羊 洋, 陳明霞， 李新香， 許 勤

(南京醫(yī)科大學 護理學院， 南京 211166)

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，教育信息化推動著全球范圍內教育教學的深刻變革，給醫(yī)學模擬教學帶來了新方法——虛擬仿真實驗教學[1]。它依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通信等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象。學生在虛擬環(huán)境中開展實驗，達到教學大綱所要求的教學效果[2]。護理學是實踐性很強的學科，培養(yǎng)學生獲得護士職業(yè)勝任力是護理教育的最終目標[3]。實驗教學是培養(yǎng)本科護理人才核心勝任力的重要環(huán)節(jié)。但是，隨著招生規(guī)模不斷擴大，校內的實驗師資、實驗場所、用物、時間相對不足，難以滿足快速增長的實驗教學需求。另一方面，患者安全，法律法規(guī)和社會倫理等因素對實習護生的臨床護理能力提出了更高的要求，也增加了實驗教學的壓力。

引入虛擬仿真技術可以緩解護理實驗教學壓力，推進實驗教學改革，適應教育信息化發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真實驗教學有助于提高學生的臨床操作能力、培養(yǎng)臨床思維能力、加強創(chuàng)造力的培養(yǎng)[4-7]?；趧偃瘟Ρ疚唤逃砟睿O計、開發(fā)了V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺，為學生提供了有“醫(yī)療環(huán)境”而無“醫(yī)療風險”的實驗條件，創(chuàng)造了“時時可學，處處可學”的學習平臺，并在線開放以促進教育資源共享。

1 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的設計

1.1 設計思想

以“加強基礎訓練，注重人文關懷，強化實踐能力，突出創(chuàng)新意識”的人才培養(yǎng)理念為指導，以提升學生學習和發(fā)展為宗旨，圍繞護理核心勝任力框架推進信息技術與實驗教學的深度融合。本著“易實不虛，虛實互補”的總原則，采取“設計-開發(fā)-應用-調研-優(yōu)化-再應用”的循序漸進的建設步驟，并在設計-開發(fā)-應用過程中不斷優(yōu)化。設計過程中，樹立使實驗教學體系既相對獨立，又與理論教學體系相互促進的思想；注重建構主義理論的指導[8]，以學生為主體，遵循自主學習-虛擬操作-自主測評的學習過程；內容上注重以真實情境、案例引導設計，將情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)融入到知識、技能和臨床思維訓練中；形式上以生動、多樣的多媒體形式提供豐富的學習資源，提高學生的學習興趣，滿足學生個性化的學習需求；技術上注重以先進的虛擬現(xiàn)實技術構建虛擬實驗環(huán)境，創(chuàng)造身臨其境的體驗感。

1.2 系統(tǒng)結構

V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺是網(wǎng)絡化的虛擬仿真平臺，平臺采用CS+BS架構，服務器采用Windows Server 2012，數(shù)據(jù)庫采用Windows SQL Server 2012。服務端承擔資源數(shù)據(jù)存儲、用戶認證、學習行為記錄等功能，客戶端調用具體資源、虛擬仿真項目展示、虛擬操作練習。服務端部署在學校國家級虛擬仿真平臺服務器上，與我校的E-Learning課程中心實現(xiàn)對接，通過ActiveX 控件實現(xiàn)與數(shù)字化校園或教學門戶系統(tǒng)的統(tǒng)一賬號認證，進行統(tǒng)一維護管理。客戶端可部署到任意的學生機，學生根據(jù)自己的學習需求，進行自主訓練。網(wǎng)絡結構拓撲圖如圖1所示。V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺實現(xiàn)了教學時間、空間上的延伸，使用范圍也從校內擴展到校外，實現(xiàn)了護生-護士整個職業(yè)生涯的核心勝任力的持續(xù)培養(yǎng)。

圖1 網(wǎng)絡結構拓撲圖

V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺依托于課程中心，與學校的評教系統(tǒng)、答疑系統(tǒng)、MOOC平臺等信息化平臺充分融合，形成了具有多向信息交流能力的新型教學空間。平臺系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺系統(tǒng)架構圖

V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺采用結構化、模塊化的設計方法，設計了自主學習、虛擬操作、考核測評3個功能模塊，平臺內容結構如圖3所示。

圖3 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺內容結構圖

平臺開發(fā)采用.net與Unity3D綜合完成，虛擬操作模塊中的3D模型與動畫是通過3D Max完成，三維交互開發(fā)是通過Unity 3D游戲引擎開發(fā)完成，數(shù)據(jù)存儲于學校虛擬系統(tǒng)專用服務器上。Unity是一個能夠輕松創(chuàng)建三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等有互動內容的多平臺綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎，是利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件[9，11]。Unity降低了開發(fā)的難度、提高了開發(fā)效率，是頗受歡迎的游戲開發(fā)引擎，被廣泛應用于虛擬平臺的開發(fā)中。

2 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的應用

V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的教學資源豐富，覆蓋基礎護理學、內科護理學、外科護理學、婦產科護理學、兒科護理學以及急危重癥護理學。形成以基本型實驗為基礎、綜合設計型實驗為主體、創(chuàng)新型實驗為提高的三層次的實踐教學課程體系。

