AR技术在护理学生心肺复苏教学中的应用研究

郑玉春，陈苏莲，袁 双

（福建省福清卫生学校，福建 福州 350300）

增强现实技术（AR技术）是一种将真实世界信息与虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。随着AR技术的日益成熟，这种技术逐渐深入人们生活的各个领域[1]。AR技术是在教育领域进行跨界，融合新的技术手段，学生可以在虚实结合的学习情境中进行自主探索，此技术手段为课堂提供了新的教学方式，使知识的学习具有情境性和交互性[2]。心肺复苏（Cardio Pulmonary Resuscitation，CPR）是对心脏骤停患者的主要施救方式，高质量的CPR可以提高心脏骤停患者的存活率[3]。《2015年美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》[4]（以下简称《指南》）强调了实施高质量心肺复苏的必要性和重要性。高质量的CPR应该是最大限度减少按压的中断、心脏按压时保证足够的频率和按压深度、心脏按压时避免屈身以及避免过度通气；按压力度和吹气量合理准确；按压部位、按压中断时间、按压频率、是否充分回弹、按压点移动、开放气道的角度符合《指南》的要求[5]。为保证主要脏器足够血液灌注，胸外按压要用力、快速（频率100～120次／分，幅度5～6厘米）[6]。随着按压时间的增加，救护人员的按压力度也会随之减轻，且在自己精疲力尽前无法察觉。因此，提高护理专业学生CPR技能至关重要。自2017年9月至2019年9月，本课题研究小组将AR技术应用到护理学生心肺复苏教学中，取得了较好的效果，现报道如下。

1 对象

随机抽取我校护理专业同年级1个班40人为试验组，另1个班40人为对照组。两组学生均为女生，年龄16～20岁。两组由同一位教师授课，教材、教学计划、教学时数、教学用物和教学环境相同。两组学生第一学期各科平均成绩经统计学分析，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

2 方法

2.1 开发适用于CPR教学的AR软件

本研究拟将AR技术融入CPR教学，由课题组和软件工程师配合，共同开发了一款适用于CPR教学和练习的AR软件。学生利用该软件操作练习时，能在虚拟客户端同步看到自己“身临其境”的抢救过程。在操作过程中可以看到按压时血液从“患者”心脏流出，放松时血液从四周返回心脏，人工呼吸时“患者”胸廓被动扩张等整个过程。为更好地掌控按压力度和吹气量大小，软件中根据CPR的客观指标要求，对按压深度和吹气量大小都设置了上下限并附有语音提醒。在练习过程中，学生可以根据按压、呼吸曲线变化调整按压的深浅度、吹气量的大小，同时，在练习过程中，当按压部位、按压中断、按压频率、充分回弹、按压点移动、开放气道的角度等操作失误，虚拟客户端也会出现语音提醒，学生可以及时纠正。每次练习结束，虚拟客户端还能自动统计学生的操作练习情况，方便教师、学生及时了解教学及学习中的不足，进行针对性强化。

2.2 干预方法

试验组运用AR技术进行教学，教师授课两个学时后，学生进入AR模拟病房进行8学时的CPR操作练习，用国赛CPR模拟人和软件实施操作“人人过关”考核，操作“人人过关”考核即本校对所有学习该操作的学生进行考核并要求其分数务必达到80分以上，才算该生该操作过关。对照组运用传统方法进行教学，同一教师同样方法授课两个学时后，学生进入普通病房进行8学时的CPR操作练习，用国赛CPR模拟人和软件实施操作“人人过关”考核。干预时间为3个月。

2.3 效果评价

效果评价指标：（1）两组学生CPR操作考核成绩评价；（2）两组学生CPR操作考核中各个客观指标的评价；（3）两组学生对各自CPR教学方法课堂学习情况的评价。其中两组学生CPR操作考核成绩和CPR操作考核中各个客观指标的评价全部用国赛CPR模拟人和软件实施操作“人人过关”考核。评分标准采用2019年国赛的CPR评分标准，每个考生都由相同的3位教师考评，3位教师的平均分为学生的最后成绩。其中CPR操作考核中各个客观指标的评价包括正确按压次数、频率错误次数、按压部位错误次数、未充分回弹次数、中断大于10秒次数、吹气量正确次数、开放气道错误次数。而CPR教学方法课堂学习情况的评价采用问卷调查的形式，问卷内容包括提高自主学习能力、提高沟通能力、提高创新能力、提高团队协作能力、提高学习兴趣、增强成就感。每项均采用3级评定，即明显提高、基本提高和没有提高，明显提高和基本提高均计为提高。在课程结束前，采用无记名方式，以班级为单位由授课教师集中发放问卷，要求在15分钟内完成，问卷有效回收率为100%。

