Design and Evaluation of a Virtual Reality Serious Game on Oral Health Education
تُظهر الدراسة أن لعبة "Plaque Busters VR"، وهي لعبة واقع افتراضي جادة تم التحقق من صحتها من قبل خبراء طب الأسنان وطلاب الهندسة الطبية الحيوية، تعمل بفعالية على تحسين المعرفة المتعلقة بأمراض اللثة ونظافة الفم، مما يشير إلى إمكاناتها كأداة تعليمية لتعليم المرضى رغم وجود بعض القيود التقنية والمحتوى.
المؤلفون الأصليون:Hui Yi Clara Goh, Bina Rai, Alvin Boon
تخيل فمك كأنه مدينة صغيرة صاخبة؛ الأسنان هي ناطحات السحاب، واللثة هي المتنزهات الواقية التي تحيط بها. لكن هناك عصابة خفية وماكرة تُسمى "اللويحة السنية" (البلاك)، تحب بناء حصون فوضوية في الشقوق بين المباني. وإذا لم يقم حراس المدينة (فرشاة أسنانك) بدوريات فعالة في هذه المناطق، ستنمو تلك الحصون، وتلتهب المتنزهات، وفي النهاية قد تنهار ناطحات السحاب. هذه هي قصة أمراض اللثة، وهي مشكلة شائعة تؤثر على ما يقرب من ربع البالغين. لعقود من الزمن، كانت الطريقة المتبعة لتعليم الناس كيفية إيقاف هذه العصابة تشبه إلى حد ما قراءة دليل تعليمات جاف أو التحديق في نموذج بلاستيكي بينما يشير طبيب الأسنان إليه؛ إنها طريقة تعمل، لكنها ليست تجربة مثيرة تماماً. وهنا يأتي دور الواقع الافتراضي (VR) والألعاب الجادة (Serious Games). فكر في الواقع الافتري كبوابة سحرية تسم تسمح لك بالدخول إلى محاكاة، و"اللعبة الجادة" كلعبة فيديو مصممة ليس للترفيه فحسب، بل لتعليمك مهارة حقيقية من واقع الحياة. والسؤال الكبير الذي طرحه الباحثون هو: هل يمكننا تحويل المهمة المملة المتمثلة في تعلم تنظيف أسنانك إلى مغامرة غامرة ترسخ حقاً في ذاكرتك؟
هذا بالضبط ما سعى فريق من الباحثين من جامعة سنغافورة الوطنية لاكتشافه. لقد صمموا لعبة جديدة للواقع الافتراضي تسمى "Plaque Busters VR" (محطمو اللويحة)، وهي مغامرة فردية حيث تدخل عالماً افتراضياً لإنقاذ شخصية من أمراض اللثة. لم يكن الهدف مجرد صنع لعبة رائعة، بل كان لمعرفة ما إذا كان هذا الملعب الرقمي يمكنه تعليم البالغين كيفية اكتشاف أمراض اللثة، والأهم من ذلك، كيفية تنظيف أسنانهم بشكل صحيح. ولاختبار ابتكارهم، دعوا مجموعتين من الأشخاص للعب؛ أولاً، قام عشرة أطباء أسنان ذوي خبرة بدور "مفتشي مراقبة الجودة"، للتحقق مما إذا كانت الحقائق الطبية في اللعبة دقيقة. ثم لعب 42 طالباً جامعياً اللعبة لمعرفة ما إذا كانوا قد تعلموا أي شيء جديد.
كانت النتائج واعدة بشكل مفاجئ. قبل أن يرتدي الطلاب سماعة الواقع الافتراضي، بلغ متوسط درجاتهم في اختبار حول صحة اللثة 7.12 من أصل 13. وبعد قضاء حوالي 15 إلى 20 دقيقة في لعب "Plaque Busters VR"، حيث استخدموا تقنية تتبع اليد لتنظيف فم افتراضي فعلياً، قفز متوسط درجاتهم إلى 10.95. وحسب الباحثون أن هذا التحسن كان ذا دلالة إحصائية، مما يعني أنه من المستبعد جداً أن يكون مجرد تخمين محظوظ. لم تجعلهم اللعبة يشعرون فقط بأنهم تعلموا، بل ساعدتهم بالفعل على تذكر المزيد من الحقائق حول أمراض اللثة.
