郭喜華
吉林醫藥學院附屬醫院耳鼻喉科 吉林吉林 132013
虛擬現實(Virtual Reality,VR)是在計算機、虛擬仿真和電子信息技術高速發展和交叉融合背景下,誕生的一種新的技術[1-2]。借助VR 技術,能夠讓教學工作變得更具有趣味性,如學生在VR虛擬環境中,能夠通過視覺和觸覺等去感知環境和實現虛擬操作等,讓原本復雜的知識,通過VR 技術變得更易于學生理解[3-4]。在此背景下,吉林醫學院附屬醫院將VR 技術融入耳鼻喉科的臨床教學工作中,同時總結以往教學工作的經驗和存在的不足,采取SET GO 教學法實施教學。具體教學過程分為前期教學、VR 模擬操作及錄制、VR 錄像加工、See 和Else 教學環節、Think 教學環節、Goals 和Offers 教學環節等。教學后,初步取得預想的效果,如在視頻錄制質量評價和SET GO 教學效果評價方面,學生各項指標評價的良好率均在90%以上。
由于VR 技術能夠營造出以假亂真的環境,因此在醫學高校中,已經進入了實用性階段。如韓靜等[5]在腫瘤科臨床教學工作中,采取VR 技術與案例教學法進行教學改革,通過合理的設計和選擇案例,幫助學生更好地提高臨床操作實踐能力;蔡峰等[6]為了使VR 技術更好地與臨床教學工作相結合,選擇PBL 教學法進行教學,有效提高了學生的學習興趣,同時教學質量也得到明顯提高。
通過國內醫學高校的教學現狀可見,國內醫學高校普遍都是圍繞著案例開展教學工作。但現階段共性的問題在于,為了更好地突出教學效果和質量,對案例融入了過多的人為因素,如多圍繞著疑難雜癥展開,導致案例的選擇與臨床實際的治療工作有所區別。而在醫生真實的工作環境中,除了少數醫療設備先進、專家業務能力突出的醫院外,大部分醫院以服務普通患者為主,疑難雜癥較為少見。由此導致教學內容與實際的實習環境脫節,反而不利于學生對基礎知識的理解和掌握。
SET GO 教學法也叫應診錄像教學法,由See、Else、Think、Goals 和Offers 單詞的首字母組成,整個教學過程圍繞著學生治療操作時所錄制的視頻錄像展開。其中See 表示操作者觀察視頻后,自己對整個操作過程加以評價;Else 表示其他學生觀看完視頻后,對治療方法和技巧加以評價;Think表示全體學生評價完畢后,發現了哪些問題,如何進行改進;Goals 表示設置的改進和治療目標是什么;Offers 表示若想達成預設的目標,可以繼續開展哪些治療操作等。從SET GO 教學法的概念可知,其操作視頻取材于學生對真實病例的臨床操作。與案例教學法或PBL 教學法的案例相比,SET GO教學法的案例更加真實,減少了人為設計的環節。另外,真實的案例更符合學生的臨床學習需求,有助于提高學生的學習積極性和主動性。
早期受到計算機技術和視頻編輯技術水平的制約,SET GO 教學法所錄制的視頻多為二維的平面錄像。對皮膚科、影像科等科室而言,二維平面圖像能夠滿足學生的教學需求。但對耳鼻喉科等科室來說,卻存在一些弊端:第一,人體的耳、鼻、喉的空間非常狹小,通過常規的錄像機等設備,無法清晰錄制其內部結構和操作;第二,雖然通過后期的視頻加工,能夠彌補前期錄制的不足,但二維平面圖像仍無法直觀體現出耳、鼻、喉的復雜結構。
通過VR 技術,能夠為學生操作提供一個虛擬的環境。VR 技術能夠通過軟件的編程設計,全程錄制學生的操作內容[7-8]。同時,VR 構建的環境是三維立體的,能夠詳細地呈現出人體的復雜結構,為教學工作的開展提供良好的條件[9-11]。
教師首先向學生講解本次治療操作的理論內容。如以上頜竇囊腫穿刺術為例,先講解上頜竇囊腫的影像學表現,患者癥狀和致病原因等,然后對穿刺術的治療要點加以講解。
教師選擇與本次授課相關的VR 環境和上頜竇囊腫案例,然后指派一名學生進行虛擬操作。在學生的操作過程中,VR 系統同步錄制其操作方法。
教師對VR 錄像進行觀察和記錄,根據操作的復雜程度,對完整的操作過程進行分解、慢放或視頻擴展操作,以便于后續教學環節的開展。同樣以上頜竇囊腫穿刺為例,將學生完整的臨床操作分為麻醉、穿刺針穿刺、抽取膿液沖洗和退出穿刺針等步驟。在以上步驟中,抽取膿液沖洗是較為重要的一個手術環節,教師采取慢放和視頻擴展的方式,便于操作細節的演示。
教師將加工后的錄像提供給全體學生觀看。觀看完畢后,先由手術的操作者對手術全程進行講解,并總結此次操作的經驗和存在的問題。然后其他學生對其操作過程加以點評,如認為哪些操作是正確的、哪些操作是不恰當的等。
根據上一環節總結的問題,教師給予10 ~20分鐘的資料查詢時間,讓學生通過圖書、數據庫或網絡等途徑,查找問題的解決方法。
教師組織全體學生進行討論,主要討論兩個問題:一是解決方法是否具有可行性,是否能夠解決現階段存在的問題;二是設計出改進治療方法后的目標。學生集體討論和確定目標后,教師將學生分組,每個學生要明確想達成的目標、能夠承擔哪些治療任務等。
