虚拟现实技术背景下情景模拟教学法在手术室护理教学中的运用研究

虚拟现实技术背景下情景模拟教学法在手术室护理教学中的运用研究

1马骞 ,2郭庆平,3李翀,4程雯婕

1 2长治医学院附属和济医院        护理部   046000

3 4 长治医学院附属和济医院  手术室   046000

摘要：目的：探究分析虚拟现实技术在手术室护理教学方面的作用效果。方法：此次实验期间，共计需要选出300例研究对象，其均为在校护理学本科生，实验进行时间为2022年9月至2023年1月之间，围绕这些实验对象开展手术室护理学教学工作。依照教学需求，将300位本科学生分为3个小组，每组各分有100位学生。在为对照组的学生进行教学期间，选用传统教学法，实验1组的学生在虚拟现实教学实验室中应用传统教学法进行学习，实验2组的学生在虚拟现实实验室选用情景模拟法进行学习。基于理论知识掌握水平、实践技能掌握水平等维度进行组间比较。结果：根据三组的理论、实践知识技能掌握水平对比情况来看，组与组之间有着较大的差异性，比较结果具有统计学价值（P＜0.05）。结论：在为护理学专业的学生开展手术室护理教学工作时，在虚拟现实技术的支持下应用情景模拟法，可以取得良好的教学效果，应用价值突出，具有显著的推广性。

关键词：虚拟现实技术；情景模拟教学法；手术室；护理教育

近年来，由于计算机信息技术的持续发展，虚拟技术也完成了从无到有、由有到优的过渡过程，使其运用变得更加普遍。而在教育领域，在虚拟现实技术的支持下所创造的模拟情境，能够带给学习者一种身临其境的学习感受，进而可以有效地增强课堂教学成效。在此背景下，我院将虚拟现实技术和手术室护理学教学相结合，并通过情景模拟法开展课程教学工作，教学效果很明显，现报告内容如下。

1、资料与方法

1.1一般资料

此次实验所选取的研究对象均为我校护理学本科生，实验人数共300人，实验开展时间为2022年9月至2023年1月，实验过程中，主要涉及大三外科护理学中手术室护理的教学内容。结合教学实际需求，将300位学生按照平均性原则分为三个小组，其中一组采用传统教学方式，称其为对照组；另外一组在虚拟现实实验室利用传统讲授法开展教学工作，称之为实验1组；最后一组在虚拟现实技术的支持下实施情景模拟教学法，称之为实验2组。组间比较学生的年龄、性别、平时成绩等基础资料，差异并不明显（P＞0.05）。

1.2教学方法

1.2.1 对照组

对照组的学生在平常上课时选择传统教学方法，也就是在课堂活动中，教学者借助于教学PPT以及其他教学模具辅助开展教学工作，授课方法为讲授法。

1.2.2实验1组

在教学方法上依旧采用传统的讲授法，只不过授课场所从普通教室变成虚拟现实实验室，授课流程包括两个环节，分别是老师讲授环节和学生佩戴虚拟现实头盔进入体验和虚拟现实操控环节，二者轮流交替完成。在此教学流程中，教材内容是整个教学工作的主轴，而教学者的讲解则是整个教学的核心，虚拟现实技术的应用只是课程教学辅助手段，在教学过程中适当地穿插虚拟现实技术的应用，以增强学习者对护理学知识点的掌握程度。

1.2.3实验2组

该组学生上课的环境是虚拟现实教学实验室，在教学方法上，用情境模拟法代替传统讲授法，以便于使得虚拟现实技术更好地和手术室护理教学内容相贴合，并针对实际的教学情况，对情景模拟方法做出相应的优化。具体流程包括：①老师预先进行体验，老师先站在学习者的角度，以亲身视角感受虚拟现实技术营造的虚拟环境和互动过程等；②根据课程设置内容，老师将自己的感受和课程的知识点进行融合，将课程中的基本知识和核心内容设定为必讲知识点，在体验过程中涉及的相关问题设为延伸知识内容，从而有效对书本知识加以拓展；③设计教学环节，在实际进行教学过程中，不必拘泥于课本安排的教学顺序，可以按照在虚拟现实技术支持下所创造的逼真场景与操作体验的时间序列，将必教知识点与延伸教学的知识点结合，以保证课程内容的连续性；④在整个教学流程中，学习者均要佩戴虚拟现实头盔进行学习，由老师根据以上步骤安排知识点与教学方式，在虚拟现实的情境中对学习者开展教学活动；⑤研讨环节，在学习环节结束时，由老师引导学生摘下虚拟现实头盔，将他们分为几个小组，每组六到八人，每个小组成员基于各自的学习感受，进行小组讨论，在研讨中，各组成员可以自主选择是否要佩戴虚拟现实头盔观察学习；⑥老师总结，老师针对学习者在研讨中的行为表现予以对应的评价。在授课过程中，虚拟现实技术是教学必不可缺的组成之一，学生在整个教学流程中切身感受手术室的真实护理操作技术，老师的讲述过程是对虚拟场景和相关操作的讲解，以提高学习者对专业知识的掌握程度。

