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J Korean Acad Nurs : Journal of Korean Academy of Nursing

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HOME > J Korean Acad Nurs > Volume 51(4); 2021 > Article
Research Paper Development and Effects of Head-Mounted Display-Based Home-Visits Virtual Reality Simulation Program for Nursing Students
Ahn, Min Kweon , Lee, Chong Mi
Journal of Korean Academy of Nursing 2021;51(4):465-477.
DOI: https://doi.org/10.4040/jkan.21051
Published online: August 31, 2021
Department of Nursing, Chosun Nursing College, Gwangju, Korea

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Abstract

Purpose
This study aimed to evaluate the effects of head monted display based home-visits virtual reality simulation (HVRS) program developed for undergraduate nursing students.
Methods
A nonequivalent control group with a non-synchronized design was utilized and 84 participants (experimental group, 44; control group, 40) were recruited from August 31, 2020 to November 8, 2020 in Gwangju metropolitan city. The HVRS program consisted of scenarios of three nursing cases, hypertension, diabetes mellitus, and stroke. Data were analyzed SPSS version 25.0 for Windows.
Results
At the completion of HVRS, significant differences were found between groups in knowledge of home-visits (t = 4.73, p < .001), self-confidence (t = 6.63, p < .001), self-efficacy (t = 3.13, p = .002), and clinical competency (t = 4.13, p < .001). No significant difference was shown between groups in nursing knowledge about strokes, a subcategory of knowledge pertaining to home visits.
Conclusion
The HVRS program developed for undergraduate nursing students is effective in improving knowledge of home-visits, self-confidence, self-efficacy, and clinical competency for nursing students.


J Korean Acad Nurs. 2021 Aug;51(4):465-477. Korean.
Published online Aug 25, 2021.
https://doi.org/10.4040/jkan.21051
© 2021 Korean Society of Nursing Science
Original Article
간호학생을 위한 Head Monted Display기반 재가방문 가상현실(Virtual Reality) 시뮬레이션 프로그램 개발 및 효과 검증
안민권 이정미
Development and Effects of Head-Mounted Display-Based Home-Visits Virtual Reality Simulation Program for Nursing Students
Min Kweon Ahn and Chong Mi Lee
    • 조선간호대학교 간호학과
    • Department of Nursing, Chosun Nursing College, Gwangju, Korea.
  • Address reprint requests to: Lee, Chong Mi. Department of Nursing, Chosun Nursing College, 309-2 Pilmun-daero, Dong-gu, Gwangju 61453, Korea. Tel: +82-62-231-7081 Fax: +82-62-231-7019, Email: ljm2696@gmail.com
Received March 23, 2021; Revised June 08, 2021; Accepted June 17, 2021.

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution NoDerivs License. (http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/) If the original work is properly cited and retained without any modification or reproduction, it can be used and re-distributed in any format and medium.

Abstract

Purpose

This study aimed to evaluate the effects of head monted display based home-visits virtual reality simulation (HVRS) program developed for undergraduate nursing students.

Methods

A nonequivalent control group with a non-synchronized design was utilized and 84 participants (experimental group, 44; control group, 40) were recruited from August 31, 2020 to November 8, 2020 in Gwangju metropolitan city. The HVRS program consisted of scenarios of three nursing cases, hypertension, diabetes mellitus, and stroke. Data were analyzed SPSS version 25.0 for Windows.

Results

At the completion of HVRS, significant differences were found between groups in knowledge of home-visits (t = 4.73, p < .001), self-confidence (t = 6.63, p < .001), self-efficacy (t = 3.13, p = .002), and clinical competency (t = 4.13, p < .001). No significant difference was shown between groups in nursing knowledge about strokes, a subcategory of knowledge pertaining to home visits.

Conclusion

The HVRS program developed for undergraduate nursing students is effective in improving knowledge of home-visits, self-confidence, self-efficacy, and clinical competency for nursing students.

Keywords
Home Visits; Virtual Reality; Simulation Training; Program; Nursing Students
재가방문; 가상현실; 시뮬레이션 훈련; 프로그램; 간호학생

서 론

1. 연구의 필요성

가상현실(Virtual reality [VR])은 4차 산업혁명 시대에 중요한 기술로 인식되고 있다[1]. 가상현실 기술이 교육에 활용 되었을 때 학생들은 높은 몰입도를 보이고, 이러한 교육적 효과 때문에 여러 학문 분야에서 가상현실 기술을 이용한 교육 콘텐츠 개발이 활발히 이루어지고 있다[2]. 보건의료 현장에서도 시대적 흐름에 발맞추어 가상현실 기반 콘텐츠가 개발 및 활용되고 있으며[3], 간호교육 분야에도 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대되고 있다[4].

기존의 전통적인 강의식 교육이나 임상 상황에서의 단순한 관찰만으로는 실질적으로 간호 현장에서의 실무능력을 향상시키는 데에 한계가 있다[5]. 학습자의 적극적인 참여를 유도하고 임상경험을 대리할 수 있는 미래형 간호교육 혁신으로서, 가상현실을 활용한 교육이 요구되고 있다.

