譚維玉 蘭園淞 覃恒 莫啟章 覃華釗 譚軍

【摘要】本文探討虛擬仿真技術(shù)（VR）在高職護理實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用效果，以心肺復(fù)蘇術(shù)（CPR）教學(xué)為例，對3個專業(yè)732名學(xué)生實施教學(xué)，考核結(jié)果是3個專業(yè)的及格率100%，良好率42.86%～83.33%，優(yōu)秀率5.43%～45.5%，平均分范圍為（79.42±3.83）分～（84.11±6.61）分;調(diào)查得到的結(jié)果是52.73%的學(xué)生喜歡該教學(xué)模式、62.57%的學(xué)生認為它有利于提高學(xué)習(xí)興趣、62.16%的學(xué)生認為它有利于提高思維能力、59.97%的學(xué)生認為它有利于提高記憶、58.33%的學(xué)生認為它有利于提高知識應(yīng)用能力、55.46%的學(xué)生認為它有利于提高操作能力;認為VR技術(shù)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合能力。

【關(guān)鍵詞】護理實訓(xùn) 心肺復(fù)蘇術(shù) 虛擬仿真技術(shù)

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）03-0126-05

護理學(xué)是實踐性很強的學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生以實踐能力為主的多種能力是護理教育的重要目標(biāo)。實訓(xùn)教學(xué)是一個至關(guān)重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、思維能力的主要途徑。單一的傳統(tǒng)護理實訓(xùn)課堂教學(xué)有其優(yōu)點，但也存在一些弊端，由于其弊端制約著教學(xué)質(zhì)量的提高，需要對其進行改革。虛擬仿真技術(shù)（Virtual Reality，VR，以下簡稱VR或VR技術(shù)）是采用現(xiàn)代高科技手段生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，操作者戴上頭盔，借助手柄，產(chǎn)生如同在真實環(huán)境中給患者進行護理操作的感受和體驗。本課題以心肺復(fù)蘇術(shù)（CPR，以下簡稱CPR）實訓(xùn)教學(xué)為例，探討高職護理實訓(xùn)課采用VR技術(shù)進行實訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用效果。

一、心肺復(fù)蘇術(shù)（CPR）實訓(xùn)內(nèi)容及評分標(biāo)準(zhǔn)

我國每年登記在冊心臟猝死發(fā)病人數(shù)為54萬，搶救成功率僅為1%?？梢?，心臟驟停嚴重威脅人們的生命。研究表明，心臟驟停，未實施CPR，患者每分鐘存活率下降7%～10%。CPR是搶救生命關(guān)鍵措施，是每個醫(yī)學(xué)、護理學(xué)生必須掌握的操作之一，也是公民需要掌握的技能之一。因此，CPR是實訓(xùn)課教學(xué)的重要項目之一，需要通過實訓(xùn)考核衡量學(xué)生的掌握程度。CPR考核內(nèi)容及評分標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)美國心臟協(xié)會發(fā)布的成人技能評估表改編，其中，考核內(nèi)容由12個項目組成，分別為評估環(huán)境（2分）、判斷意識（3分）、判斷脈搏（3分）、判斷呼吸（3分）、呼救（2分）、擺放復(fù)蘇體位（2分）、心臟按壓（25分）、清理呼吸道及開放氣道（10分）、人工呼吸（25分）、評估效果（15分）、整理衣物及側(cè)頭（5分）、按時完成（5分）。

