三維虛擬仿真技術(shù)在平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)課中的應(yīng)用研究

彭金

摘? 要：為探討三維虛擬仿真技術(shù)在平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用效果，本文選取60名2017級泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校三年專助產(chǎn)專業(yè)的二年級女性學(xué)生，以隨機(jī)數(shù)字表法分成觀察組與對照組，每組30名學(xué)生。針對助產(chǎn)學(xué)實(shí)訓(xùn)課程的平產(chǎn)接生部分，觀察組采用基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，對照組采用傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，比較兩組學(xué)生的教學(xué)評價和技能考核成績。結(jié)果顯示，觀察組96.67%的學(xué)生認(rèn)為基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)能夠輔助學(xué)習(xí)，93.33%的學(xué)生認(rèn)為能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，86.67%的學(xué)生表示喜歡虛擬仿真系統(tǒng);學(xué)生技能考核成績顯示，觀察組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.05）?？梢?，三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在助產(chǎn)學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生技能操作水平，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;助產(chǎn);教學(xué);實(shí)訓(xùn)

中圖分類號：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）15-0014-04

實(shí)訓(xùn)教學(xué)在助產(chǎn)教育和人才培養(yǎng)中占有非常重要的地位，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵性教學(xué)環(huán)節(jié) [1]，國內(nèi)高職院校的實(shí)訓(xùn)室條件僅適用于教學(xué)，與臨床有較大差距，欠缺教學(xué)輔助手段，不能適應(yīng)教學(xué)需要 [2]。三維虛擬仿真技術(shù)能夠模擬現(xiàn)實(shí)場景，較好地彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的短板 [3]。近年來，國內(nèi)虛擬仿真教學(xué)研究進(jìn)入快速發(fā)展期 [4]，但虛擬仿真技術(shù)用于助產(chǎn)教學(xué)尚處于探索階段。本研究擬通過三維虛擬仿真技術(shù)在助產(chǎn)技術(shù)之平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)課中的應(yīng)用，了解虛擬仿真技術(shù)對助產(chǎn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的影響，為助產(chǎn)教學(xué)改革提供理論依據(jù)。

一、對象與方法

（一）研究對象

本研究采用便利抽樣法選取2017級泉州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校60名三年專助產(chǎn)專業(yè)二年級女性學(xué)生作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：1. 全日制助產(chǎn)專業(yè)學(xué)生;2. 完成并通過第一學(xué)年的課程。排除標(biāo)準(zhǔn)：1. 由其他專業(yè)轉(zhuǎn)入的學(xué)生;2. 因病無法完成學(xué)習(xí)的學(xué)生。按隨機(jī)數(shù)字表法分為觀察組和對照組，每組各30名女生，觀察組平均年齡為21.1±0.8歲，對照組平均年齡為21.0±0.5歲。兩組學(xué)生性別一致，文化程度、年齡、入學(xué)測試成績的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），有可比性。

（二）方法

1. 虛擬仿真系統(tǒng)的構(gòu)成

泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校與某數(shù)字科技有限公司合作研發(fā)了“四步觸診”“分娩機(jī)制”“平產(chǎn)接生”等助產(chǎn)技術(shù)虛擬仿真軟件，共十七個模塊，如分娩機(jī)制模塊可以完整、清晰地展示分娩過程，并能從多種模式、多個方位觀看分娩，可在透視模式下顯現(xiàn)分娩時胎體轉(zhuǎn)動的情況。在開發(fā)助產(chǎn)技術(shù)虛擬仿真軟件的基礎(chǔ)上，校、行、企共同設(shè)計(jì)方案，合作建設(shè)助產(chǎn)技術(shù)虛擬仿真中心。中心由虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)區(qū)與四面融合的沉浸交互式教學(xué)區(qū)組成。配備3D立體顯示屏、3D圖形工作站、全息3D學(xué)習(xí)操作平臺、背包式VR專用電腦、空氣觸摸交互系統(tǒng)、助產(chǎn)桌面三維仿真系統(tǒng)等設(shè)備和軟件。

