基于虚拟仿真技术的3D助产学教材新模式的构建

颜艺鹭 傅婕 戴嘉喜 郑璐艺 茅清

摘 要：随着社会的发展及产科质量服务需求的提升，助产学实操在真人上的实施机会有限，且产科知识点复杂且抽象，传统产科数字教材存在一定局限性，信息化新技术、新手段的融合可能有效协助实验教学中的实施。该文将虚拟仿真技术与3D可视化技术融入助产学实验教材的建设，利用“微信小程序”实现移动式教学，在软件设计中融合游戏式教学理念，根据学生需求确定软件的内容及功能，开发适合当代大学生的数字化教材，实现其在教学中的应用价值。

关键词：虚拟仿真 3D 助产学 教材

中图分类号：G642;R-4   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）05（b）-0000-00

基金项目：2019年福建省教育厅中青年教师教育科研项目《基于增强现实技术的3D产科护理实验教材的开发及应用研究》（项目编号：JAT190821）;2020年福建省教育科学规划立项课题《基于虚拟仿真的产科临床思维训练教学系统的开发及应用》（项目编号：FJJKCG20-439）。

作者简介：颜艺鹭（1994—），女，硕士，助教，研究方向为护理教育、妇产科护理。

通信作者：茅清（1966—），女，硕士，教授，研究方向母婴妇幼保健，E-mail：463813035@qq.com。

Construction of a New Model of 3D Midwifery Teaching Material Based on Virtual Simulation Technology

YAN Yilu  FU Jie  DAI Jiaxi  ZHENG Luyi  MAO Qing

（Xiamen Medical College， Xiamen， Fujian Province， 361023 China）

Abstract： With the development of society and the improvement of obstetrical quality service demand， the practice of midwifery has limited opportunities to be implemented in real life， and obstetrical knowledge is complex and abstract. And therefore traditional digital obstetrics teaching materials have certain limitations. The integration of new information technology and new means may effectively assist the implementation of experimental teaching. The research groupintegrates virtual simulation technology and 3D visualization technology into the construction of midwifery experimental teaching materials， using “Wechat applet” to achieve mobile teaching， teaching concept in software design integration game type， determine the content and function of software， according to the requirements of the students to develop digital textbook for contemporary college students， and realizes its application value in teaching.

Key Words： Virtual Simulation Technology; 3D; Midwifery; Teaching materials

为孕产妇提供高质量的护理服务能有效降低产妇和婴儿的死亡率，对发展中国家而言更是重要的措施。2015年我国二胎政策全面实施，高龄产妇比例有显著升高的趋势，而2021年中央政治局会议的召开，《中共中央 国务院关于优化生育政策促进人口長期均衡发展的决定》中指出，进一步优化生育政策，实施一对夫妻可以生育三个子女政策及配套支持措施，高龄产妇的比例有可能进一步提升，孕产妇对产科护理服务的要求也可能有所提升，使得临床上孕产妇综合医疗训练将面临更加严峻的考验和挑战。

助产学是一项需要助产士、医生医务人员紧密配合的学科，教学过程中涉及多学科的理论知识和专科操作等。助产学学生要建立在对孕产妇妊娠期及生产过程中生理、解剖结构所发生变化的理解基础上，对产妇所出现的状况及时进行准确、适宜的判断与处理。因此，作为助产士，不仅要有扎实的理论知识和过硬的专业技能，还需具备评判性思维，并且能够灵活运用医学知识、综合分析孕产妇病情与心理状况等诸多方面问题。在高等教育学校助产学教学训练中如何提高学生高危妊娠识别及母婴急救方面的技术、评判性思维、锻炼其临床决策思维，为孕产妇提供高质量产科护理服务，为母婴健康保驾护航，这也是具有社会意义的重要课题。

1传统产科数字教材的局限性

1.1 助产学操作开展较难

助产学的护理操作大多与女性内、外生殖器有关，个人隐私暴露程度大，受传统观念、自尊感、自我保护意识提高的影响，护理操作教学难以在真人身上开展，可能会使孕产妇陷入尴尬、消极、抵触的心理状态，传统实验教学大都在模型上示教，存在示教内容较为表浅、缺乏临床真实性等问题，在校护生在见习过程中上手的机会较少，存在校内实践、见习的困难与瓶颈，诸多因素给产科护理教学带来难题和挑战。

1.2 产科知识点复杂且抽象

一方面，高龄产妇妊娠情况复杂，分娩过程伴随着诸多的不确定因素，正常分娩和异常分娩在一定条件下可以互相转化，病情变化有时难以预料，难以确保学生在临床实践能接触到相关病例;另一方面，助产学课程中部分内容较为抽象、枯燥，知识点较多且杂乱，传统教材中的二维图片不能直观显示器官、人体的立体层次结构及动态的操作过程，且传统教材存在反馈问题滞后的缺点，无法及时了解学生的掌握情况。

2 虚拟仿真的应用现状

学生可以在虚拟环境中互动，提升对专业知识的学习兴趣。在虚拟环境中，学生可以利用系统中透视、剖视、360度旋转的观察视角全方位地了解人体解剖结构、生理机制等。国外多项研究表明，虚拟的教学环境有利于对抽象的理论知识与临床实践的理解，能有效提升沟通能力、临床决策能力。随着我国《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》《教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》等政策的发布，多所科研机构与高校开展了相关研究，搭建虚拟仿真平台，开设虚拟仿真实验项目，却较少建设3D实验教材，平板电脑及其他设备等新型移动终端应用较少，更是鲜少见于微信小程序的应用。

