基于虚拟现实技术的锐器伤职业防护课程教学方案设计

潘蕾， 奚慧琴

(上海交通大学医学院附属仁济医院 1.风湿科；2.护理部，上海，200127)

锐器伤是指在医疗工作中由注射针、缝合针等医疗锐器导致的皮肤损伤，可造成医务人员发生血源性感染[1]。实习护生由于操作技术不熟练、职业防护意识不强等原因更容易发生锐器伤，应引起重视。虚拟现实(简称“VR”)技术是借助计算机辅助生成虚拟的三维场景，用户通过使用交互装备与虚拟场景进行实时互动的一种计算机仿真技术[2]。VR技术已经在医学教育领域中得到应用与实践[3]。为此，本研究基于学习型游戏设计原理，借助VR技术对锐器伤职业防护课程进行教学方案设计，现将设计过程报告如下。

1 教学方案的设计

1.1 教学方案设计目标

运用VR技术设计锐器伤职业防护教学方案，为今后虚拟仿真实验教学和培训提供参考，减少护士锐器伤的发生。

1.2 教学方案设计方法及内容

在查阅国内外相关文献的基础上，本研究核心成员综合分析并讨论设计了应用VR技术开展锐器伤职业防护的教学方案，包括教学内容、教学要求、学习目标、教学方法及教学手段。

1.2.1 教学内容 回顾上海交通大学医学院附属仁济医院在2016—2018年间可能发生锐器伤的高危环节，参照本院医务人员安全防护制度及处置流程制定情景模拟案例，分别设置了4个分级场景。① 传递术中锐器：涉及到的知识点包括传递手术刀、传递剪刀、将穿好缝线的缝针传递给医师和接回已使用完毕的针线。② 补液配置：涉及到的知识点包括开安剖瓶、手持注射器抽吸药液、冲配完补液与拔出注射器后处理注射器及空安剖瓶。③ 治疗后处理废弃锐器：涉及的知识点为如何正确回套针帽。课程的难点为发生锐器伤后的处理流程。

1.2.2 教学要求 护生掌握锐器伤职业防护知识，掌握术中锐器传递、补液配置、治疗后处理废弃锐器及发生锐器伤后的正确处理流程，强化职业安全意识并熟悉防护措施。

1.2.3 教学目标 课程结束后，护生能够掌握锐器伤职业防护知识。

1.2.4 教学方法 使用情景模拟教学法，以VR设备为载体，结合4个分级场景中的教学内容，使护生掌握锐器伤职业防护教学知识。

1.2.5 教学手段 使用头戴式VR设备向护生呈现不同职业防护场景，结合护生分组讨论完成40 min的课程。

1.3 教学方案确定

使用专家咨询法论证教学方案的可行性，并形成最终的教学方案。

1.4 专家选择

根据研究目的确定入选专家的标准：① 本科及以上学历，有科研工作经验且学术态度严谨；② 教学经验>5年；③ 临床工作经验>10年。共选取7名专家，所有专家均知悉本研究目的，并自愿参加本研究。

1.4.1 专家咨询表的设计 专家咨询表共有两个部分，第一部分为基于VR技术的锐器伤职业防护教学方案介绍；第二部分为专家基本情况、熟悉程度及判断依据调查。专家使用Likert 5级评分法对相应条目的内容或表述进行评分。

1.4.2 专家咨询的实施 进行专家咨询前，研究者先向各位专家介绍研究目的、研究背景、理论依据及初步拟定的教学方案。邀请专家对模拟场景内容、教学知识点、教学安排等内容发表意见，并对教学方案的可行性填写专家咨询表。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 专家的基本情况

共7名专家参与咨询，平均年龄为(53.4±10.1)岁，30～39岁1名(14.29%)，40～49岁1名(14.29%)，≥50岁5名(71.42%)；平均工作年数为(33.71±11.0)年，11～20年1名(14.29%)，>20年6名(85.71%)；正高级职称2名(8.57%)，副高级职称4名(57.14%)，中级职称1名(14.29%)；硕士2名(8.57%)，博士1名(14.29%)，本科4名(57.14%)。

