基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)探索

杜繼聰，劉入菱，郭佳銘，劉 虎，劉 聰，楊彥勇，崔建國(guó)，李百龍，高 福，程 贏

(海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系艦船輻射醫(yī)學(xué)防護(hù)教研室， 上海 200433； △通訊作者)

線上授課成為互聯(lián)網(wǎng)背景下授課的必然選擇，雖然在一定程度上能夠保證理論授課的教學(xué)質(zhì)量，但對(duì)實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響，尤其使得實(shí)踐課授課與教學(xué)保障發(fā)生了巨大變化。如何做到學(xué)員實(shí)踐課程的順利開展，對(duì)高校教師提出了更高的要求。

防原醫(yī)學(xué)是軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)的重要組成部分，是應(yīng)對(duì)突發(fā)性核武器襲擊、核恐怖襲擊、核事故等的專門學(xué)科，同時(shí)也是研究核武器爆炸和平時(shí)電離輻射的一門綜合性的軍事應(yīng)用學(xué)科。在新時(shí)期新型軍事醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)需求的牽引下，核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援現(xiàn)場(chǎng)處置能力的培養(yǎng)已經(jīng)擺在更加重要的位置[1,2]，因此本教研室所承擔(dān)的防原醫(yī)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)重點(diǎn)也已經(jīng)轉(zhuǎn)移到注重核事故應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的實(shí)踐教學(xué)上來(lái)。為了解決防原醫(yī)學(xué)實(shí)踐課線上教學(xué)難題，我們以臨床醫(yī)學(xué)八年制15人的小班次學(xué)員為研究對(duì)象，開展基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)探索，并與以往線下實(shí)踐課教學(xué)效果進(jìn)行對(duì)比。

虛擬仿真技術(shù)又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，是利用虛擬系統(tǒng)模仿真實(shí)系統(tǒng)的一門綜合性技術(shù)，可以創(chuàng)造沉浸感，具有交互模擬、在線共享、在線評(píng)價(jià)等功能，為線上實(shí)踐教學(xué)提供了技術(shù)支持[3-5]。本教研室結(jié)合自身?xiàng)l件與教學(xué)資源，借助本教研室的虛擬仿真線上資源[1,2]，開展了基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)探索。通過(guò)探索，我們發(fā)現(xiàn)基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上實(shí)踐教學(xué)效果不僅沒(méi)有下降，而且比以往的線下實(shí)踐教學(xué)更能調(diào)動(dòng)學(xué)員積極性，在提高學(xué)員操作能力與協(xié)作能力的同時(shí)，取得了非常好的實(shí)踐教學(xué)效果。筆者基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)探討。

1 基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施

1.1 規(guī)劃教學(xué)設(shè)計(jì)，確定教學(xué)內(nèi)容

在確定開展實(shí)踐課線上教學(xué)之后，我們首先對(duì)防原醫(yī)學(xué)實(shí)踐課內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。以往的實(shí)踐課程主要依據(jù)核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的處置流程，分為指揮組、偵檢組、檢傷分類組、洗消組、帶污染急救組、救治后送組和內(nèi)污染評(píng)價(jià)組。其中核傷員檢傷分類是核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援中接觸傷員最早、救治流程性最強(qiáng)的部分，其高效、精準(zhǔn)的處置對(duì)后續(xù)救援至關(guān)重要。這是因?yàn)楹宋淦饕u擊或核事故時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大批量傷員，且傷員傷情復(fù)雜，多伴有放射性損傷。面對(duì)大規(guī)模的潛在核輻射沾染傷員，首要任務(wù)是對(duì)人群進(jìn)行快速檢測(cè)和分類，基于Simple triage and rapid treatment (START)檢傷分類法確定傷員救治優(yōu)先級(jí)別，檢測(cè)傷員體表放射性沾染情況，并將檢測(cè)信息全面快速地傳遞至后續(xù)各救治功能單元。而洗消組是整個(gè)核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的核心功能組室，操作流程最為復(fù)雜和重要，放射性沾染傷員只有預(yù)先經(jīng)過(guò)洗消組進(jìn)行體表洗消除沾染處置合格后(危重傷員除外)，方可接受后續(xù)的內(nèi)污染評(píng)估、醫(yī)療救治以及后送處置。核沾染傷員來(lái)到洗消室進(jìn)行洗消時(shí)，工作人員需要根據(jù)傷員前面體表放射性沾染檢查的結(jié)果選擇對(duì)傷員進(jìn)行局部洗消還是全身洗消，洗消的順序是：傷口、眼睛、鼻孔、耳孔、嘴巴、頭發(fā)、面部、余下的全身。

基于這兩個(gè)組的特殊性與重要性，我們選擇檢傷分類組和洗消組這兩個(gè)部分進(jìn)行線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)，其余包括指揮組、偵檢組、帶污染急救組、救治后送組和內(nèi)污染評(píng)價(jià)組在內(nèi)的實(shí)踐課教學(xué)則采用視頻、微課結(jié)合線上教員講解的方式進(jìn)行。

