Koronaviruspandemia muutti opiskelun tapaa todennäköisesti pysyvästi. Etä-oppimisesta tuli uusi normaali oppimisen muoto. Z-sukupolvi (syntyneet 1997-2010) ovat juuri nyt opintojensa parissa ja he ovat tottuneita älylaitteiden käyttäjiä oppimisessa. Video-oppiminen, jatkettu todellisuus ja VR-simulaatio ovat tämän päivän työkaluja oppimisessa. Millaisia mahdollisuuksia ensihoidon johtamisen oppimiseen avautuu ja kuinka teknologiaa voisi hyödyntää.

Tässä artikkelissa tuodaan esille I-VR:n mahdollisuuksia ensihoidon tilannejohtamisen oppimisessa. I-VR, eli Immersive Virtual Reality, on tietokonesimulaation luoma keinotekoinen todellisuutta mallintava ympäristö, jota havainnoidaan silmille asetettavien virtuaalilasien avulla, ja jossa vuorovaikutetaan käsissä pidettävillä ohjaimilla. Artikkelin pohdintaosiossa on käytetty induktiivista lähestymistapaa julkaistuista tutkimuksista. Tutkimukset haettiin Google Scholar -hakukoneella käyttäen ”immersive virtual reality” ja ”learning” -hakusanoja. Artikkeliin hyväksyttiin vuodesta 2020 lähtien julkaistuja tutkimuksia sekä yksi keskeinen VR-aiheinen internetsivu vuodelta 2017. Julkaistujen tutkimusten ottamista artikkeliin rajattiin otsikoiden perusteella, jonka jälkeen otsikoiden sekä abstraktien perusteella artikkeliin sisällytettiin 14 lähdettä.

Kuinka oppiminen tapahtuu I-VR-simulaatiolla? Simulaation avulla voi tutkia, kuinka suuronnettomuuskontekstissa tapahtuva tilannejohtamisen oppiminen on erilaista muilla harjoitusmuodoilla tapahtuvaan oppimiseen verrattuna. Entä Tehostaako I-VR tätä oppimista? Onko I-VR hyvä pedagoginen lisä perinteisesti tapahtuvaan suuronnettomuustilanteen johtamisharjoitteluun, vai voiko johtamista opiskella pelkästään I-VR:llä? Entä millainen on I-VR lasien tekninen käytettävyys kyseisessä kontekstissa? Erityisesti olisi hyvä selvittää, kuinka I-VR:ssä tilannekuvan ja tilannetietoisuuden muodostuminen eroaa verrattaessa niitä perinteisillä oppimismenetelmillä suoritettuihin harjoitteisiin. Kannattaisiko I-VR:ssä painottaa suurten kokonaisuuksien ymmärtämistä? I-VR:stä voi siis mahdollisesti löytyä uusia pedagogisesti oleellisia ja kiinnostavia asioita, joihin olisi hyvä kiinnittää huomiota, jotta simulaatio käyttäisi kaiken I-VR:n tarjoaman potentiaalin.

Keskeisiä termejä

Simulaatio – Tietokoneeseen ohjelmoitu todellisuutta jäljittelevä matemaattinen mallinnus. Termiä käytetään myös ilman tietokonetta tehtäviin harjoituksiin luokkatiloissa
D-VR – Desktop virtual reality – Tietokoneen näytöltä pelattava simulaatio
I-VR – Immersive virtual reality – Virtuaalilaseilla pelattava simulaatio
AR – Aurgmented reality – Lasit, joilla näkee todellisen maailman, mutta joihin myös heijastetaan simulaatiolla luotuja objekteja
Bloomin taksonomia – Osaamisen määrittely kuuteen tasoon. Alkaen pinnallisesta muistamisesta, päättyen asian syvälliseen osaamiseen ja kykyyn soveltaa.
MR – Mixed Reality – tehostettu todellisuus yhdistää AR ja I-VR teknologioiden elementtejä
Iteraatio – askel askeleelta kehittyvä. Päämääränä mahdollisimman toimiva lopputulos

I-VR pedagogisena menetelmänä

I-VR teknologian kehitys on alkanut 1960-luvulla rinnakkain tietokoneiden suorituskyvyn kasvun myötä. Painopiste on ollut lentäjien koulutukseen luoduissa D-VR ja I-VR lentosimulaattoreissa (Virtual reality society 2017). I-VR teknologian käyttö eri ammattikunnissa on kasvanut 10% vuodesta 2019 vuoteen 2020 ja trendi on kasvava. I-VR teknologia kehittyy jatkuvasti. Uusia innovaatioita ovat silmikon resoluution paraneminen, kuvan laajuuden suureneminen sekä laitteistoon liittyvät hansikkaat, jotka reagoivat pelaajan sormien liikkeisiin simulaatiossa ja joilla virtuaalimaailmassa olevien esineiden muoto voidaan tuntea. Uusi 5G-tiedonsiirtoteknologia mahdollistaa ihmisten tapaamisen virtuaalimaailmassa avatareiksi kutsuttujen hahmojen välityksellä. Avatarit näyttävät samoilta kuin niitä käyttävät henkilöt todellisessa maailmassa, kasvojen ilmeitä ja puhetta myöten. Avatareja voi käyttää myös harjoitteluympäristöissä (Xie ym. 2021).

