基于Flash+XML技術(shù)的護(hù)理技能虛擬教學(xué)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

李憶昕，關(guān)　青，劉　威，蔡　言，金　宏（.吉林醫(yī)藥學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，吉林吉林0；.深圳大學(xué) 心理與社會(huì)學(xué)院，廣東深圳58060；.吉林醫(yī)藥學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，吉林吉林0）

基于Flash+XML技術(shù)的護(hù)理技能虛擬教學(xué)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

李憶昕1，關(guān)青2，劉威3，蔡言1，金宏3
（1.吉林醫(yī)藥學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，吉林吉林132013；2.深圳大學(xué) 心理與社會(huì)學(xué)院，廣東深圳518060；3.吉林醫(yī)藥學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，吉林吉林132013）

為滿足醫(yī)學(xué)高校臨床教學(xué)改革需要，以醫(yī)院臨床護(hù)理實(shí)際流程為基礎(chǔ)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于高校教育信息化之中。平臺設(shè)計(jì)利用Flash、3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)場景虛擬化，利用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的存取與更新，在功能上實(shí)現(xiàn)了操作流程多分支、操作結(jié)果可評估、資源可更新。平臺設(shè)計(jì)符合臨床實(shí)踐教學(xué)真實(shí)、可視、可重復(fù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了“教”與“學(xué)”一體化，是對護(hù)理學(xué)臨床教學(xué)及學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提升的有效補(bǔ)充。目前，平臺已應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，取得了良好效果，并有廣泛的發(fā)展前景。

虛擬現(xiàn)實(shí)；高等教育；臨床技能

目前，國內(nèi)各醫(yī)學(xué)高校都十分重視學(xué)生臨床技能的培養(yǎng)，模擬病房、虛擬仿真設(shè)備的購置和建設(shè)極大地增強(qiáng)了醫(yī)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。但是，針對學(xué)生整個(gè)醫(yī)療流程及病例、醫(yī)囑閱讀分析能力方面訓(xùn)練的軟件卻十分匱乏。吉林醫(yī)藥學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心面向臨床教學(xué)改革，在參考國內(nèi)外同類軟件的基礎(chǔ)上，結(jié)合校附屬醫(yī)院實(shí)際情況，與學(xué)校護(hù)理學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)專家合作設(shè)計(jì)研發(fā)了護(hù)理學(xué)臨床技能虛擬教學(xué)平臺。旨在強(qiáng)化護(hù)理技能培訓(xùn)、重視技能訓(xùn)練的全程評估，使學(xué)生進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)前，可在虛擬環(huán)境下通過查閱護(hù)理文檔、制定護(hù)理計(jì)劃、安全給藥、健康教育及護(hù)患交流等過程訓(xùn)練強(qiáng)化理論知識，幫助學(xué)生順利完成從護(hù)生到臨床實(shí)習(xí)生直至臨床護(hù)士的角色轉(zhuǎn)換。

一、設(shè)計(jì)思想

根據(jù)用戶參與VR（Virtual Reality）的不同形式以及沉浸程度的不同，結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者對VR領(lǐng)域的研究成果和在教育領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)際情況，可將VR劃分為四類:桌面VR、沉浸式VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型VR、分布式VR。［1］

平臺設(shè)計(jì)注重研究模擬現(xiàn)實(shí)的操作環(huán)境和流程，而不是單純的模擬視覺效果；注重模擬現(xiàn)實(shí)操作的多分支性，而不是單一情節(jié)的“動(dòng)畫游戲”；注重實(shí)驗(yàn)效果的評估，而不是實(shí)驗(yàn)過程的記錄；注重研究培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識及查找薄弱知識點(diǎn)的分析方法，而不是應(yīng)付考試。通過該虛擬教學(xué)平臺，教師可以更生動(dòng)的講解實(shí)際操作流程、自主更新藥品、病例等教學(xué)資源，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)并對自學(xué)效果進(jìn)行自動(dòng)評估。桌面VR功能符合設(shè)計(jì)思想，需要投入的成本不高，便于網(wǎng)絡(luò)化操作，容易推廣，故我們研發(fā)虛擬軟件平臺采用該技術(shù)。

平臺設(shè)計(jì)貼近醫(yī)院實(shí)際操作環(huán)境并模擬真實(shí)的操作流程，并對模擬過程進(jìn)行記錄最終給出評估。程序設(shè)計(jì)注重互動(dòng)性，不局限于單一操作流程，設(shè)計(jì)出多選擇、多分支結(jié)構(gòu)。利用XML技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)容的更新，可根據(jù)需要實(shí)時(shí)更新藥品庫、器械、病例等信息，適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的變化，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