고 충실도(high fidelity) 마네킹을 활용한 시뮬레이션 교육은 간호학생의 자신감 및 임상수행능력을 향상시켜주고 오류를 예방하는 교육방법으로 알려져 실제 간호교육 현장에서 널리 활용되고 있다[6]. 그러나 고 충실도 마네킹을 활용한 시뮬레이션은 한 번에 적은 수의 학생들만 수행할 수 있어 반복 진행하기에는 상당히 많은 시간이 소요되고, 시뮬레이션 장비의 설치, 유지 및 보수에 고 비용이 요구되는 단점을 가지고 있다[7]. 이에 비해 VR을 활용한 시뮬레이션은 고 충실도 마네킹 시뮬레이터에 비해 상대적으로 비용이 적게 들고, 동시에 많은 수의 학습자를 수용 하는 것이 가능하여 학습시간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 반복학습이 쉽고 편하며, 다른 교육방법과 접목하기에 용이하다[8]. 뿐만 아니라 표준화 환자처럼 행위자를 훈련시키는 데 필요한 시간투자를 요구하지도 않으며[9, 10], 현실감 있고 광범위한 시나리오를 설계할 수 있는 장점이 있다[11]. 특히 체감형 head-mounted display (HMD) 장치를 사용한 VR은 낙상경험을 한 노인들의 균형감각 테스트 및 낙상예방과 자세교정을 위한 작업에서도 효과를 나타내어 의료계에서도 진단과 치료에 많이 활용되고 있으며[12], 몰입도가 높은 장점을 살려 의료교육 및 환자치료를 개선하는 데 활용되고 있다[13]. HMD 장비 등을 활용한 가상현실 시뮬레이션 교육은 의료인의 다양하고 실감나는 경험들이나 실제 임상에서 드물게 일어나는 중요한 사건들을 가상현실 공간에 재현하고, 이를 간호학생들에게 경험하게 하여 학생들이 자연스럽게 간호에 대한 지식을 익히고 자신감 및 임상수행능력을 갖게 할 수 있는 수단이 될 수 있다. 간호교육에서는 전공 지식과 함께 임상수행능력을 갖추는 현장중심 창의융합형 인재 배출을 위한 교육과정을 강조하고 있으므로[14] 실무중심 교육과 반복적인 간호 임상술기 학습이 필요하다. 간호학생들은 임상실습교육을 통해 현장실무를 익히고 다양한 환자에 대한 실습을 수행해야 하지만, 환자와 학생의 안전을 위하여 실습기간 동안 환자에 대한 간호제공 및 간호 임상술기의 직접 수행은 어려운 실정이다[15]. 실습교육에서는 임상현장을 대리경험 할 수 있는 환경 구축에 대한 요구가 높아지고 있으며, 이를 위해 전통적인 실습교육의 대안으로 가상현실 시뮬레이션을 활용할 수 있다.

재가방문은 지역사회에 거주하고 있는 간호 대상자들의 가정에 직접 방문하는 것이며, 간호학생은 지역사회간호학실습을 통해 대상자들에게 필요한 간호사정, 간호중재 등에 참여하여 지역사회 간호사의 역량을 개발할 수 있다[16]. 2018년부터 정부에서는 지역사회 통합돌봄 정책을 통해 노화, 장애 및 질병 등으로 일상생활을 영위하는데 돌봄이 필요한 사람들에게 개인의 집에서 돌봄을 받을 수 있도록 하고 있다[17]. 허약 독거노인, 만성질환자 관리요구 증가 등에 따라 이러한 정부차원의 지역사회 통합 돌봄 정책은 더욱 확대될 예정이므로 간호학생의 재가방문 실습 중요성은 더욱 커지고 있다. 그러나 지역사회 주민의 간호학생 가정방문에 대한 거부감, 보건소 방문간호사의 과중한 업무에 따른 학생지도에 대한 부담감, 학생의 안전 위협 등의 문제로 재가방문 간호 실습은 한계가 있다[18]. 또한, 지속적으로 증가하는 간호학생 수 대비 한정된 수의 보건소, COVID-19로 인한 보건소 실습 중단 등의 요인으로 간호학생들이 재가방문을 통해 지역사회 간호에 대한 역량을 키우기가 더욱 어려워지고 있다. 이와 같은 현실적 문제의 해결을 위해 가상현실 시뮬레이션을 활용할 수 있다. 가상현실 시뮬레이션 교육은 가상공간 안에서 가상의 환자를 대상으로 이루어지기 때문에 환자의 안전을 위협하지 않으며, 학생 스스로 편안하게 반복훈련을 할 수 있도록 한다. 이러한 반복훈련은 학생들이 졸업 후 신규간호사로서 숙련된 기술을 습득하고 안전하게 환자간호를 할 수 있게 한다[19].

가상현실 시뮬레이션 관련 연구는 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 국외의 경우 간호학생 대상 통합적 문헌 고찰 연구에서 지식, 자신감, 의사소통능력, 임상수행능력 향상에 효과가 있는 것으로 보고하였으며[20], 간호사정 가상현실 시뮬레이션을 적용하여 인지적 지식의 유의한 개선 효과를 입증하였다[21]. 국내의 경우 급성 위장관 출혈 가상현실 시뮬레이션 프로그램 개발[22], 급성 심장질환자 간호에 대한 웹 기반 및 고 충실도 교육의 효과[23], 간호대학생을 위한 가상현실 360도 정맥수액주입 교육용 콘텐츠의 적용[24] 등의 연구가 보고되었으나 주로 성인 간호 영역의 연구가 많았으며, 지역사회간호 영역의 연구는 미비한 실정이다.

이에 HMD 장치를 활용한 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한다면 간호학생들의 현장 역량 강화에 더 효과적인 교육기제로 작용할 수 있을 것이다. 재가방문 가상현실 시뮬레이션 프로그램을 간호학생들에게 적용하여 그 효과성을 평가함으로써, 간호학생의 역량을 강화하고 질 높은 간호 제공에 이바지할 수 있는 간호교육의 기초를 마련하고자 한다.

2. 연구의 목적

본 연구의 목적은 간호학생을 위한 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 개발하여, 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감, 임상수행능력에 미치는 효과를 검증하는 것이다.

