导尿术虚拟仿真实验项目在基础护理学实训教学中的应用

桂园园，杨立群，李强，高音，唐美玲，刘红敏

(齐齐哈尔医学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

0 引言

虚拟仿真是以计算机技术为核心，依托现代信息技术生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境，用户借助必要设备与虚拟环境中的对象进行交互行为，从而产生等同于亲临实境的感受和体验[1]。虚拟操作技能训练软件应用于护理操作技术培训，可重点解决实际实验中因条件限制而不能开展侵入性操作、不能在真人身上反复练习、护理操作不当引起医疗纠纷等实践教学难题[2]。故以现代信息技术为依托，积极探索“线上线下”教学相结合的个性化、智能化实验教学新模式，已成为支撑高等教育教学质量全面提高的重要保障。本课题组引进了“导尿术”虚拟仿真实验项目并应用，旨在为培养学生临床思维与能力提供一个良好的训练途径和手段，现报告如下。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取本校护理专业2018级学生共150人，在基础护理学导尿术实验项目授课中依托虚拟仿真实验平台进行混合式教学。其中男生15名，女生135名，年龄为18～21(19.37±0.76)岁。

1.2 研究方法

1.2.1 “导尿术”虚拟仿真实验项目的构建

学院引进福建“水立方”三维数字科技有限公司研发的“导尿术”虚拟仿真实训项目，学生可随时随地通过校内局域网登录进行练习，为本次教学改革提供了条件保障。该平台(http://192.168.205.14:8013)包括男性导尿术、女性导尿术、导尿术考核三大模块，完全采用三维仿真技术构建虚拟仿真临床情景，所有的三维场景和动作均可以被操作者介入进行交互式操作，可以完整、清楚、准确地展示3D留置导尿的操作流程，并且可以从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看和交互操作，将导尿术的“评估膀胱、用物准备、消毒、插管、固定”等操作步骤的理论知识和技能有机融合，帮助学生通过反复虚拟训练切身体验“导尿术”的临床情景。

1.2.2 教学方案的设计

在理论研究、文献分析、集体备课讨论及学生调研的基础上，构建了虚实结合、线上与线下结合的教学形式：包括“课前布置教学任务(观看操作视频、虚拟平台练习)+课中混合式教学(案例导入、学生回示、教师点评、学生互评、教师示教、分组练习、教师指导)+课后(虚拟平台习题检测、考核)[3,4]。

1.2.3 教学实施

(1)课前：教师发布学习任务清单，学生需在虚拟仿真平台完成包括视频观看、虚拟仿真软件练习技能操作等任务，“导尿术”虚拟仿真项目以3D方式构建仿真实验环境，在训练模式下引导学生按照规范正确的流程进行操作，对操作错误以动画、特效方式展现以加深学生认识。在虚拟实验中支持容错机制，例如缺少关键仪器、物品，前置步骤未进行等情况有友好提示，在没有操作正确的步骤下，无法进行下一步骤。考核模式下无操作提示，学生可任意操作，支持自动计算学生操作成绩并可以统计分析，以便教师了解学生对实验的掌握程度。

(2)课中：针对课前虚拟实验平台练习结果开展课堂教学，进行“导尿术”操作步骤梳理、要点讲解示教，对学生虚拟平台操作薄弱点进行重点讲解示教、提问、拓展、讨论、答疑。教师利用实验室模拟人示教，并向学生讲解虚拟操作与实训操作的异同，学生两人组练习时，一人利用模拟人练习操作，一人利用虚拟实验平台操作视频为其纠错。

(3)课后：课后学习阶段，学生利用虚拟仿真平台进行练习，完成习题检测及技能考核。教师登录后台了解学生本节课知识点、技能操作掌握情况，布置、批阅课后作业，讨论、答疑，进行评价反馈，并根据反馈进行教学调整。

1.2.4 评价方法

(1)虚拟仿真实验项目应用情况：虚拟仿真实训平台自动记录学生的使用情况，包括学生登录的访问次数、累计用时、模块答题正确率、每道题的得分情况等。

(2)教学效果评价：通过查阅文献，引用国内学者李红梅[5]等学者的问卷，调查学生对虚拟仿真系统的反馈情况，问卷信效度良好，Cronbach’α系数为0.874。利用问卷星发布问卷，学生通过扫码以无记名形式填写，共有2018级学生150名填写问卷，回收有效问卷150份，问卷有效率为100%。

