花巍

虛擬現(xiàn)實技術(virtual reality，VR)，又稱“靈境技術”“賽伯空間”，是一種采用現(xiàn)代高科技手段生成的視、觸、嗅、味覺等一體化的虛擬環(huán)境，用戶借助設備操作虛擬對象，產(chǎn)生如同在真實環(huán)境中操作的感受和體驗[1]。VR技術在實際應用中具有交互性、沉浸性和想象性等特點，體驗者可通過用戶終端(如VR頭盔式立體顯示器)與輸出設備(如操縱桿、數(shù)據(jù)手套)在視覺、聽覺、觸覺多感覺中進行沉浸式體驗，與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進行互動，在相互的反應和反饋中達到身臨其境的感受，以此實現(xiàn)激發(fā)學生學習動機、幫助學生建構(gòu)和理解知識、提高學習效果的目的，現(xiàn)被廣泛應用于醫(yī)學教育領域。我國護理虛擬仿真技術起步相對較晚，研究結(jié)果也不盡相同。如李紅梅等[2]發(fā)現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)多媒體教學，交互式VR可有效提高護生的理論成績和技能成績，并有助于激發(fā)學生學習的興趣和主動性。但是，王莉萍等[3]發(fā)現(xiàn)VR教學僅在增強被動學習能力和與他人溝通能力方面對護生有積極影響，在增加護理職業(yè)認同感、提高文獻資料查閱能力及分析問題能力等方面卻沒有表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。此外，VR開發(fā)成本高，存在暈眩體驗、人機交互不足等缺陷[4]，國內(nèi)有關VR技術在護理教學中應用效果的研究樣本量小，實驗結(jié)果難有普適性[5-6]。部分研究還存在“重描述性數(shù)據(jù)，輕實驗考證”“實驗設計有余，變量操縱不足”等問題，也在一定程度上降低了VR教學效果，影響了研究結(jié)果的科學性和可信度[7]。

為全面了解VR在我國護理教學領域的研究現(xiàn)狀，我們采用Meta分析方法[8]對國內(nèi)近五年相關研究逐個進行嚴格評價和分析，再用定量合成的方法對資料進行統(tǒng)計學處理，以探究護理課程中VR對護生學習效果的影響，同時分析VR教學對護生成績影響是否在學制、課程、VR技術類型等調(diào)節(jié)變量上存在差異。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

以“虛擬現(xiàn)實、虛擬仿真、VR、virtual reality；護生、護理教學、nursing”為檢索詞，以主題詞結(jié)合自由詞的形式，電子檢索PubMed、中國知網(wǎng)(CNKI)、維普(VIP)、中國生物醫(yī)學文獻數(shù)據(jù)庫(CBM)、萬方數(shù)據(jù)庫。同時追查相關灰色文獻(http://www.kb.nl/infolev/eagle/frames.htm)和納入文獻的參考文獻。檢索時限從2015年1月至2020年5月。

1.2 文獻篩選納入標準

①研究主題必須是國內(nèi)VR在護理教學中對護生學習效果的影響；②研究設計必須是實驗研究或準實驗研究；③研究對象中實驗組通過VR技術進行教學干預，對照組沒有利用VR技術進行教學干預，或者包括前測與后測，前測為使用VR教學前，后測為使用VR教學后；④統(tǒng)計方法恰當，有原始數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠，包括樣本量(N)、平均數(shù)(M)、標準差(SD)、t值或者P值；⑤對同一作者、研究同一人群的重復發(fā)表文獻，選擇質(zhì)量最高的一篇作為研究文獻。

1.3 文獻編碼

編碼內(nèi)容主要包括：作者信息、發(fā)表年份、樣本量、實驗研究學制、研究課程、VR應用類型及學習效果。其中實驗研究學制包括中專、大專、本科三個學制。研究課程包括基礎護理學、急危重癥護理學、內(nèi)科護理學、解剖護理學、婦產(chǎn)科護理學、中醫(yī)護理學。文獻中涉及到的VR技術類型包括兩類：桌面式VR系統(tǒng)和沉浸式VR系統(tǒng)[9]。學習效果分為理論成績、操作成績以及學習興趣、自主學習能力、分析及解決問題能力、臨床思維能力、團隊協(xié)作能力。以上數(shù)據(jù)邀請兩名評價員采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)提取表，獨立提取資料，而后交叉核對。如遇分歧由第三位研究者協(xié)助解決。

