護(hù)理專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)資源共享平臺建設(shè)探討

祁 玲

（寧夏醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院，寧夏 銀川 750004）

護(hù)理專業(yè)實踐性、操作性很強(qiáng)，在近幾年全國護(hù)理專業(yè)技能競賽中，涉及四十多項與護(hù)理學(xué)科相關(guān)的臨床實踐操作項目，突顯了護(hù)理技能操作的綜合實踐性[1]。虛擬仿真實驗室的建立，以VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)，通過視、聽、觸等多重感官體驗，為增強(qiáng)護(hù)理實踐技術(shù)的參與性與可操控性提供了更多可行途徑，在護(hù)理專業(yè)教學(xué)中開展虛擬仿真實驗教學(xué)尤為重要[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)又被稱為“人工智能的可視化”，以形式創(chuàng)新性及內(nèi)容多樣性突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生能真正沉浸到情境式的教學(xué)場景中，增強(qiáng)了教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能創(chuàng)建與現(xiàn)實生活場景類似的環(huán)境，滿足學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)技術(shù)的缺陷。教學(xué)理念的革新可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)手段得以實現(xiàn)，同時學(xué)生作為模擬場景中的角色被賦予一定任務(wù)，在任務(wù)驅(qū)動下完成學(xué)習(xí)并成為學(xué)習(xí)的主角，教師則從傳統(tǒng)的教育主角轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助角色，強(qiáng)化了整體教學(xué)過程中的引導(dǎo)與評價角色。虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使教育技術(shù)發(fā)展邁向了新的臺階。未來的教育教學(xué)更加注重多元化發(fā)展，打破基于傳統(tǒng)教學(xué)媒體的常規(guī)模式及多媒體計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)模式，而將虛擬仿真技術(shù)的虛擬模式和人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)中，創(chuàng)建智慧教學(xué)數(shù)字化環(huán)境，成為時代發(fā)展的必然需求。教育部在《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》[3]中強(qiáng)調(diào)，虛擬仿真實驗教學(xué)的核心工作，是建設(shè)優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源，進(jìn)行資源共享，以此體現(xiàn)學(xué)科優(yōu)勢和專業(yè)特色，并建立共享機(jī)制，促使虛擬仿真實驗教學(xué)長效、可持續(xù)、良性發(fā)展[4]。我院實驗中心于2003 年被評為區(qū)級示范實驗中心，2019 年申請到虛擬仿真實驗建設(shè)項目。學(xué)院充分發(fā)揮各學(xué)科的特點、優(yōu)勢，建設(shè)教學(xué)資源，建立共享機(jī)制，推動各學(xué)科教學(xué)資源開放共享。

1 虛擬仿真實驗平臺構(gòu)建的必要性

1.1 護(hù)理專業(yè)實驗教學(xué)存在的問題

首先，我校護(hù)理專業(yè)實驗教學(xué)資源不足，部分實驗由于時間周期沖突、空間不足、實驗設(shè)備落后等因素導(dǎo)致實驗效果不理想。其次，近幾年來，護(hù)理專業(yè)人才培養(yǎng)方案中對實驗教學(xué)學(xué)時數(shù)及內(nèi)容都做了新的要求，但有限的實驗學(xué)時數(shù)和現(xiàn)有的資源設(shè)備不能實現(xiàn)技術(shù)方法革新的目的及要求。再其次，學(xué)院先進(jìn)的實驗設(shè)備數(shù)量少、價格昂貴，高仿真護(hù)理模擬人全院僅兩具，只能分組教學(xué)，分配到每個學(xué)生操作實踐的時間很少，無法體現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢。最后，部分實驗設(shè)備存在危險性，不便讓學(xué)生反復(fù)操作，從而極大地降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

1.2 虛擬仿真實驗平臺建設(shè)的優(yōu)勢

一是在硬件設(shè)備設(shè)施質(zhì)量及數(shù)量上有了質(zhì)的改變，大大改善了實驗教學(xué)環(huán)境和教學(xué)效果，資源分配及利用上可達(dá)到動態(tài)平衡，對學(xué)科建設(shè)起到一定的推動作用。同時對其他學(xué)院虛擬仿真技術(shù)的開發(fā)及建設(shè)提供了資源平臺和技術(shù)經(jīng)驗。二是在虛擬仿真實驗中，其內(nèi)容、方法、管理模式、資源分配等更加突出以學(xué)生為主體。學(xué)生在高仿真實驗情景中，充分利用實驗資源，手腦并用，可促進(jìn)理論與實踐結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識、實踐能力的培養(yǎng)；有利于學(xué)生分析問題、綜合設(shè)計實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。三是通過校企合作、平臺共享，可提高護(hù)理教學(xué)資源的利用率[5-6]，并能實現(xiàn)不同專業(yè)的技術(shù)融合[7]，拓寬護(hù)理專業(yè)建設(shè)思路，順應(yīng)護(hù)理學(xué)科發(fā)展的時代要求，對創(chuàng)新型護(hù)理人才的培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。

