EMERGE允许通过虚拟急诊科自由导航。数字导师在处理界面和治疗病人的同时为学生提供支持。在开始模拟时，学生从急诊医生那里获得关于即将到来的病人的信息，他们将病人送到检查室，获取病人的病史，安排诊断测试，并建立诊断和治疗。在询问病人的病史时，学生可以从按字母顺序排列的70个问题中自由选择。学生可以按任何顺序提问。如果其中一个问题重复出现，虚拟病人总是会给出相同的答案。学生可以自由选择现代急诊科提供的任何诊断测试或治疗。学生不受限于医学指示的测试，也不受这些测试的顺序限制。所有的医疗决定都有实际的后果。例如，患者对治疗有反应，药物有效果和副作用。 EMERGE was developed at Göttingen Medical School in collaboration with the University Medical Centre Hamburg-Eppendorf ensuring the educational quality of the program. EMERGE was programmed by PatientZero Games GmbH, at a cost of approximately €200,000.

《EMERGE》展现了现代电脑游戏的经典特征:玩家与游戏之间的自由互动，特定的挑战(例如，一个危重病人)，学生扮演虚拟医生的游戏故事，以及由于高保真图像和直观的图形用户界面而产生的高度沉浸感。可免费下载EMERGE的演示版本[ 17， 19]。

通过邮件列表、传单和社交网络邀请科隆大学(Cologne, Germany)医学教育所有临床年(第5至第12学期)的学生报名参加这项研究。每学期约有200名学生;因此，邀请了1600名学生。医学生140人(男46人，女94人;平均年龄24.1岁，年龄范围20 ~ 33岁;回应率140/1600,8.8%)自愿参与(见 表1用于人口统计信息)。67.1%(94/140)的参与者为女医学生。男女医科学生的分布情况与德国全国平均水平一致，约三分之二的医科学生是女性[ 20.]。参加活动的学生可获得15欧元的奖金。科隆大学医学院伦理委员会批准了这项评价。机构审查委员会被告知，没有人反对。

采用前测后测设计分析了浮现对陈述性和程序性知识的影响。学生首先完成测量程序性和陈述性知识的问题。在学生玩完EMERGE之后，他们再次完成测量程序性和陈述性知识的问题。此外，在学生们玩完《浮现》后，他们还回答了几个问题，以衡量他们对《浮现》的印象。

在2017年12月和2018年1月，进行了35次游戏，每次持续90分钟，每次分配4名学生(本研究只有4台计算机可用)。在实验开始时，学生们受到实验者(FT)的欢迎。每台电脑对应着四种不同情况中的一种。学生们没有意识到计算机和案例场景之间的联系。学生们可以自由选择这四台电脑中的任何一台。在所有学生就座后，实验者指示他们完成20道选择题和客观结构化临床检查(OSCE)的书面问题。学生们有40分钟的时间来完成这些问题。在那之后，学生们被要求想象自己是真正急诊科的一年级实习生。学生们进一步被要求表现得好像他们的决定会产生真正的后果。在说明之后，实验者启动了EMERGE，并向他们介绍了EMERGE的一般控制。 At the beginning of the game, students started their session in the entrance hall of the emergency department. A virtual map showed students the way to one of the various rooms within the department ( 图1)，那里已经有两个虚拟病人在等着他们。学生们可以自由决定先与哪位病人互动。玩《浮现》的时间不受限制。学生平均玩了31.7分钟(标准差7.4)。在学生们对病人进行诊断和治疗或将他们转移到另一个部门进行治疗后，游戏结束。在游戏结束时，学生们听取了虚拟医生的汇报，医生告诉他们每个病人的正确诊断和治疗方法。在学生们玩完EMERGE之后，他们再次完成20道选择题和OSCE的书面问题。

为了增加研究的普遍性，并确保结果不局限于一种情况，我们创建了四个不同的临床病例:气胸、乙状结肠憩室炎、肠系膜缺血(容易)和肠系膜缺血(困难)。选择这些病例是因为它们是德国医科学生标准外科课程的一部分[ 21]。在科隆大学，外科课程分散在几个学期。在第二临床学期，学生们参加了主要的外科讲座，涵盖了本研究中使用的所有疾病的陈述性知识。此外，学生完成手术床边教学的第一部分。在临床第五学期，学生完成第二部分的外科床边教学。此外，作为科隆大学课程的一部分，临床学科贯穿医学院的整个6年(12个学期)，这使得学生在培训期间多次接受类似的培训。对于所有疾病，正确的诊断和治疗模式都在流程图中定义，如之前的一篇文章所述[ 22]。简而言之，这些流程图是最佳诊断和治疗工作流程的蓝图。学生的学习路径和蓝图之间的一致性构成了评估学生表现的基础。蓝图是根据每种疾病的出版指南[ 23- 25]。四个不同的临床病例被合并成四个不同的病例情景(见 文本框1)。在每种情况下，学生都有两种医疗条件。由于诊断肠系膜缺血需要深刻的临床推理和经验，故将此病分为易、难两种。易患者血清乳酸含量高，伴有心律失常。这些迹象是这种临床状况的有力指标。然而，没有与肠系膜缺血相关的实验室价值。一个功能正常的肝脏能够排除乳酸，即使是在严重缺血的情况下。因此，第二例患者无间接体征，如乳酸升高和心律失常。由于招募研究参与者的限制，只能测试四种不同的情况。气胸、乙状结肠憩室炎、肠系膜缺血(易)各2例。 The case of mesenteric ischemia (difficult) was only used once. Because only 140 students participated in the study, it was not possible to create a fifth case scenario with an additional 35 participants to repeat the mesenteric ischemia (difficult) case.

