明霞，卞麗艷，夏冰，蔣逸秋，梁魯建，徐鴻堯，李楊，馬亭亭，潘竹

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在股骨頸骨折護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用

明霞，卞麗艷，夏冰，蔣逸秋，梁魯建，徐鴻堯，李楊，馬亭亭，潘竹

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院（南京市第一醫(yī)院）運(yùn)動關(guān)節(jié)科，江蘇南京 210006

探討沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在股骨頸骨折護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用效果。選取2020年7月至2022年6月在南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院骨科實(shí)習(xí)并接受臨床教學(xué)的護(hù)生80名為研究對象。根據(jù)授課時間節(jié)點(diǎn)分為傳統(tǒng)教學(xué)組和新式教學(xué)組，每組各40人。傳統(tǒng)教學(xué)組采用教科書+PPT+實(shí)物模型為基礎(chǔ)，輔以課堂講解、影像學(xué)資料進(jìn)行教學(xué)；新式教學(xué)組借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行沉浸體驗(yàn)式教學(xué)模式。比較兩組護(hù)生理論知識、操作技能成績和教學(xué)評價。新式教學(xué)組護(hù)生理論知識成績、操作技能成績均明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。新式教學(xué)組在學(xué)習(xí)主動性、知識掌握度等維度對教學(xué)效果的評價均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于股骨頸骨折護(hù)理教學(xué)中，能強(qiáng)化學(xué)生對知識的吸收，打磨學(xué)生專業(yè)操作水平，同時有助于調(diào)動護(hù)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；沉浸體驗(yàn)式學(xué)習(xí)；股骨頸骨折；教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)是將計算機(jī)技術(shù)作為支撐內(nèi)核的高科技技術(shù)，采用仿真、模擬、反饋的工作模式將圖像、聲音或其他刺激物環(huán)繞于用戶，從而創(chuàng)建出用戶可體驗(yàn)的虛擬環(huán)境，用戶通過頭戴設(shè)備等具有聽覺、觸覺等感官體驗(yàn)，獲得沉浸在環(huán)境中的可交互式感知[1]。VR技術(shù)已經(jīng)被廣泛地投入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如虛擬可視人體、虛擬急救護(hù)理、虛擬外科手術(shù)、輔助臨床診斷、臨床教學(xué)等領(lǐng)域[2]。股骨頸骨折因患者術(shù)后活動受限，康復(fù)鍛煉指南復(fù)雜，護(hù)理操作步驟繁瑣，護(hù)生難以掌握教學(xué)重點(diǎn)，無法與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入互動，臨床專業(yè)技能也不易得到快速提升，因此股骨頸骨折臨床教學(xué)一直是護(hù)生教學(xué)的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的臨床教學(xué)無法模擬股骨頸骨折醫(yī)護(hù)全程，且學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性與自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，教學(xué)效果較差。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使教學(xué)培訓(xùn)處于安全，可控制的環(huán)境中，幫助護(hù)生建立起完整的視覺表象與認(rèn)知，吸引學(xué)生主動、直觀地理解教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)的有效性與學(xué)生的滿意度，增強(qiáng)護(hù)生臨床實(shí)踐能力與操作水平[3]。本研究基于沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于股骨頸骨折的臨床教學(xué)工作中，現(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2020年7月至2022年6月在南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院骨科實(shí)習(xí)并接受臨床教學(xué)的護(hù)生80名為研究對象。2020年7月至2021年6月40位實(shí)習(xí)護(hù)生為傳統(tǒng)教學(xué)組，2021年7月至2022年6月40位實(shí)習(xí)護(hù)生為新式教學(xué)組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①護(hù)生的基本資料完整；②愿意參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有精神疾病史；②因轉(zhuǎn)學(xué)、休假等個人情況無法堅持全程參與的護(hù)生。傳統(tǒng)教學(xué)組和新式教學(xué)組護(hù)生一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（>0.05），見表1。