2 現(xiàn)階段護(hù)理專業(yè)虛擬仿真實驗平臺建設(shè)存在的問題

2.1 頂層設(shè)計缺乏合理性

虛擬仿真實驗平臺建設(shè)是國家實現(xiàn)信息化教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，當(dāng)傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式不能滿足教學(xué)需求時，虛擬仿真技術(shù)能將之變?yōu)椤翱赡堋保ㄟ^現(xiàn)代化手段增強(qiáng)實驗教學(xué)效果。而目前國內(nèi)大部分院校因理解偏差，將傳統(tǒng)實驗教學(xué)可實現(xiàn)的操作項目作為虛擬仿真資源建設(shè)內(nèi)容，虛擬仿真技術(shù)難以推動實驗項目的改革和創(chuàng)新[8]，這種方式明顯背離了虛擬仿真實驗教學(xué)的初衷，沒有發(fā)揮虛擬仿真實驗教學(xué)的作用，在人力、財力、物力上都存在浪費現(xiàn)象。

2.2 虛擬仿真實驗資源兼容性差

虛擬仿真實驗資源來自不同網(wǎng)絡(luò)平臺、院校、科技公司等。有些高校在資源建設(shè)中缺乏對硬件和軟件統(tǒng)一的規(guī)劃管理，導(dǎo)致其在應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)運行慢、兼容性差等問題，極大地影響了虛擬仿真實驗的體驗感。

2.3 缺乏共享機(jī)制

虛擬仿真實驗資源作為一種信息化資源，其本身具有傳遞和共享功能，但當(dāng)前國內(nèi)護(hù)理院校基本只是滿足本校或本院師生需求，輻射面窄，缺乏共享機(jī)制，未能實現(xiàn)對外開放，優(yōu)質(zhì)資源利用率極低，高校也因此未能發(fā)揮出引領(lǐng)、示范作用，很難推動護(hù)理院校與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的一體化發(fā)展。

2.4 缺乏優(yōu)質(zhì)課程支撐

虛擬仿真實驗平臺建設(shè)是體現(xiàn)高校實驗教學(xué)水平的關(guān)鍵所在，需以優(yōu)質(zhì)課程作為基礎(chǔ)，是優(yōu)質(zhì)課程資源與創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)晶。而多數(shù)護(hù)理院校精品課程不多，缺乏“金課”，學(xué)科基礎(chǔ)薄弱，同時受資金、教師信息化技術(shù)能力等的制約，大多數(shù)的虛擬仿真技術(shù)只是對軟、硬件的學(xué)習(xí)和使用，創(chuàng)新領(lǐng)域挖掘不充分，從課程建設(shè)上未能支撐虛擬仿真實驗平臺建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。

3 虛擬仿真實驗平臺建設(shè)

3.1 虛擬仿真實驗平臺建設(shè)架構(gòu)

我院虛擬仿真實驗中心在優(yōu)質(zhì)資源整合、信息開放及共享的前提下，建立云平臺（簡稱“Medctlud”）。充分運用VR/AR/MR+5G+云服務(wù)等前沿技術(shù)手段，采用“云+端”模式，依托大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，打造集展示、體驗、教學(xué)、實訓(xùn)、開發(fā)、共享一體化的虛擬仿真實驗中心，幫助院校構(gòu)建數(shù)字化、智能化、個性化的教學(xué)與實訓(xùn)服務(wù)體系，使之成為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的教育云平臺，滿足護(hù)理專業(yè)教學(xué)與實訓(xùn)需求。平臺包括虛擬仿真主管機(jī)構(gòu)、共享平臺門戶、資源開放共享虛擬實驗平臺、云服務(wù)平臺。對學(xué)生提供實驗預(yù)約、學(xué)習(xí)、作業(yè)、討論、展示、測試、互評等功能服務(wù)，見圖1。

圖1 虛擬仿真平臺建設(shè)Figure 1 Construction of virtual simulation platform

3.2 虛擬仿真實驗平臺資源建設(shè)