学生获得的陈述性知识是通过在使用EMERGE之前和之后立即问20个选择题来确定的。通过亚组分析测量研究年份对已有知识的影响(即一致性效度)。

学生在程序知识方面的收获是通过向学生展示来自欧安组织的一个修改的临床病例来衡量的，该病例描述了一个乙状结肠憩室炎患者。我们有意选择这种疾病作为分析对象。根据我们作为欧安组织主考官在我们大学的个人经验，这个案例是所有小插曲中最复杂的。由于这项研究持续了几个星期，预计参与者将交流知识和经验。为了不使参与者偏向乙状结肠憩室炎，只有一半玩EMERGE的学生在游戏中遇到乙状结肠憩室炎患者。在这个亚组中，我们能够测量治疗乙状结肠憩室炎患者对手术知识的影响。阅读案件的时间并不有限。在学生们阅读完案例后，他们被问到以下六个问题:

学生们必须写下他们的答案。答案与两位专家医生(RK和SC)根据现行医疗指南创建的蓝图进行比较，并相应地评分。答案由FT评分。所有三位作者(RK, SC和FT)讨论并解决了关键案例。间信度未计算。

实验装置的概述可以在 图2．多项选择题的前测和后测以及OSCE案例在EMERGE前后是相同的。

学生们还对10个陈述进行评分，以衡量他们使用EMERGE的三个不同方面的体验:(1)对EMERGE的总体印象，(2)EMERGE的可用性，以及(3)学生对电子学习和计算机的态度。这10个项目在之前基于web的沉浸式患者模拟器的研究中使用过[ 22]。学生们用6分的李克特量表对这些方面进行评分，从1(完全同意)到6(完全不同意)。对EMERGE的总体印象是通过以下陈述来衡量的:“使用EMERGE很有趣”，“EMERGE教授新知识”，“EMERGE为我的临床实践做好了准备”，“我会使用EMERGE”，以及“我对EMERGE的总体印象”。

EMERGE的可用性是用以下语句来衡量的:“EMERGE很容易学习”和“EMERGE很容易使用”。

学生对电子学习和电脑的态度是通过以下陈述来衡量的:“我每天都使用电脑”、“电脑、游戏机和手机是我的爱好”和“我主要通过书本来学习”(相反项)。

为了评估学生在陈述性知识方面的收获，每个临床病例给学生10个选择题。因为每个学生都有两个临床病例，学生们总共回答了20个选择题。学生们在玩EMERGE之前和之后都完成了同样的20个问题。对于每个学生，我们计算了他们正确回答问题的百分比。正确回答问题的百分比用混合方差分析进行分析。方差分析的效应大小用偏eta平方(η)表示²)。为了确定研究的样本量，进行了统计功效分析。这种统计能力分析不是基于先前研究的数据，而是基于对检测某些影响的能力和获得足够大样本的可行性之间的权衡的一般考虑。给定一个特定的效应大小(科恩) d)、功率和alpha，使用GPower (GPower 3.1)计算样本量。由于新教学方法的实施既昂贵又耗时，潜在的新教学方法应该有足够大的好处。然而，有希望的新教学方法不应被忽视。作为妥协，我们的研究需要有足够的能力来检测科恩的中等效应 d组内比较为0.3。用alpha=。05和功率=。80, the projected sample size needed to detect an effect of Cohen d组内比较的0.3为N=90 (GPower 3.1)。用alpha=。05和功率=。80, the projected sample size needed to detect a large effect (Cohen d组间比较N=64 /组(GPower 3.1)。

为了评估学生在程序知识方面的收获，我们向学生展示了一幅临床小品(乙状结肠憩室炎)，并就小品问了他们六个问题。学生们以书面形式提供答案。因为只有一半玩EMERGE的学生在游戏中遇到乙状结肠憩室炎患者，所以我们能够测量治疗乙状结肠憩室炎患者对程序知识的影响。

如果学生在前三个诊断中列出了正确的诊断，那么他们对第一个问题的回答就被评为正确。通过比较在前三个诊断中列出正确诊断的学生人数来评估程序知识的获得 之前在前三名诊断中列出正确诊断的学生的数量播放EMERGE 后在出现。使用广义估计方程(GEEs)比较玩EMERGE前后的学生人数。