2. 教師準(zhǔn)備

授課教師按照兩種教學(xué)模式分別備課。

觀察組。教師熟悉虛擬仿真系統(tǒng)的使用方法，明確教學(xué)的具體實(shí)施步驟。通過三維虛擬仿真技術(shù)，設(shè)定醫(yī)院內(nèi)產(chǎn)房為體驗(yàn)場所，以接生過程為核心，融合接生前準(zhǔn)備、平產(chǎn)接生、新生兒處理、胎盤娩出四大環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。

對照組。教師按照傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式備課。

3. 干預(yù)方法

觀察組。第一步（具體體驗(yàn)）：教師講解虛擬仿真系統(tǒng)使用方法后，學(xué)生每3～4人為一小組，以小組為單位，通過虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)——虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、手勢識別系統(tǒng)、動作捕捉、力反饋裝置等，進(jìn)行3D動態(tài)模擬和交互式控制，多視角、多方位對分娩機(jī)制及接生前準(zhǔn)備、平產(chǎn)接生、新生兒處理、胎盤娩出的操作步驟進(jìn)行觀看和學(xué)習(xí)，體驗(yàn)情境教學(xué)內(nèi)容。第二步（觀察反思）。學(xué)生通過觀察虛擬助產(chǎn)士接生步驟，和自身操作進(jìn)行對比，從中反思自身操作不足的地方。第三步（抽象概括）。教師組織學(xué)生討論總結(jié)，并給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握平產(chǎn)接生的知識與技能。第四步（主動檢驗(yàn)）。學(xué)生將虛擬實(shí)驗(yàn)中所學(xué)的接生知識和技能應(yīng)用在實(shí)體產(chǎn)婦模型上，進(jìn)行接生操作，檢驗(yàn)所學(xué)知識，通過練習(xí)達(dá)到熟練應(yīng)用。

對照組。采用傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)法，教師講解、示教，學(xué)生在產(chǎn)婦模型上直接練習(xí)。兩組持續(xù)時間均為6課時，分兩次完成。

4. 測評指標(biāo)

（1）教學(xué)評價

采用國內(nèi)學(xué)者李紅梅等設(shè)計(jì)的問卷 [5]，調(diào)查觀察組學(xué)生滿意度及對虛擬仿真系統(tǒng)的反饋情況。問卷包括理論學(xué)習(xí)（2個條目）、操作技能（5個條目）及學(xué)習(xí)興趣（2個條目）共3個維度。問卷信效度良好，Cronbach′α系數(shù)為0.874。問卷以無記名形式填寫，課程結(jié)束后當(dāng)場發(fā)放，填畢直接收回。問卷發(fā)放30份，回收率100%。

（2）技能考核

教學(xué)結(jié)束后由相同教師統(tǒng)一考核觀察組和對照組學(xué)生的平產(chǎn)接生技能。按本校實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)操作考核的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，總分為100分。

（三）統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

將收集的資料進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 20.0軟件建立數(shù)據(jù)庫，錄入數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以（x±s）形式，計(jì)數(shù)資料以百分率形式描述。以t檢驗(yàn)分析均數(shù)之間的差異。P<0.05視為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、結(jié)果

（一）學(xué)生評價

大多數(shù)學(xué)生對助產(chǎn)技術(shù)虛擬仿真系統(tǒng)表示喜歡，認(rèn)為基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、輔助學(xué)習(xí)，提高了操作的熟練程度，有利于培養(yǎng)臨床思維能力，有助于盡快適應(yīng)臨床實(shí)踐。如表1所示。

（二）技能考核成績

通過使用基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，學(xué)生的平產(chǎn)接生技能考核成績觀察組明顯高于對照組，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），如表2所示。

