背景
模拟培训已成为医学教育的关键模式，尤其在床旁超声等领域。培训效果深受教学设计影响。设计性研究为教育干预的迭代开发、实施与优化提供了框架，确保其兼具实践与理论基础。
目的
本研究运用设计性研究方法，为在职医务人员开发、评估并实施融合异步在线学习与高保真模拟的混合超声教育项目。
方法
研究在单一学术机构开展，纳入51名在职医护人员。课程设计包括需求评估、迭代课程开发及多轮实施评估。通过在线模块表现、前后测试评估及完成者亚组分析评价学习成果。教学决策根据观察到的表现趋势进行修订，并在设计框架内规划相应干预措施。
结果
参与者干预后知识水平出现统计学显著提升（平均分提高10.24%，p= 0.0033）。模块分析显示，肺部与眼部超声模块变异度低、分数高，提示教学设计良好。亚组分析证实了结构化进程的重要性，显示完整课程参与度与改善的表现及一致性相关。心脏超声模块表现出高变异度和较低平均分，提示需进行支架式教学 redesign。
结论
基于设计的方法实现了超声引导诊断课程的系统性开发，确保了教学策略与学习者需求的匹配。本研究强调了证据知情设计在提升超声操作临床能力方面的价值，并为未来医学教育提供了可扩展的模拟整合模型。
引言
全球范围内，数字技术用于医疗保健学习和教育在十多年间持续增长。“看一个，做一个，教一个”的方法曾是临床实践教育的基石，但在现代医疗需求背景下日益显得过时和不足。医学知识进步、患者安全标准和教育工具发展推动了向更结构化、有监督的学习模式转变。医学教育在这些发展中处于关键位置，负责实施最优教学方法以引导新手向熟练医疗从业者转变。在此框架内，模拟培训已成为在无风险环境中为新手学员配备临床实践所需能力的核心组成部分。
超声因其安全性好、便携性和实时成像能力，正成为临床实践中不可或缺的工具，尤其在床旁场景，有助于提高诊断准确性和临床决策，与X射线、CT和MRI共同构成鉴别诊断的关键。近年来，人们共同努力将超声培训纳入医学院课程和住院医师的临床教育。相应地，掌握该技术对于提供高效、高质量和患者特异性护理至关重要。使用模拟器学习超声引导诊断技能是一项新颖创新。模拟促进即时反馈，使医疗从业者能够通过从早期实践尝试中遇到的错误或挑战汲取经验来改进任务执行。
模拟正被迅速纳入全球范围内的专业评估和认证维护流程。其整合可能通过实现大规模绩效评估来进一步强化这些举措，与设计性研究的迭代、数据知情性质保持一致。技术增强模拟培训的研究强调，特定的教学设计特征会影响学习成果，其中不同组件在塑造培训有效性方面起着关键作用。混合学习用于基于模拟的超声培训即是此类技术增强的范例。为深入了解此种培训模式，最佳方法是进行“设计性研究”。设计性研究循环的一个基本特征是，它应产生学生理解的可测量变化，使参与者能够回顾、澄清和巩固所获知识与见解，同时根据活动本身获得的迭代信息修改培训活动。
混合学习已成为医学教育中牢固确立的教学方法，尤其是在数字转型重塑教学策略的当下。本研究旨在评估融合课前在线学习模块与课后实践工作坊的有效性。课程由专家教师小组促进。我们采用设计性研究方法开发、实施并完善了一个整合的基于模拟的超声培训项目。融入了来自学员和教师的多层次反馈，以迭代方式巩固项目并改善学习。目的是描述特定教学设计特征如何影响学习成果、临床能力和学员信心，重点在于优化医学教育中的教学策略。
材料与方法
这是一项嵌套、单中心研究，由SET设施（AIIMS, Delhi）主办。研究开始前从所有参与者处获取知情同意书。无需伦理批准，因未收集或使用个人或可识别信息。
课程设计
该课程采用混合学习方法构建，整合在线模块与实践动手培训环节，以加强学员对超声诊断的理解和能力。课程由13名专家教师指导。课程涵盖急诊环境中诊断超声应用的基本技术和标准化协议。课程结构如下。