在第二个问题中，使用混合方差分析分析了在玩EMERGE之前和之后询问的诊断问题的数量。

如果学生按照正确的顺序列出了所有诊断程序，那么他们对第三个问题的回答就被评为正确。使用GEEs对玩EMERGE游戏前后的正确答案进行比较。

如果学生对每一种情况提供了正确的治疗方法，那么他们对第四、第五和第六个问题的回答就被评为正确。使用GEEs对玩EMERGE游戏前后的正确答案进行比较。

对于所有相关分析，使用肯德尔tau (τ)作为相关性的稳健度量。数据分析使用SPSS version 25 (IBM Corp, Armonk, NY, USA)。

使用EMERGE对陈述性知识有积极的影响。选择题的正确率从玩EMERGE()前(平均60.4，标准差16.6)提高到玩EMERGE ( t₁₃₉= -13.92, P<措施, d= 1.25)。

为了检验陈述性知识在低年级和高年级学生之间是否存在差异，我们进行了2×7混合方差分析(time×semester)作为探索性分析。时间对正确答案的百分比有显著的主要影响( F_1133年= 130.67, P<措施,partial η²= .496)。这表明参与者在玩EMERGE后比玩之前回答了更多的问题。学期成绩也有显著的主要影响。 F_6133年= 4.76, P<措施,partial η²=.177)，这表明高学期的学生比低学期的学生答对了更多的问题。时间与学期之间也存在显著的交互作用。 F_6133年= 18.36, P<措施,partial η²=.453)，这表明玩EMERGE后的知识收获对于低年级的学生来说更大(见 图3)。知识获得(玩EMERGE后的正确答案百分比减去玩EMERGE前的正确答案百分比)与学期之间的负显著相关进一步支持了这一点(Kendall τ)₁₄₀= -0.298, P<措施)。

在2×2设计(time×sigmoid案例)中，使用GEEs分析学生在诊断准确性方面的收获。无显著影响(均为Wald χ²₁< 1.4)。有关描述性结果，请参见 表2．

为了检验是否有程序性知识的增加，我们在2×2混合方差分析(time×sigmoid病例)中比较了乙状结肠憩室炎病例在玩EMERGE之前和之后提出的诊断问题的数量。主要影响因素是时间( F_1138年= 20.20, P<措施,partial η²= .128)。所有其他的影响都不显著 F< .775)。这表明，与玩EMERGE之前(平均2.42，标准差1.38)相比，无论他们是否在游戏中出现乙状结肠憩室炎病例，学生在玩EMERGE后提出的诊断性问题明显更多(平均3.11，标准差1.65)。

为了测试玩EMERGE后正确诊断程序的顺序是否得到改善，我们在2×2设计(time×sigmoid案例)中使用GEEs进行了分析。时间有显著的主效应(beta= -2.54, Wald χ²₁= 13.5, P<措施)。其他影响均不显著(均为Wald χ²₁< 2.8)。这表明，无论在游戏中是否出现乙状结肠憩室炎病例，玩EMERGE后的学生选择正确诊断途径的比例(33/140,23.6%)高于玩EMERGE前的学生(7/140,5.0%)。

为了检验玩EMERGE后对乙状结肠穿孔性憩室炎病例的治疗建议是否有所改善，我们在2×2设计(time×sigmoid病例)中使用GEEs进行了分析。无显著的主效应或交互效应(均为Wald χ²₁< 0.9)。有关描述性结果，请参见 表2．

为了检验玩EMERGE后对非穿孔乙状结肠憩室炎病例的治疗建议是否有所改善，我们在2×2设计(time×sigmoid病例)中使用GEEs进行了分析。时间有显著影响(beta= -2.88, Wald χ²₁= 21.8 P<措施)。乙状结肠病例也有显著影响(β = -2.46, Wald χ²₁= 14.7, P<措施)。相互作用效应显著(β =2.51, Wald χ²₁= 14.5, P<措施)。为了打破这种相互作用的影响，卡方检验进行。在玩《浮现》游戏时，有67 / 70的学生(96%)在玩《浮现》游戏后给出了正确的治疗建议，而没有玩《浮现》游戏的学生中有46 / 70 (66%;χ²₁= 20.2, P<措施)。在玩EMERGE游戏前，两组间差异无统计学意义(χ²₁= 0.0, P= .87点)。

为了检验玩EMERGE后阑尾炎病例的治疗建议是否有所改善，我们在2×2设计(time×sigmoid病例)中使用GEEs进行了分析。无显著的主效应或交互效应(均为Wald χ²₁<0.2)，说明在玩EMERGE游戏前(133/140,95.0%)和玩EMERGE游戏后(135/140,96.4%)学生列出阑尾炎正确治疗方法的比例无差异。

学生们评价了他们对EMERGE的总体印象(Cronbach alpha=.805;平均值1.95，标准差0.71)EMERGE的可用性(Cronbach alpha=.851;平均1.62，标准差0.84)，以及他们对网络学习的态度(Cronbach alpha=.518;平均值2.66，标准差0.98)。 表3显示了学生对EMERGE印象的平均评分。作为 表4结果显示，学期与总体印象之间存在显著相关，表明低年级学生对EMERGE的印象比高年级学生更积极。在对EMERGE的总体印象和对其可用性的感知之间也存在显著的相关性。