护理教育中的虚拟现实学习:应用技术接受与使用统一理论模型对护生的定性访谈研究

简介

护理或保健支助人员主要在医院、门诊设施和(部分)住院设施工作[1］．该职业的条件和培训由法律以及负责一般护理的"护士"和"保健专业人员"本身的术语规定。职业培训通常需要3年时间，包括理论和实践内容，最后通过国家考试[2］．不过，培训地点在执行外部条件方面有一定的回旋余地[3.］．2017年《护理职业法》(Pflegeberufe Reformgesetz)呼吁合并护理法(Krankenpflegegesetz)与《长者护理法》(Altenpflegegesetz)由2020年起[4］．老年护理、护理护理和儿科护理将成为普遍学徒制的一部分，护士将被认定为护理专家[4］．如今，工作密度、日益增长的官僚主义、工作时间规定和许多其他因素增加了护士的负担[5］．招聘护士生很困难[6］．此外，人口结构的变化加剧了这种情况。由于社会年龄结构的变化，老年人与年轻人的比例正在增加。由于疾病与年龄有关，慢性病和多种疾病的增加是可以预料的，而与此同时，工作人口也在减少[7］．对合格护士的需求也有所增加，而这部分工作由未经训练的人员承担。[1］．为了让未来的护士为即将到来的挑战做好准备，有一个有质量的学徒期是很重要的。内容应该尽可能优化，并传递给广泛的学生。为了吸引新的学员，提供有吸引力的条款和条件也很重要。

一种可行的方法是将游戏整合到学习过程中。如祖帕尼克等[8)发现，几乎每个医疗保健部门的培训生都使用电子学习。因此，关于通过好玩的元素传递信息，有不同的概念。这样，学习的动力就会增加，玩家也会受到刺激。9，10］．游戏的主要功能不是传递信息，而是影响思想和行动。11］．在考虑当前的教学方法中哪一种有吸引力时，重要的是要注意到社会和技术的进步。一个合适的原则是基于数字游戏的学习，在使用数字媒体的情况下，学习内容是基于游戏或模拟传播的。例如，这是通过严肃游戏(SG)实现的。9］．在这种情况下，教育目标先于娱乐目标。10］．此外，应该提到的是，娱乐和学习的结合甚至在技术使用之前就已经存在了[12］．

严肃游戏吸引了健康科学的兴趣，因为它们具有交互性和娱乐性。13］．布鲁尔和施密特[12]制定了3个应用领域，以讨论SG的有效性和意义:预防健康促进、治疗过程的支持和合格人员的教育。起初，结果似乎是积极的，但由于SG的范围广，质量不同，以及缺乏对长期影响的研究，需要一些谨慎。此外，有效性依赖于设定的目标[12］．尽管如此，在学习方面，SG似乎也有一些优势[13］．Graafland等人[14和王等人[15在这方面做了一些综述。

一些SG利用了虚拟现实(VR)。这可以理解为由计算机技术模拟的现实的交互模型。通过适当的技术设备(VR眼镜、电脑、智能手机)创建并感知交互式三维(3D)游戏环境[15］．Hellriegel和Čubela [16看到了虚拟现实在教育领域潜在的学习成功。然而，重要的是要注意，这些技术的使用应该有意义地纳入教训[16］．Barré等[17调查了用虚拟现实技术学习一项新技术对外科新手的影响。他们观察到测试人员的工作量有所改善。施莱格尔和韦伯[18)测试了VR中的护理教育课程，特别强调学生的乐趣。

对技术验收过程进行分析是理解可用性和验收因素的关键。Bracq等[19调查了用于训练擦洗护士的VR模拟的接受度和可用性。结果表明，该方法被认可并适合于职业培训。

本研究的目的是调查护生对VR应用的接受行为。我们的研究问题是:(1)虚拟现实在护理教育中对学习的支持程度如何?(2)哪些因素影响VR应用在护理教育中的接受和使用?(3)个体的技术亲和力如何影响VR应用的接受度?(4)学习动机在哪些方面受到影响?

