基于自研虚拟仿真软件融合案例引导的基础护理实践课程改革与实践

钟 瑜 项朝阳 乔 樑 王海帆 邱翠琼 段丹萍 广东食品药品职业学院,广东省广州市 510520

基础护理技术是护理学科最基本且最重要的专业核心课程,涵盖了临床护理工作中最常用的理论和技能知识,是连接岗位通用能力和专科护理能力的桥梁课程[1];在课程实践教学中,部分项目内容受场地、实训成本、安全等因素限制;学生练习机会有限,教学效果受限。虚拟仿真技术是借助计算机信息技术生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境,用户借助必要的设备对虚拟环境中的对象进行操作,产生如同在真实环境中的感受和体验[2];虚拟仿真能有效解决实践操作中“三高”(高危险、高成本、高污染)与“四难”(难看到、难动作、难进入、难再现)问题[3],是对传统实践教学的有益补充[4];课程通过开发虚拟仿真教学软件,全实景地展现了临床护理工作环境及常用抢救设备的使用等场景;以1例急性心梗病例的病情发展过程为主线重构课程实训内容并对应融入虚拟仿真资源,激发了学生的学习兴趣,提升了教学效果,现报告如下。

1 课程建设思路

1.1 课程实践教学现状 课程既往实践教学主要采取“教师示范—学生练习—教师指导—学生回示”的教学模式,练习对象主要为高仿真模型人,学生以模仿教师示范动作为主,练习场景缺乏真实性等,学生练习积极性受影响[5]。部分设备如除颤仪、呼吸机不具备在真人身上练习的条件,在模型人身上练习无实时反馈,学生容易出现“枯燥乏味”感,加上受场所、学时、安全等众多因素影响,学生在校实际运用和体验抢救设备机会少,极大地制约着学生动手实践能力的培养,也不利于学生开展自主学习和临床思维等综合素质的提升[6]。既往实习巡查发现护生在初入临床时面对抢救设备易出现不会用、不敢用的情况。

1.2 课程虚拟建设项目的选择 课程组在基于往届学生问卷调查、实习巡查反馈及临床专家咨询等基础上重新梳理课程内容。依照能实不虚的原则对当前课程实践教学中因实训场地、设备、安全等因素限制确实需要虚拟技术辅助的项目罗列出来和学校电教信息中心专家进行开发可行性讨论。前期市场调查发现关于单项操作技能流程虚拟资源已有相关产品,最终确定开发项目为医院环境漫游类、常用医疗设备类两大类。考虑到临床重症监护室能涵盖医院环境的大部分知识点且因其院感防控的要求相对普通病房要求更高,对学生医院环境认识和院感防控思维都有积极的意义,因而医院环境漫游类主要对照临床重症监护室实景设计开发。常用抢救设备类围绕护理岗位工作内容定为心电监护仪、输液泵、注射泵、呼吸机、除颤仪、心电图机、振动排痰机七个项目;全部设备均对照临床在用最新型号设计开发;以保证虚拟资源和临床的无缝对接,见图1。

1.3 课程内容重构 案例分析是临床普遍用以提升医护人员能力的一种教学方式,在案例分析指导下进行专项培训可快速提升护理人员操作能力,促进护理流程的规范化[7]。为了创建高度仿真的虚拟教学情境,课程组基于建构主义理论,通过融入真实病例中患者病情发展过程为主线设计课程教学,通过患者不同阶段的病情驱动和引导学生发现和分析问题,并尝试提出解决方案,再通过和虚拟软件交互操作掌握相应的理论知识和实践技能。心肌梗死是临床常见急症,其发生发展过程关联课程生命体征观察及护理、给药技术、静脉输液及病情观察和危重症护理等模块内容。经课程组和临床护理专家反复磋商,最终选择1例急性心肌梗死病例的诊疗过程为课程教学主线。将病例中患者的病情变化、教学内容及虚拟仿真资源相结合,如病情初始,患者病情危重,经急诊处理后转入重症监护室阶段和医院环境认识、虚拟重症监护室相对应,共设置5个情景片段,串联起课程五个模块十二个技能点内容,见表1。

