林丹，戎有和，孟娣娟，孫蓉，張藝雄，潘婭嵐

科研項(xiàng)目：江蘇高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目(2019SJA0327)；南京中醫(yī)藥大學(xué)“江蘇高校護(hù)理學(xué)優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目”(2019YSHL030)；南京中醫(yī)藥大學(xué)江蘇省“青藍(lán)工程”護(hù)理學(xué)專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)開放課題資助項(xiàng)目(NZYHLXPPQL2019-15)

收稿：2020-10-07；修回：2020-12-21

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是利用計(jì)算機(jī)生成視聽觸嗅一體化的虛擬系統(tǒng)，學(xué)生在可控條件下進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)人與虛擬世界的交互，感受三維空間環(huán)境的逼真性以及實(shí)時(shí)交互反應(yīng)的逼真性，具有真實(shí)性、交互性、顯隱性、廣用性等特點(diǎn)[1-2]。同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生完成高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)踐項(xiàng)目，并不受空間、時(shí)間、人力等條件制約，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充[3]。近年來，在國內(nèi)高校本科教學(xué)中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研發(fā)普遍開展[1]?，F(xiàn)已有部分高校構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于護(hù)理教學(xué)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)創(chuàng)新、護(hù)理教育及臨床護(hù)理中的作用日益突出[4-5]。其中，學(xué)生參與度是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生命力所在[1]。學(xué)生參與度是指學(xué)生在學(xué)習(xí)中付出的時(shí)間和努力程度，以及學(xué)校為促進(jìn)學(xué)生參與教育活動(dòng)所創(chuàng)造的服務(wù)與條件[6]。南京中醫(yī)藥大學(xué)于2020年2～3月在《急救護(hù)理學(xué)》課程中開展線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本研究調(diào)查虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生參與度情況，了解基于生態(tài)學(xué)原理的學(xué)生參與度影響因素，為采取針對性措施提高虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生參與度提供依據(jù)，報(bào)告如下。

1 對象與方法

1.1對象 采用整群抽樣法，選取南京中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生210名。納入標(biāo)準(zhǔn)：具備在線學(xué)習(xí)的環(huán)境與硬件條件；之前未接受過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自主完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；知情同意，自愿參加調(diào)查。參與調(diào)查的學(xué)生中女180名(85.7%)，男30名(14.3%)；年齡19～22(20.8±0.9)歲。

1.2方法

1.2.1教學(xué)方法 受新冠肺炎疫情影響，在完成《急救護(hù)理學(xué)》相關(guān)理論知識(shí)授課之后，運(yùn)用國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)http://www.ilab-x.com/，采用國家認(rèn)定項(xiàng)目——吉林醫(yī)藥學(xué)院開發(fā)的《生命支持虛擬仿真綜合實(shí)訓(xùn)》軟件，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。該軟件利用現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)虛擬急救場景。學(xué)生通過人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)不同虛擬場景中的救護(hù)，培養(yǎng)臨床思維。同時(shí)，軟件提供相關(guān)教學(xué)資源，如操作視頻、動(dòng)畫等。教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)生命支持與高級(jí)生命支持。其中，理論為6個(gè)課時(shí)，40 min/課時(shí)，共計(jì)240 min。在1周的自主學(xué)習(xí)準(zhǔn)備后，學(xué)生進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為8個(gè)課時(shí)，40 min/課時(shí)，共計(jì)320 min，2周內(nèi)完成教學(xué)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：完成相關(guān)理論知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固；熟悉課前導(dǎo)學(xué)資料，包括資源鏈接、操作說明、常見答疑等；測試目標(biāo)網(wǎng)頁瀏覽及人機(jī)交互情況(網(wǎng)絡(luò)寬帶速度要求2 M以上。軟件采用邊使用邊下載的技術(shù)模式，一般寬帶用戶均可正常訪問)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排為統(tǒng)一上課。學(xué)生自主探索，完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。教師在騰訊會(huì)議、QQ教學(xué)群等及時(shí)答疑解惑，與學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)同步，便于了解學(xué)生的掌握情況。學(xué)生操作結(jié)束后，教師對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行示范操作，并結(jié)合學(xué)生掌握情況開展討論。課后，學(xué)生需再次完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可多次重復(fù)進(jìn)行，選擇最滿意的成績提交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

