多模態(tài)視角下虛擬現(xiàn)實技術(shù)在骨科護理臨床實踐教學中的應(yīng)用

李龍倜，周慶煥，陳新，王夢荷，杜曉

（湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院，湖北 十堰 442000）

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）是利用多種硬件和軟件設(shè)備生成的多維度、3D 立體式、多個感官刺激的虛擬環(huán)境，操作者通過佩戴頭戴式顯示器、耳機封閉外界景象、聲音等，通過操作控制器、運動跟蹤器等多種設(shè)備，使操作者沉浸在動態(tài)景象和行為交互的虛擬世界，通過強烈的視覺、聽覺、觸覺等感官刺激，為操作者帶來豐富的想象、可視化的操作和沉浸式體驗[1]。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在護理領(lǐng)域應(yīng)用范圍逐步擴大[2]，在護理理論教學、操作技能培訓、臨床護理[3]，如疼痛管理[4]、康復(fù)訓練等方面均有廣泛應(yīng)用，且效果良好[5]，越來越受到國內(nèi)外護理工作者的關(guān)注和重視[6]。多模態(tài)理論最早可追溯到公元前4世紀，用以定義融合不同內(nèi)容的表達形式與修辭方法[7]，近年來被廣泛應(yīng)用于教育學和認知領(lǐng)域，特別是在信息時代，多種多樣的模態(tài)為人類思想表達提供了多元化渠道，成為各類信息資源的主要表現(xiàn)形式[8]。從感知角度來說，模態(tài)俗稱感官，多模態(tài)是指兩個及以上感官的融合，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等相互交錯，借助信息技術(shù)將不同感官刺激后接收到的信息進行融合，有利于提升學習效果，促進知識的深度理解。臨床實踐是醫(yī)學生在畢業(yè)前到醫(yī)療單位進行的一種實踐活動。在傳統(tǒng)的臨床實踐教學中，主要依靠口頭講解、文字交流、操作示范等帶教方式，忽視了使用多模態(tài)進行教學，導致護生與患者、教師互動不足，無法充分掌握相關(guān)知識，不能有效激發(fā)護生的學習興趣和主觀能動性。同時，護生在臨床進行?？茖嵙暺陂g，由于病區(qū)細分、病種單一、臨床資源有限、動手機會少等，不能滿足其學習需求。為進一步節(jié)約教育成本、增加護生動手機會、促進知識傳播，本研究嘗試從多模態(tài)視角將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于骨科護理實習生的臨床實踐教學中，收到了較好的效果，現(xiàn)介紹如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年7 月至2022 年4 月在我院骨科中心進行臨床實踐的60 名護理本科生作為研究對象。將2021 年7 月至2021 年11 月符合納入標準的實習護生30 人設(shè)為對照組，將2021 年12 月至2022 年4 月符合納入標準的實習護生30 人設(shè)為觀察組。納入標準：實習時間≥4 周；入科前為護理部統(tǒng)一隨機分組；知情同意，自愿參加本次研究。排除標準：實習中途因工作原因轉(zhuǎn)到其他醫(yī)院的護生；累計請假超過2 次的護生。兩組護生均為本科學歷，大一至大三在校理論學習，大四在臨床實踐學習。對照組女生29 人、男生1 人，平均年齡（21.54±0.67）歲；觀察組女生27 人、男生3 人，平均年齡（21.78±0.54）歲。兩組護生在性別、年齡、學歷等一般資料方面比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

1.2 干預(yù)方法

對照組采用傳統(tǒng)的跟班制帶教方式進行臨床實踐。護生進入骨科病房后，安排臨床經(jīng)驗豐富或有?？谱o士資質(zhì)、教學能力強、組織溝通能力好的臨床教師進行跟班制帶教。入科第一天，由臨床教師對護生進行科室環(huán)境、病種、護理特色、醫(yī)生和護士等的介紹，然后按照實習大綱和每周帶教計劃，每日在臨床工作中帶領(lǐng)護生查房、落實各項護理評估與操作、與患者溝通、健康宣教等。技能操作采用教師現(xiàn)場示范演示、護生自行練習的方式，此外每周開展多媒體演示結(jié)合臨床案例理論授課一次，共4 次。每兩周開展一次教學查房，由教學組長組織，護生參與并討論。護生出科前組織理論和操作考核。觀察組在傳統(tǒng)帶教方法的基礎(chǔ)上增加并重點使用多模態(tài)視角下的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，具體方案如下。

