设计和评估交互式多媒体网络模拟发展护士在急性护理护理能力:随机对照试验

简介

获得评估和管理急性病人的护理能力已被确定为急性护理医院的一个重要学习目标，以减少不良事件的发生，如心肺骤停[1，2］．先前的研究表明，在急性护理培训中使用基于人体模型的模拟的好处[3.，4］．由于模拟将学习者置于现实的情境中，因此它被认为是一种真实的学习活动，为学习者的现实生活工作做好准备。雷博将真实的活动描述为“允许学习者在与将要使用技能的环境相似的环境中练习技能的个人相关性体验”。5］．模拟中嵌入的真实学习活动使学习者能够在一个整体中发展知识、技能和态度，这有助于向未来现实生活中的工作环境转移[6］．然而，使用模拟开发和实现真实的学习环境往往受到模拟设施的可用性、训练有素的模拟教师的要求以及一次参与培训的学习者数量少的限制[7］．考虑到模拟的资源密集型性质，对于需要培训大量护士的机构来说，这将是一个挑战。尽管如此，随着基于web的学习(WBL)技术的发展，这些限制可以得到缓解。

随着技术的进步，WBL可以提供一个真实的学习环境，以响应护士在临床实践中的需求和经验。WBL获认可为终身学习及专业发展的重要教育工具[8］．以往的研究并未显示WBL与面对面学习在知识、技能和满意度的获取上有任何差异[9］．此外，护士认为WBL适合满足他们的工作条件和需求，包括相互冲突的工作时间表和密集的工作量[10］．

多媒体技术的进步使得真实学习活动的设计在WBL中越来越可行。多媒体是指提供视觉及文字资料的技术[11］．教学设计师可以使用文本、图形、音频和视频等媒体来模拟真实的环境，让学习者可以执行真实的任务。此外，多媒体技术使得在WBL中进行定位模拟(称为基于web的模拟)成为可能。一种方法是让学习者在评估驱动的基于目标的场景中扮演角色。12］．在医疗保健教育中，使用虚拟病人进行基于网络的模拟，以模拟真实的临床经验，现在很流行[13］．

对2000年至2014年间的文献进行了回顾，确定了18个基于网络的护理教育模拟课程，其中大多数涉及程序性患者护理方面的教学，其他则涉及人际沟通技能或设备使用技术技能。描述性研究报告显示，护理学生对基于网络的模拟的接受程度很高[14］．通过实验研究，一些基于网络的模拟与基于人体模型的模拟进行了比较。这些研究表明，在教授必要的技能和知识以培养合格的护理学生方面，基于网络的模拟至少与基于人体模型的模拟一样好，如果不是更好的话。[15，16］．由于现有的基于网络的模拟主要侧重于预先注册的卫生专业教育[14]，建议进一步研究在持续健康专业教育中使用网络模拟[17］．

在培训大批医院护士方面，基于网络的模拟似乎比基于人体模型的模拟更具成本效益。基于人体模型的模拟在急症护理本科护士中的成功实施，促使我们在医院护士的继续护理教育中开发另一种真实的学习策略[18］．WBL的使用在急性护理教育领域仍然是相当新的。WBL教学设计方法千差万别，需要研究找出最有效的方法[19］．因此，本研究的目的是描述一个交互式多媒体网络模拟的设计、开发和评估，以发展护士在急性护理护理中的能力。

方法

概述

Smith和Ragan开发的教学设计模型[20.]用于指导基于web的交互式多媒体仿真的设计、开发和评估。该模型侧重于三个关键活动:分析、战略和评估。

分析

学习者

目标学习者是已获得护理文凭或学士学位的注册护士。在护理重症患者时，注册护士在识别患者病情恶化、向医护人员传达评估结果以及在适当帮助到来之前提供及时和适当的干预方面发挥着重要作用。

学习目标

通过分析护士在护理急症患者中的角色，确定了三个具体的学习目标:(1)了解患者恶化的潜在生理体征，(2)识别和管理病情恶化的患者，(3)有效地沟通患者病情恶化。

学习任务

一个重要的学习任务，以帮助护士认识到患者恶化的早期迹象，包括理解生理代偿机制和病理生理基础上的变化，生命体征。在这里，“ABCDE”(气道、呼吸、循环、残疾和暴露/检查)和“ISBAR”(身份、情况、背景、评估和建议)助记符提供了指导护士评估、管理和报告患者病情恶化的框架。具体来说，ABCDE助记符鼓励采用系统的方法来识别和应对病情恶化的病房患者。ISBAR助记符为护士报告患者病情恶化提供了一个结构化的沟通工具。一个国家专家小组开发了一种评估工具，评估病房护士在应对患者病情恶化时执行任务的适宜性。学习任务改编自这个评估工具。国际护理和医学专家小组进一步验证了评估工具[21］．

