基于AR技术的护理实践课程研发与设计*

2020-03-23钱宇，汤唯，彭娜，刘蕾

黑龙江医药 2020年1期

钱宇，汤唯，彭娜，刘蕾

1.陆军军医大学大坪医院，重庆 400042；2.成都中医药大学附属医院，成都 610072；3.陆军军医大学西南医院，重庆 400038

随着信息时代的发展，护理教学方式也在发生着翻天覆地的变化。从传统的课堂单一板书教学发展为多媒体教学，而当下随着教育信息化理念的提出，正在经历着虚拟仿真教学的变革。而护理专业的各层级人员需要掌握多种护理实践技能，需要不断地系统地将理论知识融入到护理实践环节，提高临床实践能力。为了解决工学矛盾及合理利用碎片学习时间，解决自主学习过程中遇到的阻碍，适应新型信息化护理教学模式的发展，本研究充分利用增强现实（AR）技术，创新护理学习模式，研发护理实践课程科目。现将课程研发与设计情况作以下介绍。

1 AR技术介绍及其应用背景

1.1 AR技术概况

AR技术是将计算机生成的虚拟世界叠加在现实世界上，即真实世界被动态叠加上相关位置或虚拟信息，来增强对现实世界的感知。AR具备三个主要特征：（1）虚拟和现实的融合，它是将真实世界和虚拟世界的集成，既可以感受真实世界，也可以感受无缝叠加的虚拟信息，这是较虚拟现实（VR）更具优势的关键点。（2）即时交互。（3）三维配准，它是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体［1］。

1.2 应用背景

《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》和《2017年教育信息化工作要点》等文件精神均要求加快推进教育现代化的发展，建设一流的教学单位。从院校发展层面而言，教育信息化是教育版块发展的趋势与方向。陆军特色医学中心着力打造复合型人才，一方面需要依托现代化信息技术提升，以专业医学知识为基础，在陆军军医大学虚拟仿真实验教学中心建设的初步成果基础上研发与设计护理特色课程［2］。

护理信息化实践课程是首批纳入学科信息化建设的项目之一，护理信息化实践课程内容的遴选与建设成为AR技术融和项目的焦点。AR技术在医疗方面的前景、重点就是教育培训、辅助临床两个方面的应用。一方面它能改善护理实践技能培训的供需结构，这是由于传统的技能培,当下患者的维权意识在不断加强，对培训的效果要求提出了更高的标准。多渠道、多方式的技能练习会起到更好的辅助作用。另一方面，在应对各种灾害、应急事件下需要护理人员具备快速判断、快速反应的抢救意识［3］。应急能力的培训仅通过各种类型的情景学习来实现远远不够，组织成本、时间成本都是巨大的消耗。借用AR技术实现虚实结合的高仿真情景有利于临床实践能力的提升，营造浓厚的自主学习氛围，改变传统的讲授法、演示法等教学方法，无法激发教学对象的学习兴趣的弊端。以此推动信息化实验教学改革，最终实现培养高素质的综合型护理人才。

1.3 研发的必要性

1.3.1 顺应信息化教学趋势，优化教学设计：为了优化护理信息化实践教学，提升护理实践课程的培训效果，客观评价实践操作是否达标，以信息技术为支持，以教学训练中心为平台基础，将教学过程、教学目标、评价体系、情景模块化。以静脉穿刺治疗技术为例，如洗手、穿刺部位选择、皮肤消毒、进针、输液滴速等进行计算机编程情景设置，提高教学质量评价的客观性与一致性。护理人员一方面利用护理实践课程的自主学习模式有效缓解工训时间冲突；另一方面，培训对象可以自主设定培训或考核模式进行练习或评定［4］。

1.3.2 弥补实验教学资源不足，同质化教学效果：受限于教学医用耗材、临床护理师资和操作模型数量等因素，护理信息化实践课程培训硬件设施与软件开发成本花费较高，而护理技能巩固与提升需要不断的重复练习得以实现。借助AR技术的虚拟仿真护理实践课程，可以有效地使“三生”或在职轮岗人员在自主预约系统中实现自主学习时间安排，自主观看标准操作实现温故知新，自主练习后系统客观评价回看查找薄弱环节，减少护理教学培训中心师资的配备，实现护理岗位轮班制练习时间的灵活度。

1.3.3 提供操作难度大、操作抽象的培训方案：PICC置管、小儿静脉穿刺、动脉采血、产程观察与助产等护理实践操作难度大，无法在患者或标准化患者身体上练习，亟需仿真情景进行三维立体模拟练习［5］。通过反复练习或数据回访不断查找操作中存在的不足，提高培训对象对操作项目的掌握程度，弥补操作模型无法集成练习过程中优缺点的智能反馈。

2 功能模块

基于AR技术的护理实践课程涵盖管理、教学、实训、科研、考核、回访等模块，见图1。

2.1 理论模块

根据护理教学大纲及本科教学评估要求，将护理信息化实践课程进行规范化视频录制和理论课件制作后上传至教学训练中心信息管理系统数据库中［6］。培训对象可根据培训要求及自身情况合理安排理论模块的课程学习。录入学员信息后进行课程学习，包括基础理论和操作视频观看。系统将自动检测在线学习状态，随机弹出理论模块的相应问题进行在线测试。系统评定回答问题的准确度后再进行课程播放，确保线上学习的效果。

