护理教育中的临床虚拟模拟:随机对照试验

简介

护理教育

护理专业学生的教育一直是政府、卫生教育工作者、卫生管理者和学生自身的挑战，以确保学习和临床实践的质量和安全。

21世纪的学生每天都在使用信息和通信技术(ICT)成长。信息和通信技术的使用导致不同的学习过程和信息结构过程[1］．

教授和管理人员应该记住，这些学生能够实时访问信息，使用并行过程和多任务;此外，比起文字，他们更喜欢图形，他们在网络上的表现最好，他们需要即时的满足和频繁的奖励。2］．

这些学生的资讯及通讯科技技能，需要以建构主义健康教育范式为基础，创新健康教育的教学策略[3.］．如今，教授扮演着学习促进者的角色，而不是简单的“讲师”，他们将学生视为积极的学习者，能够将个人经历归因于个人意义，并随着时间的推移建立自己的知识。一个以挑战和学习目标为基础的积极和建设性的教育环境，将促进更深入的学习，强调理解和应用知识，而不是记忆和回忆[4-8］．

模拟技术的创新使高保真仿真器得以使用，支持了健康教育范式的改变。使用高保真模拟仪器提高了临床实践中知识和技能的获取，并加强了质量和安全[3.，9-15］．然而，我们一直面临着模拟器不断增加的成本、空间管理的困难和可用的临床场景数量少的挑战。

临床虚拟仿真

数字和虚拟技术的发展为使用虚拟病人重建现实生活提供了便利[16在电脑触摸屏上显示(临床虚拟模拟)。临床虚拟模拟是在计算机屏幕上描绘的现实的再现，它涉及真人操作模拟系统。这是一种通过锻炼人们的决策、运动控制和沟通技能而将他们置于中心角色的模拟类型。11］．临床虚拟模拟在动态和沉浸式临床环境中使用虚拟患者，范围从院前环境到社区环境(图1而且2)．该概念是基于虚拟病人通过各种多媒体，基于屏幕的互动[17以及由生理算法支持的动态患者场景。临床虚拟模拟增加互动和反馈[18，提高自我效能感和使用者的满意程度[19］．在护理能力培养中使用临床虚拟模拟可提高绩效[20.和与精神运动技能相关的能力[21，批判性思维[22，临床技能[23]和决策[17］．

临床虚拟模拟的最新技术进步提高了真实感和动态交互，可以在触摸屏桌上或Web上描绘数以千计的临床场景。然而，目前对其在学生学习满意度、自我效能、知识记忆和临床推理等方面的效果知之甚少，特别是在使用最新的临床虚拟模拟技术时。

作为健康领域的教授，我们关注学生的学习满意度和有效的学习成果[13］．本研究旨在评估临床虚拟模拟在提高护生学习满意度、自我效能感、知识记忆及临床推理能力方面的成效。

方法

2017年3月至5月期间进行了一项随机对照试验和一项前瞻性和分析性研究，包括一次前试验和两次后试验。

参与者和分配过程

参与者是葡萄牙波尔图护理学院二年级的志愿毕业生，选修了“身体反应1”(呼吸、心脏和泌尿系统)课程。这项研究是通过向所有学生提供的选修课来完成的。所有参加课程的学生(N=128)都通过电子邮件被邀请成为研究的志愿者。那些自愿参加实验的人被邀请参加一个有56名学生志愿者参加的初步会议，所有人都接受了邀请并给予了知情同意。志愿者们填写了一份包含社会人口学和学生数据的问卷(当前课程的平均成绩，欧洲学分转换系统取得的护理学位学分的数量，入学学位课程所需的平均成绩);这些数据被用于随机化过程。学生的匿名化是通过分配一个由学生选择的6位数的数字来完成的，研究人员不可能识别学生的身份。

研究样本量的确定考虑了1尾，未配对t检验，I型误差为0.05，统计幂为0.80，效应量为d= 0.80。使用G *力量3 (24这项研究总共需要42名学生，每组21人。

学生被分配到每个组通过一个简单的随机分配使用IBM SPSS统计24版本。

‎ 把这个图

在第一次会议一周后(在随机化过程之后)，所有56名志愿者学生被邀请参加另一次会议，该会议立即在干预之前举行。在第二次会议上，邀请学生进行第一次知识和临床推理测试(干预- a0前的评估)。在此之后，根据身份证号(只有学生能够识别)，学生被引导到教室，在那里他们被告知他们被分配到哪个组。

