趙子冉，郭洪花，周 蓉，張彩虹

海南醫(yī)學院，海南 571199

虛擬仿真（virtual simulation，VS）技術(shù)是指通過計算機模擬技術(shù)來創(chuàng)建和體驗虛擬環(huán)境。目前，該技術(shù)已廣泛用于國內(nèi)外各領(lǐng)域。助產(chǎn)士是護理隊伍中的一個特殊群體，其理論知識及技術(shù)操作水平直接關(guān)系到母嬰生命安全[1]。自2017 年教育部正式批準在我國高校設(shè)置助產(chǎn)本科專業(yè)以來，全國開設(shè)助產(chǎn)本科專業(yè)的院校數(shù)量急劇增加。隨著產(chǎn)婦及其家屬對分娩隱私及自我保護意識的加強，助產(chǎn)專業(yè)學生在臨床實踐中的動手操作機會越來越少，嚴重影響助產(chǎn)教學質(zhì)量[2]。助產(chǎn)專業(yè)學生必須經(jīng)過專業(yè)培訓才能勝任助產(chǎn)工作，但目前的培訓存在針對性差、實用性不強的弊端[3?4]。有研究指出，我國助產(chǎn)士數(shù)量少，技術(shù)水平及核心勝任能力有待提高[5?6]。因此，亟須改變助產(chǎn)教學及培訓方法，以順應(yīng)時代發(fā)展要求，培養(yǎng)高素質(zhì)助產(chǎn)人才[7]。虛擬仿真技術(shù)在教學中的應(yīng)用具有可重復(fù)性、逼真性、可視化等優(yōu)點，現(xiàn)對虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學中的應(yīng)用情況進行綜述，分析虛擬仿真技術(shù)的不足，旨在為助產(chǎn)教學領(lǐng)域的工作人員充分利用虛擬仿真技術(shù)提供新的視角和參考依據(jù)。

1 虛擬仿真技術(shù)的起源與發(fā)展

自20 世紀80 年代美國學者拉尼爾正式提出虛擬仿真技術(shù)以來，其作為一門新興學科蓬勃發(fā)展，具有沉浸性、交互性、逼真性及感知性特點[8]。目前，該技術(shù)已被廣泛用于軍事、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域[9]。我國引入虛擬仿真技術(shù)較晚，20 世紀90 年代該技術(shù)才開始被應(yīng)用于護理領(lǐng)域[10]。目前，虛擬仿真技術(shù)在國外護理研究熱點逐漸從護理教育過渡到康復(fù)護理、心理健康等領(lǐng)域，國內(nèi)主要用于護理教學過程中[11]。

2 虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學中應(yīng)用的意義

基于虛擬仿真技術(shù)的助產(chǎn)教學是依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬環(huán)境和虛擬對象的新型教學方式[12]。虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學中具有較強的適應(yīng)性，可根據(jù)教學內(nèi)容、授課對象、教學目標與需求選擇合適的虛擬仿真技術(shù)進行教學設(shè)計與應(yīng)用，可以在一定程度上彌補傳統(tǒng)教學的不足。虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學中可以構(gòu)建一個與臨床環(huán)境相同的虛擬環(huán)境，借助相關(guān)的設(shè)備與虛擬對象進行交互得到一定的感知反饋，學生可以借助手機等移動設(shè)備在虛擬環(huán)境中完成臨床護理操作，解決傳統(tǒng)教學中時間、地點、設(shè)備、教學病例等限制性問題[13]。傳統(tǒng)教學中的實訓教學脫離真實的臨床情景[14]，虛擬仿真技術(shù)以臨床真實病例和真實環(huán)境為基礎(chǔ)，保證與臨床接軌，參照真實的產(chǎn)房、助產(chǎn)士、產(chǎn)婦、新生兒等人物，借助三維建模技術(shù)構(gòu)建高度仿真的虛擬產(chǎn)房和產(chǎn)婦等，可模擬多種臨床真實情景，并且通過多感知覺特點制造高沉浸感，從而激發(fā)學生的學習興趣。在虛擬環(huán)境中，學生可通過虛擬仿真技術(shù)提前接觸臨床情景，提高其臨床思維能力、溝通能力及綜合護理能力。此外，虛擬仿真技術(shù)具有形象化、重復(fù)性的優(yōu)點。助產(chǎn)教學過程具有一定的抽象性，虛擬仿真教學能夠?qū)⒔虒W過程可視化、形象化，加深學生的理解。重復(fù)性特點可彌補傳統(tǒng)教學中實踐機會少的弊端，學生在漸進和反復(fù)嘗試的過程中，其錯誤反應(yīng)會隨著重復(fù)次數(shù)的增多而減少，最終提高操作技能的熟練程度[15]，進而提高學生的自信心[16]，激發(fā)學生的學習興趣。虛擬仿真技術(shù)作為一種新興的教育方法，引入到助產(chǎn)教學領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實意義。

