多模態視角下虛擬現實技術在骨科護理臨床實踐教學中的應用

李龍倜，周慶煥，陳新，王夢荷，杜曉

（湖北醫藥學院附屬太和醫院，湖北 十堰 442000）

虛擬現實技術（VR）是利用多種硬件和軟件設備生成的多維度、3D 立體式、多個感官刺激的虛擬環境，操作者通過佩戴頭戴式顯示器、耳機封閉外界景象、聲音等，通過操作控制器、運動跟蹤器等多種設備，使操作者沉浸在動態景象和行為交互的虛擬世界，通過強烈的視覺、聽覺、觸覺等感官刺激，為操作者帶來豐富的想象、可視化的操作和沉浸式體驗[1]。隨著信息技術的不斷發展，虛擬現實技術在護理領域應用范圍逐步擴大[2]，在護理理論教學、操作技能培訓、臨床護理[3]，如疼痛管理[4]、康復訓練等方面均有廣泛應用，且效果良好[5]，越來越受到國內外護理工作者的關注和重視[6]。多模態理論最早可追溯到公元前4世紀，用以定義融合不同內容的表達形式與修辭方法[7]，近年來被廣泛應用于教育學和認知領域，特別是在信息時代，多種多樣的模態為人類思想表達提供了多元化渠道，成為各類信息資源的主要表現形式[8]。從感知角度來說，模態俗稱感官，多模態是指兩個及以上感官的融合，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等相互交錯，借助信息技術將不同感官刺激后接收到的信息進行融合，有利于提升學習效果，促進知識的深度理解。臨床實踐是醫學生在畢業前到醫療單位進行的一種實踐活動。在傳統的臨床實踐教學中，主要依靠口頭講解、文字交流、操作示范等帶教方式，忽視了使用多模態進行教學，導致護生與患者、教師互動不足，無法充分掌握相關知識，不能有效激發護生的學習興趣和主觀能動性。同時，護生在臨床進行?？茖嵙暺陂g，由于病區細分、病種單一、臨床資源有限、動手機會少等，不能滿足其學習需求。為進一步節約教育成本、增加護生動手機會、促進知識傳播，本研究嘗試從多模態視角將虛擬現實技術應用于骨科護理實習生的臨床實踐教學中，收到了較好的效果，現介紹如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年7 月至2022 年4 月在我院骨科中心進行臨床實踐的60 名護理本科生作為研究對象。將2021 年7 月至2021 年11 月符合納入標準的實習護生30 人設為對照組，將2021 年12 月至2022 年4 月符合納入標準的實習護生30 人設為觀察組。納入標準：實習時間≥4 周；入科前為護理部統一隨機分組；知情同意，自愿參加本次研究。排除標準：實習中途因工作原因轉到其他醫院的護生；累計請假超過2 次的護生。兩組護生均為本科學歷，大一至大三在校理論學習，大四在臨床實踐學習。對照組女生29 人、男生1 人，平均年齡（21.54±0.67）歲；觀察組女生27 人、男生3 人，平均年齡（21.78±0.54）歲。兩組護生在性別、年齡、學歷等一般資料方面比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

1.2 干預方法

對照組采用傳統的跟班制帶教方式進行臨床實踐。護生進入骨科病房后，安排臨床經驗豐富或有專科護士資質、教學能力強、組織溝通能力好的臨床教師進行跟班制帶教。入科第一天，由臨床教師對護生進行科室環境、病種、護理特色、醫生和護士等的介紹，然后按照實習大綱和每周帶教計劃，每日在臨床工作中帶領護生查房、落實各項護理評估與操作、與患者溝通、健康宣教等。技能操作采用教師現場示范演示、護生自行練習的方式，此外每周開展多媒體演示結合臨床案例理論授課一次，共4 次。每兩周開展一次教學查房，由教學組長組織，護生參與并討論。護生出科前組織理論和操作考核。觀察組在傳統帶教方法的基礎上增加并重點使用多模態視角下的虛擬現實技術，具體方案如下。