1.2 營(yíng)造虛擬環(huán)境，增強(qiáng)沉浸體驗(yàn)

讓學(xué)員置身于真實(shí)或接近于真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)中，可以更有效地培養(yǎng)實(shí)踐能力。但由于核事故發(fā)生的特殊性，學(xué)員不可能在真實(shí)的核污染環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，所以以往線下實(shí)踐教學(xué)需要教員邊操作邊講解。且由于課時(shí)受限，學(xué)員的實(shí)際實(shí)踐時(shí)間極大減少，操作過(guò)程不能夠再現(xiàn)，這些因素也嚴(yán)重影響了學(xué)員對(duì)于錯(cuò)誤操作的糾正和整個(gè)救援流程的熟練掌握。以洗消組實(shí)踐教學(xué)為例，作為核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的重點(diǎn)實(shí)踐內(nèi)容，洗消組人員操作復(fù)雜且涉及洗消系統(tǒng)的展開和撤收，需要耗費(fèi)大量的物力人力。而引入虛擬仿真后，這些問(wèn)題都得到了有效解決，不僅能夠提高實(shí)踐教學(xué)的生動(dòng)性和實(shí)用性，也可以更好地創(chuàng)造實(shí)踐教學(xué)氛圍，進(jìn)而提升實(shí)踐教學(xué)的授課質(zhì)量。

在線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)中，我們放棄主講教員講授理論、實(shí)踐教員負(fù)責(zé)實(shí)踐授課的方式，在讓學(xué)員了解每組人員的人員分工及站位、相關(guān)儀器操作后，直接借助線上虛擬仿真進(jìn)行檢傷分類和洗消組的核應(yīng)急處置流程學(xué)習(xí)。在檢傷分類組線上虛擬仿真訓(xùn)練中，我們以突出技能、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互為核心要求，共包含START檢傷分類、骨折固定、大動(dòng)脈止血包扎、門式放射性檢測(cè)儀使用、手持式放射性檢測(cè)儀使用、重傷員換擔(dān)架、鼻拭子采集和傷情卡填寫共8個(gè)知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)員熟悉核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援檢傷分類的處置流程，掌握檢傷分類的具體原則和操作方法。洗消組線上虛擬仿真訓(xùn)練包含輕傷員洗消和重傷員洗消兩個(gè)模式。每個(gè)模式又分為去污、洗消和復(fù)檢3個(gè)步驟，要求學(xué)員掌握洗消組的洗消流程，洗消順序，關(guān)鍵部位(傷口、頭面部)洗消要點(diǎn)，Como170表面沾染儀和傷口污染檢測(cè)儀的操作使用，洗消標(biāo)準(zhǔn)等6項(xiàng)內(nèi)容。我們通過(guò)線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)，營(yíng)造核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的虛擬環(huán)境，以增強(qiáng)學(xué)員沉浸體驗(yàn)，使學(xué)員更加深入地掌握洗消流程，極大地提高了其實(shí)踐能力。

1.3 實(shí)施在線評(píng)價(jià)，提高學(xué)習(xí)效果

在線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)的考核評(píng)價(jià)階段，我們采用過(guò)程性考核結(jié)合隨堂測(cè)試的方式進(jìn)行，兩者分別占比60%與40%。

在過(guò)程性考核階段，學(xué)員在無(wú)系統(tǒng)提示的情況下直接對(duì)模擬核傷員進(jìn)行檢傷分類和洗消醫(yī)學(xué)處置操作。在檢傷分類模塊中，我們重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)員對(duì)START分類方法的熟練程度、門式放射性檢測(cè)儀使用和傷情卡填寫三部分。在洗消模塊中，我們重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)員對(duì)全身洗消、傷口洗消流程和Como170表面沾染儀使用方法的熟練掌握程度。在隨堂測(cè)試階段，教員通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督指導(dǎo)，并對(duì)學(xué)員操作進(jìn)行評(píng)價(jià)。線上虛擬仿真系統(tǒng)可記錄學(xué)生課程學(xué)習(xí)的全過(guò)程，便于學(xué)員后續(xù)的訓(xùn)練改進(jìn)。通過(guò)線上隨堂測(cè)試，教員進(jìn)一步鞏固學(xué)員對(duì)核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援處置能力。