图1 护理实践课程信息化模块设计框架

2.2 实训模块

实训模块分为2个子版块，分别是单项目实训和单步骤实训，并且与个人手机学习账户互相绑定。实训模块的拆分与组合可以有效地弥补操作实践的短板问题，提高培训效果。

单项目实训：按照护理实践操作项目进行系统划分，包括评估类、治疗类、生活护理类三大版块。评估类以《健康评估》大纲内容进行版块设置与内容选择。治疗类分为有创治疗和无创治疗两大分支。以静脉输液治疗为例进行单项目实训举例，设置不同情景、人群、伤情、输液工具等变量，自主选择实训参数后进行单项目练习。旨在提升教学对象的适应能力，培养学员的临床思维能力、解决临床实际问题的能力、沟通能力、语言表达能力及团队合作精神等。

单步骤实训：单步骤实训课程可以将操作过程拆分后分为各个独立的版块，学员可根据自身学习掌握的情况进行内容选择。以静脉输液治疗为例进行单步骤实训举例，如护患沟通解释、穿刺部位评估、消毒穿刺部位皮肤、进针角度练习、回血情况的判断、敷贴固定方式的选择、输液速度的调节等步骤均可实现拆分练习［7］。系统可拆分的单步骤模块均设置有相应的考核标准，达到补齐自身“短板”的效果。

2.3 视频回访

操作过程可选择实时提醒模式或操作记录两种模式。实时提醒模式即系统按照考核标准语音播报存在的不足，向培训对象进行实时的人机交互式指导。操作记录可以在单项目/单步骤操作练习结束后进行全程回放，从回看模式中找出不足并改进操作。视频回放版块与个人手机学习账户互相绑定，实现不同时间、不同地点视频回访反思。

2.4 考核与评定

在电脑三维技术的支持下，培训对象可以在教学训练中心进行系统考核［8］。培训对象需要在该系统中先完成理论考核部分，方可进入实训考核阶段。

以静脉输液治疗为例进行说明，理论考核分为主观题和客观题两大部分，客观题设计的范围主要为静脉输液基础知识，主观题以病例为主轴以病情发展为辐射进行题目设计。通过理论考核提高培训对象病案分析处理能力，提升理论联系实践的综合能力。

实训考核分为系统客观评定、教员主观评定和学员自我评定三个维度。学生在完成理论学习后，可以在情境考场模块进行操作练习。操作完成即可得到系统自动客观评分，教员主观评定将在两个工作日后由教员审批后上传分数并对此次考核进行评价与分析，学员自我评定是利用系统回访功能进行自我反思评定。与传统教学方式相比，系统标准规范化评定和教员主观评定的评价方式让学员更明确地知道自己存在的不足，自我评定的方式旨在提升学员自我批判能力与反思能力。

3 讨论

3.1 基于AR技术的护理实践课程优势

3.1.1 可行性及便利性：信息技术带来了不可忽视的便利，集中表现在将虚拟和现实的融合，情景感与真实性更优于传统教学的呆板。即时交互信息，与个人手机学习账户互相绑定，实现不同时间、不同地点视频回访功能，有助于培训对象不断修正操作行为，提升实践技能与反思能力［9］。

3.1.2 实用性：课程模块所设计研发的信息化实践课程不局限于在校大学生、护理实习生、护理研究生等人员，同样适用于在职的护理人员，即所有需要熟练掌握护理实践技能的各层级人员，达到真正的资源共享，以培养顺应时代发展的高素质护理人才。其优势在于消除了现实中在职护士外出学习的苦恼，解决了院外护理发展状况及最新护理技术获取平台匮乏的问题，丰富了护士自我提升的形式。在职护士利用碎片时间完成继续学习不失为一种好的培训方法，一方面充分利用零碎时间整合式的学习可提高在职护士的素质。另一方面适时的缓解了工训矛盾，有效的改善了护理队伍家庭与工作二者的冲突关系，提升了护理人员的满意度。

3.1.3 同质性：在传统教学模式中，护理实践教学的师资、设备参差不齐，且学员自身学习的情况各有不同，而护理技能巩固与提升是需要不断的重复练习得以实现。基于AR技术的护理信息化实践课程则可保证教学师资、设备仪器、场景等各方面的高质量、高水平教学，以及相同高水平的反复练习［10］。

3.1.4 适应性：结合培训目标与需求，此护理实践课程将包含临床日常、突发公共事件和战时创伤的护理实践操作［11］。以静脉穿刺为例，系统可设置模拟不同部位的静脉情况（如血管充盈程度、弹性程度、位置深浅、滑动程度等），选择利用不同的穿刺工具（如钢针、各类型留置针、PICC、CVC等），在不同的情境下（如失血、失液、残肢等）针对不同的人群（正常、水肿、肥胖、消瘦等）进行静脉穿刺，教学对象通过学习情景模拟的临床、突发公共事件和战时创伤的静脉穿刺，在很大程度上可提高自身的应急能力与适应能力。

3.1.5 创新性——云数据分析：登陆认证系统后，个人信息中心将创设每位培训对象自己独立的学习账号。在使用系统学习过程中，自己所有的理论学习及操作都将被记录，利用互联网云数据智能分析学习轨迹，从而更科学地设计学习复习计划。