呂云玲,潘常春,李 艷*,王會榮,吳俊曉,劉 倩
(1.南陽醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,河南 南陽 473000;2.杭州萬維鏡像科技有限公司,浙江 杭州 310000)
2020年,新冠肺炎疫情蔓延全球,為防止新冠肺炎疫情的傳播,學(xué)校停止了常規(guī)教學(xué)。截至2020年4月7日,全球191個國家的15.8億學(xué)生停課,占全部在校學(xué)生的91.3%。與之相對的,我國社會數(shù)字化進(jìn)程按下快進(jìn)鍵,各行各業(yè)都在經(jīng)歷互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G等新興技術(shù)快速發(fā)展帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn),基于5G、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、直播等新技術(shù)的“云教學(xué)”也逐步發(fā)展起來。疫情期間,各校積極開展線上教學(xué)模式來克服課堂教學(xué)中止的困難,以保證教育教學(xué)的連續(xù)性。本研究以南陽醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校的護(hù)理專業(yè)為例,構(gòu)建以VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件庫與交互式視頻軟件庫為“兩翼”,虛擬仿真教學(xué)管理云平臺為“本體”的,具有“一體兩翼”架構(gòu)的護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,結(jié)合護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐,分析其在大規(guī)模疫情期間的應(yīng)用價值,以期為特殊情況下的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式探索一條可行之路。
高仿真教學(xué)是模擬真實(shí)臨床情景,通過實(shí)踐教學(xué)、情景教學(xué)和個體化教學(xué),以其有醫(yī)療環(huán)境而無醫(yī)療風(fēng)險為突出優(yōu)點(diǎn),成為護(hù)理教育的新趨勢[1]。然而,在大規(guī)模疫情期間,線下集中式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上分布式學(xué)習(xí)[2],這種教學(xué)組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變給高職護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)帶來了一系列問題:(1)異位散布式學(xué)習(xí)方式導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)訓(xùn)時間難以集中,遇到問題教師無法及時解答;(2)不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)條件與學(xué)生的設(shè)備情況存在差異,需要靈活的實(shí)訓(xùn)手段適應(yīng)不同的信息化條件,以實(shí)現(xiàn)與線下教學(xué)等質(zhì)等效;(3)缺乏有效的技術(shù)手段對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行全過程、全場景的行為采集,無法獲取學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù),難以評估和提升實(shí)訓(xùn)效果。當(dāng)前,“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計(jì)算、VR虛擬仿真、大數(shù)據(jù)等的高速發(fā)展為開展仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了必要保證。但是,教師如何借助虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境,在仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中實(shí)施與高職護(hù)理學(xué)科特點(diǎn)深度融合的“學(xué)與練”交互策略,充分體現(xiàn)學(xué)生的個性與主體性,促使學(xué)生深度學(xué)習(xí),是護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)[3]。
針對疫情期間高職護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的問題,本研究選取典型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,開發(fā)VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件以及與之配套的交互式視頻軟件,同時引入基于B/S架構(gòu)的虛擬仿真教學(xué)管理云平臺,形成具有“一體兩翼”架構(gòu)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,滿足異位散布式學(xué)習(xí)與不同信息化條件下的等質(zhì)等效教學(xué),并通過采集學(xué)生的學(xué)習(xí)痕跡數(shù)據(jù),對教學(xué)效果進(jìn)行評估。
基于高職護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo),參照教學(xué)大綱,引入標(biāo)準(zhǔn)化病人,運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計(jì)臨床場景,再現(xiàn)臨床環(huán)境;采用三維建模與虛擬仿真相結(jié)合的方式,可以有效將實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重、難點(diǎn)用現(xiàn)代信息技術(shù)與虛擬教學(xué)手段相融合[4],實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程見圖1。在內(nèi)容設(shè)置上,根據(jù)“能實(shí)不虛”原則,選取隱私性強(qiáng)、創(chuàng)傷性大、在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)無法重現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,最終制訂出符合當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐的17項(xiàng)護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,包括女性留置導(dǎo)尿、輸血(含輸血前準(zhǔn)備采血標(biāo)本)、胃腸減壓、體位引流、心電監(jiān)護(hù)、婦科檢查、胸腔閉式引流、小兒股動脈穿刺、小兒頭皮靜脈穿刺、胎頭吸引術(shù)、腹部觸診、心肺聽診、胸腹部叩診、院外心肺復(fù)蘇、氣管切開吸痰、灌腸、雙氣囊三腔管壓迫止血。
