VR環(huán)境下以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.03.114

摘 要 VR技術(shù)是仿真技術(shù)與圖像技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)和多媒體技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的高度融合。在VR技術(shù)支持下，可以構(gòu)建出三維立體且具有人機(jī)互動(dòng)功能的虛擬場(chǎng)景，從而為教學(xué)工作的開展提供良好的環(huán)境和條件。在此背景下，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院以精神病護(hù)理學(xué)為授課課程，在VR環(huán)境下構(gòu)建以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式，具體教學(xué)過程包括自學(xué)、講授、操作、討論和測(cè)試等環(huán)節(jié)。該模式可以有效提高學(xué)生精神病護(hù)理學(xué)的護(hù)理操作技能，教學(xué)效果理想。

關(guān)鍵詞 VR技術(shù)；模擬操作；STODT教學(xué)模式；精神病護(hù)

理學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）03-0114-03

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)的出現(xiàn)，將教學(xué)工具的發(fā)展引入全新的時(shí)代。傳統(tǒng)的投影技術(shù)呈現(xiàn)的是二維畫面，而VR技術(shù)則可以通過計(jì)算機(jī)圖形算法構(gòu)建出一個(gè)三維立體視覺場(chǎng)景[1-2]。另外，在虛擬的立體場(chǎng)景中，結(jié)合聽覺感知、運(yùn)動(dòng)感知和觸覺感知等，還可實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)[3-4]。VR技術(shù)為教學(xué)工作提供了新的舞臺(tái)，同時(shí)帶來一個(gè)難題，即如何更好地利用VR技術(shù)增強(qiáng)教學(xué)效果。

在此背景下，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院設(shè)計(jì)并構(gòu)建以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式，其中STODT

由self-study、teaching、operation、discussion

和test的首字母組成，意為自學(xué)、講授、操作、討論和測(cè)試。教學(xué)模式構(gòu)建完成后，以精神病護(hù)理學(xué)為授課課程進(jìn)行教學(xué)改革，取得較為理想的教學(xué)效果。現(xiàn)總結(jié)如下。

1 VR技術(shù)教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

20世紀(jì)30年代，Edwin Link開發(fā)了一款名為L(zhǎng)ink Trainer的飛行模擬器，此模擬器可以說是VR技術(shù)的雛形。受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)水平的制約，設(shè)計(jì)和使用成本極高，因此發(fā)展較為緩慢。VR技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展和完善后，截至2016年，超過60家上市公司宣稱跨界VR行業(yè)，誕生了諸多具有代表性的設(shè)備和產(chǎn)品。因此，人們把2016年稱為VR元年，從此VR技術(shù)被迅速應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、休閑娛樂、教學(xué)等諸多領(lǐng)域。

以護(hù)理學(xué)教學(xué)為例，筆者2021年6月13日在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中以“護(hù)理”“虛擬現(xiàn)實(shí)”和“教學(xué)”為檢索詞，進(jìn)行主題檢索，總計(jì)得到125條檢索結(jié)果。可見，VR技術(shù)已經(jīng)與護(hù)理學(xué)教學(xué)有了較為有效的融合。但通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)和研究發(fā)現(xiàn)，主要存在以下較為明顯的問題。

1）應(yīng)用理念不科學(xué)。以往使用投影儀教學(xué)時(shí)，所有教學(xué)內(nèi)容均用投射的畫面顯示，可以說，投影儀是核心的教學(xué)設(shè)備。而在VR環(huán)境下，教師在講解時(shí)往往獨(dú)立于VR構(gòu)建的場(chǎng)景進(jìn)行教學(xué)，即僅把VR作為輔助的教學(xué)工具，由此導(dǎo)致VR并未發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

2）應(yīng)用方式不合理。教師在使用VR教學(xué)時(shí)仍然以講解為主，難以實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐操作的有效結(jié)合。

2 以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式

構(gòu)建

為了更好地利用VR技術(shù)開展教學(xué)，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院設(shè)計(jì)并構(gòu)建以模擬操作為核心的STODT

教學(xué)模式。其中以模擬操作為核心的目的在于突出和強(qiáng)調(diào)模擬操作的重要性，這樣教師和學(xué)生能夠?qū)⒅饕木τ糜诓僮骱脱菥殹Ｔ诖死砟钪笇?dǎo)下，設(shè)計(jì)的教學(xué)過程由自學(xué)、講授、操作、討論和測(cè)試等五個(gè)環(huán)節(jié)組成[5-7]。在五個(gè)環(huán)節(jié)中，除了講授環(huán)節(jié)外，其余環(huán)節(jié)均由學(xué)生自學(xué)和操作完成，改變了傳統(tǒng)講授法單一的教學(xué)模式，便于學(xué)生更好地理解護(hù)理學(xué)實(shí)踐操作知識(shí)。

