5G技术在护理研究生教学中的应用场景思考

2023-03-09 23:34齐昱涵付佳娜赵辉
中国继续医学教育 2023年3期
关键词:研究生人工智能课程

齐昱涵 付佳娜 赵辉

我国护理硕士教育发展始于1990 年,北京大学护理学院经国务院学位委员会批准建立了我国第一个护理硕士招生点,主要培养科研方面护理人才。2010 年国务院学位委员会批准设立了专业学位护理研究生,以临床技能实践培养为主。护理研究生的建立与发展为现代临床医疗事业注入了新鲜的血液,面对井喷式的患者需求,具备临床经验和科研知识的护理研究生更是其强有力的后备军。因此,护理研究生的教学一直被教育学家所关注,尽管我国的护理硕士教学已取得了一定进步,但是护理教学中一直存在着教育资源分配不均衡,课本老旧,个性化培养不足等问题亟待解决。5G 技术作为互联网新兴技术,其超高速率﹑超低延时和超密链接的特点更是被应用在多个领域内,国务院办公厅《关于深化医教协同进一步推进医学教育改革与发展意见》指出:“新时代要继续推进信息技术与医学教育融合,建设国家教学案例共享资源库,建设一批国家精品在线课程”[1]。教育的本质是信息的交流,教育现代化的发展离不开信息科技革新[2]。将5G 技术应用于护理研究生的教育中是必要的,更是对应了教育部提出的新要求。文章将综述护理研究生教学中存在的问题,总结5G 技术特点,探讨5G与其他技术联合应用在护理研究生教学中的场景,分析其优势及存在的问题,为5G 时代背景下护理研究生教学模式提供参考。

1 护理研究生课程教学存在问题

1.1 课堂气氛不活跃,学生理论与实践脱离

目前我国医学高校有多种教育形态,如线上教学﹑线上教学和线下教学相结合模式(O2O 模式)和线下教学[3]等,以传统的线下教学和单一的线上教学为主。传统的线下教学以教师为主导,学生的状态大多数属于被动接受,课堂氛围沉闷,造成心理脱离的现象。然而由于医学课程具有超前性﹑复杂性﹑冗杂性等特点[4],学生难以理解大篇幅的护理要点,常常是对于疾病的病理﹑护理措施一知半解不能很好地完成理论到实践的过渡,在临床上不能将所学变为所用,理论与实践脱离无论是即将面对研二实习的全日制护理研究生还是在职研究生都是较为棘手的问题。单一线上教学同样存在不容小觑的弊端,线上教学生互动少,能熟练应用直播的老师较少,线上直播课变为老师单方面输出,护理实践课缺乏现场教学等痛点问题[5]。在实践教学方面虽可以通过视频传递知识,但是4G 宽带网速卡﹑声音画面不同步等问题对护理学生实践操作带来了极大困扰,亟待众多高校去解决。

1.2 课程资源分配不均衡,线上资源质量参差不齐

我国东西部教育水平差距较大,优质资源集中在东部较发达地区,较为落后的西部地区无法了解最新的行业动向,自然也就无法培养理念和技术与时俱进的护理学人才[6]。除此之外,我国顶尖院校与普通院校之间难以实现资源畅享。目前,我国护理研究生导师资质良莠不齐,部分院校护理研究生培养计划也并不明确,学校缺少录制国家优秀精品课程的经验,无法打造“金课”等学校品牌课程。优秀的教育资源无法辐射到其他周边高校,犹如三甲医院与基层医院间存在的壁垒一样,减慢了国家优秀医联体建设,拖慢了我国护理研究生的发展轨迹。科技发展让人们改变了生活方式,也让教育改变了模式。各种学习平台或软件呈井喷式增长,课程如“雨后春笋”一样冒了出来,其中不乏教学质量稍差一些的课程,例如一些课程开课后内容长期未更新或视频内容老旧,PPT 无法下载等问题亟待解决,这一现象严重影响学生学习的积极性[7]。