圖1 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程
實(shí)訓(xùn)軟件是整個虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的核心部分,為適應(yīng)疫情期間不同地區(qū)學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等差異,開發(fā)基于瀏覽器的VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件及與之配套的交互式視頻軟件,前者可在PC端使用,后者適用于PC、手機(jī)等各種智能終端,可支持不同信息化條件下的學(xué)習(xí)。
2.2.1 VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件 采用3D Max、Unity 3D、VeryEngine軟件構(gòu)建一個逼真的三維交互虛擬場景,包括地點(diǎn)、人物、周邊建筑、語音、醫(yī)用物品等,系統(tǒng)設(shè)置3個功能模塊。(1)教學(xué)模塊。實(shí)現(xiàn)虛擬護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)的業(yè)務(wù)邏輯,主要包括實(shí)訓(xùn)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、進(jìn)行所有步驟的示范教學(xué)。教學(xué)過程中同步伴隨文字和語音說明,在此過程中,學(xué)生可使用進(jìn)度控制面板,調(diào)節(jié)演示速度,快速選擇不同的操作階段。(2)操作訓(xùn)練模塊。提供與真實(shí)裝備相同的操作訓(xùn)練,用手、眼圖標(biāo)指示下一步操作,伴隨步驟說明、進(jìn)度條控制、階段選擇等。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)演示過程中,無須任何切換,就可以操作練習(xí),即演示和操作練習(xí)可以隨時轉(zhuǎn)換。(3)操作考核模塊。對學(xué)生的每一步操作痕跡進(jìn)行記錄,并根據(jù)操作的正確、規(guī)范與安全性進(jìn)行評估,最后給出詳細(xì)的考核記錄單。
2.2.2 交互式視頻軟件 以典型護(hù)理操作流程視頻為載體,在線性視頻中增加熱點(diǎn)拓展、邏輯分支、拖拽匹配、操作反饋、知識考核等交互功能,在短時間內(nèi)向?qū)W生展示完整的知識點(diǎn),并為學(xué)生提供一個自主動手實(shí)踐的操作平臺[5],具有創(chuàng)設(shè)情境、生動真實(shí)、形象直觀、短小精悍的優(yōu)勢[6-7],系統(tǒng)設(shè)置3個功能模塊。(1)知識拓展模塊。對于場景中出現(xiàn)的設(shè)備、操作及其工作原理進(jìn)行知識拓展,拓展內(nèi)容包括圖文、視頻、3D模型、360°全景等多種媒體形式,以實(shí)現(xiàn)對護(hù)理設(shè)備、操作及其工作原理的全方位展示。(2)護(hù)理操作模塊。在護(hù)理操作流程中增加交互熱點(diǎn),比如下一步操作名稱等,選擇正確與否都會有提示,只有選擇正確才可以繼續(xù)播放視頻,從而增加學(xué)生對護(hù)理操作流程的了解。(3)操作考核模塊。對學(xué)生的每一步操作痕跡進(jìn)行記錄,并根據(jù)操作的正確、規(guī)范與安全性進(jìn)行評估,最后給出詳細(xì)的考核記錄單。
在高水平仿真實(shí)訓(xùn)軟件開發(fā)的基礎(chǔ)上,還需要將這些教學(xué)資源真正應(yīng)用到教學(xué)中,使護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系真正“落地”。圍繞護(hù)理專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的真實(shí)需求,引進(jìn)可承載VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件庫以及交互式視頻軟件庫的虛擬仿真教學(xué)管理云平臺,形成具有“一體兩翼”架構(gòu)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。平臺設(shè)置管理員、教師和學(xué)生3種角色(見圖2),3種角色權(quán)限不同。管理員具有機(jī)構(gòu)管理、用戶管理、班級設(shè)置等權(quán)限;教師具有上傳課程資源、劃分課程成績構(gòu)成、試卷編輯、成績管理等權(quán)限;學(xué)生有查詢成績、課程學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)交流等權(quán)限。
圖2 虛擬仿真教學(xué)管理云平臺
3.1.1 研究對象 以本校2017級護(hù)理專業(yè)1班70名學(xué)生(對照組)及2018級護(hù)理專業(yè)1班70名學(xué)生(觀察組)作為研究對象。課程結(jié)束后分別對兩組學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核,并向兩組學(xué)生發(fā)放不記名的線上調(diào)查問卷。
3.1.2 方法 對照組利用人體模型等進(jìn)行傳統(tǒng)方式教學(xué);觀察組利用護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系輔助教學(xué),貫穿課前(預(yù)習(xí))、課中(實(shí)訓(xùn)操作)、課后(實(shí)訓(xùn)報(bào)告)整個學(xué)習(xí)過程,并于返校后開展一周的集中實(shí)訓(xùn)。其他如授課教師、所用教材、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排、考核方式、評價標(biāo)準(zhǔn)等兩組均保持一致。
