AR技術在護理學生心肺復蘇教學中的應用研究

鄭玉春，陳蘇蓮，袁 雙

（福建省福清衛生學校，福建 福州 350300）

增強現實技術（AR技術）是一種將真實世界信息與虛擬世界信息“無縫”集成的新技術。隨著AR技術的日益成熟，這種技術逐漸深入人們生活的各個領域[1]。AR技術是在教育領域進行跨界，融合新的技術手段，學生可以在虛實結合的學習情境中進行自主探索，此技術手段為課堂提供了新的教學方式，使知識的學習具有情境性和交互性[2]。心肺復蘇（Cardio Pulmonary Resuscitation，CPR）是對心臟驟停患者的主要施救方式，高質量的CPR可以提高心臟驟?；颊叩拇婊盥蔥3]?！?015年美國心臟協會心肺復蘇及心血管急救指南》[4]（以下簡稱《指南》）強調了實施高質量心肺復蘇的必要性和重要性。高質量的CPR應該是最大限度減少按壓的中斷、心臟按壓時保證足夠的頻率和按壓深度、心臟按壓時避免屈身以及避免過度通氣；按壓力度和吹氣量合理準確；按壓部位、按壓中斷時間、按壓頻率、是否充分回彈、按壓點移動、開放氣道的角度符合《指南》的要求[5]。為保證主要臟器足夠血液灌注，胸外按壓要用力、快速（頻率100～120次／分，幅度5～6厘米）[6]。隨著按壓時間的增加，救護人員的按壓力度也會隨之減輕，且在自己精疲力盡前無法察覺。因此，提高護理專業學生CPR技能至關重要。自2017年9月至2019年9月，本課題研究小組將AR技術應用到護理學生心肺復蘇教學中，取得了較好的效果，現報道如下。

1 對象

隨機抽取我校護理專業同年級1個班40人為試驗組，另1個班40人為對照組。兩組學生均為女生，年齡16～20歲。兩組由同一位教師授課，教材、教學計劃、教學時數、教學用物和教學環境相同。兩組學生第一學期各科平均成績經統計學分析，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

2 方法

2.1 開發適用于CPR教學的AR軟件

本研究擬將AR技術融入CPR教學，由課題組和軟件工程師配合，共同開發了一款適用于CPR教學和練習的AR軟件。學生利用該軟件操作練習時，能在虛擬客戶端同步看到自己“身臨其境”的搶救過程。在操作過程中可以看到按壓時血液從“患者”心臟流出，放松時血液從四周返回心臟，人工呼吸時“患者”胸廓被動擴張等整個過程。為更好地掌控按壓力度和吹氣量大小，軟件中根據CPR的客觀指標要求，對按壓深度和吹氣量大小都設置了上下限并附有語音提醒。在練習過程中，學生可以根據按壓、呼吸曲線變化調整按壓的深淺度、吹氣量的大小，同時，在練習過程中，當按壓部位、按壓中斷、按壓頻率、充分回彈、按壓點移動、開放氣道的角度等操作失誤，虛擬客戶端也會出現語音提醒，學生可以及時糾正。每次練習結束，虛擬客戶端還能自動統計學生的操作練習情況，方便教師、學生及時了解教學及學習中的不足，進行針對性強化。

2.2 干預方法

試驗組運用AR技術進行教學，教師授課兩個學時后，學生進入AR模擬病房進行8學時的CPR操作練習，用國賽CPR模擬人和軟件實施操作“人人過關”考核，操作“人人過關”考核即本校對所有學習該操作的學生進行考核并要求其分數務必達到80分以上，才算該生該操作過關。對照組運用傳統方法進行教學，同一教師同樣方法授課兩個學時后，學生進入普通病房進行8學時的CPR操作練習，用國賽CPR模擬人和軟件實施操作“人人過關”考核。干預時間為3個月。

2.3 效果評價

效果評價指標：（1）兩組學生CPR操作考核成績評價；（2）兩組學生CPR操作考核中各個客觀指標的評價；（3）兩組學生對各自CPR教學方法課堂學習情況的評價。其中兩組學生CPR操作考核成績和CPR操作考核中各個客觀指標的評價全部用國賽CPR模擬人和軟件實施操作“人人過關”考核。評分標準采用2019年國賽的CPR評分標準，每個考生都由相同的3位教師考評，3位教師的平均分為學生的最后成績。其中CPR操作考核中各個客觀指標的評價包括正確按壓次數、頻率錯誤次數、按壓部位錯誤次數、未充分回彈次數、中斷大于10秒次數、吹氣量正確次數、開放氣道錯誤次數。而CPR教學方法課堂學習情況的評價采用問卷調查的形式，問卷內容包括提高自主學習能力、提高溝通能力、提高創新能力、提高團隊協作能力、提高學習興趣、增強成就感。每項均采用3級評定，即明顯提高、基本提高和沒有提高，明顯提高和基本提高均計為提高。在課程結束前，采用無記名方式，以班級為單位由授課教師集中發放問卷，要求在15分鐘內完成，問卷有效回收率為100%。