3 虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)理論教學中的應(yīng)用 姜小鷹等[17]將虛擬仿真技術(shù)運用于助產(chǎn)理論教學中，教師可在透視、360°旋轉(zhuǎn)模式下講解4 步觸診、陰道指診、分娩機制等，并將其形象化，以提高學生的想象力，幫助學生更好地理解和掌握助產(chǎn)知識，與Hardie 等[18]研究結(jié)果一致。黃海龍[19]基于Mimics 軟件構(gòu)建虛擬3D女性骨盆模型，提高了助產(chǎn)專業(yè)學生學習趣味性，學生可從任意角度對該模型進行旋轉(zhuǎn)和切割，能夠全方位地觀察骨盆結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的二維解剖圖譜比較，虛擬3D 女性骨盆模型有更準確的空間定位。研究者將該模型用于助產(chǎn)專業(yè)學生的解剖教學中，對照組使用傳統(tǒng)多媒體PPT 教學方法，兩組教學結(jié)束后對學生的理論成績、骨盆標識掌握程度、教學滿意度進行測評，結(jié)果顯示，觀察組教學效果優(yōu)于對照組，與王明炎等[20?21]研究結(jié)果一致。趙艷忠等[22]將虛擬仿真技術(shù)用于臨床本科生女性盆腔教學中，學生借助手持控制器可與計算機界面進行交互，通過手動操作改變界面中的立體環(huán)境，觀察組采用傳統(tǒng)方法結(jié)合Dextroscope 三維圖視系統(tǒng)教學方式，對照組采用傳統(tǒng)多媒體及模型教學，教學結(jié)束后對兩組教學效果進行測評發(fā)現(xiàn)，觀察組考核成績優(yōu)于對照組，說明虛擬仿真技術(shù)對女性盆腔教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學方式。該研究認為學生在虛擬仿真教學中能夠反復(fù)進行操作練習，降低了學習成本，提高了學習自主性。由此可見，虛擬仿真技術(shù)在降低教學成本、增加學生實踐機會方面具有可行性。Hanson等[23]將沉浸式虛擬仿真技術(shù)用于護理和助產(chǎn)專業(yè)本科學生藥理學理論教學，以加強學生對藥物作用機制的理解，觀察組使用可呈現(xiàn)三維物體的液晶平板電腦進行教學，對照組使用傳統(tǒng)二維可視化技術(shù)（普通液晶面板）進行教學，在兩組教學開始前及結(jié)束后對學生進行知識獲取程度、舒適度體驗、滿意度等測評。結(jié)果顯示，觀察組學生對知識的有效獲取高于對照組，表明虛擬仿真技術(shù)能夠提高學生對知識的掌握程度，與Richardson等[24]的研究結(jié)果一致，同時研究表明，學生使用舒適感體驗較好，滿意度方面雖然兩組差異無統(tǒng)計學意義，但觀察組評分高于對照組，說明學生對于虛擬仿真技術(shù)教學有著更高的積極性和熱情。今后研究者可以在虛擬仿真的基礎(chǔ)上嘗試融入不同的虛擬現(xiàn)實技術(shù)元素，創(chuàng)新虛擬仿真教學模式，提高助產(chǎn)教學質(zhì)量。

