基于AR技術(shù)的護(hù)理實(shí)踐課程研發(fā)與設(shè)計(jì)*

錢(qián) 宇，湯 唯，彭 娜，劉 蕾

1.陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院，重慶 400042；2.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，成都 610072；3.陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院，重慶 400038

隨著信息時(shí)代的發(fā)展，護(hù)理教學(xué)方式也在發(fā)生著翻天覆地的變化。從傳統(tǒng)的課堂單一板書(shū)教學(xué)發(fā)展為多媒體教學(xué)，而當(dāng)下隨著教育信息化理念的提出，正在經(jīng)歷著虛擬仿真教學(xué)的變革。而護(hù)理專(zhuān)業(yè)的各層級(jí)人員需要掌握多種護(hù)理實(shí)踐技能，需要不斷地系統(tǒng)地將理論知識(shí)融入到護(hù)理實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高臨床實(shí)踐能力。為了解決工學(xué)矛盾及合理利用碎片學(xué)習(xí)時(shí)間，解決自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的阻礙，適應(yīng)新型信息化護(hù)理教學(xué)模式的發(fā)展，本研究充分利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，創(chuàng)新護(hù)理學(xué)習(xí)模式，研發(fā)護(hù)理實(shí)踐課程科目。現(xiàn)將課程研發(fā)與設(shè)計(jì)情況作以下介紹。

1 AR技術(shù)介紹及其應(yīng)用背景

1.1 AR技術(shù)概況

AR技術(shù)是將計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界疊加在現(xiàn)實(shí)世界上，即真實(shí)世界被動(dòng)態(tài)疊加上相關(guān)位置或虛擬信息，來(lái)增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知。AR具備三個(gè)主要特征：（1）虛擬和現(xiàn)實(shí)的融合，它是將真實(shí)世界和虛擬世界的集成，既可以感受真實(shí)世界，也可以感受無(wú)縫疊加的虛擬信息，這是較虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）更具優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵點(diǎn)。（2）即時(shí)交互。（3）三維配準(zhǔn)，它是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體［1］。

1.2 應(yīng)用背景

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》和《2017年教育信息化工作要點(diǎn)》等文件精神均要求加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展，建設(shè)一流的教學(xué)單位。從院校發(fā)展層面而言，教育信息化是教育版塊發(fā)展的趨勢(shì)與方向。陸軍特色醫(yī)學(xué)中心著力打造復(fù)合型人才，一方面需要依托現(xiàn)代化信息技術(shù)提升，以專(zhuān)業(yè)醫(yī)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，在陸軍軍醫(yī)大學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的初步成果基礎(chǔ)上研發(fā)與設(shè)計(jì)護(hù)理特色課程［2］。

護(hù)理信息化實(shí)踐課程是首批納入學(xué)科信息化建設(shè)的項(xiàng)目之一，護(hù)理信息化實(shí)踐課程內(nèi)容的遴選與建設(shè)成為AR技術(shù)融和項(xiàng)目的焦點(diǎn)。AR技術(shù)在醫(yī)療方面的前景、重點(diǎn)就是教育培訓(xùn)、輔助臨床兩個(gè)方面的應(yīng)用。一方面它能改善護(hù)理實(shí)踐技能培訓(xùn)的供需結(jié)構(gòu)，這是由于傳統(tǒng)的技能培,當(dāng)下患者的維權(quán)意識(shí)在不斷加強(qiáng)，對(duì)培訓(xùn)的效果要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。多渠道、多方式的技能練習(xí)會(huì)起到更好的輔助作用。另一方面，在應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害、應(yīng)急事件下需要護(hù)理人員具備快速判斷、快速反應(yīng)的搶救意識(shí)［3］。應(yīng)急能力的培訓(xùn)僅通過(guò)各種類(lèi)型的情景學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，組織成本、時(shí)間成本都是巨大的消耗。借用AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的高仿真情景有利于臨床實(shí)踐能力的提升，營(yíng)造濃厚的自主學(xué)習(xí)氛圍，改變傳統(tǒng)的講授法、演示法等教學(xué)方法，無(wú)法激發(fā)教學(xué)對(duì)象的學(xué)習(xí)興趣的弊端。以此推動(dòng)信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合型護(hù)理人才。