在线课程部分
培训计划的在线部分涵盖核心概念，包括机器操作、探头定向和图像解读。关键模块涉及心脏、肺部、腹部、FAST扫描、DVT和眼部超声的基础知识。在线学习包包含5个PDF资源和6个教学视频，每个视频辅以6-10个旨在强化学习的选择题。完成选择题每节大约需要4-5分钟。
动手课程部分
培训使用高保真超声模拟器，包含心脏、肺部、腹部、血管和眼部超声模块。配备相控阵探头的经胸超声心动图模拟器使学员能够通过胸骨旁、心尖和肋下视图评估心脏功能、腔室大小、瓣膜完整性和心包积液。肺部超声模拟便于识别气胸、胸腔积液、实变和间质综合征，重点是区分A线和B线等重要伪像。腹部模块使用凸阵探头，支持一般腹部成像和创伤场景培训，包括FAST和eFAST协议。模拟了自由液体、血胸和心包积液等病理用于创伤评估。此外，基于志愿者的扫描提供了通过静脉可压缩性（股静脉和腘静脉）进行DVT评估和眼部超声观察眼眶结构的动手经验。
参与者分配与设备
研究向所有参与临床护理和培训活动的在职医疗专业人员开放。样本量由研究期间注册的合格参与者总数决定，因研究旨在评估项目实施而非检验统计假设。参与者代表了广泛的学术和非学术人员，包括初级和高级住院医师。受邀参与的部门分类如下：外科及相关专科，如胃肠外科、泌尿科、妇产科等；麻醉学；重症监护和围手术期护理；急诊医学；肿瘤学和支持性护理；普通内科及其所有相关专科和超级专科，如老年医学、肺科、肾病学、胃肠病学等。对于动手实践环节，参与者分为两组：基于模拟器组和基于志愿者组。每个站点的参与者平均分配。这些环节涵盖心脏、肺部、腹部和FAST扫描超声技术，每组需要15分钟（随后轮换）。DVT和眼部超声扫描在志愿者身上进行，每组需要20分钟。培训计划使用高保真超声模拟器进行，采用CAE Vimedix (VIM-512) 和CAE Vimedix腹部超声模拟器平台 (CAE Healthcare, Canada)。
在线问卷/评估工具
在线学习之后，在每个课程主题结束时进行结构化选择题评估，以强化关键概念并评估主题理解。在现场工作坊期间，使用Google Forms进行评估，以通过前后测试衡量基线知识。前测有助于识别参与者对超声核心概念的初始理解，而后测衡量混合学习和动手培训组件后获得的知识。所有选择题均由学科专家和课程教师小组制定和审查，以确保内容效度、与学习目标的一致性以及适当的难度水平。超声知识评估工具系统地构建，以评估临床超声能力所必需的关键领域。它分为四个主要类别：基本原理与物理，评估对超声波行为、多普勒原理和图像形成的基础理解；仪器与探头使用，关注不同临床背景下换能器的适当选择和处理；图像解读与伪像，评估识别正常和病理发现以及常见超声伪像的能力；以及系统特异性临床应用，测试跨器官系统的应用知识，包括肝胆、肾脏、心血管、肺部、盆腔和血管成像。
数据收集
课程所需的干预措施按照设计性研究框架的顺序阶段收集，用于正式数据收集，以迭代开发、评估和完善混合学习项目。
在线学习阶段
参与者在SARAL平台上参与自主在线模块。每个模块结束时进行形成性评估（选择题）以评估知识获取。记录模块分数以监控学习进展。此外，收集结构化在线反馈以评估内容清晰度、平台可用性和临床相关性。该反馈为教学内容和交付的迭代完善提供信息。
工作坊前评估阶段
在动手模拟工作坊之前，进行结构化前评估，以评估基线知识和程序理解。此步骤对于识别学习差距和定制工作坊以解决特定需求至关重要。
动手模拟工作坊阶段
参与者参加基于模拟的、教师指导的工作坊，重点学习超声引导诊断和程序技能。这个沉浸式环节允许实时技能应用和教师指导纠正。
工作坊后评估与反馈阶段
工作坊结束后立即进行后评估，以评估知识和程序能力的提高。此外，参与者完成结构化反馈表，以捕捉他们的体验、信心增益和培训有效性的看法。
