李 瀟，李艷君，王丹丹，張寧寧，喬 寵，楊 清，3

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院：1.婦產(chǎn)科教研室；2.教務(wù)部；3.院長(zhǎng)辦公室， 沈陽 110004

為貫徹落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)精神，深入實(shí)施教育部《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，推進(jìn)醫(yī)學(xué)教育新內(nèi)涵和“新醫(yī)科”建設(shè)，以“大國(guó)計(jì)、大民生、大學(xué)科、大專業(yè)”的新定位、新理念為未來教育賦能。“互聯(lián)網(wǎng)+”信息時(shí)代蘊(yùn)含的教育創(chuàng)新機(jī)遇，以前沿科技反哺醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)，將信息化、立體化、互動(dòng)性、多樣性的教學(xué)元素融入課堂，不僅更加符合成長(zhǎng)于信息時(shí)代的學(xué)生學(xué)情，也是完成國(guó)家高等醫(yī)學(xué)教育戰(zhàn)略要求的重要途徑[1-3]。

婦產(chǎn)科學(xué)是一門研究女性生殖系統(tǒng)以及與妊娠有關(guān)的生理和病理的臨床學(xué)科，與內(nèi)科學(xué)、外科學(xué)、兒科學(xué)并稱為臨床醫(yī)學(xué)四大主干必修課程。婦產(chǎn)科學(xué)既需要縝密的臨床思維，又需要極強(qiáng)的手術(shù)操作能力，并且由于患者人群的特殊性更需要醫(yī)師給予更多的人文關(guān)懷。而隨著社會(huì)的發(fā)展、醫(yī)學(xué)倫理觀念的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)以患者為實(shí)踐教學(xué)載體的醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)方式面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，問診、查體、操作及手術(shù)過程均涉及患者的隱私部位，學(xué)生在觀摩和教師教學(xué)的過程中常會(huì)遇到較多阻力[4-5]。因此，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院“婦產(chǎn)科學(xué)”課程團(tuán)隊(duì)響應(yīng)國(guó)家“金課”建設(shè)的號(hào)召，不僅在理論教學(xué)中實(shí)施“線上線下”混合式教學(xué)，而且在實(shí)踐教學(xué)中運(yùn)用自主研發(fā)的“智能化虛擬現(xiàn)實(shí)宮腔鏡診斷技能培訓(xùn)系統(tǒng)”(國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)臨床醫(yī)學(xué)類資助項(xiàng)目)。虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality，VR)技術(shù)是一種新興的教學(xué)手段，運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)情境進(jìn)行模擬，達(dá)到一種可以高度還原現(xiàn)實(shí)情境的程度，并使學(xué)生沉浸于虛擬的環(huán)境中，有效改善了實(shí)踐教學(xué)資源緊缺、教學(xué)模式單一的現(xiàn)狀[6-8]。文章就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在婦產(chǎn)科實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用和效果進(jìn)行研究和探索。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院2019—2020學(xué)年度生產(chǎn)實(shí)習(xí)的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生共120人為研究對(duì)象。

1.2 研究方法

將學(xué)生隨機(jī)分為對(duì)照組(n=60)和試驗(yàn)組(n=60)。其中，對(duì)照組采用傳統(tǒng)教學(xué)法，試驗(yàn)組采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。每2名學(xué)生由1位教師負(fù)責(zé)帶教，每名學(xué)生在婦產(chǎn)科實(shí)習(xí)輪轉(zhuǎn)6周，整個(gè)實(shí)習(xí)階段持續(xù)約10個(gè)月。

生產(chǎn)實(shí)習(xí)階段要求學(xué)生在臨床實(shí)踐中鞏固婦產(chǎn)科相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能；增強(qiáng)其思考、分析和解決臨床問題的能力；掌握婦產(chǎn)科常見病的診斷、治療和預(yù)防；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成婦產(chǎn)科常見病的病史采集、體格檢查和基本臨床操作的能力。

1.2.1傳統(tǒng)教學(xué)法

教師多結(jié)合病例對(duì)臨床實(shí)習(xí)過程中所見的疾病癥狀、體征、輔助檢查、診療方法等進(jìn)行講解和梳理；實(shí)踐操作中教師采用示教法，學(xué)生通過反復(fù)學(xué)習(xí)基本操作要領(lǐng)和操作步驟，在征得患者同意的情況下觀摩帶教教師的操作。

