基于自研虛擬仿真軟件融合案例引導的基礎護理實踐課程改革與實踐

鐘 瑜 項朝陽 喬 樑 王海帆 邱翠瓊 段丹萍 廣東食品藥品職業學院,廣東省廣州市 510520

基礎護理技術是護理學科最基本且最重要的專業核心課程,涵蓋了臨床護理工作中最常用的理論和技能知識,是連接崗位通用能力和專科護理能力的橋梁課程[1];在課程實踐教學中,部分項目內容受場地、實訓成本、安全等因素限制;學生練習機會有限,教學效果受限。虛擬仿真技術是借助計算機信息技術生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環境,用戶借助必要的設備對虛擬環境中的對象進行操作,產生如同在真實環境中的感受和體驗[2];虛擬仿真能有效解決實踐操作中“三高”(高危險、高成本、高污染)與“四難”(難看到、難動作、難進入、難再現)問題[3],是對傳統實踐教學的有益補充[4];課程通過開發虛擬仿真教學軟件,全實景地展現了臨床護理工作環境及常用搶救設備的使用等場景;以1例急性心梗病例的病情發展過程為主線重構課程實訓內容并對應融入虛擬仿真資源,激發了學生的學習興趣,提升了教學效果,現報告如下。

1 課程建設思路

1.1 課程實踐教學現狀 課程既往實踐教學主要采取“教師示范—學生練習—教師指導—學生回示”的教學模式,練習對象主要為高仿真模型人,學生以模仿教師示范動作為主,練習場景缺乏真實性等,學生練習積極性受影響[5]。部分設備如除顫儀、呼吸機不具備在真人身上練習的條件,在模型人身上練習無實時反饋,學生容易出現“枯燥乏味”感,加上受場所、學時、安全等眾多因素影響,學生在校實際運用和體驗搶救設備機會少,極大地制約著學生動手實踐能力的培養,也不利于學生開展自主學習和臨床思維等綜合素質的提升[6]。既往實習巡查發現護生在初入臨床時面對搶救設備易出現不會用、不敢用的情況。

1.2 課程虛擬建設項目的選擇 課程組在基于往屆學生問卷調查、實習巡查反饋及臨床專家咨詢等基礎上重新梳理課程內容。依照能實不虛的原則對當前課程實踐教學中因實訓場地、設備、安全等因素限制確實需要虛擬技術輔助的項目羅列出來和學校電教信息中心專家進行開發可行性討論。前期市場調查發現關于單項操作技能流程虛擬資源已有相關產品,最終確定開發項目為醫院環境漫游類、常用醫療設備類兩大類。考慮到臨床重癥監護室能涵蓋醫院環境的大部分知識點且因其院感防控的要求相對普通病房要求更高,對學生醫院環境認識和院感防控思維都有積極的意義,因而醫院環境漫游類主要對照臨床重癥監護室實景設計開發。常用搶救設備類圍繞護理崗位工作內容定為心電監護儀、輸液泵、注射泵、呼吸機、除顫儀、心電圖機、振動排痰機七個項目;全部設備均對照臨床在用最新型號設計開發;以保證虛擬資源和臨床的無縫對接,見圖1。

1.3 課程內容重構 案例分析是臨床普遍用以提升醫護人員能力的一種教學方式,在案例分析指導下進行專項培訓可快速提升護理人員操作能力,促進護理流程的規范化[7]。為了創建高度仿真的虛擬教學情境,課程組基于建構主義理論,通過融入真實病例中患者病情發展過程為主線設計課程教學,通過患者不同階段的病情驅動和引導學生發現和分析問題,并嘗試提出解決方案,再通過和虛擬軟件交互操作掌握相應的理論知識和實踐技能。心肌梗死是臨床常見急癥,其發生發展過程關聯課程生命體征觀察及護理、給藥技術、靜脈輸液及病情觀察和危重癥護理等模塊內容。經課程組和臨床護理專家反復磋商,最終選擇1例急性心肌梗死病例的診療過程為課程教學主線。將病例中患者的病情變化、教學內容及虛擬仿真資源相結合,如病情初始,患者病情危重,經急診處理后轉入重癥監護室階段和醫院環境認識、虛擬重癥監護室相對應,共設置5個情景片段,串聯起課程五個模塊十二個技能點內容,見表1。