1.3 学生缺乏个性化培养,远程教学考核标准未统一

我国大部分高校对研究生缺乏个性化培养。护理研究生选择的导师不同,研究方向也各不相同,但学生集中在同一教室里上大课,甚至护理与临床课本通用的现象常有发生,这对于研究生的个性化培养与创新性激发都是不利的。随着科技的革新,远程医疗﹑远程教育正逐渐成为一种新兴的技术手段辅助医疗与教学,其中不乏院校利用远程教育对于护理研究生的教育进行试水。但是远程教育由于缺乏合理的监督手段,学生的学习大部分靠自觉,医学的知识点繁多且零碎,线上学习学生注意力下降,导致最后学习效果不佳[3]。其课堂讨论区﹑课后习题等板块仍停留于表面,学生为了应付考试而后台挂机的现象屡见不鲜。此外,教师不能及时对课程做出总结并回答学生在课后提出的问题,也是学生学习兴趣下降的主要原因之一,如何将远程教学规范化﹑合理化﹑个性化是现代教育学家应该着重思考的问题。

2 5G 技术及其他技术特点

2.1 5G 技术特点浅析

5G(the Fifth Generation Network)是指第五代移动通信技术。具有超高速率﹑低延时﹑高移动性﹑高能效的特点。5G 传输速率等各个方面都比4G 更快更强,其用户体验速率可以做到4G 的10 倍,特别是5G 作为未来十年移动技术领域的核心技术,其要求不仅仅为速率上的要求,更是综合考虑了8 个方面:峰值速率﹑用户体验速率﹑频谱速率﹑移动性﹑时延﹑连接密度﹑网络能量效率和流量密度。与4G 的“单打独斗”有所不同的是5G 更倾向于与其他新科技一起服务于用户,应用于生活中的场景,让信息与生活﹑教育联系愈加紧密。

2.2 其他科技技术特点浅析

2.2.1 4K/8K 电视技术

依据国际电信联盟给出的4K 电视是指电视机显示屏的水平清晰度为3 840,垂直清晰度为2 160,宽高比16 ∶9 的超高清电视,其分辨率是高清,全高清的4 倍。其高分辨率,反应快速的特点,让观众能够更加清楚流畅地看到画面的每一个细节。随后推出的8K 电视技术更是让观众无论从色彩还是整体画面上的观感都得到了质的提升。8K 电视具有8K 超清分辨率即7 680×4 320,比4K 分辨率大了4 倍,清晰度是蓝光的16 倍,在观影时可以给观众带来身临其境的感受。但无论是4K 还是8K电视技术对于宽带的要求皆是十分高的,网络速度慢会影响其本身的功能。另有报道指出,5G 网络的快速发展,将为中国8K 电视技术提供良好的外部条件[8]。

2.2.2 增强现实技术/虚拟现实技术(augmented reality/virtual reality,AR/VR)

增强现实技术是指把虚拟信息和真实世界融合起来的技术。AR 技术会将原本在现实世界里难以体验的实体信息在电脑等科技技术基础进行模拟仿真,将虚拟的信息叠加在现实世界中,从而超越人在现实世界中的体验。AR 技术被广泛应用教育﹑医疗﹑娱乐等领域。例如将AR 技术应用在学校教育中可以将枯燥难以理解的实验或晦涩的内容变得生动形象。VR 是一种采用3D 交互逻辑的成像技术类别。其工作原理是创建虚拟环境,通过虚拟空间的体验,实现在视觉的图像刺激,从而达到三维成像技术应用的效果。但由于VR 移动性差,有隔离的沉浸感,所以不如AR 的普及范围广,VR 技术主要应用于娱乐行业。

2.2.3 人工智能(Artificial Intelligence,AI)

人工智能简称AI,是研究﹑开发用于模拟﹑延伸和扩展人类智能的理论﹑方法﹑技术及应用系统的一门新兴技术的科学。该领域的研究包括机器人﹑语言识别﹑图象识别﹑自然语言处理和专家系统等。国内外学者认为未来将迎来人工智能的时代,人工智能将与人类生活﹑教育等方方面面不可分割。但人工智能对于网络宽带有着较高的要求,网络传输速率过慢会影响人工智能的应用范围和发展规模。5G 时代的到来让庞大的数据处理更加方便快捷,让用户得到更加个性化的服务。近年来,教育学家通常将教育与人工智能联系起来,让教学变得更有针对性。

