虛擬仿真情景模擬平臺在張力性氣胸急救教學的應用

林雯娟 劉宏偉 陳春源 謝 銳 梁 柱 楊春燕 王志剛 李思寧

線上線下混合式教學形式已經成為必然趨勢,教育信息化結合下的技能教學與培訓也是大勢所趨[1,2]。傳統的線上資源多以圖文、教學視頻為主,僅僅把部分教學內容放在線上讓學生自學,交互性欠缺,未能從根本上解決學生對優質線上資源的需求。胸外科急診創傷搶救相關臨床技能操作多為有創操作,潛在的醫療風險大,醫學生的技能培訓機會往往較欠缺[3]。

虛擬現實技術可以通過計算機形成模擬情景,將多源信息融合從而讓學生有人機交互的沉浸式體驗[4]。以虛擬仿真情景模擬為基礎的臨床“危機化管理”的模擬化教學是外科學實踐教學的一種新的教學模式[5]。虛擬仿真情景模擬技術以其獨特的優勢與臨床教學結合,使學生通過沉浸式操作,在視覺、觸覺、聽覺的多重刺激反饋下學習各種臨床操作,且可以在一定程度上緩解師資、場地、教學用具不足與學生人數過多之間的矛盾,提高教學質量和醫療安全[6,7]。

本教學團隊依托我校國家級首批虛擬仿真實驗教學項目、廣東省虛擬仿真實驗中心進行了基于虛擬仿真情景模擬平臺的張力性氣胸急救教學,積累了一些教學經驗并取得了一定效果,現報道如下。

一、教學對象

來筆者醫院心胸外科進行臨床見習的2017級廣東醫科大學臨床醫學專業本科生,共158人。學生簽署了參與該教學項目的知情同意書,能夠配合考核和問卷反饋工作。將158名學生按課程實施的先后順序分為兩組:傳統教學組75名,虛擬仿真情景模擬教學組83名。兩組學生在《外科學總論》這門前置課程的理論及操作考核成績比較,差異無統計學意義(P<0.05)。在見習教學中,虛擬仿真情景模擬教學組在保持教學內容不變的情況下,將部分課時調整為虛擬仿真實驗平臺輔助教學。見習授課按照虛擬仿真情景模擬教學組和傳統教學組分開實施。虛擬仿真情景模擬教學組采用虛擬仿真系統自學自練、線下課堂實操教學的形式,傳統教學組實行傳統的專題培訓見習教學模式,即病例引入后進行臨床操作訓練,兩組見習教學由同一位高年資教師負責。

二、教學培訓方法

1.教學授課方法:(1)虛擬仿真情景模擬組的學生首先觀看張力性氣胸的急診救治視頻,再由臨床帶教教師以張力性氣胸構建胸外科急診真實的臨床危機實踐情景,介紹具體的操作步驟、關鍵點及急診危機處理等注意事項;提供模擬情景案例,讓學生在虛擬仿真平臺及仿真模型上進行實操練習,然后由帶教教師總結張力性氣胸的完整處理步驟,最后讓學生進行危機化處理操作考核。其中教師講授及虛擬仿真平臺練習1學時,實操練習1學時,考核2學時。(2) 傳統教學組在病例引入后即進行傳統單項技能操作訓練,無虛擬仿真平臺自由練習時間,其他與虛擬仿真情景模擬組教學實施方案相同。其中教師講授及實操練習2學時,考核2學時。

2.考核方式:本次考核采用基于醫學模擬人的標準化操作考試模式,考試項目為臨床場景下的張力性氣胸的急診處置。從學生進站開始計時,記錄學生完成操作的總時長。考核內容采用標準化考核量表,包括病情診斷、操作前準備、消毒鋪巾、麻醉、穿刺過程、無菌原則、人文關懷7個環節,滿分為100分。操作考核由同一名教師完成,以增加考核信度。操作評分量表由課題負責人制定并經過課題小組討論通過。學生隨機抽簽決定個人考核順序。操作考核完成后,學生分別填寫《張力性氣胸技能教學滿意度問卷調查表》,調查項目包含本次培訓能在多大程度上提高自身的臨床應變能力、臨床思維能力、團隊合作能力、實際操作能力以及對本次培訓的滿意度。匯總兩組學生的操作考核成績及問卷調查結果。

三、結 果

1.總體學習情況比較:虛擬仿真情景模擬教學組學生的操作考核成績高于傳統教學組,且虛擬仿真情景模擬教學組學生完成操作的時長比傳統教學組短,差異有統計學意義(P<0.01)。在病情診斷、穿刺過程、人文關懷部分虛擬仿真情景模擬教學組學生得分顯著高于傳統教學組(P<0.01)。但兩組在操作前準備、消毒鋪巾、麻醉、無菌原則部分的得分比較,差異無統計學意義(P>0.05),詳見表1。