1.2.2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

①臨床思維培養(yǎng)模塊學(xué)生依托VR設(shè)備在計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的三維空間虛擬環(huán)境中，以第一視角進(jìn)行角色扮演，以文字和語音交互的方式實(shí)現(xiàn)與虛擬患者的“對(duì)話”，完成問診和體格檢查等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生能夠提前預(yù)習(xí)疾病的基本特征。在臨床實(shí)戰(zhàn)中發(fā)現(xiàn)自身不足，再重新深入學(xué)習(xí)書本知識(shí)或通過虛擬仿真系統(tǒng)重復(fù)訓(xùn)練，并在帶教教師對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容點(diǎn)撥后加深對(duì)疾病的理解，進(jìn)而熟練掌握疾病問診、查體的技巧。系統(tǒng)通過對(duì)學(xué)生問診的項(xiàng)目是否全面、順序是否恰當(dāng)、邏輯是否縝密、選擇輔助檢查是否正確，以及問診時(shí)間長(zhǎng)短、有無人文關(guān)懷、禮貌用語等進(jìn)行評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生臨床思維和診療能力的螺旋式提升(如圖1所示)。

圖1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)問診練習(xí)界面

例如，患者描述“陰道點(diǎn)滴流血2個(gè)月，加重3天”，學(xué)生以此為開端，進(jìn)行深入詳細(xì)的問診，包括陰道流血的性狀、量、誘因、伴隨癥狀、鑒別診斷、治療過程、效果等現(xiàn)病史、既往史、個(gè)人史、月經(jīng)婚育史、家族史等，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、溝通能力、職業(yè)素養(yǎng)等。進(jìn)而學(xué)生通過對(duì)疾病的判斷進(jìn)行查體和輔助檢查，比如醫(yī)師為患者選擇了宮腔鏡檢查，則進(jìn)入虛擬仿真操作模塊。

②臨床技能操作模塊在技能操作環(huán)節(jié)，虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)發(fā)揮了更明顯的優(yōu)勢(shì)。學(xué)生觀摩帶教教師的真實(shí)操作過程后，利用虛擬仿真系統(tǒng)在具有視覺沖擊的游戲化場(chǎng)景中自主、反復(fù)學(xué)習(xí)、練習(xí)和復(fù)習(xí)。系統(tǒng)在每次練習(xí)后評(píng)價(jià)打分，學(xué)生根據(jù)評(píng)分和反饋不斷提升臨床技能操作的熟練度和精準(zhǔn)度。在虛擬環(huán)境中可以觀察到陰道、宮頸、宮腔等關(guān)鍵部位的內(nèi)部形態(tài)，解決了活體或者模型試驗(yàn)摸得著、看不見的問題，從而加深學(xué)生的印象，提升其學(xué)習(xí)效果(如圖2所示)。

圖2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)宮腔鏡操作界面

例如，學(xué)生在虛擬仿真系統(tǒng)中學(xué)習(xí)宮腔鏡器械的構(gòu)成、原理和操作方法，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行分步操作引導(dǎo)式示范及演練，帶領(lǐng)學(xué)生手把手操作，包括熟悉手術(shù)室環(huán)境、器械檢查、指導(dǎo)體位、戴手套、消毒、鋪單、探查宮腔深度、擴(kuò)宮頸、進(jìn)鏡、尋找病變位置等。學(xué)習(xí)結(jié)束后可以進(jìn)行整體操作演練并考核，并能在屏幕中看到預(yù)設(shè)的病變圖像，進(jìn)而進(jìn)行疾病診斷和診療策略制定。整個(gè)操作結(jié)束后，系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的操作過程給予評(píng)分和評(píng)價(jià)，包括操作步驟是否正確、操作時(shí)間長(zhǎng)短、操作精確度、病變判斷是否準(zhǔn)確等。

1.3 效果評(píng)價(jià)

