新医科背景下虚拟实验项目建设

Construction of Virtual Experiment Project under the Background of New Medicine

摘要

新医科发展背景下，广州医科大学护理学院积极探索护教协同发展，更新教育教学模式，借助虚拟仿真技术，自主开发建设“结肠癌围手术期护理”虚拟实验项目，提出“四个突出”的建设理念，打破课程之间的壁垒，完成结肠癌围手术期护理知识的整合与重塑，形成“诊、治、护、康”知识体系，激发学生的学习潜能、培养专业能力和专业素质、帮助其成为符合未来发展需求的护理人才。

Abstract

In the context of the development of New Medicine, the School of Nursing of Guangzhou Medical University actively explores the coordinated development of nursing and education, updates educational and teaching modes, applies virtual simulation technology to independently develop and construct a virtual experimental project on “Perioperative Nursing for Colon Cancer”, proposes the construction concept of “four key points”, breaks down barriers between courses, and completes the integration and reshaping of perioperative nursing knowledge for colon cancer. The knowledge system of “diagnosis, treatment, nursing, and rehabilitation” is formed to stimulate students’ learning potential, cultivate their professional abilities and qualities, and help them become nursing talents that meet future development needs.

Graphical abstract

关键词

护理教育 / 虚拟实验 / 岗位胜任力 / 新医科

Key words

Nursing education / Virtual experiment / Post competency / New Medicine

2020年，国务院办公厅印发《关于加快医学教育创新发展的指导意见》，提出要以新医科统领医学教育创新，推进新医科建设发展^［1-3］。2022年8月，国家卫生健康委印发《“十四五”卫生健康人才发展规划》，强调要建设卫生人才高地，探索医工、医信、医理相结合的产学研医复合型创新人才培养的新路^［4-5］。在当今人工智能、大数据时代背景下，新医科提出从治疗为主到兼具预防、治疗、康养的生命健康全周期医学的新理念；倡导医工理文融通的医学教育，以适应知识全球化、智能化、网络化，以及数据化的新变革。在当前形势下，推动教的方式和学的方式多样化、注重教学过程知识交叉汇聚和跨领域创新成为医学教育发展的重大趋势。

护理教育是医学教育的一部分，护理人才的培养应顺应时代需求，在育人理念、培养模式、课程建设等方面改革创新，贯彻生命全周期和健康全过程的大健康理念，延展护理教育内涵；通过护理+信息手段催生出新的教学模式，推动护理教育高质量发展^［6-7］。在此背景下，广州医科大学护理学院（下文简称“我院”）依托大学临床资源优势，以临床工作需求为牵引，打破学科及课程壁垒，构建虚实融合的教学模式，多维并举全面推进课程建设和教学改革。本文以“结肠癌病人围手术期护理”虚拟实验项目建设为例，通过自主开发虚拟实验项目，更新教学理念，促进课程融合，创新教学模式，培养适应未来需求的高素质护理人才。

1 虚拟实验项目建设背景

结肠癌是消化道系统疾病中发病率较高的恶性肿瘤，饮食结构的改变导致其发生率有逐年上升的趋势^［8］。结肠癌围手术期包括手术前、手术中及手术后的一段时间，时间约在术前5~7天至术后7~12天^［9］。结肠癌围手术期时间跨度大，病情变化进展快，术后并发症多，学生很难在短暂的见习或有限的实习时间内掌握围手术期护理的全过程。在课堂教学中，学生更难接触到真实的结肠癌病人，只能从书本上了解和学习围手术期的护理知识，从技能训练中学习围手术期护理某个环节的技能，难以形成结肠癌围手术期护理全过程的大健康理念。

针对结肠癌围手术期护理存在“看不到、进不去、病程长、无法全程全面学习”的教学难点，我院依托丰富的临床资源，联合多所医院共同开发“结肠癌病人围手术期护理虚拟仿真实验项目”，按照“虚实结合、以虚补实”的原则，以真实临床病例为切入点，通过信息技术将复杂的结肠癌围手术期全周期的护理流程和关键知识点直观呈现，解决结肠癌围手术期周期较长、难以在教学中完整呈现的难题。项目通过构建虚拟医院工作场景，创设同步于病情发展的沉浸式学习情景，通过“互动式”学习、“闯关游戏”等方式，让学生在沉浸式、真实性的虚拟场景中学习结肠癌病人围手术期护理知识，帮助其对结肠癌围手术期护理形成具体化认知，培养临床思维能力，提高解决问题的能力。

