Learning Clinical Reasoning Through Game-Based Simulation

Helsinki Studies in Education 6 JAANA-MAIJA KOIVISTO JAANA-MAIJA Jaana-Maija Koivisto LEARNING CLINICAL REASONING THROUGH GAME-BASED SIMULATION LEARNING CLINICAL REASONING THROUGH GAME-BASED SIMULATION Design principles for simulation games ISSN 1798-8322 (print) ISSN 2489-2297 (online) ISBN 978-951-51-3128-7 (paperback) ISBN 978-951-51-3129-4 (PDF) http://ethesis.helsinki.f Unigrafa Helsinki 2017 6 UNIVERSITY OF HELSINKI 2017 FACULTY OF EDUCATIONAL SCIENCES 9 789515 131287 Helsinki Studies in Education University of Helsinki, Faculty of Educational Sciences Helsinki Studies in Education, number 6 Jaana-Maija Koivisto Learning clinical reasoning through game-based simulation Design principles for simulation games To be presented, with the permission of the Faculty of Educational Sciences of the University of Helsinki, for public discussion in the Lecture hall 1, Metsätalo, Unioninkatu 40 on Saturday June 10th 2017, at 12 noon Helsinki 2017 Custos Professor Jari Lavonen, University of Helsinki Supervisors Professor Emerita Hannele Niemi, University of Helsinki Professor Jari Multisilta, Tampere University of Technology Professor Elina Haavisto, University of Turku Pre-examiners Docent Leena Salminen, University of Turku Research Assistant Professor Hanna Wirman, Hong Kong Polytechnic University Opponent Professor Heli Ruokamo, University of Lapland Cover illustration Saku Nylund Unigrafia, Helsinki ISBN 978-951-51-3128-7 (pbk) ISBN 978-951-51-3129-4 (pdf) ISSN 1798-8322 (print) ISSN 2489-2297 (online) To Elisa, Akseli, Iida and Juha University of Helsinki, Faculty of Educational Sciences Helsinki Studies in Education, number 6 Jaana-Maija Koivisto Learning clinical reasoning through game-based simulation Design principles for simulation games Abstract The aim of this study was to obtain knowledge about learning clinical reasoning through game-based simulation. This knowledge could be used in developing and embedding new learning methods for clinical reasoning in nursing education. Research has shown that nursing students lack knowledge and skills in detecting and managing changes in patients’ clinical conditions. This is often due to insufficient clinical reasoning, and thus, educational organisations need to more effectively enable the development of clinical reasoning during education. Digitalisation in higher education is increasing, and the use of virtual simulations and, recently, serious games to support professional learning and competence development is growing. The purpose of this research was to generate design principles for simulation games that enhance learning and to design and develop a simulation game for learning clinical reasoning. Furthermore, to enable development of such a simulation game that enhances learning, the purpose was to investigate nursing students learning through gaming. A design-based research methodology was used since such a methodology encourages the development of knowledge that advances pragmatic and theoretical aims. Iterative cycles of analysis, design, development, testing and refinement were conducted via collaboration among researchers, nurse educators, students, programmers, 3D artist and interface designers in a real-world setting. Mixed research methods were used to produce new knowledge on learning clinical reasoning through game-based simulation, which refers to a learning method that combines game elements, simulations and learning objectives. This knowledge was used to generate design principles for a simulation game. The results indicated that games used to provide significant learning experiences for nursing students need to share some of the characteristics of leisure games, especially visual authenticity, immersion, interactivity and feedback systems. In terms of the clinical reasoning process, students improved in their ability to take action and collect information but were less successful in learning to establish goals for patient care and to evaluate the effectiveness of interventions. The findings showed that usability, application of nursing knowledge and exploration are the aspects of a simulation game that have the greatest impact on learning clinical reasoning. It was also revealed that authentic patient-related experiences, feedback and reflection have an indirect effect on learning clinical reasoning. Users who had played digital games daily or occasionally before participating in the study felt that they learned clinical reasoning by playing the game more than those who did not play at all. The results of this design-based research project facilitated the generation of design principles for simulation games based on theoretical and empirical knowledge. This study provided multiple opportunities to advance our knowledge of nursing students’ learning processes and experiences of learning clinical reasoning through game-based simulation. Its results add to the growing body of literature on game development in the field of nursing education by providing design principles for educational simulation games. Increasingly, educators need to be future oriented; they need to be able to design and adopt new pedagogical innovations. This study makes a major contribution to research on nursing education by presenting a design-based research methodology to be used in designing, developing and embedding new technology-enhanced learning environments in nursing education. Keywords: clinical reasoning, game-based simulation, learning, design principles, simulation game, design-based research, nursing education Helsingin yliopisto, Kasvatustieteellinen tiedekunta Kasvatustieteellisiä tutkimuksia, numero 6 Jaana-Maija Koivisto Kliinisen päätöksenteon oppiminen pelillisen simulaation avulla Simulaatiopelien design-periaatteet Tiivistelmä Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa tietoa kliinisen päätöksenteon oppimisesta simulaatiopeliä pelaamalla sekä oppimiseen vaikuttavista tekijöistä. Tuotettua tietoa voidaan hyödyntää kehitettäessä uusia menetelmiä kliinisen päätöksenteon opetukseen. Aikaisempien tutkimusten mukaan sairaanhoitajaopiskelijoiden kliinisen päätöksenteon osaamisessa ilmenee puutteita erityisesti potilaan kliinisen tilan huononemisen havaitsemisessa ja ennaltaehkäisyssä. Tämän vuoksi koulutusorganisaatioiden tulee entistä tehokkaammin edistää kliinisen päätöksenteon kehittymistä koulutuksen aikana. Virtuaalisimulaatioiden ja viime aikoina myös hyötypelien käyttö terveysalan koulutuksessa ammatillisen osaamisen vahvistamisessa on lisääntynyt korkeakoulutuksen digitalisaation myötä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli muodostaa design-periaatteet oppimista edistävän simulaatiopelin kehittämiseen sekä suunnitella ja kehittää simulaatiopeli kliinisen päätöksenteon oppimiseen. Lisäksi tarkoituksena oli tutkia sairaanhoitajaopiskelijoiden oppimista simulaatiopelillä, jotta voidaan kehittää oppimista edistävä peli. Tutkimuksessa toteutettiin design-tutkimuksen lähestymistapaa. Tutkimus toteutettiin iteratiivisissa sykleissä, joissa kehityskohteen analysointi, simulaatiopelin suunnittelu, kehittäminen, testaaminen ja uudelleen suunnittelu sekä reflektointi ja raportointi vuorottelivat. Tutkimus toteutettiin tutkijoiden, hoitotyön opettajien ja opiskelijoiden sekä pelinkehittäjien (ohjelmoijat, käyttöliittymäsuunnittelijat ja 3D artisti) yhteistyössä aidoissa ympäristöissä. Tutkimus oli monimenetelmätutkimus. Iteratiivisissa sykleissä syntynyttä tietoa kliinisen päätöksenteon oppimisesta simulaatiopelillä hyödynnettiin design- periaatteiden muodostamisessa tutkimusprosessin aikana. Tulosten mukaan merkittävät oppimiskokemukset edellyttävät, että oppimiseen tarkoitetuissa simulaatiopeleissä on hyödynnettävä viihdepelien ominaisuuksia kuten autenttisuus, immersiivisyys, interaktiivisuus ja palautejärjestelmät. Parhaiten opiskelijat kokivat oppivansa pelaamalla tiedon keräämistä ja hoitotyön toteuttamista. Näitä vähemmän he kokivat oppivansa asettamaan hoitotyön tavoitteita sekä arvioimaan hoitotyötä. Tulosten mukaan oppimista simulaatiopeliä pelaamalla selittivät käytettävyys, hoitotyön tiedon käyttö sekä tutkiskelemalla oppiminen. Lisäksi oppimiseen vaikuttivat autenttiset potilaskohtaiset kokemukset, palautteen saaminen sekä reflektointi. Opiskelijat, jotka pelasivat digitaalisia pelejä päivittäin tai toisinaan, kokivat oppivansa kliinistä päätöksentekoa enemmän kuin ne, jotka eivät pelanneet lainkaan. Tutkimusprosessissa syntyneen teoreettisen ja empiirisen tiedon pohjalta muodostettiin design-periaatteet simulaatiopelin kehittämiseen. Design- periaatteet esitetään käytännöllisinä suosituksina, joita pelinkehittäjät voivat soveltaa kehittäessään simulaatiopelejä kliinisen päätöksenteon oppimiseen. Tutkimus tuotti tietoa simulaatiopelejä pelaavien sairaanhoitajaopiskelijoiden oppimisprosesseista sekä oppimiskokemuksista. Tutkimus täydentää aikaisempaa tutkimustietoa oppimista tukevien pelien kehittämisestä terveysalalla tuottaen design- periaatteet simulaatiopelin kehittämiseen. Tätä tietoa voidaan hyödyntää kehitettäessä pelejä terveysalan koulutukseen. Tulevaisuudessa opettajilta edellytetään kykyä suunnitella ja kehittää uusia innovatiivisia oppimismenetelmiä. Tämä tutkimus kuvaa design-tutkimuksen prosessin kokonaisuudessaan ja tätä tietoa kouluttajat voivat hyödyntää omassa työssään uusien digitaalisten innovaatioiden suunnittelussa ja toteutuksessa sekä hoitotyön koulutuksessa että muualla terveysalalla mutta myös muilla ammatillisen koulutuksen alueilla. Avainsanat: kliininen päätöksenteko, pelillinen simulaatio, oppiminen, design- periaatteet, design-tutkimus, hoitotyön

Load more