统计分析
所有统计分析和图表均使用GraphPad Prism软件制备。计算描述性统计以总结参与者人口统计学。对于在线模块表现，计算每个模块的平均百分比分数和标准差，以评估理解水平并识别跨主题的变异性。对完成所有七个模块的参与者（n= 18）进行亚组分析，将其表现与更广泛队列进行比较，以检查课程完成对学习收益的潜在影响。由于样本量限制，未对模块间比较应用正式推断检验，而是使用描述性统计识别学习者表现和教学有效性的趋势。为评估设计实施的有效性，使用未配对双尾Student t检验比较前测和后测分数。p值小于0.05被认为具有统计学显著性，而低于0.01的值被视为高度显著。
结果
54名在职医疗专业人员参与了当前研究。队列包括参与临床护理和教学的学术和非学术医疗专业人员。61.1%男性和38.9%女性参与者来自不同临床部门。这突出了住院医师跨专业的学术一致性，大多数来自麻醉科。这与超声在围手术期和重症监护环境中的常规使用一致，其中床旁成像对临床实践至关重要。
在线课程的学习成果指导设计决策
使用平均百分比分数分析了学习者跨七个在线超声模块的表现。肺部和眼部超声模块显示出最高的平均分数（分别为98.25%和96.00%），标准差低，表明这些主题被很好理解且表现一致。心脏超声模块平均分最低（78.03%），变异最大，表明参与者对其较不熟悉或熟练。基本超声和FAST扫描在线模块也获得了较高的平均分（分别为88.12%和86.67%），显示学生对基础知识有良好理解且擅长急诊扫描。腹部超声和DVT扫描模块的平均分分别为77.74%和79.67%，具有中等变异性，意味着存在需要更多练习的领域。
完成所有模块的亚组（n= 18）表现始终优于更广泛队列，每个超声培训模块平均分高于90%。该参与者子集在心脏超声和DVT扫描模块中显示出显著改善。心脏超声模块表现出最高平均分98.61%，同时标准差最低（SD = 3.23%），表明参与者表现一致高。眼部超声（平均=95.56%）、DVT扫描（平均=93.89%）和FAST扫描（平均=91.11%）模块也表现出高水平表现且变异性低（SD范围6.78%至7.34%），强化了培训的整体成功。基本和腹部超声在线模块对该参与者子集的学习百分比也有所增加。然而，腹部超声模块平均分最低（91.67%），标准差最高（SD = 8.90%），表明尽管中位数高（100%），少数学生在此内容上挣扎更多，可能由于解剖复杂性或动手暴露变异性，提示完成课程支持基础和系统成像技能的巩固。
整体在线反馈突出显示了对演示质量和清晰度的赞赏。课程在实现学习目标方面非常有效，参与者确认了其成功。参与者将课程描述为“非常有帮助”、“全面”和“设计良好”，多次回应强调其涵盖了“许多遗留的POCUS主题”并提供了“对关键领域的基本理解”。诸如“优秀”、“信息丰富”和“足够”等词语频繁出现，反映了对内容和结构的整体满意度。此外，当被问及SARAL平台上超声课程的可访问性时，回应极为积极。该反馈揭示了课程的成功既在于内容交付，也在于平台可访问性。
当被问及“如何进一步丰富学习体验？”时，一些参与者提出了各种形式的增强建议。一个常见的建议是包含更多教学视频，特别是补充或伴随PowerPoint幻灯片。一些受访者还指出了技术问题，例如由于选项错位或答案错误导致的测验问题错误，强调需要彻底校对。少数参与者表示希望获得可下载的演示文稿、额外讲义，以及包含基于病理学的视觉内容和更多超声心动图相关内容。建议还包括为测验项目提供答案理由，并更新视频内容以涵盖eFAST等基本主题。总体而言，课程受到积极评价，参与者表示这是一个有价值且引人入胜的学习资源。
动手工作坊期间知识提高的前后测试评估及设计决策