2.4 统计学方法

数据采用SPSS 23.0软件进行统计处理。

3 结果

3.1 两组学生CPR操作考核中各个客观指标得分和总成绩（见表1）

表1 两组学生CPR操作考核中各个客观指标得分和总成绩（±s，分）

表1 两组学生CPR操作考核中各个客观指标得分和总成绩（±s，分）

组别 正确按压次数 频率错误次数 按压部位错误次数 未充分回弹次数 中断大于10秒次数 吹气量正确次数 开放气道错误次数 总成绩试验组对照组tP 147.95±3.74 135.80±18.65 14.136 0.000 2.23±5.44 12.28±15.13 19.434 0.000 0.03±0.16 0.78±1.53 43.606 0.003 0.10±0.38 2.20±4.11 28.106 0.002 0.43±0.93 1.33±1.46 33.271 0.001 9.05±1.71 7.20±3.29 17.748 0.002 0.73±0.94 1.89±0.94 1.142 0.000 92.80±3.65 84.65±4.79 0.537 0.000

3.2 两组学生对各自CPR教学方法课堂学习情况的评价（见表2）

表2 两组学生对各自CPR教学方法课堂学习情况的评价（±s，分）

表2 两组学生对各自CPR教学方法课堂学习情况的评价（±s，分）

组别 提高自主学习能力 提高沟通能力 提高创新能力 提高团队协作能力 提高学习兴趣 增强成就感试验组对照组tP 14.60±0.81 9.43±2.74 45.988 0.000 14.30±1.20 9.22±2.79 16.850 0.000 13.98±1.23 8.55±3.10 22.713 0.000 14.43±1.03 9.08±3.05 39.537 0.000 13.90±1.30 9.48±2.58 19.781 0.000 14.65±0.86 8.78±2.79 37.936 0.000

4 讨论

4.1 AR技术可提高护理学生CPR教学质量

本研究结果显示，试验组学生CPR操作考核中总成绩以及正确按压次数、吹气量正确次数得分显著高于对照组（P＜0.05），而频率错误次数、按压部位错误次数、未充分回弹次数、中断大于10秒次数、开放气道错误次数得分显著低于对照组（P＜0.05）。这说明AR技术提高护理学生CPR教学质量效果显著。表2为两组学生对各自CPR教学方法课堂学习情况的评价，试验组学生提高自主学习能力、提高沟通能力、提高创新能力、提高团队协作能力、提高学习兴趣、增强成就感方面的评分均显著高于对照组（P＜0.05）。这说明将AR技术融入CPR教学效果优于传统教学。分析原因可能有下面几个方面：（1）解决了传统教学中原理难理解的问题。AR技术将CPR操作过程中按压时血液从心脏流出，放松时血液从四周返回心脏，人工呼吸时胸廓被动扩张等整个过程可视化，变不可见为可见，从而解决了传统教学中原理难理解的问题。（2）增加了学习的趣味性。学生在操作练习时，能在虚拟客户端同步看到自己“身临其境”的抢救过程，增加了学习趣味性。（3）提高了练习质量。在练习过程中，学生可以根据“患者”呼吸曲线的变化调整按压的深浅、吹气量的大小，解决按压力度和吹气量大小无法掌控的难题。

4.2 AR技术融入CPR教学的理论与实践依据

（1）AR技术融入CPR教学符合建构主义学习理论。建构主义学习理论提倡情境性教学和合作学习，认为学生的知识是在一定的情境下，借助他人的帮助、交流、合作，通过建构而获得的。试验组学生正是通过这种AR技术提供的情境，通过小组之间的互助合作而取得教学质量的全面提高。（2）AR技术融入CPR教学符合杜威“从做中学”学习理论。CPR技能教学以学生为主体，在AR技术创建的情境中不断进行操作练习，学生从实操中完成对按压部位、按压中断时间、按压频率、是否充分回弹、按压点移动、开放气道的角度等的把控，调动了学习积极性，突出技能要求、操作流程和操作要点，注重知识和技能相结合。（3）AR技术融入CPR教学符合新规范、新理念要求。一方面《指南》强调了实施高质量心肺复苏的必要性和重要性；另一方面，近年来，教育信息化成为我国教育事业发展的重要战略，国家相继出台了《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》《教育信息化“十三五”规划》《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》等文件，将教育信息化发展提到教育发展的重要地位。将AR技术运用到护理技能教学中，对职业院校教研教改提出新要求，能更好地推动教育思想和理念的转变。