教學(xué)結(jié)束后,對兩組進(jìn)行實(shí)訓(xùn)技能操作考核,滿分100分,并對兩組學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。采用自行編制的實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果評價調(diào)查問卷,運(yùn)用Likert 5級計(jì)分法,1分為“非常贊同”,2分為“比較贊同”,3 分為“一般”,4 分為“不太贊同”,5 分為“完全反對”。問卷內(nèi)容分為兩部分:第一部分為學(xué)生對實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的評價,包括“促進(jìn)課前預(yù)習(xí)”“促進(jìn)獨(dú)立學(xué)習(xí)”“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”“把所學(xué)內(nèi)容較好地應(yīng)用到臨床實(shí)際中”“實(shí)現(xiàn)‘玩中學(xué)’”“提高學(xué)習(xí)效率”及“提高實(shí)訓(xùn)操作熟練程度”7個方面;第二部分為專業(yè)勝任力自評量表,量表從觀察能力、動手能力、創(chuàng)新能力、分析問題能力4個維度進(jìn)行評價,該量表具有較好的信效度,Cronbach's α 系數(shù)為 0.948。
3.1.3 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。計(jì)量資料以(±s)表示,考試成績和評價得分采用t檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.2.1 兩組學(xué)生實(shí)訓(xùn)考核成績比較 實(shí)訓(xùn)考核結(jié)果顯示,觀察組學(xué)生的技能操作得分顯著高于對照組(P<0.05),見表1。這表明將護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué),能顯著提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)技能成績。
表1 兩組學(xué)生實(shí)訓(xùn)考核成績比較(±s,分)
表1 兩組學(xué)生實(shí)訓(xùn)考核成績比較(±s,分)
組別n觀察組對照組70 70 t P技能操作得分87.61±1.71 86.73±2.34 2.523 0.013
3.2.2 兩組學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果分析 問卷調(diào)查結(jié)果顯示,在“促進(jìn)課前預(yù)習(xí)”“促進(jìn)獨(dú)立學(xué)習(xí)”“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”“把所學(xué)內(nèi)容較好地應(yīng)用到臨床實(shí)際中”“實(shí)現(xiàn)‘玩中學(xué)’”“提高學(xué)習(xí)效率”及“提高實(shí)訓(xùn)操作熟練程度”7個方面,觀察組的評價得分均高于對照組。其中,“促進(jìn)課前預(yù)習(xí)”“促進(jìn)獨(dú)立學(xué)習(xí)”“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”“把所學(xué)內(nèi)容較好地應(yīng)用到臨床實(shí)際中”幾個方面差異顯著(P<0.05),見表2。
表2 兩組學(xué)生對實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的評價(±s,分)
表2 兩組學(xué)生對實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的評價(±s,分)
項(xiàng)目t P促進(jìn)課前預(yù)習(xí)促進(jìn)獨(dú)立學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣把所學(xué)內(nèi)容較好地應(yīng)用到臨床實(shí)際中實(shí)現(xiàn)“玩中學(xué)”提高學(xué)習(xí)效率提高實(shí)訓(xùn)操作熟練程度觀察組4.39±0.69 4.34±0.70 4.30±0.73 4.37±0.68 4.39±0.69 4.23±0.82 4.33±0.72對照組3.91±0.92 3.77±0.89 3.86±0.83 3.95±0.79 4.09±0.75 4.05±0.65 4.14±0.64 2.606 2.675 2.320 2.404 1.717 0.956 1.124 0.011 0.009 0.023 0.018 0.089 0.342 0.264
此外,觀察組認(rèn)為,護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系對提升觀察、動手、創(chuàng)新、分析問題4個方面的能力均有所幫助。其中,除動手能力之外,其他3種專業(yè)能力提高的評價顯著優(yōu)于對照組(P<0.05),見表3。
表3 兩組學(xué)生認(rèn)為實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式對自身專業(yè)勝任力的影響(±s,分)
表3 兩組學(xué)生認(rèn)為實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式對自身專業(yè)勝任力的影響(±s,分)
項(xiàng)目t P觀察能力有所提高動手能力有所提高創(chuàng)新能力有所提高分析問題能力有所提高觀察組4.40±0.67 4.31±0.69 4.29±0.82 4.36±0.70對照組3.86±0.89 4.05±0.72 3.86±0.94 3.82±0.96 3.024 1.572 2.034 2.864 0.003 0.119 0.045 0.005
本研究通過建設(shè)高職護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,將其應(yīng)用于疫情期間的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自我鉆研、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力,為疫情期間高職護(hù)理實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的問題提供了解決方案。
