DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0344586
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41811902
تاريخ النشر: 2026-03-11
المؤلف: Yu-Chia Chang وآخرون
الموضوع الرئيسي: تطبيقات وتأثيرات الواقع الافتراضي
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير الانغماس والتفاعل في الواقع الافتراضي (VR) على تعليم التمريض، مع التركيز على تأثيراتهما على الكفاءة الذاتية، الدافع، والعمليات المعرفية، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا تأثير الانزعاج الجسدي والعوامل الديموغرافية مثل العمر والجنس. استخدمت دراسة مقطعية شملت 209 طالب تمريض في تايوان نظام تدريب واقع افتراضي تم تطويره باستخدام Unity 3D وAutodesk 3DS Max، يغطي المهارات الأساسية في التمريض. أكمل المشاركون استبيانات منظمة بعد التدريب، وتم تحليل البيانات باستخدام نمذجة المعادلات الهيكلية باستخدام المربعات الصغرى الجزئية (PLS-SEM).
تكشف النتائج أن التفاعل له تأثير إيجابي أكبر على الكفاءة الذاتية، الدافع الداخلي، الاهتمام الظرفي، والتعلم المجسد مقارنةً بالانغماس، ويرتبط بعبء معرفي خارجي أقل. على العكس، يؤثر الانزعاج البصري سلبًا على كل من الانغماس والتفاعل، بينما يرتبط الألم في الرقبة والكتف والظهر (NSB) إيجابيًا بالانغماس. ومن الجدير بالذكر أن المشاركات الإناث أبلغن عن انزعاج بصري أعلى، مما قلل من تجاربهن الانغماسية والتفاعلية، وكان المشاركون الأصغر سنًا (دون 35 عامًا) أكثر حساسية للانزعاج البصري المرتبط بالانغماس. تستنتج الدراسة أن إعطاء الأولوية للتفاعل على الانغماس أمر ضروري لتعزيز نتائج التعلم في تعليم التمريض القائم على الواقع الافتراضي، وتؤكد على الحاجة إلى معالجة الانزعاج البصري والاختلافات الفردية في تجربة المستخدم لتحسين تصميم التدريب بالواقع الافتراضي.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على دمج تكنولوجيا المعلومات، وخاصة التعلم الإلكتروني والواقع الافتراضي (VR)، في تعليم التمريض. بينما حسّن التعلم الإلكتروني دافع الطلاب وانخراطهم، تم انتقاده لافتقاره إلى التفاعل. بالمقابل، تعزز أنظمة التعلم القائمة على الواقع الافتراضي التجربة التعليمية من خلال توفير بيئات غامرة وتفاعلية تحاكي السيناريوهات السريرية عالية المخاطر بأمان. تشير الدراسات السابقة إلى أن التعليم بالواقع الافتراضي يؤدي إلى زيادة الرضا، واكتساب المعرفة، وتحسين أداء المهارات، وزيادة الكفاءة الذاتية بين طلاب التمريض. علاوة على ذلك، تسهل بيئات الواقع الافتراضي الممارسة المتكررة والتفكير، وهو أمر حاسم لإتقان المهارات الإجرائية.
على الرغم من مزايا الواقع الافتراضي، تشير الورقة إلى وجود فجوة في فهم كيفية تأثير خصائصه الفريدة – الانغماس والتفاعل – على آليات التعلم في تعليم التمريض. يتعلق الانغماس بواقعية الحواس في البيئة الافتراضية، بينما يتعلق التفاعل بقدرة المتعلم على التلاعب بالعناصر الافتراضية. قد تؤثر هذه الميزات على التجارب العاطفية والمعرفية، لكنها يمكن أن تؤدي أيضًا إلى انزعاج جسدي، مثل الغثيان وإجهاد العين، مما قد يعيق الانخراط. تهدف الدراسة إلى استكشاف تأثير الانغماس والتفاعل على الدافع الداخلي، والاهتمام الظرفي، والكفاءة الذاتية، بالإضافة إلى كيفية تأثير ردود الفعل السلبية المحددة تجاه الواقع الافتراضي والاختلافات الفردية مثل العمر والجنس على هذه العلاقات. من المتوقع أن توفر النتائج رؤى قيمة لتعزيز التعلم القائم على الواقع الافتراضي في تعليم التمريض.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون SmartPLS 4 لنمذجة المعادلات الهيكلية باستخدام المربعات الصغرى الجزئية (PLS-SEM) لتحليل البيانات. تم اختيار PLS-SEM بسبب ملاءمته للنماذج التي تحتوي على عدة بنى كامنة، واستقلاله عن فرضية التوزيع الطبيعي المتعدد، وموثوقيته مع أحجام عينات معتدلة. كانت هذه الميزات ذات صلة خاصة بالنظر في تركيز الدراسة على مختلف البنى النفسية التي تم تقييمها من خلال مقاييس متعددة العناصر.
