嚴肅游戲在醫學專業學習中應用的研究進展

羅曉蘭

摘要：虛擬現實技術的不斷發展推動了嚴肅游戲在醫學專業教育領域的應用。筆者搜集了嚴肅游戲在國內外醫學專業教育中應用的文獻，對嚴肅游戲在醫學專業教育中的應用情況、應用優勢及挑戰等進行總結。總體來說，嚴肅游戲可以激發學生的專業學習興趣，在臨床技能訓練、臨床決策、專業知識學習等方面有較好的效果，但軟硬件條件、開發困難等問題可能阻礙嚴肅游戲在醫學專業教育中的應用。還需更多實證數據來支持嚴肅游戲在醫學專業教育中的應用價值。

關鍵詞：嚴肅游戲;在線學習;醫學生;專業學習;綜述

中圖分類號：G353.11;G424.1 ???文獻標識碼：A ???文章編號：2095-5707（2021）01-0069-05

嚴肅游戲（Serious Game）指不以娛樂為主，而是以教學、醫療、習慣培養、信息傳達、廣告等為目的，為“游戲者”提供趣味性虛擬體驗的游戲[1]。常見的有電子游戲、桌游、角色扮演、培訓課程等。虛擬現實（VR）技術的發展，使得游戲在教育行業的應用越來越頻繁，在醫學專業課程教學和技能培訓中也是如此。本研究通過檢索式：主題=嚴肅游戲AND醫學AND（教育OR學習）和serious game AND（medical learning OR medical education）從中國知識資源總庫（CNKI）、中國學術期刊數據庫（萬方數據）、中文科技期刊數據庫（維普網）、Springer、Web of knowledge等國內外學術文獻數據庫中搜索相關文獻，對嚴肅游戲在醫學專業教育中的應用情況進行綜述，以期能為國內醫學專業教育改革提供理論參考。

1 ?嚴肅游戲在醫學專業學習中的應用

1.1 ?嚴肅游戲在醫學專業學習中的應用及效果

1.1.1 ?臨床技能訓練 ?在醫學專業課程中，有大量的技能訓練課程，傳統教學主要采用講解、面授、課件、視頻和實踐操作等方式進行，教學資源、實習操作條件等都會影響教學效果，并且臨床訓練中還有可能對患者造成傷害，影響醫患關系。在臨床技能訓練類課程中應用嚴肅游戲，可以幫助解決以上問題。

在外科教學中，胸導管插入術是一項需要反復練習并熟練掌握的技能，有研究者建議在外科課程學習和入院輪轉、實習等階段采用基于APP的嚴肅游戲[2]。使用基于APP設計的嚴肅游戲，醫學生可以自主練習，練習過程不會對患者造成傷害。Friedrich等[3]也嘗試在外科臨床教學中采用嚴肅游戲，他們認為，如果得到實證研究結果的支持，嚴肅游戲可能會被納入外科住院醫師培訓課程體系中。Tsopra R等[4]開發了名為“antibioGame?”的基于案例的嚴肅游戲，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。被試醫學生認為該游戲有吸引力、實用且適合醫學生學習使用，是一個很有前景的學習抗生素使用知識的工具。泰國清邁大學顱頜面研究中心開發了一款名為“Cleft Island”的游戲來教授唇腭裂治療方案的相關知識。53名在外科實習的清邁大學四、五年級的醫學生參與了游戲測試，結果顯示，該游戲可以讓醫學生有效掌握唇腭裂的相關知識，可作為一種有效的輔助學習資料[5]。Kitchen等[6]認為，麻醉是一項需要持續訓練的專業技能，對于“網絡一代”的青年醫生，電子化手段應該在其專業訓練中發揮一定作用，設計適合麻醉醫生技能訓練的嚴肅游戲，不僅吸引他們進行學習，還可節省培訓時間和成本，幫助他們應對高熱、過敏等緊急情況。孫冬雪等[7]利用虛擬仿真技術，以低血糖為例，設計了一款適用于高職護理教育的嚴肅游戲，讓學生在真實、安全的環境下為“患者”實施整體護理。對該游戲的使用情況進行調研，調研結果顯示，高職護理學生認可嚴肅游戲在護理教學中的應用價值，嚴肅游戲可作為護理教育的一種有效補充。