1.2.2調(diào)查方法 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布匿名問卷調(diào)查，要求學(xué)生1周內(nèi)完成。參與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)生為210名，共收回210份問卷，問卷回收率為100%，有效率為100%。調(diào)查工具包括：①實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與情況調(diào)查表。包括年齡、性別、學(xué)習(xí)時(shí)間(包括課前、課后)、對教學(xué)方法的喜歡程度、對學(xué)習(xí)效果的滿意程度、參與度數(shù)字評分。參與度采用數(shù)字模擬評分法，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中的參與總體感受。問卷提供數(shù)字標(biāo)尺，0分為完全不參與，10分為完全參與。學(xué)生根據(jù)自己的體驗(yàn)，自主選擇0～10任一數(shù)字作為自評參與度得分。參考相關(guān)文獻(xiàn)[7]，以總分的80%和60%為界，將自評得分劃分為高、中、低三個(gè)水平，即>8分為高水平，6～8分為中等水平，<6分為低水平。②虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生態(tài)學(xué)因素調(diào)查表?；诮逃鷳B(tài)學(xué)理論[8]，線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)由學(xué)生、平臺(tái)資源、教師方面組成。參考相關(guān)文獻(xiàn)[9]，課題組討論修訂陳毓穎[8]編制的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)因素調(diào)查表，去除虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中未涉及的相關(guān)條目，包括課件資源、課程材料等，最終形成的問卷分為學(xué)生、平臺(tái)、教師3個(gè)維度，共計(jì)23個(gè)條目。其中，學(xué)生維度共有14個(gè)條目，具體分為自我管理(3個(gè)條目)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)(4個(gè)條目)、自我效能感(3個(gè)條目)、交互情況(4個(gè)條目)；平臺(tái)維度5個(gè)條目(包括平臺(tái)工具、教學(xué)資源)；教師維度4個(gè)條目(包括教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)組織)。問卷均由學(xué)生自評，各條目采用Likert 5級(jí)評分法，非常不符合、不太符合、不確定、比較符合、非常符合依次賦予1～5分。分?jǐn)?shù)越高，說明該條目做得越好。本研究計(jì)算得分率(平均得分/理論最大值×100%)，反映各維度平均得分水平的高低。本研究測得問卷的Cronbach′s α為0.930，折半信度為0.902。

1.2.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差描述，計(jì)數(shù)資料采用百分比描述，行Pearson相關(guān)性分析、多元線性回歸分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與情況 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)間(包括課前、課后)：30 min內(nèi)為6人(2.9%)，30～min 53人(25.2%)，60～min 91人(43.3%)，>120 min 60人(28.6%)。對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的態(tài)度中，不喜歡24人(11.4%)，不確定58人(27.6%)，喜歡128人(61.0%)。對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的滿意程度中，不滿意21人(10.0%)，不確定49人(23.3%)，滿意140人(66.7%)。學(xué)生自評參與度得分為5～10(7.83±1.86)分，為中等水平。

2.2參與度與學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)因素的相關(guān)性分析 見表1。

表1 參與度與學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)因素的相關(guān)性(n=210)

2.3學(xué)生參與度影響因素的多元線性回歸分析 以參與度得分為因變量，將生態(tài)學(xué)因素調(diào)查結(jié)果作為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析(α入=0.05，α出=0.10)，結(jié)果自我管理和自我效能進(jìn)入回歸方程，見表3。

表2 參與度得分的生態(tài)學(xué)影響因素多元線性回歸分析結(jié)果

3 討論

3.1生態(tài)學(xué)因素對學(xué)生參與度研究的意義 生態(tài)學(xué)是一門研究生物及其生存環(huán)境的相互作用和相互促進(jìn)演化關(guān)系的學(xué)科[10]。美國哥倫比亞大學(xué)的Lawrence Cremin在1976年發(fā)布的專著《Public Education》中首次提出“教育生態(tài)學(xué)”的觀點(diǎn)。隨著這一開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，生態(tài)學(xué)理論和方法逐漸應(yīng)用延伸到教育領(lǐng)域并得到較為廣泛的關(guān)注[11]。高校教育生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為育人整體性、環(huán)境適應(yīng)性、動(dòng)態(tài)發(fā)展性的特征，對以學(xué)生為中心的教育工作具有指導(dǎo)和啟示意義[11]，為學(xué)生參與度以及提升策略的研究提供了新思路。在線上學(xué)習(xí)活動(dòng)中，由學(xué)生、教師、平臺(tái)構(gòu)成了教育生態(tài)系統(tǒng)，每個(gè)生態(tài)因素的變化影響學(xué)習(xí)參與行為[8]。在前期研究中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生參與度可作為教學(xué)活動(dòng)的過程性評價(jià)指標(biāo)[12]。采用生態(tài)因素探討學(xué)生參與度，不僅能有效改善教育生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，而且促進(jìn)教育質(zhì)量的提升[13]。因此，本研究以生態(tài)學(xué)思想和原理為指導(dǎo)，分析生態(tài)學(xué)因素對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生參與度的影響以及參與度的生態(tài)特征。