本研究結(jié)果顯示,應(yīng)用護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,可有效解決疫情期間缺乏實(shí)物實(shí)訓(xùn)的問題,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,主要體現(xiàn)在:(1)3A式實(shí)訓(xùn)。護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的建設(shè)為師生、生生之間搭建了一個暢所欲言、互動交流的24小時“在線課堂”,滿足 3A(Anywhere、Anytime、Anyone)式實(shí)訓(xùn),適應(yīng)了疫情期間的異位散布式學(xué)習(xí)。(2)實(shí)訓(xùn)工具先進(jìn)。VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件與交互式視頻軟件可適應(yīng)不同信息化條件下的學(xué)習(xí)。前者適用于PC端、網(wǎng)速較好的情況;后者適用于PC、手機(jī)等各種智能終端以及網(wǎng)絡(luò)條件稍差的地區(qū)。(3)教學(xué)形式豐富。通過構(gòu)建高度仿真的教學(xué)場景,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用護(hù)理相關(guān)知識,用形象生動的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí),以游戲闖關(guān)的形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)枯燥的被動式學(xué)習(xí),以人機(jī)交互的模式認(rèn)識護(hù)理操作的基本原理與流程,增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性以及學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。(4)過程性評價體系。護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系注重過程性評價,評價貫穿護(hù)理實(shí)訓(xùn)的全過程,設(shè)置“教、學(xué)、練、考、評”多個環(huán)節(jié),支持學(xué)生在平臺多次練習(xí)、反復(fù)試錯。此外,以智能考核的方式對學(xué)生每步操作的正確性、規(guī)范性、安全性進(jìn)行自動記錄、評估、計(jì)分,并給出詳細(xì)的考核記錄單,以確保每名學(xué)生都能達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo),熟練掌握理論知識與實(shí)操技能。
本研究結(jié)果顯示,學(xué)生對護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的評價較高,并認(rèn)為可有效提高自身專業(yè)勝任力,主要體現(xiàn)在:(1)高階性:緊跟時代教學(xué)需求,以典型的護(hù)理實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為基礎(chǔ),將知識、能力、素質(zhì)有機(jī)融合,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維。(2)創(chuàng)新性:基于構(gòu)建主義理論創(chuàng)建生動逼真的虛擬仿真學(xué)習(xí)情境,以便學(xué)生能從不同的角度探索學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位與主觀能動性,促進(jìn)深入學(xué)習(xí)。(3)挑戰(zhàn)度:在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中隨時考查學(xué)生知識掌握情況,讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中將知識系統(tǒng)化,獲得主動內(nèi)化知識的機(jī)會。
本研究圍繞高職護(hù)理專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求,結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、三維建模、數(shù)據(jù)儲存、快速數(shù)據(jù)處理等多種技術(shù),構(gòu)建由VR仿真實(shí)訓(xùn)軟件庫、交互式視頻軟件庫及虛擬仿真教學(xué)管理云平臺構(gòu)成的,具有“一體兩翼”架構(gòu)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。該體系在疫情期間應(yīng)用,解決了高職護(hù)理專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的關(guān)鍵性問題,并收到了良好的教學(xué)效果。
盡管在疫情期間,護(hù)理虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的應(yīng)用取得了一定的成果,但仍存在一定的局限性。例如:虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目制作模式化,操作步驟都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的,與實(shí)際情況存在差異;實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)難度大,需要教師花費(fèi)大量時間和精力設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)步驟;實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目缺乏對學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等的培養(yǎng)。因此,不能過度依賴虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),要本著“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則來開展實(shí)訓(xùn)教學(xué),將其作為對傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的輔助和補(bǔ)充。2020年新冠肺炎疫情發(fā)生以來,暴露出醫(yī)護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)方面的短板,即缺乏傳染病防控等方面的系統(tǒng)培訓(xùn),急需建立傳染病防控培訓(xùn)與演練制度,而當(dāng)前高校普遍缺乏公共衛(wèi)生事件現(xiàn)場模擬訓(xùn)練的條件,下一步可以利用虛擬仿真技術(shù)來創(chuàng)建疫情發(fā)生的場景,進(jìn)行大規(guī)模協(xié)同防疫演練,彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足,以提高學(xué)生突發(fā)重大疫情的防控能力和水平。可以預(yù)測,隨著虛擬仿真技術(shù)的不斷更新與發(fā)展,如將虛擬仿真技術(shù)與實(shí)物結(jié)合,將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教學(xué),或者采用全息投影技術(shù)將整個虛擬場景投放到現(xiàn)實(shí)的空間內(nèi),可以讓更多的人參與學(xué)習(xí),這種現(xiàn)代化的教學(xué)手段今后一定會在教育領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。