1.1.2 ?臨床決策能力訓練 ?Kaczmarczyk等研究者認為嚴肅游戲可以培養臨床醫學生的情境理解能力，并進行低風險的臨床決策訓練。他們設計了一個快速心律失常緊急處理的游戲，邀請三、四年級的醫學生參加。結果顯示，嚴肅游戲可以作為臨床決策能力訓練的輔助學習資源，提升學生的知識掌握水平和臨床決策能力[8]。Lagro等研究者也認為醫學生在老年患者醫療決策方面缺乏訓練，通過嚴肅游戲GeriatriX進行了一項針對五年級醫學生的隨機對照試驗，用來訓練醫學生在處理老年患者醫療決策偏好、醫療方案的合理性和醫療成本等方面的能力。結果顯示，使用嚴肅游戲的學生處理以上老年醫療決策問題的能力和認知有顯著提升，研究者認為應該鼓勵繼續在老年醫學專業課程中使用該游戲進行教學[9]。Johnsen等研究者在家庭保健和外科病房護理2個場景模擬課程中使用了嚴肅游戲，結果顯示，參與2個模擬課程的醫學生都認為嚴肅游戲易于使用，對臨床推理和決策有幫助，尤其是在慢性病護理和家庭護理的模擬方面，嚴肅游戲可以發揮較大作用[10]。

嚴肅游戲在臨床醫學教育中的價值，還需要更多實證研究來說明。而且，并非所有技能訓練應用嚴肅游戲都能收到較好的效果。Drummond等研究者設計了一項針對心肺復蘇技能訓練的隨機對照實驗，將在線課程（PPT形式）和嚴肅游戲（真實三維情境）的學習效果進行比較，兩組學生達到最低及格成績的時間非常接近，嚴肅游戲的學習效果并未明顯優于在線課程。研究者認為，心肺復蘇中要掌握胸部按壓的最佳深度，最好的方式還是模擬訓練[11]。另一項針對新生兒復蘇的嚴肅游戲應用對照試驗也顯示，與不能訪問該游戲的對照組相比，游戲組并沒有顯著優勢[12]。

1.1.3 ?理論知識學習 ?醫學專業課程中有大量需要背誦和熟練掌握的理論知識，傳統的面授和死記硬背的方式比較枯燥，對學習效率和持續性有影響。如果采用較為輕松的游戲教學模式，既可以獲得與傳統學習方式同樣的效果，也更容易吸引學生參與學習。

一項以“Screening on Primary Health Care”為主題的隨機對照試驗結果顯示，利用游戲和文本材料學習的兩組醫學生在專業知識水平上并無顯著差異，說明嚴肅游戲對醫學生專業知識的獲取是有效果的，且被試醫學生認為游戲更能吸引他們參與到專業知識學習中[13]。武靜等[14]在人體解剖學課程的自主學習章節中嘗試了闖關游戲型的課堂教學模式，學生通過自學課程資源（解剖視頻、課件、網絡資源等）獲得闖關所需知識后，在游戲闖關中完成解剖內容的學習。游戲的納入激發了學生的學習興趣，學生闖關時能夠明確知識點間的承接關系，理論知識的掌握程度和分析問題的能力明顯增強。北京中醫藥大學黃友良等研究者將嚴肅游戲納入《中國醫學史》課程的教學中，讓學生通過“岐黃之途”游戲，學習在其中融入的中國醫學史知識要點，采用寓教于樂的方式，激發學生學習熱情，收到較好效果[15]。

