虛擬模擬訓(xùn)練腳本設(shè)計(jì)在護(hù)理教學(xué)中應(yīng)用的研究進(jìn)展

吳娟，柏曉玲，楊曾楨，李慧，樊雅

（1.貴州中醫(yī)藥大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，貴州 貴陽 550002；2.貴州護(hù)理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；3.貴州省人民醫(yī)院，貴州 貴陽 550002）

虛擬模擬訓(xùn)練不同于其他線上教學(xué)方式，它采取虛擬技術(shù)與案例教學(xué)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了評估、診斷、計(jì)劃、實(shí)施和評價(jià)一系列具有邏輯關(guān)系的互動(dòng)式教學(xué)，突破了時(shí)空限制，提供了可反復(fù)交互學(xué)習(xí)的逼真教學(xué)環(huán)境[1-2]，我國教育部在《虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用》專項(xiàng)課題中提出將其作為今后研究的重點(diǎn)[3]。虛擬模擬訓(xùn)練中案例的難易程度難以把控，案例與多媒體教學(xué)的融合難以設(shè)置，使其腳本設(shè)計(jì)成為研發(fā)過程中最復(fù)雜的部分[2]。編寫一個(gè)優(yōu)質(zhì)的虛擬模擬訓(xùn)練腳本，不僅可以幫助學(xué)習(xí)者獲得相關(guān)領(lǐng)域的知識，還能提高學(xué)習(xí)者理性分析與解決問題的能力；同時(shí)，還有利于后期研發(fā)的順利開展，避免產(chǎn)生“知識反轉(zhuǎn)效應(yīng)”[4]，增加研發(fā)周期及成本[5]。因此，筆者通過對虛擬模擬訓(xùn)練的概念和腳本設(shè)計(jì)進(jìn)行綜述，以期為我國護(hù)理教學(xué)開展更高質(zhì)量的虛擬模擬訓(xùn)練研究提供借鑒。

1 概述

1.1 虛擬模擬訓(xùn)練概念 自1960 年有人使用電腦模擬醫(yī)院場景訓(xùn)練醫(yī)務(wù)人員以來[6]，其將傳統(tǒng)訓(xùn)練的教學(xué)理念與多媒體結(jié)合，逐漸形成了在多方面能與傳統(tǒng)訓(xùn)練有同等效果的互動(dòng)式教學(xué)工具[7]。國外常用“Virtual Patient”代表該種模擬訓(xùn)練，而我國學(xué)者將其統(tǒng)稱為“虛擬模擬訓(xùn)練”[8]，其從出現(xiàn)至今已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療教育領(lǐng)域。虛擬模擬訓(xùn)練定義并不統(tǒng)一，美國醫(yī)學(xué)院協(xié)會(huì)將其定義為“模擬真實(shí)臨床場景的一種醫(yī)療程序，學(xué)習(xí)者扮演衛(wèi)生保健人員來獲取病史，進(jìn)行體格檢查，并做出診斷和治療決定”[9]。目前，有學(xué)者將其定義為任何基于案例培訓(xùn)的軟件，目的在于衛(wèi)生保健及醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、教育或評估[10]。

1.2 虛擬模擬訓(xùn)練在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展 虛擬模擬訓(xùn)練作為一種有效的教學(xué)策略，在醫(yī)療保健教育[11]、臨床研究[12]等醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。自1991年第1 篇以“Virtual Patient”為主題的論文發(fā)表[13]以來，到2004 年該主題開始在護(hù)理文獻(xiàn)中出現(xiàn)[14]。目前，國內(nèi)外已陸續(xù)將虛擬模擬訓(xùn)練應(yīng)用于婦產(chǎn)科、基礎(chǔ)、老年、兒科及外科護(hù)理等課程；我國還在內(nèi)科、急危重癥護(hù)理學(xué)等護(hù)理教學(xué)中，以及護(hù)理健康評估中得到了應(yīng)用[1-2，15-20]。結(jié)果顯示，它在我國護(hù)理教學(xué)中可以幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作模擬，提高實(shí)踐能力和技能水平；在護(hù)理管理方面，可以用于病例討論和決策，評估護(hù)理方案的有效性和合理性；在護(hù)理研究中，用于收集、分析和比較數(shù)據(jù)，探索護(hù)理干預(yù)的效果和影響?？梢?，虛擬模擬訓(xùn)練在我國護(hù)理領(lǐng)域、尤其是護(hù)理教學(xué)的應(yīng)用，已經(jīng)取得一些成績，也將帶來更多發(fā)展機(jī)會(huì)。