1.2.5 统计学方法

2 结果

2.1 “导尿术”虚拟仿真实验项目应用情况

学生课前登录虚拟仿真平台次数为1～3(2.32±0.44)次/名，虚拟平台练习总成绩为92～98(94.67±3.52)分，各模块成绩见表1。

表1 “导尿术”虚拟仿真实验项目各模块得分(n=150)

2.2 教学效果评价

学生对基于“导尿术”虚拟仿真实验项目的教学效果评价详见表2。

表2 150名学生对“导尿术”虚拟仿真实验项目教学效果评价[n=150,n(%)]

3 讨论

3.1 “导尿术”虚拟仿真实验项目可提升学生操作熟练度

从数据分析来看，学生通过本项目的学习，答题正确率呈现上升趋势(表1)，问卷调查结果提示该项目有利于提高操作熟练程度(85.3%)，提升学生的自主学习能力(88.7%)，能够有效辅助实验项目学习(82.0%)。“导尿术”虚拟仿实验项目完全采用三维仿真技术，所有的三维场景和动作均可以被操作者介入进行交互式操作，将模拟人无法展现的一些视角盲点，用计算机图形模拟技术进行呈现。将导尿管通过尿道的运动变化通过三维透视和剖视以任何角度实时的表达出来，更贴近临床护理技术的操作规程，让学生在实训中掌握符合临床护理规范的操作手法和技能[6]。本项目不受时间和地点的限制，使得学生的实训学习时间和地点自由化，在网络条件下可随时进入项目学习。学习者可根据自身实际情况、学习重点与难点来把握学习进度，通过这种类似游戏的操作模式，增加学习的趣味性和沉浸感，由被动变为主动，提高了学生的学习积极性及自主学习能力[7]。此外，系统设置了学习成绩反馈模块，让每名学习者看到其各模块知识的掌握情况，了解自身的学习薄弱点，有针对性地强化学习；教师也可以实时查看学生的操作练习情况，及时发现并解决学生在操作中遇到的问题，更方便快捷地管理学生学习信息，提高实验教学质量。

3.2 “导尿术”虚拟仿真实验项目有助于培养学生临床思维

调查结果显示，学生认为应用导尿术虚拟仿真项目进行教学可以提升学生的临床沟通能力(82.0%)、分析解决问题能力(86.0%)、有助于培养临床思维(86.7%)，使学生尽快适应临床(84.7%)。“导尿术”虚拟仿真实验项目核心操作设计非常专业实用，不仅虚拟了导尿术操作动作，还嵌入与导尿术相关的局部解剖图，以及尿管插入膀胱的人机交互仿真图[8]。通过三维泌尿系统真实模拟出导尿管在尿道内的位置关系和运动反馈，完整、清楚、准确地展示3D留置导尿的操作流程，并且可以从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看和交互操作操作者可以掌握消毒部位的先后顺序、辨别尿道口、看到尿管在膀胱内的位置，还可以在透视和剖视模式下观看导尿管通过尿道的过程[9]。虚拟操作过程中学生遇到插管遇阻力、导尿管误入阴道等特殊情况，在系统提示下，仍可冷静分析，选择正确的处理方式。避免了没有临床经验的护生对患者安全造成威胁，提高了护生应对突发事件的应变能力、决策能力、临床思维能力[10,11]。此外，实验操作步骤严格遵守三查七对、无菌操作、人文关怀的原则，增设语言对话功能，使虚拟护士与虚拟患者之间有语言交流和肢体配合，体现出护士同病人的交流互动，有利于培养学生的人文关怀能力。

4 小结

综上所述，将“导尿术”虚拟仿真实验项目应用于基础护理学实训教学中，可有效激发学生的学习兴趣，提升学生的操作熟练程度、自主学习能力及临床思维能力，学生普遍接受度较高，促进了线上线下混合式实训护理教学模式的改革和创新，建议在护理学其他实训课程中进行推广。本研究的不足之处在于受学生人数限制，且只在本校作为试验点，样本含量较少，未来需要更多大样本、多学校的研究来探究虚拟仿真的教学效果。