学习环境

在新加坡一家急症护理医院实施了一项使用模拟的教育计划，以支持对患者病情恶化的早期识别和干预。尽管模拟培训有好处，但在对一大群护士实施这种培训时存在后勤和资源问题。护士教育工作者和医院管理人员强烈推荐了一种可以克服这些困难并适用于所有医院护士的有效学习策略。

策略

概述

学习目标指导着学习内容的发展。如图1，内容传递序列包括四个关键事件:(1)激发动机，(2)获取知识，(3)实践和反馈，(4)形成性评估(见多媒体附件1视频)。通过各种教学活动，包括动画视频、多媒体教学材料、虚拟病人模拟和在线测验，这些都是很方便的。

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刺激动机

为了激发学习者的学习动机，通过动画视频讲述了一个病人经历不良事件(心肺骤停)的故事。叙述强调，这种事件可以通过早期识别患者恶化来预防(图1一个)。

知识的获取

有关病人病情恶化的潜在生理迹象的信息，以动画的形式呈现在两位护士的谈话中(图1b).屏幕上的文字和插图用于解释评估、管理和报告急性病人所涉及的任务。这些绩效步骤是使用循证助记策略(图1c). ABCDE助记符用于帮助组织评估和管理病情恶化患者的步骤，ISBAR助记符用于显示病情恶化患者的报告步骤。从基于证据的实践中阐述这些步骤的基本原理，以帮助学习者理解为什么这些步骤是重要的，以及如何理解它们。透过插图及音频肺音，协助使用者了解事实(图1d)。

实践与反馈

虚拟病人模拟的目的是让学习者有机会获得与所学信息相关的实践经验。与急性医疗状况相关的常见恶化状况(例如，气道阻塞、呼吸困难、低血压、心动过速、少尿、意识改变和体温异常)被嵌入与虚拟患者入院不同日期发生的事件相关的五个模拟场景中(图1e).在每个场景中，学习者通过从ABCDE控制菜单中选择动作来模拟护士评估和管理恶化的虚拟患者的角色。包括生理变化在内的即时反馈被编入系统，以对学习者的行为做出反应。ISBAR控制菜单用于帮助学习者报告虚拟病人的恶化情况(图1f).在每个场景结束时，向学习者提出汇报问题，以帮助他们反思自己的经历。此外，使用评估工具，学习者会收到关于在模拟场景中采取的适当和不适当行动的反馈(图1g)。

形成性评价

形成性评估与模拟活动无缝集成。学习者在每个场景中的表现都使用经过验证的评估工具进行评分。构建与每个模拟场景相关的多项选择题，以评估学习者对主题内容的知识(图1h)。

评价

设计及取样

2013年11月至12月进行了一项前瞻性随机对照试验(RCT)，采用前测-后测设计。新加坡国立大学人类研究伦理委员会批准了这项研究。从新加坡一家急诊三级医院招募了70名注册护士，工作经验不足5年，在普通病房工作。60名参与者(每组30人)的样本被认为足以达到5%显著性水平的统计效力[20.］．考虑到10%的流失率，每组总共招募了35名参与者。他们被随机分配到实验组(N=35)和对照组(N=35)，使用计算机化随机数发生器。然而，对照组中有3名参与者没有参加研究，剩下32名参与者。所有参与者都得到了一份参与者信息表，说明了研究的目的。

过程

图2描述了研究过程的流程。所有参与者都完成了一份关于人口统计信息的问卷。参与者在大学模拟实验室进行了基于模拟的评估，并进行了性能预测试。他们戴上帽子，穿上长袍，戴上面具，以隐藏自己的身份。在模拟设置的指导下，每个参与者都得到了一个测试场景，患者模拟器显示临床恶化的迹象和症状。每个参与者都有15分钟的时间来评估和管理恶化的患者模拟器。整个模拟过程被录像记录下来。在性能预测结束后，实验组的参与者被单独带到一个装有计算机的房间，进行3小时的网络模拟。在完成学习后，参与者被要求完成一份问卷，以评估他们对基于网络的模拟的看法。在前测和干预后约一周，两组参与者计划分别进行基于模拟的评估的绩效后测，这与绩效前测相似。