二、虛擬仿真技術(shù)（VR）系統(tǒng)評價方式概述

VR技術(shù)系統(tǒng)評價與常規(guī)的訓(xùn)練系統(tǒng)評價相比，VR系統(tǒng)對學(xué)生的操作技能能進行實時評分、終末評分。比如，A同學(xué)和B同學(xué)雖然進行同一練習(xí)，但當(dāng)他們練習(xí)完一次CPR后，他們的步驟、提示率、準(zhǔn)確率、解剖知識、操作時間的評價是完全不一樣的。如果A同學(xué)操作步驟準(zhǔn)確（評估環(huán)境→判斷意識→判斷脈搏→判斷呼吸→呼救→擺放復(fù)蘇體位→心臟按壓→清理呼吸道及開放氣道→人工呼吸→評估效果→整理衣物及側(cè)頭）、提示少（不需要系統(tǒng)提示，就能操作并順利進入下一個步驟，如評估環(huán)境后就判斷意識，輕拍雙肩等）、準(zhǔn)確率高（如按壓的部位、頻率準(zhǔn)確）、解剖知識（如氣道開放到位）、時間短（能在3.5分鐘內(nèi)完成），綜合能力好，那么系統(tǒng)打分高，可達90多分。如果B同學(xué)操作步驟生疏、需要系統(tǒng)提示（如每一步都依靠系統(tǒng)提示才知道下一個步驟是什么，甚至系統(tǒng)提醒一次后，還在思考該做什么。如按壓手柄圓盤，到達患者身邊，等系統(tǒng)提示“請評估環(huán)境”，才知道要評估環(huán)境;評估環(huán)境后，等系統(tǒng)提示“請判斷意識”后，才判斷意識，或需要思考后判斷意識）、準(zhǔn)確率低（如按壓的部位、頻率不準(zhǔn)確，需要思考，反復(fù)嘗試才做對）、解剖知識（如氣道開放不到位）、時間長（超過3.5分鐘才完成），綜合能力差，那么系統(tǒng)就打分低，如60分。同時，它還能啟發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生一旦操作錯誤系統(tǒng)將無法進行下去，如在CPR練習(xí)中，如果胸外心臟按壓不對，那么就做不下去，學(xué)生需要思考清楚才能接著做。系統(tǒng)顯示的分值隨著時間的延長慢慢下降，甚至降到0分，迫使學(xué)生及搭檔快速地對現(xiàn)狀進行評估和思考，反復(fù)嘗試直到正確，然后快速執(zhí)行下一步操作。這樣反復(fù)摸索，加深學(xué)生操作印象，增強熟練度。學(xué)生在思考過程中也開拓了思路。這些設(shè)計有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、思維能力、信息檢索能力、合作能力、評估和干預(yù)能力、應(yīng)激處理能力、知識應(yīng)用能力、操作能力等。除此之外，系統(tǒng)還會對學(xué)生平時練習(xí)進行追蹤評價，為學(xué)生的總實訓(xùn)操作成績評價提供數(shù)據(jù)參考，使學(xué)生了解自己在操作中存在的不足之處，鞭策自己加強練習(xí)、提高操作技能。

三、運用虛擬仿真技術(shù)（VR）開展混合教學(xué)實驗過程

本項目選取18級助產(chǎn)1—2班、護理（2+3）1—3班、護理9—15班3個專業(yè)732名學(xué)生實施VR技術(shù)混合教學(xué)，具體分為四個階段。

階段一，課前教師培訓(xùn)階段。VR公司工程師對VR系統(tǒng)進行檢測，對任課教師、VR技術(shù)管理員進行培訓(xùn)。

階段二，課前準(zhǔn)備階段。該階段主要使學(xué)生熟悉心肺復(fù)蘇術(shù)的操作流程。以班級為單位，每個班分為2組，每次1組，每2個學(xué)生共用一個工位。上課前，學(xué)生按預(yù)約時間到VR實訓(xùn)室進行預(yù)習(xí)，VR技術(shù)管理員對學(xué)生進行基本技術(shù)指導(dǎo)，如頭盔、手柄的使用，打開電腦系統(tǒng)的“混合現(xiàn)實門戶”畫邊界等。步驟如下：

1.學(xué)生登錄VR教學(xué)系統(tǒng)練習(xí)模塊，以心肺復(fù)蘇為例，選擇心肺復(fù)蘇術(shù)進入模擬真實環(huán)境界面。出現(xiàn)心肺復(fù)蘇場景“有一位先生在公園散步突然倒地”，學(xué)生摁大圓盤，出現(xiàn)藍色拋物線對著患者，按扳機，便到患者身邊，然后根據(jù)系統(tǒng)指示進行仿真操作練習(xí)。

2.學(xué)生根據(jù)提示操作。學(xué)生在操作中系統(tǒng)及時打分，學(xué)生及時了解自己操作的準(zhǔn)確性。學(xué)生若操作錯誤，則不能進入下一步操作。比如，檢查頸動脈，如果手觸摸患者頸部的位置不對，那么手柄不會震動，操作無法進行下去。該步驟鍛煉學(xué)生觀察和思考能力、自主學(xué)習(xí)能力、信息檢索能力、合作能力。