1.3 虛擬模擬訓(xùn)練腳本設(shè)計(jì) 在多媒體教學(xué)中，腳本也指“稿本”，它是設(shè)計(jì)師與開發(fā)人員之間的溝通工具，用于實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略到計(jì)算機(jī)軟件的過渡[21]。2009年，Posel 等學(xué)者[22]提出了虛擬模擬訓(xùn)練案例編寫指南，涉及案例設(shè)計(jì)模型、評估反饋設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)中多媒體選擇的要素、界面導(dǎo)航設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)中的倫理注意事項(xiàng)。隨著科技的發(fā)展，Posel 等學(xué)者[23]在2015年補(bǔ)充其設(shè)計(jì)的12 個(gè)技巧要點(diǎn)，進(jìn)一步完善了案例設(shè)計(jì)模型、評估及反饋設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)者知識水平之間的關(guān)系。同時(shí)，科技進(jìn)步、教學(xué)需求、成本優(yōu)勢、病例數(shù)據(jù)支持和社會(huì)環(huán)境等成為虛擬模擬訓(xùn)練腳本設(shè)計(jì)理念演變與腳本成熟的驅(qū)動(dòng)因素。對于護(hù)理教學(xué)而言，虛擬模擬訓(xùn)練已成為不可或缺的工具，其腳本設(shè)計(jì)的不斷完善可以更好地推動(dòng)護(hù)理教學(xué)的發(fā)展。

2 虛擬模擬訓(xùn)練腳本設(shè)計(jì)流程及要點(diǎn)

本研究根據(jù)虛擬模擬訓(xùn)練案例創(chuàng)建指南及技巧，結(jié)合當(dāng)前虛擬教學(xué)平臺開發(fā)邏輯[21-24]，總結(jié)其設(shè)計(jì)流程，即組建團(tuán)隊(duì)→明確教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容，確定學(xué)習(xí)者知識水平→選擇案例設(shè)計(jì)模型→完成評估與反饋設(shè)計(jì)→選擇交互設(shè)計(jì)中的多媒體→完成界面導(dǎo)航設(shè)計(jì)→整理并收集資料。

2.1 組建團(tuán)隊(duì) 有研究提出了護(hù)理模擬訓(xùn)練設(shè)計(jì)主體的組成和分工[24-25]，其中包括護(hù)理教師、臨床工作者和計(jì)算機(jī)人員。設(shè)計(jì)過程中，護(hù)理教師負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排、總體設(shè)計(jì)、監(jiān)督管理、質(zhì)量控制；臨床工作者負(fù)責(zé)實(shí)際調(diào)研、內(nèi)容確定、審核校對、軟件試用和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)人員則負(fù)責(zé)軟件開發(fā)和內(nèi)容調(diào)適；在后期，還需要護(hù)理學(xué)生對教學(xué)軟件進(jìn)行反饋。但由于護(hù)理學(xué)科各分支發(fā)展并不一致，暫未有研究明確主體人員的遴選標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 確定教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容 虛擬模擬訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容以情景故事呈現(xiàn)，以學(xué)習(xí)理論支持的教學(xué)框架制定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)與具體可測量的結(jié)果聯(lián)系起來，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)適合學(xué)習(xí)者水平，以滿足學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)需求[22，26]。如王憲[8]以腦卒中相關(guān)指南和規(guī)范中對院前急救人員的救護(hù)要求設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過典型病例編寫案例內(nèi)容，利用知識問卷評估學(xué)習(xí)情況，并以相關(guān)指南和規(guī)范作為判斷依據(jù)與評價(jià)指標(biāo)；Mahou 等[15]通過需求評估，明確了護(hù)生的總體目標(biāo)為學(xué)習(xí)如何識別和管理糖尿病酮癥酸中毒患者，并以1 例患有糖尿病的18 歲單身學(xué)生為故事背景，以多項(xiàng)選擇題、單項(xiàng)選擇題及開放式問題評估學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況。因此，在內(nèi)容設(shè)計(jì)階段，教育者通過閱讀文獻(xiàn)和測評等方式確定教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容以及學(xué)習(xí)者知識水平，整合教學(xué)內(nèi)容并選擇適宜的案例來串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)故事中的決策點(diǎn)，整理決策過程的判斷依據(jù)與評價(jià)指標(biāo)。