I-VR on tutkimusten kohteena sen pedagogisten mahdollisuuksien selvittämiseksi. Hamilton ym. (2020) korostavat tarkan metodologisen lähestymistavan arviointitoimenpiteineen sekä oppimistulosten tunnistamisen olevan välttämättömiä. Myös uusia oppimisteorioita tarvitaan, jotta ymmärrettäisiin I-VR:n kokonaisvaltainen kompetenssi. I-VR:ssä on myös puutteita. Quent ja Henson (2022) eivät huomanneet I-VR:n edistäneen opiskelijoilla yksinkertaisten asioiden ulkoa muistamista perinteisiin opiskelumenetelmiin verrattuna. Xie ym. (2021) puolestaan huomauttaa, että virtuaaliympäristöissä tapahtuvaa harjoittelua on tärkeää verrata todellisessa ympäristössä tapahtuvaan harjoitteluun, koska kaikkea opittua on osattava soveltaa todellisissa tilanteissa. Tähän liittyen Hamilton ym. (2020) tuovat esille, että I-VR simulaatio opettaisi toimijan päteväksi toimimaan vain simulaatiossa, mutta taito ei siirtyisi todelliseen maailmaan, siksi onkin tärkeää tutkia I-VR:n pedagogiikkaa. I-VR-simulaatioita on tähän mennessä käytetty pääsääntöisesti Bloomin taksonomian osaamisen tasoilla vain matalan tason oppimistehtävien harjoitteluun. Jotta I-VR:sta saataisiin sen luontainen vahvuus esille, on oppimistulosten määritelmää kasvatettava Bloomin taksonomian korkeammille tasoille kiinnittämällä huomiota simulaatioiden pedagogiseen laatuun. Tämänhetkisten arviointityökalujen rajoittava luonne estää I-VR:n potentiaalin syvällisen käsitteellisen oppimisen täysimääräisen mittaamisen (Hamilton ym. 2020).

Myös AR sovelluksia on tutkittu yhdessä I-VR:n kanssa. Niissä I-VR ja AR sovelluksissa, joissa liikuttiin tilassa, joissa omaan kehon asentoon täytyi kiinnittää huomiota ja jotka liittyivät käytännön toimintaan, olivat tulokset kannustavia. Tehostunutta oppimista huomioitiin niissä I-VR ja AR harjoituksissa, joissa opettajat olivat perehtyneet hyvin virtuaalitodellisuusteknologian käyttöön. Opiskelijoiden tutustuminen toisiinsa virtuaalisessa ympäristössä havaittiin mielialaa kohottavaksi ja oppimista edistäväksi (Nesenbergs ym. 2020).

I-VR:n vertailu perinteisiin oppimismenetelmiin

I-VR simulaatioita on toistaiseksi vertailtu maltillisesti perinteisiin oppimismenetelmiin. Kuitenkin selkeitä hyötyjä ja epäkohtia on noussut esille. Esimerkiksi Boetje ja van Ginkel (2020) nostivat esille I-VR-simulaation käytännön hyödyt esiintymiskammoisten henkilöiden esiintymisharjoittelussa. Edistyminen alkoi muuttua tasaveroiseksi ei-esiintymiskammoisiin verrattuna kolmannen I-VR-simulaatioharjoituksen kohdalla. Fang, You ja Yao (2021) Totesivat I-VR:n vaikuttaneen opiskelijoiden kiinnostukseen opiskeltavaan aiheeseen myönteisesti. Opiskelijoiden I-VR-ympäristössä oppimat motoriset taidot oli helppo siirtää todelliseen maailmaan. Myös Sirotová ja Michvocíková (2021) huomioivat I-VR harjoittelun valmistavan hyvin todellisessa ympäristössä tapahtuvaan tomintaan.

Myös johtajuus- ja tiimitaitoja on tutkittu. Ren (2021) huomioi, että tiimitaitoja opitaan paremmin ja nopeammin I-VR:ssa kuin perinteisillä harjoitusmenetelmillä. Suárez, Jung ja Lindeman (2021) tutkivat johtajuustaitojen oppimista I-VR ja MR teknologioiden avulla. Simulaatiolla luodun ”ihmisen” johtaminen oli yhtä tehokasta johtamistaitojen harjoittelussa, kuin oikean ihmisen. Erityisesti MR-ympäristö vaikutti erityisen postitiivisesti johtajuustaitojen oppimiseen. Parong ja Mayer (2020) kuitenkin osoittivat I-VR simulaatiota käyttäneillä opiskelijoilla merkittävästi suurempaa kognitiivista kuormittumista sekä häiriötekijöitä kuin vertailuryhmän opiskelijoissa.

