基于网络的护理专业“虚拟病人-PBL”设计与实践

于异男，王莉萍，顾丽华，刘建伟，邱智超，贾建芳，吴建群，张 铮，张玉灿，李 稻

1上海市立达职业技术学院护理与健康学院，上海 201609;上海交通大学医学院:2附属同仁医院，上海 200050;3基础医学院病理生理学教研室，上海 200025

以问题为基础的学习(problem-based learning，PBL)已成为各高等院校普遍采用的教学模式［1］。例如:上海市立达职业技术学院在护理专业大二学生中开展了“早期接触临床+PBL”的教学活动。PBL教学的最大优点是强调以“学生为主体、教师为主导”，以问题为基础、以小组为单元、以讨论为主轴，培养学生分析、解决问题的能力和自我学习的能力［2-3］。但是，传统的PBL在教学实践中存在一些不足:其一师资需求量过大，每个讨论小组需1-2位教师参与;其二学生是被动接受案例信息、无选择权;其三案例是通过纸质发放，学生缺少现实的医院场景感受。

随着虚拟现实技术的发展和计算机网络的快速普及，网络虚拟教学作为一种新型的教学手段越来越受到人们的关注，业已成为高等教育架构中重要的组成部分［4-7］。如何将网络虚拟教学与PBL教学有机地结合在一起，以形成具有护理专业特点的网络“虚拟病人-PBL”教学新模式［8］。为此，我们进行了网络化“虚拟病人-PBL”教学软件、教学平台设计与应用的探索。

1 “虚拟病人-PBL”教学软件设计

“虚拟病人-PBL”教学理念是由Kamin等提出，是利用网络系统建立以动画为主体的虚拟病人，学生通过网络、电脑开展PBL学习［9］。笔者利用计算机的虚拟现实技术、人机交互技术模拟临床病人所具有的症状与体征，并以疾病的病理变化与转归为基础、以临床护理程序为主线、以患者就诊和住院治疗为主轴，构建“虚拟病人-PBL”教学软件。虚拟病人(virtual patient，VP)的设计具有直观的3D(三维动画)临床现实场景，使“虚拟病人-PBL”克服了传统的PBL中存在的案例缺乏临床场景感和学生被动接受的弊端［10-11］。

护理专业的“虚拟病人-PBL”教学软件的设计除符合专业技能学习阶段开展PBL教学的特点外，也为后期临床顶岗实习打下必要的岗位流程知识。为此，“虚拟病人-PBL”教学软件包含5个动画场景的菜单:接诊病人、处理医嘱、护理评估、观察与护理、健康指导。每个场景中除了动画场景展示框外，还有提示与思考、知识点测试、知识背景库、文献资料、3D动画演示、答疑台、同步键和讨论区等子菜单(如图1所示)。在动画演示过程中，弹出的选择题将引导学生人机互动，执行各种护理操作，以及了解患者病史、病情变化和临床治疗。之后，学生在提示与思考的引导下，开展以小组为单位的自主讨论学习。在PBL讨论中，学生自主提出问题、分析问题、解决问题，学习和掌握疾病的症状学、病因学、发病机制、护理评估、护理诊断、护理措施和健康宣教等知识，以及护理岗位工作流程和实际操作方法。

图1 “虚拟病人-PBL”教学软件的动画场景与操作菜单

1.1 接诊病人

接诊病人的菜单内设计为患者的现病史展示，如患者发病、就诊、入院过程，护士的导医与接诊过程，以及病房医师查诊和医嘱下达等过程。学生通过对动画的观看与人机互动，了解患者的现病史、熟悉临床护士接诊的工作流程。

1.2 处理医嘱

处理医嘱的菜单设计为护士对患者的医嘱执行与护理操作流程。例如:护士按照医嘱进行转抄治疗卡、三查七对、静脉与动脉采血和检查标本收集，等，完成体温、血压、脉搏和氧饱和度等测定，以及吸氧、过敏试验、静脉输液等基础性护理操作。在虚拟动画场景中，学生通过人机互动决定虚拟护士实施各项护理措施，并随着实验室检查的展开可以动态观看患者的各项检查结果，对患者病情有更加深入的动态了解。