1.4 統(tǒng)計學方法

使用STATA 15.1軟件計算整體效應值，以此探究VR教學對護生學習效果的影響，同時進行亞組分析，評估不同學制、課程、VR類型對學習成績的影響。評估發(fā)表偏倚采用Egger法，P>0.05表示無偏倚，反之存在發(fā)表偏倚。異質(zhì)性檢驗采用χ2檢驗和I2來估計研究之間的異質(zhì)性。以P<0.10為多個研究有異質(zhì)性，I2=25%～<50%，為輕度異質(zhì)性；I2=50%～<75%，為中度異質(zhì)性；I2=75%～100%，為高度異質(zhì)性[10]。若各文獻間同質(zhì)采用固定效應模型(fixed-effect method)，反之采用隨機效應模型(random-effect method)并應用事后敏感性分析(post-morten sensitivity analysis)[11]探究異質(zhì)性來源。

2 結(jié)果

2.1 納入文獻情況

經(jīng)初步篩選后獲得相關文獻62篇，進一步排除綜述類文獻34篇，數(shù)據(jù)不全文獻2篇，無實驗對照組文獻2篇，未使用VR軟件1篇，實驗數(shù)據(jù)重復1篇，最終納入19篇有效文獻[2-3，12-28]。其中，中文文獻18篇，英文文獻(香港)1篇。

2.2 發(fā)表偏倚檢驗

采用Egger法檢驗文獻的發(fā)表偏倚情況，回歸檢測結(jié)果顯示，有關理論成績納入的文獻中，t=1.38，P=0.206，表明研究樣本不存在發(fā)表偏倚；有關操作成績納入的文獻中，t=1.60，P=0.134，表明研究樣本也不存在發(fā)表偏倚。

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 VR對學習效果影響的整體效應分析

2.3.1.1 VR教學對護生理論成績的整體影響 異質(zhì)性結(jié)果顯示，P<0.001、I2=92%，表明各研究間存在異質(zhì)性，故本研究運用隨機效應模型進行評估。10篇(準)實驗研究的合并效應值(SMD)為1.01(95%CI：0.67～1.36)，Z=5.73，P<0.001，差異有統(tǒng)計學意義。當效應值為0.2左右，可以認為影響較?。划斝翟?.5上下時，被認為有中等影響；當效應值在0.8左右時，被認為是影響顯著[29]。本研究SMD>0.8，可認為VR教學對護生理論成績有顯著影響。

2.3.1.2 VR教學對護生操作成績的整體影響 異質(zhì)性結(jié)果顯示，P<0.001、I2=96.4%，表明各研究間存在異質(zhì)性，故運用隨機效應模型進行評估。15篇(準)實驗研究的合并效應值(SMD)為1.12(95%CI：0.69～1.55)，Z=5.06，P<0.001，差異有統(tǒng)計學意義。結(jié)果表明，VR教學對護生操作成績有顯著正向影響。

2.3.1.3 學習效果中其他5個維度統(tǒng)計分析 除理論成績及操作成績外，本研究綜合納入的文獻數(shù)據(jù)，又將學習效果分為5個維度，包括學習興趣、自主學習能力、分析及解決問題能力、團隊協(xié)作能力以及臨床思維能力。5項Meta分析均存在不同程度異質(zhì)性，采用隨機效應模型進行分析。結(jié)果表明，VR教學對護生自主學習能力、分析及解決問題能力、臨床思維能力三方面均有顯著正向影響(P<0.05)，但在提高護生學習興趣及團隊協(xié)作能力兩方面影響未達到統(tǒng)計學意義(P>0.05)，如表1所示。

