孫晉潔 范本霞 丁晶晶 嚴紅燕

虛擬仿真技術是一種以計算機為核心的現(xiàn)代信息化技術，通過創(chuàng)造按用戶所需設定的實時變化和相互作用的虛擬世界，給予使用者視覺、聽覺、觸覺相結合的環(huán)境，用戶可以使用必要設備對虛擬對象進行操作，給人一種身臨其境的感覺[1]，它的感知性、交互性、構想性等特點給用戶帶來了真實的感受和體驗，給予用戶全方位的沉浸式的學習體驗，在醫(yī)學領域具有特殊的優(yōu)勢，在解剖學、藥理學、內外科、急危重癥學、兒科學以及護理學等應用面不斷拓展[2]。1993 年的統(tǒng)計結果顯示，世界市場上出現(xiàn)的805 個虛擬仿真技術系統(tǒng)中就有49 個應用于醫(yī)學體系。發(fā)達國家護理教育中虛擬仿真技術較普及，我國相關技術起步相對較晚，伴隨其技術突破以及效果凸顯，已經逐漸引起了我國護理研究者的關注和重視。在此，文章對虛擬仿真技術在護理教育中的應用進行綜述，以期幫助護理教育者更好地認識、使用虛擬仿真技術，從而達到更好的教育教學效果。

1 虛擬仿真技術在在國內外教育系統(tǒng)的應用

1.1 國外應用

虛擬仿真技術最早起源于美國，20 世紀80 年代，美國國家醫(yī)學圖書館開始人體解剖圖像數字化研究，即“可視人體計劃”，其利用虛擬仿真技術做出了虛擬人體，并將其用于了解剖學、放射學等學科的虛擬教學，為之后關于各種類型人體的研究提供了逼真的模型。隨后的20 世紀90 年代，由美國Immersion Medical 醫(yī)學公司研制出CathSim 靜脈穿刺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由計算機和觸覺反饋裝置聯(lián)合組成仿真手臂，使用者可以設置臨床情境去練習不同的操作，如外周靜脈穿刺、經外周中心導管置入等，通過顯示屏可以展示區(qū)別不同的血管所需的進針角度及深度的變化，還可模擬病人接受穿刺時發(fā)出疼痛的聲音，讓學生體會到如同臨床操作的“真實感”。操作中同步錄制視頻，結束后可以讓師生一起去看操作回放，教師能夠及時指出操作中的問題，幫助學生發(fā)現(xiàn)不足，從而去不斷地改進和練習。該系統(tǒng)低成本、高仿真、無風險，給學生帶來了很大的益處，相較于傳統(tǒng)的橡膠手臂，培訓效果大大增加，因此，該系統(tǒng)在全球很多教育機構和學校都得到了應用，與傳統(tǒng)方式比較，其在培訓效果和教學質量上有更加顯著的提高。傳統(tǒng)橡膠手臂的優(yōu)勢在于它可以多次的訓練能夠縮短時間，而針對參加該系統(tǒng)培訓人員的調查提示，操作帶來的真實感對于練習會是最好的反饋[3]。

虛擬仿真技術有不同類型，有的需要借助一些工具，從而能創(chuàng)建一個逼真的情境，與傳統(tǒng)護理教學法相比有顯著的創(chuàng)新性，對教學法產生深遠影響。有些則是不需要工具，因其實用和實惠的特性被廣泛應用到了護理教育中[4]。

2008年Tsai等報道了Port-A Cath注射虛擬模擬系統(tǒng)，用于輸液港皮下植入與維護技能，系統(tǒng)含Port-A Cath 模擬和考試系統(tǒng)兩個模塊。他們對沒有臨床經驗的護理初學者進行了研究，使用該系統(tǒng)可以有效降低初學者在操作時的擔憂恐懼，適用于初次學習或初入臨床的護士的培訓教育。瑞典的Melerit Medical AB 公司設計了Melerit Urecath Vision TM 導尿技能培訓系統(tǒng)，包括準備和操作訓練兩個模塊，該系統(tǒng)可提供真實觸感，兼具便攜式優(yōu)勢，用于導尿管的插入技術訓練，也可對培訓對象的操作能力進行客觀檢測和評價，該系統(tǒng)整體的性能評價于2010 年完成，其成果也可于護理人員訓練有導尿管置入使用需求的患者掌握相關技能。