3.2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中學(xué)生參與度的測量 目前對學(xué)生參與度的常見評價(jià)方法有問卷調(diào)查法、行為觀察法、量表、工作樣本分析和案例質(zhì)性研究等。大多數(shù)學(xué)者采用問卷調(diào)查的方法，從學(xué)生參與的認(rèn)知、行為、情感這三方面來測量。學(xué)者們使用的問卷種類頗多，其中受到各個(gè)國家廣泛認(rèn)可的、問卷嚴(yán)密且信息最豐富的是在美國推行的全國學(xué)生學(xué)習(xí)參與度調(diào)查(National Survey of Student Engagement,NSSE)[14]。

Bouvier等[15]將虛擬仿真學(xué)習(xí)參與度定義為：為了達(dá)成特定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，圍繞教學(xué)活動(dòng)投入情感與展開思考的意愿。由于虛擬仿真參與度更多體現(xiàn)的是學(xué)生的主觀感受，因此在調(diào)查問卷被廣泛使用的同時(shí)也暴露了一些不足。調(diào)查問卷是由學(xué)生填寫，所以數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性主要靠學(xué)生能不能真實(shí)地認(rèn)清自己在認(rèn)知、行為、情感這三方面的參與程度以及是否能準(zhǔn)確的理解問卷中的題目含義，由于不同學(xué)生的認(rèn)知差異較大所以調(diào)查問卷的效度還不能得到很好的保證[14]。數(shù)字評分法，在滿意度測量、疼痛評估中有著廣泛應(yīng)用，并有良好的重測信度和評測者間信度[16]。前期研究結(jié)果顯示，參與數(shù)字評分法與調(diào)查問卷得分存在正相關(guān)[17]。因此，本研究將數(shù)字評分法應(yīng)用于虛擬仿真參與度評價(jià)，直觀、可靠地反映學(xué)生的內(nèi)心體驗(yàn)與學(xué)習(xí)投入。

3.3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生參與度分析 國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為，虛擬仿真是提高學(xué)生參與度的有效教學(xué)方法[18-21]。使用虛擬仿真教學(xué)的學(xué)生參與度高于傳統(tǒng)教學(xué)[19]。本研究結(jié)果顯示，學(xué)生自評參與度得分為5～10(7.83±1.86)分，為中等水平，與在線學(xué)習(xí)的參與度研究結(jié)果一致[22-23]。本組學(xué)生對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)不喜歡的24人(11.4%)，對學(xué)習(xí)效果不滿意21人(10.0%)，說明本次開展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)對少部分學(xué)生效果不佳。其原因可能與這部分學(xué)生缺乏對該教學(xué)方法的了解、準(zhǔn)備度不足、每次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)花費(fèi)的時(shí)間較長(>120 min占28.6%)等有關(guān)。在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)主體存在個(gè)體與群體特征。個(gè)體可通過與他人的交互協(xié)作、為群體作出有意義的貢獻(xiàn)，獲得群體認(rèn)同感。本研究中學(xué)生均為首次接觸虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，自主探究中以個(gè)體為主。由于對新的教學(xué)方法接觸少而導(dǎo)致不了解，學(xué)生的參與度可能會(huì)降低[20]。有研究報(bào)道，首次使用虛擬仿真模擬教學(xué)的學(xué)生，容易出現(xiàn)焦慮與緊張情緒[24]。連續(xù)參加虛擬仿真學(xué)習(xí)15 d的學(xué)生，在知識(shí)積累與技能處理水平方面，要顯著高于首次參加的學(xué)生[24]。因此，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中應(yīng)重視教學(xué)前的準(zhǔn)備工作，重視個(gè)體化的需求，動(dòng)態(tài)觀察學(xué)生學(xué)習(xí)特征變化，通過群體給予個(gè)體盡可能的支持與幫助，增加同伴與師生交流，提高其學(xué)習(xí)參與度。