2.1 自主學習

自主學習模塊提供形式多樣、內容豐富的學習資源，包括基礎技能操作視頻、護理技能微課視頻、護理實踐教學課件、模擬情境教學案例庫、PBL教學案例庫、臨床見習大綱和日志，以及基礎技能操作考核評分標準。這些資源全面滿足了學生在課前預習、課堂學習、課后復習、考前復習、臨床見習各階段的自學需要?；A技能操作視頻由教學團隊指導、優(yōu)秀學生操作、專業(yè)攝制人員拍攝制作。護理技能微課視頻由專業(yè)老師精心設計、拍攝制作，以生動、簡潔的方式介紹專科護理操作的相關知識、操作流程以及重要環(huán)節(jié)。學生可以反復觀看操作視頻和微課視頻，加強對完整流程的理解和記憶，減少在操作細節(jié)上的錯誤。護理實踐教學課件介紹操作流程、適應證、禁忌證和注意事項等，對虛擬操作具有指導作用。操作考核評分標準是正式考試使用的，便于學生理解和掌握操作重點，提高考試成績。情境模擬教學案例庫和PBL教學案例庫均為本學院教學團隊自編，并應用于實踐教學。學生可以在課外開放實驗室中深入思考各項案例，在練習護理技能的同時，訓練臨床護理思維，鞏固、深化課堂學習內容。自主學習模塊提供的所有學習資料均依據(jù)教學大綱要求，并及時更新以貼近臨床實際。

2.2 虛擬操作

虛擬操作模塊中，設計了單項護理技能、綜合護理技能和臨床護理思維訓練三個子模塊，每個子模塊包含多個虛擬操作軟件，供不同年級的護理專業(yè)學生使用，實現(xiàn)漸進式學習。所有虛擬軟件采用3D Max構建全3D虛擬環(huán)境、人物和用物模型，逼真再現(xiàn)臨床實際工作情境。學生在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，通過鼠標的點擊、拖拽進行各項護理操作的虛擬練習。操作流程兼顧教材和臨床實際，以文字、語音和圖片的形式提示操作步驟和重要知識點，學生邊練邊學，知識點得以不斷強化鞏固。虛擬操作過程中，當學生出錯時，會有提示指導。初學的學生按照操作提示，逐步完成，操作錯誤不得進入下一步。熟練掌握的學生則可以跳步驟練習，實現(xiàn)個性化學習。

軟件界面布局合理，整體風格統(tǒng)一，導航清晰簡捷。色彩搭配協(xié)調，視覺效果好，符合視覺心理。文字、圖片、音、視頻、動畫等切合教學主題，制作精細，具有仿真性和趣味性，吸引力強，激發(fā)學習興趣。目前正在建設單項護理技能子模塊，包括侵入性的基礎護理操作、實驗室和臨床難以反復練習、見習的?？谱o理操作以及高風險高消耗的護理實驗項目。

2.3 考核測評

考核測評模塊包括了基礎護理學、內科護理學、外科護理學、婦產科護理學、兒科護理學、社區(qū)護理學以及急危重癥護理學的內容。針對各項護理操作的重要知識點、關鍵環(huán)節(jié)和注意事項等，從教學團隊自主設計的題庫中篩選合適的題目，以圖文的形式呈現(xiàn)。學生進行自測自評，即時獲得測評結果以便于學生了解學習效果，及時調整后續(xù)學習計劃。

3 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的應用效果

(1) 虛實結合，創(chuàng)新護理實驗教學模式。 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的建設是將虛擬現(xiàn)實技術引入護理實驗教學的一次有益探索和嘗試。它擺脫了傳統(tǒng)實驗教學在客觀條件方面的限制，成為了護理實驗教學的新平臺，形成了“虛擬仿真模擬練習-實景仿真模擬教學-臨床實習”的新型遞進式實驗教學模式。

(2) 與課程結合，訓練臨床護理思維能力。教學中，將V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺應用到翻轉課堂。根據(jù)真實病例設計教學案例，學生通過網(wǎng)絡自主學習案例，教師提供權威參考資料，并在反饋評價中進行詳細解答。教學案例充分考慮護理實踐的特點，注重護理臨床思維的訓練，規(guī)范各類操作的正規(guī)程序、強調醫(yī)護合作和醫(yī)護職責的正確分配。訓練學生綜合運用所學知識、技能去解決“病人”的實際問題，有效地培養(yǎng)學生的臨床思維能力。

(3) 保證患者安全，提高臨床護理實踐能力。 V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的基本界面為統(tǒng)一的模塊化設計，學生只需熟悉一個虛擬操作后即可無障礙地進行全部案例自主學習。醫(yī)療情景、診療流程高度仿真、護患交流對白、病人及環(huán)境音效均為高仿真實景錄制，病房氣氛逼真，提供給學生沉浸式的病房環(huán)境，給予學生一定程度心理壓力，對學生的抗壓能力進

行很好的鍛煉。同時，保障了患者與學生的安全，節(jié)省實驗成本，彌補了學生在臨床實習中實踐機會不足，有助于培養(yǎng)學生熟練的技能操作，提高臨床護理實踐能力，為學生向患者提供安全、優(yōu)質的護理打下堅實的基礎。

4 結 語

國家教育信息化戰(zhàn)略——將教育信息化定位為“改革教育理念和模式的深刻革命”，以促進教育公平，提高質量的有效手段[12-14]。虛擬仿真實驗教學成了研究熱點。應用虛擬仿真技術可以實現(xiàn)實驗室資源共享與利用，更大程度上提高學生的動手能力和創(chuàng)新實踐能力，給醫(yī)學教育的發(fā)展和改革帶來機遇和動力[15]。另一方面，虛擬仿真實驗平臺的建設是一項涉及教學、管理、技術的系統(tǒng)工作，是一項長期、持續(xù)性的工程，需要投入大量的人力、資源和經費。V·Care-護理學虛擬實驗軟件平臺的設計開發(fā)過程中也遇到許多問題，部分功能、實驗項目需要進一步完善、開發(fā)。后續(xù)研究中，我們以護理核心勝任力培養(yǎng)為主線，將V· Care-護理學虛擬實驗軟件平臺進一步建設成為多元化、開放的實驗教學平臺，推進護理學高等教育的發(fā)展和改革，推動護理人才培養(yǎng)水平的提高。

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