وقد منح أطباء الأسنان الذين راجعوا اللعبة موافقتهم، حيث قيموا صلاحية المحتوى بنسبة مبهرة بلغت 0.98 (على مقي مقياس حيث 1.0 هو المثالي). واتفقوا على أن اللعبة كانت صحيحة علمياً، ومنظمة جيداً، وشيئاً يمكنهم استخدامه بكل سرور لتعليم مرضاهم. وقد أعجبوا بأن اللعبة توفر دليلاً بصرياً واضحاً للتنظيف، حيث تُظهر بالضبط أين تختبئ اللويحة السنية. ومع ذلك، حتى الخبراء كان لديهم بعض الانتقادات؛ فقد لاحظوا أن جزء التنظيف بدا تكرارياً بعض الشيء، وأن اللعبة لم تستطع التقاط "الشعور" المثالي لتقنية "باس" (Bass) للتنظيف، ويرجع ذلك أساساً إلى أن فرشاة الأسنان الافتراضية لم توفر أي تغذية راجعة ملموسة ليد اللاعب.
واتفق لاعبو الطلاب غالباً على أن اللعبة كانت ممتعة وجذابة. وقال حوالي 78.57% منهم إنهم يفضلون التعلم بهذه الطريقة على الطرق التقليدية. كما شعروا بقلق أقل مما لو كانوا واقفين أمام طبيب أسنان حقيقي، وساعدتهم المرئيات الغامرة على تصور العملية بشكل أفضل. ولكن، مثل أي تقنية جديدة، لم تكن اللعبة مثالية؛ فقد واجه بعض الطلاب بعض المشكلات التقنية، مثل ارتباك مستشعرات تتبع اليد بسبب حركاتهم، مما تسبب في شعورهم بالإحباط. ووجد آخرون أن سماعة الواقع الافتراضي غير مريحة، خاصة إذا كانوا يرتدون نظارات. كما سجلت اللعبة درجة منخفضة قلي ت في جانب "التحفيز"، حيث اقترح اللاعبون إضافة نظام مكافآت أفضل — مثل كسب نقاط لتخصيص فرشاة أسنانهم الافتراضية — لجعلهم يرغبون في اللعب أكثر.
في النهاية، تشير الدراسة إلى أن "Plaque Busters VR" هي أداة جديدة قوية في صندوق أدوات التثقيف حول صحة الفم. فهي تثبت أن البالغين يمكنهم تعلم مفاهيم صحية معقدة وممارسة المهارات في عالم افتراضي، واكتساب المعرفة بشكل أسرع مما قد يفعلونه مع منشور ورقي. وبينما ليست اللعبة تحفة فنية كاملة وخالية من الأخطاء بعد، إلا أن البيانات تظهر أن لديها القدرة على تغيير طريقة تعليم الناس كيفية حماية مدن أسنانهم من عصابة اللويحة السنية. ويخطط الباحثون للاستمرار في تطوير اللعبة، وإصلاح المشكلات التقنية وإضافة المزيد من المكافآت، لمعرفة ما إذا كان بإمكانها في النهاية تغيير ليس فقط ما يعرفه الناس، بل كيف يتصرفون فعلياً في العالم الحقيقي.
ملخص تقني: تصميم وتقييم لعبة واقع افتراضي جادة حول التثقيف بصحة الفم
بيان المشكلة لا تزال أمراض اللثة منتشرة بشكل كبير، حيث تصيب حوالي 23.6% من البالغين الذين لديهم أسنان، ومع ذلك، فإن الوعي العام وفهم هذه الحالات غالباً ما يكون غير كافٍ. يعتمد التثقيف بصحة الفم (OHE) وإرشادات نظافة الفم (OHI) التقليدية على التوجيه المباشر والمواد المطبوعة، والتي رغم فعاليتها، قد تفتقر إلى التفاعلية المطلوبة لإشراك المتعلمين البالغين بشكل كامل. أظهرت تقنيات الواقع الافتراضي (VR) والألعاب الجادة (SGs) إمكانات واعدة في التعليم الطبي، إلا أن تطبيقها في تثقيف صحة الفم للبالغين ظل محدوداً. ركزت تطبيقات الواقع الافتراضي السابقة في طب الأسنان بشكل أساسي على إدارة القلق أو استهداف فئات الأطفال باستخدام منصات غير غامرة. علاوة على ذلك، حالت العوائق التاريخية مثل تكالوف التطوير المرتفعة، والقيود التكنولوجية في تجسيد الهياكل الفموية الواقعية، والافتقار إلى التكامل البيداغوجي (التربوي)، دون إنشاء أدوات واقع افتراضي فعالة للمرضى البالغين. تعالج هذه الدراسة الفجوة في الأدبيات المتعلقة بتطوير والتحقق من صحة لعبة واقع افتراضي جادة غامرة مصممة خصيصاً لتثقيف البالغين حول أمراض اللثة وتقنيات تنظيف الأسنان، مع ملاحظة أنه، حسب علم المؤلفين، لم يسبق لأي بحث أن قيم ما إذا كان يمكن للعبة جادة تعتمد على الواقع الافتراضي أن تساعد بفعالية في تعزيز نظافة الفم والتثقيف للبالغين.