基于虚拟仿真技术的3D教材主要见于解剖学相关课程及教材，以展现器官、骨骼等为特色，在护理学领域应用较少;护理实验教材的数字资源多以图片、视频、音频形式为主，较少结合虚拟仿真、3D立体等新兴的科技技术。将虚拟仿真技术融入产科实验教材建设中，提供一个在线的、沉浸式的动态临床培训环境，可以让学生在安全、有吸引力、交互性强的环境中，通过虚拟化身与虚拟对象互动，在虚拟环境中实现临床护理实践。虚拟教学环境是一种交互功能强大、能够使抽象的概念同理论教学与形象的三维图像结合起来的新型学习体验，在训练沟通能力、领导能力、医疗分诊、护理宣教上有显著的成效，能够提高学习的积极性和主动性。虚拟环境也适用于学生在临床较难上手、难接触、较危急的案例，助产学多项操作涉及妇女隐私，病情复杂且危急，对于护生而言较难在临床上实践，在教材中融入虚拟仿真技术即可弥补这方面的不足，具备较好的科学意义及应用前景。

构建以案例为基础的、将虚拟仿真技术与交互式操作相结合的微信小程序。开发软件时以Unity 5.5.0、Visual Studio 2015、C#语言为主要工具，另外还使用三维建模软件3DMax、Photoshop进行图形、照片的处理，Camtasia 9.0进行视频的录制与处理，软件操作平台兼容Android和iOS等多个系统。通过查阅文献，参考《助产学》《妇产科护理学》内容，结合临床经验与真实案例构建正常分娩、臀位助产、肩难产、会阴切开缝合、胎儿吸引术等模块的案例及程序内容;通过征询学生、教师、临床工作者、程序员等多方意见，设计学生专属虚拟角色、切换视角、智能虚拟对话框、成绩导出等功能。

程序以案例为基础，创立由产科护理教学经验的专职教师、临床教师及计算机公司专业人员组成的研发团队。产科护理教师根据各章节的教学目标编写临床案例和对话交流的脚本，设计仿真场景等。以真实临床情境为参照，构建虚拟产房、手术室环境，仿真度高，参照真实助产士、产妇创建虚拟人物形象;参照组织镊、手术剪刀、多普勒胎心听诊器、胎心监护仪等用物与真实骨盆、子宫等，建设虚拟软件中用物、模型基础，利用三维建模软件3DMax进行虚拟环境与模型的创设。

3.2 根据学生需求确定软件的内容及功能

学生使用手机微信扫描3D教材上的二维码，即可进入虚拟环境，遇到较难理解的内容时，可根据需要通过系统中透视、剖视、360度旋转的观察视角全方位地理解分娩过程中各个器官及胎儿的变化、生理机制等。以情节发展为导向，以关键操作技术为核心，涵盖正常分娩、臀位助产、肩难产、会阴切开缝合、胎儿吸引术等模块，结合各种检查记录、医嘱单、待产记录单、产程图、分娩记录单等文书，设计与虚拟医生及产妇的对话，并在相应环节弹出用物选择、选择题、填空题等选项框。

3.3 融入游戏式教学理念，激发学习兴趣

微信小程序融合游戏式教学理念，学生能够创建专属虚拟角色如护士或助产士，以用户角色等级、总分排行榜激励学生在线学习，以孕产妇的不同反应、虚拟角色之间的对话框增加互动感，以需要自主选择操作用物的工具栏提升学生的临床判断能力以及病例的参与感，以表情包、点赞等形式贴近学生，增加学习趣味性。以二维码形式嵌入3D产科护理实验教材相应知识结构中，通过扫描二维码进入程序。进入程序后，学生将通过手机摄像头与现实环境交互，在现实场景中展现虚拟的产妇、产床、器械等，根据对话框提示与产妇及医疗人员对话，通过选择题、选取用物等操作做出相应的评判，软件自动记录并分析每位学生在线训练的时间及效果，并即时给出相关反馈信息，引导师生有针对性地教与学，尽可能满足学生个性化自主学习，改良传统教材反馈性差的不足。同时还可在任意时刻选择透视、剖视、360度旋轉的观察模式，了解子宫、胎儿及其附属物发生的变化，利用虚拟仿真技术弥补了纸质实验教材对于抽象概念阐述不够透彻的缺陷。

4 结语

将虚拟仿真技术融入产科护理实验教材建设，探索教材的新模式。利用三维建模软件3DMax建立模拟真实的虚拟病房与产房、人体模型和女性生殖系统解剖，利用Unity 5.5.0等工具进行软件程序的编写、微信小程序的开发。选择产科护理学中的关键技术、教学难点、抽象内容开发设计若干实验模块融入教材，如臀位助产、肩难产、会阴切开缝合、胎儿吸引术等模块，利用虚拟仿真技术模拟实验的同时增加程序的交互性，可能有效激发学生学习兴趣，促进课后自主学习。

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