3. 연구 가설

가설 1. HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 재가방문 지식은 차이가 있을 것이다.

가설 2. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 자신감은 차이가 있을 것이다.

가설 3. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 자기효능감은 차이가 있을 것이다.

가설 4. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 임상수행능력은 차이가 있을 것이다.

연구 방법

1. 연구 설계

본 연구는 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램이 간호학생의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감, 임상수행능력에 미치는 효과를 파악하기 위한 비동등성 대조군 전후 시차설계 유사실험연구이다.

2. 연구 대상자

본 연구는 간호학 전공 학부생을 대상으로 하였으며, 광주광역시에 위치한 조선간호대학교와 교육과정이 유사한 동강대학교의 간호학과 재학생을 대상으로 편의 모집하였다. 대상자는 연구의 목적을 이해하고 자발적으로 연구 참여를 동의한 자이다. 구체적인 대상자 선정기준은 1) 지역사회간호학실습 3학년 참여자, 2) 재가방문 경험이 없는 자, 3) 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램경험이 없는 자이다.

대상자 수는 G*Power 3.1 Program을 이용하여 선행 연구를 바탕으로[25] independent t-test를 위한 효과크기 .80, 유의수준 .05, 검정력 .90으로 산출한 결과(two-tailed), 필요한 최소 표본크기는 집단별 34명이었다. 탈락률 및 부실한 응답을 고려하여 중재군과 대조군 각각 45명을 목표로 모집하였다.

본 연구자가 실습 기간 중 조선간호대학교와 동강대학교의 간호학생을 매주 검토하여 대상자 선정기준 항목을 충족하는지 확인하였다. 중재효과의 확산을 방지하기 위하여 중재군과 대조군을 각각 다른 두 개의 대학에서 시차를 두어 모집하였다.

중재군 후보인 3학년 2학기 전체 재학생 187명 중 사전조사에 참여한 대상자는 45명이었으며, 이중에서 44명이 중재 직후 사후조사에 참여하였다(탈락률 2.2%). 대조군 후보 45명 중 사전조사에 참여한 대상자는 45명이었으며, 이중에서 부실한 응답을 포함한 5명을 제외한 40명이 사후조사에 참여하였다(탈락률 11.1%). 최종 중재군 44명, 대조군 40명의 총 84명의 자료를 분석에 활용하였다.

3. 연구 도구

본 연구는 구조화된 설문지를 사용하여 연구 대상자의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감, 임상수행능력을 측정하였다. 연구에 사용된 도구들은 이메일을 통해 저작권 소유자들에게 도구 사용 허락을 받았다.

1) 재가방문 지식

재가방문 지식은 지역사회간호학 교수 1인과 연구자가 20문항을 직접 개발하였고 5년 이상 지역사회간호학을 강의한 교수 3인과 성인간호학 교수 2인에게 내용타당도를 확인하였다. 내용타당도는 구조화된 4점 척도 설문지를 이용하였고, 각 문항마다 타당한지에 대해 ‘매우 타당하다’ 4점, ‘타당하다’ 3점, ‘타당하지 않다’ 2점, ‘매우 타당하지 않다’ 1점으로 응답하게 하였다. 내용타당도 지수(content validity index [CVI])는 0.94로 산출되어 각 문항의 내용타당도가 확인되었다. 최종 재가방문 지식 도구는 고혈압 대상자 간호 7문항, 당뇨 대상자 간호 6문항, 뇌졸중 대상자 간호 4문항과 재가방문 간호 관련 3문항, 총 20개 문항으로 구성되어있다. 점수 범위는 0점에서 20점이고, 점수가 높을수록 지역사회 재가방문 대상자 간호와 관련된 지식이 높음을 의미한다. 내적일관성 신뢰도는 이분문항일 경우 사용할 수 있는 Kuder-Richardson formula 20 (KR-20)값을 사용하였으며, 본 연구에서는 .81로 나타났다.

2) 자신감

자신감은 가상현실속의 대상자와 상호의사소통 및 다양한 간호중재들을 통해 재가방문 간호, 만성질환관리 및 핵심기본간호술에 대한 자신감을 측정하고자 개발하였다. 지역사회간호학 교수 1인과 연구자가 3문항을 직접 개발하였고 5년 이상 지역사회간호학을 강의한 교수 3인과 성인간호학 교수 2인에게 내용타당도를 확인하였다. 내용타당도는 구조화된 4점 척도 설문지를 이용하였고, 각 문항마다 타당한지에 대해 ‘매우 타당하다’ 4점, ‘타당하다’ 3점, ‘타당하지 않다’ 2점, ‘매우 타당하지 않다’ 1점으로 응답하게 하였다. 내용타당도 지수 CVI는 0.95로 산출되어 각 문항의 내용타당도가 확인되었다. 최종 자신감 측정 도구는 재가방문 간호 수행에 대한 자신감 1문항, 만성질환관리수행에 대한 자신감 1문항, 핵심기본간호술 수행에 대한 자신감 1문항 총 3개 문항으로 구성되어있다. 각 문항은 1점 ‘매우 못 한다’에서 10점 ‘매우 잘 한다’로 10점 Likert 척도로 구성되어있다. 점수의 범위는 최저 3점에서 최고 30점까지이고, 점수가 높을수록 자신감이 높음을 의미한다. 도구의 내적일관성 신뢰도 Cronbach's α는 .85였다.