3.4虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生參與度的生態(tài)學(xué)因素分析 Mahatmya等[25]以人類發(fā)展的生物生態(tài)理論和人-環(huán)境擬合的視角為指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)參與是一個(gè)微妙的發(fā)展結(jié)果，差異可能是由于生物認(rèn)知和社會(huì)情感。不斷發(fā)展和變化是學(xué)生參與中學(xué)習(xí)行為的重要特征。隨著情境的變化，學(xué)生參與學(xué)習(xí)行為將出現(xiàn)機(jī)會(huì)性改變。從生態(tài)學(xué)的角度來看，虛擬仿真學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)由教師、學(xué)生、平臺(tái)共同形成的多層次的、可持續(xù)的綜合體，各子集之間或多或少存在著聯(lián)系，追求的是融洽協(xié)調(diào)，不斷發(fā)展[26]。本研究通過對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生因素中的自我管理與自我效能是參與度的影響因素。仲璐璐等[27]的訪談結(jié)果也證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。王維等[28]運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型方法，分析15個(gè)影響學(xué)習(xí)參與度的因素，發(fā)現(xiàn)學(xué)生自身是最直接的影響因素，而環(huán)境因素和教師因素對學(xué)生參與度僅存在較少影響。自我效能感是指人們能否利用自身技能去完成某一任務(wù)時(shí)的自信程度，自我效能感對學(xué)生參與的認(rèn)知、情感、技能這三方面以及對學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的正向影響。學(xué)生的積極參與會(huì)影響學(xué)生的自我效能感，自我效能感的改變也會(huì)對學(xué)生參與產(chǎn)生正面影響，所以學(xué)生的自我效能感與參與是一個(gè)交互影響的過程。有學(xué)者通過對40篇虛擬仿真研究的系統(tǒng)綜述，歸納分析了虛擬仿真教學(xué)的特征后發(fā)現(xiàn)，自我效能感是影響教學(xué)效果的重要因素之一，也是學(xué)習(xí)效果的主要指標(biāo)之一[18]。自我管理能力是指學(xué)生依靠主觀能動(dòng)性，有意識(shí)、有目的地對自己的行為、思想進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)[29]。在前期學(xué)習(xí)能力調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，護(hù)理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)評分最高，而自我管理評分最低，并且學(xué)生時(shí)間管理能力與自主學(xué)習(xí)能力呈正相關(guān)[30]。在線學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)場景由學(xué)校變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)同伴由多人變?yōu)閭€(gè)體，學(xué)習(xí)資源由固定變?yōu)榉涸?。學(xué)生面臨學(xué)習(xí)任務(wù)重的困難，自主學(xué)習(xí)意識(shí)不夠，不能合理規(guī)劃學(xué)習(xí)安排，并容易受到家庭環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)的干擾，從而影響學(xué)習(xí)參與度。有研究指出，學(xué)生在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)大部分很難堅(jiān)持不懈，經(jīng)常出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，學(xué)生之間的互動(dòng)水平低，參與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)過度自由，容易受到干擾影響而偏離學(xué)習(xí)目標(biāo)，如網(wǎng)頁自動(dòng)跳出的彈幕等，所以無法很好地完成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)任務(wù)[31]。

本研究結(jié)果顯示，平臺(tái)與學(xué)生參與度呈正相關(guān)，但未進(jìn)入回歸方程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然不受時(shí)空的限制，學(xué)生擁有更多開放選擇的權(quán)利，但平臺(tái)的建設(shè)需要更加貼近學(xué)生對數(shù)字化學(xué)習(xí)需求。本研究學(xué)生參與度水平中等，可能也與本研究教學(xué)設(shè)計(jì)、平臺(tái)工具單一化，學(xué)生參與感受的差異變化不大有關(guān)。在后期研究中可進(jìn)一步探討。

4 小結(jié)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的主體地位非常明顯，學(xué)生面對線上信息的靈活性，需要主動(dòng)整合自由信息，還要在老師的引導(dǎo)下積極解決問題，通過人機(jī)交互來構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，提升學(xué)習(xí)效果。而教師與平臺(tái)因素，提供了基礎(chǔ)性的支撐作用。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生自我管理能力與自我效能感的重要性，重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。同時(shí)，幫助學(xué)生認(rèn)清自我，增強(qiáng)自信心，激發(fā)潛在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提升學(xué)習(xí)參與度與學(xué)習(xí)成績。本研究主要是從學(xué)生的內(nèi)心體驗(yàn)角度量化自評參與度，對登錄次數(shù)、學(xué)習(xí)時(shí)長、學(xué)習(xí)成績等虛擬仿真平臺(tái)的客觀指標(biāo)缺乏描述，可能存在報(bào)告偏倚。后期可采用主客觀指標(biāo)結(jié)合的方式深入探討虛擬仿真實(shí)驗(yàn)參與度，分析學(xué)習(xí)機(jī)制，提升學(xué)習(xí)效果。本研究僅分析首次參與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)生特征，后期研究可深入探討生態(tài)學(xué)因素中的平臺(tái)、教師因素，開展不同平臺(tái)工具、不同教學(xué)方案的對照研究，動(dòng)態(tài)跟蹤學(xué)生多次參與學(xué)習(xí)的特點(diǎn)變化，以構(gòu)建完整的生態(tài)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。