1.3 护理评估

在护理评估的虚拟场景中，设计为护士对患者进行护理评估的全过程。在虚拟动画演示中，学生可以形象地学习护士评估病人时的沟通技巧。例如:在现病史、既往病史、家族史等问诊中，能合理引导患者说出心中的感受，了解患者的心理状态。另外，学生通过人机互动了解与掌握护士应对患者进行的各项评估检查项目和护理个案的书写。

1.4 观察与护理

在观察与护理的虚拟场景设计中，重点突出患者住院期间护士将要执行的观察病情、日常护理、临床急救、护患沟通和护理岗位流程等设计。通过人机互动，学生了解当患者病情出现反复时，护士如何做出正确的护理诊断和护理措施，以及如何与患者家属、医师沟通。虚拟动画情节紧张生动，医师、护士处置有条不紊，各种检查及护理措施实施及时、规范和到位。

1.5 健康指导

在医师、护士的精心治疗和护理下，患者的病情出现好转与康复，并安排出院。此时虚拟动画设计为，护士对患者进行健康宣教和出院指导，并告知病人按时复诊时间、对患者家属的疑虑予以耐心细致的解答等内容。通过动画的观看与人机互动，促使学生思考和掌握如何把疾病的相关知识进行综合应用，给病人一个比较完整的出院健康指导。

到目前为止，上海市立达职业技术学院已构建了3个虚拟病人案例:内分泌系统的1型糖尿病、呼吸系统的COPD及心血管系统的风湿性心脏病。

2 “虚拟病人-PBL”教学平台架构设计

2.1 操作界面设计

在“虚拟病人-PBL”教学平台架构设计中，学生操作界面、教师操作界面、管理员操作界面有3个操作界面菜单。

2.1.1 学生操作界面 学生的操作界面能支撑学生在任意时间、任意地点，如教室、寝室、图书馆，通过Internet网登陆后开展“虚拟病人-PBL”讨论学习。另外，操作界面含有学生信息、成绩查询、答疑台和通知栏等子菜单栏目。

2.1.2 教师操作界面 教师通过操作界面可对学生进行虚拟PBL教学管理，如学生的分组、虚拟病人案例的布置、讨论进度监查、报告批阅、成绩查询和师生答疑互动，等，以完成对教学评估和成绩采集工作。此外，教师有开展教学所需的教学大纲、教案、参考文献、虚拟动画观看通道和通知栏目。

2.1.3 管理员操作界面 管理员通过操作界面完成对学校或学生身份的导入与管理，虚拟PBL学习起始与结束时间，各类学校使用权限与密码生成，系统备份与软件维护等工作。

2.2 软件制作方法

基于校园Internet网的“虚拟病人-PBL”教学平台重视软、硬件的结合，力求达到仿真现实PBL教学所具有的虚拟临床教学场景，以及功能完备的教务管理能力。为此，教学平台软件制作中，突出3个方面研发。

2.2.1 “虚拟病人-PBL”教学软件研发 在长期积累的临床护理教学经验基础之上，编写案例的剧本和分镜头。采用多媒体的文字处理:记事本、写字板、Word;图形图像处理:Photoshop、CorelDraw、Freehand;动画制作:3Ds Max、Maya、Flash、ActionScript、Director Shockwave;声音处理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Cool Edit、Wave Edit等技术开发的“虚拟病人-PBL”教学软件具有直观的虚拟现实场景，视觉与听觉并存，使其更具科学性、先进性、严谨性、沉浸性。

2.2.2 平台交流软件研发 采用C#语言，结合HTML、Flash ActionScript、VBScript、Java Script、Active X 服务器组件等工具软件开发在线交流系统，使得虚拟教学平台具有“师-生”、“生-生”网络在线交流的功能，符合“以学生为主体”的教学理念。