1.3 研發(fā)的必要性

1.3.1 順應(yīng)信息化教學(xué)趨勢(shì)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)：為了優(yōu)化護(hù)理信息化實(shí)踐教學(xué)，提升護(hù)理實(shí)踐課程的培訓(xùn)效果，客觀評(píng)價(jià)實(shí)踐操作是否達(dá)標(biāo)，以信息技術(shù)為支持，以教學(xué)訓(xùn)練中心為平臺(tái)基礎(chǔ)，將教學(xué)過(guò)程、教學(xué)目標(biāo)、評(píng)價(jià)體系、情景模塊化。以靜脈穿刺治療技術(shù)為例，如洗手、穿刺部位選擇、皮膚消毒、進(jìn)針、輸液滴速等進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程情景設(shè)置，提高教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的客觀性與一致性。護(hù)理人員一方面利用護(hù)理實(shí)踐課程的自主學(xué)習(xí)模式有效緩解工訓(xùn)時(shí)間沖突；另一方面，培訓(xùn)對(duì)象可以自主設(shè)定培訓(xùn)或考核模式進(jìn)行練習(xí)或評(píng)定［4］。

1.3.2 彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不足，同質(zhì)化教學(xué)效果：受限于教學(xué)醫(yī)用耗材、臨床護(hù)理師資和操作模型數(shù)量等因素，護(hù)理信息化實(shí)踐課程培訓(xùn)硬件設(shè)施與軟件開(kāi)發(fā)成本花費(fèi)較高，而護(hù)理技能鞏固與提升需要不斷的重復(fù)練習(xí)得以實(shí)現(xiàn)。借助AR技術(shù)的虛擬仿真護(hù)理實(shí)踐課程，可以有效地使“三生”或在職輪崗人員在自主預(yù)約系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)時(shí)間安排，自主觀看標(biāo)準(zhǔn)操作實(shí)現(xiàn)溫故知新，自主練習(xí)后系統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)回看查找薄弱環(huán)節(jié)，減少護(hù)理教學(xué)培訓(xùn)中心師資的配備，實(shí)現(xiàn)護(hù)理崗位輪班制練習(xí)時(shí)間的靈活度。

1.3.3 提供操作難度大、操作抽象的培訓(xùn)方案：PICC置管、小兒靜脈穿刺、動(dòng)脈采血、產(chǎn)程觀察與助產(chǎn)等護(hù)理實(shí)踐操作難度大，無(wú)法在患者或標(biāo)準(zhǔn)化患者身體上練習(xí)，亟需仿真情景進(jìn)行三維立體模擬練習(xí)［5］。通過(guò)反復(fù)練習(xí)或數(shù)據(jù)回訪不斷查找操作中存在的不足，提高培訓(xùn)對(duì)象對(duì)操作項(xiàng)目的掌握程度，彌補(bǔ)操作模型無(wú)法集成練習(xí)過(guò)程中優(yōu)缺點(diǎn)的智能反饋。

2 功能模塊

基于AR技術(shù)的護(hù)理實(shí)踐課程涵蓋管理、教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、科研、考核、回訪等模塊，見(jiàn)圖1。

2.1 理論模塊

根據(jù)護(hù)理教學(xué)大綱及本科教學(xué)評(píng)估要求，將護(hù)理信息化實(shí)踐課程進(jìn)行規(guī)范化視頻錄制和理論課件制作后上傳至教學(xué)訓(xùn)練中心信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中［6］。培訓(xùn)對(duì)象可根據(jù)培訓(xùn)要求及自身情況合理安排理論模塊的課程學(xué)習(xí)。錄入學(xué)員信息后進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，包括基礎(chǔ)理論和操作視頻觀看。系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)在線學(xué)習(xí)狀態(tài)，隨機(jī)彈出理論模塊的相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行在線測(cè)試。系統(tǒng)評(píng)定回答問(wèn)題的準(zhǔn)確度后再進(jìn)行課程播放，確保線上學(xué)習(xí)的效果。

圖1 護(hù)理實(shí)踐課程信息化模塊設(shè)計(jì)框架

2.2 實(shí)訓(xùn)模塊

實(shí)訓(xùn)模塊分為2個(gè)子版塊，分別是單項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和單步驟實(shí)訓(xùn)，并且與個(gè)人手機(jī)學(xué)習(xí)賬戶互相綁定。實(shí)訓(xùn)模塊的拆分與組合可以有效地彌補(bǔ)操作實(shí)踐的短板問(wèn)題，提高培訓(xùn)效果。