3 5G 在护理研究生教学场景中的应用

从2019 年开始中国正式跨入5G 商用元年,5G 基站在全国覆盖率越来高,5G+教学也随之进入大众的视野。更高速率和更低的延时让5G+教学模式在各高校间广受欢迎。研究表明[9],5G 可以实现4A 模式(anybody,anytime,anywhere,anydevice,4A)即任何人在任何时间任何地点可以通过任意电子设备访问网络的学习模式。护理研究生可以利用碎片化的时间实现从课前准备﹑课堂表现﹑课后习题到反馈与收获的全周期医学课程的学习。同时,除去5G 技术本身的优点,5G 与4K/8K 电视技术﹑增强现实/虚拟现实技术和人工智能相结合应用可以让护理研究生教学中的教育资源重新分配,缩短了实践与理论的距离,还原了临床真实场景同时促进了教学的个性化,打破了传统的护理教学模式。

3.1 5G+4K/8K 电视技术,促进教育资源重新分配,缩短理论与实践距离

5G+4K/8K 电视技术可以达到远程教学的目的,其超高清的视频和超低的网络延迟度都保障了教师实时直播的质量。结束了将知识局限在课堂,课堂局限在身边的局面。新技术的应用架起了学校与学校之间的桥梁,在这个分享即获取的时代下,解决了护理名师少,研究生教学中存在的教育资源分配不均的问题。名校的优质课程为可以分享给全国各地的护理研究生,顶尖的高校可与普通高校间形成课程联盟,让教育资源流通起来,普通学校也有机会享受顶尖的教育资源,实现教育资源的全面下沉,让全国研究生同上一节课成为可能。此外,5G+4K 电视技术可以实现医院全景在线课程的录制,录制好的视频课程为360°全景,让即将踏入临床实习的护理研究生更好地体会医院护理人员的人文关怀,教学视频遇到不懂的地方还可以慢放[10],一定程度上减少了高校学生从理论到实践的距离。除了在临床实习前为学生提供了良好的理论与实践基础,在进入临床后,有些重点学科因为控制科室内人数,不能让所有学生同时进行学习,例如重症医学科和手术室,现场观摩人数有限,可以通过5G+4K 电视技术实时转播给学生,提供学生学习的机会,充分发挥其主观能动性,作为桥梁衔接理论与实践两座无法融合的“孤岛”[11]。

3.2 5G+增强现实/虚拟现实技术,还原临床真实场景,优化远程教学模式

5G+AR/VR 是一种能够进行实时互动,体验虚实结合的教学方法,是对教育行业的又一种革新。AR 技术不是完全的虚拟环境,是对现实世界的一种补充。最早的AR 技术是飞行员戴的头盔,当飞行员观察外界时AR技术可以为其提供带有地面高度等的数据,方便飞行员进行观察与操作。同理AR 技术应用在教育领域时可以选择移动终端开发设计好的软件,利用软件产生的虚拟环境与学生周边的真实环境进行重叠,解决了护理专业理论与实际脱轨的问题,加强了护理研究生的实践操作能力,为培养高层次临床应用型人才助力。相比AR 的虚实结合,VR 技术则是偏向完全沉浸式教学模式,师生完全沉浸在虚拟环境中,营造情景式的体验[12]。在课堂上教师选择经典案例,通过VR 技术手段还原真实场景,更加利于学生理解,产生共情心理,激起学生兴趣。正因为VR/AR 技术有如此多的优点,医学高校开始试点5G+VR/AR 技术改善远程教学中存在的问题。通过调研各高校的远程教学模式[13-15],作者总结了如下措施以改善远程教学中师生互动不足,教学监督机制并不完善等问题,例如(1)严格制定教学计划,每日清晨坚持在微信公众号中或教学平台发布一篇护理文章,并要求学生早读打卡,可以是有关于内外科护理学的知识点,其中可穿插经典病例和疑难病例的护理重点。也可通过利用5G 技术实时直播学校附属三甲医院早教学场景让护理教学资源下沉到学校,实现学校与医院优秀资源共享。(2)每周安排一次答疑小课,针对难点重点认知梳理掌握。根据护理学生需求安排附属医院将自己医院的相似病例护理上传到云端,学校与医院共建护理病历库,教学时可选用经典病例。(3)每月安排大讲课,请附属医院专家针对某项新技术﹑新突破来到学校或通过5G实时转播技术做重点讲解,让护理研究生寻找感兴趣的方面,启迪新科研思维。(4)利用VR 技术重新帮助学生回忆重点案例,身临其境感受医院工作氛围,VR 带给用户独特的身临其境的感觉,仿若学生真的在临床,打破临床与理论的壁垒。(5)每一个月安排阶段性考试,检验教学成果,并与平时成绩挂钩。综上所述,VR/AR技术优点颇多,但也值得思考和改进的地方,例如,其一,VR/AR 虽然带给学生全方位可交互沉浸式学习体验等等优点,但是在应用时还应注意学生心理,观察研究生是否需要教师适时指引,以便防止学生沉迷于虚拟世界,达到能够提升学生的学习效率的正面结果[5];其二,无论是AR 技术还是VR 技术,其适合的教学器械数目不多,成为虚拟教学的一大障碍亟待解决。

