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摘 要： 为满足医学高校临床教学改革需要，以医院临床护理实际流程为基础，将虚拟现实技术运用于高校教育信息化之中。平台设计利用Flash、3D技术实现教学场景虚拟化，利用XML技术实现教学资源的存取与更新，在功能上实现了操作流程多分支、操作结果可评估、资源可更新。平台设计符合临床实践教学真实、可视、可重复的特点，实现了“教”与“学”一体化，是对护理学临床教学及学生自主学习能力提升的有效补充。目前，平台已应用于教学实践，取得了良好效果，并有广泛的发展前景。
关键词：虚拟现实；高等教育；临床技能
中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2016）18-0072-03
目前，国内各医学高校都十分重视学生临床技能的培养，模拟病房、虚拟仿真设备的购置和建设极大地增强了医学生的实践操作能力。但是，针对学生整个医疗流程及病例、医嘱阅读分析能力方面训练的软件却十分匮乏。吉林医药学院现代教育技术中心面向临床教学改革，在参考国内外同类软件的基础上，结合校附属医院实际情况，与学校护理学及临床医学专家合作设计研发了护理学临床技能虚拟教学平台。旨在强化护理技能培训、重视技能训练的全程评估，使学生进入临床实习前，可在虚拟环境下通过查阅护理文档、制定护理计划、安全给药、健康教育及护患交流等过程训练强化理论知识，帮助学生顺利完成从护生到临床实习生直至临床护士的角色转换。
一、设计思想
根据用户参与VR（Virtual Reality） 的不同形式以及沉浸程度的不同， 结合国内外学者对VR 领域的研究成果和在教育领域应用的实际情况，可将VR 划分为四类： 桌面VR、沉浸式VR、增强现实型VR、分布式VR。[1]
平台设计注重研究模拟现实的操作环境和流程，而不是单纯的模拟视觉效果；注重模拟现实操作的多分支性，而不是单一情节的“动画游戏”；注重实验效果的评估，而不是实验过程的记录；注重研究培养学生的自主学习意识及查找薄弱知识点的分析方法，而不是应付考试。通过该虚拟教学平台，教师可以更生动的讲解实际操作流程、自主更新药品、病例等教学资源，学生可以自主学习并对自学效果进行自动评估。桌面VR功能符合设计思想， 需要投入的成本不高， 便于网络化操作， 容易推广， 故我们研发虚拟软件平台采用该技术。
平台设计贴近医院实际操作环境并模拟真实的操作流程，并对模拟过程进行记录最终给出评估。程序设计注重互动性，不局限于单一操作流程，设计出多选择、多分支结构。利用XML技术及数据库技术实现系统内容的更新，可根据需要实时更新药品库、器械、病例等信息，适应教学内容的变化，增强系统的可扩展性和可维护性。
二、 平台开发环境
鉴于平台主要功能为规范护理流程，提高学生对实际病例的阅读分析能力，因此，在开发过程中3D技术只起辅助作用。平台主要采用目前比较成熟的Flash结合XML技术进行研发。Flash是一个非常优秀的矢量动画制作软件，制作的动画短小精悍，互动性强，所以被广泛应用于网页动画的设计中。但Flash开发的应用程序缺点也很明显：无法直接与数据库相连接，致使开发的应用程序在数据更新和用户交互方面的表现不尽如人意。XML语言即可扩展标记语言，它可以对文档和数据进行结构化处理。XML被设计用来传输和存储数据，其焦点是数据的内容。XML可以脱离数据库应用，做轻量级的数据存储。Flash技术支持与XML文档进行数据交互，因此，XML可以为Flash提供数据存储文档。
Flash与XML都是Web的基本技术，因此结合这两项技术开发的应用程序可以很方便地移植于互联网。
三、 流程设计
根据实地调研及护理学、临床医学专家访谈指导，对整个平台模拟流程做如图1所示的设计。
用户在登录后，选取护理时段，查看病人资料及相应护理计划，依据护理计划、病例、病人生命体征为病人配置该时段药品并给药。流程参考实际护理流程，对用户所有流程内规定动作进行记录，对配药给药过程及药品名称、剂量等信息予以记录，统一作为考核依据。