两组都接受了45分钟的实验课，目的是激活知识和发展与无效气道清除和缺氧有关的呼吸过程领域的临床推理技能。实验组采用基于案例的学习方法，由常规学科教师提供临床虚拟模拟器场景(Body interaction)。

临床虚拟模拟器(身体交互)展示了由生理算法支持的虚拟患者，该算法可以根据用户干预重新创建动态健康状况。临床场景由简报启动;随后，用户可以通过对话与虚拟患者进行交互，监测生理参数、观察和体检、补充检查的处方和/或分析、干预和/或药理治疗的处方。对临床病例的反应和发展是动态的，取决于所作的决定。临床病例的结束取决于场景的成功解决或已经过的时间(由用户定义)。仿真结束后，给出了一个鉴别诊断界面。在模拟结束后，模拟器提供了一个报告工具，其中可以分析3类信息:模拟报告、模拟时间轴和性能报告。在仿真报告中给出了正确的鉴别诊断方法和用户选择的方法。所有实施的手术和血流动力学结果都在时间轴上显示，以及所有需要的辅助诊断检查。在模拟报告中，对三类信息给出了性能评分:体检、诊断和治疗活动。 In each 1 of these categories, the decisions made and their appropriacy are presented, as well as the best decision, on the basis of the evidence. The debriefing tool also provides the scientific references that support the clinical scenario and its optimal resolution.

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对照组接受了45分钟的实验课，目标相同，使用相同的基于案例的学习方法，但使用了低保真度的模拟器和现实的环境(教学策略已经在护士学校使用)，全程由常规学科老师指导。两组学生均采用简报(5分钟)、模拟(20分钟)、汇报(20分钟)的模拟教学策略，结构和内容相同。

干预结束后(实验课)，所有学生立即被邀请参加第二次测试(干预后评估- a1)， 2个月后，再次被邀请参加第三次测试(评估跟进- a2)。

在所有的知识评估中，我们使用了相同的真假和多项选择测试，这是由通常的课程讲师开发的。这些知识评估基于与应用于特定场景的临床推理内在相关的特征。在两组干预后立即进行的评估中，我们还评估了学生对模拟的满意度和自我效能感的总体感知。

学生满意度评估采用葡萄牙文版本[25的“学习者对模拟工具的满意度”[19，李克特10分制量表。他们对自我效能感的评估采用了葡萄牙语版本[26]的一般自我效能感量表[27，李克特量表5分制。量表的Cronbach alpha系数已在表1．

数据分析

我们使用Lilliefors校正进行Kolmogorov-Smirnov检验以检验正态性假设。在研究的3个变量中，我们得到了统计学上不显著的结果，这意味着满足正态性假设。

研究的主要变量(知识发展和临床推理)是通过干预前后评估的差异获得的。正值表明两个评估之间的改善。

为了比较研究中相关变量的两组，我们使用了未配对t学生比较平均数。

当方差齐性假设被违反时，使用Welch修正。

采用多变量方差分析(MANOVA)对3个测量点的两组进行比较。

结果被认为具有统计学意义P <.05，关于效应量测量，科恩标准(1988)[29]被认为是对量级效应大小的排序(科恩d: 0.2 -小、0.5 -中、0.8 -大;部分eta平方:0.02 -小，0.13 -中，0.26 -大)。

该研究由波尔图护理学院伦理委员会批准，编号为2017/1。本随机对照试验不具有试验标识符，因为在本研究的背景下，它不是法律要求的。

结果

共有42名本科二年级学生参与了本研究，实验组21名，对照组21名。学生平均年龄19.9 (SD 1.99)岁，95%(40/42)为女性。流程图(图3)表示随机化和分配过程。表2显示所分析变量的结果。

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知识保持与学习满意度

学生的成绩t测试显示，干预后的知识保留存在统计学上的显著差异(t₄₀=−3.656;P=措施;d=1.13)， 2个月后的知识保留率(t₄₀=−2.439;P= .02点;d=0.75)，学习满意度(t₄₀=−4.309;P<措施;d= 1.33)。实验组学生在知识记忆和学习满意度方面均优于对照组学生。科恩的价值d加强干预的规模效应。

