Experimental evaluation of clinical reasoning of healthcare professionals in training with the use of serious games

L’amélioration du raisonnement clinique (RC) est un enjeu essentiel pour la Médecine de demain car il est établi que son utilisation imparfaite conduit à des résultats de soins insuffisants. Le RC est un processus cognitif complexe. Cette activité intellectuelle synthétise l’information obtenue à partir de la situation clinique et l’utilise pour faire une analyse diagnostique et prendre une décision de prise en charge du patient en intégrant les connaissances et expériences antérieures. La formation à cette compétence est donc essentielle. Pour améliorer le raisonnement, une connaissance des mécanismes qui le constituent est nécessaire et une revue de ces mécanismes constitue la partie initiale de cette thèse.La formation des professionnels de santé par la simulation se généralise avec pour objectif « jamais la première fois sur le patient ». En plein essor, le jeu sérieux (JS) représente un outil pédagogique intéressant. Une revue de la littérature sur l’efficacité des JS et plus particulièrement dans le cadre du RC est également incluse dans la partie initiale de cette thèse. Ainsi, les JS sont efficaces et peuvent, entre autres, cibler certaines compétences dont le RC. Cependant, la plupart des études sur le RC dans le cadre des JS, restent subjectives avec des évaluations qualitatives ou des autoévaluations des apprenants ou concernent uniquement le résultat (prise de décision). Par conséquent, la valeur éducative et les modalités des JS dans la formation du RC restent à approfondir.Le JS LabForGames Warning a été développé dans le centre de simulation LabForSIMS pour les étudiants infirmiers et cible la détection de l’aggravation d’un patient et la communication. Cette thèse a pour objectif de tester un mode d’apprentissage utilisant la simulation par les JS afin d’améliorer le RC chez les professionnels de santé.Une 1ère étude a évalué la validité du JS LabForGames Warning selon le cadre théorique proposé par Messick. Elle a démontré que les scores et le temps de jeu ne pouvaient pas différencier le niveau des compétences cliniques des infirmiers.Cependant, les preuves de validité étaient obtenues pour le contenu, le processus de réponse et la structure interne. Même si cette version du jeu ne peut donc pas être utilisée pour une évaluation sommative des étudiants, notre étude montre que ce JS est bien accepté par les étudiants et qu’il peut être utilisé pour la formation au sein d’un programme éducatif.Une seconde étude a évalué l’efficacité de 2 modalités pédagogiques sur l’apprentissage du RC à la détection de l’aggravation clinique d’un patient en comparant un groupe d’étudiants infirmiers formé par simulation avec LabForGames Warning par rapport à un groupe formé par un enseignement traditionnel. Le RC a été évalué par les tests de concordance de script immédiatement et 1 mois après. Cette étude multicentrique randomisée a inclus 146 étudiants infirmiers volontaires. Aucune différence significative n’a été observée sur le RC entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel. Cependant, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation.En conclusion, nous avons tout d’abord confirmé la validité du JS LabForGames Warning en tant qu’outil pédagogique à visée formative et non sommative. Puis, bien qu’aucune différence d’apprentissage du RC n’ait été observée entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation avec le jeu. Les études sont à poursuivre pour préciser les modalités et stratégies pédagogiques des JS dans la formation des professionnels de santé, comme par exemple la place du débriefing, le rôle de la motivation. En effet, en plein essor, les développements technologiques telle que l’intelligence artificielle vont transformer la formation au RC ainsi que les outils pédagogiques disponibles dans les années à venir.Improvement of clinical reasoning (CR) is a key issue for the future of medicine because it has been established that imperfect reasoning leads to insufficient care results. CR is a complex cognitive process which synthesizes information obtained from the clinical situation, then uses it to make a diagnostic analysis and take a decision on patient management by integrating previous knowledge and experience. Training for this skill is therefore essential. To improve reasoning, knowledge of the mechanisms which build it up is necessary and a review of these mechanisms constitutes the initial part of this thesis.Training of healthcare professionals through simulation is becoming widespread with the objective of "never the first time on a patient". In rapid expansion, the use of serious games (SG) represents an interesting pedagogical tool. A review of the literature on the effectiveness of SG and more particularly in the context of CR is also included in the initial part of this thesis. Thus, SG is effective and may, among other things, target certain skills, including CR. However, most studies dealing with CR by using SG include qualitative assessments or self-assessments of learners or focus only on the outcome (decision making). Therefore, the educational value and modalities of SG in the training of CR of health professionals remain to be further explored.The SG LabForGames Warning was developed in the LabForSIMS simulation center for nursing students and targets detection of patient deterioration and the ensuing communication. The objective of this thesis is to test a learning mode using SG simulation in order to improve CR in healthcare professionals.The first study evaluated the validity of the SG LabForGames Warning according to the Messick’s Framework. This study showed that scores and playing time could not differentiate the level of clinical skills of nurses. However, evidence of validity was obtained for content, response process and internal structure. Although this version of the game cannot therefore be used for summative evaluation of students, our study shows that this SG is well accepted by students and can be used for training within an educational program.A second study evaluated the effectiveness of 2 teaching modalities on learning CR for the detection of clinical patient deterioration by comparing a group of nursing students trained by simulation with LabForGames Warning compared to a group trained by traditional teaching. CR was assessed by script concordance tests immediately and 1 month later. This randomized multicenter study included 146 volunteer nursing students. No significant difference was observed in CR change between simulation training with SG and traditional teaching. However, satisfaction and motivation were better with simulation instruction.In conclusion, we have confirmed the validity of SG LabForGames Warning as an educational tool with formative and not summative aims. Then, although no difference in learning about CR was observed between simulation training with SG and traditional teaching, satisfaction and motivation were better with simulation teaching with the game. Further studies are needed to clarify the modalities and pedagogical strategies of SG in the training of healthcare professionals, such as the place of debriefing and the role of motivation. Moreover, technological developments such as artificial intelligence might transform CR training and the available pedagogical tools in the coming years