Par Bruno Pilote et Julien Marceaux – 1er décembre 2022
Cet article aborde l’utilisation de la simulation de réalité virtuelle (Sim RV) comme une stratégie pédagogique contemporaine dans le domaine de la santé. En exposant le fonctionnement, les avantages et les limites de cette modalité, les auteurs expliquent comment la Sim RV permet d’aborder plusieurs enjeux, incluant celui de la spiritualité.
La simulation en formation
L’utilisation des technologies en santé est déjà présente depuis des années au Canada et dans plusieurs pays dans le monde. Au Québec, ce type d’approche cherchait initialement à offrir des soins de santé contemporains, à augmenter l’efficience ainsi que l’efficacité de notre réseau de la santé. Le gouvernement du Québec a plus récemment investi massivement sur une offensive de transformation numérique, afin d’accélérer le virage technologique de plusieurs secteurs d’activités1. Pour les universités, cette initiative se traduit par un phénomène accru d’intégration pédagogique des technologies dites de l’information et des communications (TIC). Les TIC visent à soutenir l’apprentissage par des moyens modernes, efficaces et novateurs. L’inclusion des TIC en enseignement rejoint les étudiants dans leur manière d’apprendre et d’interagir avec la technologie, tout en optimisant la qualité de leur formation. Aujourd’hui, les personnes désireuses d’apprendre le font de manière différente de celles d’hier. Les stratégies utilisées pour enseigner et favoriser le développement de compétences se doivent de suivre les tendances sociales, même si, à certains égards, la matière à enseigner et les compétences à développer restent similaires. Dans les méthodes pédagogiques les plus contemporaines, nous retrouvons la simulation clinique par réalité virtuelle. Ce type de modalité constitue un exemple de cette modernisation des approches pédagogiques au service de l’enseignement et de l’apprentissage, car elle permet de pouvoir reprendre des scénarios de simulation clinique traditionnels et d’amener la personne, par le biais d’expériences immersives complètes et interactives, à réaliser celle-ci à l’extérieur d’une structure formelle d’enseignement tel qu’un centre de simulations.
La transition numérique représente une tendance lourde, de plus en plus présente, à tous les niveaux d’enseignement, incluant aux cycles universitaires supérieurs (Gravelle, F., Frigon, N., Monette, J. & Bisaillon J., 2021), mais depuis la pandémie de COVID-19, elle s’est intensifiée, et ce dans tous les milieux. Cette nouvelle réalité étant là pour durer, il devient alors primordial de connaitre et d’entrevoir les potentiels et limites de ces nouvelles modalités d’apprentissage incluant la simulation de réalité virtuelle. Prenons donc un instant pour définir les termes et comprendre ce que signifie la réalisation de simulations
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De la simulation clinique à la simulation par réalité virtuelle
La formation en santé utilise depuis plusieurs décennies la simulation comme vecteur du développement et de la validation des compétences (Bienstock, J. & Heuer, A., 2022). L’inclusion de la simulation en enseignement a débuté par des activités de simulation dite procédurale, soutenant le développement d’habiletés techniques. Plus récemment, et par l’entremise d’études empiriques, le recours à des simulations avec une contextualisation est devenu une norme dans plusieurs programmes de formation universitaire, car il permet de valider l’atteinte de la compétence dans un environnement authentique et, surtout, dans un contexte similaire à celui de la pratique (Lewis, R., Strachan, A. & Smith, M. M., 2012). Ce type d’activité permet de placer la personne dans une situation d’apprentissage où la charge cognitive, les gestes et la prise de décisions ressemblent à ceux qu’elle devrait poser dans sa pratique. Depuis quelques années, le domaine de la simulation a intégré la réalité virtuelle comme médium à l’apprentissage (Ma et Zheng, 2011; Ribaupierre et al., 2014; Bracq, Michinov et Jannin, 2019). L’inclusion de cette technologie permet, entre autres, de favoriser l’accès à la simulation clinique, de diminuer les besoins en ressources, mais aussi d’augmenter l’exposition des étudiants à des situations difficilement reproductibles ou à des contextes peu accessibles (Dalton, 2021; Verkuyl et al., 2022). Cette pratique a vu son développement être valorisé depuis la pandémie de COVID-19. Le rehaussement du recours à cette modalité repose sur le fait que la réalité virtuelle en santé offre à la personne un contexte d’apprentissage respectant la distanciation sociale et les normes d’isolement. Ainsi, depuis cette crise sanitaire, plusieurs organismes (simulation Canada2 et le Canadian Alliance of Nurse Educators Using Simulation3) ont développé des stratégies d’exposition virtuelle à des situations de soins en français et en anglais.