2.3 選擇案例設(shè)計(jì)模型 虛擬模擬訓(xùn)練案例設(shè)計(jì)模型分為線性、探索性和分支案例3 種[22]，且不同設(shè)計(jì)模型的交互水平和任務(wù)復(fù)雜性不同，研究者應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)者知識水平情況而定，才能充分發(fā)揮教學(xué)策略的效果，使認(rèn)知資源得到最優(yōu)應(yīng)用。

2.3.1 線性案例 該模型是以敘事性為主的一種按固定順序進(jìn)行教學(xué)的模式，通常有一個(gè)既定病例和診斷解決方案，學(xué)生必須按照固定順序依次執(zhí)行每個(gè)步驟，直至案例解決[22-23]。研究指出[2]，線性案例以介紹病例→臨床數(shù)據(jù)→決策點(diǎn)→理想選擇→理想結(jié)局→理想結(jié)論進(jìn)行撰寫。Rouleau 等[10]通過線性案例設(shè)計(jì)方法，整理護(hù)士與HIV 治療不依從患者的溝通問題，通過視頻和文本為所有學(xué)習(xí)者提供相同的標(biāo)準(zhǔn)化護(hù)士-患者咨詢信息，以提高護(hù)士的溝通能力；Bergauer[16]通過虛擬模擬訓(xùn)練顯示既定的生命體征狀態(tài)，醫(yī)護(hù)人員在屏幕對話框中以輸入答案的方式培訓(xùn)ICU 新進(jìn)醫(yī)護(hù)人員，從而提高了醫(yī)護(hù)人員的信息傳遞、診斷信心。這種模式將復(fù)雜的內(nèi)容分解為簡單的步驟，強(qiáng)調(diào)對規(guī)定程序和病例診斷流程的熟練掌握，因此，更適合初學(xué)者或者需要基礎(chǔ)知識培訓(xùn)的人員[22]。可見，線性案例設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以清晰地呈現(xiàn)特定的技能和知識點(diǎn)，更容易編寫；但容易化繁為簡使實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)遭到削弱，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)造力和思考能力受到限制。

2.3.2 探索性案例 該類案例的設(shè)計(jì)為部分任務(wù)設(shè)計(jì)，即簡單技能直接安排重復(fù)練習(xí)即可，而復(fù)雜技能要按照從簡單到復(fù)雜的順序練習(xí)，整體設(shè)計(jì)運(yùn)用識別-糾錯(cuò)-訓(xùn)練的順序[27]。如王憲[8]采用探索性案例設(shè)計(jì)了心腦血管急癥院前急救模擬培訓(xùn)軟件，在評估、診斷、計(jì)劃和實(shí)施各階段，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了多個(gè)決策點(diǎn)，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)采用了從簡單-復(fù)雜的順序設(shè)計(jì)。Mahou[15]以1 例患有糖尿病的18 歲單身學(xué)生為故事背景，對糖尿病酮癥酸中毒患者的評估、診斷、接收和護(hù)理等各個(gè)階段進(jìn)行了教學(xué)與測評?？梢姡@種案例通常需要學(xué)習(xí)者收集和整合信息來研究和分析以尋求答案，提出合適的診斷和治療方案，所以適合醫(yī)護(hù)人員和醫(yī)學(xué)生繼續(xù)教育等方面[22]。探索性案例設(shè)計(jì)有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造思維和自主學(xué)習(xí)能力，但學(xué)習(xí)者可能會(huì)陷入過度探索，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率與自我管理能力降低。

