手术室虚拟仿真系统在护理本科生毕业实习教学中的应用与效果分析

王 苗，孔 静，刘 阳，赵海凤

中国医科大学：1.附属盛京医院第二普通外科；2.附属第一医院手术室；3.附属第四医院手术室， 沈阳 110004

经过前期的理论知识积累，护生在本科学习最后一年至一年半的时间，进入临床实习阶段，将抽象的理论知识和真实的临床护理工作相结合并转化。在这个过程中，护生不仅要将书本内容升华，更要亲身融入诊疗环境，亲手操作服务病患，是实现未来独立完成护理工作的关键准备阶段[1-2]。良好的教学效果可以促进护生实践能力大幅度提高，提升其进入临床工作的自信心，还可以培养其责任感和同理心。因此，毕业实习不仅是护理教学工作的收尾部分，也是重要组成内容。相比于医院的大环境，手术室是一个相对特殊的小环境，在工作流程、劳动强度、操作规范和无菌要求等方面都有更高的标准[3-5]。因此，在手术室的毕业实习与在其它科室的学习有很大的差别，对学生的培训要求也更高。也正因为手术室的特殊性，学生往往无法快速融入快节奏、高标准的工作流程中，并且在实际手术的配合中，因护生暂时能力不足，无法实际动手协助医师完成手术，多采用旁观和教师讲解等方式进行教学[6]。目前，虚拟仿真系统平台已在护理实践教学中得到了应用并取得了比较理想的效果[7-10]，如外科护理学、妇产科护理学、心理护理学等多门学科，以及针对静脉留置针、导尿术、无菌操作等多种具体操作的研究，但尚没有关于该系统应用于手术室实习教学中的报道。文章所述的研究采用虚拟仿真系统，旨在提高学生在手术室实习的学习体验和效率。该平台将手术室环境和手术操作流程完整重现，使学生在虚拟环境中真实地进行相关操作练习，对学生在操作过程中存在的错误进行记录并及时纠正，大大提升了毕业实习教学工作的层次和学生学习效果，有助于突破手术室实习教学存在的困境，提高学生学习兴趣和动手能力。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

研究选取2020年8—10月在中国医科大学附属医院手术室毕业实习的2016级护理专业的72名本科护生作为研究对象。按照随机数字表法将学生分为试验组和对照组，每组各36人。试验组女生34人，男生2人，对照组女生32人，男生4人。纳入标准：①已完成全部护理理论课程的学习，并通过相关考试；②进入该研究前尚未参与任何临床实习；③自愿参与该研究项目并完成后期考核和问卷调查。

1.2 研究方法

1.2.1虚拟仿真系统的构成

由天津天堰科技股份有限公司开发的虚拟仿真训练系统，主要由实物硬件模型和虚拟模拟系统两部分组成，所使用的所有操作流程和手术病患情况均来源于真实的临床数据(如图1所示)。该系统以具体的病患为载体，模拟包括围手术期护理和手术过程在内的虚拟现实情景，通过实物硬件设备与用户操作界面的交互，完整并准确地模拟实际操作的情况和体验；并根据实时检测结果对学生的掌握情况即时做出判断和提示，最后在系统内记录保存学生的学习过程和结果，便于教师在课后统计教学情况，有针对性地辅导学生改进提高。

图1 虚拟仿真系统手术室学习界面

1.2.2教学进度安排

根据中国医科大学统一规定的遴选条件，毕业实习带教护理教师均具有十年以上带教经验，并且配备N2能级和本科及以上学历。首先在实习第一周，统一进行手术室相关的理论知识讲授，包括：手术室环境和分区，空气和器械的消毒灭菌标准和操作流程，手术配合的重点和技巧，无菌操作规范和输血、输液等相关内容。培训结束后进入为期七周的实操阶段。在实操阶段，除教学进度一致之外，试验组和对照组分别由不同的带教教师负责，实习空间和学习方式互不干扰。此外，实习期间所有护生均须参加每周一次的小讲课和每两周一次的病例讨论。

1.2.3教学方法

对照组采用传统的“一带一”教学方式，由带教教师讲解学习内容，跟随教师观摩术前、术中和术后的规范操作，观察护理人员和手术医师的配合，以及对病患的护理方法和人文关怀。

试验组采用基于虚拟仿真实验系统的教学方式。试验组随机分成6个小组，每组6人。教师在虚拟手术室操作界面进行演示后指导学生练习，具体步骤包括：①根据学习进度的不同，选择不同的情景模拟界面，包括限制区(无菌手术间、洗手间和无菌物品储藏室)、半限制区(器械室、敷料准备室、洗涤室和灭菌室)以及非限制区(污物处理间、器械清洗室和接送患者区)；②按照当前学习内容和操作标准，自主选取所需的设备和物品；③进入操作流程，在模拟现实环境中，使用选取物品，逐步完成此部分的操作，并可在手术配合和静脉穿刺输血、输液等步骤，通过配备的硬件设备获得较真实的实物感和触摸感；④在学生完成全部操作并提交后，系统即时生成评价结果，将学生的操作情况与规范的操作标准在同一界面内同时播放进行直观对比，方便学生及时发现错误，并可重复练习以便强化训练效果。每次练习过程及结果均存档在系统内，方便教师进行教学工作的回顾和统计。以灭菌操作为例，展示虚拟仿真系统中学生看到的练习界面及流程，如图2所示。