方法

概述

本研究的目的是检验在教学和实践人体解剖学的背景下，护理学生中VR应用的可接受性。

基于技术接受与使用统一理论(UTAUT2)进行了定性、半结构化和开放式访谈。该理论有助于理解和描述技术可用性和可接受性的驱动因素[20.］．经过扩展，统一理论建立了7个影响技术使用的关键构21］．它将性能期望定义为使用一项技术在执行某些活动时为用户提供好处的程度。努力预期被定义为与消费者使用技术相关的轻松程度[21］．消费者认为家庭成员认为他们应该使用某种特定技术的程度被定义为社会影响力。便利条件与消费者对实现某一行为所需资源和支持的感知有关[21］．扩展的UTAUT2模型还包括3个决定因素:(1)享乐动机(hedonic motivation)，定义为使用技术时产生的乐趣或愉悦感;(2)价格价值(price value)，定义为消费者在技术使用的感知好处和金钱成本之间的认知权衡;(3)习惯(habit)，定义为人们由于学习而倾向于自动执行行为的程度[21］．

价格价值和习惯决定因素没有包括在定性访谈中，因为应用程序的金钱成本和习惯与本研究无关，因为没有与成本相关的决策者的访谈。主要的重点是评估应用程序可接受的情况。

研究人员使用的VR应用程序是对人体及其解剖结构的逼真3D模拟。它的目的是将健康和疾病状态下的器官及其自然功能可视化(图1)．生理和疾病状态可以模拟。出于数据保护的原因，应用程序的名称将不被提及。

在试验的情况下，参与者可以自由访问应用程序的测试。

图2详细显示了UTAUT类别。在半结构化面试中(表1)的开放性问题，包括预期绩效、预期努力、社会影响、便利条件、享乐动机，以及建议的行动和VR应用再利用的情况。这些问题是公开制定的，以便参与者以讲故事的方式分享他们的经验和观点。

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量化变量通过问卷进行评估，其中包括社会人口统计信息(表2)及Technikaffinität erfassen-der Fragebogen(TA-EG)问卷，评价参与者的技术亲和力。问卷包含19个条目，按李克特5分制(例如，诸如“我喜欢拥有新的电子设备”或“电子设备导致精神贫困”等陈述)[22])。参与者必须通过在正确的数字上打勾来说明每句话对他们个人的适用程度。

表2展示了通过问卷评估的社会人口统计数据(年龄、性别、教育、教育机构、VR体验)。

过程

在开始招募参与者之前，向伦理委员会提交了一份申请，该委员会很快获得了批准。参与者的招募时间为2019年11月至2020年1月。在保健设施(2所医院、3所护理学校)散发了传单和传单。此外，还联系了北莱茵-威斯特法伦州医疗护理学校的教师，以招收护士学生参加。在第一次通过电子邮件联系后，符合护理教育资格标准的潜在参与者得到了预约确认。护理教育被定义为一般卫生保健方面的培训，因此包括治疗护理、老年护理和儿科护理。因为学生需要在所有这些卫生保健领域的解剖学知识，所以没有具体的划分。所有性别和年龄的学生都被包括在内。

在对参与者进行VR模拟器培训之前，他们被要求完成社会人口数据问卷和TA-EG问卷，这两份问卷都是匿名的。

随后，参与者接受了如何操作VR模拟器的指导，并通过介绍和简短的培训，以熟悉该应用程序。参与者有大约20分钟的时间使用VR模拟器。

短期培训包括参与者探索肺和心脏的功能和可视化。他们有机会定制两个器官的生理功能，并调整特定疾病的严重程度(如慢性阻塞性肺病或动脉硬化)。

接下来是定性访谈。在面试过程中，只有参与者和两位面试官在场，一位面试官通过VR模拟器进行简短的培训，另一位面试官进行面试。

采访和培训是由所有的作者轮流进行的，他们都是大学生。访谈只在参与者签署同意录音的声明后进行。面试的时间大概是20分钟左右。

总共有12名护生参加了VR培训和面试，没有人中途退学或拒绝参加。参与者的社会人口学数据载于表2．大多数参与者都是女性，毕业时都取得了一般的A-levels成绩。参与者总体上都很年轻，只有1人年龄超过23岁。近一半的参与者已经有过VR体验，主要是通过会议或展览。