Plusieurs termes permettent de définir plusieurs réalités
Lorsque l’on parle de simulation virtuelle, il faut savoir qu’on utilise un terme générique pour nommer une technologie qui se décline sous trois principales modalités : la simulation virtuelle non immersive, la simulation virtuelle partiellement immersive et finalement la simulation virtuelle totalement immersive (Pilote et Chiniara, 2019). On entend par simulation virtuelle non immersive une expérience générée par ordinateur pendant laquelle les participants accèdent à un écran en utilisant du matériel informatique tel qu’un clavier et une souris pour interagir avec l’environnement. La simulation virtuelle partiellement immersive, quant à elle, permet la visualisation d’une structure en trois dimensions (3D). Ainsi, plutôt que d’utiliser un écran d’ordinateur standard, les images 3D (stéréoscopiques) sont projetées sur de grands écrans permettant aux apprenants de visualiser des objets virtuels tout en restant dans leur environnement réel. Finalement, la simulation de réalité virtuelle totalement immersive (ou simplement simulation RV immersive) se distingue par l’utilisation de casques spécialisés qui viennent occulter totalement la vue de l’environnement réel aux participants, les plongeant ainsi dans un monde entièrement simulé. Ce monde peut être composé de vidéos filmées à 360 degrés, ou encore d’images de synthèse produites par ordinateur. Les participants peuvent alors interagir avec les situations et les objets virtuels, à partir de contrôleurs spécialisés les aidant à se mouvoir et fournissant, pour la plupart, un retour haptique. Chacune de ces postures offrant un niveau d’immersion et une expérience utilisateur différents, elles ne peuvent poursuivre les mêmes objectifs et doivent donc être bien comprises afin d’être utilisées à bon escient.
Enjeux liés à l’utilisation de la simulation de réalité virtuelle en contexte de simulation
Les données permettant de soutenir le développement de compétences par l’entremise de la réalité virtuelle sont actuellement en émergence, mais étant donné que cette technologie est une modalité découlant du domaine de la simulation, il est possible de croire qu’elle permet le développement de compétences. Cette affirmation repose sur le fait que la simulation par immersion clinique le permet, il est donc logique de croire que la réalité virtuelle le permet pareillement.
Un des éléments cruciaux de l’utilisation de la simulation et, par extension, de la réalité virtuelle est le niveau de charge cognitive des expériences créées (Collins et al, 2019; Andersen, Frendø et Sørensen, 2020). La charge cognitive correspond à la capacité d’une personne à pouvoir réaliser différentes tâches simultanément (Sweller, 1988). Il est possible de distinguer trois types de charge cognitive selon Sweller (1988) : intrinsèque, extrinsèque et essentielle. La charge intrinsèque renvoie à la complexité inhérente d’une tâche, tandis que la charge extrinsèque est liée à la façon de présenter l’information, dont les éléments ont le potentiel de surcharger la tâche. La charge essentielle correspond à l’effort consacré au traitement ou à la compréhension d’une tâche. Techniquement, la charge intrinsèque ne peut être modifiée, le pédagogue doit ainsi limiter la charge extrinsèque tout en favorisant la charge essentielle. Toujours selon cette théorie, la façon de présenter l’information exerce une influence sur la charge cognitive et détermine, en conséquence, si la personne retient l’information ou devient surchargée et ne retient rien. Le fait de mettre un apprenant dans un contexte trop authentique peut parfois amener une personne novice à vivre une situation de surcharge cognitive, ce qui entrainera pareillement une diminution de sa capacité de rétention. En ce qui concerne la charge cognitive, nous retiendrons qu’il en faut juste assez, juste à temps dans le programme et juste ce qu’il faut pour soutenir l’apprentissage.