通过应用未配对t检验（由于前后测试响应数据不匹配）对接受超声引导技术模拟培训的参与者进行比较。结果显示，后测分数（平均=72.75%）与前测分数（平均=62.51%）相比有统计学显著改善，平均差值为10.24 ± 3.397 (p= 0.0033)。中位数分数从前测到后测增加，具有 visibly 更高的四分位距和上须，表明性能整体提升。效应大小由η2(R2= 0.08322) 指示，表明具有小到中等实际意义。方差齐性F检验显示两组间无显著差异[F(50, 50) = 1.567, p= 0.1154]，支持方差齐性假设。
如分布图所示，大多数受访者在5点李克特量表（1-非常不同意 到 5-非常同意）上选择了积极选项，多数落入“非常同意”和“同意”类别（绿色）。中性回应（黄色）有限，负面评分（“不同意”和“非常不同意”——橙色）极少。参与者评分的视觉分布显示出强烈偏向高分，大多数回应落在绿色区域，表明表现优秀或胜任。这表明参与者大多认为超声引导诊断培训非常有效、情境相关，并且是技能发展的可靠手段。整体反馈显示，76%的参与者提供了积极回应，表明对干预措施的高度满意度。24%给出了中性或中等反馈，而没有参与者报告整体负面反馈。这些结果表明超声引导诊断培训项目获得了普遍有利的接受，绝大多数肯定了其价值和有效性。
参加动手超声引导程序工作坊后的参与者反馈包括增加动手培训时间、改善参与者与机器比例、提供课前教学视频和印刷学习辅助工具。建议了内容增强，如射血分数、气道超声和介入程序模块，并更清晰地区分基础和高级水平。提出了关于技术访问和评估与课程内容对齐的次要问题。总体而言，工作坊受到好评，被认为非常有价值。
设计性研究在超声引导诊断培训项目中实施的阶段成果
通过分析项目成果、表现变异性和定性反馈，提出了设计性改进。这些针对性干预旨在加强认知参与、标准化内容交付并增强跨模块的临床适用性。这种迭代的、数据知情的完善过程反映了基于设计研究的课程增强方法。通过解决认知复杂性、学习者变异性和模拟保真度，干预措施旨在优化每个模块的教育影响。这些步骤确保内容交付和动手培训都经过定制，以支持超声引导诊断和干预领域的渐进式技能获取、临床推理和学习者参与。
讨论
这项设计性研究方法证明了融合技术增强模拟的混合学习方法在在职医务人员超声教育中的有效性。研究结果表明，这种教学方法显著提高了跨各种超声领域的基础知识和信心。Elendu等人证明，即时和结构化反馈显著增强学习，从而强化了模拟作为医学教育中宝贵工具的作用。超声引导诊断培训模块根据设计性研究原则进行了迭代完善，学员反馈直接指导课程修改。正如详细说明，参与者强调了增加动手实践、增强工作坊前准备、丰富学习材料和覆盖高级内容的需求。这些见解指导了针对性干预，包括支架式学习、交互检查点、带注释的视频演练以及与在线模块对齐的高保真模拟。表现低且变异性高的模块，如心脏和腹部超声，被重新设计以解决特定差距，而高效模块的策略被采纳为模板。这种反馈驱动的方法展示了定性输入与迭代课程改进之间的清晰因果联系。
将异步在线学习与高保真模拟相结合确实引发了关于平衡理论知识与动手实践以及确保学习向临床环境转移的重要问题。为解决此问题，我们建议纳入使用程序技能直接观察的结构化评估阶段，以评估住院医师是否能有效地将在线获取的知识和模拟培训转化为现实世界。随着技术进步，包括使用图像分割创建分层、解剖学上准确的超声数据集，使学习者能够更好地理解横断面解剖结构，如图像分割有望加强超声教育。自动勾画解剖结构（例如肝脏、血管、胎儿）的分割算法可以在培训期间为学习者提供即时视觉反馈，从而减少认知负荷并促进模式识别。同时，人工智能的整合提供了进一步个性化学习的巨大潜力，通过提供自动化、实时反馈和超声表现指标（如探头处理、图像优化和解剖识别）的客观评估。此类人工智能增强分析可以补充教师反馈，确保评估标准化，并支持适应学习者个体需求的自适应学习路径。然而，必须认识到它并非适用于所有培训需求的万能解决方案。