3) 자기효능감

자기효능감은 Schwarzer 등[26]이 개발한 자기효능감척도(generalized self-efficacy scale)의 한글판을 사용하였다. 이 도구는 총 10문항으로 구성되어 있고, 1점 ‘전혀 아님’, 2점 ‘거의 아님’, 3점 ‘대체로 그러함’, 4점 ‘매우 그러함’으로 4점 Likert 척도로 구성되어있다. 점수 범위는 10점에서 40점이고, 점수가 높을수록 자기효능감이 높음을 의미한다. 개발 당시 도구의 내적일관성 신뢰도 Cronbach's α는 .90이었고, 본 연구에서는 .87이었다.

4) 임상수행능력

임상수행능력은 Schwirian [27]의 자가보고형 임상수행능력 평가도구(six dimension scale of nursing performance)을 기반으로 Choi [28]가 수정, 보완한 도구를 사용하였다. 이 도구는 임상수행능력에 관한 5가지 영역을 측정하는 도구로 간호과정 11문항, 간호기술 11문항, 간호교육/협력관계 8문항, 대인관계/의사소통 6문항, 전문직 발전 9문항 총 45문항으로 구성되어 있다. 각 문항은 1점 ‘매우 못 한다’에서 5점 ‘매우 잘 한다’로 5점 Likert 척도로 구성되어있다. 점수의 범위는 최저 45점에서 최고 225점까지이고, 점수가 높을수록 임상수행능력이 높음을 의미한다. 개발 당시 도구의 내적일관성 신뢰도 Cronbach's α는 .96이었고, 본 연구에서는 .97이었다.

5) 연구 대상자의 특성

대상자의 일반적 특성은 성별, 직전 학기 성적수준을 포함하였다.

4. 중재

1) 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램

재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 ASSURE (analyze learners, state objectives, select method, media, & materials, utilize media & materials, require learners participation, evaluate & revise) 모형[29]를 근거하여 개발하였으며, 고혈압 대상자 간호, 당뇨 대상자 간호, 뇌졸중 대상자 간호로 구성하였다. 난이도가 낮은 고혈압과 당뇨 대상자 시나리오에는 의사소통을 통한 간호문제 도출과 오마하 문제분류체계를 적용한 간호진단 및 계획, 핵심술기 수행항목이 포함되어 있어 8~15분 이내에 마칠 수 있도록 구성되었다. 난이도가 높은 뇌졸중 대상자 시나리오에서는 고혈압 대상자와 당뇨대상자 간호를 위한 시나리오의 항목들에 추가로 재가낙상환경조사 및 중재방안 시행, 욕창예방을 위한 피부사정과 피내주사 핵심술기 등의 과제를 포함하여 좀 더 긴 시간을 필요로 하도록 구성하였다(Table 1). 1단계 학습자 분석(analyze learners), 2단계 목표 진술(state objectives), 3단계 교수자료 선택(select method, media, & materials) 및 미디어와 교수자료 활용(utilize media & materials), 4단계 학습자 참여 요구(require learners participation) 및 평가와 수정(evaluate & revise)의 절차로 진행하였다. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 개발기간은 2018년 11월부터 2019년 8월까지였다.

Table 1
Summary of the HMD Based HVRS Program

1단계 ‘학습자 분석(analyze learners)’은 문헌 고찰, 교육과정 만족도 조사, 산업체와의 간담회와 평가회 및 교내외 환경에 대한 분석을 통해 학습자와 현장지도자 및 4차 산업혁명 시대에 요구되는 교육에 대해 파악하였다.

2단계 ‘목표 진술(state objectives)’ 단계에서는 ‘학생들이 실습 중 재가방문 시 주로 경험하는 고혈압 대상자 간호, 당뇨 대상자 간호 및 뇌졸중 대상자 간호 사례를 통해 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력이 향상된다’로 목표를 설정하였다.

3단계 ‘교수자료 선택 및 미디어와 교수자료 활용(select method, media, & materials/utilize media & materials)’은 1단계의 ‘학습자 분석(analyze learners)’을 바탕으로 VR 등 새로운 교수기기와 다양한 정보를 결합하는 4차 산업혁명 교육정책을 반영할 필요가 있고 미래사회 필요역량 제고와 교육역량을 강화할 필요가 있다고 판단하였다. 이에 지역사회간호학 교수 2인과 VR 콘텐츠 제작 전문 업체 (주)페리굿(Peligood, Seoul, Korea)의 협업을 통해 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 VR 제작 tool인 Unity 엔진(Unity Technologies, San Francisco, CA)을 활용하여 사정-진단-계획-수행평가의 간호과정 적용과 퀴즈의 순서로 구성되어 있다.

4단계 ‘학습자 참여 요구(require learners participation) 및 평가와 수정(evaluate & revise)’에서는 조선간호대학교 간호학생 3명, 지역사회간호학실습 현장지도자 2명, 간호사 15명을 대상으로 시범운영을 하여 중재프로그램의 내용이 적절한지를 평가하였다. 평가를 위해 참여한 대상자들로부터 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력 향상의 학습목표가 달성될 수 있도록 각 콘텐츠의 내용이 적절하게 구성되어 있는지에 대한 부분을 검증받았다. 평가에 참여한 사람들에게서 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 체험해 본 소감을 듣고, 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 세부사항을 일부 수정하였다.

5. 중재 적용과 자료수집

1) 사전조사

중재군의 사전조사는 2020년 8월 31일부터 2020년 9월 16일까지, 대조군은 2020년 10월 15일부터 2020년 10월 29일까지 실시하였다. 대상자가 실습 시 연구 참여 동의서를 작성한 후 구조화된 설문지를 사용하여 자료를 수집하였다. 설문지 작성에 소요된 시간은 10~15분이었다.