2.3.3 分支案例 分支案例通常是結(jié)構(gòu)最不完善和最復(fù)雜的案例模型，以支持信息的方式進(jìn)行教學(xué)呈現(xiàn)，采用歸納-探究或演繹-探究進(jìn)行設(shè)計(jì)[17]，是一種包含多個(gè)選擇和路徑的案例教學(xué)，即這種案例設(shè)計(jì)通常根據(jù)學(xué)生的決策而發(fā)展出多個(gè)不同的情節(jié)[22]。Urbanová[2]采用分支案例創(chuàng)建的助產(chǎn)虛擬模擬訓(xùn)練，其在決策點(diǎn)的設(shè)計(jì)包含其他解決方案選項(xiàng)的備用路徑，還增加了解決方案不正確的路徑，迫使學(xué)生檢索信息并選擇其他替代方案；Padilha[18]在社區(qū)門診對患者進(jìn)行問診，根據(jù)臨床病例的反應(yīng)和發(fā)展決定患者的下一步處理，患者如需入院進(jìn)一步救護(hù)，場景將轉(zhuǎn)換至病房。因此，在案例設(shè)計(jì)時(shí)，允許學(xué)習(xí)者做出各種決策，并根據(jù)決策結(jié)果進(jìn)行繼續(xù)探索學(xué)習(xí)。分支性案例需要學(xué)習(xí)者進(jìn)行深入思考和分析，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者特定情況下的應(yīng)對和決策能力，但需要學(xué)習(xí)者具備較高的知識和技能[22]。

2.4 完成評估和反饋設(shè)計(jì) 評估是對學(xué)習(xí)者決策的判斷，反饋是對學(xué)習(xí)者決策判斷的反應(yīng)，它們可以確定學(xué)習(xí)者的知識和技能水平、了解錯(cuò)誤發(fā)生的環(huán)節(jié)和原因[22-23]。Rouleau 等[10]通過紅色標(biāo)簽提示護(hù)士的語言表達(dá)使患者產(chǎn)生了負(fù)面反應(yīng)，在互動(dòng)結(jié)束時(shí)，向護(hù)士提供書面反饋；Mahou[15]在每個(gè)階段提供每個(gè)問題的分?jǐn)?shù)、正確的回答和簡短的評論；Bergauer[16]通過修改形狀、顏色、動(dòng)畫和圖標(biāo)來實(shí)時(shí)顯示患者生命體征的狀態(tài)，如體溫超過特定值，屏幕顯示患者周圍會(huì)出現(xiàn)熱浪，而患者出現(xiàn)低氧時(shí)，皮膚顏色會(huì)變成紫色；王憲[8]在操作步驟中設(shè)置了過程評估并以不同顏色反饋學(xué)習(xí)者操作是否正確，而總結(jié)性評估以彈跳框形式展現(xiàn)“評價(jià)清單”的形式進(jìn)行結(jié)果反饋。因此，虛擬模擬訓(xùn)練中必須要有明確的評估標(biāo)準(zhǔn)、提供實(shí)時(shí)及個(gè)性化反饋，指出學(xué)習(xí)者仍存在的不足，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識的分析與掌握。

2.5 選擇交互設(shè)計(jì)中的多媒體 交互設(shè)計(jì)旨在讓不同個(gè)體之間協(xié)同配合，以達(dá)成共同的目標(biāo)[28]。在虛擬模擬訓(xùn)練中，學(xué)習(xí)者通過多媒體進(jìn)行交互，從而提高交互性水平[22]。王憲[8]以圖片或動(dòng)畫形式展示各項(xiàng)檢查及救護(hù)措施；Urbanová[2]通過點(diǎn)擊圖片、照片、動(dòng)畫、指向文章和書籍的超鏈接、視頻等呈現(xiàn)助產(chǎn)過程；Mahou[15]設(shè)計(jì)護(hù)生觸摸患者胸部時(shí)，會(huì)自動(dòng)打開一個(gè)窗口，顯示學(xué)生在真實(shí)條件下應(yīng)該感覺到或觀察到什么（如觸診時(shí)胸部壓痛）。因此，多媒體類型應(yīng)該根據(jù)不同情境進(jìn)行選擇，如手術(shù)場景可用視頻或圖片，病人訪談則可用音頻或文字；其次，多媒體類型也應(yīng)符合學(xué)習(xí)目標(biāo)和教學(xué)策略，例如使用動(dòng)畫或3D 模型來突出重要步驟；同時(shí)，也要考慮學(xué)習(xí)者及其對評估和反饋設(shè)計(jì)的需求；此外，多媒體素材和工具的質(zhì)量對學(xué)習(xí)效果也有很大影響。但多媒體的疊加對交互水平與案例復(fù)雜性的影響，還需進(jìn)一步探索。

