虚拟现实技术在妇产科临床教学中的应用

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妇产科学是一门理论知识与临床技能并重的学科，具有内容抽象、操作性强等特点，相关临床技能体系庞杂，需要强大的理解能力、空间想象能力以及操作能力，学生短时间内难以熟练掌握操作要点[1-2]。因此，在有限教学学时内使学生掌握基本理论知识和规范操作技能成为妇产科学临床技能教学的重点。传统模具式临床技能教学时空限制性大，可重复性差，操作真实性不足，已不能满足目前的教学需求[3]。随着医学数字信息化发展，虚拟现实技术愈发被重视，其沉浸感、交互性、构想性特征及可操作性、可重复性特点能够有效突破传统教学的局限，唤醒学生学习兴趣，提升妇产科学临床技能教学质量与效率[4-5]。在妇产科学临床技能教学过程中，通过引入虚拟现实技术与单一传统模具式教学进行比较，以评价学生妇产科学临床技能相关理论知识和技能操作掌握情况，对妇产科学临床技能教学方式改善具有重要借鉴意义。

1对象与方法

1.1研究对象

2020年9月7日至2021年1月15日，选择某医学院2018级临床医学五年制(51人)、5+3制(78人)、八年制学生(38人)共167人作为研究对象。将所有学生学号与随机数进行匹配，采用随机数表方式将学生分为2组，实验组(虚拟现实联合模具教学组)83人，对照组(单一模具教学组)84人。

1.2方法

⑴理论教学：实验组与对照组学生在同一班级内由同一通过师资培训的妇产科学医师采用同一教学课件和演示视频进行理论教学和操作示范。同时在学习通平台投放课件及规范操作视频，以便学生下载。教学内容包括：妇产科问诊、女性导尿术、窥阴器使用、产前检查、急诊分娩等。理论教学后采用同一试题对所有学生进行理论知识考核，作为学生初始理论成绩。⑵分组教学：对照组学生进行传统模具教学，自行操作练习，指定教学人员于教室陪同指导。实验组学生先通过医学虚拟线上教学系统进行模拟练习，之后进行传统模具练习，形式同对照组。两组学生每项操作练习总时长相同，均为1.5课时，不限练习次数；两组学生模具操作练习由同一位教师陪同指导，以保证教学一致性。

1.3效果评估

⑴线上资源利用情况：通过学习通平台获取课件观看次数与视频观看时长相关数据，考察学生自主学习积极性。⑵客观评价：教学完成后通过学习通平台对两组学生发放同一份理论考核试卷，内容为妇产科学临床技能相关理论知识；对两组学生进行妇产科学临床技能操作考试，内容为妇产科问诊、女性导尿术、窥阴器使用、产前检查、急诊分娩等，由同一组老师进行考核和评分。(3)问卷调查：内容包括理论知识深化、操作能力加强、学习兴趣提升、自学能力提升。

1.4统计学方法

使用SPSS26.0软件对数据进行处理分析。计量数据以(x±s)形式表示，进行t检验；计数数据进行χ2检验。P≤0.05提示数据差异具有统计学意义。

2结果

2.1学生基本信息

实验组与对照组学生男女性别比例分别为50/33和46/38，平均年龄分别为20.26±0.84岁和20.38±0.73岁，差异均无统计学意义，具有可比性。

2.2线上资源利用情况

实验组学生平均课件观看次数达16.67次，视频观看时长达74.17分钟，均高于对照组，差异具有统计学意义。提示在引入虚拟现实教学方式下，学生学习积极性提升，能更大程度地利用教学资源进行自主学习和复习补充，见表2。

2.3理论考试成绩

两组学生学习前的初始理论成绩分别为76.05±8.73分与76.82±8.40分，无统计学差异，经过理论和临床技能操作学习后，实验组与对照组学生理论知识掌握程度均有提升，成绩分别达84.73±6.58分和79.86±7.77分。实验组学生理论成绩平均改善率达11.85%，对照组仅为4.1%，两组间差异具有统计学意义。说明理论和临床技能操作学习有助于巩固理论知识，引入虚拟现实技术能够进一步加深对妇产科学临床技能理论知识的理解和体会。

2.4操作考试成绩

操作考试部分主要考查妇产科常见技能操作，包括妇产科问诊、女性导尿术、窥阴器使用、产前检查及急诊分娩。实验组各项操作平均成绩高于对照组。操作考试总成绩实验组高于对照组，差异具有统计学意义。

2.5问卷调查

理论与操作考试结束后利用问卷进行教学效果调查，共发放问卷167份，收回有效问卷167份，有效回收率100%。问卷评价内容主要为学习反馈相关指标，每项指标分为同意、不确定、不同意三个程度。问卷结果显示，实验组教学在有助于理论知识深化、操作能力加强、学习兴趣提升、自学能力提升的认可度均优于对照组教学。差异均具有统计学意义。

