检视3D虚拟实境训练在解决问题、自我效能和团队合作方面的有效性:随机对照试验

介绍

非法毒品含有对青少年有害的精神活性物质和有毒化学物质。许多国家禁止青少年使用非法药物，因为它与大脑功能低下密切相关。1]，认知能力[2]和学习成绩[2]。此外，青少年时期的药物使用预示着成年后与药物相关的疾病[3.]。近年来，许多国家的青少年广泛使用新的精神活性物质，造成严重的健康后果[4]。因此，预防非法药物和新型精神活性物质的使用已成为世界各国政府和学校面临的一个重要而紧迫的问题。

台湾政府充分认识到青少年吸毒问题的严重性。除了建立一个干预计划来防止吸毒的学生再次吸毒之外[5]，台湾政府还提供配套的义工计划(即阳光义工计划)。要成为一名志愿者，个人需要热情并愿意成为有吸毒史的青少年的生活教练，并帮助他们戒烟。在服务前，义工须分别完成12小时的预防吸毒基本及特别训练[6]。目前，12小时的培训计划包括使用传统教学方法进行讲座。在研究开始前，志愿者们通过需求评估告诉我们，他们希望在支持学生不使用非法药物的过程中，学习解决问题的技能，提高自我效能，以满足工作要求。此外，缺乏经验的志愿者愿意与学生组成良好的团队，共同努力防止吸毒。现有的培训方案虽然可以增加预防吸毒的专业知识，但在解决问题的能力、自我效能感、团队合作能力等方面存在不足。因此，制定一个创新的培训计划至关重要。

适当的培训计划可以提高志愿者解决问题的能力[7]。问题解决教学法可以帮助学习者运用现有的知识以及以前的经验和技能，为当前的问题提出有效和可行的解决方案[8]。因此，问题解决教学法对于培养学习者的能力非常重要[9，10]。

自我效能感是Bandura倡导的社会认知理论的一个重要概念[11]。自我效能感是指个体相信自己能够采取必要的行为来产生特定的绩效成就。自我效能反映了一个人对动机、行为和社会环境的自信。这些认知自我评估影响着所有类型的人类体验，包括人们为之奋斗的目标，他们为实现这些目标所花费的精力，以及达到某种行为表现水平的可能性[12]。自我效能感的概念在药物预防中得到了广泛的应用。例如，先前一项应用预防吸毒电子课程的研究表明，实验组的青少年参与者在抵制吸毒方面表现出比对照组更好的自我效能感[5]。

为了帮助学生停止使用非法药物，团队合作对志愿者来说很重要。团队合作可能包括团队建设和对青少年日常生活的合作讨论。先前的一项研究表明，团队合作可能会缓冲饮酒环境对同事的负面影响[13]。此外，先前的一项研究表明，团队合作是帮助管理问题行为的预防计划的重要组成部分[14]。一个被提议的模型还表明，父母之间更好的团队合作可能会减少与儿童吸毒以及行为和情绪问题有关的一系列重要的家庭风险因素[15]。

解决问题、自我效能和团队合作是没有经验的志愿者帮助预防吸毒的关键能力。讲座是传统培训计划的主要组成部分，可以通过与新兴技术相结合来取代。三维虚拟现实(3D VR)提供了一个虚拟的学习环境。通过与虚拟场景中的动画或3D VR互动，学习者可以沉浸在虚拟环境中学习，3D VR可以增加学习机会，降低人力物力成本。实证研究表明，基于vr的教学可以为参与者提供新的体验，提高他们的学习能力[16]。

使用具有多个视角和多感官提示的3D VR为教育和培训提供了几个潜在的好处[17]。此外，3D VR促进了体验式和主动学习，可视化和具体化，在现实生活中不可能或难以体验的情境中学习，增强动机，培养协作，适应性以及评估和评估。先前的研究也记录了3D VR作为训练老年人的有用干预工具[18，19]。考虑到文献报道的成功，本研究预测了培训对帮助预防非法药物使用的成年志愿者的影响的可能性。