單項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)：按照護(hù)理實(shí)踐操作項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)劃分，包括評(píng)估類(lèi)、治療類(lèi)、生活護(hù)理類(lèi)三大版塊。評(píng)估類(lèi)以《健康評(píng)估》大綱內(nèi)容進(jìn)行版塊設(shè)置與內(nèi)容選擇。治療類(lèi)分為有創(chuàng)治療和無(wú)創(chuàng)治療兩大分支。以靜脈輸液治療為例進(jìn)行單項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)舉例，設(shè)置不同情景、人群、傷情、輸液工具等變量，自主選擇實(shí)訓(xùn)參數(shù)后進(jìn)行單項(xiàng)目練習(xí)。旨在提升教學(xué)對(duì)象的適應(yīng)能力，培養(yǎng)學(xué)員的臨床思維能力、解決臨床實(shí)際問(wèn)題的能力、溝通能力、語(yǔ)言表達(dá)能力及團(tuán)隊(duì)合作精神等。

單步驟實(shí)訓(xùn)：?jiǎn)尾襟E實(shí)訓(xùn)課程可以將操作過(guò)程拆分后分為各個(gè)獨(dú)立的版塊，學(xué)員可根據(jù)自身學(xué)習(xí)掌握的情況進(jìn)行內(nèi)容選擇。以靜脈輸液治療為例進(jìn)行單步驟實(shí)訓(xùn)舉例，如護(hù)患溝通解釋、穿刺部位評(píng)估、消毒穿刺部位皮膚、進(jìn)針角度練習(xí)、回血情況的判斷、敷貼固定方式的選擇、輸液速度的調(diào)節(jié)等步驟均可實(shí)現(xiàn)拆分練習(xí)［7］。系統(tǒng)可拆分的單步驟模塊均設(shè)置有相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到補(bǔ)齊自身“短板”的效果。

2.3 視頻回訪

操作過(guò)程可選擇實(shí)時(shí)提醒模式或操作記錄兩種模式。實(shí)時(shí)提醒模式即系統(tǒng)按照考核標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音播報(bào)存在的不足，向培訓(xùn)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)的人機(jī)交互式指導(dǎo)。操作記錄可以在單項(xiàng)目/單步驟操作練習(xí)結(jié)束后進(jìn)行全程回放，從回看模式中找出不足并改進(jìn)操作。視頻回放版塊與個(gè)人手機(jī)學(xué)習(xí)賬戶互相綁定，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間、不同地點(diǎn)視頻回訪反思。

2.4 考核與評(píng)定

在電腦三維技術(shù)的支持下，培訓(xùn)對(duì)象可以在教學(xué)訓(xùn)練中心進(jìn)行系統(tǒng)考核［8］。培訓(xùn)對(duì)象需要在該系統(tǒng)中先完成理論考核部分，方可進(jìn)入實(shí)訓(xùn)考核階段。

以靜脈輸液治療為例進(jìn)行說(shuō)明，理論考核分為主觀題和客觀題兩大部分，客觀題設(shè)計(jì)的范圍主要為靜脈輸液基礎(chǔ)知識(shí)，主觀題以病例為主軸以病情發(fā)展為輻射進(jìn)行題目設(shè)計(jì)。通過(guò)理論考核提高培訓(xùn)對(duì)象病案分析處理能力，提升理論聯(lián)系實(shí)踐的綜合能力。

實(shí)訓(xùn)考核分為系統(tǒng)客觀評(píng)定、教員主觀評(píng)定和學(xué)員自我評(píng)定三個(gè)維度。學(xué)生在完成理論學(xué)習(xí)后，可以在情境考場(chǎng)模塊進(jìn)行操作練習(xí)。操作完成即可得到系統(tǒng)自動(dòng)客觀評(píng)分，教員主觀評(píng)定將在兩個(gè)工作日后由教員審批后上傳分?jǐn)?shù)并對(duì)此次考核進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，學(xué)員自我評(píng)定是利用系統(tǒng)回訪功能進(jìn)行自我反思評(píng)定。與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化評(píng)定和教員主觀評(píng)定的評(píng)價(jià)方式讓學(xué)員更明確地知道自己存在的不足，自我評(píng)定的方式旨在提升學(xué)員自我批判能力與反思能力。

3 討論

3.1 基于AR技術(shù)的護(hù)理實(shí)踐課程優(yōu)勢(shì)