學生在VR環境下以小組為單位再次進行操作。教師借助VR技術系統記錄下每組學生的操作情況。教師選擇操作最佳的一組,再次向學生進行演示。演示的同時,根據錄像的拍攝角度和進度,講解操作細節和要點,如在上頜竇囊腫穿刺環節,當穿刺針穿透骨壁進入竇內時,有“落空”感,等等。
SET GO 教學法的教學錄像視頻取材于真實的案例操作。由于案例是真實的,可能導致案例之間缺乏聯系,從而使教學工作缺乏整體性。針對此問題,建議教師在案例的選擇上,盡量以教學大綱為指導,按照教學進度合理選擇案例。
VR 技術能夠創造出仿真的虛擬環境,導致部分學生在VR 操作完成后,就認為掌握了相關的操作技術,而在一定程度上忽略臨床實踐。其實這種思維是錯誤的,因為即使是相同的疾病,其治療方法和步驟也不是完全固定的,需要根據情況靈活選擇。另外,在治療過程中,也可能突發多種醫療問題,如患者發生過敏反應和出血過多等,這些都是學生在虛擬環境下無法感受到的[12-14]。因此,在VR 環境下SET GO 教學法的實施過程中,教師要講明VR操作的作用,即VR 操作是臨床操作的前期階段,可以幫助學生預先掌握相關的操作技能和方法,但不能替代臨床實踐。當VR 操作完成后,學生還需強化對臨床治療工作的觀察和學習,將VR 操作與臨床實踐的知識有機組合[15]。
2022 年7—11 月,以在吉林醫學院附屬醫院實習的32 名臨床醫學專業本科生為對象,采用SET GO 教學法開展教學工作,即構建好VR 教學環境后,按照上文制定的教學方法,對其有序開展具體的教學工作。他們須按學校和醫院要求,完成本階段的實習。
從以下幾方面對教學效果進行評價。
1)視頻錄制質量評價。評價內容包括視頻錄制的仿真度、視頻錄制的清晰度、視頻錄制的細節度等。各項評價標準分為非常好、較好、一般和較差等。評價良好率=非常好率+較好率。
2)SET GO 教學法的教學效果評價。教學效果從臨床技能培養、批評和自我批評能力培養等方面進行評價。評價標準分為優、良、中和差。良好率=優率+良率。
本環節教學完成后,具體的評價結果如下。
在視頻錄制質量評價的仿真度方面,25 名學生認為非常好,占學生總數的78.13%,6 名學生認為較好,占學生總數的18.75%,1 名學生認為一般,占學生總數的3.12%,此項評價的良好率為96.88%;在視頻錄制質量評價的清晰度方面,24 名學生認為非常好,占學生總數的75.00%,8 名學生認為較好,占學生總數的25.00%,此項評價的良好率為100.00%;在視頻錄制質量評價的細節度方面,25 名學生認為非常好,占學生總數的78.13%,5 名學生認為較好,占學生總數的15.63%,各1 名學生認為一般和較差,均占學生總數的3.12%,此項評價的良好率為93.76%。
在SET GO 教學法的臨床技能培養評價方面,23 名學生評價為優,占學生總數的71.88%,7 名學生評價為良,占學生總數的21.88%,1 名學生評價為中,占學生總數的3.12%,1 名學生評價為差,占學生總數的3.12%,此項評價的良好率為93.76%;在SET GO 教學法的批評和自我批評能力培養評價方面,18 名學生評價為優,占學生總數的56.25%,11 名學生評價為良,占學生總數的34.38%,2 名學生評價為中,占學生總數的6.25%,1 名學生評價為差,占學生總數的3.12%,此項評價的良好率為90.63%。
為了進一步提高耳鼻喉科的臨床教學效果,在VR 技術下采取SET GO 教學法進行教學。VR 技術為教學工作提供理想的教學環境,SET GO 教學法則使VR 技術得到更為合理的應用。如可將學生的VR操作錄制成三維錄像,與SET GO 教學法常規錄制的二維錄像比較,三維錄像更便于學生觀察和掌握學習細節[16-17]。隨后有序開展SET GO 教學法各個教學流程,具體包括前期教學、VR 模擬操作及錄制、VR錄像加工、See和Else教學環節、Think教學環節、Goals 和Offers 教學環節等。通過利用三維錄像進行觀摩、學習、思考和操作,能使學生更好地掌握臨床操作技能,建議進一步推廣和應用。
但在本次教學工作中,也發現如下問題亟待解決。如受到VR 軟件資源的制約,部分操作難以在VR 環境下操作和開展,因此建議VR 軟件開發廠商強化與醫學院校的溝通,從醫學院校實際教學需求的角度,合理開發VR 軟件資源;另外,新教學方法的引入,在一定程度上延長了學生的學習時間,學生的臨床實踐時間只能相應減少,因此在未來的教學工作中,擬對教學環節加以合理優化和縮短,盡量在學生的學習時間和臨床實踐時間上實現平衡,同步提高實習期學生的學習和實習效果。