基于设计科学的听力学筛查模拟工具开发与教育效能验证研究

语为解决听力学临床培训资源受限问题，研究团队采用设计科学方法开发了听力学筛查模拟器（HSS），该工具精准模拟Grason-Stadler GSI39设备操作界面，并通过随机对照试验验证其教学价值。33名言语病理学研究生分组测试表明，模拟器组在儿童筛查流程解释（P=0.02）、正常/异常耳镜检查判断（P=0.02/0.03）等关键技能上信心显著提升，开放式反馈证实其可提供个性化、自定进度的沉浸式学习体验。此研究为听力学远程教育提供了可扩展的技术路径，尤其适用于实践场地短缺或特殊时期（如COVID-19）的临床技能培训。

　　

论文解读

背景：临床培训困境与技术破局

全球约14.9%的6-19岁儿童存在单耳或双耳听力损失，早期筛查对语言发育至关重要。然而，言语病理学等专业学生面临严峻的临床培训瓶颈：传统听力学设备操作培训依赖实体设备与真人实践，但实训场地紧缺、病理案例接触有限，且突发公共卫生事件（如COVID-19）更导致实训中断。现有商用模拟器（如Otis、AudSim Flex）多聚焦全诊断评估，成本高昂且不符合筛查简略协议需求。如何突破时空限制，构建高保真、低成本的专业技能培训工具，成为听力学教育的关键挑战。

研究设计与技术方法

南卡罗来纳大学（University of South Carolina）团队采用设计科学研究框架，分阶段开发听力学筛查模拟器（Hearing Screening Simulator, HSS）：

1. 需求定义：基于美国言语语言听力协会（ASHA）筛查指南，明确临床功能（如耳镜检视、鼓室导抗测试(tympanometry)、听力筛查）与教育功能（自动评分、学习轨迹追踪）；

2. 数字孪生构建：精准复刻商用Grason-Stadler GSI39组合测听仪界面，开发包含10类基础病理（可扩展至>1000种随机化病例）的虚拟患者库；

3. 迭代优化：通过临床教师多轮原型评审完善系统；

4. 随机对照验证：33名言语病理学研究生随机分为对照组（仅面授培训）和实验组（面授+HSS训练），采用：

   • 25项Likert量表问卷（5分量表）评估技能信心变化

   • Mann-Whitney U检验分析组间差异（适用于序数数据）

   • 临床导师实操评分（1-5分）

   • 开放式问题收集主观反馈

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核心发现：模拟训练赋能临床信心

• 技能信心显著提升

实验组在三大核心操作中信心增幅均高于对照组（表1）：

• 耳镜检视(otoscopy)：判断正常/异常结果的信心提升具统计学意义（P=0.02/0.03），尤其"向儿童解释筛查流程"项差异最显著（P=0.02）；

• 鼓室导抗测试：虽未达显著差异，但实验组平均分增幅达21.9%（对照组17.4%）；

• 听力筛查：实验组在"确定测试分贝(dB)水平"信心接近显著提升（P=0.07）。

• 学习体验获积极反馈

开放式反馈显示（表4）：

• 73%学员认可HSS提升设备操作熟练度与信心；

• "多病例实践"（23%）和"易用性"（23%）成为最受欢迎特性；

• 主要改进诉求为增强耳镜/鼓室检查的操作演示（29%）。

• 临床操作规范性优化

导师评估显示，实验组在"提供标准化操作指导"（4.63 vs 3.64）和"依从筛查协议"（4.81 vs 4.64）方面评分更高，表明模拟训练强化了流程标准化意识。

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结论与展望：重塑听力学教育范式

本研究通过设计科学方法论，成功开发出首个针对听力学筛查协议的数字孪生模拟器HSS。其核心价值在于：

1. 教育有效性验证：首次通过随机对照试验证实，基于真实设备的模拟训练可显著提升学员对关键筛查技能的操作信心（如儿童沟通、病理判断），填补了简化筛查协议培训工具的证据空白；

2. 可扩展技术框架：采用病例随机化生成、模块化设计支持病理库扩展，为跨设备（如多品牌测听仪）和多语言版本开发提供基础架构；

3. 疫情应对启示：在COVID-19导致临床实训中断的背景下，HSS为远程专业教育提供可行替代方案。

未来需在三大方向持续优化：开发Web版提升可及性、整合操作视频教程强化技能传递、增加协议依从性自动监测（如频率测试序列验证）。该成果发表于《JMIR Formative Research》，标志着听力学教育向"高仿真、低门槛、强适应"数字化转型的重要突破，尤其为资源有限地区的专业人才培养开辟新路径。