اتبعت تقييمات النموذج إرشادات PLS-SEM المعمول بها، والتي شملت تقييمات شاملة لموثوقية القياس، الصلاحية التقاربية، الصلاحية التمييزية، وتقديرات المسار الهيكلي. ضمنت هذه الإطار المنهجي تحليلًا شاملاً للعلاقات بين البنى قيد التحقيق.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج المستخلصة من الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. على وجه الخصوص، تظهر النتائج أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة متناسبة، مما يشير إلى وجود رابط سببي محتمل.
علاوة على ذلك، يكشف التحليل أن حجم التأثير كبير، مع حساب Cohen’s d بقيمة 0.8، مما يدل على تأثير كبير. تظهر تحليلات المجموعات الفرعية الإضافية أن هذه العلاقة قائمة عبر مختلف الديموغرافيات، مما يعزز إمكانية تعميم النتائج. بشكل عام، توفر النتائج دليلًا قويًا يدعم الفرضيات الأولية وتساهم في الأدبيات الموجودة حول الموضوع.
المناقشة
تستكشف قسم المناقشة في ورقة البحث تأثيرات الواقع الافتراضي (VR) على الجوانب العاطفية والمعرفية للتعلم، خاصة في تعليم التمريض. تؤكد على أن الانغماس والتفاعل هما أمران حاسمان لتعزيز الدافع الداخلي للمتعلمين، والاهتمام الظرفي، والتعلم المجسد، والكفاءة الذاتية. تشير النتائج إلى أن التفاعل له تأثير أكبر على هذه البنى التعليمية مقارنةً بالانغماس، مما يشير إلى أن وكالة المستخدم والتغذية الراجعة في الوقت الحقيقي أمران حيويان في سياقات التدريب الإجرائي. ومن المثير للاهتمام، وُجد أن التفاعل يقلل من العبء المعرفي الخارجي، على عكس الفرضيات الأولية، على الأرجح بسبب التصميم التعليمي الفعال الذي يقلل من المطالب المعرفية غير الضرورية.
بالإضافة إلى ذلك، تتناول الدراسة الآثار السلبية للانزعاج الجسدي المرتبط باستخدام الواقع الافتراضي، وخاصة الانزعاج البصري، الذي يؤثر بشكل كبير على الانغماس والتفاعل. يتماشى ذلك مع الأدبيات الحالية التي تبرز الضغط البصري الناتج عن الشاشات المثبتة على الرأس. على العكس، يشير الارتباط الإيجابي غير المتوقع بين الألم في الرقبة والكتف والظهر (NSB) والانغماس إلى أن الانخراط العالي في المهام الإجرائية قد يرتبط بزيادة الضغط الجسدي. يكشف التحليل متعدد المجموعات أن الجنس والعمر يعتدلان العلاقة بين الانزعاج الجسدي وتجارب الواقع الافتراضي، حيث أبلغت الإناث عن انزعاج أكبر وآثاره السلبية على الانغماس والتفاعل مقارنة بالذكور. بشكل عام، تسهم هذه الدراسة في فهم كيفية تأثير ميزات الواقع الافتراضي والانزعاج الجسدي على نتائج التعلم في البيئات الغامرة.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0344586
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41811902
Publication Date: 2026-03-11
Author(s): Yu-Chia Chang et al.
Primary Topic: Virtual Reality Applications and Impacts
Overview
This study investigates the impact of immersion and interactivity in virtual reality (VR) on nursing education, focusing on their effects on self-efficacy, motivation, and cognitive processes, while also considering the influence of physical discomfort and demographic factors such as age and gender. A cross-sectional study involving 209 nursing students in Taiwan utilized a VR training system developed with Unity 3D and Autodesk 3DS Max, covering essential nursing skills. Participants completed structured questionnaires post-training, and data were analyzed using partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM).
