Rethinking computer-based simulation : concepts and models

Abstract

The present study investigates the potential of the author’s Introduction, Simulation, Scenario, Debriefing (ISSD) model in developing computer-based simulation environments conducive to knowledge creation. The model is elaborated and tested in the context of TETRAsim®, a simulation designed to teach nursing students how to use the TETRA phone, a hand-held device facilitating communication among medical professionals in emergencies. The research draws on qualitative as well as quantitative methodologies to address the principal research question: What kind of theoretical and conceptual frameworks and models form a computer-based simulation environment?

The thesis comprises five sub-studies and an introductory synthesis. Data were collected on 124 participants, most of whom were undergraduate nursing students, some of whom qualified social workers. The first sub-study, a scoping review, provided an overview of the research on the use of simulation in nursing. The second analyzed the simulation environment as well as the extent to which it exhibits the characteristics of meaningful learning from nursing students’ perspective. The third compared the use of two teaching methods in simulated practice. The fourth grouped 14 characteristics of meaningful learning identified in the simulation environment into six themes that were considered meaningful from the participants’ point of view. The fifth sub-study went on to survey the trainees and ascertain quantitatively the extent to which the six themes manifested themselves in the learning environment.

The principal results of this thesis are the insights into how the ISSD model accords with the trialogical approach to learning and how simulation environments such as that studied support knowledge creation from tacit to explicit in terms of the socialization, externalization, combination and internalization (SECI) learning process. I argue that if a computer-based simulation environment has been developed in collaboration with end-users, it will be meaningful and will constitute a knowledge-creation environment that provides collective benefits. The study offers new knowledge to developers, educators and trainers on how computer-based simulation might best be developed if it is to meet the requirements of learning and knowledge distribution. The insights gained in the research are a resource which facilitators may tap when trainees need more support to achieve learning aims and outcomes.

Tutkimukseni tarkoituksena on tarkastella teoreettisesti tietokonepohjaisen simulaatioympäristön (TPSy) KSSO-mallia (Käyttöönotto, Simulaatioon tutustuminen, Skenaario ja Oppimisen reflektointi (ISSD=Introduction, Simulation briefing, Scenario, Debriefing). Tutkimuksen tavoitteena on tarkastella ympäristöä mielekkäänä tiedon rakentamisen ympäristönä hoitotyön opiskelijoiden näkökulmasta. Tutkimuksessa hyödynnetään sekä määrällistä että laadullisia metodologisia lähestymistapoja, jotka mahdollistavat tutkimuskysymyksiin vastaamisen ja tietokonepohjaisen simulaatioympäristön kehittämisen mielekkääksi uuden tiedon rakentamisen ympäristöksi.

Tutkimuksessa tarkastelin tietokonepohjaista simulaatioympäristöä, TETRAsim® -opetusohjelmaa. Tutkimuksen eri osatutkimuksiin osallistui yhteensä 124 hoitotyön opiskelijaa ja sosiaalityöntekijöiden ammattilaisia. Ensimmäinen osatutkimus antoi yleiskuvan siitä, mitä hoitotyön simulaatiotutkimuksen alalla on meneillään. Toinen osa-tutkimus oli kaksiosainen. Ensin analysoitiin tietokonepohjaista simulaatioympäristöä ja sitten tutkittiin hoitotyön opiskelijoiden näkökulmasta, miten ympäristössä toteutui mielekkään oppimisen piirteet. Kolmannessa osatutkimuksessa verrattiin kahden opetusmenetelmän vaikutusta simuloidussa harjoituksessa. Neljännessä osatutkimuksessa sijoitettiin 14 mielekkään oppimisen piirrettä kuuteen mielekkään oppimiseen teemaan opiskelijoiden näkökulmasta. Viides osatutkimus toi esille kuuden mielekkään teeman näkyvyyden oppimisprosessissa.

Tutkimuksen keskeisenä tuloksena saatiin selville, miten KSSO-mallia voidaan soveltaa trialogiseen lähestymistapaan, sekä miten tietokonepohjainen simulaatioympäristö tukee tiedon luomista ja näkymättömän tiedon saamista näkyväksi neljässä erilaisessa oppimisen tilassa. Nämä tilat ovat sosialisaatio, ulkoistamis-, yhdistämis- ja sisäistämisprosessit. Tietokonepohjainen simulaatioympäristö on kehitetty yhteistyössä loppukäyttäjien kanssa, ja siitä johtuen siitä tulee uuden tiedon rakentamista tukeva oppimisympäristö.

Tämän tutkimuksen tulokset tuottavat uutta tietoa kehittäjille, kouluttajille sekä loppukäyttäjille siitä, miten tietokonepohjaisia simulaatioympäristöjä pitäisi kehittää, jotta ne täyttäisivät tiedon luomisen ja oppimisen mielekkyyden kriteerit, ja miten paljon ja missä vaiheessa opiskelijat tarvitsevat ohjaajan apua saavuttaakseen oppimisen tavoitteet käytettäessä tietokonepohjaista simulaatioympäristöä.