虛擬現(xiàn)實技術在急診醫(yī)學教育的運用
時間:2022-04-03 11:24:01
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【摘要】目的探討虛擬現(xiàn)實技術在急診醫(yī)學教育中應用的可行性和教學效果。方法對徐州某高校急救與救援醫(yī)學專業(yè)48名本科生,在教學過程中隨機分為對照組(24人)和虛擬現(xiàn)實教學組(24人),對比分析兩組急診醫(yī)學專業(yè)課(創(chuàng)傷醫(yī)學、急救醫(yī)學和災害醫(yī)學)的成績,評價虛擬現(xiàn)實技術在急診醫(yī)學教育中的效果。結果對照組創(chuàng)傷醫(yī)學、急救醫(yī)學、災害醫(yī)學三門專業(yè)課成績分別為:(73.6±8.3)分、(76.2±9.5)分、(73.8±8.1)分;而虛擬現(xiàn)實教學組三門專業(yè)課成績分別為:(85.3±5.2)分、(87.4±6.2)分、(92.6±5.5)分,均高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義。結論與傳統(tǒng)教學方法相比,虛擬現(xiàn)實技術在急診醫(yī)學教育中具有一定的優(yōu)越性,是適應當前急診醫(yī)學教育人才培養(yǎng)的一種好的教育教學方法。
【關鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術;急診醫(yī)學;本科教育;教育技術;探索;實踐虛擬現(xiàn)實
(virtualreality,VR)技術是近年來隨著計算機、信息網絡技術發(fā)展而新興的一門技術。該技術利用計算機及相關軟件,生成逼真的視、聽及觸覺一體化的三維虛擬世界[1-2]。用戶借助頭戴式立體顯示器、數(shù)據手套等輔助傳感設備,切身參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化,產生沉浸感和帶入感。VR技術具有多感知性、存在感、交互性、自主性等優(yōu)點,近年來被廣泛應用于醫(yī)學教育領域[3]。急診醫(yī)學是現(xiàn)代醫(yī)學教育的重要組成部分,如何建立完善的急診醫(yī)學生培養(yǎng)體系和提高急診醫(yī)學教育教學水平,如何培養(yǎng)高素質、復合型急診醫(yī)學專業(yè)技術人才,已是當今急診醫(yī)學教育的當務之急[4]。本文總結分析將虛擬現(xiàn)實技術應用于急診醫(yī)學本科生教育的教學效果,探索VR技術應用于急診醫(yī)學教育的可行性,以期為急診醫(yī)學教育提供一種好的教育技術方法。
1對象與方法
1.1研究對象。徐州某高校48名2014級急診醫(yī)學專業(yè)本科生,其中,對照組男生13人,女生11人,年齡范圍19~23歲之間,平均年齡(21.4±2.4)歲;VR教學組男生13人,女生11人,年齡范圍18~22歲之間,平均年齡(20.8±2.2)歲,兩組學生一般基本資料差異無統(tǒng)計學意義。1.2研究內容與方法。將48名本科生隨機分為兩組:對照組(傳統(tǒng)教學模式組,n=24人)和VR教學組(n=24人)。對照組采用借助多媒體等開展傳統(tǒng)理論和實踐教學的模式,而VR教學組則采用虛擬現(xiàn)實技術開展理論和實踐教學,學期末統(tǒng)計創(chuàng)傷醫(yī)學、急救醫(yī)學和災難醫(yī)學等急診醫(yī)學三門專業(yè)課的成績。1.3評價方法。兩組學生均按照課程表的進度要求,相同章節(jié)的授課老師確保為同一個人,按照教學大綱的要求展開教學。兩組學生的成績均采用形成性評價,將學生期末考試成績和平時成績納入考核范圍,同時包含理論考試成績和實踐技能考試成績。1.4統(tǒng)計學方法。用GraphPadPrism5統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析,計量資料采用(x±s)表示,進行兩獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗。檢驗水準α=0.05,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
2研究結果
對照組學生創(chuàng)傷醫(yī)學、急救醫(yī)學和災害醫(yī)學的考試成績分別為:(73.6±8.3)分、(76.2±9.5)分、(73.8±8.1)分;而虛擬現(xiàn)實教學組的成績分別為:(85.3±5.2)分、(87.4±6.2)分、(92.6±5.5)分,均高于對照組,尤其是災害醫(yī)學的考試成績,較對照組有了明顯提高,兩組考試成績相比,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),詳見表1,圖1。
3討論