3.2 虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)實訓教學中的應(yīng)用

3.2.1 虛擬仿真技術(shù)在國外助產(chǎn)實訓教學中的應(yīng)用

國外虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)實訓教學中的發(fā)展相對成熟，側(cè)重于臨床助產(chǎn)急癥方面的應(yīng)用。Urbanová 等[25]基于計算機程序創(chuàng)建了一個包含不同類型（如早產(chǎn)、妊娠糖尿病、無效母乳喂養(yǎng)、產(chǎn)后出血、在家突然分娩等）虛擬病人的虛擬仿真系統(tǒng)，這些虛擬病人都是基于明確的教學目標和教學設(shè)計而研發(fā)的，且優(yōu)先選擇真實的臨床病例，設(shè)計多種處理方案，鍛煉學生的臨床思維能力，學生通過計算機可以扮演虛擬系統(tǒng)中的虛擬角色（如醫(yī)生、助產(chǎn)士），對虛擬病人的情況做出決策，該系統(tǒng)在助產(chǎn)學生中進行了初步應(yīng)用，學生對虛擬病人有著積極的評價。該研究認為，基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬病人能夠幫助學生學習少見的臨床病例，提高學生學習的自信心。該研究根據(jù)學生的反饋進行二次開發(fā)，并推廣應(yīng)用于當?shù)氐尼t(yī)院。由此可見，基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬病人在臨床教學中具有一定的可行性，未來可將基于臨床真實病例的不同虛擬病人引入助產(chǎn)教學中，以幫助學生熟悉臨床護理工作，提高臨床思維能力。Scamell 等[26]借助虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)建了虛擬社區(qū)并應(yīng)用于大學一年級助產(chǎn)專業(yè)學生，在虛擬社區(qū)中，學生可以在線學習，通過扮演虛擬的助產(chǎn)士角色對虛擬產(chǎn)婦做出臨床決策，也可以通過扮演虛擬產(chǎn)婦角色來體驗孕婦的感受，提高學生的同理心和共情能力。此外，Phillips 等[27]基于Live Sim 軟件開發(fā)了包含不同虛擬孕婦的虛擬產(chǎn)科診所，并將該虛擬仿真技術(shù)運用于助產(chǎn)本科生和研究生實踐教學中，虛擬產(chǎn)科診所主要教學內(nèi)容為如何更好地為孕早期婦女提供初級保健服務(wù)及社會支持。虛擬產(chǎn)科診所在助產(chǎn)專業(yè)學生中的應(yīng)用獲得了較高的評價。基于該教學，研究者認識到繼續(xù)研發(fā)孕晚期、分娩等虛擬產(chǎn)科診所系統(tǒng)的必要性和可行性。Balasubramaniam 等[28]對兩所學校的助產(chǎn)本科生和研究生進行了虛擬仿真教學與傳統(tǒng)教學結(jié)合的混合模式教學，虛擬教學采用印度護理委員會設(shè)計的一個72 h 的虛擬培訓包，該軟件側(cè)重于孕產(chǎn)婦和新生兒保健服務(wù)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后護理和計劃生育。學生通過虛擬教室與有經(jīng)驗的教師進行互動，并且可在虛擬監(jiān)督下進行助產(chǎn)技能練習。教學結(jié)束后采用客觀結(jié)構(gòu)化臨床考試（objective structured clinical examination，OSCE）方法對教學效果進行評價。結(jié)果顯示，采用混合教學法的學生考核分數(shù)優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學法的學生，說明虛擬仿真技術(shù)可在助產(chǎn)實訓教學中推廣。此外，該研究認為混合教學方法能夠彌補基礎(chǔ)教學設(shè)施差、教師能力及資源不足的傳統(tǒng)教學現(xiàn)狀。因此，研究者在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的同時必須重視教學設(shè)計，對教學模式進行創(chuàng)新和優(yōu)化，將傳統(tǒng)教學的優(yōu)點和虛擬仿真教學的優(yōu)點結(jié)合起來才能達到好的教學效果[29]。Umoren 等[30]將虛擬仿真技術(shù)用于助產(chǎn)士的新生兒復(fù)蘇技能培訓中，該APP 設(shè)置了新生兒常規(guī)護理、復(fù)蘇及正壓通氣的虛擬模擬場景，助產(chǎn)士通過手機與虛擬環(huán)境進行簡單的交互。研究者將該方法與傳統(tǒng)教學方法教學效果進行比較，在干預(yù)結(jié)束時及干預(yù)后1 個月、3 個月、6 個月技能考試及OSCE 考試，結(jié)果顯示，干預(yù)結(jié)束時兩種教學方法技能考核評分比較差異無統(tǒng)計學意義，但在隨訪過程中發(fā)現(xiàn)，接受虛擬仿真課程助產(chǎn)士的技能考試和OSCE 通過率均高于接受傳統(tǒng)教學的助產(chǎn)士，且對技能知識的遺忘率下降較慢。此外，虛擬仿真技術(shù)也被應(yīng)用到遠程教學中。Daly 等[31]將基于分布式虛擬仿真系統(tǒng)的虛擬課堂（virtual classroom，VC）應(yīng)用于丹麥和芬蘭助產(chǎn)專業(yè)學生的在線交流學習，該系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)會議軟件建立聊天室，會議頁面上可顯示發(fā)言人的現(xiàn)場視頻及講課幻燈片，學生在聊天室內(nèi)可以在線進行口頭交流。會議結(jié)束后，研究者對學生討論的內(nèi)容進行主題分析，以此了解兩個國家在助產(chǎn)教育和工作方面的差異。此外，學生認為虛擬課堂能夠了解不同文化背景下的助產(chǎn)教育發(fā)展情況，提高自己在課堂上的學習積極性，但其還存在網(wǎng)絡(luò)不流暢的問題。由此可見，虛擬課堂在基于空間限制的學習交流方面的應(yīng)用具有一定的可行性，但仍需要加強技術(shù)改革，優(yōu)化學生的體驗感，使之更好地應(yīng)用于助產(chǎn)教學。