En pratique, la simulation virtuelle est une modalité d’apprentissage numérique novatrice, car elle permet de présenter l’information d’une façon réaliste, crédible et engageante pour l’apprenant. Toutefois, elle commande une utilisation prudente, car il faut prendre en considération les impacts potentiels de l’utilisation d’une stratégie de ce type sur des éléments fondamentaux de l’apprentissage, comme c’est le cas pour la charge cognitive. À titre d’exemple, il serait discutable de proposer à un élève novice dans un programme de formation en santé une simulation à la fois complexe dans son contexte et nécessitant une bonne connaissance de maniement de cette technologie. Ce serait la surcharge assurée et il deviendrait très difficile pour le pédagogue de définir si la difficulté relevée lors de cette activité provient d’un manque de compétence procédurale ou d’une appropriation inadéquate de la technologie. Aussi, il serait déconseillé de produire, pour les apprenants novices, des situations de mort imminente en réalité virtuelle. Il est reconnu qu’une exposition à un médium tel que la simulation virtuelle peut entrainer des impacts psychologiques importants en raison de son niveau de réalisme et de crédibilité, notamment lors d’une simulation complètement immersive (Lavoie, R., Main, K., King, C. et al, 2021). Actuellement, la simulation par immersion clinique incluant la simulation de réalité virtuelle représente le médium de formation le plus puissant pour induire chez la personne un scripte d’apprentissage (McGaghie, W. C., Issenberg, S. B., Cohen, E. R., Barsuk, J. H., & Wayne, D. B., 2011). En conséquence, une exposition inadéquate ou erronée pourrait induire chez cette personne une cicatrice d’apprentissage qui sera, à terme, très difficile à corriger. En revanche, si cette puissance est maitrisée et utilisée à bon escient, la simulation par réalité virtuelle générera des expériences mémorables et quasi indélébiles pour les apprenants, renforçant à la fois leurs compétences procédurales, mais aussi leurs compétences dites humaines (soft skills) telles que l’intelligence émotionnelle, la communication et l’empathie (Dyer, Swartzlander, et Gugliucci, 2018).
La simulation par réalité virtuelle au service du développement des compétences humaines
En 2020, un rapport de PricewaterhouseCoopers (PwC) mentionnait que l’utilisation de la réalité virtuelle, dans le cadre de la formation en entreprise, présentait un impact positif sans précédent dans le développement des compétences humaines et notamment de l’empathie. Selon ce rapport, ceci serait dû à l’engagement émotif suscité lors des simulations, plaçant l’apprenant devant la responsabilité de prendre et d’assumer des décisions en fonction d’une situation virtuelle empreinte d’authenticité (Eckert et Mower, 2020). Cette relation semble aussi se reproduire dans d’autres domaines où la réalité virtuelle est utilisée pour immerger les personnes dans des situations peu communes et exiger une adaptation. Ainsi, l’Université de Stanford a mis au point une simulation permettant aux étudiants de personnifier une personne sans-abri afin de les sensibiliser à la marginalisation et à l’exclusion sociale (Shashkevich, 2018). De leur côté, Zucker School of Medicine et Northwell Health ont utilisé une simulation en réalité virtuelle pendant vingt minutes afin de permettre à des apprenants d’incarner une personne racisée et ainsi constater l’impact des microagressions racistes pouvant être vécues quotidiennement (Roswell et al, 2020). Pour ces deux exemples, les simulations virtuelles ont permis de mettre en exergue les biais cognitifs des participants et d'augmenter leur empathie face aux différentes communautés auxquelles ils furent exposés. Pour nous, cela met en évidence un potentiel que la simulation en réalité virtuelle pourrait avoir dans la formation en soins de santé, afin de notamment soutenir des compétences ayant un caractère spirituel. Ainsi, il parait envisageable d’utiliser la réalité virtuelle pour exposer une personne à une situation de soin simulé, développée à partir d’une communauté ethnique, culturelle ou encore avec une spiritualité différente. Cette expérience pourrait contribuer à une compréhension plus adéquate de l’impact de la spiritualité dans ce type de situation et même concrétiser certaines réactions face à des actes médicaux pouvant paraitre banals ou anodins. Une simulation en réalité virtuelle auprès d’une personne simulée venant d’accoucher, par exemple, pourrait offrir un regard différent sur cet événement et démontrer comment la spiritualité influence la manière d’entrevoir la vie, la santé, voire la maladie. L’exposition à des cultures et à des spiritualités différentes reste fortement dépendante du contexte social et ethnographique des lieux de formation et de soin. Or, la simulation en réalité virtuelle, en venant proposer une expérience immersive qui permet de relocaliser n’importe quelle personne dans un contexte choisi, offre l’opportunité de soumettre davantage d’apprenants à des situations variées. Ces contextes d’exposition rendraient tangibles des réalités à dimensions multiples, dont le contexte particulier revêt une grande importance, mais qui sont traditionnellement présentées de façon abstraite et théoriques. Bien qu’actuellement les mentors utilisent des médiums tels que le film pour démontrer comment une spiritualité différente influence pareillement le déroulement de la vie et de la prise en compte de la maladie, la simulation de réalité virtuelle pourrait offrir la possibilité de faire vivre une expérience de soins identiques, mais à travers diverses perspectives spirituelles. Une sorte de film où il serait possible de rejouer la même scène avec les mêmes acteurs, mais avec une intention différente.