2) 중재 적용

재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 적용은 2020년 8월 31일부터 2020년 9월 14일까지 사전조사 후 2주 이내에 시작하였다. 중재군에게 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 고혈압 대상자 간호, 당뇨 대상자 간호, 뇌졸중 대상자 간호 3개의 시나리오를 1회씩 적용하였으며, ‘사전 오리엔테이션 → 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 적용 → 디브리핑’의 순서로 운영하였다. 사전 오리엔테이션 시 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 적용 전 장비 사용법 등에 대해 교육하였다. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 적용은 지역사회간호학실습 중 조선간호대학교 VR 시뮬레이션 실습실에서 PC (personal computer), 체감형 HMD 기기(HTC Vive™; Seattle, WA, USA)인 본체 헤드셋과 전용 controller 등을 활용하여 시행하였다. 간호학생들은 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 시행하기 전에 미리 도구사용법 및 이동방법 등의 시범을 통해 사전 교육을 받았다. VR 시뮬레이션 실습실 PC 화면의 재가방문 콘텐츠를 실행하고 HMD장비인 헤드셋을 착용하면 헤드 트래킹을 통해 가상공간을 둘러 볼 수 있다. 2개의 controller를 양손에 쥐고 고혈압, 당뇨, 뇌졸중 중 한 개의 시나리오를 선택하면 가상공간인 대상자의 가정에 방문하게 되는데, HMD를 통해 주변의 환경을 둘러볼 수 있으며, controller를 활용해 이동, 동작, 선택 등의 조작을 스스로 할 수 있다. 시나리오 시행의 순서는 난이도가 상대적으로 낮은 고혈압 대상자 간호와 당뇨 대상자 간호를 먼저 시행한 후 난이도가 비교적 높은 뇌졸중 대상자 간호를 시행하도록 하였다. 시나리오 상황은 대상자와 전화통화 후 대상자의 가정에 방문하여 가상현실 속에서 대상자와의 의사소통을 통해 대상자의 간호문제를 파악하고, 오마하 문제분류체계에 의한 간호과정을 적용하면서 활력징후 측정, 피하주사, 피내주사와 같은 핵심기본간호술기를 수행한 후 간단한 퀴즈를 푸는 순서로 진행된다(Figure 1). 시나리오 수행장면은 체험자는 HMD로, 조별 다른 학생들은 PC의 모니터를 통해 볼 수 있으며, 소요시간은 고혈압 대상자 간호 8~10분, 당뇨 대상자 간호는 10~15분, 뇌졸중 대상자 간호는 15~20분이었다. 간호학생 한 명이 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 수행하는데 걸린 시간은 대기시간 포함 총 35~50분이었다. 조선간호대학교 3학년 2학기 지역사회간호학실습은 총 3개 분기(각 분기 당 2주 실습)로 이루어졌는데, 각 분기당 4개 실습조(1개 조당 5~8명)를 편성하였으며, 2명의 교수가 각각 2개의 조를 운영하였다. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 중재 적용은 각 분기의 실습기간 2주 중 하루에 이루어졌다. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 수행 시 2인 또는 3인을 1개 조로 편성하여 5개의 PC와 HMD 장비 등을 활용하여 한 번에 5개 조가 프로그램을 수행하였으며, 5명의 간호학생이 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 수행하는 동안 나머지 조원들은 첫 번째 조원의 수행을 관찰하도록 하였다. 가상멀미를 예방하기 위해 하나의 시나리오가 끝난 후 교대로 프로그램에 참여하도록 하였으며, 수행하지 않는 간호학생은 수행하고 있는 간호학생을 휴대폰 카메라로 동영상 촬영하게 하였다. 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 시행 장면은 참가자들의 사전 동의를 얻어 촬영하였으며, 녹화된 동영상을 디브리핑 시 활용하였다.

Figure 1
Screen of home-visits virtual reality simulation

대조군에게는 온라인과 오프라인을 활용하여 통상적인 교육을 제공하였으며, 지역사회 간호과정 적용, 핵심술기, 보건교육 등에 대한 내용을 포함하고 있다. COVID-19 상황에 따라 학습관리 시스템을 활용하여 실습 과제를 제출하게 하였으며, social network system 등을 통해 실습의 일부를 운영하였다.

3) 사후조사

중재군의 사후조사는 2020년 9월 4일부터 2020년 9월 19일까지, 대조군은 2020년 10월 21일부터 2020년 11월 8일까지 실시하였다. 중재군과 대조군의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감, 임상수행능력에 대한 설문조사를 다시 실시하였으며, 설문지 작성에 소요된 시간은 10~15분이었다.

6. 자료분석방법

본 연구에 수집된 자료는 IBM SPSS Statistic 25.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하여 분석하였고, 유의수준 .05에서 양측 검정하였다. 종속변수의 정규성은 Shapiro-Wilk test를 이용하여 검증하였고, 모든 변수는 정규성 가정을 만족하였다. 중재군과 대조군의 동질성은 χ2-test, independent t-test를 이용하여 검증하였다. 대상자의 일반적 특성은 평균과 표준편차, 빈도 및 백분율로 산출하였다. 중재군과 대조군의 사전·사후 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력의 차이는 paired t-test를 이용하여 검증하였다. 중재군과 대조군 간의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력의 차이는 independent t-test를 이용하여 검증하였다.

7. 윤리적 고려

본 연구는 연구 대상자 보호를 위하여 조선간호대학교의 생명 윤리심의위원회의 승인(2-7008161-A-N-01(조간) 2019-10-01)을 받은 후, 자료수집을 시작하였다. 연구 대상자에게 연구의 목적, 절차, 익명성 보장 및 비밀유지, 연구 참여 철회 시에도 불이익 없음을 설명하고 연구 참여에 동의한 경우에만 설문에 응답할 수 있도록 하였다. 또한 참여하지 않거나 중도철회를 하는 경우, 성적 등에 불이익이 없음과 참여자들의 경우, 성적 등에 이익이 없음을 설명하였다. 사전조사, 중재 적용, 사후조사는 연구자가 직접 수행하였다.