2.2.3 平台管理功能软件研发 采用C#、JavaScript、ActiveX、SQL server等工具软件构建后台处理系统，并在B/S模式下运行。通过TCP/IP建立Web服务器与虚拟教学软件服务器间的信息沟通，实现远程访问虚拟教学平台，达到教学资源共享的目的。

3 “虚拟病人-PBL”教学功能实现

在“虚拟病人-PBL”教学软件中，我们将“虚拟病人”的问诊、查体、护理操作、实验检查、辅助检查、护理诊断、疾病机制分析、护理措施确立与“问题为基础”的PBL学习结合在一起。

3.1 教学对象

“虚拟病人-PBL”教学平台主要针对高职或本科护理专业在大二期间，专业技能学习阶段的学生。学生结合内科护理、外科护理、老年护理和基础护理等课程学习，利用业余时间完成“虚拟病人-PBL”讨论学习。同样，也可作为临床各类护士的培训课程使用，提高临床护士的护理理论知识，或作为护理操作技能的考核软件。

3.2 组织形式

虚拟PBL开展的形式是以小组为单位，每个班级分为5个小组(每组大约6-8个学生)，由一位教师负责。学生利用业余或课后时间开展虚拟PBL的自主讨论学习。学习过程为三个阶段:第一阶段为虚拟病人案例的观看与互动，展开案例分析与讨论，时间大约三周;第二阶段为虚拟PBL学习讨论后汇报会，由教师组织各小组在一起进行汇报与答辩，实现教学过程的“虚与实”结合，时间大约4 h;第三阶段为每个学生提交护理个案分析报告。

3.3 学习形式

每个小组内学生自主推荐1名组长，并由组长商定讨论学习时间。小组成员在规定时间通过网络进入案例的虚拟临床场景中，开展虚拟PBL学习讨论。在学习讨论过程中，组长随时向其组员发出同步信号，组内每个成员通过同步键与组长保持在同一画面，同步进行人机互动、动态采集病史、实时执行医嘱、开展护理评估、完成临床观察与护理诊断、健康指导等护理实训项目。同时，通过平台进行小组内同步讨论，学生自主提出问题、分析问题、解决问题。通过文献查阅，学生完成对疾病的症状学、病因学、发病机制、护理评估、护理诊断和护理措施等知识的自我学习。

教师在教师操作界面可了解每个小组参与讨论的人数，同步观看每位学生在讨论区的发言以及对学生PBL讨论进行引导、答疑。对学生网上提交的思考分析文档和个案分析报告进行批改、判分。

3.4 实施的初步效果

从2012年开始在护理专业大二的学生中推行“虚拟病人-PBL”教学。经过二届学生的实际使用，并对12级学生开展感受量表调查。问卷调查的一致性系数为0.822，无记名形式发放问卷89份，回收82份，回收率92.13%。问卷设计采用李克特(Likert)形式［12］，数据使用SPSS 16.0 软件分析(如表1 所示)。

表1 学生对“虚拟病人-PBL”教学的感受调查表 %

问卷调查的初步分析表明:网络“虚拟病人-PBL”教学平台实现了传统PBL的教学效果。大多数学生反映此次虚拟PBL教学活动提高了分析问题、语言表述和自主学习的能力，提高了团队协作精神。例如:学生说“在课堂上尽管学习了内外科及基础护理等知识，但在整体护理中不知道如何运用，通过虚拟PBL学习，清楚了所学知识在护理程序中的应用，提高了理论课学习的积极性”。这表明“虚拟病人-PBL”教学有助于学生对整体护理意识的建立和临床疾病分析的思路形成，也解决了基础护理技能的理论学习与临床护理之间脱节的弊端。

“虚拟病人-PBL”教学平台实现了预期的设计目的，实现了护理专业虚拟PBL教学的功能。但是，教学平台的教学软件库中虚拟病人的案例数并不多。为此，应开发更多的虚拟病人案例，使案例内容多样化、覆盖更多知识点，为提高我国护理教育做出贡献。

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