La simulation en réalité virtuelle, une solution en construction.
Même si le développement et l’appropriation de cette solution numérique en santé évoluent rapidement, et ce notamment en raison de sa proximité avec le jeu vidéo, il n’en reste pas moins que certains enjeux ralentissent son adoption à grande échelle. Alors qu’il y a encore quelques années, la création de contenus en réalité virtuelle était du ressort de programmeurs chevronnés, on assiste aujourd’hui à un début de démocratisation des outils permettant à un plus grand nombre de pédagogues de créer des expériences de réalité virtuelle de bonne facture. Cependant, le développement de ce type d’activité de simulation demande, encore aujourd’hui, un investissement de temps et d’argent de la part d’une organisation. Le recours à un tiers externe qui réalise les activités de simulation virtuelle est une façon rapide et sûre de simplifier le processus de création et d’accélérer son implantation. Ce processus commande néanmoins de bien négocier les droits de développement, faute de quoi ces derniers ne reviendront pas à l’agent payeur. Il ne recevra que le produit pour lequel il a payé sans avoir accès au code source pour d’éventuelles modifications. La négociation et l’obtention de ces codes sources représentent un enjeu de premier plan. Pour remédier à cela, une poignée de compagnies commencent à offrir des solutions plus démocratiques permettant la création d’activités de simulation virtuelle libre de droits. Régionalement, la compagnie OVA par le biais de sa plateforme StellarX4 offre une solution facile pour les pédagogues novices, désireux de voir et de créer leurs propres environnements d’apprentissage virtuels. À plus grande échelle, plusieurs mondes virtuels sont actuellement en développement dans un espace virtuel commun nommé Métaverse. Par exemple, le projet d’un premier hôpital virtuel devrait être opérationnel en 2022. Grâce à la puissance de la réalité augmentée et de la réalité virtuelle, cet hôpital permettra de rehausser l’expérience des professionnels de la santé rendant ainsi plus immersifs les apprentissages. La solution consiste à créer une application où les utilisateurs peuvent développer leurs avatars et interagir dans 25 langues, à l’aide de technologies immersives.
L’utilisation de la réalité virtuelle comme méthode pédagogique est aujourd’hui une réalité présente dans de nombreuses universités au Canada, mais aussi dans plusieurs pays. Cette méthode ne fera que s’accroitre en raison de l’augmentation constante de la performance des ordinateurs personnels et des cartes graphiques. La démocratisation de la réalité virtuelle permet aujourd’hui d’aborder des contextes d’apprentissage qui, autrement, ne pouvaient être abordés que théoriquement ou par l’entremise de lourdes infrastructures. La réalité augmentée prendra une importance encore plus importante dans les prochaines années. Cette autre modalité d’apprentissage numérique viendra s’ajouter à celle déjà connue et les prochaines années verront augmenter le nombre de possibilités qui s’offrent aux universités en termes de formation numérique. Ces universités devront fonder leur choix de stratégies numériques sur des enjeux d’ordre pédagogique et non sur des tendances technologiques.
Références
Andersen, S. A. W., Frendø, M., & Sørensen, M. S., 2020. Effects on cognitive load of tutoring in virtual reality simulation training. MedEdPublish, 9(51), 51.
Bienstock, J. & Heuer, A., 2022. A review on the evolution of simulation-based training to help build a safer future. Medicine, 101(25), e29503. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000029503
Bracq, M. S., Michinov, E. & Jannin, P., 2019. Virtual reality simulation in nontechnical skills training for healthcare professionals: a systematic review. Simulation in Healthcare, 14(3), 188-194.
Collins, J., Regenbrecht, H., Langlotz, T., Can, Y. S., Ersoy, C. & Butson, R., 2019. Measuring cognitive load and insight: A methodology exemplified in a virtual reality learning context. In 2019 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR) (pp. 351-362). IEEE.
Dalton, J., 2021. Reality check: How immersive technologies can transform your business. Kogan Page Publishers.
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Eckert, D. & Mower, A., 2020. The effectiveness of virtual reality soft skills training in the enterprise: a study.