2.6 完成界面導(dǎo)航設(shè)計(jì) 界面導(dǎo)航是指通過在不同界面之間進(jìn)行切換來尋找目標(biāo)信息的過程[29]。導(dǎo)航設(shè)計(jì)的原則為觸覺與視覺反饋一致性、清晰的導(dǎo)航線索，常見的導(dǎo)航呈現(xiàn)方式有層次式、輻射式、套娃式與標(biāo)簽視圖，不同的導(dǎo)航呈現(xiàn)方式適合不同的學(xué)習(xí)者和場景[29]。王憲[8]采用標(biāo)簽視圖呈現(xiàn)界面的功能分區(qū)，以層次式導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的層層深入，并通過不同顏色來反饋該項(xiàng)操作結(jié)果；Kiesewetter[30]在用戶界面，提供了協(xié)作功能的附加窗口，學(xué)生可以使用此窗口與同齡人交談并共享，教師可以在該窗口設(shè)置教學(xué)內(nèi)容等；Rouleau 等[10]利用3 D 創(chuàng)建仿真組件的插圖，以利于學(xué)習(xí)者知曉每個(gè)場景的內(nèi)容。因此，在界面設(shè)計(jì)時(shí)，要確保界面設(shè)計(jì)簡潔明了、組織結(jié)構(gòu)良好、風(fēng)格統(tǒng)一，導(dǎo)航設(shè)置應(yīng)顯眼、易點(diǎn)、易搜索，讓學(xué)習(xí)者專注于學(xué)習(xí)內(nèi)容和對臨床場景的有效探索，從而提高虛擬模擬訓(xùn)練開發(fā)質(zhì)量與教學(xué)效果。但是，導(dǎo)航設(shè)計(jì)對交互水平、案例復(fù)雜性的影響還有待進(jìn)一步探索。

2.7 整理并收集資料 根據(jù)案例資料形式分為文字資料、數(shù)據(jù)資料、圖片資料以及視頻資料，根據(jù)案例資料來源分為一手資料和二手資料，但一手資料從構(gòu)念效度、內(nèi)部效度、外部效度和信度4 個(gè)方面都優(yōu)于二手資料[31]。有研究指出[1]，以醫(yī)療機(jī)構(gòu)記錄的實(shí)際臨床案例作為模型更真實(shí)，可以為教學(xué)者提供相關(guān)的影像、結(jié)果和治療方案。若采用一個(gè)獨(dú)立于真實(shí)患者病例的虛擬場景可以合并多種臨床情況和治療方向，但需要更廣泛的收集案例、相關(guān)圖像和治療方案等[22-23]。王憲[8]通過探索性案例制定腳本框架，將各種信息按照親和圖法的步驟進(jìn)行整理、歸納及分層，最后歸入腳本框架中，完成整體的框架設(shè)計(jì)；Rouleau 等[10]以HIV 門診的真實(shí)患者記錄為案例腳本，收集真實(shí)的患者病史資料，提供更為真實(shí)的臨床場景。因此，研究者應(yīng)根據(jù)內(nèi)容設(shè)計(jì)、評估與反饋設(shè)計(jì)、多媒體選擇及導(dǎo)航設(shè)計(jì)等形成思維導(dǎo)圖，對案例所涉及的資料進(jìn)行分類和關(guān)聯(lián)分析，可高效地整理與采集資料以降低研發(fā)周期、減少研發(fā)成本。

3 展望

近年來，虛擬模擬訓(xùn)練在護(hù)理教學(xué)被廣泛應(yīng)用，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教學(xué)滿意度。筆者歸納并總結(jié)了虛擬模擬訓(xùn)練在護(hù)理教學(xué)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)流程，并對不同案例設(shè)計(jì)模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行整理與分析，明確了評估與反饋設(shè)計(jì)、多媒體的選擇、導(dǎo)航設(shè)計(jì)以及整理與收集資料的適用對象、場景及方法，但多媒體與導(dǎo)航設(shè)計(jì)對虛擬模擬訓(xùn)練交互水平、案例復(fù)雜性的影響還未明確。未來，需進(jìn)一步研究如何優(yōu)化評估和反饋設(shè)計(jì)，明確多媒體疊加及導(dǎo)航設(shè)計(jì)對交互水平和案例復(fù)雜性的影響，以便更好地將具體的案例設(shè)計(jì)模型與現(xiàn)實(shí)臨床情境結(jié)合來進(jìn)行模擬訓(xùn)練，以滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，進(jìn)而推進(jìn)護(hù)理教學(xué)和培訓(xùn)。