嚴肅游戲在突發事件衛生應急培訓中的觀察性研究

楊明寧，胡 海

《“健康中國2030”規劃綱要》指出，到2030年我國要建立起覆蓋全國、較為完善的緊急醫學救援網絡，要求突發事件衛生應急處置能力和緊急醫學救援能力達到發達國家水平。為進一步健全醫療急救體系，提高救治效率和應急能力，加強全民安全意識教育是關鍵環節，其中在高校普及培訓大眾衛生應急知識應當受到重視。國家層面需要完善突發事件衛生應急體系，提高早期預防、及時發現、快速反應和有效處置能力。而個人層面，每個人都應了解應急救援知識，具備基本的應急處理能力。

傳統形式的突發事件衛生應急培訓主要是通過學術講座或模擬演習進行的[1-2]。雖然講座需要的資金和培訓資源比模擬演習少，但形式上更枯燥，內容更抽象。因此，講座不是教授應急救援知識的最佳方式[1]。相對來看，模擬演習能有效幫助學生掌握應急救援知識與應急處理能力，但這種培訓模式需要大量的資金和培訓資源，如更長的培訓時間，更多的教師，大量的準備工作以及更多的物資消耗[3]。由此可見，與講座一樣，模擬演習也不是理想的培訓模式。

嚴肅游戲作為一種互動式培訓方法越來越受關注。這種方法既能調動游戲使用者的參與興趣，減輕學習壓力，滿足好奇心及求知欲，又能讓學習者通過游戲過程獲取知識技能，潛移默化地進行學習[4]。嚴肅游戲具有重要的教育價值，但其設計開發是一件非常復雜的事情[5]，需要專業知識與計算機技術。近些年來，嚴肅游戲已成功地應用于醫學教育部分領域[6]。Sliney等人利用交互式3D游戲“初級醫生模擬器（JDoc）”，為初級醫生提供醫患互動的培訓[7]。德國亞琛工業大學醫學院開發和使用一種計算機輔助嚴肅游戲“eMedOffice”，旨在讓醫學生掌握全科醫生醫療實踐的組織和基礎概念[8]。Tsopra R等開發了名為“antibioGame?”的基于案例的游戲，模擬現實就診情景，教授醫學生如何在初診階段管理患者和合理使用抗生素[9]。國內，嚴肅游戲也陸續被應用于專業的災難醫學教育當中。2020年Hu Hai等基于新冠肺炎疫情大環境設計出一款游戲程序，旨在幫助即將畢業的醫學生掌握新冠病毒相關知識，輔助常規課程培訓，彌補線上培訓的不足[10]。嚴肅游戲在醫學專業領域已有較多使用案例，但針對非醫學專業學生的突發事件大眾衛生應急處置培訓課程，依舊存在培訓形式單一等問題，通常仍以常規學術講座為主。

本研究通過比較常規講座培訓與嚴肅游戲在非醫學學生突發事件應急知識培訓的效果差異，以探索嚴肅游戲應用在大眾應急救援培訓中的可行性。在四川大學《災難自救互救技術》選修課中，為非醫學學生設計了一款游戲程序，教授大眾衛生基本指標等內容[11]。另外，研究團隊還設計了問卷測試，通過比較課程各階段的測試成績，分析該游戲程序的教學效果。

1 研究方法

1.1 課程概況該課程于2020年開設，目前開設了兩輪，第一輪采用常規講座的方式，時長3 h，課程常規進行課前考核，課后考核和后期考核三次考核。2020年下半年教師團隊根據學習內容設計制作了針對此課程的嚴肅游戲。因此在2021年的教學中采用了嚴肅游戲的方式進行教學，也進行了課前考核，課后考核和后期考核三次考核。