表1 課程虛擬仿真實訓項目設計方案

2 課程虛擬仿真資源內容及特點

2.1 醫院環境模塊 課程醫院環境模塊對照臨床重癥監護室真實工作環境研發,采用開放式的環境設計,學生可選擇護士、患者、家屬任意一種角色,以第一視角在場景中自由走動觀摩和學習互動。場景主要學習內容包括三通道(工作人員、患者、探視家屬)及對應管理制度、監護病房(百萬級、十萬級)及病房內基礎設施、護士站、治療室、醫生辦公室、器械室、庫房、洗消室、污物室等;場景提供知識點懸浮標記、學習位置動態顯示、學習內容列表導航、學習進度顏色分區提醒和部分虛擬互動體驗功能,如病房呼叫鈴點擊能實現走廊時鐘和護士站同步顯示床號及音樂提醒;中央空調可調節溫濕度;病房內洗手池感應式體驗等[8],見圖2。旨在最大限度仿真臨床工作環境,提升學生體驗感,激發學生學習興趣。

圖2 虛擬重癥監護室漫游圖

2.2 常用搶救設備模塊 模塊內容包括虛擬心電監護儀、虛擬心電圖機、虛擬輸液泵、虛擬注射泵、虛擬除顫儀、虛擬振動排痰機、虛擬呼吸機七個仿真軟件。模塊主要包含三大部分內容,第一部分是設備認識,該部分提供設備的3D展示,包括設備外觀、配件、按鍵及功能界面介紹,支持學生360°旋轉和局部放大學習,每個知識點均帶懸浮光標提示及文字說明;第二部分是設備使用,使用流程嚴格對照臨床評估、準備、計劃、實施、評價五個步驟研發,通過文字說明和互動反饋驅動學生分步掌握設備的規范使用;第三部分是專項訓練或常見故障排除,該部分提供設備重點內容訓練(如心電監護儀電極片連接訓練)或設備常見故障處理的練習場景,見圖3,故障處理訓練以場景中設備報警為突發情景,以問題彈出的形式引導學生思考和應對,若學生所采取的措施正確會有優美的音樂提示音鼓勵并進行到下一環節,若采取措施錯誤則會有錯誤提示音彈出,連續3次錯誤系統出現懸浮光標和文字說明提示學生正確的處理措施,通過富有挑戰性的互動形式激發學生學習興趣的同時也有助于鍛煉學生的臨床思維。

圖3 輸液泵虛擬軟件功能模塊

3 基于急性心梗案例的課程實踐教學方案

實踐教學分課前、課中、課后3個階段實施,每個階段設立對應的學習內容和學習目標。其中,學習目標分為知識和能力兩個層次;學生按照基礎鞏固、仿真內化、實際運用3個模塊進行循序漸進的學習。下面以心電監護儀的實訓教學為例闡述。

3.1 課前引導 課前1周通過學習通發布急性心梗患者情景分析任務,如在生命體征測量技術學習后導入情景:患者急診入院后體查示胸前區悶痛,HR 95次/min,BP 150/90mmHg,R 25次/min,SpO290%,心電圖有ST段抬高表現;引導學生分析患者是急性心梗發作,目前病情危急且存在吸氧指征;通過情景演練視頻任務驅動學生鞏固心電圖判斷、生命體征測量、吸氧等基礎知識;同時提出問題“如何實現對患者生命體征的動態監測”,引出心電監護儀的教學主題。課前1d晚上發布心電監護儀教學演示視頻、課件和《心電監護儀虛擬仿真軟件操作手冊》,說明接下來虛擬實驗的學習要求和軟件操作方法,學生提前熟悉教學內容,通過QQ班群和微信群實時進行問題互動解答。