MANOVA结果对时间有显著性(皮莱痕量;F_{2, 39}= 13.4,P＜.001，partial eta squared=.407) and for the interaction term time x group (F_{2, 39}= 4.45,P=。02，partial eta squared=.186), indicating that there are differences in the students’ levels of knowledge across time and that those differences are group dependent. Differences among moments were tested through a Bonferroni test, and significant results were observed for A0-A1 (P<.001)，适用于A0-A2 (P=.02)，但A1-A2 (P> 0;干预前a0 -评估，干预后a1 -评估，a2 -评估随访)。在不同时间组的比较中，观察到A0-A1 (P<.001)，适用于A0-A2 (P=.01)，但A1-A2 (P=综合成绩)。对照组(A0-A1:P=。44，A0-A2:P=。99，A1-A2:P> 0)。

自我效能感知觉

在自我效能感方面，两组之间的结果没有统计学差异:t₄₀=−0.174,P= 9,d= 0.054。

在3个测量点，该组的整体效果也有统计学意义的结果:F_{1, 40}= 10.2,P=。003.，partial eta squared=.204. These results indicate that 20.4% of students’ scores across the 3 measurement points are explained by the group to which the students were assigned.

讨论

主要研究结果

本研究表明，临床虚拟模拟随着时间的推移(2个月)改善了知识的留存和初步临床推理，提高了学生的学习满意度，而不影响总体效率的感知。临床虚拟模拟使学生在研究背景下的知识记忆和临床推理能力提高了20.4%。本研究表明，临床虚拟模拟是一种教学策略，它与简报、模拟和汇报等其他策略相结合，可以提高初始知识保留率和随时间推移的知识保留率。临床虚拟模拟也提高了护生对学习体验的满意度。这些结果揭示了临床虚拟模拟与新一代的期望和学习方式的契合。临床虚拟模拟教学策略在提高知识记忆、临床推理和学生满意度方面的效果符合21世纪护生的特点。21世纪的护理专业学生已经表现出使用临床虚拟模拟的高度有用性、易用性和意愿[30.］．此外，本文现在表明，使用临床虚拟模拟可以提高知识的记忆，临床推理和学习满意度。

这些结果与其他研究的结果是一致的，在那些研究中，作者发现知识水平[31-33]和满意程度[14]随着学习过程的改进，使用了虚拟仿真。

临床虚拟模拟将游戏和基于问题的学习等策略结合在一起，使用交互式和动态的三维技术，鼓励积极和批判性的基于行动的学习。

我们没有发现使用该策略的学生在自我效能感感知上有任何差异。这与班杜拉的[34自我效能感理论，该理论认为，自我效能感的感知是不同变量随时间相互作用的结果，在本研究中，只有1个班级进行了1次干预。

护理教学中的临床虚拟模拟

临床虚拟模拟是一种补充性的教学策略，它提供了机会，通过接触大量的临床场景来提高学生的临床推理技能。临床虚拟模拟作为一种教学策略应与课堂上的其他教学策略相结合和协调[35，36]和其他资源，如在我们的模拟实验室中使用的高、中、低技术模拟器，以最大限度地发展学生的认知、情感和精神运动技能。

这项研究与Berman及其同事的著作是一致的。17］．临床虚拟模拟是一种交互式学习策略，它捕捉了学生的内在动机和满意度，并专注于基础知识的应用，面向临床学习挑战，重新创建临床场景，学生将在未来的临床环境中面临。它允许基于能力的教育和评估，从而实现更深层次的学习和临床专业知识的发展。临床虚拟模拟有助于减少临床差错，提高卫生保健的安全和质量。

临床虚拟模拟应对了管理实验室空间的困难，使教学机构能够扩大可供学生培训的临床场景的数量。临床虚拟模拟使课堂情境下的培训成为可能，并扩大了Web环境中场景的可用性，根据我们的经验，这一特性使接受单独培训的学生数量大幅增加，并显著降低了每个学生使用模拟的成本。

由于本研究的局限性，我们发现该研究只在一个单一的背景下进行，对象是二年级的护理学生，并且只在一个单一的课程上进行，内容只与呼吸过程有关。我们还判断随访时间太短，无法充分评估随时间的知识保留情况。

鉴于这些有希望的结果，我们建议在不同的健康科学课程上采用多中心和前瞻性的设计来复制本研究。

结论

临床虚拟模拟教学是一种有利于提高知识记忆的教学策略，有助于提高学生的满意度。

本文揭示了临床虚拟模拟在护理教育中的作用，帮助卫生领域的教授认识到其教学的实用性和适宜性。

这些结果表明，临床虚拟模拟有可能成为一种有效的教学策略，以建立一个支持下一代护理提供者临床能力发展的教育环境，有助于改善卫生保健的安全和质量。