1.3观察指标

组间比较学生对知识的掌握情况，主要分为两方面进行测评比较，分别是理论知识、实践操作，调查结果为期末考试平均得分情况。并且对于每组学生而言，还要进行纵向对比，将实验后的期末考试分数和大二内科护理学考试分数进行比较。

另外，为每位学生发放一份满意度调查问卷，其目的是获得学生对教学的真实评价，共发放300份问卷，回收率为100%，问卷内容主要分为五大方面，每个方面的最高分值均为10分，得分愈高，表示学生对教学愈为满意。

1.4统计学方法

利用SPSS20.0软件分析处理实验数据。

2、结果

2.1成绩对比

此次实验调查结果显示，三组患者的考核成绩差距较为明显，对照组的理论、实践操作成绩远低于另外两组，实验1组的考试成绩又低于实验2组，组与组之间的指标对比差距都较明显（P＜0.05）。

表1护生的理论、实践操作成绩对比（x±s，分）

2.2学生上课情况

从学生上课情况方面进行对比，教学效果由低到高的排序为对照组、实验1组、实验2组，组间对比差异性较高（P＜0.05）。

表2学生上课情况（x±s，分）

3、讨论

近些年，虚拟仿真教学在教育界持续兴起，不少国家对此都十分关注，纷纷出台了相关政策，虚拟仿真教学在高校运用频率也越来越高。科学研究证实，虚拟仿真实验教学能够有效改善学习者的临床逻辑思维，推动创新思想的发展。国外不少护理学校也十分重视护理专业学生的临床实践锻炼，采用了实验室模拟临床情景和网上虚拟实验等方式方法，来增强学生体验感受，并培养学生的实操能力，同时还重视效果的评估。目前，我国护理院校也在虚拟仿真实验方面深入探索。随着现代教育、数字网络技术的持续进步，虚拟仿真实验教学已经慢慢发展为了一种新型教学方式，同时受到了教育研究者、教学实践者的大力认可。护理学是我校的优势学科，《外科护理学》是护理学科的主干课程以及基础性的课程，是一个实用性较强的实践性课程，其教学内容主要涉及外科疾病护理知识、技能，这两部分在课程考核中的占比分别为70%、30%。对于外科护理技能教学工作而言，主要会涉及伤口换药。引流管护理、手术室实践操作等内容，这三项内容相比，前两种内容的操作较为简单，且具有显著的直观性，临床教学工作开展较为顺利，学生比较容易掌握。但是对于最后一项内容而言，手术室实践操作涉及的内容较多且细，如果不能基于手术室这一场景中进行教学，则学生对于其中不少知识点及技能操作要点都无法有效掌握，但是如果要想前往手术室进行教学，又有较多的阻碍，如无菌环境制约等，这使得直观教学方式无法在这里使用。虚拟仿真（virtual reality，VR）是指利用以计算机科学技术为基础的现代高新技术制作近乎真实的视、听、触合一的特定区域的虚拟现实情境，人们借助相应的装置对虚拟现实情境中的物品加以操作，从而带来如同在现实世界中所操作的感觉与感受。虚拟仿真实验技术为教学工作的开展提供了新思路与新途径，其讲究虚实结合，以实为主，这种教学方式兼顾理论与实践教学内容，不再受传统教学中时间以及空间的制约，有效弥补了教学实验缺乏的不足。