3.2 課中內化 課中先進行課前任務點評及答疑、介紹本次實訓課重難點內容以及虛擬仿真軟件使用注意事項;接著要求每位學生在手機或者平板上完成虛擬心電監護儀的設備認識、設備使用、專項訓練三個模塊內容學習,學習過程中遇到的問題實時記錄下來;引導學生初步認識心電監護儀。第二個環節是教師引導下的頭腦風暴活動,各小組分享組內成員遇到的問題和解決方案;其他小組做評價和補充;若問題仍未解決教師做講解補充;旨在進一步加深學生對心電監護儀的認識。第三個環節為分小組體驗真實心電監護儀,小組成員分角色完成心電監護儀介紹、成員生命體征測量兩項任務;教師巡回指導;該環節重在強化學生知識和技能的實戰運用。下課前教師對各小組的實訓表現做點評,同時再次梳理本次課學習內容,完成通過虛擬初識—互助答疑—實戰練習三個遞進階段讓學生掌握心電監護儀使用的教學目標。

3.3 課后強化 課后通過學生學習數據(如操作完成率、故障排除成功率、心電極片連接正確率等)分析,將正確完成率相對較低的項目以任務驅動的方式進一步促進學生對內容的學習,如通過心電監護儀非設備故障原因及排除方法主題探索任務推動學生在資料收集和整理過程中拓寬知識面、加深對課中設備故障排除技巧的理解;或通過小組設計巧記歌訣或順口溜的方式幫助學生牢記心電極片的正確連接。各小組課后任務完成情況均以文檔形式總結上傳至學習平臺供老師評閱和組間成果分享,學習平臺24h開放評價和討論功能,幫助學生能第一時間解除疑惑,強化知識的內化吸收。

4 應用效果

現課程虛擬仿真實訓項目已完成軟硬件的配置。依托學校虛擬仿真實訓中心和護理學院虛擬仿真實訓室,我院在2020級助產學專業班級首次開展虛擬仿真實訓教學,并對教學效果進行了初步的定性訪談評估。訪談內容包括虛擬仿真軟件學習體會、虛擬仿真對學習的輔助效果、與傳統實訓學習優缺點比較、對軟件的建議等。訪談結果顯示,虛擬仿真和臨床案例融合參與實訓教學與傳統實訓教學相比較,學生學習興趣更濃,學生學習效率顯著提升,學習體驗也得到優化。大多數學生反饋課程授課形式新穎,互動有趣,沉浸式和交互式體驗感較強,能切實幫助自己掌握課程知識和技能。學生A:“我覺得有這個虛擬仿真軟件輔助學習效果挺好,平時接觸少的設備都能在虛擬場景中不斷強化練習,面對真的設備熟悉起來很快”;學生D:“軟件支持手機運行這個很好,平時上課老師示范沒看清的環節在宿舍就能通過手機強化,學習效率也更高了”;學生E:“案例學習中融入了虛擬仿真,讓我有種置身于臨床服務病人的感覺,希望老師能提供更多的案例給我們分析”。這和相關研究[9]中認為虛擬仿真技術對增強學生的學習興趣、提高教學效果等有較大的促進作用結果相符。也有同學針對使用中存在問題提出了相關建議,學生G:“虛擬仿真軟件內置選項較多,適應需要一點時間,操作界面要是能簡化一點就更好了”;提示后期應該結合學生反饋意見進一步優化軟件功能和布局,進一步提升學生使用體驗。課程組老師也一致認為虛擬仿真資源幫助解決了實踐教學中存在的場地和設備不足、臨床體驗感不強等弊端,有效彌補了學生在校期間動手少、動手難等不足。

5 小結

虛擬仿真資源融入基礎護理技術課程是對現有課程體系建設的有益補充,在優化教學模式和提升學生學習效果方面具有顯著的優勢,值得進一步研究和推廣。本次研究僅對試用效果做了定性訪談評估,計劃后期將擴大運用范圍,并采用量表和問卷結合方式對教學效果做定量分析;同時結合目前護理類虛擬仿真資源以單項護理操作和程序的虛擬仿真實驗項目居多,綜合性實驗項目少的現狀,下一步課程組將以培養學生知識和技能運用能力為重點,收集和整理臨床整體護理病例,開發設計能關聯較多課程知識和技能點的綜合性護理實驗項目;以期進一步優化軟件功能和提升學生的整體護理能力。