通過客觀結(jié)構(gòu)化臨床考核(OSCE)考察學(xué)生的臨床實(shí)踐能力。學(xué)生完成婦產(chǎn)科輪轉(zhuǎn)計(jì)劃后，進(jìn)行迷你臨床演練評(píng)估(Mini-CEX，40分)、查體操作(20分)、技能操作(40分)三個(gè)模塊的考核，統(tǒng)計(jì)兩組學(xué)生的考核成績(jī)；并對(duì)試驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行教學(xué)滿意度問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括：你認(rèn)為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是否提高了你的臨床操作技能、學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、溝通能力，培養(yǎng)自信心，提升團(tuán)隊(duì)凝聚力，培養(yǎng)領(lǐng)導(dǎo)力等，分別在“非常認(rèn)同、認(rèn)同、不認(rèn)同、非常不認(rèn)同”中進(jìn)行選擇。試驗(yàn)組學(xué)生采用虛擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，但是在考核過程中使用實(shí)景模型考核，并且盡量避免選擇同一操作，從而減少試驗(yàn)組由于對(duì)虛擬仿真系統(tǒng)掌握比較熟練而帶來的結(jié)果誤差。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的一般資料

對(duì)照組和試驗(yàn)組分別有60人，兩組在年齡、性別、既往成績(jī)等方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，如表1所示。

表1 兩組學(xué)生的基本情況

2.2 兩組學(xué)生成績(jī)比較

帶教教師采用Mini-CEX考核方式，直接觀察學(xué)生在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化病人實(shí)際問診過程中的病史采集、輔助檢查結(jié)果判讀、初步治療方式選擇等方面的臨床思維情況，并對(duì)其診療行為予以即時(shí)反饋和評(píng)價(jià)[9-10]。結(jié)果顯示，試驗(yàn)組學(xué)生的Mini-CEX考核得分為(33.94±9.45)，高于對(duì)照組的(28.36±8.28)分，二者的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.093)；在查體操作中，學(xué)生根據(jù)病史提示，通過視、觸、叩、聽等查體方法發(fā)現(xiàn)可能存在的陽性體征，試驗(yàn)組學(xué)生的得分為(16.12±5.78)，也高于對(duì)照組的(15.74±4.23)分，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.132)。技能操作考核中，不僅考核學(xué)生的動(dòng)手能力，也考察其溝通能力、人文關(guān)懷等項(xiàng)目，試驗(yàn)組學(xué)生的平均成績(jī)?yōu)?37.48±5.28)分，明顯高于對(duì)照組的(31.22±7.34)分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.035)。在總成績(jī)比較中，試驗(yàn)組所采用的虛擬仿真教學(xué)法也顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)(P=0.022)，如表2所示。

表2 兩組學(xué)生成績(jī)比較

2.3 問卷調(diào)查

教學(xué)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，共發(fā)放調(diào)查問卷60份，收回有效問卷60份，有效率為100%。調(diào)查結(jié)果顯示，58名學(xué)生對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施表示滿意，總體滿意度達(dá)到96.67%。學(xué)生認(rèn)為虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠有效提高其學(xué)習(xí)興趣；通過系統(tǒng)給出的評(píng)價(jià)和反饋，深入查閱書本或文獻(xiàn)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；與虛擬患者的問診互動(dòng)，鍛煉了學(xué)生的溝通能力、培養(yǎng)其良好的心理素質(zhì)，避免在臨床實(shí)際與患者的溝通中發(fā)生問診邏輯混亂、同一癥狀反復(fù)詢問、不能緊扣中心環(huán)節(jié)等問題；通過虛擬仿真系統(tǒng)的培訓(xùn)，重點(diǎn)培養(yǎng)了臨床操作技能的精準(zhǔn)度和熟練度，從而提升其自信心，在多人協(xié)作的操作過程中也能在無溝通情況下完成團(tuán)隊(duì)配合，并且在一定程度上提高了自身的領(lǐng)導(dǎo)能力(結(jié)果如表3所示)。

表3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)問卷調(diào)查結(jié)果(n=60) n(%)

3 討論

虛擬仿真教學(xué)利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)可視化實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，通過操作虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃驮O(shè)備進(jìn)行各種仿真模擬操作，達(dá)到與真實(shí)臨床操作相一致的教學(xué)目的和要求。近年來，將虛擬仿真技術(shù)嵌入高等醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)教學(xué)過程的創(chuàng)新型教學(xué)模式已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外的教學(xué)改革實(shí)踐中得到了飛速發(fā)展[11-12]。依托中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)科優(yōu)勢(shì)和國(guó)家級(jí)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、國(guó)家級(jí)線上線下混合式金課的支撐，該校婦產(chǎn)科教研室虛實(shí)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，構(gòu)建從線下到混合、從虛擬到現(xiàn)實(shí)的教學(xué)模式。