1.2 ?嚴肅游戲在醫學專業學習中的應用類型

根據《跨媒體傳播百詞解惑》中對嚴肅游戲的介紹，模擬類游戲比較適合在學習的準備階段使用，特別適合某些技能的學習;持續時間較長的角色扮演游戲可用于醫療領域。模擬類游戲還可采用新興的沉浸技術、3D技術和動作感應器，提高游戲的真實性，獲得更好的訓練效果[1]。可見，嚴肅游戲如何在醫學專業教育中使用并取得較好效果，需要結合使用目的認真斟酌。本研究梳理了已有研究成果中的游戲設計方案，具體如下：

1.2.1 ?知識競賽游戲 ?已有研究中，較常見的是闖關型競賽類游戲模式，包括文字類和結合VR技術開發的游戲。雖然以文字競賽題為主的游戲模式不算是嚴格意義上的嚴肅游戲，但其有依托的游戲平臺和開源軟件，開發過程簡單，方便學生參與，也能起到調動學生學習興趣的作用。如張莉芳等在《基礎護理學》實驗課教學中引入了基于在線游戲競賽平臺Kahoot開發的答題競賽，對成績排名前三的同學給予平時成績加分。研究結果顯示，有64.47%的同學認為有游戲參與的課程有趣且有吸引力，認同繼續使用Kahoot平臺[16]。

1.2.2 ?角色扮演游戲 ?北京中醫藥大學在《中國醫學史》課程教學中采用“岐黃之途”游戲，從古代醫家中挑選出3位，分別是李時珍、李東垣和皇甫謐，采用角色扮演的形式，了解醫學大家的成才之路，熟悉他們的醫學思想[17]。Gerard等研究者開發了名為PediatricSim的游戲，用于兒科急診中7種嚴重的兒童疾病（過敏、毛細支氣管炎、癲癇、呼吸衰竭、感染性休克、室上性心動過速和糖尿病酮癥酸中毒）的教學和評估，學習者在游戲中通過角色扮演來管理患者，該游戲在兒科專業教育中的價值得到了肯定[18]。

1.2.3 ?專業技能培訓游戲 ?專注專業技能培訓的嚴肅游戲是比較有針對性的，目的是利用VR技術幫助醫學生練習和熟練掌握某項臨床必備技能，如前文中提到的抗生素使用、胸導管插入術、麻醉技能訓練、患者護理等，是與VR技術結合的典型應用，也有可能是未來最有發展前景的游戲類型。

2 ?醫學專業教育類嚴肅游戲的發展前景

2.1 ?醫學專業教育類嚴肅游戲的優勢

2.1.1 ?提升學生學習專業知識的興趣 ?已有研究中大多數案例的實驗結果都支持了嚴肅游戲在醫學專業教育中的促進作用，與其他電子化手段一樣，嚴肅游戲的引入，最大的好處是吸引醫學生進行專業知識學習，并且保證了學習的持續性和效果，是比較適合“網絡一代”醫學生的學習方式。

2.1.2 ?增加臨床技能訓練機會 ?醫學是一項需要反復練習和實踐的科學，如果醫學生臨床學習資源受限，則有可能影響其專業能力和職業發展[19]。設計優良的嚴肅游戲以給醫學生提供更多的學習和練習機會，也不會對患者造成傷害。并且，從已有的學習案例中不難看出，嚴肅游戲非常適用于技能型專業知識的學習，尤其是當游戲任務的復雜程度與學習者背景知識、能力水平相匹配的情況下，游戲對于專業知識獲取和技能提升的幫助是顯著的。

2.1.3 ?降低學習技能的時間和經濟成本 ?嚴肅游戲可以提升醫學專業學習資源的可獲得性，使醫學生不受時空限制，利用新興技術手段，隨時隨地訓練技能、學習專業知識或者尋求專業指導，降低熟練掌握專業技能的時間和經濟成本。