2 实验项目建设理念

2.1 突出临床场景构建

本实验以结肠癌病人术前评估、术前肠道准备、术前预康复、术后护理、术后并发症识别、肠造口护理、围手术期健康宣教等关键环节为核心，构建真实的临床场景（图1），覆盖结肠癌围手术期护理全流程，为学生提供具有良好沉浸感和获得感的虚拟仿真实验环境，激发学生的学习兴趣。

2.2 突出临床思维能力培养

围绕结肠癌病人围手术期全流程护理的主线，系统梳理15个主要知识点（图2），将每个知识点设计成不同的临床问题，学生转化为帮助病人解决问题的“护士”，主动参与结肠癌“病人”围手术期护理过程，在闯关学习中训练临床思维能力，完成新知识与原有经验的结合与重塑，进一步加深对知识的理解和应用。

2.3 突出护理技术与护理人文的结合

护理既是高技术含量的知识密集型专业，又是一项最具人性、最富人情的工作，它是技术与人文的结合^［10-11］。实验项目注重护理技术与人文素质培养的结合，护理全过程均有护患沟通，在关键护理环节融入人文关怀，培养学生成为“会沟通、会关怀、会评估、会指导”的护理工作者（图3），帮助学生从单向度护理，向人文关怀、职业素质等多维度延展。

2.4 突出多元化评价方法的应用

以学生核心能力的培养作为落脚点，设置一体化、电子化的随堂记录，运用选择性反应评价、书面论述式评价、表现性评价、个别交流式评价等方法^［12］，在每个动态情景中设置任务，激发学生的积极性和主动性，指引学生在思考与尝试中完成任务，并采用键盘输入、选择、计算、填空、简答、连线，以及操作等多种方法实现人机互动，全方位、全面考查学生的能力和素质，针对每位学生的学习情况进行反馈，给出合理化建议，帮助其认识自己的知识缺陷，引导其进一步自主提升。

3 实验项目开发流程

项目采用虚拟现实、多媒体、人机交互技术，构建高度仿真的普外科病房虚拟实验环境和结肠癌标准化AI病人，重现结肠癌病人围术期的护理流程，利用文字、图片、音频、视频和虚拟交互等方式，从基础知识、操作学习、综合训练，以及知识拓展等方面帮助学生学习结肠癌病人围术期的护理流程，掌握结肠癌病人围术期护理评估的要点、术前准备、术后护理、并发症护理，以及健康指导等知识点，训练学生的临床护理思维，提高处理临床护理问题的综合能力。结肠癌围手术期护理实验流程设计如图4。

4 实验项目建设内容

4.1 实验目的

通过构建逼真的胃肠外科医学实践诊疗虚拟场景、操作设备和实践流程，让学生身临其境、切身体验结肠癌围手术期病人的护理过程；构建结肠癌虚拟标准化AI病人，模拟呈现结肠癌病人的症状特征、功能障碍、心理状态等情况，以人机互动模式培养学生的临床思维、人文关怀和实践技能等方面的能力；引导学生自主使用结肠癌病人围术期护理虚拟仿真实验进行探究式学习，达到知识、能力，以及素质培养三个方面的目标。

第一，知识培养目标—通过学习，学生掌握结肠癌的临床表现、术前肠道准备、术后护理及肠造口的护理；熟悉术前预康复、术前皮肤准备相关知识；了解结肠癌治疗原则及腹腔热灌注化疗技术应用。第二，能力培养目标—学生能运用护理程序对结肠癌病人实施整体护理；能正确识别术后并发症，并给予对症护理。第三，素质培养目标—学生能尊重、关爱病人，疏导病人不良情绪，引导病人积极面对疾病的治疗；具有病情观察能力及临床思维能力，能根据病人的病情变化给予正确的护理措施。