3.2.2 虛擬仿真技術(shù)在國內(nèi)助產(chǎn)實訓教學中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)在我國助產(chǎn)教學中的應(yīng)用較晚，但發(fā)展?jié)摿^大。2019 年護理學7 項國家虛擬仿真實驗教學項目的認定中，助產(chǎn)類項目有2 項[17,32]。其中一項為福建醫(yī)科大學研發(fā)設(shè)計的分娩護理虛擬仿真實驗教學項目[17]，研究者將其以線上線下混合教學模式應(yīng)用于本科護理及助產(chǎn)方向的助產(chǎn)學課程。教學結(jié)束后通過問卷調(diào)查對教學效果進行評價，包括對虛擬教學系統(tǒng)和虛擬仿真實驗教學模式的評價，結(jié)果表明，學生對虛擬仿真教學系統(tǒng)和教學模式的主觀評價較好。李國正等[33]認為虛實結(jié)合的混合教學模式有利于學生理論、技能成績和自主學習能力的提高。宋春雪等[34]將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于護理專業(yè)學生的分娩實訓課程中，觀察組在傳統(tǒng)教學的基礎(chǔ)上采用線上虛擬仿真技術(shù)教學，對照組采用傳統(tǒng)教學，結(jié)果顯示，虛擬仿真技術(shù)能夠提高學生的理論和技能成績。學生對虛擬仿真技術(shù)能夠提高操作自信心、學習興趣方面有較高的評價。這與姜小鷹等[17]研究結(jié)果一致，可能是因為虛擬仿真教學系統(tǒng)和教學模式的良好結(jié)合有助于學生更好地理解抽象知識、更好地進行臨床思維訓練，激發(fā)了學生學習的自信心。但部分學生認為虛擬仿真技術(shù)不能很好地提高溝通能力和人文關(guān)懷能力，原因可能與學生在該過程中未使用交互設(shè)備、缺乏沉浸感有關(guān)，導(dǎo)致其不能與系統(tǒng)中的虛擬產(chǎn)婦進行良好的交互，無法真實體會產(chǎn)婦的真實感受和情緒變化。故在今后的虛擬仿真教學設(shè)計中，應(yīng)進一步提高技術(shù)的沉浸感，加入人文關(guān)懷元素，以提升學生的溝通能力和共情能力。周倩倩等[35]設(shè)計的虛擬仿真助產(chǎn)教學內(nèi)容中產(chǎn)婦采用自由體位分娩、新生兒復(fù)蘇等虛擬案例培養(yǎng)學生的臨床思維能力，技能訓練方面設(shè)置了4 步觸診、平產(chǎn)接生等常見案例；對交互性和沉浸性要求高的操作案例（如肩難產(chǎn)、骨盆案例、產(chǎn)鉗術(shù)案例等）則結(jié)合了增強式虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)，將數(shù)據(jù)手套應(yīng)用在實訓教學中，通過該設(shè)備可精確定位手部運動，從而實現(xiàn)用雙手操控虛擬對象，有著較高的交互性、沉浸感。該研究認為虛擬仿真技術(shù)能夠優(yōu)化學生的學習體驗，提高學生學習的積極性，有利于培養(yǎng)其臨床思維能力。羅瓊等[36]研究表明，虛擬仿真教學能夠提高學生技能操作成績，但不能提高臨床思維能力，這與多項研究結(jié)果[25,37?39]不一致，可能與不同研究的應(yīng)用主體、教學模式、虛擬病例、評價工具等方面的差異有關(guān)。由此可見，針對不同的學生，要選擇合適的虛擬病例和教學設(shè)計，在教學評價方面也需確定客觀、統(tǒng)一的評價標準，以明確虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用效果。