I-VR teknologian soveltuminen tilannejohtamisen harjoitteluun

Tin, Hertelendy ja Ciottone (2021) tutkivat I-VR:n mahdollisuuksia suuronnettomuusosaamisen kehittämisessä. Tarvitaan huolella suunniteltu ja uskottavan realistinen simulaatio, joka on yhtä vaativa kuin todellinen suuronnettomuustilanne. I-VR harjoituksia on mahdollista suorittaa usein, jolloin ensihoitajien ammattitaito pysyy hyvällä tasolla. Myös Ressing ym. (2021) huomioivat, että I-VR simulaatiota on kehitettävä huolella ja testausvaiheessa on käytettävä iteratiivisia toistoja, jolloin simulaatiosta nousee esille parannettavia asioita, kunnes simulaation opetuksellinen laatu on hyväksyttävissä.

Mossel ym. (2021) kehittivät I-VR suuronnettomuussimulaation prototyypin, jossa harjoitellaan pelastuksen yleisjohdon toimintaa. Prototyypin testaukseen osallistuvien haastattelussa tuli ilmi, että I-VR soveltuu erittäin hyvin päätöksenteon harjoitteluun. Toisena ilmitulleena seikkana huomioitiin, että tietokonetehon ei tarvitse olla suuri I-VR-simulaation tarkoituksenmukaisessa toiminnassa. I-VR:n etuja ovat kustannustehokkuus, välitön palaute suoritetusta simulaatiosta, simulaation keräämä tieto harjoittelijan toiminnasta ja mahdollisuus standardisoida suuronnettomuussimulaatio. Simulaatioharjoittelijoiden pohjatietoja voi helposti testata simulaatioharjoittelun yhteydessä. (Tin ym. 2021.)

Pohdinta

Tämän artikkelin tavoitteena oli valaista virtuaalitodellisuusteknologian tämänhetkistä tilannetta ja päätellä sen soveltuvuutta ensihoidon suuronnettomuus-tilannejohtamisen harjoitteluun. Ensihoitoa lähellä olevien ammattikuntien, kuten pelastustoimen ja lääketieteen, parissa varsinaisia I-VR simulaatioita on jo tuotettu useita; pelastustoimessa lähinnä johtamiseen liittyen ja lääketieteessä käden taitojen harjoitteluun. Ensihoidossa voidaan helposti perinteisillä simulaatiomenetelmillä luokkatiloissa harjoitella päivittäisillä työtehtävillä vaadittavia taitoja (potilaan haastattelu ja CRM mm.), mutta monitahoiseen suuronnettomuusharjoitteluun vaaditaan laajaa valmistautumista, ja niitä on mahdollista järjestää harvoin, tällöinkin vain yksi ihminen pääsee harjoittelemaan tilannejohtamista. Juuri monitahoisuutensa takia suuronnettomuusjohtamista tulisi järjestää useammin, ja nykyteknologian avulla se olisi mahdollista I-VR simulaatiolla.

Kuten artikkelista huomataan, I-VR:n käyttö opetuksessa yleisesti on aluillaan ja siihen soveltuvia pedagogisia menetelmiä tutkitaan. Esteitä I-VR teknologian käytölle ovat toistaiseksi ohjelmistokehityksen suuret kustannukset sekä se, ettei sopivaa standardia simulaatioiden pohjalle ja implementoinnille vielä ole (johtuen I-VR:n pedagogiikan kehittymättömyydestä). Lähteiden perusteella näyttäisi siltä, että I-VR olisi parhaimmillaan perinteisen lähiopetuksen tukena. I-VR simulaatioharjoittelijalta vaaditaan myös vankkaa teoriatietoa harjoiteltavasta aiheesta. Olisi hyvä, ettei I-VR:ää käytettäisi yksinkertaisissa muistamista vaativien asioiden opetuksessa, vaan sen potentiaali valjastettaisiin esimerkiksi bloomin taksonomian kaikkein korkeimman tason kokonaisuuksien harjoittelemiseen.