3 以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式

具體教學(xué)過程

3.1 S：學(xué)生自學(xué)

上課前，首先開展學(xué)生自學(xué)環(huán)節(jié)，即學(xué)生采取自學(xué)的方式先預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)[8]。

3.2 T：教師講授

本教學(xué)模式是以模擬操作為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此，教師需要在VR環(huán)境中授課，以護(hù)理操作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解，理論知識(shí)可以適當(dāng)忽略。在操作時(shí)，要注意細(xì)節(jié)的演示，如護(hù)理操作器材的合理選擇、護(hù)理操作手法的技巧等，以強(qiáng)化學(xué)生的理解和記憶。除了演示護(hù)理操作外，也要引導(dǎo)學(xué)生注意VR場(chǎng)景中虛擬患者或設(shè)備的變化和提示情況，以增強(qiáng)教學(xué)的真實(shí)感。

3.3 O：學(xué)生操作

在VR環(huán)境下，學(xué)生進(jìn)行模擬的護(hù)理操作。在操作過程中，教師需要做好兩方面的工作。

一是合理的引導(dǎo)。如學(xué)生初次操作時(shí)對(duì)VR環(huán)境不熟悉，找不到相關(guān)的護(hù)理儀器和設(shè)備等，此時(shí)教師需要引導(dǎo)學(xué)生變換視角和場(chǎng)景等，以避免學(xué)生因場(chǎng)景不熟悉而浪費(fèi)操作時(shí)間。

二是指導(dǎo)其他學(xué)生認(rèn)真觀看場(chǎng)景中學(xué)生的操作情況。

3.4 D：操作討論

本環(huán)節(jié)以兩人為單位進(jìn)行分組討論，其設(shè)計(jì)目的在于在以往的教學(xué)過程中，若分組人數(shù)較多，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生存在觀看不認(rèn)真或不積極發(fā)言等問題，因此，在本次討論環(huán)節(jié)以兩人為單位分組，以此增加學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。討論過程也可以更靈活，如隨時(shí)可以在VR環(huán)境中相互演示等。

3.5 T：操作測(cè)試

在VR環(huán)境中，教師重新設(shè)計(jì)和應(yīng)用相關(guān)場(chǎng)景開始護(hù)理操作測(cè)試環(huán)節(jié)。具體的測(cè)試環(huán)節(jié)分為以下兩步：

第一步的重點(diǎn)在于對(duì)學(xué)生模擬操作的考核，如要求學(xué)生單人操作，其他學(xué)生不得觀看和交流。在操作時(shí)，教師準(zhǔn)確記錄學(xué)生操作錯(cuò)誤的情況，并采取百分制進(jìn)行評(píng)分。

第二步是教師針對(duì)學(xué)生演示的錯(cuò)誤情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)[9-10]。

4 教學(xué)效果分析

4.1 學(xué)生資料、分組和教學(xué)方法

2020年9月—2021年1月，以吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院56名護(hù)理專業(yè)學(xué)生為授課對(duì)象開展教學(xué)。采取隨機(jī)數(shù)字表法將學(xué)生分為常規(guī)組和VR組，每組學(xué)生各28例。常規(guī)組中女24例、男4例，年齡20～23歲，平均年齡（21.92±0.36）歲。VR組中女23例、男5例，年齡20～24歲，平均年齡

（22.12±0.41）歲。兩組學(xué)生基本情況無差異（P＞

0.05）。兩組學(xué)生均以精神病護(hù)理學(xué)為授課課程進(jìn)行授課，授課方法不同：常規(guī)組采取常規(guī)方法授課，VR組在VR環(huán)境下采取以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式授課。

4.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法

教師根據(jù)精神病護(hù)理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容從中選擇符合教學(xué)大綱要求，但學(xué)生均未操作的三個(gè)題目進(jìn)行模擬操作考核，考核維度包括護(hù)理技能操作良好率和操作正確良好率。

在護(hù)理技能操作良好率方面，評(píng)分結(jié)果0～10分，其中9～10分表示操作非常熟練，6～8分表示操作較為熟練，4～5分表示操作不熟練，0～3分表示操作未掌握，護(hù)理技能操作良好率為非常熟練率+較為熟練率。

操作正確率評(píng)價(jià)方法：本次三項(xiàng)操作涉及15個(gè)操作考核知識(shí)點(diǎn)，操作正確15個(gè)為完全正確，10～14個(gè)為基本正確，6～9個(gè)為部分正確，0～5個(gè)為基本不正確，操作正確良好率為完全正確率+基本正確率。

采用SPSS 20.0分析結(jié)果，計(jì)數(shù)資料以n（%）比較，行卡方檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

4.3 結(jié)果比較

4.3.1 護(hù)理技能操作良好率比較 護(hù)理技能操作良好率比較如表1所示，可見VR組護(hù)理技能操作良好率高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜

0.05）。

4.3.2 操作正確良好率比較 操作正確良好率比較如表2所示，可見VR組操作正確良好率高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

5 結(jié)束語(yǔ)

VR技術(shù)是仿真技術(shù)與圖像技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)和多媒體技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的高度融合[11-12]。

近年來，隨著軟件開發(fā)成本的降低，VR技術(shù)的普及率日益提高，已經(jīng)從理論研究階段進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用和普及階段。尤其是在教學(xué)領(lǐng)域，通過VR技術(shù)構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景和模擬互動(dòng)操作，可以最大限度地增強(qiáng)教學(xué)的真實(shí)感[13-15]。因此，為了更好地將VR技術(shù)與高等護(hù)理學(xué)教學(xué)相互融合，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院設(shè)計(jì)了以模擬操作為核心的STODT教學(xué)模式，具體教學(xué)環(huán)節(jié)由自學(xué)、講授、操作、討論和測(cè)試等五個(gè)環(huán)節(jié)組成。教學(xué)實(shí)施后，STODT教學(xué)模式有效提高了學(xué)生精神病護(hù)理的操作技能，取得預(yù)想的教學(xué)效果。

但是在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如VR設(shè)備較為有限，且面向全校師生應(yīng)用，因此，部分課程內(nèi)容尤其是STODT教學(xué)模式的測(cè)試環(huán)節(jié)，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)難以完成，只能利用課后時(shí)間繼續(xù)開展教學(xué)。建議學(xué)校多購(gòu)置VR設(shè)備及配套的教學(xué)資源，以進(jìn)一步推動(dòng)VR的普及和教學(xué)效率的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝治深，袁永，宋軍營(yíng)，等.生物化學(xué)與分子生物

學(xué)教學(xué)應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)可行性分析[J].中國(guó)中醫(yī)

藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2020，18（23）：14-16.

[2] 趙夢(mèng)媛，王雯慧，溫勝勝.虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)

在高校教學(xué)中應(yīng)用的可行性研究[J].技術(shù)與市場(chǎng)，

2019（2）：158.

[3] 宋軍營(yíng)，袁永，任偉宏，等.系統(tǒng)化教學(xué)在中醫(yī)院

校臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)人才培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)中

醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2016（15）：31-33.

[4] 陳玲，武莉華，符文彬.裸眼3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在針

灸臨床特色技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)中醫(yī)藥

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2020，18（19）：1-3.

[5] 鄂少龍，孫明，詹運(yùn)洪.互聯(lián)網(wǎng)+VR在泌尿外科實(shí)

踐泌尿道內(nèi)鏡手術(shù)中的教學(xué)探索[J].中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)

教育，2021，13（7）：63-67.

[6] 李遠(yuǎn)棟，劉愛峰，張君濤.VR、AR、MR技術(shù)在骨科臨

床教學(xué)中的應(yīng)用[J].重慶醫(yī)學(xué)，2021，50（8）：1432-

1435.

[7] 李帆，王淵，孫曉明，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)

學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，

2019（11）：10-11.

[8] 張婷婷，田豐，呂煒.VR在交互影視與游戲領(lǐng)域的應(yīng)

用綜述[J].上海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（3）：

342-352.

[9] 祝士明，陳靜瀟.虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的作用、挑戰(zhàn)

以及應(yīng)對(duì)策略[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2019（2）：39-45.

[10] 劉德建，劉曉琳，張琰，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)

用的潛力、進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J].開放教育研究，2016（4）：

25-31.

[11] 孫銀貴，封碩，趙曉勇，等.自主研發(fā)VR教學(xué)軟件

用于臨床實(shí)踐能力培養(yǎng)效果分析[J].中國(guó)繼續(xù)醫(yī)

學(xué)教育，2020，12（33）：38-40.

[12] 姜鮮，裴傲秋，黃雅蘭.MOOC-VR-TBL立體教學(xué)模

式在麻醉學(xué)教學(xué)中應(yīng)用[J].四川生理科學(xué)雜志，

2020，42（3）：334-338.

[13] 阿木古楞，李旻輝，李彩峰，等.3D技術(shù)/VR技術(shù)

在藥用植物學(xué)與生藥學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].包

頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，36（1）：87-88

[14] 劉鐵龍，白廣建，王靜，等.CBL教學(xué)結(jié)合VR技術(shù)

在骨科實(shí)習(xí)臨床教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，

2019，16（15）：133-135.

*項(xiàng)目來源：CBL教學(xué)結(jié)合情景模擬與SP在《精神病護(hù)理學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用研究（項(xiàng)目編號(hào)：JGJX2019D603）。

作者：李麗麗，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院護(hù)理部，主管護(hù)師，教研室秘書，研究方向?yàn)榫窨谱o(hù)理學(xué)、臨床護(hù)理和護(hù)理教育（132013）。