4.2 实验内容

实验项目建设内容围绕结肠癌围手术期“诊、治、护、康”的知识体系进行建设，打破不同课程之间的壁垒，进行课程之间知识点的整合与重塑，实现单一护理内涵向诊断、治疗、康复多方向延展^［13-14］。本实验包括病史采集、手术前准备、手术后护理、手术后并发症的识别与护理、肠造口护理，以及出院健康教育六个模块。具体建设内容、3D模拟场景及关键步骤见图5、图6所示。

4.2.1 病史采集

这是疾病诊断的主要环节，基于临床真实案例，融合“健康评估”与“外科护理学”课程知识点，把病史采集、体格检查、实验室检查、影像学检查等知识点落实到具体应用，训练学生通过问诊了解病人的生活习惯及临床表现，通过专科体格检查、肠镜检查及影像学检查结果，能初步判断病人的病情。

4.2.2 手术前准备

良好的手术前准备可提高病人的手术耐受性、有助于预防和减少术后并发症，是获得最佳手术治疗效果的重要保证^［15］。在术前准备模块中，融合“康复护理学”课程，建设术前营养支持、术前预康复、肠道准备及皮肤准备四部分内容，采用互动操作的模拟方式，让学生学习结肠癌病人的营养状态评估与营养支持方式选择、术前肺康复与运动康复的方法及注意事项、肠道准备方法及肠道准备效果观察、皮肤准备的方法及时机，帮助学生掌握术前护理工作的主要内容。

术后护理涵盖结肠癌术后的体位、活动、氧疗、生命体征监测、管道护理、伤口护理及饮食护理等内容，通过训练，学生能为AI病人提供舒适的体位、指导其适当活动，密切观察病情变化，根据生命体征情况给予正确的氧疗，做好管道护理及伤口护理，给予营养支持及饮食护理，从而达到掌握结肠癌术后护理要点的教学目的。

4.2.3 手术后并发症的识别与护理

吻合口漏是结直肠肿瘤最常见的并发症，也是最凶险的并发症之一，早期准确的判断与处理是病人安全的重要保障。本实验设计了AI病人出现吻合口漏并发症，根据AI病人的主述及表现，学生能及时给予人文关怀，思考判断病人出现的问题，并及时采取正确的处置措施，提升病情观察和临床思维能力。

4.2.4 肠造口护理

实验项目中病人因吻合口漏进行了“剖腹探查+肠造口术+腹腔冲洗术”，术后腹部留有临时性肠造口。基于此情况，引导学生进一步学习肠造口护理的相关知识。此部分运用“护士人文修养”课程知识，设计AI病人不接受身上有肠造口的场景，引导学生给予心理支持及争取家属对病人的支持。训练学生的沟通技巧，学会耐心讲解肠造口的目的及必要性，教会家属与病人进行造口评估、选择合适的造口护理产品及进行造口袋更换等操作，帮助病人完成造口的自我护理。

4.2.5 出院健康教育

出院前AI病人因为有肠造口的存在，感到“迷茫、困惑”，不知道出院后该如何照顾自己、如何适应日常生活及重返社会。针对此问题，学生需给予出院健康指导，教会病人在饮食、休息、造口护理、社交活动等方面实现自我护理，以及并利用互联网+护理服务手段，为病人提供出院后的专业指导和上门服务，让护理更有温度，解除病人的后顾之忧。

4.2.6 实验任务评价

实验任务评价贯穿实验过程的全部知识点，学生在计算机等终端上反复训练学习，每次学习结束后系统会根据学生的决策、判断、操作措施的实施情况进行客观评价反馈。学生也可以选择考核模式，完整走完整个病例流程，并获得最终的病例得分和评估报告。学生和教师登录系统后均能查看每次的训练结果，根据系统实时生成统计分析报告，通过比较数据的变化，客观反映学生的学习进步及其进一步提升改进的方向。