3.1.1 可行性及便利性：信息技術(shù)帶來(lái)了不可忽視的便利，集中表現(xiàn)在將虛擬和現(xiàn)實(shí)的融合，情景感與真實(shí)性更優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的呆板。即時(shí)交互信息，與個(gè)人手機(jī)學(xué)習(xí)賬戶互相綁定，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間、不同地點(diǎn)視頻回訪功能，有助于培訓(xùn)對(duì)象不斷修正操作行為，提升實(shí)踐技能與反思能力［9］。

3.1.2 實(shí)用性：課程模塊所設(shè)計(jì)研發(fā)的信息化實(shí)踐課程不局限于在校大學(xué)生、護(hù)理實(shí)習(xí)生、護(hù)理研究生等人員，同樣適用于在職的護(hù)理人員，即所有需要熟練掌握護(hù)理實(shí)踐技能的各層級(jí)人員，達(dá)到真正的資源共享，以培養(yǎng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)護(hù)理人才。其優(yōu)勢(shì)在于消除了現(xiàn)實(shí)中在職護(hù)士外出學(xué)習(xí)的苦惱，解決了院外護(hù)理發(fā)展?fàn)顩r及最新護(hù)理技術(shù)獲取平臺(tái)匱乏的問(wèn)題，豐富了護(hù)士自我提升的形式。在職護(hù)士利用碎片時(shí)間完成繼續(xù)學(xué)習(xí)不失為一種好的培訓(xùn)方法，一方面充分利用零碎時(shí)間整合式的學(xué)習(xí)可提高在職護(hù)士的素質(zhì)。另一方面適時(shí)的緩解了工訓(xùn)矛盾，有效的改善了護(hù)理隊(duì)伍家庭與工作二者的沖突關(guān)系，提升了護(hù)理人員的滿意度。

3.1.3 同質(zhì)性：在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，護(hù)理實(shí)踐教學(xué)的師資、設(shè)備參差不齊，且學(xué)員自身學(xué)習(xí)的情況各有不同，而護(hù)理技能鞏固與提升是需要不斷的重復(fù)練習(xí)得以實(shí)現(xiàn)。基于AR技術(shù)的護(hù)理信息化實(shí)踐課程則可保證教學(xué)師資、設(shè)備儀器、場(chǎng)景等各方面的高質(zhì)量、高水平教學(xué)，以及相同高水平的反復(fù)練習(xí)［10］。

3.1.4 適應(yīng)性：結(jié)合培訓(xùn)目標(biāo)與需求，此護(hù)理實(shí)踐課程將包含臨床日常、突發(fā)公共事件和戰(zhàn)時(shí)創(chuàng)傷的護(hù)理實(shí)踐操作［11］。以靜脈穿刺為例，系統(tǒng)可設(shè)置模擬不同部位的靜脈情況（如血管充盈程度、彈性程度、位置深淺、滑動(dòng)程度等），選擇利用不同的穿刺工具（如鋼針、各類(lèi)型留置針、PICC、CVC等），在不同的情境下（如失血、失液、殘肢等）針對(duì)不同的人群（正常、水腫、肥胖、消瘦等）進(jìn)行靜脈穿刺，教學(xué)對(duì)象通過(guò)學(xué)習(xí)情景模擬的臨床、突發(fā)公共事件和戰(zhàn)時(shí)創(chuàng)傷的靜脈穿刺，在很大程度上可提高自身的應(yīng)急能力與適應(yīng)能力。

3.1.5 創(chuàng)新性——云數(shù)據(jù)分析：登陸認(rèn)證系統(tǒng)后，個(gè)人信息中心將創(chuàng)設(shè)每位培訓(xùn)對(duì)象自己獨(dú)立的學(xué)習(xí)賬號(hào)。在使用系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，自己所有的理論學(xué)習(xí)及操作都將被記錄，利用互聯(lián)網(wǎng)云數(shù)據(jù)智能分析學(xué)習(xí)軌跡，從而更科學(xué)地設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)計(jì)劃。

3.2 不足

在未來(lái)AR技術(shù)最大的應(yīng)用價(jià)值在于教育領(lǐng)域［12］，對(duì)醫(yī)療教育領(lǐng)域是有著巨大的促進(jìn)學(xué)習(xí)的潛力［13］。但我國(guó)的AR技術(shù)起步較晚，當(dāng)前還處于應(yīng)用模式的探索階段，在護(hù)理實(shí)踐教育方面還存在著許多尚未解決的問(wèn)題。因此，在護(hù)理信息化實(shí)踐課程教育領(lǐng)域AR技術(shù)的應(yīng)用潛力也還有待于我們進(jìn)一步實(shí)踐與論證。