表1 VR對護生5種維度學習效果的影響

2.3.2 VR教學對護生成績影響的亞組分析

2.3.2.1 VR教學對護生理論成績影響的亞組統(tǒng)計分析 ①按學制進行亞組分析。由于中專組只涉及1篇文獻，這里只分析大專組和本科組。兩組均存在異質(zhì)性(大專組P<0.001、I2=94%；本科組P<0.001、I2=90.1%)，故均用隨機效應模型計算。結(jié)果顯示，大專組合并效應值(SMD)為0.89(95%CI：0.36～1.42)，Z=3.31，P=0.001；本科組合并效應值(SMD)為1.14(95%CI：0.65～1.63)，Z=4.54，P<0.01。結(jié)果表明，VR教學對大專及本科護生理論成績均有顯著正向促進作用。②按課程進行亞組分析。分為急危重癥護理學、內(nèi)科護理學和基礎護理學。其中急危重癥護理學和內(nèi)科護理學兩組均存在異質(zhì)性(危重癥護理學組P<0.001、I2=92.1%；內(nèi)科護理學組P<0.001、I2=96.5%)，故用隨機效應模型計算?；A護理組間不存在異質(zhì)性(P=0.435、I2=0%)，采用固定效應模型計算。結(jié)果顯示，急危重癥護理學組合并效應值(SMD)為1.32(95%CI：0.74～1.89)，Z=4.50，P<0.001；內(nèi)科護理學組合并效應值(SMD)為1.55(95%CI：-0.05～3.15)，Z=1.89，P=0.058；基礎護理學組合并效應值(SMD)為0.54(95%CI：0.39～0.69)，Z=6.91，P<0.001。結(jié)果顯示，基礎護理學中VR對護生理論成績有中等正向影響，而在急危重癥護理學中正向影響更為顯著。但是在內(nèi)科護理學中，VR對護生理論成績的影響未達到統(tǒng)計學意義(P>0.05)。③按VR類型進行亞組分析。納入文獻僅涉及兩類，分為桌面式及沉浸式。兩組均存在異質(zhì)性(桌面式P<0.001、I2=90.0%；沉浸式P<0.001、I2=97.5%)，故用隨機效應模型計算。結(jié)果顯示，桌面式合并效應值(SMD)為0.92(95%CI：0.58～1.25)，Z=5.40，P<0.001；沉浸式合并效應值(SMD)為1.45(95%CI：-0.35～3.24)，Z=1.58，P=0.114。結(jié)果表明，桌面式VR教學對學生理論成績有顯著正向促進作用，然而沉浸式VR教學對護生理論成績影響并未達到統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.3.2.2 VR教學對護生操作成績的亞組統(tǒng)計分析 ①按學制進行亞組分析。由于中專組只涉及1篇文獻，這里只分析本科組和大專組研究。兩組均存在異質(zhì)性(本科組P<0.001、I2=97.9%；大專組P=0.034、I2=61.5%)，故均用隨機效應模型計算。結(jié)果顯示，本科組合并效應值(SMD)為1.82(95%CI：1.01～2.63)，Z=4.39，P<0.001；大專組合并效應值(SMD)為0.73(95%CI：0.53～0.94)，Z=7.01，P<0.001。結(jié)果表明，VR教學對本科及大專學生操作成績均有較顯著正向促進作用，對本科學生操作成績影響更佳。②按課程進行亞組分析。故用隨機效應模型計算。結(jié)果顯示，急危重癥護理學組合并效應值(SMD)為1.31(95%CI：0.74～1.89)，Z=4.47，P<0.001；內(nèi)科護理學組合并效應值(SMD)為12.62(95%CI：-11.18～36.42)，Z=1.04，P=0.299；基礎護理學組合并效應值(SMD)為0.72(95%CI：0.56～0.88)，Z=8.61，P<0.001。結(jié)果顯示，基礎護理學中VR對護生操作成績有中等正向影響，而在急危重癥護理學中正向影響更為顯著。但是在內(nèi)科護理學中，VR對護生操作成績的影響未達到統(tǒng)計學意義(P>0.05)。③按VR類型進行亞組分析。分為桌面式及沉浸式。兩組均存在異質(zhì)性(桌面式P<0.001、I2=93.0%；沉浸式P<0.001、I2=99.5%)，故用隨機效應模型計算。結(jié)果顯示，桌面式合并效應值(SMD)為0.79(95%CI：0.48～1.10)，Z=4.96，P<0.001；沉浸式合并效應值(SMD)為12.62(95%CI：-11.19～36.43)，Z=1.04，P=0.299。結(jié)果表明，桌面式VR教學對學生操作成績有顯著正向促進作用(P<0.05)，然而沉浸式VR教學對護生操作成績影響并未達到統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.4 敏感性分析

在上述VR教學對護生理論成績和操作成績影響的Meta分析中，采用敏感性分析探究異質(zhì)性來源。如圖1、2所示，納入文獻效應值均在置信區(qū)間內(nèi)，并未發(fā)現(xiàn)異質(zhì)性來源，說明本次Meta分析研究結(jié)果較為可靠。