二、平臺開發(fā)環(huán)境

鑒于平臺主要功能為規(guī)范護(hù)理流程，提高學(xué)生對實(shí)際病例的閱讀分析能力，因此，在開發(fā)過程中3D技術(shù)只起輔助作用。平臺主要采用目前比較成熟的Flash結(jié)合XML技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。Flash是一個(gè)非常優(yōu)秀的矢量動(dòng)畫制作軟件，制作的動(dòng)畫短小精悍，互動(dòng)性強(qiáng)，所以被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)頁動(dòng)畫的設(shè)計(jì)中。但Flash開發(fā)的應(yīng)用程序缺點(diǎn)也很明顯：無法直接與數(shù)據(jù)庫相連接，致使開發(fā)的應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)更新和用戶交互方面的表現(xiàn)不盡如人意。XML語言即可擴(kuò)展標(biāo)記語言，它可以對文檔和數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。XML被設(shè)計(jì)用來傳輸和存儲數(shù)據(jù)，其焦點(diǎn)是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。XML可以脫離數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，做輕量級的數(shù)據(jù)存儲。Flash技術(shù)支持與XML文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此，XML可以為Flash提供數(shù)據(jù)存儲文檔。

Flash與XML都是Web的基本技術(shù)，因此結(jié)合這兩項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用程序可以很方便地移植于互聯(lián)網(wǎng)。

三、流程設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)地調(diào)研及護(hù)理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)專家訪談指導(dǎo)，對整個(gè)平臺模擬流程做如圖1所示的設(shè)計(jì)。

用戶在登錄后，選取護(hù)理時(shí)段，查看病人資料及相應(yīng)護(hù)理計(jì)劃，依據(jù)護(hù)理計(jì)劃、病例、病人生命體征為病人配置該時(shí)段藥品并給藥。流程參考實(shí)際護(hù)理流程，對用戶所有流程內(nèi)規(guī)定動(dòng)作進(jìn)行記錄，對配藥給藥過程及藥品名稱、劑量等信息予以記錄，統(tǒng)一作為考核依據(jù)。

圖1　流程圖

四、功能模塊設(shè)計(jì)

平臺的設(shè)計(jì)基于B/S架構(gòu)，采用模塊化設(shè)計(jì)方法將整個(gè)平臺功能設(shè)計(jì)分為基礎(chǔ)模塊、護(hù)理站模塊、病房模塊、配藥室模塊、病例模塊、操作考核模塊。

其中，基礎(chǔ)模塊極為重要，它的設(shè)計(jì)是建立在對實(shí)際護(hù)理環(huán)境和流程充分調(diào)研的基礎(chǔ)之上，通過系統(tǒng)分析對多個(gè)應(yīng)用對象和程序?qū)ο筮M(jìn)行公共屬性的抽取，并需要考慮到今后的平臺可擴(kuò)展性?；A(chǔ)模塊用于初始化平臺所需環(huán)境變量及全局變量，初始化幫助文件、影片調(diào)用路徑、時(shí)間、用戶操作記錄，以及根據(jù)醫(yī)院實(shí)際護(hù)理情況抽取出的科室、查體指標(biāo)、計(jì)量單位等基礎(chǔ)信息。

護(hù)理站、病房、配藥室、病例等功能模塊相對獨(dú)立，用于模擬病區(qū)的具體環(huán)境提供給使用者相關(guān)訓(xùn)練信息。這幾個(gè)功能模塊將大量調(diào)用XML文件存儲的對應(yīng)信息。其中，配藥室和病房為主要交互模塊，涉及到護(hù)患溝通和配藥等關(guān)鍵流程環(huán)節(jié)。程序會(huì)記錄用戶在所有功能模塊中的操作作為最終考評的依據(jù)。

操作考核模塊根據(jù)用戶的操作記錄對比病例及醫(yī)囑等已有信息，來綜合評定用戶的整個(gè)模擬過程，指出錯(cuò)誤的操作和缺失的流程，并給出相應(yīng)的提示信息。

五、實(shí)現(xiàn)方法

應(yīng)用程序開發(fā)采用Flash結(jié)合XML技術(shù)，分為單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版。單機(jī)版運(yùn)行于Windows平臺，網(wǎng)絡(luò)版運(yùn)行于.NET2.0框架基礎(chǔ)上。程序開發(fā)主要運(yùn)用Action-Script2.0語言。