3.操作評價。學(xué)生操作結(jié)束后，系統(tǒng)會對學(xué)生的操作過程進行綜合評價，如步驟、提示率、操作時間、準(zhǔn)確率、解剖知識等。學(xué)生從中了解自己哪方面存在缺陷，使學(xué)生帶著問題進入課堂學(xué)習(xí)。

階段三，實訓(xùn)課堂教學(xué)實施階段。經(jīng)過預(yù)習(xí)之后，學(xué)生已經(jīng)比較熟悉操作方法，因此在課上主要以學(xué)生練習(xí)為主，教師只需在旁邊指導(dǎo)，并抽查了解學(xué)生的操作情況和進行點評。具體方法如下：

1.學(xué)生操作演示。抽查一個學(xué)生操作（學(xué)生自愿報名或隨機抽查），學(xué)生根據(jù)CPR的操作流程進行演示。以心肺復(fù)蘇步驟為例，即評估現(xiàn)場環(huán)境——判斷意識——檢查頸動脈搏動及自主呼吸——呼救——將患者置于復(fù)蘇體位——胸外心臟按壓30次——清理呼吸道及開放氣道——人工呼吸2次——完成5個循環(huán)CPR——判斷復(fù)蘇效果——復(fù)蘇后整理——結(jié)束操作。演示結(jié)束，老師提問，觀看的學(xué)生或演示者搶答，老師點評。對關(guān)鍵的某個動作，必要時老師示范。如示范按壓姿勢，讓學(xué)生觀看雙膝打開的距離，使學(xué)生準(zhǔn)確掌握按壓姿勢，對錯誤的姿勢進行糾正，對個別學(xué)生進行輔導(dǎo)。在這個過程中，教師根據(jù)學(xué)生個人的操作情況，讓學(xué)生交流和討論，并鼓勵學(xué)生分析、思考。最后學(xué)生發(fā)表個人意見，教師點評。

2.小組練習(xí)。每2～3人為1組，進行小組練習(xí)。在規(guī)定時間內(nèi)，每人練習(xí)完一次。之后，學(xué)生彼此指出不足之處，吸收彼此的優(yōu)點。教師巡視，對學(xué)生進行個性化指導(dǎo)。

3.再次抽查學(xué)生。每個學(xué)生練習(xí)完一次后，老師抽查2個學(xué)生進行操作（學(xué)生自愿報名或老師隨機抽查），要求在3.5分鐘內(nèi)完成，超時停止操作。教師提問，學(xué)生搶答，老師點評。

階段四，課后提升階段。學(xué)生預(yù)約VR實訓(xùn)室練習(xí)，并到實訓(xùn)室進行練習(xí)。

四、運用虛擬仿真技術(shù)（VR）開展混合教學(xué)實驗結(jié)果

（一）結(jié)果檢測手段

為了更好地了解運用VR技術(shù)開展教學(xué)的實踐情況，筆者對教學(xué)結(jié)果進行檢測，以便進行更客觀的評價。課題組成員共同研究，編制“VR技術(shù)混合教學(xué)評價問卷”，并參照《廣西55項臨床護理技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)》制定評分標(biāo)準(zhǔn)、考核時間。進行實訓(xùn)期末考核，并按照“多階段形成性評價+終結(jié)性評價”進行評分：平時分40%（課前+課中+課后線上線下打分評價）+期末考核60%。之后進行問卷調(diào)查。采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料用百分率（%）表示;學(xué)生成績用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）進行統(tǒng)計描述，組間比較用方差分析;成績等級分布比較用秩和檢驗，以P<0.05為統(tǒng)計學(xué)有差異。

（二）檢測結(jié)果

1.實訓(xùn)成績。表1為3個專業(yè)學(xué)生心肺復(fù)蘇的實訓(xùn)成績。

從表1可知，在CPR考核中，護理、護理（2+3）和助產(chǎn)3個專業(yè)12個班的學(xué)生732人，成績均≥60分，及格率高達100%，達到人人過關(guān)的教學(xué)目標(biāo)，良好為42.86%～83.33%，優(yōu)秀達5.43%～45.5%。平均最低79.42±3.83分，最高84.11±6.61分。其中，及格（60—75分）220人，良好（76—85分）380人，優(yōu)秀（86分及以上）132人，除了護理專業(yè)平均分（79.42±3.83分）低于80分，其余兩個專業(yè)的平均分均高于80分。護理（2+3）和助產(chǎn)專業(yè)平均分與護理專業(yè)平均分比較，X2=4.899，P<0.01，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。整體來說，學(xué)生成績分布在良好及其以上較多?？梢?，VR技術(shù)混合教學(xué)效果好。

