作作为虚拟仿真实验设计对象,以计算机和专用设备为工具,通过虚拟现实、多媒体等技术,将实验用物、实验对象、实验环境、实验内容、实验方法、实验步骤等与操作实践有机结合,设计了留置导尿术虚拟仿真实验[10]。

2.2 实验内容

留置导尿术虚拟仿真实验由操作视频、虚拟实验操作和考核测评3个模块组成。

操作视频包括无菌持物钳的使用、无菌包的使用、无菌手套的使用和留置导尿术规范操作4部分。操作视频直观、真实地展示了留置导尿术每一步骤的关键操作点,学生能通过视频了解留置导尿术全过程。实验所涉及的相关知识点、重点操作和注意事项都有详细的配音讲解,使学生在“知其然”的同时也“知其所以然”,灵活掌握该项技能,避免盲目照搬。

虚拟实验操作模块是留置导尿术虚拟仿真实验系统的核心模块,包括案例情景、操作前“四准备”(患者、物品、环境、自身)、初步消毒外阴、留置导尿、操作后处理5部分。虚拟操作以案例导入、任务驱动的方式进行,系统提供了临床留置导尿术实验的案例情景、操作物品、临床操作流程、工作场景、健康教育，以及医患、护患沟通等内容,再现了临床实际工作情境。学生必须掌握实验目的、实验用物、实验步骤、注意事项等相关的理论和实验知识才能进入系统操作。操作时需根据临床实际操作流程,正确完成当前的任务,系统才允许其进入下一项任务,直至完成全部操作。

在软件开发中,考虑到临床情境的复杂性,设计了导尿管插管过程中可能出现的不同临床情境,如误入阴道、插入过浅压迫尿道等,采用3D动画加Flash技术,呈现会阴部解剖结构的动画演示,并提示学生操作错误,需返回上一级任务重新开始操作。实验所涉及的相关知识点设计成每项操作前的选择题,使理论与实践融合在一起,增加学习的趣味性。

在考核测评模块中,对每一任务中的关键操作点和知识点进行赋分,学生操作时不管对与错,都能进行下一项任务直至操作完毕,系统没有提示。操作完毕,系统根据学生操作情况进行自动评分。但是在导尿管插管过程中如果出现误入阴道、插入过浅压迫尿道等临床情境,系统会自动停止运行,考核测评成绩直接评为不及格。

2.3 项目创新

留置导尿术虚拟仿真实验具有以下创新点。

(1) 内容全面。该实验项目涵盖了留置导尿术的相关理论知识和实验所涉及的多项操作,理论与操作相互融合,让学生从实践中学习知识、巩固知识,进而灵活运用知识。

(2) 形式多样。虚拟仿真实验建立了三维实验环境和可视化的实验对象,真正实现了人机交互。学生在学习时可以先在Web下观看视频,然后再动手操作,如身临其境地完成实验操作的全过程,最后进行测评,检查学习效果[11]。也可以从操作视频、虚拟实验操作和考核测评3个模块中任选模块进行学习。

(3) 情境仿真。留置导尿术虚拟实验系统提供了虚拟临床案例、患者、临床工作场景和临床操作流程,为学生提供了生动、逼真的学习情境,也为培养学生的关爱意识和人际互动能力提供了良好的实践平台。

3 虚拟仿真实验项目开发的意义

3.1 手段先进,寓教于乐

传统的实验教学是视频和模型实训相结合,教学手段单一、枯燥,不易调动学生的积极性；而虚拟仿真实验融入了影像、图形、动画、声音和文字,使学生脑、手、耳、眼多器官并用,其沉浸性使学生能获得身临其境的感受。虚拟仿真实验的交互性可以使学生通过计算机控制虚拟环境,虚拟环境可及时反映学生的操作。当学生操作有误时,系统会自动给出提示和指导。

虚拟仿真实验再现了临床一线工作场景,其沉浸式、交互性使学生在虚拟的学习情境中能够全身心融入医护人员的角色中。在这种模式下,学习氛围轻松愉快、课堂教学生动有趣,能激发学生的学习兴趣、提高学生学习的参与度,从而提高实验课的教学效果。

3.2 自主学习,开放安全

临床医学专业的临床技能学课程和护理学专业的基础护理学课程实验项目多、项目操作过程复杂,学生要熟练掌握各项常用基本临床技术操作,必须经过多次反复、强化练习。在实验室进行操作练习会受到时间和空间等因素的制约；而虚拟仿真实验不受时间和空间的限制,学生可以随时随地反复进行实验、练习和测评,共享学习资源且没有医疗风险和消耗品的损耗。

虚拟仿真实验的另一个优势是可以提供全天候开放的网络实验环境。学生可以自选实验项目、自主进行预习和复习,最大限度地发挥学习的主动性。例如学生在低年级时学习了留置导尿术基本操作技能,而在高年级的综合实训课程中难免有知识的混淆与遗忘,使教学效果受到影响。这时,如果学生课余时间集中在实验室进行操作复习,往往因受空课时间、实验室使用安排、指导教师等因素制约而难以进行。通过实验平台的开放式学习和反复实践,学生可以更好地强化基本临床技能,提高综合实训效果并激发求知欲,从而缩小课堂教学与临床实际工作的差距[12]。

3.3 增强人文氛围,灵活应变

虚拟仿真实验平台虚拟再现了临床实际工作情境,学生在实训时可以通过与“患者”之间的语言沟通和交流,不断地感受到操作者对患者的关爱,使课堂教学人文氛围增强,能更充分地调动学生的能动性和参与性。

对于操作过程中的异常情况,通过人机互动、动画演示与提示,使学生的临床应变能力得到进一步训练。通过实训,学生临床意识得到培养,临床心理得到培育,职业态度得到端正,在面对真实患者时，临床情境的应对能力得到了增强,实训教学质量得到提高。融入人文氛围的虚拟仿真实验能使学生提前进入“医院”、走进“科室”、接触“病人”,对“患者”开展综合治疗和护理,为积累临床经验提供了有效途径。

4 结语

随着计算机技术和多媒体技术日新月异的发展,虚拟仿真技术已逐渐应用于高等教育的各个领域。医学虚拟仿真实验教学模式也为实践教学改革注入了新的活力。它克服了传统实验教学的局限性,提高了信息的传播与利用率,具有传统实验不可比拟的优越性[8]。但是,虚拟仿真实验目前还缺少真实环境的实物感,也无法完全替代临床真实的体验和实际操作[13]。因此,采用多元化教学模式弥补单一教学模式的不足显得尤为重要。在临床技能实训教学设计中,应科学整合虚拟仿真实训和基础模型实训、高仿真模型实训、标准化病人仿真实训,实现虚实结合、优势互补,才能真正提高医学生的基本临床技能和临床思维,有利于医学生进入医院实习时争取更多面对临床真实患者操作的机会,才能培养更多高素质应用型医学专业人才[14]。

References)

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