张春华， 史蕾， 戚淑仪， 杨林霞
外科护理学是一门实践性很强的学科[1]，其教学质量及护生学习成果的好坏直接影响护生外科护理的整体水平。在教学过程中注重护生学习能力和实践能力的培养，能提高护生学习效果以及临床独立工作时分析、解决问题的能力，是现代实用型护理人才培养的重要方面[2]。然而由于外科护理学课程知识点繁多，临床应用环境多样化，传统“教师示范-学生自主练习-教师答疑”的教学模式中，学生面对人体模型的互动性和真实性不强[3]，许多操作难以在模拟人上还原真实情境。目前新冠疫情虽然在全国大部分地区得到有效控制，但仍处于“外防输入、内防反弹”的后疫情时期，此阶段对于疫情的防控也尤为重要，护生的集中学习会受到限制。且随着护理院校的扩招，有限的实验室条件已无法满足各种复杂临床场景的外科护理综合实训要求。因此亟需探索和发展新的教学手段以更好地模拟外科护理的场景及过程。如何利用先进的教学方法培养与现实社会需求相适应的高素质应用型护理人才，已成为当前护理教育革新的一个重要话题[4]。借助网络信息化手段转变教学模式，是外科护理学教学发展的趋势[5]。虚拟现实教学模式是借助网络信息技术搭建的一个与现实环境相似的虚拟环境。该技术具有多感知性、沉浸感、交互性、构想性等特征，能够使学生身临其境，把复杂问题简单化、抽象概念直观化，是传统护理学教学方法的有效补充与拓展[6]。目前发达国家在护理学教学中应用虚拟仿真技术起步较早且较成熟[7]，而我国虚拟仿真技术起步较晚，在外科护理学领域还存在许多问题尚未解决[8-9]。本研究利用学员-计算机交互的虚拟仿真教学模式，将虚拟仿真互动插件应用于外科护理学教学中，并探讨其应用效果。
1.1 研究对象
依据国际量表原则，样本量至少为条目数的5倍。本研究问卷共涉及18个条目，因此最小样本量为90。于2020年下半学年整群抽样南方医科大学2018级4个班的护理学本科生(以下简称护生)共180人为研究对象，其中1班、2班共90人为虚拟仿真教学试验组，3班、4班共90人为传统教学对照组。其中对照组有女生84名，男生6人，平均年龄为(19.80±1.14)岁；
试验组有女生83人，男生7人，平均年龄为(19.72±0.91)岁。两组学生的性别、年龄、入学成绩方面对比差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。研究经所有护生知情同意并积极参与，且经我院伦理委员会审核同意。
1.2 研究方法
外科护理学总共96学时，其中不需要实践练习的纯理论内容两组之间教学方式无区别，其余与临床操作直接相关的外科护理技能理论课及技能操作教学共32学时，为期8周，主要教学内容包括手术室管理、损伤患者的护理、手术前后患者的护理、外科营养支持、外科感染患者的护理等。此部分课时两组采用不同的教学方法。
1.2.1 对照组
采用传统教学法，即包括结合多媒体理论讲授、理论实践一体的临床操作演示。以外科手术患者术前灌肠的护理为例，具体教学过程：①上课前3天教师指导护生进行预习并向护生布置本次课程的预习任务(如记录灌肠的操作步骤)。②理论课上提交预习任务作业，同时利用线下教学视频，边讲解灌肠的原理、术前灌肠目的、操作过程、护理要点、注意事项等内容，边结合案例分析培养护生综合分析问题、解决问题的能力。③理论课后安排线下实践课，学生需在教师的辅导下尝试自主完成线下技能操作训练。
1.2.2 试验组
1.2.2.1 人机交互式虚拟仿真插件的建设 本虚拟仿真教学系统是由南方医科大学护理学院与某科技有限公司共同研发的一套供护理专业学生使用的三维虚拟仿真学习插件。该系统使用unity引擎实现三维场景交互，系统中所涉及的场景、人物、操作物品均用三维软件建模而成，并配合动画手段展示，同时整合嵌入临床实操视频、提示及问答文字、物品/患者交互等功能，使得系统可操控性强，便于后续项目更新维护。学生输入学号和密码登录后，所有的护理操作均从护士站开始，根据提示逐步完成设置的任务才能进入到后续操作。