三、討論

（一）三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)課的優(yōu)勢

1. 實(shí)訓(xùn)仿真度提高，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

單純通過產(chǎn)婦模型來進(jìn)行平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)，存在示教范圍有限、難以反復(fù)示教、缺乏臨床真實(shí)性等缺陷，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣、難以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。三維虛擬仿真技術(shù)直觀生動，用以展示助產(chǎn)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，能夠有效解決傳統(tǒng)教學(xué)中分娩機(jī)制抽象及難理解、難掌握的問題，使平產(chǎn)接生技能顯性化、趣味化，又可操作、易實(shí)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與其他專業(yè)應(yīng)用虛擬仿真教學(xué)的結(jié)果相同 [6-10]。

2. 可以反復(fù)模擬，利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)

虛擬仿真系統(tǒng)通過3D動態(tài)模擬與交互式控制開展三維交互式教學(xué)，能夠觀察多個視角（剖視、透視、360度旋轉(zhuǎn)），對操作部位通過放大或縮小等方式觀看操作步驟。操作步驟條理清晰，學(xué)生可以通過模擬操作掌握動作要領(lǐng)，根據(jù)自己學(xué)習(xí)進(jìn)度調(diào)整學(xué)習(xí)過程，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、反復(fù)訓(xùn)練 [11]，加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解，激發(fā)創(chuàng)新思維，有利于提高學(xué)習(xí)主動性 [12]。單純在產(chǎn)婦模型上練習(xí)，學(xué)生只是機(jī)械模仿教師的示教操作，被動執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)，不利于提高學(xué)生的積極性。

3. 再現(xiàn)臨床工作場景，提高實(shí)操流程的規(guī)范性和準(zhǔn)確性

平產(chǎn)接生是助產(chǎn)士必備的操作技能，但不宜在真人身上練習(xí)操作。助產(chǎn)實(shí)訓(xùn)室通常存在以下不足：一是實(shí)訓(xùn)場地與臨床真實(shí)的環(huán)境有一定差距，學(xué)生未能以身臨其境的方式進(jìn)行觀察、學(xué)習(xí)與實(shí)踐;二是在實(shí)踐教學(xué)中，具體的操作步驟不能逼真地展現(xiàn)在學(xué)生眼前，不能為學(xué)生提供更多的臨床體驗(yàn)。因此，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常有必要的，這樣既能避免涉及患者隱私，也能保證學(xué)生掌握臨床技能 [13]。本研究表明，基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)可以彌合課堂教學(xué)和臨床實(shí)踐的差距，真實(shí)再現(xiàn)臨床一線的實(shí)際工作情景，與陳艷玲、廖瑩等研究結(jié)果一致 [14-15]。此外虛擬仿真系統(tǒng)有實(shí)時評價功能，通過強(qiáng)化虛擬仿真訓(xùn)練，能明顯提高實(shí)操流程的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，有利于提高教學(xué)效率、提升教學(xué)質(zhì)量。

（二）基于三維虛擬仿真技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的局限性

1. 需要耗費(fèi)大量時間做好課前準(zhǔn)備

教師需要精心設(shè)置情境教學(xué)場景、過程，才能對整個教學(xué)環(huán)節(jié)起到引導(dǎo)作用。學(xué)生需要在課前了解整個流程，熟悉虛擬仿真系統(tǒng)界面的打開、頭盔的使用、手柄的操作等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以使操作更簡便。

2. 虛擬仿真系統(tǒng)有待于進(jìn)一步完善

虛擬仿真訓(xùn)練能夠提高學(xué)生的平產(chǎn)接生操作熟練度，但與真實(shí)操作相比，還有一定距離。虛擬仿真系統(tǒng)的畫面美觀度、流暢度、真實(shí)度還需不斷提升，還不能完全實(shí)現(xiàn)面對面交流的真實(shí)感。

四、小結(jié)

傳統(tǒng)以教師為中心的助產(chǎn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式，難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，無法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。通過在平產(chǎn)接生實(shí)訓(xùn)課程中的探索性運(yùn)用發(fā)現(xiàn)，基于三維虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生利用虛擬仿真平臺自主學(xué)習(xí)平產(chǎn)接生知識和技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、有效提高技能考核成績，培養(yǎng)其多種能力，對提高助產(chǎn)技術(shù)教學(xué)質(zhì)量有積極意義。

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（責(zé)任編輯：淳潔）