1.2 嚴肅游戲課前，教師為全體學生提供一份內容為大眾衛生（Mass sanitation）基本指標的學習材料，其中包括機構及其他用途的最小用水量規劃指引，以及災害發生后公共場所及各類機構的最低廁所數量指標。課程中大約每5名學生分為一個學習小組，他們以1名玩家的身份參與到游戲之中。該嚴肅游戲屬于分組回合制策略游戲，由教師鼠標操作。游戲場景的設計具有隨機性，因此各小組需根據場景、劇情的推進，完成營地的選址與建設，見圖1。

圖1 游戲界面

每組需要完成的任務包括：（1）營地選址；（2）風險評估（包含山體滑坡、堰塞湖等自然災害）；（3）營地建設。物資情況與建筑情況是游戲中的重要部分，玩家依據提前設定好的物資置換規則來建設營地。每一回合中，小組成員都需要參與團隊討論，做出最優的策略選擇。各小組玩家在游戲中的不同操作，直接影響各營地的收容能力。營地可容納災民數量越多，難民越少，該小組的得分越高。

1.3 課堂程序課前，教師向選修本課程的全體學生提供大眾衛生基本指標相關參考資料，并要求完成課前預習。學生們在進行游戲前需要完成一次課前測試，以此調查前期知識掌握情況。在課程結束后，教師立即對學生們進行課后測試，并于課程完成一周之后開展后期測試。

講座組學生通過學術講座學習課程全部內容；游戲組學生通過教師講授和游戲模擬相結合的形式完成學習，見圖2。

圖2 研究程序概述

1.4 課前測試、課后測試和后期測試所有學生分別在3個階段接受測試：（1）嚴肅游戲干預前的“課前測試”；（2）嚴肅游戲干預后的“課后測試”；（3）課程結束后（＞1周）的“后期測試”。

每次測試內容為9道選擇題（包含單選、多選）。測試內容與教學目標和教學內容一致，包括營地選址的風險評估、安置點營地建設的公共衛生基本要求、安置點營地建設的用水、食品衛生要求等。每題1分，最高分9分。

1.5 數據收集從課程得分數據庫中，共獲取109名培訓學員的得分信息，包括游戲組58名，講座組51名。游戲組中3名學生和講座組中1名學生缺少課前測試得分而被剔除。因此最終納入105名培訓學員的得分信息（游戲組55名，講座組50名）。

1.6 統計學方法所有數據均使用SPSS 20.0軟件進行統計分析。具有正態分布的測量數據被描述為均值±標準差。非正態分布的測量數據用中位數（25%四分位數，75%四分位數）描述。計數數據使用構成比描述。重復測量和隨后的Bonferroni校正的方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）用于比較課前、課后和期末考試成績。采用Mauchly球形度檢驗計算數據的球形度假設，當數據滿足球形度假設時，直接進行重復測量方差分析比較；而不滿足時，則使用Greenhouse-Geisser球形度估計值進行校正。在不同時間點為每組指標繪制趨勢線。P＜0.05被認為差異具有統計學意義。

2 結 果

在參與研究的105名學生中，女性63名（占60%），平均年齡為（23.95±0.76）歲。表1列出了兩組基本情況，兩組性別、年齡、年級和專業情況均無顯著統計學差異，如表1所示。

表1 兩組的基本特征

通過重復測量方差分析三個測試的分數，其中不同教學法的分組作為組間變量，“測量時間”（即測試前、測試后和測試后一周）作為組內變量。Mauchly球形度檢驗結果，見表2。重復測量方差分析的時間效應、交互效應以及分組效應的分析結果，見表3。

表2 Mauchly球形度檢驗

表3 重復測量方差分析的時間效應、交互效應 以及分組效應結果

以上結果都顯示差異有統計學意義（P＜0.05），具體來說，包括三個方面的意義：（1）時間效應提示三次不同時間點的測試得分的差異具有統計學意義；（2）分組效應具有統計學意義：提示總體上來說，不同學習方式的組別會影響測試分；（3）交互效應具有統計學意義：提示在三次測試得分中，兩組的測試分在三次不同時間點的變化幅度在總體上來說有差異。