表1 兩組護(hù)生一般資料比較

1.2 教學(xué)方法

傳統(tǒng)教學(xué)組采用教科書+PPT+實(shí)物模型為基礎(chǔ)，輔以課堂講解、影像學(xué)資料開展股骨頸骨折理論臨床教學(xué)工作。2個教學(xué)組均分為2次大課進(jìn)行授課，第1次授課在護(hù)生入科時進(jìn)行，分為理論知識講解、自主操作練習(xí)、隨堂測驗(yàn)和教師答疑，第2次授課在護(hù)生出科前進(jìn)行，2次大課間隔4周。

新式教學(xué)組所學(xué)習(xí)的VR課件運(yùn)用360°全景攝像頭錄制，包括患者突發(fā)股骨頸骨折后入院救護(hù)的場景以及術(shù)前準(zhǔn)備、手術(shù)過程及術(shù)后護(hù)理階段現(xiàn)場環(huán)境的全景視頻，錄制所得視頻文件導(dǎo)出成rmvb格式后使用Adobe Premier CC和Kolor Autopano Video軟件對錄制的全景視頻進(jìn)行剪輯備用。具體教學(xué)方式：根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，由醫(yī)院信息科人員利用三維建模軟件融合仿真技術(shù)、圖像識別等技術(shù)構(gòu)建立體模型營造三維環(huán)境，用戶在此虛擬環(huán)境中會產(chǎn)生視覺、觸覺等多感官交互體驗(yàn)，新式教學(xué)組借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)以下功能：①護(hù)生自主選擇授課內(nèi)容及操作項目進(jìn)行線上學(xué)習(xí)；②通過播放視頻等再現(xiàn)場景的方式輔以同步講解，幫助護(hù)生在學(xué)習(xí)知識的過程中獲得真實(shí)體驗(yàn)，讓護(hù)生體驗(yàn)現(xiàn)場救護(hù)的氛圍；③為護(hù)生創(chuàng)建模擬練習(xí)，幫助護(hù)生進(jìn)行操作訓(xùn)練，協(xié)助護(hù)生掌握護(hù)理專業(yè)技能。系統(tǒng)如在護(hù)生操作過程中檢測到錯誤或異常行為，會自動進(jìn)行提示；④對護(hù)生進(jìn)行操作能力檢測，授課教師隨機(jī)選擇測試內(nèi)容安排護(hù)生進(jìn)行護(hù)理操作，測試結(jié)束前系統(tǒng)不會進(jìn)行提示，測試結(jié)束時系統(tǒng)依據(jù)護(hù)生的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行評分。實(shí)際操作前為保證授課效果，老師對護(hù)生進(jìn)行設(shè)備使用方法、操作流程及注意事項講解，如果護(hù)生在操作前很少有VR或游戲經(jīng)驗(yàn)，教師還可以修改或自定義環(huán)境，建立開放且易于訪問的環(huán)境，輔助護(hù)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。統(tǒng)一學(xué)習(xí)結(jié)束后，指導(dǎo)護(hù)生分組進(jìn)行設(shè)備操作，實(shí)施護(hù)理操作技能訓(xùn)練。在護(hù)生使用VR設(shè)備觀看視頻時，對護(hù)生進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)引導(dǎo)并啟動虛擬獎賞機(jī)制以提升訓(xùn)練的趣味性與護(hù)生的參與積極性。

1.3 教學(xué)評價

1.3.1 理論知識成績和操作成績 理論知識考核由同一位授課老師設(shè)計試卷，以隨堂測試和期末考試2種形式對股骨頸骨折定義、局部解剖、骨折分類、診斷、治療要點(diǎn)、突發(fā)情況處理等知識以書面的形式進(jìn)行考察。技能操作包括現(xiàn)場環(huán)境評估、翻身護(hù)理、康復(fù)指導(dǎo)、疼痛護(hù)理及牽引護(hù)理5個部分，由同一位指導(dǎo)教師現(xiàn)場打分。理論知識成績和操作成績滿分均為100分。該測評試卷經(jīng)11名專家評定，內(nèi)容效度為0.960；選取15名護(hù)生進(jìn)行預(yù)調(diào)查，試卷Cronbach’s α系數(shù)為0.932。