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数据收集和仪器

研究人员使用一种被称为RAPIDS(在恶化情况下抢救患者)的有效工具观察并评估记录的表现。RAPIDS工具的心理测量特性，包括内容和结构效度，以及评分者间的信度，已在先前的研究中进行了测试和支持[21］．在录制的视频中，30%(20/67)是在本研究中随机选择的，由另一名研究人员重新播放。两个评分者之间有很好的信度，类内相关系数(ICC)为0.98 (95% CI 0.95-0.99)。

一个包含四个子量表(系统质量、信息质量、用户满意度和净效益)的18项量表被用于探索参与者对基于web的模拟的看法。该量表由e-learning systems success (ELSS)量表改编而成[22］．该研究获得了该量表的高内部一致性，Cronbach alpha为0.97。增加了两个问题，以便发表开放式评论。

数据分析

描述性统计计算人口变量和参与者的感知基于网络的模拟。两组间人口统计学特征的差异由卡方检验和t测试。使用ICC评估评分者之间的信度。基线和后测分数之间的变化由配对测试来确定t测试。以基线评分作为协变量，进行协方差分析(ANCOVA)来评估各组间的后测评分。对两个开放式问题的评论进行了编码，并对重复出现的主题进行了分析。

结果

参与者以女性(97%)和中国人(62.7%)居多，平均年龄25.58岁(SD 3.19)。人口统计特征，包括性别(P=1.00)，种族(P=.98)，年龄(P=.12)，工作经验(P=.10)，以及最高资格(P=.40)两组参与者的结果相似。这支持了两组参与者的随机性和同质性。

图3结果表明，实验组和对照组的临床表现前测得分无显著差异。在组内，实验组的临床表现测试后得分显著高于测试前得分(P<措施)。对照组的临床表现前测和后测得分无显著差异。组间比较发现显著较高的临床表现后测试分数(P在控制前测分数后，实验组的得分高于对照组。001)。

参与者评分(实验组)在7分制量表上的平均得分表明，他们对基于web的模拟非常满意(平均6.00,SD 0.79)，对系统质量(平均6.04,SD 0.68)和信息(平均5.13,SD 0.62)表示肯定，对项目的净效益(平均6.11,SD 0.71)高度评价。

关于基于web的模拟最有价值的方面的书面评论中出现了三个主题和类别:(1)与实践相关，因为它提供了有用的信息(即“提供了对我们护士非常有用的具体信息”)，并允许在实践环境中应用(即“可以应用于现实生活中”)，(2)教学策略，包括动画、电子模拟和助记法(即“ABCDE和ISBAR”使其简单易懂”)，通过获得的知识培养解决问题的能力(即“了解早期恶化的迹象和症状”)，(3)批判性思维的运用(即“运用批判性思维选择合适的护理评估和干预措施”)。在改进WBL节目方面出现了三个主要主题:更多的变化、更多的信息和技术特色。

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讨论

主要研究结果

这项随机对照研究为基于网络的模拟在提高医院护士的急性护理能力方面的有效性提供了证据。这些能力的发展要求医院护士应用和整合广泛的知识、技能和态度。在这项研究中，我们开发了一个基于网络的模拟，为学习者在真实的学习环境中进行真实的护理活动提供了机会。真实活动是学习者在解决现实问题时执行的任务。23］．开发了一个类似医院病房的真实环境，以增强学习体验。真实的学习环境通过提供反映知识和技能在实际生活中使用方式的背景，激励学习者发展与他们的工作生活相关的能力[24］．

除了现实世界的相关性之外，从教学设计模型中提取的各种教学策略被纳入基于网络的模拟中，以培养护士的临床能力。护士重视教学策略以及通过学习过程培养的解决问题的技能。学习过程应用了一系列领域的理论，包括认知过载、动机和多媒体学习。这一过程从激发学习者的动机开始，然后通过使用动画、视频、文本、音频和插图等多媒体来获得学习任务的事实知识。整合各种活动以获得和维持学习者注意力的重要性被确定为教学设计动机模型的关键要素[25］．事实知识的习得通过使用助记法(ABCDE和ISBAR)来辅助学习者的心智模型和认知辅助[26］．