2018 年Padiha 等將虛擬仿真技術應用于臨床基礎護理教學，試驗組在教學有效性、技術易操作性、使用意愿方面均獲得良好的反饋[5]。虛擬仿真技術自問世開始，從簡單的聲、形、動態(tài)的模擬，發(fā)展到想象、交互、沉浸模式，其在護理教育方面應用也在逐漸增加。

1.2 國內應用

在國內，隨著信息技術在社會各領域中的廣泛應用，以計算機仿真技術、多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術為特征的虛擬仿真實驗室開始逐步滲透到教學領域[6]，形成信息技術和教學資源相結合教學形態(tài)。華西醫(yī)科大學于1993 年首次在培訓中使用標準化病人，能在教學中展示不同病人的臨床表現(xiàn)及癥狀，讓學生可以對病人進行評估、問診、體格檢查等護理操作，并可以根據學生的操作做出相應的反饋，該方法有利于增強學生思維能力、語言溝通能力，能在接觸真正的病人之前熟悉臨床環(huán)境，掌握護理操作技能。2004 年，山東大學開始建設臨床仿真訓練中心，開發(fā)了高水平醫(yī)學虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)。該中心由形態(tài)數字化教學平臺、基礎醫(yī)學虛擬實驗平臺、臨床仿真訓練平臺、醫(yī)學虛擬儀器平臺綜合構建，涵蓋了醫(yī)學基礎的所有實驗課。這些平臺實現(xiàn)了資源共享，改進了教學模式，在技術的創(chuàng)新基礎上，給學生提供先進靈活的操作環(huán)境，可鍛煉學生獨立思考能力，激發(fā)學生的學習興趣。在教學模式不斷變化的過程中，該中心帶來了創(chuàng)新的力量，促進著虛擬仿真技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新。

2005 年，桂林醫(yī)學院藥理學教研室開發(fā)了“計算機虛擬急性毒性實驗軟件”，該軟件能夠模擬急性中毒等情境，幫助學生認識臨床不同的癥狀，在節(jié)省了實驗動物與人力資源的同時，也提高了學生對于新知識的興趣，改善教學質量。

2007 年大連大學職業(yè)技術學院開展“護理技術模擬教學系統(tǒng)”項目，該研發(fā)項目有13 個模塊，每個模塊有教學演示、模擬操作、考核測評三大部分，成果令人矚目。該研究項目為教育模式帶來了新的變革契機，實現(xiàn)了多方資源的共享，它的研發(fā)為虛擬仿真技術在護理教育方面的發(fā)展和廣泛應用提供了參考。

2009 年貴州遵義醫(yī)學院護理系進行了護理學基礎虛擬實驗教學的嘗試，同年重慶市衛(wèi)生學院也開展建設了仿真急救護理實訓室，兩者都收獲豐厚成果。隨著虛擬仿真技術在教育中發(fā)揮的作用越來越大，大眾的態(tài)度也由懷疑轉變?yōu)榻邮?，并對該技術開展了更深的推廣和應用。

2012 年，李玉玲等借助Photoshop 圖像處理軟件、Flash 技術和Action Script 開發(fā)了虛擬護理記錄教學課件，具有數據共享以及修改處理等功能，可用于量血壓、體溫等護理教學。

2013 年，中華人民共和國教育部根據《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011——2020 年）》決定開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作，并于2015 年批準清華大學等100 個虛擬仿真實驗教學中心為國家級虛擬仿真實驗教學中心。虛擬仿真技術在護理教育方面作用不同，但都能讓學生在逼真的臨床情景下直觀地學習理論知識、掌握操作技能和培養(yǎng)臨床思維。文獻查閱結果提示，自2014 年—2017 年我國護理領域中有關虛擬仿真技術研究的文獻量持續(xù)激增，這跟國家政策支持與護理領域虛擬仿真技術研究的快速發(fā)展有關[7]。