360度视角相机(VR Camera)是提供VR内容的有用硬件设备。基于VR的360度风景视频是图像计算技术和VR可穿戴设备的结合，让学习者获得身临其境的体验。近年来，VR技术和基于球形视频的虚拟现实(SVVR)在众多培训项目中取得了重大进展，使学习者能够与虚拟世界进行互动。例如，研究人员应用这项技术来训练有公开演讲焦虑的人，以提高他们的表现。结果显示，中度和高度口语焦虑的参与者在接受培训后确实表现出改善[20.]。此外，已有研究也表明，基于svvr的学习对护理教育中的分娩培训是有效的。这些发现鼓励使用基于svvr的培训项目[21]。

研究人员还将VR技术应用于临床环境，并探索其在物质使用领域的有效性。例如，VR技术和线索反应被用来探索吸烟者对吸烟的渴望[22]。Saladin等[23]发现3D VR可以诱发生理和心理反应，进而产生与吸毒相关的意图和行为。之前的一项研究使用VR来帮助吸烟者戒烟。研究发现，粉碎香烟可以显著提高尼古丁成瘾评分和戒烟率，并减少患者的损失。24]。

基于vr的教育的另一个优点是，这种互动式培训更适合于敏感问题，例如吸毒，以避免伦理纠纷。例如，可能不适合在教学现场提供真正的药物;然而，虚拟药物可以在虚拟现实环境中使用。据我们所知，这种基于svvr的培训是第一次为志愿者提供此类培训。本研究旨在建立一套基于svvr的志愿者预防青少年非法药物使用培训方案，并评估培训方案的有效性。

方法

参与者

阳光志愿者帮助学校里有吸毒问题的学生。每个城市和县都有一个志愿者小组。我们给17个阳光志愿者小组分别发了邀请函，其中有5个小组同意参加。我们邀请了5组(约200人)中的所有志愿者参与我们的研究，并通过分配数字和投掷硬币的方式将他们随机分为实验组和对照组。参与者的选择标准是(1)帮助至少1名吸毒学生，(2)作为阳光志愿者服务不到2年，(3)有使用技术产品的经验，(4)会操作SVVR。认识到服务经验在我们的抽样中是一个混杂因素，我们只选择了经验少于2年的志愿者，以尽量减少其影响。与招募有经验的志愿者相比，培训这些新手志愿者有望产生更大的改善。没有晕机事件导致参与者被排除在外。［25]。在提供他们签署的知情同意书后，68名被选中的志愿者参加了这项研究，并通过投掷硬币的方式随机分为实验组和对照组，实验组和对照组分别有35人和33人。

对照组在研究结束后接受SVVR干预。研究小组通过一对一访谈的方式获取调查数据。所有参与者都在大约3小时内完成了课程。

根据柯克的说法[26]，对于0.80的估计效应量，当功率设置为0.80，类型误差设置为0.05时，每组所需的大约样本量为26。之前的一项3D VR研究显示，在类似的样本量下，干预前和干预后的心理健康都有显著改善[19]。另一项有32名实验组和对照组参与者的SVVR研究表明，用SVVR进行分娩教育可以获得更好的学习成绩[21]。因此，本研究的样本量(N=68)足够大，可以检测到训练效果。此外，所有参与者都顺利完成了培训计划。

招聘及评估

概述参与者登记和评估的流程图呈现在图1。在选择了五个阳光志愿者小组后，研究小组找到执行主任和工作人员，向他们解释了研究的目的、方法和协议。在获得进行研究的许可后，我们发布招募信息并召开会议邀请符合纳入标准的潜在参与者，以便参与者在提供书面同意之前充分了解研究目的。会议结束后，我们与SVVR进行了15分钟的操作会话，评估方案的可行性和可接受性。与会者表示接受这一安排，并表示SVVR项目非常新颖，与他们以前的培训经历不同。研究小组成员在当地一所学校的一个安静的房间里收集了他们的基线数据。在实施期间，有一名3D VR专业技术人员、志愿者组工作人员和几名SVVR项目的培训师在场，确保培训顺利进行。SVVR训练结束后，实验组参与者进行20分钟的小组讨论。小组讨论结束后，咨询专家主持了30分钟的小组讨论，回答有关如何有效帮助青少年戒除药物使用的问题。通过20分钟的小组讨论和30分钟的小组讨论，帮助参与者将所学内容组织到5个VR场景中，并在未来与学生的陪伴过程中使用。 After the panel discussion, the participants provided written and verbal feedback to the research team. The participants were encouraged to contact the counseling professional in future to work together in supporting students to quit using illegal drugs. The control group did not receive the SVVR training at the same time but received it after completion of the study.