1.2.1 成立帶教師資小組由1 名護士長總負責，由5 名骨科?？谱o士或具有10 年以上臨床帶教經驗的骨干護士組成帶教小組，小組教師提前進行統一的同質化培訓，理論帶教需通過骨科?？茖W組統一組織的預試講和理論考核，專科技能操作帶教需通過技能考核，以確保教學質量。每名護生根據學校的臨床實習大綱到科室進行4 周的骨科臨床實習。兩組護生使用統一的臨床實習大綱，骨科基礎理論知識內容均為第六版人民衛生出版社出版的《外科護理學》教材內容。

1.2.2 多模態虛擬現實技術教學內容設計帶教師資小組成員收集觀察組實習護生的帶教需求，根據本科生實習大綱、骨科專科病種及護理常規、骨科前沿技術護理要點等，設置多模態虛擬現實技術教學內容。主要包括：（1）骨科環境介紹。由于我院骨科中心下設7 個病區，范圍廣、面積大，很多護生入科后對我院骨科環境不熟悉，沒有一個整體的概念。因此，在甄選骨科環境高清圖片的基礎上配以文字和音頻進行講解并全景導航，利用虛擬設備在護生入科的第一天，除現場介紹所在科室的環境之外，還通過VR 介紹我院骨科中心及骨科康復中心的環境，有效增加了護生對骨科及我院環境的整體熟悉程度，緩解了其初到病房的陌生感，同時通過文化滲透培養了護生對護理工作的職業情感。（2）運動系統解剖結構。進入大四實習階段，護生可能因知識遺忘對運動系統解剖相關知識掌握不牢固，因此通過虛擬設備，將清晰且貼近真實的三維解剖器官、器官模型的磁共振或CT 掃描影像圖片，配以文字和視頻立體講解，供護生觀看和反復學習，給護生充分的視覺模態和聽覺模態刺激，護生佩戴VR 頭盔或增強現實眼鏡，可以從各個角度查看器官，了解結構與功能之間的關系，更好地了解不同器官之間的聯系，提高護生對人體三維結構的認識，增加對運動系統解剖結構的理解。例如，當護生看到髖關節時，就會知曉髖關節周圍骨、關節、肌肉、神經的分布，知曉各個部位之間的關系。（3）骨科常見疾病護理案例集。從臨床真實案例、參考書籍、文獻報道等收集骨科常見疾病的圍術期護理、康復鍛煉、健康教育等相關案例，經過臨床護理專家、?？谱o士、護士長改編后，形成情景模擬式臨床實踐教學案例集，有文字、圖片、視頻、音頻等多種模態。護生通過虛擬現實技術沉浸其中，給其以強烈的視覺、聽覺和觸覺刺激，提高了其學習積極性與主動性。（4）骨科患者護理風險事件案例集。從各類醫學網站、公眾號等總結骨科護理常見風險事件，形成骨科病房常見護理風險事件臨床實踐教學案例集，通過視頻或音頻模態還原事件發生經過的真實場景，沉浸式教學，分步驟指導護生如何進行應急處理，培養其以患者為中心，從確保患者安全的角度出發身臨其境地進行護理。例如，給出下肢骨折患者在康復鍛煉期如何預防跌倒；骨性關節炎患者行關節鏡手術后置有密閉式沖洗管道，如何確保管道引流通暢，不發生非計劃性拔管；骨盆粉碎性骨折患者長期臥床如何避免院內壓力性損傷事件的發生等案例。通過這些案例，不僅加深了護生對知識點的理解，還培養了慎獨精神和風險防范意識。同時，由于骨科亞專業精細、分支多，臨床資源有限，很多病種護生實習時不一定能看到，通過虛擬現實技術可有效彌補這一不足。（5）骨科護理操作技術集。根據骨科?？撇》N、護理教學大綱和實習計劃要求護生掌握的?？撇僮骷夹g，制訂骨科護理操作技術集，將視頻、音頻、文字、圖片等多模態語篇作為輸入內容，充分調動護生的視覺、聽覺和觸覺。指導護生規范操作，并給予其充分的時間進行練習操作。在練習結束后，引導其總結反思，使用思維導圖將操作要點記錄下來，將要點內化于心，促進知識的掌握。