分析

定性分析采用Mayring的概念图方法完成，Mayring是一种叙事研究设计[23］．该方法首先对原始输入进行释义，然后对内容进行选择、捆绑、最后对内容进行构建和整合，总结出必要的内容[23］．使用Mayring方法对访谈录音进行转录和分析，并在访谈中包含的5类范围内进行。因此，在每个类别的“结果”中给出了参与者陈述的结构化概述。参与者没有收到成绩单。

结果

绩效期望

护生认为在护理教育中使用虚拟现实是明显有益的。解剖学习过程的感知质量提高方面是特别重要的。将数字视觉学习与虚拟现实进行对比，将模拟学习与书本上的图形进行对比，所带来的明显好处是:第一，在学习过程中节省了时间，第二，内容的可视化:

我仍然会学习书中的内容。然后我会进入VR领域，加深我所学到的东西。例如，探索联系。

在深化学习内容的背景下，VR的使用尤其相关。解剖内容的写实表现尤为突出，被认为与真实的器官解剖非常接近:

通过虚拟现实应用，我可以更好地想象解剖学。我以前真的不这么认为。这一切看起来太他妈真实了。就像我真的在风琴里一样。

然而，VR应用确实倾向于加深已经学习的内容，而不是教授全新的内容。护士学生利用虚拟现实应用进行自学交流的评价均为积极。因此，考前自学是非常重要的。因此，在课堂上无法完全学习内容的学生，通过VR简化了自主学习的途径。

工作期望

VR应用的使用往往被认为是可控的。为学生所在的院校获取VR技术被认为是成本密集的。有时，对过度需求和不正确操作的恐惧会对健康产生相应的后果，表现为恶心等副作用，这可能会限制VR应用的使用。受访者普遍认为，在对VR应用进行了简短的介绍和测试后，操作起来没有任何障碍:

在第一次使用之前，它听起来很复杂，但几分钟后，它看起来比预期的容易。我立刻就找到了路。

作为预期努力的进一步方面，将VR集成到学生的学习过程中使一件事变得清楚:对测试的VR应用程序的不受限制的访问增加了处理必要的解剖学内容的动机。虽然这也使学习程序的改变是必要的，但这被认为是一种可管理的努力。

社会影响

家庭是一个中心参考点的使用和认识的虚拟现实应用在解剖学。朋友圈内的意见似乎也同样相关。然而，学生们也表达了对老师经验的担忧。参与者认为虚拟现实应用还没有被教师充分接受。总而言之，社会环境中对VR应用的积极态度增加了人们对自己使用这些应用的接受度，因为社会交往往往会影响一个人的意见形成:

如果你经常从朋友那里听到这样的事情，你就会更了解这类新技术。对我来说，了解他们有什么样的经验很重要。尤其是对我来说完全陌生的东西。

便利的条件

从不同层面感知虚拟现实应用使用的便利条件。除了评估VR技术的一般知识外，还包括技术支持、技术引进和成本承担方面的内容:

在我看来，你需要的是已经适合VR应用的房间。我不确定我们大学有没有这样的房间。老师们首先需要有时间来处理这些问题。

对技术的介绍是被采访者评估和随后在个人学习过程中使用的基本要求。还明确要求建立帮助系统和赋予权力，以打破使用障碍。对于VR应用的使用和介绍，需要经过培训的人员。收购所产生的费用必须完全澄清。VR应用的潜力只有通过实施到机构的培训课程中，才能被学生充分利用:

只有将虚拟现实技术融入课程中，才能充分发挥其潜在的效益。

享乐动机

VR应用程序通过其有趣的特性促进了学习动机，尽管它并不被视为游戏应用程序，而是作为解剖学学习过程的支持。学习时间对学生在解剖学方面起着重要的作用。通过VR应用对新内容的自主学习，学习似乎减少了时间，进一步提升了整体的学习动机:

学习压力很大。在正常学习之外有一个有趣的选择是很好的。这支持我学习，推动我前进。时间在虚拟现实中过得真快。

适度的因素

总体而言，在对技术导向价值的感知和有关技术和努力期望的相关知识之间存在差异。平均技术取向越低，对操作工作的态度和意见就越可能被视为关键。这就是可以参考社会影响的地方。用户对技术的了解程度越高，他们就越不受社会影响:

我当然对科技感兴趣，它是我日常生活的一部分。所以，我形成了自己的观点。关于什么是有意义的。特别是当涉及到像学习这样的个体事情时。

此外，在评估使用VR应用程序所需的努力时，似乎不仅仅是对个人处理能力的个人评估起着决定性的作用。访谈伙伴还考虑了参与学习过程的教师的视角。虚拟现实应用的引入和使用不应该给教师带来任何额外的负担，应该容易地融入到教学过程中。受访者的这一观点主要指的是老一辈教师:

如果我是老师，一开始我会对额外的工作持怀疑态度。将虚拟现实技术融入到他们自己的训练中是至关重要的。还可能需要技术支持。

进一步的应用可能性

除了解剖学，VR应用还提供了进一步应用的潜力。例如，受访者提到了病人教育领域，以及在紧急情况下的行为。这两个都是护士培训的中心教学主题，可以通过VR应用的真实体验进行更深入的测试。然而，VR应用只是对之前学习过程的辅助措施，并不能完全取代:

虚拟现实绝不能取代正常的学习环境，但它可以补充学习。两个世界之间的联系非常重要。在这一刻，我听到了老师在说什么，在另一刻，我可以在虚拟现实中观看直播。理论与实践的联系可以很好地解决。

参与者的看法的概述可以在表3．

讨论

主要结果

本文收集的结果为VR应用对护理人员培训和继续教育的影响提供了新的见解。总体而言，调查显示受访者对新科技的整体看法相当正面。虚拟现实程序可以是一个重要的培训支持部分，以深化学习内容，如解剖学。这些结果与之前的研究结果一致[24-28］．

数据显示了不同的影响因素，如性能期望、努力期望、社会影响、便利条件、享乐动机和调节因素，如何影响潜在用户对VR在解剖教育中的接受程度。

在这种情况下，个人对技术的态度通常也起着重要作用。因此，对技术有亲和力的人认为VR程序比对技术没有亲和力的人更有用。因此，在护理人员的培训中，VR的使用取决于每个人的个体特点。实际上，这意味着要最佳地利用这些技术，就必须以长期和实际的方式使用它们。这将确保每个学员都能从VR应用中受益，无论他们的技术亲和性如何。此外，技术必须易于使用和理解的学员。因此，受访者认为VR应用应该被纳入课程。这可以增加学员的兴趣，创造更多的技术亲和力，也会导致更多人接受VR。这些说法与之前的研究一致，即国家课程将对VR应用和严肃游戏的发展产生积极影响[24，29］．

正如Patterson等人的研究中所发现的[25]，本研究的结果表明，使用这些技术学习可以增加学员的积极性。此外，个人和自由的学习被评价为非常积极的，因为每个学员都可以单独学习。然而，学习的成功还取决于个人对待学习的态度。25］．

在本研究中也提到了社会影响对VR技术接受度的影响。据报道，家庭环境对VR技术的排斥导致了一些保留意见。然而，受访者也表示，虚拟现实可能会被教师拒绝。教师需要对这项技术充满热情，以便在他们的课程中最佳地使用虚拟现实。作为Keskitalo和Ruokamo [30.]在他们的研究中描述，必须引入一种教学模式，以“确保采用更全面和更有意义的教与学方法”。该模型可以满足学员和教师将模拟学习融入课堂的需求。此外，Keskitalo [31)表示，虚拟现实应用于教育的有益部分取决于“教师熟悉环境的努力，以及在学科、规划和灵活性方面的强大专业知识”。