四、 功能模块设计
平台的设计基于B/S架构，采用模块化设计方法将整个平台功能设计分为基础模块、护理站模块、病房模块、配药室模块、病例模块、操作考核模块。
其中，基础模块极为重要，它的设计是建立在对实际护理环境和流程充分调研的基础之上，通过系统分析对多个应用对象和程序对象进行公共属性的抽取，并需要考虑到今后的平台可扩展性。基础模块用于初始化平台所需环境变量及全局变量，初始化帮助文件、影片调用路径、时间、用户操作记录，以及根据医院实际护理情况抽取出的科室、查体指标、计量单位等基础信息。
护理站、病房、配药室、病例等功能模块相对独立，用于模拟病区的具体环境提供给使用者相关训练信息。这几个功能模块将大量调用XML文件存储的对应信息。其中，配药室和病房为主要交互模块，涉及到护患沟通和配药等关键流程环节。程序会记录用户在所有功能模块中的操作作为最终考评的依据。
操作考核模块根据用户的操作记录对比病例及医嘱等已有信息，来综合评定用户的整个模拟过程，指出错误的操作和缺失的流程，并给出相应的提示信息。
五、 实现方法
应用程序开发采用Flash结合XML技术，分为单机版和网络版。单机版运行于Windows平台，网络版运行于.NET2.0框架基础上。程序开发主要运用ActionScript2.0语言。
1.主要功能模块及函数
基础模块最重要功能为初始化运行参数。cnvts.swf主程序中函数formatArrays（）用于初始化时间、查体参数、病例明细等运行参数。函数initiateVars（）用于初始化用户信息、护理时段及用户操作各功能模块的记录变量。还有getNavigation（）菜单导航函数、initTime（）护理时段记录函数、getPatients（）获取病人信息函数等其它通用函数。load.swf、install.swf、poc.swf等辅助程序用于初始化内存、创建登录界面、填充用户信息等功能。 其它程序功能模块程序：护理站模块主程序nurses_station.swf为平台提供功能导航主界面，负责连接其它各子功能模块；病房模块主程序patient_room.swf，负责创建模拟病房的环境及病人相关信息；配药室模块主程序medication_room.swf，负责创建药剂室环境及配药送药流程操作。病例及护理计划模块主程序chart.swf、kardex.swf、mar.swf，负责病例报表、护理计划、用药记录的查询展示。
2.Flash调用XML方法
功能模块中Flash调用XML文档功能，以护理计划子程序为例，程序根据病房信息找到相应路径下的XML文档，将内容载入Flash影片。主要方法步骤为：
（1）New XML（）实例化一个XML对象。
（2）load方法装载XML文件。
（3）ignoreWhite忽略XML文档空白节点。
（4）onLoad读取XML文档数据并输出。（输出数组及trace方法）
3.操作考核设计
操作考核模块，依据全局变量所记载的用户操作信息，通过对比同护理时段的病例、医嘱、护理计划等XML文档来对用户的操作进行全面评估，考核及评估报告见图2。评估指标分为：流程评估对正确项目进行确认，遗漏项目予以指出；护理计划执行评估，对计划实施、用药、体征检查等详细项目进行核对并明确标识错误。
六、教学实践
目前，护理学临床虚拟教学平台已经应用于教学实践，该校护理学院自2012年开始对2008级护理英语本科班、2009级护理本科班学生实习前开展了临床护理虚拟训练与评价研究。[2]开发团队根据用户反馈及专家建议及时修改发布新版本，程序已经十分稳定，还根据实际情况陆续推出了外伤科、内科、老年护理、精神科等科室的子系统，极大的丰富了虚拟教学资源。该平台经教学实践，获得了师生的好评，取得了预期的教学效果。
参考文献：
[1]张小来，葛虹，朱丽.护理技能训练虚拟软件的开发[J].护理学杂志，2009，24（11）：55-56.