1.2.1 成立帶教師資小組由1 名護士長總負責，由5 名骨科專科護士或具有10 年以上臨床帶教經(jīng)驗的骨干護士組成帶教小組，小組教師提前進行統(tǒng)一的同質(zhì)化培訓，理論帶教需通過骨科?？茖W組統(tǒng)一組織的預(yù)試講和理論考核，?？萍寄懿僮鲙Ы绦柰ㄟ^技能考核，以確保教學質(zhì)量。每名護生根據(jù)學校的臨床實習大綱到科室進行4 周的骨科臨床實習。兩組護生使用統(tǒng)一的臨床實習大綱，骨科基礎(chǔ)理論知識內(nèi)容均為第六版人民衛(wèi)生出版社出版的《外科護理學》教材內(nèi)容。

1.2.2 多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學內(nèi)容設(shè)計帶教師資小組成員收集觀察組實習護生的帶教需求，根據(jù)本科生實習大綱、骨科?？撇》N及護理常規(guī)、骨科前沿技術(shù)護理要點等，設(shè)置多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學內(nèi)容。主要包括：（1）骨科環(huán)境介紹。由于我院骨科中心下設(shè)7 個病區(qū)，范圍廣、面積大，很多護生入科后對我院骨科環(huán)境不熟悉，沒有一個整體的概念。因此，在甄選骨科環(huán)境高清圖片的基礎(chǔ)上配以文字和音頻進行講解并全景導航，利用虛擬設(shè)備在護生入科的第一天，除現(xiàn)場介紹所在科室的環(huán)境之外，還通過VR 介紹我院骨科中心及骨科康復(fù)中心的環(huán)境，有效增加了護生對骨科及我院環(huán)境的整體熟悉程度，緩解了其初到病房的陌生感，同時通過文化滲透培養(yǎng)了護生對護理工作的職業(yè)情感。（2）運動系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)。進入大四實習階段，護生可能因知識遺忘對運動系統(tǒng)解剖相關(guān)知識掌握不牢固，因此通過虛擬設(shè)備，將清晰且貼近真實的三維解剖器官、器官模型的磁共振或CT 掃描影像圖片，配以文字和視頻立體講解，供護生觀看和反復(fù)學習，給護生充分的視覺模態(tài)和聽覺模態(tài)刺激，護生佩戴VR 頭盔或增強現(xiàn)實眼鏡，可以從各個角度查看器官，了解結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，更好地了解不同器官之間的聯(lián)系，提高護生對人體三維結(jié)構(gòu)的認識，增加對運動系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)的理解。例如，當護生看到髖關(guān)節(jié)時，就會知曉髖關(guān)節(jié)周圍骨、關(guān)節(jié)、肌肉、神經(jīng)的分布，知曉各個部位之間的關(guān)系。（3）骨科常見疾病護理案例集。從臨床真實案例、參考書籍、文獻報道等收集骨科常見疾病的圍術(shù)期護理、康復(fù)鍛煉、健康教育等相關(guān)案例，經(jīng)過臨床護理專家、專科護士、護士長改編后，形成情景模擬式臨床實踐教學案例集，有文字、圖片、視頻、音頻等多種模態(tài)。護生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)沉浸其中，給其以強烈的視覺、聽覺和觸覺刺激，提高了其學習積極性與主動性。（4）骨科患者護理風險事件案例集。從各類醫(yī)學網(wǎng)站、公眾號等總結(jié)骨科護理常見風險事件，形成骨科病房常見護理風險事件臨床實踐教學案例集，通過視頻或音頻模態(tài)還原事件發(fā)生經(jīng)過的真實場景，沉浸式教學，分步驟指導護生如何進行應(yīng)急處理，培養(yǎng)其以患者為中心，從確?；颊甙踩慕嵌瘸霭l(fā)身臨其境地進行護理。例如，給出下肢骨折患者在康復(fù)鍛煉期如何預(yù)防跌倒；骨性關(guān)節(jié)炎患者行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)后置有密閉式?jīng)_洗管道，如何確保管道引流通暢，不發(fā)生非計劃性拔管；骨盆粉碎性骨折患者長期臥床如何避免院內(nèi)壓力性損傷事件的發(fā)生等案例。通過這些案例，不僅加深了護生對知識點的理解，還培養(yǎng)了慎獨精神和風險防范意識。同時，由于骨科亞專業(yè)精細、分支多，臨床資源有限，很多病種護生實習時不一定能看到，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可有效彌補這一不足。（5）骨科護理操作技術(shù)集。根據(jù)骨科?？撇》N、護理教學大綱和實習計劃要求護生掌握的專科操作技術(shù)，制訂骨科護理操作技術(shù)集，將視頻、音頻、文字、圖片等多模態(tài)語篇作為輸入內(nèi)容，充分調(diào)動護生的視覺、聽覺和觸覺。指導護生規(guī)范操作，并給予其充分的時間進行練習操作。在練習結(jié)束后，引導其總結(jié)反思，使用思維導圖將操作要點記錄下來，將要點內(nèi)化于心，促進知識的掌握。