3.2.1 實驗教學(xué)資源建設(shè)思路 通過查閱文獻(xiàn)、調(diào)研、座談等形式，分析護(hù)理專業(yè)崗位能力和“雙一流”建設(shè)背景下學(xué)科人才培養(yǎng)需要，以高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)建“四層次、四模塊、一平臺”實驗教學(xué)體系（見圖2）。“四層次”從基礎(chǔ)類實驗上升到綜合類實驗，再到專業(yè)應(yīng)用類實驗，最后到科研創(chuàng)新類實驗，針對不同專業(yè)、不同年級學(xué)生開設(shè)實驗；“四模塊”分別是高職護(hù)理專業(yè)實驗資源模塊、本科護(hù)理專業(yè)實驗資源模塊、校內(nèi)共享型實驗資源模塊和校企合作型實驗資源模塊；“一平臺”指護(hù)理專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。

圖2 “四層次、四模塊、一平臺”實驗教學(xué)體系Figure 2 Experimental teaching system with “Four levels, Four modules,A platform”

3.2.2 實驗教學(xué)資源模塊 優(yōu)質(zhì)的實驗項目資源建設(shè)是虛擬仿真實驗平臺建設(shè)的關(guān)鍵所在。通過共享平臺，將護(hù)理專業(yè)的基礎(chǔ)護(hù)理技術(shù)、內(nèi)科護(hù)理、社區(qū)護(hù)理、急救護(hù)理、外科護(hù)理、婦科護(hù)理、兒科護(hù)理等相關(guān)實驗項目設(shè)置虛擬模塊和操控系統(tǒng)，建立模擬病房，聯(lián)合校內(nèi)基礎(chǔ)實驗技能資源及校外企業(yè)合作平臺，實現(xiàn)護(hù)理專業(yè)所有核心課程全覆蓋。同時配置生動的圖片、音頻和視頻，典型的案例和課件，建立試題庫、文檔等，使學(xué)生可以進(jìn)行在線展示、編輯等操作，協(xié)助完成虛擬仿真實驗。設(shè)置中支持多學(xué)科、多種資源融合重組，便于開展創(chuàng)新實驗項目。護(hù)理專業(yè)實驗教學(xué)資源見圖3。

圖3 護(hù)理專業(yè)實驗教學(xué)資源Figure 3 Experimental teaching resources for nursing majors

3.2.3 實驗教學(xué)、評價模式改革（1）促進(jìn)線上線下混合式教學(xué)與線上一流實驗課程建設(shè)。高校虛擬仿真實驗教學(xué)項目的建設(shè)，其目的是推動高校線上線下教學(xué)融合，以其個性化、智能化、泛在化的實驗教學(xué)新模式[9]，增強(qiáng)教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，最終為資源共享開放奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而全面提升高校教學(xué)質(zhì)量[10]。（2）線上實驗課建設(shè)。建議線上實驗課程從兩個方面進(jìn)行建設(shè)，一是將基礎(chǔ)性實驗、專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶒灇w為基本教學(xué)實驗；二是將相關(guān)專業(yè)具有突出特色和前沿學(xué)科領(lǐng)域的實驗歸為線上前沿實驗課，并要求教師在設(shè)計實驗內(nèi)容時切合護(hù)理專業(yè)人才培養(yǎng)方案。（3）線上線下混合式實驗課建設(shè)。實驗項目由線下實體實驗項目和線上虛擬仿真實驗項目組成。本著“能實勿虛，虛實結(jié)合”的原則，線上和線下實驗課互為補(bǔ)充。線下實驗課優(yōu)化實驗項目內(nèi)容，摒棄操作簡單、內(nèi)容落后的實驗項目[8]。（4）考核評價機(jī)制建設(shè)。每個實驗項目從不同維度、不同環(huán)節(jié)建設(shè)考核評價機(jī)制，實施全過程評價，并對虛擬仿真實驗中的操作錯誤進(jìn)行智能糾正和反饋，教師和學(xué)生可對比課前預(yù)習(xí)、課中訓(xùn)練、課后練習(xí)3 個環(huán)節(jié)中的得失點，分析后做出總結(jié)評價，再持續(xù)改進(jìn)，以提高實驗學(xué)習(xí)能力和效率。

3.2.4 “金課”建設(shè) 優(yōu)質(zhì)的實驗教學(xué)資源要建立在“金課”的基礎(chǔ)之上。“金課”需具備“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”，因此，在課程的內(nèi)容上要大膽突破革新，打破固有的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，將先進(jìn)的教學(xué)方法和理念引入課堂，利用科技前沿成果引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，通過考核激勵機(jī)制增強(qiáng)學(xué)生挑戰(zhàn)意識和取得成績后的成就感。