المنهجية ركزت الدراسة على تطوير وتقييم محتوى وتصميم وفعالية "Plaque Busters VR"، وهي لعبة لاعب واحد متوافقة مع سماعة الرأس Meta Quest 2، تم تطويرها باستخدام Unity3D.
تطوير اللعبة: تستخدم اللعبة تقنية تتبع اليد (حزمة XR Hands) للسماح للاعبين بالتفاعل مع الكائنات الافتراضية. وتتمثل الآلية الأساسية في محاكاة تنظيف الأسنان حيث يقوم اللاعبون بالتحكم في فرشاة أسنان افتراضية لإزالة اللويحة السنية (البلاك) من نموذج فك ثلاثي الأبعاد، بهدف عكس حالة التهاب اللثة لدى الشخصية الرئيسية. تم توجيه التصميم بواسطة إطار عمل تصميم وتقييم الألعاب الجادة (SGDA)، والذي يتضمن سبعة مكونات: الغرض، المحتوى، السرد، الإطار، الجماليات، الميكانيكا، والتحفيز.
التحقق من صحة المحتوى: قام عشرة خبراء في طب الأسنان (6 أخصائيي أمراض لثة و4 أطباء أسنان عامين) من المركز الوطني لعلوم صحة الفم في سنغافورة بتقييم صلاحية محتوى اللعبة. استخدموا استطلاعاً مكوناً من 12 بنداً مستوحى من دراسة ليما (2022)، حيث تم تسجيل البنود على مقياس ليكرت خماسي النقاط عبر ثلاثة أبعاد: الأهداف، الهيكل/العرض، والصلة بالموضوع.
تقييم التصميم والفعالية: شاركت مجموعة مكونة من 42 طالباً في الهندسة الطبية الحيوية في تجربة لعب. شمل التقييم ما يلي:
اختبارات المعرفة قبل وبعد التدخل: تم إجراء اختبار اختيار من متعدد مكون من 13 سؤالاً حول معرفة صحة الفم قبل وبعد جلسة لعب استغرقت 15-20 دقيقة لقياس اكتساب المعرفة.
تقييم التصميم: قام الطلاب بتقييم مكونات تصميم اللعبة باستخدام إطار عمل SGDA (20 بنداً) وقدموا ملاحظات حول التحفيز الداخلي باستخدام مقياس الدافع الداخلي (IMI).
التغذية الراجعة النوعية: استُخدمت أسئلة مفتوحة لجمع ملاحظات تفصيلية حول الجوانب الإيجابية والسلبية من كل من الخبراء والطلاب.
تحليل البيانات: تم تحليل البيانات الكمية باستخدام الإحصاء الوصفي واختبارات (t) للعينات المرتبطة (باستخدام برنامج JASP) لمقارنة درجات الاختبار القبلي والبعدي. كما تم حساب مؤشر صلاحية المحتوى (CVI) لتقيات الخبراء. وخضعت البيانات النوعية للتحليل الموضوعي.
المساهمات الرئيسية
تطوير "Plaque Bsters VR": تقدم الورقة لعبة واقع افتراضي جادة مصممة لتثقيف البالغين حول صحة الفم، تجمع بين اكتساب المعرفة وتطوير المهارات السريرية التفاعلية (تنظيف الأسنان)، مما يعالج فجوة ملحوظة حيث لم يسبق لأي بحث تقييم فعالية مثل هذه الألعاب الجادة للواقع الافتراضي في تعزيز نظافة الفم للبالغين.
تطبيق إطار التحقق من الصحة: طبقت الدراسة إطار عمل SGDA بصرامة لتقييم المحتوى البيداغوجي (عبر خبراء طب الأسنان) وتصميم اللعبة (عبر الطلاب المستخدمين)، مما يوفر نهجاً مهيكلاً لتقييم تدخلات الصحة القائمة على الواقع الافتراضي.