1.2.3 實施虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學入科第一天使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)介紹我院骨科環(huán)境，每周二下午理論授課兩個學時，每周三、周五下午操作授課1 個學時及模擬訓練1 個學時，由帶教師資小組按課程安排和任務(wù)分工進行。教學前，帶教教師統(tǒng)一講解VR眼鏡、手柄、追蹤器等設(shè)備的操作方式和注意事項，理論和技能授課時，護生全程佩戴VR 眼鏡，教師在虛擬環(huán)境下先進行初步的講解和演示，并提出問題供護生思考，然后護生以小組形式進行深入討論。在討論中可能會得出多樣性回答，教師結(jié)合護生的各種問題進行系統(tǒng)講解。接著護生輪流利用VR 系統(tǒng)進行操作演示，教師逐一點評后，護生再反復(fù)練習。在每一次身臨其境的沉浸式練習、互動中，不同程度地加深了護生對知識的理解。同時，帶教教師每周末開放后臺操作權(quán)限，讓護生進行模擬操作練習，帶教教師在后臺監(jiān)控并及時反饋，通過后臺數(shù)據(jù)了解護生掌握情況。

1.2.4 虛擬教學設(shè)備本研究使用的虛擬教學設(shè)備是由醫(yī)院信息中心根據(jù)骨科教學需求，在帶教教師的指導下，使用Visual Studio 進行骨科實景建模、采用Unity 3D 軟件編寫VR 教學模塊、使用3Dmax 軟件對骨科常用操作實物建模等構(gòu)成的三維立體臨床虛擬場景，能讓護生親身感受到沉浸在各類豐富的臨床案例中的真實感。

1.3 觀察指標

護生在實習結(jié)束出科前進行理論考核、操作考核和批判性思維能力評價。

1.3.1 出科前理論和操作考核成績（1）理論考核：采用閉卷形式，考核內(nèi)容包括護理“三基”、骨科護理基礎(chǔ)知識、骨科常見疾病護理問題及護理措施、案例分析等，題型均為客觀量化型選擇題，總分100 分。（2）操作考核：采用情景案例考核中涉及的技能操作，內(nèi)容包括基礎(chǔ)護理操作和骨科?？撇僮?。每名護生在考前5 分鐘隨機抽取一個案例進行操作考核。每項操作均設(shè)有操作考核評分標準，從用物準備、評估、操作要點和注意事項4 個方面進行評價，總分100 分。

1.3.2 護生批判性思維能力評價采用2004 年香港彭美慈教授制訂的批判性思維能力（中文版） 測量表（Critical Thinking Disposition Inventory，Chinese Version，CTDI- CV） 對護生的批判性思維能力進行評價[9]。該量表共7 個維度，分別是探尋真理、解放思想、分析問題、統(tǒng)籌能力、自我肯定與信任、求知欲望、認知理解成熟度。包含70 個條目，每個條目采用6 個等級計分，從“非常不贊同”到“非常贊同”分別計1～6 分?？偡?0～420 分，總分≤210 分代表批判性思維傾向負性，211～279 分代表中性，280～349 分代表正性，≥350 分代表具有較強的批判性思維傾向。量表內(nèi)容效度系數(shù)為0.89，Cronbach's α 系數(shù)為0.90，各維度的Cronbach's α 系數(shù)為0.54～0.77，具有良好的信效度。

1.4 質(zhì)量控制

兩組護生的批判性思維能力測量表均由項目小組成員經(jīng)過統(tǒng)一培訓后現(xiàn)場統(tǒng)一發(fā)放，護生填寫完成后統(tǒng)一回收，現(xiàn)場檢查有無缺項、信息不全，若有則需由護生本人補充。護生如有疑問，對其進行統(tǒng)一解答。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用EpiData 3.1 軟件錄入數(shù)據(jù)，使用SPSS 21.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料采用（±s）表示，進行方差分析和t檢驗，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較