2.2 ?醫學專業教育類嚴肅游戲的挑戰

2.2.1 ?學習者能力與背景知識對游戲效果的影響 ?雖然一系列的實證研究表明了嚴肅游戲對醫學專業教育有幫助，但是不少研究也發現，嚴肅游戲在增加學習動力和學習興趣方面表現較好，但是其學習效果與傳統學習方式相比并沒有體現出較大優勢。比如Dankbaar對納入嚴肅游戲的混合學習方式進行了一系列試驗，結果顯示，在知識獲取方面，混合學習方式和課堂教學效果一樣，但納入了嚴肅游戲的混合學習方式更吸引學生，讓學生花更多時間學習。在時間受限的醫療技能自主學習任務中，嚴肅游戲的作用更加顯著，通過真實的案例模擬，醫學生的認知技能明顯提升。但是在該學習模式中，存在知識反轉效應（Expertise Reversal Effect），具體表現為不同知識儲備的醫學生學習效果是不同的，需要針對醫學生的不同知識背景設計任務復雜程度和游戲的其他特性，才能更大程度發揮嚴肅游戲在醫學專業知識學習中的優勢[20]。

2.2.2 ?游戲開發難度大 ?醫療領域的嚴肅游戲中，以醫學生或醫生為使用對象且專注技能訓練的并不是該領域的主流類型。如Wattanasoontorn等研究者于2013年調研了108個在2004-2012年間開發的健康類嚴肅游戲，根據游戲的目的、功能、病程和健康狀況等進行分類，結果顯示，47.22%的游戲與醫學知識學習有關，僅24.07%的游戲與醫學專業人員培訓有關[21]。這種情況不難理解，針對患者或者以科普教育為目的的游戲更容易推廣和吸引用戶參與，普及面也更廣一些。而醫學專業教育類游戲需要針對臨床或專業學習問題，精心設計場景、選項、方案和任務，不僅要達到寓教于樂的目的，還要訓練醫學生的專業能力，其開發難度非常大。此外，游戲開發后還需要通過隨機對照試驗、問卷調查、訪談等方式獲取使用游戲學習和訓練的醫學生的反饋意見，對游戲進行反復修改。如前文提到的用于抗生素使用的antibioGame?游戲設計者利用MEEGA +量表（包含32個用于評估可用性和可玩性的題項）評估該游戲的滿意度（Satisfaction）、可用性（Usability）和可玩性（Playability）[4]。還需要考慮的一個問題是，嚴肅游戲的開發成本和開發難度決定了部分優質的游戲學習資源需要付費，這也可能會影響醫學生的使用意愿。

2.2.3 ?軟硬件條件對學習效果有影響 ?在Kahoot平臺進行基礎護理學課程競賽游戲的案例中，被試學生反映手機運行慢、網速慢、游戲運行卡頓等問題，使他們對該平臺不認可。已有研究也表明，大學生在學術交流討論、自主學習場景中，在學術分享、傳遞、搜索等具體學術活動中使用智能終端的頻率超過傳統終端，但其在功能和使用操作等方面的缺陷阻礙了學生持續使用的意愿，對學習效率也有影響[22]。

3 ?討論

希望嚴肅游戲在醫學專業教育中發揮其優勢，可以嘗試多種組合模式，比如IJgosse等研究者嘗試在腹腔鏡技能訓練中將嚴肅游戲和VR訓練結合起來。結果顯示，納入嚴肅游戲的實驗組腹腔鏡手術技能要優于僅使用視頻訓練和VR訓練的對照組[23]。這意味著嚴肅游戲不需要單獨成為一種教學模式，而是可以成為現有教學模式的有效輔助和補充，多管齊下，可讓各種教學模式在組合中相得益彰，增加學生的學習興趣，提升學習效果。

雖然嚴肅游戲在醫學專業教育中的優勢已經比較明了，但是還需注意的問題是，醫學生在嚴肅游戲中耗費的時間與其學到的知識是不是匹配，學習效率是否能夠保證，游戲是否也會給學生帶來負面影響。目前嚴肅游戲在醫學教育領域的應用試驗數據并不多，還不能完全證實其在專業教育中的價值，還需要后續實證研究提供數據支撐。

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（收稿日期：2020-08-02）

（修回日期：2020-08-24;編輯：鄭宏）