연구 결과

1. 중재군과 대조군의 일반적 특성에 대한 동질성 검정

일반적 특성에서, 참여자들의 대부분은 여학생들이었고, 자가보고에 근거한 이들의 직전 학기 성적수준은 중위권이 다수였다. 중재군과 대조군의 동질성 검증에서 이들 간에 통계적으로 유의한 차이를 보인 일반적 특성은 없었다(Table 2).

Table 2
Homogeneity Test of Characteristics of Participants (N = 84)

2. 중재군과 대조군의 사전 종속변수에 대한 동질성 검정

종속변수인 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력에 대한 사전 동질성 검정 결과, 모든 변수에서 중재군과 대조군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없어 동질성이 확보되었다(Table 3).

Table 3
Homogeneity Test of Dependent Variables of Participants (N = 84)

3. HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 효과 검증

1) 재가방문 지식

가설 1. ‘HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 재가방문 지식은 차이가 있을 것이다’를 검정한 결과, 중재군의 경우 3.32점 증가하였고 대조군의 경우 0.45점 증가하여 두 군간에 유의한 차이를 보여(t = 4.73, p < .001) 가설은 지지되었다. 하위영역에서는 고혈압 대상자 간호(t = 4.52, p < .001), 당뇨 대상자 간호(t = 2.24, p = .028), 재가방문 간호(t = 4.37, p < .001)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 뇌졸중 대상자 간호(t = 1.08, p = .286)에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 4).

Table 4
Effects of the HVRS on Dependent Variables (N = 84)

2) 자신감

가설 2. ‘HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 자신감은 차이가 있을 것이다’를 검정한 결과, 중재군의 경우 1.64점 증가하였고 대조군의 경우 0.29점 증가하여 두 군간에 유의한 차이를 보여(t = 6.63, p < .001) 가설은 지지되었다(Table 4).

3) 자기효능감

가설 3. ‘HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 자기효능감은 차이가 있을 것이다’를 검정한 결과, 중재군의 경우 0.25점 증가하였고 대조군의 경우 0.01점 증가하여 두 군간에 유의한 차이를 보여(t = 3.13, p = .002) 가설은 지지되었다(Table 4).

4) 임상수행능력

가설 4. ‘HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군과 대조군의 임상수행능력은 차이가 있을 것이다’를 검정한 결과, 중재군의 경우 0.46점 증가하였고 대조군의 경우 0.05점 증가하여 두 군간에 유의한 차이를 보여(t = 4.13, p < .001) 가설은 지지되었다. 하위영역에서는 간호과정(t=4.05, p < .001), 간호기술(t = 4.52, p < .001), 간호교육/협력관계(t = 3.79, p < .001), 대인관계/의사소통(t = 2.95, p =.004), 전문직 발전(t = 3.76, p < .001)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Table 4).

논 의

본 연구는 ASSURE 모형에 근거하여 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 개발하고, HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램이 간호학생의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력에 효과가 있을 것이라는 가설을 설정하고 이를 검증하고자 시행되었다.

본 연구 결과, 재가방문 지식은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군이 대조군보다 유의하게 향상되었으며, 이 같은 결과는 간호학생을 대상으로 간호사정 VR 시뮬레이션을 적용하여 인지적 지식이 향상되었다고 보고한 선행 연구 결과와 맥락을 같이한다[21]. 간호대학원생에게 충수절제수술 후 간호 VR 시뮬레이션을 적용하여 아동 관련 지식이 향상되었으며[30], 간호대학원생을 대상으로 약물투여 VR 시뮬레이션 적용 후 약물투여절차 지식이 향상되었다[31]. 이들 모두는 VR을 활용한 교육방법이 간호 관련 지식을 높이는 데 효과적임을 보여주었다. 본 연구에서 중재 후 재가방문 지식이 향상된 것은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 세 가지 시나리오에서 재가방문 시 주로 경험하는 고혈압 대상자 간호, 당뇨 대상자 간호 및 뇌졸중 대상자 간호 사례에 대한 지식을 다루고 있으며, 이를 학생들이 체험하면서 자연스럽게 재가방문 지식을 습득한 것이라고 여겨진다. 하위영역 중 고혈압 대상자 간호, 당뇨 대상자 간호 및 재가방문 간호 영역에서는 중재군과 대조군이 통계적으로 유의한 차이를 보였지만 뇌졸중 대상자 간호에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 뇌졸중 대상자 간호는 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 세 가지 시나리오 중 난이도가 가장 높고 수행시간도 가장 길며, 복잡한 과정들이 포함되어 있어 간호학생들에게 어렵게 느껴졌을 수 있다. 뇌졸중 대상자 간호 지식을 향상시키기 위해 뇌졸중 대상자 간호 시나리오에 대한 집중적 반복학습이 필요하다고 판단되며, 이에 대한 후속 연구가 필요하다. 기존의 전통적인 강의식 교육이나 실습 시 단순한 관찰이 아닌 학습자가 가상공간에서 간호 상황에 적극적으로 참여하고 주어진 문제들을 해결하는 과정에서 재가방문 지식이 향상되었을 것으로 생각되며, 간호학생을 대상으로 재가방문 지식을 향상시키기 위해서 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 활용하는 것이 유용한 중재임을 확인할 수 있었다.