[2]关青，王兴武，王明弘等.现代护理虚拟训练的革新研究[J].中国科技信息，2013（10）：266.
（编辑：鲁利瑞）
关键词：虚拟现实；高等教育；临床技能
中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2016）18-0072-03
目前，国内各医学高校都十分重视学生临床技能的培养，模拟病房、虚拟仿真设备的购置和建设极大地增强了医学生的实践操作能力。但是，针对学生整个医疗流程及病例、医嘱阅读分析能力方面训练的软件却十分匮乏。吉林医药学院现代教育技术中心面向临床教学改革，在参考国内外同类软件的基础上，结合校附属医院实际情况，与学校护理学及临床医学专家合作设计研发了护理学临床技能虚拟教学平台。旨在强化护理技能培训、重视技能训练的全程评估，使学生进入临床实习前，可在虚拟环境下通过查阅护理文档、制定护理计划、安全给药、健康教育及护患交流等过程训练强化理论知识，帮助学生顺利完成从护生到临床实习生直至临床护士的角色转换。
一、设计思想
根据用户参与VR（Virtual Reality） 的不同形式以及沉浸程度的不同， 结合国内外学者对VR 领域的研究成果和在教育领域应用的实际情况，可将VR 划分为四类： 桌面VR、沉浸式VR、增强现实型VR、分布式VR。[1]
平台设计注重研究模拟现实的操作环境和流程，而不是单纯的模拟视觉效果；注重模拟现实操作的多分支性，而不是单一情节的“动画游戏”；注重实验效果的评估，而不是实验过程的记录；注重研究培养学生的自主学习意识及查找薄弱知识点的分析方法，而不是应付考试。通过该虚拟教学平台，教师可以更生动的讲解实际操作流程、自主更新药品、病例等教学资源，学生可以自主学习并对自学效果进行自动评估。桌面VR功能符合设计思想， 需要投入的成本不高， 便于网络化操作， 容易推广， 故我们研发虚拟软件平台采用该技术。
平台设计贴近医院实际操作环境并模拟真实的操作流程，并对模拟过程进行记录最终给出评估。程序设计注重互动性，不局限于单一操作流程，设计出多选择、多分支结构。利用XML技术及数据库技术实现系统内容的更新，可根据需要实时更新药品库、器械、病例等信息，适应教学内容的变化，增强系统的可扩展性和可维护性。
二、 平台开发环境
鉴于平台主要功能为规范护理流程，提高学生对实际病例的阅读分析能力，因此，在开发过程中3D技术只起辅助作用。平台主要采用目前比较成熟的Flash结合XML技术进行研发。Flash是一个非常优秀的矢量动画制作软件，制作的动画短小精悍，互动性强，所以被广泛应用于网页动画的设计中。但Flash开发的应用程序缺点也很明显：无法直接与数据库相连接，致使开发的应用程序在数据更新和用户交互方面的表现不尽如人意。XML语言即可扩展标记语言，它可以对文档和数据进行结构化处理。XML被设计用来传输和存储数据，其焦点是数据的内容。XML可以脱离数据库应用，做轻量级的数据存储。Flash技术支持与XML文档进行数据交互，因此，XML可以为Flash提供数据存储文档。
Flash与XML都是Web的基本技术，因此结合这两项技术开发的应用程序可以很方便地移植于互联网。
三、 流程设计
根据实地调研及护理学、临床医学专家访谈指导，对整个平台模拟流程做如图1所示的设计。
用户在登录后，选取护理时段，查看病人资料及相应护理计划，依据护理计划、病例、病人生命体征为病人配置该时段药品并给药。流程参考实际护理流程，对用户所有流程内规定动作进行记录，对配药给药过程及药品名称、剂量等信息予以记录，统一作为考核依据。
四、 功能模块设计
平台的设计基于B/S架构，采用模块化设计方法将整个平台功能设计分为基础模块、护理站模块、病房模块、配药室模块、病例模块、操作考核模块。