1.2.3 實施虛擬現實技術教學入科第一天使用虛擬現實技術介紹我院骨科環境，每周二下午理論授課兩個學時，每周三、周五下午操作授課1 個學時及模擬訓練1 個學時，由帶教師資小組按課程安排和任務分工進行。教學前，帶教教師統一講解VR眼鏡、手柄、追蹤器等設備的操作方式和注意事項，理論和技能授課時，護生全程佩戴VR 眼鏡，教師在虛擬環境下先進行初步的講解和演示，并提出問題供護生思考，然后護生以小組形式進行深入討論。在討論中可能會得出多樣性回答，教師結合護生的各種問題進行系統講解。接著護生輪流利用VR 系統進行操作演示，教師逐一點評后，護生再反復練習。在每一次身臨其境的沉浸式練習、互動中，不同程度地加深了護生對知識的理解。同時，帶教教師每周末開放后臺操作權限，讓護生進行模擬操作練習，帶教教師在后臺監控并及時反饋，通過后臺數據了解護生掌握情況。

1.2.4 虛擬教學設備本研究使用的虛擬教學設備是由醫院信息中心根據骨科教學需求，在帶教教師的指導下，使用Visual Studio 進行骨科實景建模、采用Unity 3D 軟件編寫VR 教學模塊、使用3Dmax 軟件對骨科常用操作實物建模等構成的三維立體臨床虛擬場景，能讓護生親身感受到沉浸在各類豐富的臨床案例中的真實感。

1.3 觀察指標

護生在實習結束出科前進行理論考核、操作考核和批判性思維能力評價。

1.3.1 出科前理論和操作考核成績（1）理論考核：采用閉卷形式，考核內容包括護理“三基”、骨科護理基礎知識、骨科常見疾病護理問題及護理措施、案例分析等，題型均為客觀量化型選擇題，總分100 分。（2）操作考核：采用情景案例考核中涉及的技能操作，內容包括基礎護理操作和骨科?？撇僮鳌Ｃ棵o生在考前5 分鐘隨機抽取一個案例進行操作考核。每項操作均設有操作考核評分標準，從用物準備、評估、操作要點和注意事項4 個方面進行評價，總分100 分。

1.3.2 護生批判性思維能力評價采用2004 年香港彭美慈教授制訂的批判性思維能力（中文版） 測量表（Critical Thinking Disposition Inventory，Chinese Version，CTDI- CV） 對護生的批判性思維能力進行評價[9]。該量表共7 個維度，分別是探尋真理、解放思想、分析問題、統籌能力、自我肯定與信任、求知欲望、認知理解成熟度。包含70 個條目，每個條目采用6 個等級計分，從“非常不贊同”到“非常贊同”分別計1～6 分?？偡?0～420 分，總分≤210 分代表批判性思維傾向負性，211～279 分代表中性，280～349 分代表正性，≥350 分代表具有較強的批判性思維傾向。量表內容效度系數為0.89，Cronbach's α 系數為0.90，各維度的Cronbach's α 系數為0.54～0.77，具有良好的信效度。

1.4 質量控制

兩組護生的批判性思維能力測量表均由項目小組成員經過統一培訓后現場統一發放，護生填寫完成后統一回收，現場檢查有無缺項、信息不全，若有則需由護生本人補充。護生如有疑問，對其進行統一解答。

1.5 統計學方法

采用EpiData 3.1 軟件錄入數據，使用SPSS 21.0 軟件對數據進行統計分析。計量資料采用（±s）表示，進行方差分析和t檢驗，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較

本研究結果顯示，觀察組護生理論成績、操作成績均高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of theoretical and operational assessment scores between two groups of nursing interns（±s，score）