此外，通過分別測試每組在每次測量時的效應和每組測量時間的效應來研究相互作用。對每組分別進行使用Bonferroni檢驗和一系列單向重復測量方差分析的成對比較，以分析測量時間的影響。

為了在每個測量時間點分別測試組效應，進行了組間方差分析。兩組在課前或課后測試測量得分上均無統計學差異。然而，在后期測試中觀察到顯著差異，見表1。以此認為游戲組（6.91±1.80）的知識保留高于講座組（5.65±1.84），見圖3。

圖3 游戲組和講座組的課前測試、課后測試和 后期測試得分均值曲線圖

在講座組中，重復測量方差分析揭示了三個檢驗之間的統計學顯著差異（F=103.007，P＜0.001）。使用Bonferroni檢驗的所有三個成對比較的差異具有統計學意義，見表4。

在游戲組中，重復測量方差分析顯示出統計學上的顯著差異（F=165.525，P＜0.001）。使用Bonferroni檢驗的所有三個成對比較的差異具有統計學意義，見表4。

表4 三個測試時間點的成對比較

3 討 論

本研究的目的是調查嚴肅游戲在非醫學專業學生應急知識普及培訓中的有效性。Drummond應用嚴肅游戲來教授學生哮喘的知識[12]，而Greci的研究設計出一款新的沉浸式3D游戲[13]，訓練學生如何在災難中最好地管理患者。本研究研究設計原理與二者類似，但本研究首次將非醫學專業學生作為研究對象，研究嚴肅游戲在突發事件衛生應急普及培訓中的有效性，以期彌補常規講座的不足。

對比學生在同一課程中的學習體驗，游戲組與講座組在課前和課后的成績評估差距不大。但在課程一周后，游戲組比講座組知識保留率明顯更高。因此，我們的研究表明，嚴肅游戲是一種有效的培訓方法。Chittaro和Buttussi的研究[14]不僅集中在課后立即評估學生學習情況，也關注學生長期的知識保留效果。其中，學生認為嚴肅游戲比學術講座更有吸引力，更令人興奮。傳統學術講座以教師為中心，學生被動學習；而嚴肅游戲將學生主動參與和互動討論作為教學的中心，學生參與程度高。高參與度解釋了為什么“游戲組”的學生知識保留率更高[1]。神經科學家在此方面的研究認為[15]嚴肅的游戲會導致情緒激動，從而導致杏仁核中去甲腎上腺素的增加，從而增強記憶鞏固。該假設得到了Cahill的研究[16]支持，該研究揭示了去甲腎上腺素阻滯劑顯著損害了對情緒激動故事的記憶，并得出結論，與情緒體驗相關的增強記憶涉及β-腎上腺素能系統的激活。因此，與在線講座相比，這種帶有任務失敗設計的嚴肅游戲，更容易引起玩家的情緒激動，從而增加知識保留。

這種嚴肅游戲非常適合團隊間進行反思性實踐和學習。在課堂上，學生應用已獲得的知識完成問題討論、操作選擇，并以后果、獎勵和排名的形式進行結果反饋。學生通過游戲程序參與應急知識的學習，不僅體驗性更強，而且能在安全的“虛擬世界”中隨時獲得更佳的學習體驗[17]。

總而言之，嚴肅游戲具有互動性、競爭性、愉悅性、激勵性等特征，能夠有效抓住學生的注意，幫助學生更好地獲取和保留知識[18]。

4 結 論

數據顯示，嚴肅游戲應用于突發事件衛生應急處置培訓是有效的。與學術講座形式相比，游戲式教學策略能夠使學生熟練掌握知識內容，并在較長的時間內保留知識。除此之 外，嚴肅游戲的過程具有趣味性與合作性，學生能更好地享受學習過程，主動參與，積極思考。