虚拟仿真训练在基础护理学教学中的应用

作者:查重猫     发表时间:2021-03-17 07:13:44   浏览次数:30



  【摘要】目的探讨虚拟仿真训练在基础护理教学中的应用效果。方法采用方便抽样法选取某高校2013级204名护理专科生(以下简称学生)作为研究对象,在基础护理学教学中开展虚拟仿真训练。采用虚拟现实软件和模拟器,构建逼真的实验操作环境。虚拟仿真训练的任务分为初级、中级和高级。训练结束后发放问卷调查教学效果,并将2013级学生的理论和操作成绩与2012级进行比较。结果在初级、中级、高级任务中分别有87.3%、77.0%和60.8%的学生得分在91~100分;2013级学生理论与操作成绩均优于2012级学生(P<0.01);98.0%的学生认为虚拟仿真训练提高了操作的熟练程度,93.1%的学生认为虚拟仿真训练有利于辅助学习,有91.1%的学生喜欢虚拟仿真训练,90.1%的学生认为虚拟仿真训练可以激发学习兴趣。结论虚拟仿真训练应用于基础护理教学中,可以促进教学模式的革新,有效地提高教学质量和教学效果。

  【关键词】虚拟仿真训练;计算机模拟;教学方法;基础护理学

  基础护理学具有很强的实践性,注重培养学生的临床实践能力[1]。实践教学约占该课程总学时的1/2。在传统的“教师演示-学生练习-教师指导”的教学模式中,学生动手操作时面对无反应的模型,无论互动性还是真实性都不强,影响学生练习的积极性。随着护理院校的扩招,有限的实验仪器、设备、实验室空间等不能满足学生学习的要求。因此有必要对护理实践教学进行改革和创新[2]。虚拟仿真(virtualsimulation,VR)即虚拟现实,是一种采用以计算机为核心的现代高科技手段生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的虚拟环境,用户借助必要的设备对虚拟环境中的对象进行操作,产生如同在真实环境中操作的感受和体验[3]。将虚拟仿真技术引入实践性较强的基础护理学教学,不仅可促进实践教学向网络化、智能化、互动化方向发展,而且对于提高教学水平、激发学生学习兴趣也起到了积极的推动作用。在基础护理学教学中应用虚拟仿真技术,美国[4]、日本[5]等发达国家起步较早且应用较成熟,我国起步较晚,在护理教学领域存在许多问题尚未解决[6]。本研究旨在将虚拟仿真技术应用于基础护理学教学中,并探讨其应用效果。现报告如下。

  1研究对象

  采用方便抽样法,选取某高校2013级护理专科生(以下简称学生)204名为研究对象,其中男8名,女196名,年龄20~24(22.3±0.6)岁,均为高考统招生。

  2研究方法

  2.1虚拟仿真系统的构成

  虚拟仿真教学系统,是山西医科大学汾阳学院与某科技发展有限公司共同研发的一种供护理专业学生使用的三维仿真学习系统。该系统使用unity引擎,实现真正的三维交互场景,并整合嵌入动画、文字、交互、数据统计等功能及内容,使整个系统内容丰富,可实现内容的扩展,方便后续更新维护。系统中涉及到的大部分内容,包括建筑、场景、人物、操作设备都用三维软件进行建模,并配合动画手段展示。

  虚拟仿真系统以校园网为平台,设有电脑和手机2种客户端,教师和学生通过输入身份证号或学号、密码及验证码进入界面。校园内无线网络覆盖,无需流量即可免费上网。登录后初始位置为护士站,所有的护理操作都由护士站开始,如用推车进行鼻饲、临终关怀等操作。采用开放式的环境设计,通过键盘或鼠标点击,护理人员可在场景中随意走动。见图1。根据提示一步步完成设计的任务和关卡才能进行后续操作。

  2.2虚拟仿真训练的任务设计

  根据教学目标、教学内容和护理学基础操作流程将虚拟仿真训练设计为3个等级:初级、中级、高级。采用鼠标点击、拖拽方式模拟真实操作中手拿物品移动,配合提示语框,模拟完成基础护理学操作。每项操作均限定完成时间。学生可根据课程进度选择需练习的项目,逐级完成任务,但不可越级,即每项操作达到80分以上才能取得进入更高一级任务的资格,见表1。例如,在初级任务中,进行臀大肌注射,可以直接点击“臀大肌注射”训练框,进行练习。通过鼠标拖动,模拟摆放合适体位、消毒、进针等操作。在中级任务中,设计病例为患者男,67岁,因肺炎入院,体温为39.5℃,遵医嘱采用乙醇擦浴进行降温。学生根据提示首先进行乙醇擦浴,之后为患者测量体温,此项任务涉及乙醇擦浴和测量生命体征2项操作,学生在提示下完成操作。在高级任务中,设计具体病例,如患者男,52岁,因上呼吸道感染入院,遵医嘱输注青霉素,在皮试过程中,患者突然出现喉头发紧、胸闷不适,继而面色苍白、出冷汗。测心率130次/min,血压70/50mmHg(1mmHg=0.133kPa),呼吸30次/min。学生应判断患者出现过敏性休克,立即停药并进行抢救,遵医嘱进行0.1%盐酸肾上腺素1ml皮下注射,吸氧2L/min,建立1条静脉通路,遵医嘱给予地塞米松注射液10mg静脉注射,尼可刹米注射液0.25g静脉注射,随后予以心电监护。30min后,患者呼吸平稳,面色转红,胸闷缓解,心率80次/min,血压110/60mmHg。此病例中涉及到的操作有皮下注射、吸氧、静脉输液、心肺复苏和心电监护4项操作,模拟过程中没有提示,学生需自主判断应进行的操作并完成。