5 建设成效与反思

5.1 建设成效

本实验项目于2023年10月上线，是广州医科大学护理学专业“外科护理学”的线上必修实验教学内容。截至2024年4月，已有广州医科大学、汕头大学、澳门镜湖护理学院等院校1 581人次访问本虚拟实验项目，累计学习时间15 482分钟。项目建成资源共享的虚拟仿真实验教学平台，实现校内校际在线虚拟仿真实验项目的开放共享。该平台可同时支持多人、多地区访问学习，解决现实教学过程中受限于实验场地、器材等条件，无法进行大批量、大规模教学的问题。减少地区院校、行业院校同类专业虚拟实验项目重复建设造成的资源浪费，促进虚拟仿真资源的最大化利用，提高教学经费使用效率，提高实验室开放程度，更进一步实现教学资源的推广与使用。

此虚拟实验项目通过案例引导，强化理论知识、技能训练与虚拟仿真实验的关联，帮助学生理解“外科护理学”中结肠癌病人护理知识，应用到虚拟病人的护理中，提高创新实践能力，形成健康全过程的护理理念。项目从根本上突破以往实验过程对于时间和空间的依赖和限制，可为学生提供反复实践的机会，让学生实现随时随地开展实验，实现对传统教学的补充与完善，有助于提高学生学习兴趣和学习成就感，提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，逐步提高护理人才培养质量。

此虚拟实验项目基于临床真实案例，采用信息技术与护理专业结合的形式，护教协同进行课程建设，将丰富多彩的信息资源融合在护理教学中，拓宽学生知识视野，培养学生自主学习、主动求知、勇于探索的意识，激发学生创新思维，提高学生的综合能力^［16］。虚拟实验项目的建设、推广和应用有利于促进护理教育模式改革，培养精护理、懂技术、有情怀、讲奉献的新一代复合型护理人才。

项目建设对发展教师的信息化意识、信息技术知识与技能、信息技术与专业融合应用等方面起重要作用。通过建设更新教师的教育理念，促使教师学习信息化教学新知识，积极参与护理学实验信息化建设过程，创新护理学实验教学模式与学习方式，开展信息化教学研究，提高教师信息化教学能力和素质^［17］。

5.2 建设反思

本项目基于真实典型的临床病例，围绕结肠癌围手术期护理关键知识点进行全环节、多情景、多任务的设计，有效训练学生的护理临床思维。由于受时间等多种因素制约，项目初始建设仅展示没有基础疾病，且术后出现“吻合口漏”的典型并发症的结肠癌病例。然而，现实医疗环境中病人存在个体差异，存在心脑肺等基础疾病的病人，在术前准备及术后处置方式上将有所不同，还需要在后续建设中持续开展护教协同，拓宽项目任务，完善有基础疾病病人、发生其他术后并发症病人病例库的建设，进一步将虚拟实验与探究型教学模式相结合，持续优化虚拟仿真实验的评价体系，更加深入地探索虚拟仿真实验的应用。

本项目完成了VR教学软件资源的建设，在后续建设中要坚持软件资源为核心，打造VR智慧实验室，实现软件资源与实验场地、实验设备、实验模型的充分融合，形成设备模型与软件资源联动的护理专业的学习样态，实现学习者、软件资源、数据、场景、设备的五聚合的“虚实结合”“虚实平衡”“虚实相生”的护理实验教学模式的创新^［18-19］。

6 结语

“新医科”建设承担着为健康中国培养医学人才之历史使命，关乎我国医学卫生健康事业之未来^［20］。在此背景下，我院积极推行现代医学教育改革，以提高护生的岗位胜任力为导向，以服务生命全周期、健康全过程为中心，护教深度融合，打破学科与课程之间的界限，打破时间和空间的限制，建设“结肠癌病人围手术期护理”虚拟实验项目，形成模拟教学与虚拟实验、技能训练与思维训练、护理技术与人文关怀融合互补的教学模式，创造条件让学生在与职业环境情景相仿的虚拟医疗单元中学习结肠癌病人护理知识，实现知识的整合、应用与迁移，提升护理人才培养质量。

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基金资助

广东省“新医科”建设指导委员会2023年教学改革项目(2023152)

广东省教育科研项目(2023GXJK435)