4 虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學中應(yīng)用的不足之處

雖然虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)理論和實踐教學中都取得了良好的效果，但其在技術(shù)、教學融入方式等方面還有待改進。有使用者反映，虛擬教學平臺存在運行流暢度差、服務(wù)器不穩(wěn)定、服務(wù)系統(tǒng)的承載性小等問題[32,40]。另外，在虛擬案例方面還需要多樣化的設(shè)計，國外的虛擬案例多集中于臨床產(chǎn)科急癥的應(yīng)用，注重臨床思維和人文關(guān)懷的培養(yǎng)[25,27?28]；國內(nèi)多集中于單項的助產(chǎn)技能訓練，提高了學生的理論成績和技能成績，但對學生的臨床思維能力、人文素養(yǎng)、護患溝通能力的影響較小。因此，在以后的虛擬案例設(shè)計過程中，本著“能實不虛”的原則，著重設(shè)計教學中學生難以接觸的臨床案例，適當將案例復(fù)雜化并加入思政元素，以鍛煉學生的臨床思維能力，提高學生的人文素養(yǎng)。由于虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛興起，各項技術(shù)及教學模式的設(shè)計都需要持續(xù)改進。此外，虛擬仿真技術(shù)與傳統(tǒng)教學方法有較大的不同，目前的評價標準不全面，需要改變教學效果評價方法，建立客觀的教學評價標準[41]。

5 小結(jié)

虛擬仿真技術(shù)作為新興的教學工具符合現(xiàn)代護理教育的發(fā)展要求，將其用于助產(chǎn)理論與實踐教學是大勢所趨，且大多數(shù)研究證明，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可有效提高學生的臨床技能操作能力、觀察能力、思維決策能力等。但目前虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)教學領(lǐng)域應(yīng)用較少，還需進一步擴大應(yīng)用面，以確定其在教學效果方面的有效性。今后護理及助產(chǎn)教育工作者對虛擬仿真教學還需要進行更深入的探索，包括在虛擬案例、教學內(nèi)容、教學模式等方面的創(chuàng)新和優(yōu)化，以加強校企合作，提高技術(shù)應(yīng)用在沉浸性、交互性方面的優(yōu)化，提高虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)領(lǐng)域的教學效果。