由于实用性，受访者提到，在引进这类技术时，成本因素起着主要作用。受访者根据自己的调查结果认为，教育机构往往缺乏财政资源，这导致使用传统媒体(如教科书、演讲、视频)。此外，在教学层面，受访者对整个班级都必须在一个教学单元使用VR进行学习的做法提出了批评。在这种情况下，每个学生都不能单独发言，时间框架也不够。与其他研究相反，这些陈述表明，必须开发将VR应用程序嵌入日常学习的进一步模型[30.-32］．此外，研究参与者展示了研究中使用的VR程序的功能和局限性。解剖内容的可视化和大量的信息被认为是有限的，研究参与者无法适应所有的学习内容的VR应用。因此，虚拟现实应用程序的制造商必须根据客户的意愿调整他们的程序，并进一步开发功能。肖雷等人[27]还总结道，内容开发者应该在与用户密切协商的情况下开发VR应用。通过这种方式，与主题相关的内容和用户专业知识可以集成到编程中[27］．

总体而言，受访者认为VR技术在解剖学教学中比纯模拟学习方法有很大的优势。此外，如果充分发挥其潜力，虚拟现实技术可以成为一个有用的工具，为缺乏动力的学员或有学习障碍的学员创造有价值的学习环境。

限制

由于研究对象的数量和定性研究方法的限制，本研究存在多方面的局限性。

虽然在研究过程中没有明显的混杂变量，但收集到的定性数据仅足以洞察主题。为了得出进一步的结论，对这一主题的进一步研究必须在更多的参与者中进行。

尽管有面试指导方针，但我们不能排除面试伙伴对问题的不同解释的可能性。因此，语句可以有不同的含义。此外，也有可能是对技术有高度亲和力的参与者首先被联系到一起。这组人进入研究时的期望与对技术亲和力低的人不同。因此，研究中可能存在社会偏见。

研究对象是德国的护理专业学生，因此他们的陈述参考了德国的健康教育体系。然而，研究结果可以应用于其他健康教育系统。

结论

虚拟现实是支持护理学校学习的一个机会。特别是解剖学的学习内容可以通过可视化更好地探索。在研究过程中，对VR应用的接受度较高。这表明，从学生的角度来看，新技术有很好的机会被引入护理学校。与其他研究一样，本研究也认识到学员的实用性和兴趣[26，31，33-35］．结果反映了之前对学习和乐趣之间的联系以及通过VR创造新知识的洞察，如前所述[34］．面试伙伴的推荐是与课程紧密结合的一部分。通过整合，VR可以作为辅助辅助，有助于更好地可视化学习材料。因此，VR应用在教学上的有意义的使用将成为可能。

从教学的角度来看，虚拟现实的使用也有很大的优势。布鲁斯和戈贝尔[35，受训人员对学习的理解是不同的。重点是教师传授的知识和学员自己积累的实践经验。这些技能和知识被每个人特殊化，以应对以后的职业挑战[36，37］．通过解剖学习内容的实践整合，可以实现更好的知识转移。受训者有机会对他们的知识差距做出反应，并重复学习材料。此外，可视化可以更好地了解职业中即将出现的场景，并进行面向实践的培训。

然而，并不是只有护理学校可以从这项技术中受益。受访合作伙伴也看到了VR技术在其他应用领域的巨大潜力。其中包括与虚拟患者学习实用内容、术前教育或与患者交流实践。这种潜力已经被各种研究认识到了，这些研究提供了关于VR如何支持交流学习的信息[26，32，37-39］．

有鉴于此，护生实践训练的可能性是巨大的。由于可能的应用范围广泛，护理学校可以应对卫生保健部门日益增长的挑战。因此，护生可以更好地应对挑战，并在培训中获得进一步的好处。

这项研究和现有文献对通过新技术在卫生保健部门可取得的成就提出了良好的展望[9，12，14，15，19］．卫生保健系统中的参与者熟悉新技术是非常重要的。对于学生和培训人员来说，VR学习内容可能会被广泛接受，所以要看他们是否支持引入VR。行动建议将是讨论新技术的好处和将这些技术纳入学习机构的固定课程。此外，关于该主题的进一步研究必须进行，以改善关于VR应用的接受度和这些程序的好处的证据。

即使从某些方面来看，虚拟现实技术仍然受到怀疑，但它可以提高教育质量。这项研究的结果表明，所有的参与者，即使是那些最初持怀疑态度的人，都对VR项目给予了积极的评价。这些说法使我们有理由相信，现代的学习内容和教学方法是学员所需要和需要的。