2 虛擬仿真技術的作用

2.1 完善理論知識教育

傳統(tǒng)教學往往側重于“教授”理論知識，技能訓練方式也是通過教師的指導進行的練習，這種方式會有臨床模擬失真的情況[8]。虛擬仿真技術有助于建立較為逼真的臨床環(huán)境，學生能夠將虛擬環(huán)境與現(xiàn)實環(huán)境相比較，在此基礎上進行相應探索，可拓寬知識面，真實領會醫(yī)學領域概念，鍛煉解決問題、環(huán)境遷移的能力[9]，這將在護理教育方面產生極大的價值。

2.2 共享教育資源，促進教學平等

在現(xiàn)實的教育中，實驗教學因為場地、經費、設備等問題，以及醫(yī)學實驗對象的特殊性，往往使一些開設的實驗項目無法進行，從而導致教學資源的減少，無法滿足實驗教學的需要[10]，也使每個學生所獲得的教育資源不對等。通過使用虛擬仿真技術，能將環(huán)境設備組合，反復使用而無人為的損壞，彌補了現(xiàn)存教學環(huán)境所存在的不足，可作為傳統(tǒng)教學模式的有效補充，為學生提供多層次、多樣化的教育服務，實現(xiàn)教育資源共享，達到優(yōu)勢互補，促進教育的平等性[11]，這也為今后的護理教育提供了更大的發(fā)展空間。

2.3 提高教學能力和水平

在這個信息技術快速發(fā)展的時代，教師不僅要面對教學模式的改變、對新的教學方式方法也須有足夠清醒的認識，還須思考對策與方法，并將其實施。虛擬仿真技術的應用，實現(xiàn)了完整詳細、動態(tài)的操作過程的展示，一定程度上也開闊了教師的視野，加深了教師對操作過程關鍵節(jié)點、變化的認知度[12]。教師使用該技術，能夠形象生動地給學生演示專業(yè)內容，可同時激發(fā)教師與學生參與、互動意識，改善教學效果，適應教學改革需求[13]。

2.4 有效避免教學中的倫理問題

在護理教學中，面對的對象是人，而大多數護理實踐技能訓練都是侵入性操作，其中涉及了患者的安全、倫理等問題[14]。根據我國的相關法律與法規(guī)，在校護生不能在患者身上進行技能訓練，因此護生的實踐技能會局限，而無法得到提高。虛擬仿真技術可以模擬真實的人體解剖結構，實現(xiàn)對操作對象以及突發(fā)急癥等場景模擬，讓護生產生真實體驗，而對實驗對象無損傷，在倫理學方面具有相當優(yōu)勢[15]。

3 虛擬仿真技術應用中的挑戰(zhàn)

虛擬仿真技術應用不斷寬泛，但也不可忽略虛擬仿真技術所遇到的挑戰(zhàn)。在教學方面，教師的職責已經不僅僅是教學，還需在過程中負責虛擬環(huán)境管理、教程安排等工作，提高了對教師計算機水平的要求，對教師能力提出新的要求，而一些未接受過相關訓練及技術支持的教師將難以勝任虛擬教學任務。

同時，虛擬患者無法成為真實患者，因此學生往往會忽略與患者之間的溝通，從而使學生的溝通能力無法獲得培養(yǎng)。虛擬仿真系統(tǒng)重在技術能力的培訓，無法讓學生真正體會到患者不適和痛苦，如何在技術落實的同時，提升人文關懷素養(yǎng)的培養(yǎng)，值得研究者探索[16]。

虛擬仿真技術中，并非全部的系統(tǒng)都是低成本低維護，其中新設備的購買、新程序編輯、后期的設備維護、人員培訓等方面[17]，可能需要大量人力物力投入，這些都對虛擬仿真技術發(fā)展形成限制。同時，所有人也應該認識到，虛擬仿真教學涉及知識產權的保護[18]，不同的教學機構及醫(yī)院所擁有的虛擬仿真技術都較為封閉，可能存在重復建設，難以共享等問題，需要從管理層面上合理整合、應用，給予開發(fā)者適當的報酬，在降低應用成本的基礎上，擴大應用面，提升效率。

4 小結

虛擬仿真技術的應用，已經成為傳統(tǒng)教育模式的有益補充，兩者合理結合，可達到更好的效果?，F(xiàn)階段虛擬仿真技術雖然在護理教育領域取得一定的成果，但仍欠完善。今后，還需充分認識其優(yōu)缺點，積極探索，不斷完善，從而取得更好的效果。