我们的评估策略，结合在线模块分析与前后测试比较，实现了跨一系列超声应用的教育影响的全面评估。有趣的是，整个队列的前测分数相对较高，这可能是由于有积极性的学习者群体具有先前的暴露或通过在线课程模块进行自我启动学习。这也提示了使用传统前后测试模型评估学习收益可能存在天花板效应。这一观察结果需要通过高级模块内容、基于场景的评估以及强调高阶技能（如临床整合和图像引导干预计划）来重新设计课程。
分析揭示了动手模拟工作坊后学习者表现的显著改善，尤其是在肺部和眼部超声等模块中。这些发现支持现有文献，强调模拟通过重复和指导实践增强学习者信心、提供即时反馈并强化正确技术的能力。相比之下，心脏超声模块中较低的平均分和高变异性指向可能的教学差距或较高的基线复杂性。这与先前研究一致，表明心脏超声通常被认为技术要求更高，需要更结构化的支架式和监督实践。从临床角度看，超声引导干预的相关性在程序中尤为关键。对诊断超声的重点研究，其原理可以外推到干预培训领域，其中结构化课程仍在发展中。总之，我们的研究为倡导并将模拟和数字平台整合到基于能力的医学教育中提供了不断增长的证据。
重要的是，完成所有七个模块的参与者亚组始终优于更广泛队列，尤其是在更具挑战性的心脏和DVT模块中。这一发现支持了基于能力而非时间进度的前提，即完全参与课程能促进更深层次的学习、改善保留和增强技能获取。与Boal等人的发现类似，使用具有定义性能基准（M-GEARS分数≥80%）的模块化课程进行机器人手术培训，实现了结构化的、逐步的进展。学员仅在展示基础模块熟练度后才被允许进阶。
与设计性研究的迭代、需求响应精神一致，参与者强调心脏和肺部超声作为优先学习领域，反映了它们在急症护理中的关键相关性。本研究采用了基于设计的方法，课程元素根据学习者表现和情境需求进行迭代开发、试点和完善。模拟环境作为一个设计的学习空间，提供了结构化的机会进行重复、反馈以及与认知学徒制和刻意练习理论一致的支架式表现元素。参与者还强调DVT和创伤协议是有价值的技能，这与先前发现一致，即基于模拟的培训提高了血管和急诊超声中的程序信心和准确性。对探头定向和机器旋钮学的改进理解支持了表明技术掌握是有效超声表现的基础的文献，促进了技能获取和临床准备。
局限性
虽然研究结果令人鼓舞，但存在几个局限性，例如未评估学习者动机。假设参与者动机很高，但未对超声熟悉度、学习者动机或自我效能进行正式评估，这可能影响参与度和表现。由于本研究在配备高端模拟设施的三级学术中心进行，研究结果可能无法直接推广到资源较少的地区医院。此外，设计性研究的结果本质上取决于其实施的临床环境。机构实践、资源分配和 prevailing 专业文化的变异性可能 substantially 调节此类干预措施的可行性和教育影响。未评估纵向结果，如技能保留、向临床实践的转移和患者影响。虽然本研究侧重于短期教育有效性，但未来需要纵向研究来确定这些收益向临床表现和患者安全的转化。某些模块中较高的前测分数可能限制了可测量的后测收益，需要更细致的评估工具和分层内容水平。
结论
本研究重申了采用融合混合学习的设计性研究方法对在职医疗保健提供者教育的效用。基于模拟的混合学习为超声教育提供了一个强大的工具，结合了安全性、结构性和真实性。虽然学习者在大多数模块中表现强劲，但数据表明某些模块需要课程增强。它证明了显著的短期知识收益，并提供了模块结构和学习者参与 critically 影响结果的证据。未来的研究应侧重于长期能力保留、个性化学习轨迹的影响，以及跨专业的更广泛实施，特别是在介入和图像引导学科中。