1.主要功能模塊及函數(shù)

基礎(chǔ)模塊最重要功能為初始化運(yùn)行參數(shù)。cnvts.swf主程序中函數(shù)formatArrays（）用于初始化時(shí)間、查體參數(shù)、病例明細(xì)等運(yùn)行參數(shù)。函數(shù)initiateVars（）用于初始化用戶信息、護(hù)理時(shí)段及用戶操作各功能模塊的記錄變量。還有g(shù)etNavigation（）菜單導(dǎo)航函數(shù)、initTime（）護(hù)理時(shí)段記錄函數(shù)、getPatients（）獲取病人信息函數(shù)等其它通用函數(shù)。load.swf、install.swf、poc.swf等輔助程序用于初始化內(nèi)存、創(chuàng)建登錄界面、填充用戶信息等功能。

其它程序功能模塊程序：護(hù)理站模塊主程序nurses_station.swf為平臺提供功能導(dǎo)航主界面，負(fù)責(zé)連接其它各子功能模塊；病房模塊主程序patient_room.swf，負(fù)責(zé)創(chuàng)建模擬病房的環(huán)境及病人相關(guān)信息；配藥室模塊主程序medication_room.swf，負(fù)責(zé)創(chuàng)建藥劑室環(huán)境及配藥送藥流程操作。病例及護(hù)理計(jì)劃模塊主程序chart.swf、kardex.swf、mar.swf，負(fù)責(zé)病例報(bào)表、護(hù)理計(jì)劃、用藥記錄的查詢展示。

2.Flash調(diào)用XML方法

功能模塊中Flash調(diào)用XML文檔功能，以護(hù)理計(jì)劃子程序?yàn)槔?，程序根?jù)病房信息找到相應(yīng)路徑下的XML文檔，將內(nèi)容載入Flash影片。主要方法步驟為：

（1）New XML（）實(shí)例化一個(gè)XML對象。（2）load方法裝載XML文件。（3）ignoreWhite忽略 XML文檔空白節(jié)點(diǎn)。

（4）onLoad讀取 XML文檔數(shù)據(jù)并輸出。（輸出數(shù)組及trace方法）

Swf調(diào)用XML參考代碼：

3.操作考核設(shè)計(jì)

操作考核模塊，依據(jù)全局變量所記載的用戶操作信息，通過對比同護(hù)理時(shí)段的病例、醫(yī)囑、護(hù)理計(jì)劃等XML文檔來對用戶的操作進(jìn)行全面評估，考核及評估報(bào)告見圖2。評估指標(biāo)分為：流程評估對正確項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)，遺漏項(xiàng)目予以指出；護(hù)理計(jì)劃執(zhí)行評估，對計(jì)劃實(shí)施、用藥、體征檢查等詳細(xì)項(xiàng)目進(jìn)行核對并明確標(biāo)識錯(cuò)誤。

圖2　操作考核及評估

六、教學(xué)實(shí)踐

目前，護(hù)理學(xué)臨床虛擬教學(xué)平臺已經(jīng)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，該校護(hù)理學(xué)院自2012年開始對2008級護(hù)理英語本科班、2009級護(hù)理本科班學(xué)生實(shí)習(xí)前開展了臨床護(hù)理虛擬訓(xùn)練與評價(jià)研究。［2］開發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)用戶反饋及專家建議及時(shí)修改發(fā)布新版本，程序已經(jīng)十分穩(wěn)定，還根據(jù)實(shí)際情況陸續(xù)推出了外傷科、內(nèi)科、老年護(hù)理、精神科等科室的子系統(tǒng)，極大的豐富了虛擬教學(xué)資源。該平臺經(jīng)教學(xué)實(shí)踐，獲得了師生的好評，取得了預(yù)期的教學(xué)效果。

［1］張小來，葛虹，朱麗.護(hù)理技能訓(xùn)練虛擬軟件的開發(fā)［J］.護(hù)理學(xué)雜志，2009，24（11）：55-56.

［2］關(guān)青，王興武，王明弘等.現(xiàn)代護(hù)理虛擬訓(xùn)練的革新研究［J］.中國科技信息，2013（10）：266.

（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2016）18-0072-03

吉林醫(yī)藥學(xué)院教改課題 “臨床技能網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及應(yīng)用對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的影響研究”（ZX2015-ZD003）；廣東教育教學(xué)成果獎(jiǎng)（高等教育）培育項(xiàng)目“虛擬臨床護(hù)理教學(xué)平臺的建設(shè)與應(yīng)用”。