中医药院校护理实训虚拟软件的开发体会

　　中医药院校护理实训虚拟软件的开发体会

　　周小芳 吴晓波 周洁 李福凤 可燕

　　上海中医药大学

　　(上海201203)

　　摘要：以无菌技术作为切入点，将虚拟现实技术运用于中医药院校护理实训教学，开发相应实训教学软件，将真实课堂外延至虚拟实训，推动多学科融合，促进学生自主学习能力和综合操作能力的提高。

　　关键词：中医院校;护理实训;虚拟

　　中图分类号：G640 文献标识码：B

　　虚拟现实技术起源于美国。医学虚拟教育因具备时间上的便利性、病例选择的多样性、训练的可调性、病员的安全性、过程的可控性及练习的可重复性等优势受到国际医学教育界的大力推广，更成为美国几乎所有医学院校医学生培养的优选模式。早在20世纪90年代中期，国外就开始将虚拟现实技术用于护理教学和训练。国外研发的重点在于软硬件的同时开发、经济效益分析比较和系统评价等，较著名的有Cath Sim静脉穿刺训练系统、Sim Nursing软件系统[1]、美国医学教育科技公司( METI)的智能化超级综合模拟人( HPS)[2]等。近年来提出的VCS概念，即利用计算机技术构建出三位立体的虚拟临床环境和人物，再现出动态临床场景[3]，让用户有更多的互动体验，是医学虚拟教学发展的新方向。

　　在我国，医学模拟教育理念自2003年才开始认识和传播。在护理实践教学方面，多家院校如温州医学院、南华大学护理学院、第二军医大学护理学院等利用虚拟训练系统进行技能训练，但各院校均单打独斗，缺乏沟通，没有合作通道，研发投入较大，多学科协作的难度较大。

　　1 研发背景

　　目前，上海中医药大学的护理实训教学采用的是大限度地模仿医院环境和功能训练，即从实训准备到示教、从练习过程到用物处理都是在模拟医院中进行。教师和学生的操作对象大多是教学模型、模拟人或实验动物，仅很少一部分操作是学生间互为对象的真人操作。随着我校招生规模的扩大和新开实训课程的不断增加，这种护理实训教学模式的缺点日渐显现i如实训场地有限，安排时出现很多简单重复劳动且难免顾此失彼;护理实训所需的一次性消耗品增加，导致教学成本增加;学生在实训过程中缺乏与患者间的互动，使操作过于机械化，削弱了学生的训练热情。

　　为了解决实训教学中的问题，医学、护理学教育中的虚拟现实技术越来越受到重视。虚拟现实( Virtual Reality，VR)是利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户投入到该环境当中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。虚拟现实技术可以在护理实训中创建三维救治情境，满足师生可重复性的教学和操作练习需求，还可结合案例为教师提供一种新型的考核方法。虽然虚拟现实技术不可能取代现有的真实实训教学，但它可作为一种有效的补充形式与真实实训教学相结合，在一定程度上解决师生与实训对象沟通不足、实训场地和经费有限的问题，培养学生的评判性思维能力。

　　2研发方案

　　2.1 主题确定

　　无菌技术是护士必须掌握的一项基本技能，对于减少医院感染具有非常重要的作用。设计和制作一款虚拟无菌技术操作软件，其中包括5个实验项目，分别是无菌持物钳的使用、无菌容器的使用、无菌溶液的使用、无菌包的使用及无菌手套穿脱法。这款软件的开发打破了上海中医药大学教学实验中心没有护理虚拟操作软件的状况，并可放在中心的网络平台上供师生使用。学生即使不在实训室也可通过网线进入虚拟操作软件中进行反复练习，不受场地、时间和物资的限制，操作后可获得评价，以便巩固学习效果。

　　我们采用计算机虚拟技术，以多年护理教学为基础，建立护理操作模型，提炼操作考核要点，开发虚拟护理培训和考核软件。学生利用该软件，可模拟真实操作，熟悉操作流程，对所掌握的情况进行自检，达到不借助实际设备就能学习、训练的目的。

　　2.2校企合作

　　2.2.1 软件开发技术方案

　　本项目采用3DMAX进行场景和人物建模，采用动画技术进行内容分解，采用Animate CC技术进行程序合成，人机互动。对HTML5 Canvas和WebGI。等多种输出提供原生支持，并进行扩展以支持SnapSVG等自定义格式，可以输出支持手机、平板电脑和PC等多种媒体终端支持的数字格式。项目管理平台采用Eclipse为开发工具，Eclipse基于Java的可扩展开发平台，通过集成的JDK(Java Develop-ment Kit，JDK)，完成开发。