2.2 专家权威程度

专家对问题的判断系数(Ca)及专家对问题熟悉程度系数(Cs)的算数平均数得到专家权威系数(Cr)。本研究的Cr=0.893，咨询专家的权威程度较高，结果可信。

2.3 专家对教学方案的评价

专家对教学方案的评价共设立了7个指标，变异系数均<0.5，见表1。专家对教学方案的肯德尔和谐系数，渐进显著性为0.01表示专家评分有一致性。

表1 专家对教学方案的评价

(续表)

3 教学方案的修改内容

3.1 教学对象

专家提出在对教学对象应以强化训练为主，经过讨论后，结合专家的意见，将教学对象设置为即将进入临床实习前且未经过职业防护教学的护生。

3.2 教学目标

有专家提出在教学目标的设定中应将“课程结束后，护生能够掌握锐器伤职业防护知识”改为“课程结束后，护生掌握锐器伤职业防护操作技能”。专家指出，职业防护教学是一项需要动手实践的课程，应教会护生实践操作技能，而非只是学习理论知识。与专家组讨论后，保留原教学目标设定，并补充“提高护生锐器伤训练防范能力”。

3.3 教学准备

原本教学准备阶段共设置20 min，有4位专家提出教学准备时间过长，应进行缩减并将重点放在情景展现和教学总结部分。其中，2位专家指出环境与设备介绍、教学目标说明可分别缩短为3 min和2 min，只需简单介绍，不需要在课程中重申教师角色，可直接删除。

3.4 总结反馈

总结反馈共分为释放情绪、教学总结和教学评价3个部分。原本总结反馈部分共设置25 min，释放情绪5 min，其余2个部分各10 min。1位专家提出缩短总结反馈的总时长为20 min，将教学总结时间缩短为5 min，将释放情绪与教学评价的内容整合在一起变为教学反馈与反思环节，设置时长15 min，并在上课时拟反思提纲。专家指出，在课堂上引导护生提出问题，可以帮助护生全身心地投入学习过程。

3.5 案例的结构

10 min的情景模拟环节共分为4个场景的呈现，每个场景下设置分动作进行具体知识点的学习。在第一个手术室场景中，手术室专家提出应更改4个分动作的顺序，分动作设置应考虑到动作的难易程度，依次递增出现。传递剪刀和手术刀在手术室相对于缝针的传递较为简单，应将顺序修改为传递剪刀—传递手术刀—传递缝针缝线—接传回的缝针。

3.6 应用VR技术开展锐器伤职业防护教学方案的确立

经过专家咨询，最终确立了开展锐器伤职业防护教学的方案，包括教学对象、教学目标、教学组织与安排等，时间分配、具体内容与实施方法、教学方法与手段，见表2。

表2 锐器伤职业防护教学方案

4 讨论

VR技术通过计算机辅助生成模拟场景让使用者融入场景中实现交互，该技术已经在医学研究、护理教育等领域中广泛应用[4-5]。护士是发生锐器伤的主要群体，但目前，对锐器伤发生的重视程度仍不够。因此，本研究梳理了锐器伤职业防护教学的护理理论和实践内容，回顾了本院在2016—2018年间可能发生锐器伤的高危环节及锐器伤后处理流程制度，并以VR技术为载体，将高危环节及处置流程融入编写的情景案例中，使案例更为真实与流畅。系统的场景设置让护生在面对多种不同的锐器伤时能够更真实的体验临床工作，突破了现有教学方法的限制。在本教学方案中，明确了虚拟仿真教学的具体流程及时间安排等内容，在有限的教学时间内精选教学内容和教学方法，能使护生在今后临床工作中的犯错概率降低，减少中远期锐器伤的发生率。

比起传统教学，使用VR技术进行教学，护生能够更有效地获得知识。有研究[6]表明，应用VR技术模拟手术场景对护士进行专科知识教学，能使其职业暴露的发生率明显下降，并可纠正其不良的职业习惯。运用VR技术呈现的临床教学情景，可提高护生的综合能力、团队协作能力，并能够有效提高教学效果[7-8]。VR技术构建的虚拟场景所带来的沉浸感能够让护生身临其境地学习各个真实场景下的职业防护知识，也缩小了课堂教学与实际临床的差距，弥补了传统教学的不足。此外，允许试错是VR技术最大的优势，护生可以通过发现在虚拟场景中不断累积的错误，减少今后临床工作中的差错事件。