3.1 依托虛擬仿真技術(shù)，重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬環(huán)境和虛擬患者，學(xué)生通過沉浸式VR眼鏡顯示器和手柄，在計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的三維空間虛擬環(huán)境中感受視覺、聽覺、觸覺等多種感官信息的刺激，讓學(xué)生身臨其境地沉浸于“門診”“病房”“手術(shù)室”等場(chǎng)景中[13-14]，以更自然的方式與虛擬環(huán)境中的“患者”“家屬”“同伴”進(jìn)行溝通和互動(dòng)，將枯燥乏味的知識(shí)轉(zhuǎn)換成易于接受的、具有強(qiáng)烈視覺沖擊力的游戲式場(chǎng)景[15-16]。該研究中96.67%的學(xué)生對(duì)虛擬仿真教學(xué)模式產(chǎn)生了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，為深入學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.2 建立科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的臨床技能訓(xùn)練體系

將典型病例的病史采集、體格檢查、基本操作、輔助檢查、病例分析等內(nèi)容通過構(gòu)建病案庫的形式滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，避免不同帶教教師在操作細(xì)節(jié)上的偏差，在一定程度上解放了教師的時(shí)間和精力，同時(shí)成功地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中罕見病、少見病的帶教困境，創(chuàng)造了一個(gè)在任何時(shí)間都可反復(fù)訓(xùn)練、重復(fù)操作、允許操作失誤的安全環(huán)境，方便學(xué)生反復(fù)練習(xí)，熟練掌握臨床實(shí)踐技能，緩解目前臨床教學(xué)資源緊缺、醫(yī)患關(guān)系緊張的現(xiàn)狀[17]。

3.3 建立統(tǒng)一的考核管理體系，以點(diǎn)帶面，促進(jìn)區(qū)域同質(zhì)化教學(xué)

通過考核反饋系統(tǒng)，全程記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，實(shí)時(shí)反饋，提供個(gè)性化實(shí)驗(yàn)記錄及匯報(bào)，有針對(duì)性地解決每個(gè)學(xué)生的問題。提供師生交流反饋平臺(tái)，便于深入學(xué)習(xí)交流，適用于大規(guī)模醫(yī)學(xué)生對(duì)臨床基本操作的學(xué)習(xí)和掌握，后臺(tái)可提供客觀的評(píng)價(jià)體系，便于達(dá)到訓(xùn)練同質(zhì)化[18]。在該研究中，為了避免兩組學(xué)生對(duì)虛擬仿真軟硬件操作不熟悉而帶來的分?jǐn)?shù)誤差，我們?cè)诳己穗A段沒有使用該系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試；但是，根據(jù)應(yīng)用效果展示出來的結(jié)果，虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)確實(shí)可以提高學(xué)生的臨床思維和實(shí)踐能力。因此，在未來的使用中，可以將考評(píng)功能納入以后的考核應(yīng)用，通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和分析，充分保障教學(xué)信息的時(shí)效性、準(zhǔn)確性以及共享性，依據(jù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析反饋，全面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施教，提升教學(xué)效能，助推醫(yī)學(xué)生“早臨床、多臨床、反復(fù)臨床”教學(xué)愿景的達(dá)成[19]。

目前，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)尚處于起步階段，為適應(yīng)信息化條件下知識(shí)獲取方式和傳授方式的變革，還須做好業(yè)務(wù)與技術(shù)、數(shù)據(jù)與模型、流程與推演、建設(shè)與應(yīng)用的結(jié)合。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，積極設(shè)計(jì)和推進(jìn)虛擬教室、虛仿實(shí)訓(xùn)基地、虛擬培訓(xùn)等應(yīng)用場(chǎng)景，為建設(shè)體系化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝備化的沉浸式、體驗(yàn)式和場(chǎng)景式學(xué)習(xí)提供無限可能，從而不斷提高高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，引領(lǐng)高水平虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。