虚拟现实技术+沉浸体验式学习模式在血管外科护理实践教学中的应用

褚 婕，严 敏，余嘉欣

（华中科技大学同济医学院附属协和医院,湖北430022）

沉浸式教学始于60 年代的加拿大，是指全天使用目的语进行教学的全封闭语言教学项目[1]。虚拟现实技术（VR）+沉浸体验式学习模式是利用VR 教学体系，将多媒体技术与仿真技术相结合，生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境[2]。随着国家《教育信息化十三五规划》《国家中长期教育改革和发展规划纲要》等文件相继颁布，新教学模式逐渐被提倡、发展。当前，护理教学多沿用传统教学内容与形式，缺乏开放性，与复杂的临床护理实践需求存在差距。改进教学方法，培养与现代社会需求相适应的高素质护理人才是当前护理教育改革的一个重要课题[3]。VR+沉浸体验式学习模式可增加学生在学习中的主观能动性，是当前学校教育关注的重点[4]。随着VR 技术在医疗及医学教学领域的发展，越来越多的护理带教老师将VR+沉浸体验式学习模式用于临床带教中，其使护生沉浸在虚拟化的逼真环境中，使枯燥的学习变得生动，有利于激发护生学习兴趣，增强护生临床实践能力、专业技术能力和专业精神。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2018 年7 月—2019 年4 月通过我院护理部面试及笔试考核并被分配到血管外科实习的护生作为研究对象。按照随机数字表将160 名护生分为对照组和试验组，每组80 人。对照组9 名护生因更换实习医院退出研究，最终共151 名护生参与本研究。其中，女139 人，男12 人，学历均为本科，年龄（20.12±1.03）岁。两组护生性别、年龄、学历等一般资料方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 干预方法

1.2.1 教学内容 根据医院护理部实习生培训大纲，拟定实习教学计划，教学内容包括：专科护理技能、专科常见疾病护理常规、专科急危重疾病护理常规、应急预案、护理安全等。护生实习时间为5 周，第5 周进行理论和操作考核。本研究选取专科护理技能进行教学改革，确定低分子肝素皮下注射法、足背动脉与胫后动脉触摸法、足背伸屈运动法、Buerger 运动法、空气波压力治疗仪使用法、减压弹力袜使用法、Matas 训练法、截肢病人拐杖使用法、外周无创血管检查操作法、经皮氧分压检查操作法10 项血管外科专科护理技能作为实习期间教学考核内容。

1.2.2 教学方法

1.2.2.1 对照组 采用传统常规模式教学。临床带教老师第1 周通过播放操作视频为护生进行技术讲解，同时辅以现场操作演示；第2 周～第4 周为实习强化，指导护生重复训练至充分掌握；第5 周为技能考核。每项操作2 个学时，共20 个学时。

1.2.2.2 试验组 采用VR+沉浸体验式学习模式教学，其带教老师、教学内容、课时、考核标准均与对照组相同。具体过程：由医院网络中心工作人员协助将专科护理技能相关内容添加到教学平台血管外科云端课程数据库中。该云端课程数据库使用3Dmax 和Unity软件进行建模与实现三维交互虚拟场景，其内容丰富，包括场地、用物、人物、时间、环境、语音，内设4 个功能模块：①操作项目选择，可选择老师所讲的操作内容；②操作演示，可播放3D 效果全景视频并讲解操作步骤；③操作练习，护生可对虚拟操作对象进行护理干预，系统可对操作中的错误步骤进行提示；④操作考核，护生可从老师指定的内容中选择对应场景接受考核，考核中无错误语音提示，操作结束系统直接评分并给予评价。操作前临床带教老师统一对护生进行仪器设备操作培训，包括沉浸式VR 系统中的头盔、手柄、位置追踪器等使用方法等。培训结束后，护生以科室现代教学技术工作室作为学习场地，采用基于项目式WPBL 学习的方法，通过操控交互设备，进入预设场景进行沉浸体验式学习，其间护生分小组进行观察、分析、操作和讨论。观看操作演示时，护生可有目的地从10 个专科护理技能教学内容中选择情景和操作任务，其间系统会自动弹出文字框引导护生完成下一步操作，操作结束后系统会给予护生相应的虚拟奖励，如变装、奖杯等。进行操作考核时，护生需按照要求从10个专科护理技能教学内容中选择情景和操作任务，操作考核过程中临床带教老师参照实习带教计划与考核要求，对每个考核环节严格管理。

1.3 评价指标 ①理论知识、操作技能成绩：出科前带教老师对两组护生进行理论知识、操作技能考核。理论知识考核是从血管外科护理考试题库中随机抽取一套试卷要求护生在规定时间内作答（每套内容相同，试题顺序不同）；操作技能考核是通过抽签决定2 项操作项目，要求护生独立完成操作。理论知识、操作技能考核结果均以百分制计算。②教学满意度：教学结束后，在文献检索结果基础上[5]自行设计调查问卷对护生学习满意度进行评价。问卷包括提高学习兴趣、提高自学能力、提高临床思维判断能力、有利于更好地为临床工作做准备、能够良好地模拟临床工作情景、提高综合技能、提高教学效果7个条目，各条目均采用Likert 4级评分，1～4 分分别对应不满意、一般、较满意、满意，问卷当场发放当场收回。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0 进行统计分析，定量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t 检验，计数资料以频数及百分率（%）表示，组间比较采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组护生理论及技术考核得分比较（见表1）