2.學(xué)生反饋。表2為學(xué)生對VR教學(xué)的反饋情況。

從表2可知，439名（59.89%）學(xué)生認為VR技術(shù)混合教學(xué)值得推廣。386名（52.73%）學(xué)生喜歡VR技術(shù)教學(xué)、458名（62.57%）學(xué)生認為有利于提高學(xué)習(xí)興趣，由此可見，學(xué)生對該教學(xué)手段和教學(xué)模式的接受程度達到一半以上。在提高技能方面，VR技術(shù)能提供虛擬環(huán)境，學(xué)生戴上頭盔，就能看到一個虛擬的環(huán)境：一位先生在公園散步突然倒下。借助手柄，按壓圓盤，出現(xiàn)藍色拋物線;按扳機，便到患者身旁，開始搶救，直觀操作。（1）439名（59.97%）學(xué)生認為它有利于記憶。在操作VR技術(shù)模塊的過程中，學(xué)生如果做不對，那么就無法繼續(xù)。例如，開放氣道時，要求用仰面舉頦法開放氣道，使患者耳垂與下頜骨連線垂直于地面，如果耳垂與下頜骨連線不垂直于地面，那么就無法繼續(xù)，這就需要學(xué)生思考并糾正。（2）455名（62.16%）學(xué)生認為它有利于提高思維能力。學(xué)生先在線上VR技術(shù)系統(tǒng)中練習(xí)CPR操作，掌握了CPR操作步驟，然后結(jié)合線下實訓(xùn)室進行學(xué)習(xí)、練習(xí)，在高仿真模型人上練習(xí)。比如，進行人工呼吸時，要求采用仰面舉頦法開放氣道，左手小魚際肌壓住患者前額，左手拇指及食指捏緊患者鼻孔，口包嚴患者口周。吹氣1次后左手拇指及食指松開患者鼻孔，吹氣時將頭偏向一側(cè)換氣并觀察患者胸廓起伏。同法吹氣第2次，吹氣過程中須保持氣道開放。學(xué)生真正體驗了實際操作過程。（3）406名（55.46%）學(xué)生認為它有利于提高操作能力。學(xué)生線下練習(xí)時，借助高仿真CPR模型人及系統(tǒng)軟件，可以判斷操作的準(zhǔn)確率。（4）402名（54.92%）學(xué)生認為有利于提高評估和干預(yù)能力。在線下教學(xué)時，教師有充足的時間引導(dǎo)學(xué)生跟患者溝通的方法，更好地培養(yǎng)和提高學(xué)生的評估能力與干預(yù)能力。（5）346名（47.27%）生認為有利于提高溝通能力?？梢?，VR技術(shù)混合教學(xué)在一定程度上能提高學(xué)生綜合能力的。大力發(fā)展虛擬仿真技術(shù)是實訓(xùn)教學(xué)的一個主要發(fā)展方向，VR技術(shù)虛擬臨床情景，打破時間和空間限制，方便學(xué)生進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。它將虛擬與現(xiàn)實進行無縫對接，有效地提高教學(xué)質(zhì)量。上學(xué)期，學(xué)院開始把VR技術(shù)應(yīng)用于高職護理實訓(xùn)教學(xué)中，這種技術(shù)操作直觀、安全、便于記憶，能較好地拓寬學(xué)生視野，增加臨床經(jīng)驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生臨床思維能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)論是，439名（59.89%）學(xué)生認為VR技術(shù)混合教學(xué)值得推廣，386名（52.73%）學(xué)生喜歡VR技術(shù)教學(xué)，458名（62.57%）學(xué)生認為有利于提高學(xué)習(xí)興趣，439名（59.97%）學(xué)生認為有利于記憶，455名（62.16%）學(xué)生認為有利于提高思維能力，406名（55.46%）學(xué)生認為有利于提高操作能力，402名（54.92%）學(xué)生認為有利于提高評估和干預(yù)能力，346名（47.27%）生認為有利于提高溝通能力。