2 基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)反饋

基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)結(jié)束后，我們通過(guò)線上交流的方式了解到，學(xué)員表示采用線上虛擬仿真進(jìn)行實(shí)踐課教學(xué)參與度更高，通過(guò)自己的移動(dòng)終端進(jìn)行操作實(shí)踐，不僅增加了沉浸感，而且教學(xué)難點(diǎn)部分還可以通過(guò)系統(tǒng)提示和線上教員、學(xué)員互動(dòng)等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，顯著提升了學(xué)習(xí)積極性?？己穗A段，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)員對(duì)核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援流程尤其是檢傷分類與洗消實(shí)踐掌握扎實(shí)，對(duì)相關(guān)檢測(cè)儀器能夠熟練操作使用，實(shí)踐能力得到提升。教員也反饋線上虛擬仿真彌補(bǔ)了當(dāng)前線上授課不能解決實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的短板，同時(shí)基于虛擬仿真技術(shù)，讓學(xué)員能夠沉浸式地學(xué)習(xí)和理解核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的具體操作流程，使學(xué)員對(duì)整個(gè)流程有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。在最后的小班課學(xué)員期末成績(jī)中也顯示，核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的試題共有20分，85%的學(xué)生能夠拿到16分以上，與以往線下實(shí)踐課授課教學(xué)效果相當(dāng)，說(shuō)明我們所采取的基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上實(shí)踐教學(xué)效果能夠滿足當(dāng)前的實(shí)踐教學(xué)需求。但在新的實(shí)踐教學(xué)模式運(yùn)行期間，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。

2.1 教學(xué)指導(dǎo)難以及時(shí)到位

在線上虛擬仿真的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施階段，盡管學(xué)員可以通過(guò)系統(tǒng)提示和線上交流的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，但由于系統(tǒng)提示的內(nèi)容為前期預(yù)設(shè)提示，并不能全面解答學(xué)員提出的所有問(wèn)題。而線上教員答疑也需要在學(xué)員操作完成之后進(jìn)行集中答疑，難以及時(shí)跟蹤反饋與定位指導(dǎo)，存在一定的滯后性。

2.2 學(xué)員互動(dòng)協(xié)作能力的培養(yǎng)

由于目前線上虛擬仿真平臺(tái)的限制，學(xué)員只能單人進(jìn)行操作學(xué)習(xí)，無(wú)法與其他學(xué)員協(xié)同操作。而在線下實(shí)踐課教學(xué)過(guò)程中，以洗消組為例，共需要9人才能進(jìn)行完整的核污染傷員洗消流程。如何更好地解決線上多人協(xié)同參與實(shí)踐的需求，也是我們未來(lái)需要著重解決的問(wèn)題。

2.3 線上虛擬仿真系統(tǒng)仍需完善

目前我們僅開展了核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援中檢傷分類和洗消組兩個(gè)關(guān)鍵組室的線上學(xué)習(xí)，其余組室的實(shí)踐授課仍采用線上視頻、微課等結(jié)合理論講解的方式進(jìn)行。因此我們需要加強(qiáng)資源開發(fā)，盡快構(gòu)建完整的核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援全流程的線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，以更好地滿足線上實(shí)踐教學(xué)需求。

3 總結(jié)與展望

在新時(shí)期新型軍事醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)需求的牽引下，防原醫(yī)學(xué)課程已從單純注重理論教學(xué)轉(zhuǎn)移到理論與實(shí)踐教學(xué)并重上來(lái)，實(shí)踐教學(xué)的重要性逐漸凸顯出來(lái)。但單純依靠線上授課并不能解決學(xué)員實(shí)踐難題，如何保證實(shí)踐課教學(xué)任務(wù)與教學(xué)質(zhì)量是所有從教者都需要認(rèn)真考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。

在這一問(wèn)題上，本教研室結(jié)合自身?xiàng)l件與教學(xué)資源，借助本教研室的虛擬仿真線上資源，開展了基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上小班實(shí)踐教學(xué)探索。在教學(xué)探索中我們發(fā)現(xiàn)，基于虛擬仿真的防原醫(yī)學(xué)線上實(shí)踐教學(xué)能夠滿足學(xué)員實(shí)踐課教學(xué)需求，教學(xué)質(zhì)量也與以往線下實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量相當(dāng)，同時(shí)還增加了學(xué)員的沉浸感和積極性，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。但在探索過(guò)程中，我們也遇到了一些問(wèn)題，如學(xué)員反饋教學(xué)指導(dǎo)難以及時(shí)到位，教員反饋學(xué)員互動(dòng)協(xié)作能力的培養(yǎng)不夠充分等問(wèn)題，此外線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)資源仍需要進(jìn)一步開發(fā)，以形成完善的線上虛擬仿真核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援訓(xùn)練平臺(tái)。未來(lái)我們將在現(xiàn)有線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)體系上，通過(guò)資源整合、爭(zhēng)取多方合作等手段和方法，開發(fā)嵌入式虛擬仿真、增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)等，真正為本科學(xué)員搭建一個(gè)系統(tǒng)、高效、學(xué)習(xí)氛圍濃厚、硬件設(shè)施完善的線上虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，為培養(yǎng)合格的新型軍事醫(yī)學(xué)人才做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。