表1 课程虚拟仿真实训项目设计方案

2 课程虚拟仿真资源内容及特点

2.1 医院环境模块 课程医院环境模块对照临床重症监护室真实工作环境研发,采用开放式的环境设计,学生可选择护士、患者、家属任意一种角色,以第一视角在场景中自由走动观摩和学习互动。场景主要学习内容包括三通道(工作人员、患者、探视家属)及对应管理制度、监护病房(百万级、十万级)及病房内基础设施、护士站、治疗室、医生办公室、器械室、库房、洗消室、污物室等;场景提供知识点悬浮标记、学习位置动态显示、学习内容列表导航、学习进度颜色分区提醒和部分虚拟互动体验功能,如病房呼叫铃点击能实现走廊时钟和护士站同步显示床号及音乐提醒;中央空调可调节温湿度;病房内洗手池感应式体验等[8],见图2。旨在最大限度仿真临床工作环境,提升学生体验感,激发学生学习兴趣。

图2 虚拟重症监护室漫游图

2.2 常用抢救设备模块 模块内容包括虚拟心电监护仪、虚拟心电图机、虚拟输液泵、虚拟注射泵、虚拟除颤仪、虚拟振动排痰机、虚拟呼吸机七个仿真软件。模块主要包含三大部分内容,第一部分是设备认识,该部分提供设备的3D展示,包括设备外观、配件、按键及功能界面介绍,支持学生360°旋转和局部放大学习,每个知识点均带悬浮光标提示及文字说明;第二部分是设备使用,使用流程严格对照临床评估、准备、计划、实施、评价五个步骤研发,通过文字说明和互动反馈驱动学生分步掌握设备的规范使用;第三部分是专项训练或常见故障排除,该部分提供设备重点内容训练(如心电监护仪电极片连接训练)或设备常见故障处理的练习场景,见图3,故障处理训练以场景中设备报警为突发情景,以问题弹出的形式引导学生思考和应对,若学生所采取的措施正确会有优美的音乐提示音鼓励并进行到下一环节,若采取措施错误则会有错误提示音弹出,连续3次错误系统出现悬浮光标和文字说明提示学生正确的处理措施,通过富有挑战性的互动形式激发学生学习兴趣的同时也有助于锻炼学生的临床思维。

图3 输液泵虚拟软件功能模块

3 基于急性心梗案例的课程实践教学方案

实践教学分课前、课中、课后3个阶段实施,每个阶段设立对应的学习内容和学习目标。其中,学习目标分为知识和能力两个层次;学生按照基础巩固、仿真内化、实际运用3个模块进行循序渐进的学习。下面以心电监护仪的实训教学为例阐述。

3.1 课前引导 课前1周通过学习通发布急性心梗患者情景分析任务,如在生命体征测量技术学习后导入情景:患者急诊入院后体查示胸前区闷痛,HR 95次/min,BP 150/90mmHg,R 25次/min,SpO290%,心电图有ST段抬高表现;引导学生分析患者是急性心梗发作,目前病情危急且存在吸氧指征;通过情景演练视频任务驱动学生巩固心电图判断、生命体征测量、吸氧等基础知识;同时提出问题“如何实现对患者生命体征的动态监测”,引出心电监护仪的教学主题。课前1d晚上发布心电监护仪教学演示视频、课件和《心电监护仪虚拟仿真软件操作手册》,说明接下来虚拟实验的学习要求和软件操作方法,学生提前熟悉教学内容,通过QQ班群和微信群实时进行问题互动解答。