  为激发学生兴趣,设计奖励机制,根据学生完成任务的情况,给予一定的虚拟甚至实际奖励,如虚拟系统中的护士服更漂亮,身上发光,升级后头顶的五星会变成水钻、银钻、金钻等。

  2.3虚拟仿真系统的使用方法

  虚拟仿真训练安排在大二下学期,学生上完理论课及相应的实验课后,教师安排学生使用虚拟仿真系统训练,完成操作项目,理论课、实验课和虚拟仿真训练课时比例为1∶1∶0.5。

  2.3.1学生操作

  学生登陆系统后,可以看到3个等级的界面,点击进入初级界面后,出现单项的基础护理操作项目,双击操作项目后,出现2个提示框,一个是回放框,一个是训练框。点击回放框,可以按流程观看操作;点击训练框,即可进行模拟训练操作。每完成1项操作,系统自动显示操作时间及分数,学生可以反复操作,刷新记录。所有初级操作结束,显示平均成绩并给予相应奖励。之后进入中级界面,每一组包括2~3项基础护理操作,学生可根据提示进行操作。每组操作成绩达80分为合格。完成至少15组可进入高级任务,并可根据平均成绩,获得奖励。高级任务包括8个病例,每个病例操作达80分为合格,系统根据平均分数,给予学生奖励。最后根据累积所得的钻石给予相应的操作能手称号。在虚拟操作中,学生如果感觉有不熟悉的操作还可以在开放实验室练习。每周一至周五下午16:30~18:30以及周六、日全天为开放实验室时间。

  2.3.2教师操作

  教师进入系统后,可以看到学生的单项操作时间、分数及获得星钻的数量、等级。在操作过程中发现部分操作(如无菌操作、导尿、青霉素皮试、鼻饲法、洗胃法等)的分数普遍较低,教师在系统内直接进行辅导,并在各个班级开放实验室的时间再次进行针对性的讲解,讲解后,学生再次进行虚拟训练刷新成绩,直到自己满意为止。

  2.4评价方法

  2.4.1虚拟仿真系统应用情况

  学生虚拟仿真训练任务的完成情况反映了虚拟仿真系统的应用情况。

  2.4.2基础护理学期末理论成绩和操作成绩比较

  将2013级学生的理论和操作考试的平均成绩与2012级进行比较。2012级和2013级学生在性别、年龄、入学成绩等方面均无统计学差异。理论考核采用统一的试卷,考察其对理论知识的掌握情况,满分100分;操作技能考核标准根据本系编制的实验指导中规定的操作考核评分标准评定,满分100分,考核的人员相同。虚拟仿真训练作为一种实验教学的辅助手段,完成情况不计入总成绩。

  2.4.3教学效果调查问卷

  经过查阅文献以及研究组讨论,自行设计问卷,学生的调查问卷包括理论学习(2个条目)、操作技能(5个条目)、学习兴趣(2个条目)3个维度,共9个条目;教师的调查问卷包括理论教学(3个条目)、操作训练教学(3个条目)及学生兴趣(2个条目)3个维度,共8个条目。经过咨询护理学及统计学方面的5名专家,多次修改后,测得问卷的Cronbach'sα系数为0.874,信效度良好。问卷均为选择题,每题选项分为是(2分)、尚可(1分)、不是(0分),学生问卷满分18分,教师问卷满分16分。问卷以无记名方式填写,当场发放,填写完毕当场收回,向教师发放问卷10份,收回10份;向学生发放204份,收回204份,全部有效,有效回收率均为100%。

  2.5统计学方法

  调查数据经质量检查后采用EpiData3.1软件由双人录入数据,应用SPSS19.0统计软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差描述,定性资料用百分比描述。采用t检验分析均数之间的差别,以P<0.05为差异具有统计学意义。

  3结果

  3.1虚拟仿真系统的应用情况

  在初级任务中,178名(87.3%)学生得分为91~100分,26名(12.7%)学生得分为80~90分;在中级任务中,157名(77.0%)学生得分为91~100分,47名(23.0%)学生得分为80~90分;在高级任务中,124名(60.8%)学生得分为91~100分,80名(39.2%)学生得分为80~90分。