3.3 5G+人工智能,促进教学个性化,推进教育现代化

国内外教育学家认为人工智能是实现教育创新的最为重要且有效的教育手段[16]。人工智能可以通过其意图识别的功能对学习者的学习行为﹑学习特点等进行分析其真实的需求并提供个性化的服务,依据学生浏览记录提供有针对性的课本,推荐优质的课程资源。缓解了研究生教学中课本老旧,个性化不足的问题。国内人工智能的研发已经逐渐成熟,例如学习元平台是由北京师范大学教育技术学院余胜泉教授及其团队研发的,软件在辅助教学方面体现了智能化教学的功能,针对学生薄弱环节进行针对化讲解。但类似的自适应学习平台在护理研究生教学中应用还很少见。5G+人工智能除了可以帮助解决研究生个性化不足的问题,还可以应用其推进护理研究生教育现代化,例如,某学校在进行心肺复苏术的训练时应用了SimMan3G 模拟人,模拟人通过教师的操作可以模仿患者晕倒,教师可以通过学生的操作改变模拟人的生命体征值等[17]。比学生双人对练更为真实,更有沉浸感,利用问卷调查护理学生关于引入模拟人的看法和对比学生期末成绩,结果发现在引入模拟人作为教学辅助后学生的临床技能和理论知识成绩均有所提升;大部分学生对于医学生的培训内容很满意,过半学生认为模拟的真实性强,90%学生认为模拟教学提升了其医患交流能力等岗位胜任力。无独有偶,医院同样引入模拟人进行心肺复苏的训练,并发放心肺复苏学习效果和满意度的问卷调查,统计学结果表明,实验组的各项结果均优于对照组,证实了SimMan3G 人工智能对于护士技能培训起到了不容忽略的作用[18]。但目前,教育学家和使用者对人工智能的应用最大的疑问就是其信息的保密功能,学生反映在教师应用人工智能后期使用数据被完全透明化,毫无隐私可言,这是人工智能在未来的发展中急需解决的问题。

4 小结

护理作为一门重视理论与实践相结合的学科,已有百年历史。在新时代,国家对护理人才培养提出了新要求,护理研究生培养更是护理人才培养中关键的一环,而5G 作为现代互联网关键技术与教学同样息息相关。除了上述文章中提到的5G+教学模式外,还有5G+视频博客的形式,以短视频的形式,传播更为迅速,汇聚起学生碎片化的时间[19-20]以及5G+视频电话形式,以更少的延迟被广泛应用等[21]。在5G 快速发展的今天,信息化教学在逐步改变高校传统的教学模式,打破原来教与学的传统理念,5G 正与4K/8K 电视技术﹑增强现实/虚拟现实和人工智能等一起创建护理研究生教学模式的新篇章。高校应该做到与时俱进,让5G 走进校园,打造智慧校园,推动护理研究生教育的发展,推进护理研究生教学模式的改变。

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