3.2.5 師資建設(shè) 虛擬仿真實驗開展效果及能否長效發(fā)展取決于師資的開發(fā)和利用。學(xué)科發(fā)展本著“立足培養(yǎng)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢互補(bǔ)”的理念組建師資團(tuán)隊，同時加快引進(jìn)青年技術(shù)人才，由一流學(xué)科建設(shè)負(fù)責(zé)人、本科質(zhì)量工程負(fù)責(zé)人、“金課”負(fù)責(zé)人、專職實驗教師、信息技術(shù)開發(fā)人員組建虛擬仿真實驗教學(xué)團(tuán)隊。建立“學(xué)科互融、信息互通、優(yōu)勢互補(bǔ)”的虛擬仿真人力資源開發(fā)機(jī)制，為教師提升、培訓(xùn)、交流、學(xué)習(xí)提供平臺和機(jī)會，加大對虛擬仿真實驗課題資金的支持力度，提高教師的參與度，激發(fā)其工作熱情和創(chuàng)造力。

4 虛擬仿真實驗平臺共享機(jī)制的建立

（1）資金保障。虛擬仿真實驗平臺師資培養(yǎng)、技術(shù)投入、開放共享、運行保障、優(yōu)質(zhì)資源組合、業(yè)務(wù)培訓(xùn)等都需要一定的資金支持。資金可以來自政府投入、學(xué)校自身經(jīng)費預(yù)算，為虛擬仿真實驗平臺的運行提供基本保障。（2）校內(nèi)共享機(jī)制。針對校內(nèi)用戶的不同專業(yè)進(jìn)行評估，從資源開放共享的必要性、經(jīng)濟(jì)性及效益需求方面考量，對于醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課的虛擬實驗可以聯(lián)合基礎(chǔ)課學(xué)院虛擬實驗進(jìn)行共享，對于護(hù)理專業(yè)的基礎(chǔ)性實驗可向全校開放共享，對于綜合應(yīng)用類實驗和創(chuàng)新類實驗項目可以根據(jù)校內(nèi)其他需求給予開放共享。學(xué)校各專業(yè)教師、學(xué)生可以在不同領(lǐng)域相互借鑒，取長補(bǔ)短。（3）校外共享機(jī)制。護(hù)理專業(yè)虛擬仿真實驗平臺建設(shè)存在一定難度，需投入相當(dāng)多的人力、財力和物力，且需不斷更新資源，在后續(xù)平臺資源建設(shè)中，為激勵資源創(chuàng)作者的熱情，校外用戶可以通過支付相應(yīng)費用，或者與資源建設(shè)者簽訂合同，購買相應(yīng)的資源服務(wù)。（4）激勵機(jī)制。在虛擬仿真實驗平臺建設(shè)過程中，可以項目帶動平臺建設(shè)。學(xué)校將項目引入績效管理，制訂相應(yīng)的激勵機(jī)制，鼓勵教師，包括實驗管理人員積極申報有關(guān)虛擬仿真實驗項目。對項目實行分階段動態(tài)管理，將階段性成果和使用情況納入教師的工作量，在年終考核、晉升職稱、目標(biāo)獎勵等方面作為重要參考指標(biāo)和依據(jù)，最大限度激發(fā)教師對虛擬仿真實驗教學(xué)資源開發(fā)的積極性和參與度，對虛擬仿真實驗平臺高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展也起到推動作用。（5）校企合作機(jī)制。學(xué)校聯(lián)合技術(shù)開發(fā)企業(yè)，利用企業(yè)優(yōu)勢技術(shù)建立虛擬仿真實驗室資源管理機(jī)制。對參與的人力、技術(shù)、資金等進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，將收益進(jìn)行合理分配，充分挖掘各方優(yōu)質(zhì)資源，努力推進(jìn)并保障虛擬仿真實驗平臺高效、長久運行。

總之，護(hù)理專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)是培養(yǎng)護(hù)理人才的重要途徑。高校虛擬仿真實驗中心在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、增強(qiáng)實踐技能和社會責(zé)任感方面肩負(fù)著一定的責(zé)任和使命。我院順應(yīng)學(xué)科和教育信息化發(fā)展趨勢，結(jié)合護(hù)理學(xué)科發(fā)展前景和前沿成果，充分利用信息技術(shù)，努力探索建設(shè)優(yōu)質(zhì)的實驗教學(xué)資源和共享機(jī)制，以提高學(xué)生實踐技能為核心，開展線上線下混合式教學(xué)，改革創(chuàng)新實驗評價機(jī)制，推動一流課程和“金課”建設(shè)，通過校企結(jié)合模式等構(gòu)建個性化、智能化、泛在化的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系。虛擬仿真實驗中心將不斷加強(qiáng)護(hù)理專業(yè)實驗教學(xué)平臺和資源建設(shè)，繼續(xù)開發(fā)建設(shè)規(guī)范的虛擬仿真開放共享技術(shù)及長效服務(wù)機(jī)制，推動傳統(tǒng)實驗教學(xué)升級重構(gòu)，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育融合發(fā)展，提升高等醫(yī)學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量。