基于虚拟世界的应急培训系统人机交互“意义游戏化赋予权能”理论与实证研究

With the rapid maturity and innovative application of technologies such as virtual reality, augmented reality and artificial intelligence, gamified emergency training system (GETS) plays an increasingly important role in the emergency training of enterprises or institutions, in areas such as fire drill, construction safety, mass casualty triage, biochemical disasters, aviation safety, anti-terrorism exercises and other fields. However, regarding how to evoke the “intrinsic motivations” of GETS users through appropriately designed gamification mechanisms, exsiting research has not yet formed a rigorous theoretical framework, nor have practitioners gained a clear and thourough understanding of how to apply this to guide the emergency training of their enterprises or organizations. Motivated by the urgent need in practice and the gaps in literature, our study sets out to explore, how to empower system users through "meaningful gamification" mechanisms, so that they receive scientific and effective emergency training, in order to further promote the development of exsiting emergency management and training regime of our country. Overall, the study on "meaningful gamification for empowerment" HCI design theory has significant contributions to both theory and practice.

随着虚拟现实、增强现实和人工智能等技术的不断成熟和创新应用，虚拟游戏化应急培训系统（Gamified Emergency Training Systems, GETS）近年来在企业或机构的应急培训中，比如消防安全、建筑施工、大规模伤亡标记、生化灾害、航空安全及反恐演练等领域，起着越来越重要的作用。但是针对如何通过合理的游戏化人机交互设计来调动GETS用户的“内驱动机”以改善用户体验，研究中还没有形成系统严谨的理论框架，实践中也没有达成清晰完整的认识来更好地指导企业机构的应急培训。基于实际中的迫切需要和受启发于GETS相关研究在国内外近年来的发展和不足，课题探索如何通过“意义游戏化”交互设计机制来赋能系统用户,使其得到科学有效的应急培训，来进一步促进我国已有应急管理培训体系向更加科学化和高水平方向发展。综上所述，“意义游戏化赋予权能”人机交互设计理论研究有着重要的理论价值和实践意义。

随着虚拟现实、增强现实和人工智能等技术的不断成熟和创新应用，虚拟游戏化应急培训系统（Gamified Emergency Training Systems, GETS）近年来在企业或机构的应急培训中，比如消防安全、建筑施工、大规模伤亡标记、生化灾害、航空安全及反恐演练等领域，起着越来越重要的作用。基于实际中的迫切需要和受启发于GETS相关研究在国内外近年来的发展和不足，课题主要的研究内容围绕探索如何通过“意义游戏化”人机交互设计机制来赋能系统用户,使其得到科学有效的应急培训，来进一步促进我国已有应急管理培训体系向更加科学化和高水平方向发展。从理论的角度，项目创新性使用IS相关领域的重要理论，以意义游戏化赋予权能（Meaningful Gamification for Empowerment）的理论视角，遵循设计科学的研究模式和GETS相关核心理论体系，设计和开发了相关系统原型（Prototype），提出并实证检验了使GETS人机交互设计更为完善和有效的理论模型。从研究方法的角度，我们结合了质与量的研究，辅助以生理心理指标，从多方面系统地评估了GETS的培训效果，最终通过多种手段结合的研究方法确立了理论模型的科学性和有效性。从实际应用层面，我们基于现有的培训手段的优势与不足，并引入物联网技术和生理-心理指标检测技术来评估系统的综合服务能力，提出了一套高效可行的GETS人机交互设计思路和应用范例，以期为我国突发公共卫生事件中应急管理措施的完善和体系的建设贡献力量。通过在多种重要应用背景下展开多轮基于用户主观和客观生理指标的实证研究，我们明晰了意义游戏化的GETS人机交互设计要素，验证了基于“意义游戏化理论”设计的GETS来展开应急培训，可以很好地赋能用户，包括强化其内驱动机，从而提升其主观和客观培训绩效，最终促进用户产生在实际生活中的遵守意向。总体上，本项目着眼的应急培训系统的人机交互设计研究，可以辅助突破公共卫生事件管理中的重要瓶颈——即快速普及推广卫生危机应对知识和强化依从意愿，在理论和实践上都有重要价值和贡献。