表1 仿真情景模擬教學組與傳統教學組學生成績分析 (分,

2.學生對教學效果的評價:共發放問卷 158份,收回有效問卷158 份,問卷回收率 100%。調查結果顯示,2017級臨床醫學專業虛擬仿真情景模擬教學組學生對臨床應變能力、臨床思維能力、團隊合作能力、實際操作能力及滿意度5個方面的評分高于傳統教學組(P<0.05),且在自評的實際操作能力評價方面,虛擬仿真情景模擬教學組顯著高于傳統教學組(P<0.01,表2)。

表2 仿真情景模擬教學組與傳統教學組學生對兩種教學法的評價 (分,

四、討 論

隨著“互聯網+”概念深入教學領域,成熟的虛擬仿真技術為多樣化教學資源開發提供了更多的可能[8, 9]。醫學因服務對象為真實病患,在教學中很難百分百還原真實醫療場景,隨著虛擬技術日益成熟,醫學教學發生了質的變化,教學與真實臨床工作之間的鴻溝逐漸縮小。

1.虛擬仿真情景模擬教學突破了傳統教學的局限性,能有效提高侵入性醫療操作的教學質量。本研究發現虛擬仿真情景模擬教學組學生完成操作的時長比傳統教學組短,差異有統計學意義(P<0.01),充分體現虛擬仿真情景模擬教學的最大優勢:沉浸式重復練習。虛擬仿真平臺可以讓學生盡快熟悉并充分掌握操作流程,提高學生的自信心及操作能力。在病情診斷、穿刺過程、人文關懷部分,虛擬仿真情景模擬教學組學生的得分顯著高于傳統教學組(P<0.01)。這表明虛擬仿真情景模擬教學在高度還原場景的情況下,提高了學生對疾病診斷與治療的認識,同時加強了學生與患者交流的培訓,獲得很好的人文關懷培養。同時反復真實場景還原下的操作,會有傳統教學不曾有的負反饋,可以讓學生更能深刻理解穿刺的難點及要點,更快掌握穿刺過程。但是與傳統教學組比較,虛擬仿真情景模擬教學組學生在操作前的準備、消毒鋪巾、麻醉、無菌原則等方面的評分沒有明顯提升 (P>0.05),這是由于虛擬仿真平臺更多注重的是操作步驟本身,但操作細節處理,如學生穿刺后的物品放置、穿刺過程中的操作有可能是違反無菌原則的,這需要教師在課堂中發現并糾正[10]。教師需以學情出發,通過線上線下混合式課堂的精妙設計,融合多種教學方法和手段,方能彌補虛擬仿真情景模擬教學在實驗教學中的缺陷。

2.學生對虛擬仿真情景模擬教學充分認可。本研究結果顯示,虛擬仿真情景模擬教學組學生在臨床應變能力、臨床思維能力、團隊協作能力及滿意度5個方面均得到了顯著提升,學生對教學效果的滿意度顯著升高,這與國內同類研究結果相似,虛擬仿真實驗組的學生對本次專項培訓的滿意度達到8.96±1.28分,較傳統教學組高,證明學生對于本次專項培訓的認可[9,11]。筆者認為教學質量的提高可能與教學設計密切相關。首先不受場地及次數限制的虛擬仿真練習讓學生對張力性氣胸的處理有一個形象的、感性的認識;接著過渡到模型上熟練操作步驟。通過平臺的學情統計,明確學生的錯誤次數較多的步驟;在實操課上,給予學生個性化指導。虛擬仿真情景模擬教學讓學生更接近真實場景去應對“患者”,提高了學生的臨床應變能力及臨床思維能力,增強學生自信,團隊合作讓學生得到進步的同時培養了良好的團隊合作能力,讓學生有更好的學習體驗。

3.虛擬仿真情景模擬教學助力臨床技能傳授與人文教育有機結合。本項目發現傳統教學組人文關懷得分(8.03±1.49分)較低,筆者在考核中發現部分學生沒有把模型當成真實患者對待,以向監考老師匯報的形式完成了操作。這是由于臨床醫學教育仍以“三基”為培養核心,缺乏醫患溝通能力、人文關懷能力等素質的培養[11～13]。傳統教學仍以單項臨床技能培訓為主,導致學生僅知道該項臨床技能如何操作,卻不能根據實際的臨床場景出發進行決策,操作中如何進行醫患溝通及人文關懷。本項目以人文素質教育為導向,設計了操作中與患者交流的范本話語,操作中用安慰病患的細節教學,培養了學生的愛傷意識與人文關懷能力,把知識、能力和人文有機地結合起來,達到培養應用型臨床醫學人才的育人目標[14～16]。提示在日后教學中,要有意識進行人文關懷細節教學,助力培養有溫度的醫生,從而緩解病患焦慮,改善患者的就診體驗。

綜上所述,虛擬仿真情景模擬教學下的張力性氣胸急救教學突破了時空的禁錮,具有場地不限、高度情景仿真,互動性強等優勢,一定程度上緩解了教學資源緊缺與學生人數較多的矛盾,給學生提供了個性化學習的解決方案。虛擬仿真情景模擬教學法是一種技術先進、交互性強的教學方法,符合新時代學生的學習習慣,能有效提高他們的學習積極性,有助于提高臨床技能操作的水平。