1.3.2 教學(xué)效果評價 調(diào)查問卷采用教學(xué)效果評分量表，該量表包括學(xué)習(xí)主動性、課堂趣味性、師生互動性、教學(xué)新穎性和知識掌握度6個方面，每項問卷得分設(shè)置“非常滿意”“滿意”“一般滿意”“不滿意”“非常不滿意”５種回答，分別對應(yīng)10、8、6、4、2分，每項總分10分，問卷總分為12～60分，得分越高代表教學(xué)評價效果越好。該問卷經(jīng)11名專家評定，內(nèi)容效度為0.923；選取30名護(hù)生進(jìn)行預(yù)調(diào)查。問卷Cronbach’s α系數(shù)為0.861。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 護(hù)生理論知識成績和操作成績比較

在兩組護(hù)生進(jìn)行股骨頸骨折臨床教學(xué)中，新式教學(xué)組護(hù)生理論知識成績及操作考試成績均顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。表明新式教學(xué)組護(hù)生對股骨頸骨折護(hù)理教學(xué)知識的吸收程度優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，見表2。

表2 兩組護(hù)生理論知識成績和操作成績比較（，分）

2.2 護(hù)生對教學(xué)效果評價的比較

在兩組護(hù)生進(jìn)行股骨頸骨折臨床教學(xué)中，新式教學(xué)組護(hù)生在學(xué)習(xí)主動性、知識掌握度等維度對教學(xué)效果的評價均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.01）。表明新式教學(xué)組護(hù)生對股骨頸骨折護(hù)理教學(xué)效果的正向反饋情況優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，護(hù)生普遍反響較好，見表3。

表3 兩組護(hù)生問卷調(diào)查結(jié)果對比（，分）

3 討論

VR技術(shù)最早于20世紀(jì)80年代應(yīng)用于教育領(lǐng)域[4]。目前國內(nèi)教育領(lǐng)域也在逐漸引入VR技術(shù)，用于改善教學(xué)環(huán)境。傳統(tǒng)教學(xué)存在著“看不見”“想不通”“不理解”“難再現(xiàn)”的教學(xué)弊端，而在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域不僅存在這些問題，還存在風(fēng)險高、成本高、資源匱乏、學(xué)生臨床訓(xùn)練機(jī)會少的困境[5-6]。將VR技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，能有效解決上述問題，通過再現(xiàn)場景的方式幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中獲得真實(shí)體驗(yàn)[7]。研究表明，通過VR技術(shù)進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)或改善他們的學(xué)習(xí)成果[8]。本研究借助VR技術(shù)再現(xiàn)股骨頸骨折突發(fā)事件場景，讓護(hù)生身臨其境地進(jìn)入股骨頸骨折救護(hù)現(xiàn)場，幫助護(hù)生明確正確的處置流程，提升自身的應(yīng)急決策能力與執(zhí)行能力，拓展學(xué)生的臨床思維能力，促進(jìn)其思維能力全面發(fā)展。較之傳統(tǒng)教學(xué)組，新式教學(xué)組成員在教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)主動性更強(qiáng)，更愿意與授課教師進(jìn)行互動交流，對教學(xué)效果的主觀評價明顯也更好。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在臨床教學(xué)中的應(yīng)用，可以通過模擬現(xiàn)場虛擬場景，因?yàn)椴皇窃谡嫒松砩蠈?shí)踐，避免在實(shí)際臨床領(lǐng)域可能出現(xiàn)的患者安全事故。如果護(hù)士處置程序不當(dāng)或使用不正確的藥物，不會對患者造成傷害。另一方面通過視覺、聽覺等感官認(rèn)知方式顛覆了以往示教老師占據(jù)絕對主導(dǎo)地位的教學(xué)模式，突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，學(xué)員借助VR設(shè)備可實(shí)現(xiàn)隨時隨地對VR課件的學(xué)習(xí)，與此同時，通過學(xué)員進(jìn)入虛擬的三維環(huán)境，有助于集中學(xué)員的注意力，引發(fā)學(xué)員積極思考，讓其成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，調(diào)動其學(xué)習(xí)的主動性，提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣[9]。VR技術(shù)帶來的高仿真情境能保證教學(xué)效果，提升學(xué)員的操作能力，學(xué)生可以在其中練習(xí)和提高他們的技能。本研究結(jié)果顯示，新式教學(xué)組護(hù)生理論知識成績及操作考試成績均顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組，該研究結(jié)果與貝朝涌等[10]研究結(jié)果一致。