1.2.2.2 教学方法 授课教师、教学内容、课时、考核标准均与对照组完全一致。具体教学过程：①上课前3天向护生布置本次课程的预习任务，让其登录虚拟仿真教学平台，自主观看并学习已上传的仿真虚拟视频及其相关教学资源，并完成相应的学习任务。②理论课上安排学生使用虚拟仿真系统训练，完成操作项目，过程中学生需通过鼠标点击的方式与物品/患者/选项互动，过程中穿插要点提问，学生通过与物品、人物或选项的互动逐步进入下一操作，最终根据操作表现系统自动判分，达到满分即认定课后自主练习完成。③理论课后安排线下实践课，学生需尝试脱离教学引导，自主完成技能操作训练。以上教学过程中，虚拟仿真教学作为补充，用于加深护生对于操作知识点的掌握和体验，同时结合线下实践以提高实训效果，是虚拟仿真教学、情境模拟、临床操作实践三者递进式的实践教学，虚拟仿真教学旨在改善实训教学效果及效率，并非是虚拟仿真教学完全替代传统实训教学。
1.3 观察指标
1.3.1 教学效果评价
经过查阅文献以及研究组调研讨论，在参考国内外相关文献[10-12]的基础上，结合护理实践教育的特点，分析、归纳并自行设计教学效果调查问卷。同时抽取15名本科护生对量表内容进行讨论和修改，最终形成外科护理学课程教学效果调查问卷，而后邀请5名护理学专家对量表的每个条目进行分析和评价。问卷内容包括沉浸体验(注意力集中度、课程自主参与度、师生互动感、临床情境还原度)、学习感受(学习负荷满意度、课程难度适宜度、知识获取效率)、理论掌握(知识面覆盖度、知识点理解度、记忆深度、知识实用性)、实践能力(临床思维的培养、实践满意度、应变能力培养、操作理解深度、人文关怀培养、技能操作连贯度、沟通技巧掌握)共4个维度18个条目，对应问卷18道单选题和1道重复检验问题。对题目的每个条目进行满意度赋值，采用3级评分法，按照高低程度分别赋值为3分、2分和1分。利用SPSS 24.0软件对问卷进行KMO检验和Bartlett检验，KMO值为0.830，球形检验结果<0.001，故该问卷适合做因子分析[13]。用AMOS 21.0构建问卷结构效度评价模型，4个维度的测量指标共18项，运行AMOS程序得到χ2/df=1.414(<3.0)，均方根残差(RMR)为0.011(<0.05)，近似误差均方根(RMSEA)为0.061(<0.08)，均达到较佳的拟合标准，结果适配理想，故认为该问卷具有良好的结构效度。用SPSS 24.0计算问卷总体Cronbach’sα为0.830(>0.70)，可以认为问卷整体具有较稳定的内部一致性，信度良好。
8周课程结束后发放问卷，问卷以无记名方式填写，共发放问卷180份，回收有效问卷180份。
1.3.2 操作考试成绩
护生在课程之后进行统一的外科护理学操作考试，考试结束后统一打分，满分100分，分为物品准备(20分)、操作流程(40分)、人文关怀(20分)、熟练程度(20分)4项。
1.4 统计学方法
将回收的问卷进行统一编号，核查后采用Excel 2019进行数据录入并建立数据库，采用SPSS 24.0和AMOS 21.0进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；
有等级关系的计数资料采用频数表的秩和检验(Mann-Whitney U法)比较组间差异；
P<0.05为差异具有统计学意义。
2.1 教学效果评价
某一维度得分=该维度所有条目得分相加/条目数。在沉浸体验维度上，试验组护生在注意力集中度、课程自主参与度、临床情境还原度3个条目上得分显著高于对照组(P=0.014、0.023、0.001)，总得分显著高于对照组(P=0.001)；
在学习感受维度上，试验组护生在课程难度和知识获取效率2个条目上得分显著高于对照组(P=0.001、0.025)，总得分显著高于对照组(P=0.014)；
在理论掌握维度上，试验组护生在知识点理解度和知识实用性2个条目上得分显著高于对照组(P=0.034、0.023)，总得分与对照组无显著差别(P=0.239)；
在实践能力维度上，试验组护生在实践满意度、应变能力培养、操作理解深度、技能操作连贯度、临床思维的培养5个条目上得分显著高于对照组(P=0.020、0.043、0.038、0.060、0.034)，总得分显著高于对照组(P=0.032)。试验组护生与对照组护生在师生互动感、学习负荷满意度、知识面覆盖度、记忆深度、沟通技巧掌握、人文关怀培养6个条目上的差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。
2.2 两组护生操作考试成绩比较