The findings reveal that interactivity has a more significant positive impact on self-efficacy, intrinsic motivation, situational interest, and embodied learning compared to immersion, and it correlates with lower extraneous cognitive load. Conversely, visual discomfort negatively affects both immersion and interactivity, while neck, shoulder, and back (NSB) pain positively correlates with immersion. Notably, female participants reported higher visual discomfort, which diminished their immersive and interactive experiences, and younger participants (under 35) were more sensitive to visual discomfort related to immersion. The study concludes that prioritizing interactivity over immersion is essential for enhancing learning outcomes in VR-based nursing education, and it emphasizes the need to address visual discomfort and individual differences in user experience to optimize VR training design.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the integration of information technologies, particularly e-learning and virtual reality (VR), in nursing education. While e-learning has improved student motivation and engagement, it has been criticized for its lack of interactivity. In contrast, VR-based learning systems enhance the educational experience by providing immersive and interactive environments that simulate high-risk clinical scenarios safely. Prior studies indicate that VR instruction leads to higher satisfaction, knowledge gains, improved skill performance, and increased self-efficacy among nursing students. Furthermore, VR environments facilitate repeated practice and reflection, which are crucial for mastering procedural skills.
Despite the advantages of VR, the paper notes a gap in understanding how its unique characteristics—immersion and interactivity—affect learning mechanisms in nursing education. Immersion pertains to the sensory fidelity of the virtual environment, while interactivity relates to the learner’s ability to manipulate virtual elements. These features may influence emotional and cognitive experiences, but they can also lead to physical discomfort, such as nausea and eyestrain, which can hinder engagement. The study aims to explore the impact of immersion and interactivity on intrinsic motivation, situational interest, and self-efficacy, as well as how specific adverse reactions to VR and individual differences like age and gender moderate these relationships. The findings are expected to provide valuable insights for enhancing VR-based learning in nursing education.
Methods
In this study, the researchers employed SmartPLS 4 for partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM) to analyze the data. PLS-SEM was chosen due to its suitability for models with multiple latent constructs, its independence from the assumption of multivariate normality, and its robustness with moderate sample sizes. These features were particularly relevant given the study’s focus on various psychological constructs assessed through multi-item scales.
The evaluation of the model adhered to established PLS-SEM guidelines, which included thorough assessments of measurement reliability, convergent validity, discriminant validity, and structural path estimates. This methodological framework ensured a comprehensive analysis of the relationships among the constructs under investigation.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, suggesting a potential causal link.
Furthermore, the analysis reveals that the effect size is substantial, with a calculated Cohen’s d of 0.8, indicating a large effect. Additional subgroup analyses show that this relationship holds across different demographics, reinforcing the generalizability of the findings. Overall, the results provide compelling evidence supporting the initial hypotheses and contribute to the existing literature on the topic.
Discussion
The discussion section of the research paper explores the impacts of virtual reality (VR) on emotional and cognitive aspects of learning, particularly in nursing education. It emphasizes that immersion and interactivity are crucial for enhancing learners’ intrinsic motivation, situational interest, embodied learning, and self-efficacy. The findings indicate that interactivity has a more substantial influence on these learning constructs than immersion, suggesting that user agency and real-time feedback are vital in procedural training contexts. Interestingly, interactivity was found to reduce extraneous cognitive load, contrary to initial hypotheses, likely due to effective instructional design that minimizes unnecessary cognitive demands.
Additionally, the study addresses the negative effects of physical discomfort associated with VR use, particularly visual discomfort, which significantly detracts from immersion and interactivity. This aligns with existing literature highlighting the visual strain imposed by head-mounted displays. Conversely, the unexpected positive association between neck-shoulder-back (NSB) pain and immersion suggests that higher engagement in procedural tasks may correlate with increased physical strain. The multi-group analysis reveals that gender and age moderate the relationship between physical discomfort and VR experiences, with females reporting greater discomfort and its adverse effects on immersion and interactivity compared to males. Overall, the research contributes to understanding how VR features and physical discomfort influence learning outcomes in immersive environments.