3.2 课中内化 课中先进行课前任务点评及答疑、介绍本次实训课重难点内容以及虚拟仿真软件使用注意事项;接着要求每位学生在手机或者平板上完成虚拟心电监护仪的设备认识、设备使用、专项训练三个模块内容学习,学习过程中遇到的问题实时记录下来;引导学生初步认识心电监护仪。第二个环节是教师引导下的头脑风暴活动,各小组分享组内成员遇到的问题和解决方案;其他小组做评价和补充;若问题仍未解决教师做讲解补充;旨在进一步加深学生对心电监护仪的认识。第三个环节为分小组体验真实心电监护仪,小组成员分角色完成心电监护仪介绍、成员生命体征测量两项任务;教师巡回指导;该环节重在强化学生知识和技能的实战运用。下课前教师对各小组的实训表现做点评,同时再次梳理本次课学习内容,完成通过虚拟初识—互助答疑—实战练习三个递进阶段让学生掌握心电监护仪使用的教学目标。

3.3 课后强化 课后通过学生学习数据(如操作完成率、故障排除成功率、心电极片连接正确率等)分析,将正确完成率相对较低的项目以任务驱动的方式进一步促进学生对内容的学习,如通过心电监护仪非设备故障原因及排除方法主题探索任务推动学生在资料收集和整理过程中拓宽知识面、加深对课中设备故障排除技巧的理解;或通过小组设计巧记歌诀或顺口溜的方式帮助学生牢记心电极片的正确连接。各小组课后任务完成情况均以文档形式总结上传至学习平台供老师评阅和组间成果分享,学习平台24h开放评价和讨论功能,帮助学生能第一时间解除疑惑,强化知识的内化吸收。

4 应用效果

现课程虚拟仿真实训项目已完成软硬件的配置。依托学校虚拟仿真实训中心和护理学院虚拟仿真实训室,我院在2020级助产学专业班级首次开展虚拟仿真实训教学,并对教学效果进行了初步的定性访谈评估。访谈内容包括虚拟仿真软件学习体会、虚拟仿真对学习的辅助效果、与传统实训学习优缺点比较、对软件的建议等。访谈结果显示,虚拟仿真和临床案例融合参与实训教学与传统实训教学相比较,学生学习兴趣更浓,学生学习效率显著提升,学习体验也得到优化。大多数学生反馈课程授课形式新颖,互动有趣,沉浸式和交互式体验感较强,能切实帮助自己掌握课程知识和技能。学生A:“我觉得有这个虚拟仿真软件辅助学习效果挺好,平时接触少的设备都能在虚拟场景中不断强化练习,面对真的设备熟悉起来很快”;学生D:“软件支持手机运行这个很好,平时上课老师示范没看清的环节在宿舍就能通过手机强化,学习效率也更高了”;学生E:“案例学习中融入了虚拟仿真,让我有种置身于临床服务病人的感觉,希望老师能提供更多的案例给我们分析”。这和相关研究[9]中认为虚拟仿真技术对增强学生的学习兴趣、提高教学效果等有较大的促进作用结果相符。也有同学针对使用中存在问题提出了相关建议,学生G:“虚拟仿真软件内置选项较多,适应需要一点时间,操作界面要是能简化一点就更好了”;提示后期应该结合学生反馈意见进一步优化软件功能和布局,进一步提升学生使用体验。课程组老师也一致认为虚拟仿真资源帮助解决了实践教学中存在的场地和设备不足、临床体验感不强等弊端,有效弥补了学生在校期间动手少、动手难等不足。

5 小结

虚拟仿真资源融入基础护理技术课程是对现有课程体系建设的有益补充,在优化教学模式和提升学生学习效果方面具有显著的优势,值得进一步研究和推广。本次研究仅对试用效果做了定性访谈评估,计划后期将扩大运用范围,并采用量表和问卷结合方式对教学效果做定量分析;同时结合目前护理类虚拟仿真资源以单项护理操作和程序的虚拟仿真实验项目居多,综合性实验项目少的现状,下一步课程组将以培养学生知识和技能运用能力为重点,收集和整理临床整体护理病例,开发设计能关联较多课程知识和技能点的综合性护理实验项目;以期进一步优化软件功能和提升学生的整体护理能力。