VR虛擬課堂借助VR技術(shù)生成術(shù)前準(zhǔn)備、手術(shù)過程及術(shù)后護(hù)理等虛擬場景，如果學(xué)生之前很少有VR或游戲經(jīng)驗(yàn)，教師還可以修改或自定義環(huán)境，建立開放且易于訪問的環(huán)境，輔助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。VR虛擬課堂幫助護(hù)生在沉浸式場景中直接地進(jìn)行人機(jī)交互，讓學(xué)生清晰地了解到護(hù)理操作細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生隨時隨地地進(jìn)行護(hù)理操作技能訓(xùn)練[11]。同時VR虛擬課堂可以將晦澀難懂的理論知識變得生動形象，輔助學(xué)生對專業(yè)知識進(jìn)行理解與學(xué)習(xí)。護(hù)理專業(yè)的知識一般以書本為主，輔以錄像、標(biāo)本等教學(xué)手段，學(xué)生大多反映在這種教學(xué)模式下，專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)枯燥乏味，缺少互動性、直觀性，不利于知識的消化吸收，不易收獲實(shí)質(zhì)性的理論進(jìn)步。VR技術(shù)可以使學(xué)習(xí)過程更具真實(shí)感，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識[11]。本研究結(jié)果顯示，新式教學(xué)組護(hù)生學(xué)習(xí)主動性、課堂趣味性、師生互動性等均優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組。借助VR虛擬課堂，授課教師可以將授課重點(diǎn)更直觀、全面地展現(xiàn)出來，將抽象難懂的概念具象化，幫助護(hù)生加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和吸收，讓學(xué)生將課本知識與實(shí)際緊密地聯(lián)系在一起，提高了知識的接受度[12]。本研究結(jié)果顯示，VR技術(shù)通過剝離，設(shè)計、復(fù)制各種股骨頸骨折護(hù)理操作的步驟，能在短時間內(nèi)幫助護(hù)生全面地掌握股骨頸骨折護(hù)理要點(diǎn)，新式教學(xué)組護(hù)生對股骨頸骨折護(hù)理的操作細(xì)節(jié)掌握程度更好。

VR技術(shù)以其交互性、高仿真性等特點(diǎn)，在各行各業(yè)中扮演越來越重要的角色，近年來在護(hù)理教育領(lǐng)域已逐漸嶄露頭角，成為臨床教學(xué)重要的輔助手段之一。將沉浸式VR技術(shù)運(yùn)用到股骨頸骨折臨床護(hù)理教學(xué)中，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，輔助護(hù)生完成護(hù)理操作技能訓(xùn)練與護(hù)理專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，打磨護(hù)生專業(yè)操作水平，同時生成高仿真的臨床環(huán)境，調(diào)動護(hù)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)師生互動交流，提高教學(xué)效果，強(qiáng)化護(hù)生對知識的吸收，值得在臨床上大力推廣。本研究礙于研究經(jīng)費(fèi)有限，無法購置大量的VR設(shè)備，導(dǎo)致入選樣本較少，本研究結(jié)果是否適用于所有學(xué)生，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本以待研究。

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（2022–12–10）

（2023–09–13）

R474

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.29.026

南京醫(yī)科大學(xué)2021年度校級教育研究課題（2021ZC052）

卞麗艷，電子信箱：36659522@qq.com