3.1現(xiàn)階段急診醫(yī)學教育面臨的問題。急診醫(yī)學是近20年來迅猛發(fā)展的一個涵蓋面廣泛的新興學科,其涉及面廣、涵蓋內容多,主要包括院前急救、院內急救、危重病醫(yī)學、創(chuàng)傷醫(yī)學、災難醫(yī)學、中毒醫(yī)學、急救醫(yī)療服務體系建立和管理等諸多內容[5]。隨著當今急診醫(yī)學的發(fā)展和新的教育技術不斷涌現(xiàn),現(xiàn)階段急診醫(yī)學教育也面臨著一系列的問題(1)理論教學任務繁重,傳統(tǒng)教學無法充分激發(fā)學生的學習興趣。由于急診醫(yī)學涵蓋范圍廣,知識點多,常涉及臨床各個專業(yè)的急危重癥處理。傳統(tǒng)的教學模式多采用書面、幻燈片或視頻等進行講解,往往造成概念抽象,缺乏立體感,加之急診專業(yè)學習任務繁重,學習難度大,極大地影響了急診醫(yī)學生的學習積極性和學習興趣;(2)實踐教學資源有限,傳統(tǒng)教學無法滿足高素質急診醫(yī)學人才的培養(yǎng)要求。急診醫(yī)學教育要求學生必須掌握大量的急診救治技術,如心肺復蘇術、環(huán)甲膜穿刺術、外傷急救(通氣、止血、包扎、固定、搬運)技術、胸膜腔穿刺減壓術、心包穿刺術等多項急救技術,而上述技術的培訓需要反復、多次強化訓練,才能讓同學們真正掌握。反復的急救技能的培訓需要多次投入大量的人力和物力成本,這在時間和空間上都嚴重制約了急診醫(yī)學教學任務的實施。災難醫(yī)學救援培訓過程中,由于災難事件的不可復制性以及現(xiàn)階段教學手段無法全仿真模擬災難現(xiàn)場環(huán)境,急診醫(yī)學生無法熟練掌握在不同災難環(huán)境下的救援技能,這也嚴重制約著我國災難醫(yī)學救援人才的培養(yǎng)。除此之外,隨著日趨緊張的醫(yī)患關系和人們法律意識的增強,急診臨床實習特別是臨床操作技能培訓受到極大的限制,這也嚴重制約著急診醫(yī)學生的臨床實習。因此,亟需探索出適應當今急診醫(yī)學教育的教學方法,不斷提升急診醫(yī)學教育教學質量。3.2VR技術在急診醫(yī)學教育中的應用優(yōu)勢。VR技術是近年來新興的一門信息技術,通過綜合運用立體式、高度仿真等方式,創(chuàng)建的一個與真實環(huán)境相似的全仿真三維虛擬世界,具有超強沉浸感、高互動性、自主性以及多感知性等特點。結合急診急診醫(yī)學教育面臨的問題,VR技術應用于急診醫(yī)學教育具有以下優(yōu)勢:(1)寓教于樂式理論教學,激發(fā)學習興趣。VR技術可以通過構建虛擬實驗教學系統(tǒng),將傳統(tǒng)的枯燥乏味的醫(yī)學理論教學模式轉變?yōu)閹в杏螒蛐再|的趣味教學模式,寓教于樂,極大地激發(fā)學生的學習興趣和學習潛能。針對急診常見癥狀,VR技術可以反復利用同一病例和場景,從不同的角度對可能的病因充分分析,并進行相應的處理。從臨床癥狀學、病因學、病理生理學、診斷學以及治療學等環(huán)節(jié),充分融入到游戲的各個環(huán)節(jié)[9]。根據軟件自帶的反饋檢測裝置,學生能夠及時發(fā)現(xiàn)理論學習中存在的問題,并及時糾正,真正理解并掌握急診相關的理論知識并學以致用,能夠達到正確解決臨床問題的目的。VR技術將傳統(tǒng)的學生聽課理論教學模式,改為學生參與理論教學模式,并寓教于樂,可以充分激發(fā)學生的學習興趣,提升學習效率。(2)全仿真模擬技能培訓,提高培訓效果。由于時間和空間的限制,在現(xiàn)實環(huán)境中不能無限模擬類似火災、爆炸等高危險性復雜場景。而通過VR技術可以任意創(chuàng)造各種復雜環(huán)境,受訓者參與到特有的情境當中,真實還原和模擬現(xiàn)場操作流程,實現(xiàn)重大災難的模擬逃生、搶救、包扎、轉運、協(xié)調、指揮等演練,滿足在現(xiàn)實中不能給予的包括視覺、觸覺、聽覺的感官式體驗。VR技術可以最大程度模擬災難事故現(xiàn)場,既降低演練成本(可重復演練),又保證演練安全和真實感受,為受訓者帶來全新的體驗,極大地提升技能培訓效果[10]。(3)純虛擬仿真培訓場景,降低教學成本。VR技術通過設計高仿真純虛擬場景,借助相關設備,使受訓者產生等同真實環(huán)境感受與體驗。虛擬實踐教學設備可以重復使用,可以有效減輕培訓教師的勞動強度。同時,該設備無任何物理損耗,無需重復購置,可以最大限度節(jié)約教學資源,降低實踐教學的成本[11-12]。將VR技術應用于急診醫(yī)學教育,是適應當今急診醫(yī)學教學模式的有益探索。隨著VR技術的不斷發(fā)展以及硬件設備性能的不斷提升,虛擬教學與傳統(tǒng)教學將有機融合,并依據急診醫(yī)學教育自身的特點,以期探索出一條創(chuàng)新性的虛實結合的急診醫(yī)學教育新模式,并最終在構建高素質復合型急診醫(yī)學人才培養(yǎng)體系中,發(fā)揮更加重要的作用。
作者:劉筱 張錚錚 朱鋒輝 魏婧 姚愛明 燕憲亮 許鐵 單位:1徐州醫(yī)科大學麻醉學院 2徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院急診醫(yī)學科 3江蘇省衛(wèi)生應急研究所 4徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院婦產科