表1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of theoretical and operational assessment scores between two groups of nursing interns（±s，score）

組別n 理論考核操作考核對照組觀察組30 30 tP 87.70±4.45 90.00±3.45 2.794 0.029 81.73±2.95 89.87±3.16 0.007 0.000

2.2 兩組實習護生批判性思維能力比較

本研究結果顯示，觀察組護生的批判性思維能力總分和7個維度的得分均高于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組實習護生批判性思維能力比較（±s，分）Table 2 Comparison of critical thinking ability between two groups of nursing Interns（±s，score）

表2 兩組實習護生批判性思維能力比較（±s，分）Table 2 Comparison of critical thinking ability between two groups of nursing Interns（±s，score）

探尋真理36.97±3.23 38.73±2.08 5.912 0.017 n對照組觀察組組別總分265.87±21.18 284.30±15.73 0.219 0.000 30 30 tP解放思想38.47±3.37 41.00±3.51 0.710 0.006分析問題39.10±3.51 41.13±3.52 1.657 0.019統籌能力37.70±3.97 40.30±3.42 0.388 0.009自我肯定與信任36.57±3.33 38.97±4.53 1.285 0.023求知欲望39.03±4.79 43.07±5.12 2.397 0.003認知理解成熟度38.03±4.50 41.10±3.89 0.056 0.006

3 討論

3.1 運用多模態虛擬現實技術可提高護生骨科臨床實踐理論和技能水平

教學臨場感是實現對個人有意義、在教育上有價值的學習結果的核心基礎[10]。借助多模態虛擬現實技術構建的解剖知識3D 畫面、情景模擬式臨床實踐教學案例集、護理風險事件案例集、護理操作技術集，給予護生充分的視覺、聽覺和觸覺刺激，多種模態相互融合，讓其在模擬真實場景的環境中學習、反復練習以及考核，不僅幫助其鞏固了在校期間所學的醫學基礎知識、骨科護理理論知識和操作技能，還讓其有更多的機會見到臨床案例和突發場景，靈活運用所學知識，激發了學習興趣，提高了對典型、復雜案例的綜合分析能力、整體判斷和應急能力，有助于其采取正確的護理措施。虛擬現實技術將傳統的靜態、二維知識進行三維立體展示，多感官刺激、多模態聯動，以豐富的形式進行學習，幫助護生加深了理解、融會貫通，實現了學以致用，提升了學習效果。這與學者將虛擬現實技術應用于手術室護理教學[11]、血管外科護理實踐教學中[12]的研究結果一致。

3.2 運用多模態虛擬現實技術可提高護生的批判性思維能力

批判性思維是進行臨床決策、解決臨床問題的思維基礎，有利于提高護士的風險預估、判斷和處理能力[13]。實習護生由于剛接觸臨床，缺乏臨床實踐工作經驗，臨床思維能力欠缺，對能否勝任臨床實習工作缺乏信心。多接觸臨床、多接近臨床真實案例、多思考臨床問題、多練習操作技能、多鍛煉臨床思維能力是增強實習護生信心的有效辦法[14]。然而由于臨床資源有限、輪轉時間有限、科室細化導致的專科病種有限、實習護生動手操作機會有限等原因，無形中減少了很多學習機會，增加了其臨床學習的心理壓力。有數據顯示，在臨床醫學技能操作培訓上，需要大量的耗材、資源，成本高，導致在臨床實踐教學中，57.38%的病種教學資源不足[15]。因此，將理論知識結合臨床實際編寫案例集，在實踐教學中采用多模態虛擬現實技術，充分調動實習護生的學習積極性。面對真實場景案例，增強了護生的求知欲和學習興趣，在不斷探索的過程中，理論和實際聯系得更加緊密，增強了護生分析問題、解決問題的能力，有利于培養其創造力和創新思維，在潛移默化中不斷提高批判性思維能力。這與Lateef Fatimah[16]研究得出的“虛擬現實技術有利于增強護生的團隊協作能力、批判性思維能力、自信心”等結果一致。