表1 两组护生理论知识、操作技能得分比较（±s） 单位：分

表1 两组护生理论知识、操作技能得分比较（±s） 单位：分

人数80 71组别试验组对照组t 值P理论知识84.60±6.03 80.65±8.52 3.261 0.001操作技能90.68±6.19 87.34±6.52 3.125 0.002

2.2 两组护生教学满意度比较 共发放问卷151 份，回收有效问卷151 份，有效回收率为100%。通过问卷调查，两组护生教学满意度比较见表2。

表2 两组护生教学满意度比较（±s） 单位：分

表2 两组护生教学满意度比较（±s） 单位：分

组别对照组试验组t 值P人数80 71提高学习兴趣3.17±1.03 3.78±0.62-4.326 0.000提高自学能力3.18±1.02 3.58±0.84-2.592 0.012提高临床思维判断能力3.17±0.93 3.60±0.79-3.088 0.002有利于更好地为临床工作做准备3.07±1.02 3.65±0.83-3.806 0.000能够良好地模拟临床工作情景2.99±0.99 3.39±0.99-2.488 0.014提高综合技能3.45±0.77 3.83±0.50-3.497 0.001提高教学效果3.27±0.86 3.89±0.56-5.653 0.000

3 讨论

3.1 VR+沉浸体验式学习模式在护理教学中的应用优势 随着医学教育改革深入，高校开始提倡缩减实体课堂时间，将时间还给学生，实施提高学生自主学习能力的教学模式[6]。传统临床带教教学效率较低，难以满足护理学科发展，且填鸭式教学难以调动护生学习自主性及积极性，容易导致教学质量不高[7]。而将VR 技术与传统护理教学课程相结合，有利于将抽象、枯燥的医学、护理知识变得更加真实、生动，将护生吸引到特定环境中，使其与虚拟环境中的对象沟通，容易加深护生对教学内容的理解；同时，护生在虚拟环境中操作可以产生与真实环境中操作同等的感受和体验[8]，有利于提高护生学习兴趣、学习效率。

3.2 VR+沉浸体验式学习模式有利于提高护生临床教学质量 VR+沉浸体验式学习模式在护理实践教学中的应用尚处于初级阶段[9-10]。本研究将VR+沉浸体验式学习模式应用于血管外科护生带教中，结果显示：试验组理论知识和操作技能得分均高于对照组，两组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。说明VR+沉浸体验式学习模式有利于提高护生的临床教学质量，可能是由于VR+沉浸体验式学习模式能吸引护生把更多时间投入到学习中，帮助护生将知识和技能掌握得更加牢固，为促进护生由知识型向知识、能力型转变提供前提。

3.3 VR+沉浸体验式学习模式可提高护生的临床教学满意度 本研究结果显示：试验组护生在提高学习兴趣、提高自学能力、提高临床思维判断能力、有利于更好地为临床工作做准备、能够良好地模拟临床工作情景、提高综合技能、提高教学效果7 个方面的满意度评分均高于对照组，两组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。由于科室护理教学场地受限，护生临床实践受护理部各项规章制度以及客观医疗环境等方面条件限制，其在实际护理工作中实践机会较少，对临床突发状况不能灵活应对。而引入VR+沉浸体验式学习模式，通过设置更逼真的临床环境情景，让护生在虚拟环境中与病人互动，可以更好地帮助护生在实习期间学习临床技术、接触临床情景，部分无法在病人身上操作的技术可以在虚拟环境中的病人身上操作，有利于缩短理论到实践、护生到护士、课堂到临床的转变过程，弥补传统实训教学中的不足，提升护生学习效率[11]。同时，VR+沉浸体验式学习模式应用于教学中可以使教学内容更加生动，护生自主学习兴趣提高，学习由被动转变为主动，其在虚拟情境中不仅使操作技能得到锻炼，而且使临床思维判断能力及解决临床实际问题的能力有所提升。此外，沉浸体验式学习不受时间和空间限制，护生在课堂上未吸收的知识，可在网络环境下，利用自助高清多媒体反复观看教学操作视频，也有利于护生巩固专业知识，提高学习效果。

4 小结

现代社会强调以人为本，相较于传统授课，学生更倾向于选择参与性教学。VR 技术的发展为实践教学活动提供了全新的教学途径，它不受时间、空间限制，能够通过虚拟实验室、虚拟实物、模拟训练等方式，真正实现教学情景化，提升教学对象的学习积极性，从而提高实践教学效果[12]。护生在进行沉浸体验式学习时进行3D 立体交互操作，逼真的临床情景有利于培养其临床思维判断能力，其交互操作设置还能让护生沉浸其中，大大提高实训效果[13]。VR 技术发展，目前已成为国际护理实践教学的发展方向，并逐渐得到国内医学教育界的认可[14]。但VR+沉浸体验式学习模式在实践教学中也存在一定问题，如其技术效果有待提升，技术标准有待统一，容易导致教学对象成瘾和引发道德问题等，如何最大限度发挥VR+沉浸体验式学习模式的教学价值，减小其存在的不利影响，仍需要研究者进一步研究。