五、教學(xué)反思

改變教學(xué)模式，推廣應(yīng)用VR技術(shù)混合教學(xué)模式是一種比較好的辦法。例如CPR，學(xué)生預(yù)約VR實訓(xùn)室預(yù)習(xí)CPR操作。VR系統(tǒng)提供虛擬仿真環(huán)境，彌補傳統(tǒng)實訓(xùn)室的不足。學(xué)生戴上頭盔，打開系統(tǒng)，就能在虛擬情境中給患者進行心肺復(fù)蘇急救技術(shù)CPR操作，感受、體驗搶救心臟驟?；颊叩倪^程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)CPR的興趣。練習(xí)版有提示，學(xué)生可以根據(jù)系統(tǒng)提示進行操作，但系統(tǒng)只提示大點，如心臟按壓，只提示心臟按壓，未提示怎么按壓，需要學(xué)生思考。如果按壓不對，那么操作無法繼續(xù)，只能停留在心臟按壓這個步驟。這就要求學(xué)生必須記住基本的理論與技術(shù)才能進行實訓(xùn)。又比如，清理呼吸道及開放氣道，學(xué)生需要反復(fù)思考、嘗試才做對，這樣能更好地加深學(xué)生的印象，較快掌握CPR操作流程和技術(shù)。需要注意的一點是，VR技術(shù)提供的是虛擬的操作，并非真實操作。比如，心臟按壓的按壓方法，要求：打開雙膝跪地，身體中線對齊患者兩乳連線;雙掌重疊，十指互扣，手指翹起，兩臂垂直于患者身體進行按壓;按壓深度為5～6cm，按壓頻率為100～120次/分。如果操作正確，那么系統(tǒng)會給出適當(dāng)?shù)脑u價和提示，讓學(xué)生能較快地找到心臟按壓發(fā)力點等。但是學(xué)生在虛擬場景中熟練掌握的操作手法不一定能在現(xiàn)實中應(yīng)用，因為這跟真實的心臟按壓還是有所不同，特別是按壓的力度，在虛擬仿真實驗中是無法體驗的，學(xué)生還需要到傳統(tǒng)實訓(xùn)室練習(xí)，才能真正掌握。也就是說，運用這個教學(xué)技術(shù)的好處是先讓學(xué)生在線上掌握CPR操作流程，以便在線下對高仿真模型人進行練習(xí)時，能較快地找到感覺，更好更快地掌握CPR操作流程和技能，但不能用這個教學(xué)模式完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)方式。

VR技術(shù)嚴格來說還不是很完善，在使用過程中偶爾會出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，表現(xiàn)在：（1）頭盔超出操作區(qū)域時，無法進行CPR練習(xí)。（2）操作的區(qū)域劃不好，操作過程會出現(xiàn)邊界丟失現(xiàn)象。表現(xiàn)為患者隨著操作者走動而移動、雙手未顯示或雙手接觸不到患者，無法進行正常操作，這會直接影響學(xué)生情緒、學(xué)習(xí)效果。建議VR技術(shù)工程師定期對VR系統(tǒng)進行升級、維護、維修，保持VR系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障穩(wěn)定的虛擬仿真學(xué)習(xí)環(huán)境。

VR系統(tǒng)模塊開發(fā)費用較高，并需要不斷完善硬件設(shè)施、軟件設(shè)計、內(nèi)容生成、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，后期還需要系統(tǒng)維護、更新、管理及頭盔更換等，維護和使用的費用較高，影響VR技術(shù)的推廣。建議提高VR技術(shù)，降低研發(fā)成本，以便提高VR技術(shù)使用規(guī)模，促進VR技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。因此，建議虛擬仿真技術(shù)編程工程師與臨床專家、高校教師深度合作，共同完善VR內(nèi)容和技術(shù)，以滿足教學(xué)需求。

綜上所述，VR技術(shù)混合教學(xué)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合能力。但由于是初次試行，因此還存在諸多問題需要解決。雖然技術(shù)設(shè)備成本較高，要想普及還存在一定的困難，但總的說來，它能與傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)模式相配合，具有很高的應(yīng)用價值。

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注：本文系2019年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目（VR技術(shù)在高職護理實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究與實踐，編號：GXGZJG2019B105）成果之一。

作者簡介：譚維玉，碩士研究生，副主任護師，研究方向為護理教育;譚軍，通訊作者，碩士研究生，講師，研究方向為讀者服務(wù)及閱讀推廣。

（責(zé)編 盧建龍）