圖1 VR教學對護生理論成績影響效果的敏感性分析

3 研究結(jié)論

本文采用Meta分析法對國內(nèi)近五年有關護理VR教學對護生學習效果的實驗或準實驗研究進行分析，主要得到如下研究結(jié)論：

圖2 VR教學對護生操作成績影響效果的敏感性分析

第一，VR教學對護生理論成績和操作成績均有顯著促進作用。對護生的自主學習能力、分析及解決問題能力及臨床思維能力方面均有顯著正向影響(P<0.05)，但對提高護生學習興趣及團隊協(xié)作能力兩方面影響未有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。VR技術可模擬不同病例、不同病情的患者，設計不同的虛擬護理方案，護生置身于場景中可體驗在傳統(tǒng)教學情況下無法體驗到的臨床情境和過程，通過綜合臨床護理環(huán)境的演練，有助于提升學習效果，提升綜合臨床護理經(jīng)驗[30]。但由于我國目前廣泛應用的VR軟件中的患者多為不生動的模擬人形象，學生在操作中只見物不見“人”，缺乏真實性，可能會造成在使用過程中易出現(xiàn)厭倦感而失去學習興趣[31]。而且大多數(shù)護理類VR軟件僅將教材上的實驗流程照搬到屏幕上，護生只需記憶操作順序，在電腦上拖曳鼠標即可完成操作，缺乏團隊協(xié)作及與患者溝通方面的培訓，這些可能是導致護生這兩項能力未出現(xiàn)正向影響的原因[32]?？梢?，應用于護理課程的VR教學效果不是絕對的，其推廣和普及還需綜合更多教學成果，深入分析VR教學對護生學習效果的正向影響機理。

第二，VR教學對大專和本科護生都有正向顯著效果，且對本科護生效果更佳?？赡茉蚴怯捎卺t(yī)學的專業(yè)性較強，大部分VR技術人員不熟悉醫(yī)療護理領域，因此編寫虛擬病例軟件時往往不能正確劃分重點和難點，而且大部分病例需要結(jié)合多學科知識點進行分析，需要學生具備扎實的基礎知識和較強的臨床綜合分析能力[33]，這些方面本科生往往更能體現(xiàn)出優(yōu)勢。

第三，從學科看，VR教學在基礎護理學中對護生理論成績及操作成績均有中等正向影響，而在急危重癥護理學中正向影響更為顯著，表明VR的虛擬教學更適合急危重癥護理學這類課程。但是在內(nèi)科護理學中，VR對護生理論成績及操作成績的影響不大(P>0.05)。筆者認為可能原因在于內(nèi)科護理學課程教學內(nèi)容的特殊性，對VR教學功能的使用更有深度，對學生某一維度的能力要求更高些。為深入驗證VR應用于內(nèi)科護理學是否能夠促進學生成績，未來仍需加入更多相關教學成果。

第四，從VR類型看，桌面式VR教學對學生理論成績及操作成績均有顯著正向促進作用，但沉浸式VR教學對護生理論成績及操作成績影響不大(P>0.05)。有研究表明，沉浸式VR系統(tǒng)較其他類型對學生成績影響更大[4]，與本研究結(jié)果不一致。其原因可能是沉浸式VR系統(tǒng)本身較桌面式VR系統(tǒng)更為復雜，耗費更高，應用于護理教學時要求更專業(yè)的技術人員，由此導致沉浸式VR系統(tǒng)并未大規(guī)模開發(fā)應用，所以目前已有的較少的沉浸式VR系統(tǒng)在護理教學應用中可能存在缺陷[34]。

可見，VR教學對護生學習效果有正向積極影響，是有效提高護生理論成績、操作成績以及臨床綜合能力的手段，但是并非適用于所有護理課程，不同VR類型對學習效果影響也不同。因此，不能盲目實施，而應根據(jù)不同學制、不同課程等科學合理地使用，更要結(jié)合專業(yè)能力培養(yǎng)方向，有針對性地使用到實際教學操作中。

4 局限性及建議

4.1 本次Meta分析的局限性

第一，研究僅涉及VR在護理課程中的應用效果，且在課程亞組分析中，由于數(shù)據(jù)有限，沒有在解剖護理學、婦產(chǎn)科護理學、中醫(yī)護理學等課程中進行分析；在學制亞組中，李寶敏等[4]研究發(fā)現(xiàn)，高度擬真的虛擬教學更易激發(fā)中學生的動機和創(chuàng)造性思維，對中學生學習效果影響比其他學制更佳。但是，本研究由于數(shù)據(jù)有限，未能探究VR教學對中專護生學習效果的影響。