자신감은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군이 대조군보다 유의하게 향상되었다. Moule 등[32]은 간호사를 대상으로 VR 시뮬레이션을 적용하여 전립선암 환자 간호에 대한 자신감이 향상되었다고 보고하였고, Quail 등[33]은 VR 시뮬레이션 교육 후 환자와의 의사소통에 대한 자신감이 향상되었다고 하였다. 이들 모두는 VR을 활용한 프로그램이 자신감을 높이는데 효과적이었음을 뒷받침 한다. 또한, Cobbett과 Snelgrove-Clarke [34]는 고 충실도 마네킹을 활용한 시뮬레이션과 VR시뮬레이션의 효과를 비교하였는데, 두 가지 교육방법에서 자신감 향상 정도에 차이가 없는 것으로 나타나 VR 시뮬레이션이 고 충실도 마네킹 시뮬레이션 대안으로 활용될 수 있음을 시사하였다. 본 연구에서 중재군은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 통해 현실과 거의 유사한 가상현실 속에서 대화창에 나와 있는 주제를 가지고 대상자와 의미 있는 의사소통을 통해 간호문제를 사정하고 필요한 기본간호와 임상 간호술기 등을 수행하는 시나리오를 통해 실제와 같은 재가방문 상황을 경험하면서 자신감이 향상된 것으로 보인다. 세부적으로 보면, 재가방문 간호 수행의 자신감, 만성질환관리 수행의 자신감, 핵심기본간호술 수행의 자신감이 증가하였는데, HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램 시나리오들이 반복적으로 만성질환관리와 핵심기본간호술의 내용을 다루고 있고 이를 통해 간호학생들의 재가방문 간호 수행에 대한 자신감이 향상된 것으로 보인다. HMD기반 VR 교육이 갖는 높은 몰입도와 생생한 체험감이 이처럼 가상의 공간에서 간호학생들이 능동적으로 대상자에 대한 정보를 파악하고, 대상자와 전화통화 후 대상자의 가정에 방문하여 간호사정, 간호수행 등의 간호과정을 적용하면서 재가방문에 대한 자신감이 향상된 것으로 판단된다.

자기효능감은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군이 대조군보다 유의하게 향상되었으며, 이 같은 결과는 간호대학원생에게 충수절제 수술 후 간호 VR 시뮬레이션을 적용하여 자기효능감이 향상되었다고 보고한 선행 연구 결과와 일치한다[30]. 간호학생에게 VR 시뮬레이션 교육과 교외 임상실습을 통합한 교육을 적용한 결과, 자기효능감이 향상되었으며[35], 간호학생을 대상으로 웹 기반 시뮬레이션 교육 후 자기효능감이 향상되었다[23]. 이들 모두는 VR을 활용한 교육방법이 자기효능감을 높이는 데 효과적임을 보여주었다. 본 연구에서 중재 후 자기효능감이 향상된 것은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 세 가지 시나리오를 성공적으로 수행함으로써 재가방문에 대해 자신감을 갖는 성취경험을 통해 자기효능감이 강화되었다고 여겨진다. 처음 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 접했을 때는 낯설고 장비 조작 등에 어려움이 있었지만 점차 적응이 되면서 각 시나리오별 수행 단계에서의 오차를 줄이고 정확한 간호를 대상자에게 적용하면서 재가방문 간호에 대한 자신감을 향상시켰을 뿐만 아니라 간호과정을 통해 대상자의 문제를 해결해주면서 간호학생들의 자기효능감이 향상된 것으로 생각된다. 또한, HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 한국형 시나리오를 기반으로 하고 있어 간호학생들이 상황에 대해 이해하기 쉽고 친숙하게 느껴질 수 있으며, 실수해도 괜찮다는 안정감으로 인해 자신감 및 자기효능감이 자연스럽게 향상되었을 것이다.

임상수행능력은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 적용한 중재군이 대조군보다 유의하게 향상되었다. Kim 등[36]은 간호학생을 대상으로 VR 시뮬레이션 교육과 고 충실도 마네킹을 활용한 시뮬레이션을 적용하여 임상수행능력이 향상되었다고 보고하였고, Lim과 Yeom [35]은 VR 시뮬레이션 교육과 교외 임상실습을 통합한 교육을 적용 후 임상수행능력이 향상되었다고 하였다. 이들 모두는 VR을 활용한 프로그램이 임상수행 능력을 높이는데 효과적이었음을 뒷받침한다. 한편 간호대학원생을 대상으로 정맥절개술 VR 시뮬레이션 교육 후 중재군과 대조군 간의 임상수행능력은 유의한 차이가 없는 것으로 보고하고 있어[37], 이에 대한 후속 연구가 필요하다고 생각된다. 임상수행능력의 하위영역별로 보면 간호과정, 간호기술, 간호교육/협력관계, 대인관계/의사소통 및 전문직 발전 모두에서 중재군과 대조군이 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 본 연구에서 중재 후 임상수행능력이 향상된 것은 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램의 세 가지 시나리오에서 대상자에게 사정-진단-계획-수행-평가의 간호과정을 적용하고, 그 과정에서 대상자와의 의사소통, 간호교육이 자연스럽게 이루어질 뿐만 아니라, 간호수행 단계에서 간호기술 영역인 간호 핵심술기 항목을 집중적으로 다루고 있기 때문으로 판단된다. 다른 관점에서, 핵심술기의 경우 VR 콘텐츠를 활용하여 교육하는 것이 절차를 숙지하거나 주의사항 등을 익히는 것에는 도움이 될 수 있겠지만, 촉각과 후각은 사정 할 수 없는 한계도 분명히 존재한다. VR 시뮬레이션 프로그램을 활용할 경우 실습교과목에 포함되어야 할 다양한 간호술기 향상에는 한계가 있고, 술기연습을 실제로 수행해 볼 수 없다는 단점이 있기에 이를 보완해야 할 필요가 있다고 생각한다. 이와 같은 HMD기반 시뮬레이션 실습의 단점이나 한계를 해결하기 위해 촉각과 후각 등을 포함하는 현실 세계와 가상현실을 동시에 구현할 수 있는 증강현실(augmented reality [AR]) 및 확장현실(extended reality [XR])의 초실감형 기술을 활용하는 간호 관련 콘텐츠 개발이 필요하다고 여겨진다. 또한, 여러 연구에서 보고되고 있는 조작의 어려움이나 어지러움증 등[38, 39]의 불편감 해소를 위한 지속적인 기술적 노력도 동반되어야 할 것이다.