其中，基础模块极为重要，它的设计是建立在对实际护理环境和流程充分调研的基础之上，通过系统分析对多个应用对象和程序对象进行公共属性的抽取，并需要考虑到今后的平台可扩展性。基础模块用于初始化平台所需环境变量及全局变量，初始化帮助文件、影片调用路径、时间、用户操作记录，以及根据医院实际护理情况抽取出的科室、查体指标、计量单位等基础信息。
护理站、病房、配药室、病例等功能模块相对独立，用于模拟病区的具体环境提供给使用者相关训练信息。这几个功能模块将大量调用XML文件存储的对应信息。其中，配药室和病房为主要交互模块，涉及到护患沟通和配药等关键流程环节。程序会记录用户在所有功能模块中的操作作为最终考评的依据。
操作考核模块根据用户的操作记录对比病例及医嘱等已有信息，来综合评定用户的整个模拟过程，指出错误的操作和缺失的流程，并给出相应的提示信息。
五、 实现方法
应用程序开发采用Flash结合XML技术，分为单机版和网络版。单机版运行于Windows平台，网络版运行于.NET2.0框架基础上。程序开发主要运用ActionScript2.0语言。
1.主要功能模块及函数
基础模块最重要功能为初始化运行参数。cnvts.swf主程序中函数formatArrays（）用于初始化时间、查体参数、病例明细等运行参数。函数initiateVars（）用于初始化用户信息、护理时段及用户操作各功能模块的记录变量。还有getNavigation（）菜单导航函数、initTime（）护理时段记录函数、getPatients（）获取病人信息函数等其它通用函数。load.swf、install.swf、poc.swf等辅助程序用于初始化内存、创建登录界面、填充用户信息等功能。 其它程序功能模块程序：护理站模块主程序nurses_station.swf为平台提供功能导航主界面，负责连接其它各子功能模块；病房模块主程序patient_room.swf，负责创建模拟病房的环境及病人相关信息；配药室模块主程序medication_room.swf，负责创建药剂室环境及配药送药流程操作。病例及护理计划模块主程序chart.swf、kardex.swf、mar.swf，负责病例报表、护理计划、用药记录的查询展示。
2.Flash调用XML方法
功能模块中Flash调用XML文档功能，以护理计划子程序为例，程序根据病房信息找到相应路径下的XML文档，将内容载入Flash影片。主要方法步骤为：
（1）New XML（）实例化一个XML对象。
（2）load方法装载XML文件。
（3）ignoreWhite忽略XML文档空白节点。
（4）onLoad读取XML文档数据并输出。（输出数组及trace方法）
3.操作考核设计
操作考核模块，依据全局变量所记载的用户操作信息，通过对比同护理时段的病例、医嘱、护理计划等XML文档来对用户的操作进行全面评估，考核及评估报告见图2。评估指标分为：流程评估对正确项目进行确认，遗漏项目予以指出；护理计划执行评估，对计划实施、用药、体征检查等详细项目进行核对并明确标识错误。
六、教学实践
目前，护理学临床虚拟教学平台已经应用于教学实践，该校护理学院自2012年开始对2008级护理英语本科班、2009级护理本科班学生实习前开展了临床护理虚拟训练与评价研究。[2]开发团队根据用户反馈及专家建议及时修改发布新版本，程序已经十分稳定，还根据实际情况陆续推出了外伤科、内科、老年护理、精神科等科室的子系统，极大的丰富了虚拟教学资源。该平台经教学实践，获得了师生的好评，取得了预期的教学效果。
参考文献：
[1]张小来，葛虹，朱丽.护理技能训练虚拟软件的开发[J].护理学杂志，2009，24（11）：55-56.
[2]关青，王兴武，王明弘等.现代护理虚拟训练的革新研究[J].中国科技信息，2013（10）：266.
（编辑：鲁利瑞）