试验组护生在最终的操作考试中，总成绩显著高于对照组(P<0.05)，且考试细项中试验组操作流程得分和熟练程度得分显著高于对照组，详见表2。
表1 学生对虚拟仿真训练学习效果的评价
表2 两组护生操作考试成绩比较(分，
3.1 虚拟仿真教学有助于提高护生学习沉浸体验，改善学习感受
在我国，护理操作教学普遍采用传递-接受的传统教学模式，本质上是以教师为中心，教学程序一般是：讲授操作知识-教师演示-学生操作-练习考核。这种模式有利于发挥教师对教学的组织与管理，但忽略学生学习的主动性和沉浸体验感[14]。我国护理虚拟实践教学正处于发展期，仍有较为广阔的发展空间，其教学效果有待进一步深入探究[15]。既往研究表明，基于虚拟仿真技术的理论及实践教学的课程改革，是解决护理专业实验教学中的枯燥难懂现状的有效方式[9，16-17]，但目前尚缺乏系统的针对外科护理学的虚拟仿真护理教学体系。由本研究结果可知，使用虚拟仿真系统学习外科护理学操作，可提高学习过程中的真实体验感，并改善学习感受。本科护生在校学习期间由于接触临床机会有限，难以体会所学操作应用于临床的实际意义。人机交互的虚拟仿真教学通过设置不同情景，可让学生以“护士”的身份提前参与到外科护理操作中来。同时使得操作过程更加生动，使空洞的理论知识形象化、简单化，便于学生理解和记忆，进而提高学生学习兴趣，学习主动性得到提高。
3.2 人机交互式虚拟仿真训练有助于提高学生操作技能水平
传统护理教学模式中，教学内容重知识灌输，轻实践应用。教师多限于知识的讲授，而实习内容与课堂灌输内容相似，导致学生知识结构不平衡，动手能力较差。本研究结果显示，虚拟仿真训练提高了护生的操作考核得分，说明虚拟仿真系统应用于外科护理学教学中可帮助学生更牢固地掌握操作知识。外科护理学的实践性很强，要求学生反复练习操作直至熟练掌握。学生间相互练习既有受伤的风险，又受到场地、时间等因素的局限。通过虚拟仿真系统的自主练习模式，不仅考察了学生对单项技能操作掌握的熟练程度，同时通过带入分析病例和具体场景，学生需要对患者进行准确评估后再进行护理操作，加深了学生对临床工作的理解。在每项操作中，通过对话框设置具体问题提问，使学生认识到需要注意的问题以及操作细节，加深学生对操作要点的掌握，做到理论与实践结合。相比传统课堂教学结合实验教学的教学模式，将虚拟仿真系统应用于外科护理课程教学中，能够放大操作过程中的诸多细节，将操作的细节部分直观地呈现出来，从而显著提高学生的要点记忆度。
3.3 虚拟仿真训练系统有助于提高实训教学效率
近年来随着护理专业人才需求的不断增加，护理院校相应扩招，现有教师数量以及实验室条件已无法满足各种复杂临床场景下的外科护理综合实训需求[18]。学生在外科护理技能实训时，往往因为实验室场地受限，需要轮流排队操作，等待占据了相当一部分教学时长。教师在实训演示时学生往往需要围绕教师几圈，后排的学生往往会有“看不清、听不清”的困扰，上课及课后辅导学生都受到时间限制，教师不便反复示教，学生容易遗忘教师演示操作要点。相比于传统教学方式，虚拟仿真教学系统能够提供更加开放自由的学习环境，学生可以灵活选择学习地点和时间，并缓解因实验室条件有限导致学生学习效率不高的问题，减轻教师教学负荷。虚拟仿真技术应用于外科护理学课程，能够提高学生知识学习的效率，促进学生将知识技能内化吸收。
综上所述，利用虚拟仿真教学技术可以在一定程度上提高护理专业学生的学习感受与技能掌握。将虚拟仿真训练引入护理实践教学，国内尚处于探索阶段[19]，而如今由于患者对护理的需求已经由护理技术上升到人文关怀的高度，目前护理过程中对患者的人文关怀越来越重要[20]。然而现阶段虚拟患者与临床真实的患者仍有一定差别，如若过分依赖虚拟仿真技术容易导致忽视人际沟通能力的培养；
对于会给患者带来不适感的操作如肌内注射、导尿等，系统仅能提示操作要点，学生无法感受患者的真实痛苦，易忽视与患者沟通能力的练习[21-22]。虚拟仿真教学作为补充教学手段，无法替代传统理论讲授以及线下实践教学。因此，作为一种辅助教学手段，在实际教学中将虚拟仿真教学与理论教学、实验室练习相结合的同时，还应与临床见习相补充，进而过渡到临床实践。
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