Gravelle, F., Frigon, N., Monette, J., & Bisaillon Jérémie, 2021. Transformation numérique de l’établissement d’enseignement : partage de pratiques professionnelles (Ser. Formation à distance = distance learning, 7). Presses de l’Université du Québec.
Lavoie, R., Main, K., King, C. & King, D., 2020. Virtual experience, real consequences: the potential negative emotional consequences of virtual reality gameplay. Virtual Reality, 25(1), 69–81. https://doi.org/10.1007/s10055-020-00440-y
Lewis, R., Strachan, A.& Smith, M. M., 2012. Is high fidelity simulation the most effective method for the development of non-technical skills in nursing? A review of the current evidence. The open nursing journal, 6, 82–89. https://doi.org/10.2174/1874434601206010082
Ma, M., & Zheng, H., 2011. Virtual reality and serious games in healthcare. In Advanced computational intelligence paradigms in healthcare 6. Virtual reality in psychotherapy, rehabilitation, and assessment (pp. 169-192). Springer, Berlin, Heidelberg.
McGaghie, W. C., Issenberg, S. B., Cohen, E. R., Barsuk, J. H. & Wayne, D. B., 2011. Does simulation-based medical education with deliberate practice yield better results than traditional clinical education? a meta-analytic comparative review of the evidence. Academic Medicine : Journal of the Association of American Medical Colleges, 86(6), 706–11. https://doi.org/10.1097/ACM.0b013e318217e119
Ribaupierre, S. D., Kapralos, B., Haji, F., Stroulia, E., Dubrowski, A. & Eagleson, R., 2014. Healthcare training enhancement through virtual reality and serious games. In Virtual, augmented reality and serious games for healthcare 1 (pp. 9-27). Springer, Berlin, Heidelberg.
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Shashkevich, A, 2018. Virtual reality can help make people more compassionate compared to other media, new Stanford study finds. Standford news. Récupéré le 21 septembre 2022 à https://news.stanford.edu/2018/10/17/virtual-reality-can-help-make-people-empathetic/#:~:text=According%20to%20new%20Stanford%20research,the%20VR%20scenario%2C%20like%20text.
Sweller, John, 1988. Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning. Cognitive Science, 12 (2), 257-285. doi:10.1207/s15516709cog1202_4
Verkuyl, M., Boulet, M., Dubois, N., Goldsworthy, S., Merwin, T., Whillet, T. & Job, T, 2022. Boîte à outils en simulation virtuelle pour les enseignants. Toronto : Centennial Collège
Notes
1 Pour en savoir plus, visitez https://www.quebec.ca/gouvernement/politiques-orientations/vitrine-numeriqc/strategie-numerique
2 Pour en savoir plus, visitez https://uo.can-sim.ca/
3 Pour en savoir plus, visitez https://simulationcanada.ca/fr/ressources/virtu-ait/
4 Pour en savoir plus, visitez https://fr.stellarx.ai/
Bruno Pilote est professeur adjoint à la faculté des Sciences infirmières de l’Université Laval. Il dirige les programmes de maîtrise - DESS en sciences infirmières, volet pratique infirmière spécialisée. Il possède une vaste expérience en pédagogie et il est membre du comité pédagogique du centre de simulation de l’Université Laval, centre Appretiss. M. Pilote possède une expertise en pédagogie par simulation et plus significativement en simulation de réalité virtuelle. Il concentre présentement ses intérêts de recherches autour des compétences non techniques, de la gériatrie sociale et de la gestion des maladies chroniques. Il est chercheur régulier au centre de recherche en santé durable VITAM en plus d’être membre régulier du réseau de recherche en intervention en sciences infirmières du Québec.
Julien Marceaux est technopédagogue, concepteur pédagogique et enseignant au niveau collégial. Il détient un baccalauréat en adaptation scolaire et sociale et est également titulaire d’un certificat en intégration pédagogique des technologies immersives de l’Université de Lyon 1 en France. Depuis plus de 10 ans, il conçoit, produit et met en œuvre des activités de formation utilisant les réalités virtuelle et augmentée pour des programmes techniques et universitaires en plus de jouer un rôle de formateur et de consultant dans le domaine des réalités étendues (XR) auprès des cégeps et universités québécoises. Parmi les projets qu’il a menés, notons la conception de simulations en réalité virtuelle aux fins de formation et d’évaluation pour l’École de psychoéducation de l’Université de Montréal, pour la Faculté des sciences infirmières de l’Université Laval ainsi que pour la Marine Royale canadienne.