3讨论

3.1传统模具式教学的局限性传统妇产科学临

床技能教学利用教学模具进行现场观察及操作，由于模具及辅助器械数量有限，学生往往分组进行操作学习，由于理论知识掌握程度及动手能力参差，每位学生实践操作时间难以控制，这势必导致单位课时内学生的操作练习机会不等，在课时限制下很难保证每位学生都能得到完整过程动手操作的机会。妇产科学教学模具往往为人体局部模型，无法模拟实际临床环境，真实性较为不足，教师难以完全教授不同临床情景下的应对策略，导致教学与临床实际紧密性缺失[6-7]。一些有创操作对模具伤害性大，反复练习会留下操作印记，不利于后续同学的独立思考和操作[8]。此外，由于教学模具由特定的临床教室保存，学生无法随时随地进行临床技能操作练习，在一定程度上会打消学生的积极性。在教学过程中，各指导教师的专长各有不同，这就导致不同临床技能项目教学过程中侧重点不尽相同，在操作过程中注重的细节各有参差，无法保证全程性的规范化操作[9]。长此以往，这些问题将导致学生缺少完全性、系统性的规范化操作训练，不利于熟练掌握相关临床技能。

3.2虚拟现实用于妇产科学临床技能教学的优势

虚拟现实技术是利用计算机生成的三维场景及相关组件进行人机之间的高度互动，具备充分的细节性和灵敏性，使用者能够直接进行预设环境下的观察与操作，唤起近乎真实的感官体验[10]。学生在高度还原的虚拟情景下，通过多种感官了解和学习妇产科学临床技能中的操作要点，应对各种操作中的实际情况。如女子导尿术操作中，操作界面旁可显示女性盆腔矢状面剖视图与导尿管实时深入位置，便于学生及时调整操作；产前检查操作中，系统提供不同孕周背景的产妇信息，学生通过问诊沟通、评估检查、药物管理完成个性化产检。计算机已对各项操作细节进行预设，能够针对学生的各项操作进行细节指导并给出标准化评分，加强理论知识与临床操作结合，在增强教学规范性同时便于针对性查漏补缺。例如，在“急诊分娩”部分，实验组学生操作考试平均分为17.34±1.34，高于对照组16.78±1.26分，差异具有统计学意义。说明这种教学模式更有助于学生提升临床处理思维和操作能力。由于虚拟现实依托于计算机而非实体模具，打破时间与空间限制，便于学生自行练习临床操作，最大程度地保证每位学生的练习时效，避免了单纯模具教学过程中部分学生“只看不做”的学习误区，培养学生动手能力，激发好奇心与学习积极性，缩短学生的学习曲线，提升教学质量[11-12]。此研究中实验组学生课件观看次数和视频观看时长分别为16.67±0.99次和74.17±3.87分钟，均高于对照组平均14.98±1.84次课件观看和66.85±5.41分钟视频观看，差异具有统计学意义。说明虚拟现实联合模具教学有助于激发学生学习热情和提升自学能力。这在问卷中也得到了印证，分别有93.96%和92.77%的实验组学生同意所采用的教学模式有助于学习兴趣和自学能力提升，远高于对照组。此外，虚拟现实教学低损耗、可重复性的特点打破了以往教学资源的限制，有助于提升教学效率，拥有广阔前景[3]。

3.3虚拟现实用于妇产科学临床技能教学的思考

虚拟现实技术作为数字信息化发展的产物，凭借其沉浸感、交互性、构想性已被广泛运用于各项医学教学活动[13-15]。在妇产科学临床技能教学中，引入虚拟现实技术不仅弥补了传统模具式教学的缺点，又对于增强学习积极性、增强教学规范性、加强理论知识与临床结合、提升教学质量与效率起到极大帮助。但是，将虚拟现实技术引入妇产科学临床技能教学仍有很大的改进空间。就目前来看，虚拟现实技术还不够完善，其清晰度、准确度、建模能力有待提升[16]；针对医学教学，系统中预设的医患沟通、患者反应及临床操作等方面需要更加灵活和真实。要明确的是，模拟操作训练并不能完全替代临床实践，因为只有完全真实的临床情景才能最大效率提升学生的临床技能。传统模具教学或虚拟现实教学是在为学生妇产科学临床技能学习打下基础，以便后期深入临床[17]。此研究的局限性在于：鉴于妇产科学临床技能操作考试的安全性、重复性以及患者隐私性等，无法在真实患者身上进行操作考试；由于学时限制，教学前未进行学生初始临床技能操作水平测试。总的来说，在妇产科学临床技能教学引入虚拟现实技术的教学效果优于单一传统模具式教学，有利于学生深化理论知识、加强临床操作技能、提升学习兴趣及自学能力。该方法有助于提升教学质量与效率，可以在妇产科学临床技能教学中进行推广。

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作者：刘婧纯 杨将 王治 张小艺 洪莉