第二，本次Meta分析組間異質(zhì)性較大，可能由于原始研究間研究對象納入標準、VR教學實施方法、教師對VR軟件應用熟練度等存在差異。雖然經(jīng)過亞組分析及敏感性分析確保了總體效應值的穩(wěn)定性，但卻不能減少已納入的研究結(jié)果存在的誤差[34]。

4.2 建議

4.2.1 有效推進VR與教育教學的深度融合

鑒于VR教學對提高護生綜合能力有不同程度的影響，其中對提高護生學習興趣及團隊協(xié)作能力兩方面效果不顯著，本研究建議在VR技術中增加人際溝通模塊，營造多元、靈活有效的VR教學體系與生態(tài)系統(tǒng)，并保證臨床實習時間，在實踐中鞏固人際溝通的技巧，推進VR與教育教學的深度融合與創(chuàng)新應用。在學制選擇與推廣應用方面，鑒于VR教學對本科學生成績的影響更顯著，大學教師可優(yōu)先開展VR教學，提高大學生的綜合能力，激發(fā)其創(chuàng)新潛能。同時，增加VR在中職學制的研究數(shù)量，探究VR在中職學制應用效果，再加大VR在大專學制的應用研究，探討VR 在中大專學制應用效果不如本科學制的深層原因，可為實現(xiàn)各學制VR教學成效的最優(yōu)化提供方向。在學科應用方面，鑒于VR教學能顯著地提升基礎護理學、急危重癥護理學的學習成績，該課程教師應加大探索VR技術教學應用的力度，探索學生學習的深度和成效。對VR教學實施效果較弱的內(nèi)科護理學，教師應充分借助VR技術創(chuàng)設擬真的教學環(huán)境，設計角色扮演，以強化學生情感交流，提升教學的價值內(nèi)涵，課后通過反饋不斷改進，促進學生綜合素質(zhì)的提高。

4.2.2 提升教師綜合能力，增強VR應用效果

教師不僅要參與教學的全過程，同時要擔任技術專家，負責虛擬環(huán)境、角色創(chuàng)建、教學日程安排等職責[35]。因此，教師應熟知VR教學的內(nèi)涵及特點，并且根據(jù)護生的年齡特點、認知基礎以及先前知識水平，進行個性化調(diào)整。建議學校與VR技術相關企業(yè)加強交流，由具有高級編程技能的專家與護理教師或護士合作開發(fā)符合學生培養(yǎng)要求和臨床需求的產(chǎn)品[36]，教師在授課時應結(jié)合不同的知識類型特征及教學重難點，將VR技術與思維導圖、微課等媒體結(jié)合，運用課堂教學與VR教學形成優(yōu)勢互補。鑒于沉浸式VR教學對護生成績影響不顯著，建議教師充分考慮學生的學習風格及認知特點，基于現(xiàn)有學習水平合理分配角色，以促進學生角色適應與身份認同感，將其所學知識技能遷移到真實任務中，建立知識及應用情境之間的聯(lián)系，實現(xiàn)對抽象知識應用情景的真實再現(xiàn)，課后教師再追蹤并評估學生的學習成效，及時為學生提供有效反饋[30]。學校應鼓勵教師實踐并積極探索VR與教育教學深度融合的教學模式，提升VR在各類學科中的應用效果。

4.2.3 完善現(xiàn)有研究的論證強度

國內(nèi)護理領域中虛擬現(xiàn)實技術的應用還處于初級階段，研究中大部分文獻沒有具體描述隨機分配的方法，因缺乏設計嚴謹、科學的隨機對照實驗研究，限制了該技術在護理教育領域的推廣應用。因此，為了得到論證強度高、結(jié)果可信的研究成果，有必要進行設計嚴謹、統(tǒng)一的隨機對照實驗的研究。中職院校中應用虛擬現(xiàn)實技術的文獻過少，說明仍有許多護理領域虛擬現(xiàn)實技術的應用是空白，但因該技術設備價格相對昂貴，且需要計算機專業(yè)人員完成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，研究具有一定的困難，這可能是目前文獻數(shù)量少的原因。

因此，以后有必要繼續(xù)進行有關護理課程應用VR教學對學生學習效果的研究，并增加多學科、多學制、多種VR類型的研究次數(shù)，多開展科學嚴謹?shù)碾S機對照實驗研究，以及采用分層分析、標準化或多因素分析的方法處理研究中產(chǎn)生的混雜偏倚等，為虛擬現(xiàn)實技術在護理領域的推廣應用提供可靠的證據(jù)支持，從而進一步提高Meta分析的準確性，為虛擬仿真技術更好地應用于護理教育提供參考。