借鉴经验学习理论[27]，网络模拟中的虚拟病人为学习者提供了在多个场景中实践知识的机会。每个场景都涉及到知识的应用，通过收集和整合患者评估数据来解决恶化的虚拟患者的问题，从而得出护理诊断并提供护理干预。在专业健康教育中使用虚拟病人被归因于临床推理的发展[28-30.］．本研究的结果揭示了在临床胜任力的习得中应用几种基于测试理论的教学设计策略的有效性。这就要求教育工作者在电子学习的设计和实施中应用这些策略。

我们的发现与之前的几项研究一致，这些研究表明，与没有干预相比，WBL在改善学习结果方面是有效的[9，31］．虽然先前研究的证据并没有表明WBL优于其他非计算机训练方法，但它已被证明至少与教师指导的方法一样好，如果不是更好的话[32]包括以人体模型为基础的模拟[15］．我们的研究表明，随着多媒体技术的进步，通过使用虚拟病人，可以将基于人体模型的模拟功能构建到基于web的模拟中。一项系统回顾发现，使用包括互动性、练习练习、重复和反馈在内的教学设计特征可以对学习结果产生有利影响[32］．这些特征也应用于基于人体模型的模拟，并被应用于虚拟患者的设计中。学习者有机会在多种多样的场景中与虚拟病人接触，使他们能够获得重复练习。提供各种类型反馈的能力，包括验证(例如，验证学习者的行为)和详细的反馈(例如，详细的解释式反馈)，被纳入虚拟患者的设计中。“有多个例子和反馈的刻意练习”被强调为获得临床能力的最佳方法[33］．因此，很明显，这个基于网络的模拟中的虚拟病人对提高学习者的临床能力有重大影响。

参与者对基于网络的模拟的积极评价，以及他们学习成果的改善，与基于人体模型的模拟在急性护理培训中的有效性的研究结果一致[2，3.］．然而，与基于人体模型的模拟相比，基于网络的模拟在需要培训大量学习者的机构中是一个可行的选择。考虑到模拟设施、辅助器和小组学习的需求，基于人体模型的模拟在提供可扩展和可持续的培训方面存在限制[34］．相比之下，基于网络的模拟允许重复训练，这对于实现长期保持临床能力是绝对必要的[7］．尽管基于web的仿真比基于人体模型的仿真约束更少，但它不应被视为基于人体模型的仿真的替代品。与基于网络的模拟不同，基于人体模型的模拟在现实和动态的情况下提供“动手”的动觉学习，这被认为是为护士的实际工作做好准备。两者都是不同的学习策略，但可以作为互补的学习工具，形成混合学习策略的一部分，以优化临床能力的增益[7，35］．

优势与局限

采用严格的随机对照研究(RCT)方法评估学习效果。然而，证据的质量可能会受到无干预对照组的限制。考虑到这项研究正在为医院护士开发一种新的WBL项目，在创新的早期阶段，无干预对照研究仍然被认为是有价值的。调查评估，特别是定性数据，揭示了该计划的价值和如何加强它。在未来的研究中，可以对其他WBL教学设计进行比较，以提高未来的课程质量。我们使用经过验证和测试的仪器测试学习者的临床表现。然而，由于逻辑限制，我们没有测量临床表现的长期保留，这可能会随着时间的推移而恶化。未来的研究可以在更长的时间内评估这种能力。目前的研究可能已经显示了基于web的模拟在将基于web的学习转移到模拟环境中的有效性。展望未来，未来的研究可以通过评估实践中的护士行为及其对患者护理的影响来确定该计划在实际临床实践中的高阶结果。

结论

医疗保健服务的变化意味着护士教育工作者需要确保所有医院护士在急性护理方面的能力，以获得最佳的患者护理结果。在本研究中，我们描述了如何有效地实施基于网络的模拟来创建一个真实的护理活动，以培养医院护士的急性护理能力。基于测试理论的一系列广泛的教学策略，包括动画视频、多媒体教学材料、虚拟病人和在线测验，被纳入交互式多媒体网络模拟。通过一项随机对照研究，我们证明了基于网络的模拟在培养护士临床能力方面的有效性。本研究为医院护士接受此基于网络的模拟继续护理教育提供证据。护士教育工作者可以使用基于网络的学习技术来提高教育干预的效率和效果，以应对教学挑战，特别是那些由基于人体模型的模拟提出的挑战。作为混合学习策略的一部分，需要进行更多的研究，通过调整和优化基于网络的模拟与其他教育技术的使用来有效地使用网络模拟。