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培训计划发展

在开发SVVR项目之前，研究小组面对面采访了五位志愿者，以了解如何帮助学生戒掉物质使用。采访的逐字文字记录了下来。因此，研究团队开发了SVVR计划，包括毒品教育，教育心理学和咨询，社会工作，护理和健康教育专业人员，以确保SVVR计划对志愿者的适当性。场景的发展采用了叙事的方法，其中每个场景都包含了背景、角色和情节等元素。此外，本文的背景来自于以前对志愿者的采访。这种呈现形式可以使场景更加完整，更符合志愿者的需求。在培训计划的初稿完成后，研究团队邀请志愿者和专业人员检查五个场景并提供他们的评论。这五个场景如图所示图2。

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程序组件

培训项目提供了5个VR场景，并邀请参与者积极参与20分钟的小组讨论和30分钟的小组讨论。表1总结了五种场景。每个场景都有一个相应的活动，由预防吸毒专业人员领导，指导参与者与学生进行适当的互动。例如，第一个场景侧重于破冰、问候、相互介绍和欢迎信息。在第二个场景中，学生选择三张塔罗牌，并解释这些牌的含义。第三个场景是关于如何面对学生玩手机游戏而忽视参与者的情况。第四个场景是使用Kahoot，一个基于游戏的学习平台，设计10个问题，探索如何促进学生与吸毒的亲密同伴之间的交流。第5个场景教参与者如何在社交媒体平台(Line, Facebook, Instagram)上成为学生的朋友或关注者，评估学生的社交群体和生活方式，定期或不定期发布积极的信息，及时给予学生关注，并在需要时与学生互动。训练计划组成部分与结果变量的关系见表1。

在SVVR培训正式启动之前，研究团队进行了15分钟的操作演示，介绍培训目的。在这个方向上，3D VR专业人员教参与者如何佩戴3D VR头盔和选择VR场景。参与者多次练习以避免头晕。

测量

在基线时评估的参与者的社会人口学变量包括他们的性别、年龄、作为阳光志愿者完成的年数、婚姻状况、就业和服务学生的数量。绩效影响的评估基于三个变量，包括解决问题的能力、自我效能和团队合作。

解决问题的能力

问题解决能力量表是由先前评估的工具修改而来的[29]由6个项目组成，采用李克特量表(Likert-type scale)进行评分，评分范围从1到5，得分越高表明在预防吸毒方面解决问题的能力越高。

自我效能感

自我效能量表是先前测试过的量表的改良版[30.]，包含6个项目。每个项目都用李克特量表进行评分，评分范围从1到5，得分越高表明对预防吸毒的信心越高。

团队合作

所使用的团队合作量表是先前测试过的量表的修改版本[31有4个项目。每个项目的得分都是李克特式的，范围从1到5，得分越高表明与团队成员的合作水平越高。各变量的Cronbach α分析和探索性因子分析表明，各量表上单个因素对方差的贡献率为64.26% ~ 65.20%，见表2。

数据分析

我们对人口统计变量进行了描述性分析。此外，双尾χ²根据性别、年龄、作为阳光志愿者完成的年数、婚姻状况、就业和服务的学生人数，进行了测试来比较差异。采用广义估计方程(GEE)探讨问题解决、自我效能和团队合作的影响。通过估计人口的平均反应，GEE能够在个人和群体水平上了解变化及其影响，并且比回归分析更有利，回归分析可以预测影响[32]。采用SPSS 22.0 (IBM Corp .)进行统计分析。

道德声明

本研究获得国立台湾师范大学研究伦理审查委员会批准(201805HS007)。

结果

人口数据

实验组和对照组的大多数参与者都是女性，年龄在51岁到60岁之间，已婚。他们做了7年以上的阳光志愿者，没有工作。实验组和对照组的参与者在人口学变量方面没有统计学上的显著差异，如表3。在比较干预效果时，两组参与者被同等对待。

训练变量的改进

组间差异随时间变化的模式见图3。GEE分析表明，在解决问题方面，组×时间交互作用显著(β=3.055;瓦尔德χ²₁= 4.757;P=.03)和自我效能感(β=6.135;瓦尔德χ²₁= 19.033;P<.001)，但对团队合作没有影响(β=1.025;瓦尔德χ²₁= 1.172;P=0.28)，如表4。