Ensihoitoon soveltuvan suuronnettomuussimulaation toteuttamiseksi tarvitaan alustava pilottitutkimus, jossa aluksi kehitetään suuronnettomuusjohtamisen perusteiden harjoitteluun soveltuva yksinkertainen I-VR simulaatioympäristö, sitä iteroimalla ja harjoittelijoiden simulaatiokokemuksia tutkimalla muodostetaan soveltuva pedagoginen lähestymistapa. Lopullisena tavoitteena on käyttäjäystävällinen, laadukas ja viimeisimpään tutkimusnäyttöön perustuva simulaatioympäristö. I-VR:n kehittämiseen liittyy monia kiinnostavia näkökulmia, kuten tuottaako siinä tapahtuva harjoittelu erilaisia oppimistuloksia verrattuna perinteiseen harjoitteluun. Eritoten artikkelin alussa mainittu tilannekuvan ja tilannetietoisuuden kehittyminen olisi erityisen tarkastelun kohteena, siinä olisi hyvä kiinnittää huomiota arviointikykyyn ja päätöksentekoon epävarmoissa tilanteissa. Esim. Daniel Kahneman on julkaissut tutkimuksia kognitiivisen psykologian saralta juuri tähän liittyen. I-VR suuronnettomuussimulaation pedagogiikalle on luotava vankat tutkimuksiin pohjautuvat perusteet.

Uuden sukupolven oppimisen työkalut ovat siis tulossa perinteisten rinnalle. Tässä artikkelissa nostimme esille simulaatiopedagogiikan kehittämisen tärkeyttä ennen kuin uusia teknologioita aletaan implementoida, muutoin lopputuloksena saattaa olla heikoilla pedagogisilla perusteilla laadittuja I-VR simulaatioita, joissa potentiaali jää saavuttamatta ja jotka voivat olla kognitiivisesti kuormittavia. Myöhemmissä artikkeleissa tullaan syventymään I-VR teknologian soveltumiseen arviointikyvyn ja päätöksenteon kehittämisessä.

Kirjoittajat:

Raimo Ruotsalainen, ensihoitaja (ylempi AMK)
Marko Tolonen, lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu, Master School

Lähteet:
Boetje ja van Ginkel 2020. The added benefit of an extra practice session in virtual reality on the development of presentation skills: a randomized control trial. [viitattu 2022 -8- 2]. Saatavissa: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jcal.12484

Fang, You ja Yao 2021. Application of virtual reality technology (VR) in practice teaching of sports rehabilitation major. [viitattu 2022 -8- 5]. Saatavissa: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1852/4/042007/pdf

Hamilton, McKechnie, Edgerton ja Wilson 2020. Immersive virtual reality as a pedagogical tool in education: a systematic literature review of quantitative learning outcomes and experimental design. [viitattu 2022 -8- 16]. Saatavissa: https://link.springer.com/article/10.1007/s40692-020-00169-2

Mossel, Schoenauer, Froeschl, Peer, Goellner ja Kaufmann 2021. Immersive training of first responders squad leaders in untethered virtual reality. [viitattu 2022 -8- 14]. Saatavissa: https://link.springer.com/article/10.1007/s10055-020-00487-x

Nesenbergs, Abolins, Ormanis ja Mednis 2020. Use of augmented and virtual reality in remote higher education: a systematic umbrella review. [viitattu 2022 -8- 11]. Saatavissa: https://www.mdpi.com/2227-7102/11/1/8/htm

Parong ja Mayer 2020. Cognitive and affective processes for learning science in immersive virtual reality. [viitattu 2022 -8- 10]. Saatavissa: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jcal.12482

Quent ja Henson 2022. Novel immersive virtual reality experiences do not produce retroactive memory benefits for unrelated material. [viitattu 2022 -8- 1]. Saatavissa: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/17470218221082491

Ren 2021. The practice and thinking of computer virtual reality technology in the teaching mode of physical education in colleges and universities. [viitattu 2022 -8- 6]. Saatavissa: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1744/4/042020/pdf

Ressing, Zeuge, Weigel ja Niehaves 2021. It’s all about saving lives: towards a virtual learning environment for the rescue chain. [viitattu 2022 -8- 15]. Saatavissa: https://www.scitepress.org/Papers/2021/106404/106404.pdf

Sirotová ja Michvocíková 2021. Virtual reality – part of supervised teaching practice for university students – future teachers? [viitattu 2022 -8- 4]. Saatavissa: https://eric.ed.gov/?id=EJ1294424

Suárez, Jung ja Lindeman 2021. Evaluating virtual human role-players for the practice and development of leadership skills. [viitattu 2022 -8- 7]. Saatavissa: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frvir.2021.658561/full

Tin, Hertelendy ja Ciottone 2021. Disaster medicine training: the case for virtual reality. [viitattu 2022 -8- 12]. Saatavissa: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8501088/

Virtual reality society 2017. History of virtual reality. [viitattu 2022 -12- 30] https://www.vrs.org.uk/virtual-reality/history.html

Xie, Liu, Alghofaili, Zhang, Jiang, Lobo, Li, Li, Huang, Akdere, Mousas ja Yu 2021. A review on virtual reality skill training applications. [viitattu 2022 -8- 13]. Saatavissa: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frvir.2021.645153/full