2.4 統計學方法

數據采用SPSS 23.0軟件進行統計處理。

3 結果

3.1 兩組學生CPR操作考核中各個客觀指標得分和總成績（見表1）

表1 兩組學生CPR操作考核中各個客觀指標得分和總成績（±s，分）

表1 兩組學生CPR操作考核中各個客觀指標得分和總成績（±s，分）

組別 正確按壓次數 頻率錯誤次數 按壓部位錯誤次數 未充分回彈次數 中斷大于10秒次數 吹氣量正確次數 開放氣道錯誤次數 總成績試驗組對照組tP 147.95±3.74 135.80±18.65 14.136 0.000 2.23±5.44 12.28±15.13 19.434 0.000 0.03±0.16 0.78±1.53 43.606 0.003 0.10±0.38 2.20±4.11 28.106 0.002 0.43±0.93 1.33±1.46 33.271 0.001 9.05±1.71 7.20±3.29 17.748 0.002 0.73±0.94 1.89±0.94 1.142 0.000 92.80±3.65 84.65±4.79 0.537 0.000

3.2 兩組學生對各自CPR教學方法課堂學習情況的評價（見表2）

表2 兩組學生對各自CPR教學方法課堂學習情況的評價（±s，分）

表2 兩組學生對各自CPR教學方法課堂學習情況的評價（±s，分）

組別 提高自主學習能力 提高溝通能力 提高創新能力 提高團隊協作能力 提高學習興趣 增強成就感試驗組對照組tP 14.60±0.81 9.43±2.74 45.988 0.000 14.30±1.20 9.22±2.79 16.850 0.000 13.98±1.23 8.55±3.10 22.713 0.000 14.43±1.03 9.08±3.05 39.537 0.000 13.90±1.30 9.48±2.58 19.781 0.000 14.65±0.86 8.78±2.79 37.936 0.000

4 討論

4.1 AR技術可提高護理學生CPR教學質量

本研究結果顯示，試驗組學生CPR操作考核中總成績以及正確按壓次數、吹氣量正確次數得分顯著高于對照組（P＜0.05），而頻率錯誤次數、按壓部位錯誤次數、未充分回彈次數、中斷大于10秒次數、開放氣道錯誤次數得分顯著低于對照組（P＜0.05）。這說明AR技術提高護理學生CPR教學質量效果顯著。表2為兩組學生對各自CPR教學方法課堂學習情況的評價，試驗組學生提高自主學習能力、提高溝通能力、提高創新能力、提高團隊協作能力、提高學習興趣、增強成就感方面的評分均顯著高于對照組（P＜0.05）。這說明將AR技術融入CPR教學效果優于傳統教學。分析原因可能有下面幾個方面：（1）解決了傳統教學中原理難理解的問題。AR技術將CPR操作過程中按壓時血液從心臟流出，放松時血液從四周返回心臟，人工呼吸時胸廓被動擴張等整個過程可視化，變不可見為可見，從而解決了傳統教學中原理難理解的問題。（2）增加了學習的趣味性。學生在操作練習時，能在虛擬客戶端同步看到自己“身臨其境”的搶救過程，增加了學習趣味性。（3）提高了練習質量。在練習過程中，學生可以根據“患者”呼吸曲線的變化調整按壓的深淺、吹氣量的大小，解決按壓力度和吹氣量大小無法掌控的難題。

4.2 AR技術融入CPR教學的理論與實踐依據

（1）AR技術融入CPR教學符合建構主義學習理論。建構主義學習理論提倡情境性教學和合作學習，認為學生的知識是在一定的情境下，借助他人的幫助、交流、合作，通過建構而獲得的。試驗組學生正是通過這種AR技術提供的情境，通過小組之間的互助合作而取得教學質量的全面提高。（2）AR技術融入CPR教學符合杜威“從做中學”學習理論。CPR技能教學以學生為主體，在AR技術創建的情境中不斷進行操作練習，學生從實操中完成對按壓部位、按壓中斷時間、按壓頻率、是否充分回彈、按壓點移動、開放氣道的角度等的把控，調動了學習積極性，突出技能要求、操作流程和操作要點，注重知識和技能相結合。（3）AR技術融入CPR教學符合新規范、新理念要求。一方面《指南》強調了實施高質量心肺復蘇的必要性和重要性；另一方面，近年來，教育信息化成為我國教育事業發展的重要戰略，國家相繼出臺了《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》《教育信息化“十三五”規劃》《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》等文件，將教育信息化發展提到教育發展的重要地位。將AR技術運用到護理技能教學中，對職業院校教研教改提出新要求，能更好地推動教育思想和理念的轉變。