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小组及小组讨论

在SVVR训练结束后，我们邀请实验组讨论相关的响应策略。如图所示表5，参与者提出了相应的策略，包括目标设定、价值认同、解决问题的技巧、同伴或父母的影响，以及环境变化，以帮助学生。在小组讨论中，受邀的专业人士和与会者讨论了戒毒后的应对策略，包括分析现状、多方尝试、提供社会支持、考虑未来生活增加社会联系等。

讨论

主要研究结果

据我们所知，这是第一个在志愿者培训项目中使用SVVR的研究。我们采用随机对照设计，从5个城市招募了68名参与者，以便有足够的力量来检测训练效果。虽然实验组在训练后的问题解决能力、自我效能感和团队合作能力方面的得分改善方面优于对照组，但GEE结果显示，实验组在问题解决能力和自我效能感方面的改善优于对照组，而在团队合作能力方面则没有。

与对照组相比，SVVR培训计划提高了参与者解决问题的能力。解决问题是世界卫生组织所提倡的生活技能之一[33]。解决问题的技能包括识别问题，制定可能的解决方案，并采取适当的行动。解决问题的技能可以改善青少年的问题行为，如物质使用[34]。在培训项目中使用虚拟现实技术，为学习者提供了丰富的情境，为发展解决问题的能力提供了一个新的机会;这使得学习过程更加有趣和互动，可以提高学习者的动机和注意力，从而帮助他们探索新的可能性。最近的一项研究支持使用虚拟现实技术，指出它可以提高用户的兴趣和动力，并有可能帮助学生培养解决问题的技能[35]。除了SVVR培训计划，我们的研究还进行了小组讨论和小组讨论。透过讨论过程，有助发展参加者解决问题的能力，让义工明白与其他参加者讨论的重要性。

研究的另一个重要发现是，SVVR培训项目在提高志愿者的自我效能感以帮助学生戒毒方面是有效的。自我效能感是Bandura社会学习理论的核心概念之一，指的是个人在评估某一特定行为是否在某一特定情境下被执行时的自信程度。它是预测和解释未来行为的关键变量[10]。先前的一项研究指出，自我效能感可以刺激行为，是动机的来源[36]。自我效能感越高，期望健康行为的数量越高[37]。自我效能感可能是青少年戒毒的重要预测因子[5]。此外，自我效能感反映了个人能力的熟练程度。个人的自我效能感可以通过个人的成功经历来提高[38]。我们的研究结果提倡使用SVVR来提高参与者的自我效能感，这与之前的研究结果是一致的[39，40]。最近的一项研究表明，与学生教师一起使用基于vr的学习环境有助于学生提高自我效能感，并使他们更具创新精神和创造力[41]。因此，利用虚拟现实技术训练青少年自我效能感在当前和未来都具有很大的潜力。

之前的一项研究发现，在120名医学和护理本科生的随机对照试验中，虚拟模拟和实时模拟在团队合作态度和沟通技巧方面存在显著差异。这些发现支持了VR作为传统团队模拟训练替代品的潜力[42]。大量的学习和执行任务需要团队合作。团队成员可以同时工作，并在某些场合会面。最近的一篇综述文章总结了卫生专业人员的培训，指出大多数综述研究评估了虚拟现实模拟的可用性和可接受性，而很少有研究衡量了虚拟现实模拟对非技术技能(如团队合作)发展的影响[43]。研究人员指出，尽管人们认识到医疗保健中的团队合作的重要性，但对于团队合作是什么、如何最有效地学习团队合作以及如何评估团队合作，人们的共识有限。44]。我们建议在未来的培训项目中开发协作虚拟环境，让参与者聚在一起完成任务。虚拟现实可能对团队合作有不同的教育或培训效果，这表明未来需要更多的研究来阐明其有效性。

结论

我们得出结论，将3D VR技术应用于帮助预防药物使用的志愿者培训是可行的。本研究结果显示SVVR能提高被试协助学生戒毒的问题解决能力和自我效能感。然而，未来的研究建议开发有效的svvr来帮助没有经验的志愿者提高他们的团队合作能力。我们相信在更多的地方推广这个培训项目，加强志愿者的培训，让志愿者成为更好的伙伴，帮助学生戒除毒品。