本研究結(jié)果顯示，觀察組護生理論成績、操作成績均高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of theoretical and operational assessment scores between two groups of nursing interns（±s，score）

表1 兩組實習護生理論與操作考核成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of theoretical and operational assessment scores between two groups of nursing interns（±s，score）

組別n 理論考核操作考核對照組觀察組30 30 tP 87.70±4.45 90.00±3.45 2.794 0.029 81.73±2.95 89.87±3.16 0.007 0.000

2.2 兩組實習護生批判性思維能力比較

本研究結(jié)果顯示，觀察組護生的批判性思維能力總分和7個維度的得分均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組實習護生批判性思維能力比較（±s，分）Table 2 Comparison of critical thinking ability between two groups of nursing Interns（±s，score）

表2 兩組實習護生批判性思維能力比較（±s，分）Table 2 Comparison of critical thinking ability between two groups of nursing Interns（±s，score）

探尋真理36.97±3.23 38.73±2.08 5.912 0.017 n對照組觀察組組別總分265.87±21.18 284.30±15.73 0.219 0.000 30 30 tP解放思想38.47±3.37 41.00±3.51 0.710 0.006分析問題39.10±3.51 41.13±3.52 1.657 0.019統(tǒng)籌能力37.70±3.97 40.30±3.42 0.388 0.009自我肯定與信任36.57±3.33 38.97±4.53 1.285 0.023求知欲望39.03±4.79 43.07±5.12 2.397 0.003認知理解成熟度38.03±4.50 41.10±3.89 0.056 0.006

3 討論

3.1 運用多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)可提高護生骨科臨床實踐理論和技能水平

教學臨場感是實現(xiàn)對個人有意義、在教育上有價值的學習結(jié)果的核心基礎(chǔ)[10]。借助多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的解剖知識3D 畫面、情景模擬式臨床實踐教學案例集、護理風險事件案例集、護理操作技術(shù)集，給予護生充分的視覺、聽覺和觸覺刺激，多種模態(tài)相互融合，讓其在模擬真實場景的環(huán)境中學習、反復(fù)練習以及考核，不僅幫助其鞏固了在校期間所學的醫(yī)學基礎(chǔ)知識、骨科護理理論知識和操作技能，還讓其有更多的機會見到臨床案例和突發(fā)場景，靈活運用所學知識，激發(fā)了學習興趣，提高了對典型、復(fù)雜案例的綜合分析能力、整體判斷和應(yīng)急能力，有助于其采取正確的護理措施。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將傳統(tǒng)的靜態(tài)、二維知識進行三維立體展示，多感官刺激、多模態(tài)聯(lián)動，以豐富的形式進行學習，幫助護生加深了理解、融會貫通，實現(xiàn)了學以致用，提升了學習效果。這與學者將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于手術(shù)室護理教學[11]、血管外科護理實踐教學中[12]的研究結(jié)果一致。

3.2 運用多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)可提高護生的批判性思維能力

批判性思維是進行臨床決策、解決臨床問題的思維基礎(chǔ)，有利于提高護士的風險預(yù)估、判斷和處理能力[13]。實習護生由于剛接觸臨床，缺乏臨床實踐工作經(jīng)驗，臨床思維能力欠缺，對能否勝任臨床實習工作缺乏信心。多接觸臨床、多接近臨床真實案例、多思考臨床問題、多練習操作技能、多鍛煉臨床思維能力是增強實習護生信心的有效辦法[14]。然而由于臨床資源有限、輪轉(zhuǎn)時間有限、科室細化導致的?？撇》N有限、實習護生動手操作機會有限等原因，無形中減少了很多學習機會，增加了其臨床學習的心理壓力。有數(shù)據(jù)顯示，在臨床醫(yī)學技能操作培訓上，需要大量的耗材、資源，成本高，導致在臨床實踐教學中，57.38%的病種教學資源不足[15]。因此，將理論知識結(jié)合臨床實際編寫案例集，在實踐教學中采用多模態(tài)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，充分調(diào)動實習護生的學習積極性。面對真實場景案例，增強了護生的求知欲和學習興趣，在不斷探索的過程中，理論和實際聯(lián)系得更加緊密，增強了護生分析問題、解決問題的能力，有利于培養(yǎng)其創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維，在潛移默化中不斷提高批判性思維能力。這與Lateef Fatimah[16]研究得出的“虛擬現(xiàn)實技術(shù)有利于增強護生的團隊協(xié)作能力、批判性思維能力、自信心”等結(jié)果一致。