情景教学模拟法结合教学内容将教学工作分为了几个环节，即准备、计划、实施、评估及反馈。为增强虚拟现实技术与情景模拟法的联用效果，需对情景模拟法加以改进。在实际设计流程中，在虚拟现实技术的帮助下，已经创造了逼真的场景、操作环节，这使得情境模拟法具备了实施的先决条件。故而改进情景模拟法中，可省略前两个阶段，直接进入教师体验环节，并将该环节作为实施的第一个环节。其设计的主要目的是基于教学者的角度出发，亲身体验由虚拟现实技术所创造的虚拟环境，确保在实际开展教学工作时得心应手；接着教学者需要在自身感受的基础上，创设教学内容与授课步骤。其中在课程内容的设定上，应当以教材内容为基准。并基于逼真场景、互动设计的情况下，对知识点加以延伸。改良情景模拟教学法的授课过程和传统教学法的实施过程相似，但授课方法、技术手段则有所不同，前者通常需要学习者佩戴虚拟现实头盔练习，以便更好地感受虚拟现实技术营造的逼真手术室环境；研讨过程和教师总结过程则等同于传统教学方式中的评价阶段和反馈过程。

本研究结果表明：与对照组相比，实验1组和2组都有效改善了护理学的教育效果，并充分肯定了虚拟现实信息技术对课堂教学效果改善的重要性与实用价值；而经过对实验1组与2组的对比，则认为相同的虚拟现实技术背景之下，截然不同的教学模式却会产生截然不同的效果，其原因主要是教学方法与教学工具的适配性不同。如实验1组的教学中所采取的传统讲授法。其核心在于老师的讲述，也就是说在整个授课流程中，老师才是唯一的主导者，尽管虚拟现实技术可以为学习者营造出真实的教学环境和虚拟现实操作体验，但还是必须严格按照老师的指导完成教学活动，而此时虚拟现实技术还仅仅是一个辅助性的教学工具，随着老师的讲解需求穿插到教学流程中，这种情况下，虚拟现实技术并不能充分地发挥出应有的教学价值。实验2组在开展教学活动时，通过情景模拟法实现了课堂教学。情景模拟教学法和讲授法之间具有根本性的差别，前者是一个行动导向教学方式，首先要求老师精心的布局情景，然后学习者充当其中的一个角色，使其可以依照所见所闻进行相关操作。

情景模拟方法的应用，需要教学者布置场景，其在教学环节中发挥主导、引导的作用，相比于讲授法来说，情景模拟法带来学生的学习体验较优，可以帮助学生更好地理解知识点。但是从该方法的实际应用情况分析，其目前的使用现状不佳，其主要因素是：在进行课堂教学时，老师必须付出巨大的时间、精力、物力和财力设计情境。但是目前大部分高校老师除了需要承担本职教学工作外，还担负着相应的科研任务，很显然大多数老师都没那么多的时间和精力用于开展情景模拟法教学。另外在情景模拟教学法中，老师需要针对模拟情境的需要给学习者设置不同的角色。而不同角色有着不同的体验感，如身为操作者，其体验要比扮演病人等的学生的体验感更强。而虚拟现实技术的问世，为情景模拟教学法的开展带来了更有力的保障。首先虚拟现实技术中经过对软件方面的合理设置，就可以事先构造出情景教学法所需要的环境，从根本上就省去了准备环节，而且其场景还原效果也比较逼真，可以给学习者提供身临其境的体验；其次在虚拟现实技术构造的环境中，每位学习者都是以主体的身份进入场景中，不要求其他学习者进行角色的配合操作，这样便优化了学习者对整体的操作体验和教学效果。

综上所述，手术室护理是一项重要环节，其带教效果也备受重视，而在实际教学中，老师们在虚拟现实技术的背景下，运用情景模拟教学方式，就能够有效培养护生的综合操作技能。从技术角度及价格角度对虚拟现实技术加以分析，其虽然有着较为突出的优势，但从教育方面考虑，本身还是有许多难题亟待解决，如教育资源种类较少，更新缓慢，部分互动和应用内容设置不合理等。所以，建议未来院校和虚拟现实技术相关公司增强联系，高校可以给公司提供相关的基础资源；企业也可实地参观教学一线，调查真实教学需求。另外，我们要正确选用教学方式，以促进护生们将基础知识与临床实践紧密结合在一起。在教育工作中，老师是他们的指路明灯，引导学生在正确的轨道上阔步前进。由于手术室护理十分重要，因此作为带教老师，其需要根据手术室护理教育内容，确立“以护生为中心”的教育思想，尊重学习者、相信学习者，做他们的良师益友，全面激发护生的信心、求知欲，发掘每位护生的自身潜力，如此才能建立创新型教学模式，解决理论内容“满堂灌”的问题，与护生形成平等、互信、和谐的良好人际关系，进而调动护生的积极性，优化教学效果。

参考文献：

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基金项目： 长治医学院2022年校级教学改革创新项目，编号J2022027。

课题题目：虚拟仿真实验项目在外科手术室护理教学中研究与实践