  3.2基础护理学期末理论成绩和操作成绩

  2013级学生基础护理学理论成绩和操作成绩均高于2012级,差异具有统计学意义,见表2。

  3.3教学效果评价

  3.3.1学生评价

  绝大多数学生表示喜欢虚拟仿真训练方式,认为使用虚拟仿真系统学习基础护理学操作加深了对操作的理解和掌握、提高了操作的熟练程度,学生一致认为进行虚拟仿真训练有利于尽快进入临床工作。见表3。

  3.3.2教师评价

  绝大多数教师认为虚拟仿真训练可以提高教学效果,激发学生的兴趣,而且教学方法具有创新性。但所有的教师一致认为这种方法只是一种辅助教学的手段,并不能代替真正的实验课。有70%的教师认为这种方法可以提高学生分析、解决问题的能力。见表4。

  相关期刊推荐:《中华护理杂志》创刊于1954年5月1日,开辟有丰富的、适应于不同层次需要的栏目,主要包括:论著、专科研究、护理管理、护理教育、中医护理、基础护理、手术室护理、社区护理、个案研究、调查分析、心理卫生、讨论与研究、综述、论坛、期刊评论、国际交流、经验与革新、借鉴、随笔、三言两语、编读往来等栏目。为了更好地为临床护士和基层护理人员服务,2003年杂志新开辟了腹膜透析护理栏目。

  4讨论

  4.1虚拟仿真技术在基础护理学实践教学中应用的优势

  4.1.1虚拟仿真技术有助于激发学生学习的兴趣和主动性

  从表3~4中可以看出,90.1%的学生认为虚拟仿真训练可以激发学习兴趣;90%的教师认为虚拟仿真训练具有很强的创新性,并且能增强学生的学习兴趣。奖励机制激发学生的挑战欲望,不断刷新成绩,获得的星钻等级越高,学生越会有一种成就感。学生在校学习期间,由于接触临床时间有限,不能深刻体会到所学知识真正应用于临床中的实际意义和价值。而虚拟仿真技术可以通过各种不同情景的设置,让学生提前进入角色,以“护士”身份积极参与操作,成为虚拟学习环境中的护理工作者[6]。通过水钻及虚拟称号的奖励机制,使学生获得一种成就感,在相互比较、讨论中,增加学生学习的兴趣和学习氛围,并将枯燥的操作训练游戏化、简单化,更好地强化操作流程。在奖励机制中,有压力也有动力,激发学生由被动枯燥的学习转变为主动学习,学生总体反应对虚拟仿真训练较为满意,学习目标更加明确,学习的积极性和主动性得到了提高。

  4.1.2虚拟仿真训练有助于提高学生操作技能水平及促进理论知识的学习

  本研究显示,2013级学生的理论和操作成绩明显高于2012级学生,说明虚拟仿真训练应用于护理教学中可以帮助学生更牢固地掌握知识,提高学习效率。基础护理学的知识性和实践性都很强,与多学科互相渗透,这就要求学生在学习理论知识的基础上反复练习操作技能直至熟练掌握。而学生之间相互练习既有受伤的危险,又有局限性,而在患者身上实践受到很大的限制。比如导尿术、漏斗洗胃法、鼻饲法等操作过程复杂、技术要求高,无法在真人身上进行练习,而单纯在模拟人上进行练习,使学生感觉枯燥乏味,从而“自主学习能力”不佳[7],对教师依赖性太强,被动执行教师布置的学习任务,机械模仿教师的示教操作。虚拟仿真技术不仅具有实时评价的功能,还具有人性化的系统回顾功能,具备高仿真性、可调节性、可重复性[8],学生可以反复练习,增加学习的趣味性、综合性,加深学生对专业知识的理解,激发创新思维与兴趣,缩短从理论到实践、从学生到护士、从课堂到临床的转变过程[9]。这一点与刘钦峰等[10]的研究结果一致。

  4.1.3虚拟仿真训练有助于提高学生分析、解决问题的能力

  有75%的学生和70%的教师认为虚拟仿真训练有助于提高学生分析、解决问题的能力。80.9%的学生认为虚拟仿真训练有助于培养临床思维能力。通过初级50项基础护理操作的反复练习,学生对单项操作的熟练程度得到提高;中级训练将操作进行组合,学生根据提示完成相应练习;在高级任务中,考查的不仅仅是学生对单项操作掌握的熟练程度,更重要的是通过分析病例和场景中的信息,根据所学知识对患者进行准确评估,分析问题后再进行护理操作,促使学生主动查阅资料,培养学生积极思考、独立分析和解决问题的能力,为进入临床工作奠定基础。虚拟仿真训练打破了原有课程的界限,为学生独立自主地进行学习与实践创造了良好的条件,提高学生思考问题的能力及评判性思维能力。在每项操作中,通过设置时间限制,锻炼学生操作的熟练程度、时间观念和注意力集中能力,特别是当患者病情恶化时,争分夺秒的抢救意识更有利于培养学生护理操作的实际应用能力和综合素质,真正做到理论与实践相结合[11]。——论文作者:李红梅田朝霞张红高欢玲

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