الأدلة التجريبية على اكتساب المعرفة: تقدم الدراسة أدلة كمية على أن تدخل الواقع الافتراضي القصير يمكن أن يحسن بشكل كبير المعرفة بصحة الفم لدى فئة البالغين، حتى بين أولئك الذين لديهم تعرض سابق للتثقيف بصحة الفم.
تحديد قيود التصميم: تسلط الأبحاث الضوء على تحديات تقنية وتصميمية محددة في أدوات تعليم طب الأسنان الحالية بالواقع الافتراضي، بما في ذلك حساسية تتبع اليد، والافتقار إلى التغذية الراجعة اللمسية، وقضايا راحة المستخدم (مثل ضغط سماعات الواقع الافتي على النظارات).
النتائج
صلاحية المحتوى: حققت اللعبة مؤشر صلاحية محتوى (CVI) مرتفعاً بلغ 0.98. اتفق جميع الخبراء العشرة (100%) على أن اللعبة مناسبة لتثقيف المرضى حول أمراض اللثة وإرشادات نظافة الفم. أشاد الخبراء بتحسين تصور تراكم اللويحة السنية وحداثة تنسيق الواقع الافتراضي، لكنهم أشاروا إلى مشكلات تتعلق بالتكرار والافتقار إلى التغذية الراجعة الواقعية حول تقنيات تنظيف الأسنان.
تقييم التصميم: بلغت درجة التصميم الإجمالية 80.4/100. وجد الطلاب أن المحتوى والسرد والجماليات متسقة مع غرض اللعبة. ومع ذلك، حصل مكون "الميكانيكا" على درجات أقل (3.79/5) بسبب المشكلات التقنية المتعلقة بتتبع اليد ومحاذاة المستشعرات. وسجل مكونا "التحفيز والذاكرة" أدنى الدرجات (2.97/5)، مما يشير إلى الحاجة إلى نظام مكافآت أكثر قوة.
نتائج التعلم: كان هناك زيادة ذات دلالة إحصائية في درجات المعرفة من الاختبار القبلي (المتوسط 7.12 ± 2.12) إلى الاختبار البعدي (المتوسط 10.95 ± 1.67)، بمتوسط زيادة قدره 3.83 نقطة (p < 0.001).
قبول المستخدم: فضل 78.57% من الطلاب المشاركين لعبة الواقع الافتراضي على طرق التثقيف التقليدية بصحة الفم. وأشارت درجات الدافع الداخلي إلى أن اللعبة كانت ممتعة (5.00/7) ويُنظر إليها على أنها مفيدة (5.12/7)، مع مستويات منخفضة من الضغط أو التوتر.
الأهمية والادعاءات يزعم المؤلفون أن "Plaque Busters VR" تعمل كأداة تدخل صالحة وفعالة لأطباء الأسنان لتثقيف المرضى حول أمراض اللثة وممارسات نظافة الفم. وتوضح الدراسة أن الألعاب الجادة للواقع الافتراضي يمكن أن تنجح في سد الفجوة بين التعليم السلبي والتعلم النشط القائم على المهارات للبالغين. ومن خلال المواءمة مع مبادئ تعلم البالغين (Andragogy)، توفر اللعبة بيئة غامرة وذاتية التوجيه تقلل من القلق المرتبط غالباً بالعروض التوضيحية السريرية.
تخلص الورقة بتواضع إلى أنه بينما تظهر اللعبة قبولاً وفعالية عالية في اكتساب المعرفة، إلا أنها ليست بعد بديلاً نهائياً للطرق التقليدية، حيث افتقرت الدراسة إلى مجموعة ضابطة تقارن الواقع الافتي مباشرة مع أساليب التثقيف الأخرى. ويؤكد المؤلفون أن النتائج تدعم إمكانية اعتماد الألعاب الجادة للواقع الافتراضي في الإعدادات السريرية والتواصل المجتمعي، لكنهم يقرون بأن النسخ المستقبلية يجب أن تعالج القيود التقنية (مثل دقة تتبع اليد) وتعزز العناصر التحفيزية (مثل أنظمة المكافآت) لتعظيم الفعالية. وتضع الدراسة "Plaque Busters VR" كخطوة واعدة نحو تثقيف أكثر تفاعلاً وفعالية لصحة الفم لدى البالغين، بانتظار مزيد من البحث في تغيير السلوك طويل الأمد والنتائج السريرية.