图2 灭菌操作练习界面

1.3 评价方法

1.3.1操作技能和理论知识考核

共八周的实习全部结束后进行操作考核，包括无菌操作、器械识别和使用、物品灭菌和储存、常规手术配合、心肺复苏以及静脉输液和输血。每位考生以抽签的方式随机抽取其中两项进行考核，考核配备统一模型和评价标准，满分100分；另外，进行理论知识考核，满分100分。

1.3.2教学效果问卷调查

虚拟训练系统培训全部结束后，向试验组护生发放问卷。该研究选择李红梅等[8]设计的护生教学效果调查问卷，其中具体内容包括理论学习、操作技能和学习兴趣三个主要的方向，总计9个相关条目。每个条目选项分为“是”、“尚可”和“不是”。该问卷的Cron- bach’s α系数为0.874，说明信效度良好。

1.4 统计分析方法

2 结果

2.1 两组护生的一般资料

两组护生的一般资料统计结果如表1所示，在年龄、性别、理论考试成绩等方面差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 两组护生操作和理论考核成绩比较

两组的操作考核和理论考试成绩如表2所示，操作考核具体模块成绩如表3所示，可见试验组护生在操作技能和理论知识两方面的考核结果均优于对照组，且二者的差异具有统计学意义(P<0.05)。

表1 两组护生一般资料比较

表2 两组护生操作技能考核成绩比较

表3 操作考核模块成绩

2.3 试验组护生教学效果评价

教学结束后向试验组护生发放问卷36份，收回36份，采用无记名方式填写，当场发放并收回。全部问卷均完整并有效。

绝大多数试验组护生对于使用虚拟仿真系统的教学方式表示认可和喜爱，认为该虚拟系统的使用有助于激发其学习兴趣，提升操作熟练程度，全方位地辅助操作练习和增强执业信心等，具体结果如表4所示。

表4 试验组对虚拟仿真系统的学习效果评价 n(%)

3 讨论

3.1 有助于调动学生的积极性和主观能动性

由表4可见，91.67%的护生表示喜欢在虚拟仿真系统中进行操作练习的教学方式，认可其作为实习教学辅助工具的趣味性、功能性和实用性。多年来，传统毕业实习始终停留在带教教师口头讲述和操作示范的阶段，与理论课的学习方式差距不大，多为单向的“教师讲授—学生听讲”模式，不仅无法调动学生的学习积极性和主动性[2]，也不能为其创造亲身体验和亲自动手的学习机会[11-12]。而基于虚拟仿真系统的训练不同于传统教学方式，在日趋完善的软硬件辅助下，真切还原手术室工作场景，生动的视觉、听觉和触觉效果使操作者有很强烈的实体感，非常近似于真实情况。这些优势都使虚拟仿真系统很好地激发护生的学习兴趣，保护学生天然的求知欲，充分调动其主观能动性，使其积极投身操作练习中，对于提高毕业实习的教学效果有良好的促进作用[13-14]。

3.2 有助于理论知识的升华和操作技能水平的提高

研究显示，这种新颖的教学方式有效地提高了护生操作技能的考核成绩。毕业实习阶段的护生初入临床，对于操作练习怀有很高的积极性。传统方法仍以讲授为主，教学内容多为理论知识的重复，学生参与度低，动手操作机会较少。然而，该研究采用的虚拟仿真实验系统，打破了学习空间、时间和来自患者的诸多限制，每位操作的学生都可以不受限制地进行操作练习，对于较难掌握的技能也可以无限次重复练习，有充分的机会完善操作细节和提高熟练程度[15]。在练习之后，教师辅以讲解，将操作关联的理论知识重点提出，有助于学生把抽象的理论知识升华为实际的临床护理能力。同时，该系统给同一种操作设置了不同的场景，对应不同的病例，这可以锻炼学生的应变力和临床思维能力。毕业实习作为护生从学生转变为护理工作人员的过渡阶段，采用这种教学方式可使其在独立工作之前充分掌握实操技能和分析能力，有效缩短了只具备理论知识的学生身份与具有实际工作能力的护士身份之间的距离，使护生可以尽快地适应新环境并能承担相应的责任。

3.3 有助于增加护生临床工作信心以及促进医护和护患关系

手术室工作强度较大，节奏较快，氛围紧张，对于团队配合要求高。护理工作是手术室工作的重要组成部分，若无法有效配合医师麻醉和手术的进程，可能会造成严重的后果。虚拟仿真系统保障了护生多次反复练习的需求，允许其在进入实际护理工作之前出现错误并被及时发现和予以标准化的矫正。这种兼具了包容性和精准性的教学方式可以增强护生学习的信心，加强其操作熟练程度，缓解焦虑、紧张的情绪。经过该系统培训的护生，具备了临床思维和操作能力，在进入临床后可以顺畅地与医师合作开展工作，避免出现低级错误，不仅可以促进医护关系，还可改善患者在手术室的体验，促使护患关系良性发展[16-18]。

该研究创新之处在于首次将虚拟仿真系统应用于手术室实习教学中，缓解了因手术室特殊环境和工作强度等原因造成的实习教学压力，有利于提高学生学习兴趣和实习效率。虽然虚拟仿真平台在不断更新系统和配置硬件，但仍有不足之处等待研发人员和用户共同发现和完善[8,19-21]。该系统在人文关怀和护患沟通方面尚不完美，可能无法很好地培养护生的爱伤观念。在目前的医疗环境中，除对护理人员有专业能力的要求外，也需要更好地满足患者对就医体验和感受的要求。虚拟仿真系统在此方面尚不能完全取代真实病患，在护生掌握熟练的操作技能之外，还需与传统临床实习相结合，帮助护生在能力和心理两方面尽快达到专业护理人员的要求。