　　2.2.2 在线虚拟护理训练软件的网络技术方案

　　在线虚拟护理训练软件的建设采用B/S、C/S混合架构，充分发挥服务器集中部署、客户端计算机性能资源两方面的优势，综合Ajax、JavaScript、DOM、XML、Web2.O、WPF、WCF等多种技术的应用，构建一个实时在线考试平台。项目提供的并根据目前服务器的配置，并发响应数量为50，根据上海中医药大学同时上课的大人数不超过300人，按照10%的比例计算，高并发数在30以内。目前能完全满足校内教学使用。

　　2.3 项目功能

　　(1)全面兼容上海中医药大学虚拟仿真实验教学中心的主站，实现无缝融合链接，具备平台学生、教师、管理员的所用功能：①学生用户：登录后即可看到老师给自己布置的无菌操作实验内容、题库测试等，可进入实验操作，所有操作均被数据库记录。学生可进行实验报告提交、在线测试，后自动生成成绩等。②教师用户：教师管理员，根据所负责的班级和实验内容，完成实验作业的布置、批阅实验报告、统计学生成绩等。

　　(2) 界面友好，可操作性强，具有基本的实验目的、注意事项、关键步骤与操作步骤等。操作步骤设计非常详细，具体体现在：①设置多处选择项，突出操作过程中的关键环节。②设置大量说明框，内容极其丰富，可以部分替代理论教学。③涵盖无菌操作的每一个细节，实验过程中的难点与重点突出。

　　(3)软件高度写实，无菌操作所用的器材、试剂和耗材的图像采集均以实体为标准。

　　(4)包括相应的测试习题及思考题供学生复习、巩固、提高。

　　3研发体会

　　(1)将护理技能实训与现代计算机技术结合，用于护理实训教学中，可使学生置身于虚拟的场景中进行操作，摆脱了以往实训教学受场地、时间、资源的限制，还可将虚拟实训与实训课有机结合起来，互为补充，更有利于实训教学质量的提高。

　　(2)顺应时代发展趋势，使各学科形成交叉、融合，促进护理学科的整体发展。护理学是专业方向，计算机技术是技术保障，两者结合，为进一步改革创新提供了有益尝试，解决了护理实训需求与资源不足和护理安全的矛盾，减少了医患矛盾，减少了重复建设的矛盾，以及护理实训的全面性要求与临床典型病例减少的矛盾。虚拟实训软件为学生提供了“真实”的操作环境，展示了“典型”的病例，对学生综合能力的提高具有重要意义。

　　(3)有利于培养学生自主学习的能力。只要学生需要就可以登录我们的虚拟实验平台进行相关操作训练，使护理实训课的授课模式南原来的教师教学生学的机械化模仿模式向在教师指导下的学生自主学习过渡，以提高学生学习的主动性、积极性，从而激发他们的学习热情。

　　(4)培养了教师的研发能力。软件研发过程中，需要教师与工程师不断交流，将想法变为现实。在互动中增进了护理学科与计算机学科的交融，让参与者体会现代科学技术对传统教学方法的冲击，促使大家对实训教学内涵的探索，做到虚实结合，相互促进，为学生和教师带来了不一样的教学体验。

　　我们希望该项目能将护理的实训教学与虚拟现实技术有机结合，从简单项目无菌技术开始，不断摸索。同时借助上海中医药大学教学实验中心已有的网络平台，为学生提供更多的线上操作机会，不受时间、空间及物资方面的限制。尝试成功后再逐步从简单到复杂，逐步推广，在建设真实实训室的同时构筑虚拟护理实训实验室，两者互为补充，实现高等医学、护理学教育与信息技术的融合，推动护理实训教学的改革。

　　参考文献

　　[1]高钰琳，王琦，魏红云，虚拟现实技术在临床护理中的应用[J].护士进修杂志，2003(5)：457 - 458.

　　[2]万学红，姚巡，卿平.现代医学模拟教学的发展及其对医学教育的影响[J].中国循证医学杂志，2008( 6):413 - 415.

　　[3]顾耀华，虚拟临床模拟技术用于护理教育的研究进展[J].护理学杂志，201 6，31(8)：102 - 104.

　　[4]汤跃明，虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京：科学出版社,2007.