이상의 연구 결과를 종합하여 볼 때, 본 연구에서 실시한 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 간호학생의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력을 증진시키는 데 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 간호교육 현장에서 간호학생의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력 향상을 위한 유용한 중재 방법으로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 가상현실 기술은 현장실무를 익히고 다양한 환자에 대한 실습이 필요한 간호교육 현장에서 적극적으로 활용될 수 있으며, 특히 환자와 학생의 안전 등에 민감한 특수부서나 임상실습지 확보에 어려움이 있는 경우 대안으로 활용될 수 있다. 이를 위해서는 간호교육 현장의 가상현실 시뮬레이션 콘텐츠 개발에 대한 지속적인 관심과 노력 및 국가 차원의 재정적, 정책적 지원이 뒤따라야 할 것이다.

본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 중재의 효과를 중재 직후에만 측정하였기 때문에 시간 간격을 두고 반복 측정하여 중재 효과의 지속성을 확인하는 것이 필요하다. 둘째, 대상자 선정 시 편의추출 하였기 때문에 잠재적인 외생변수를 통제하지 못하였을 가능성이 있다. 셋째, 자료수집 과정에서 눈가림이 이루어지지 않아 비뚤림(bias)이 있을 수 있다. 또한 임상수행능력 향상을 직접 관찰하여 평가한 것이 아니라 임상수행능력에 관한 5가지 영역을 도구로 측정한 것이므로 임상수행능력의 향상을 기대할 수는 있어도 연구 결과를 해석하는데 확대과장하지 않도록 주의할 필요가 있다.

하지만 본 연구는 국내 간호학에서는 아직 드문 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 개발하여 재가방문실습이 어려운 현 시점에 간호학생들이 현실감 있는 체험을 할 수 있도록 하고 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력에서 높은 향상을 이루도록 노력한 것에 의의가 있다. 학습자는 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 통해 재가방문 간호에 필요한 지식 등을 자연스럽게 습득할 수 있으며, 흥미유발을 통한 자발적 학습 참여를 유도하는 선순환 구조를 형성할 수 있다. 또한, 실제 상황에 근접한 시나리오를 활용한 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램을 통해 간호학생이 예비간호사로서 지역사회현장 및 임상현장에서 원하는 미래형 창의융합 간호 인재로 성장할 수 있을 것으로 기대한다.

결 론

본 연구에서는 간호학생을 대상으로 재가방문 가상현실 시뮬레이션 프로그램을 개발하여, 그 효과를 확인하였다. 본 연구에서 제공한 HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 간호 학생의 재가방문 지식, 자신감, 자기효능감 및 임상수행능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 따라서 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램은 간호학생을 위한 효과적인 교육방법으로 활용될 수 있을 것이며, 간호학생뿐만 아니라 실무에 종사하는 간호사들에게도 적용하는 방안을 생각해 볼 수 있다. 또한, HMD기반 재가방문 VR 시뮬레이션 프로그램과 함께 대부분의 간호학과에서 사용하고 있는 고 충실도 시뮬레이터를 활용하거나 온라인 형태의 VR 콘텐츠 또는 AR, XR 콘텐츠 등과 접목하여 사용한다면 시너지 효과를 얻을 수 있을 것이다.

추후 연구를 위한 제언으로 첫째, 재가방문 간호 관련 영역뿐만 아니라 다른 영역에서도 가상현실 시뮬레이션의 개발 및 교육효과 연구를 제언한다. 둘째, 다양한 무료 애플리케이션 등을 활용하여 가상현실 콘텐츠 제작 및 활용을 실천해보길 제언한다. 가상현실 시뮬레이션은 아직 도입단계의 교육방법이고 정형화된 틀이 정립되지 않았기 때문에 프로그램 초기 구축에 많은 시간, 비용, 노력이 요구된다. 특히 비용 측면에서 가상현실 시뮬레이션 적용에 어려움이 있다면, 비싼 비용을 투자하기에 앞서 스마트폰과 cardboard 등을 활용하여 가상현실 교육 콘텐츠 제작 및 활용을 실천해보기를 제언한다.

Notes

CONFLICTS OF INTEREST:The authors declared no conflict of interest.

AUTHOR CONTRIBUTIONS:

  • Conceptualization or/and Methodology: Ahn MK.

  • Data curation or/and Analysis: Ahn MK.

  • Funding acquisition: None.

  • Investigation: None.

  • Project administration or/and Supervision: Lee CM.

  • Resources or/and Software: Lee CM.

  • Validation: Lee CM.

  • Visualization: None.

  • Writing original draft or/and Review & Editing: Ahn MK.

ACKNOWLEDGEMENTS

None.

DATA SHARING STATEMENT

Please contact the corresponding author for data availability.

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    Development and Effects of Head-Mounted Display-Based Home-Visits Virtual Reality Simulation Program for Nursing Students
    J Korean Acad Nurs. 2021;51(4):465-477.   Published online August 31, 2021
    DOI: https://doi.org/10.4040/jkan.21051
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