Estudiar la aplicación de una combinación de tecnología de imágenes 3D y un modo de aprendizaje basado en problemas en la capacitación clínica relacionada con la cirugía espinal.
En total, 106 estudiantes del curso de estudio de cinco años en la "medicina clínica" especializada fueron seleccionados como sujetos del estudio, quienes en 2021 tendrán una pasantía en el Departamento de Ortopedia del Hospital Afiliado de la Universidad de Medicina Xuzhou. Estos estudiantes se dividieron al azar en grupos experimentales y de control, con 53 estudiantes en cada grupo. El grupo experimental utilizó una combinación de tecnología de imágenes 3D y el modo de aprendizaje PBL, mientras que el grupo de control utilizó el método de aprendizaje tradicional. Después del entrenamiento, la efectividad de la capacitación en los dos grupos se comparó mediante pruebas y cuestionarios.
La puntuación total en la prueba teórica de los estudiantes del grupo experimental fue más alta que la de los estudiantes del grupo de control. Los estudiantes de los dos grupos evaluaron de forma independiente sus calificaciones en la lección, mientras que las calificaciones de los estudiantes del grupo experimental fueron más altas que las de los estudiantes del grupo control (p <0.05). El interés en el aprendizaje, la atmósfera en el aula, la interacción en el aula y la satisfacción con la enseñanza fueron mayores entre los estudiantes en el grupo experimental que en el grupo de control (p <0.05).
La combinación de tecnología de imágenes 3D y modo de aprendizaje PBL al enseñar cirugía de columna puede mejorar la eficiencia de aprendizaje y el interés de los estudiantes, y promover el desarrollo del pensamiento clínico de los estudiantes.
En los últimos años, debido a la acumulación continua del conocimiento clínico y la tecnología, la cuestión de qué tipo de educación médica puede reducir efectivamente el tiempo que lleva la transición de estudiantes de medicina a médicos y crecer rápidamente a los residentes excelentes se ha convertido en una preocupación. atrajo mucha atención [1]. La práctica clínica es una etapa importante en el desarrollo del pensamiento clínico y las habilidades prácticas de los estudiantes de medicina. En particular, las operaciones quirúrgicas imponen requisitos estrictos sobre las habilidades prácticas de los estudiantes y el conocimiento de la anatomía humana.
En la actualidad, el estilo de enseñanza tradicional de conferencias aún domina en las escuelas y la medicina clínica [2]. El método de enseñanza tradicional está centrado en el maestro: el maestro se encuentra en un podio y transmite conocimiento a los estudiantes a través de métodos de enseñanza tradicionales, como libros de texto y planes de estudio multimedia. Todo el curso es enseñado por un maestro. La mayoría de los estudiantes escuchan conferencias, oportunidades de discusión gratuita y preguntas son limitadas. En consecuencia, este proceso puede convertirse fácilmente en adoctrinamiento unilateral por parte de los maestros, mientras que los estudiantes aceptan pasivamente la situación. Por lo tanto, en el proceso de enseñanza, los maestros generalmente encuentran que el entusiasmo de los estudiantes por el aprendizaje no es alto, el entusiasmo no es alto y el efecto es malo. Además, es difícil describir claramente la estructura compleja de la columna utilizando imágenes 2D como PPT, libros de texto de anatomía e imágenes, y no es fácil para los estudiantes comprender y dominar este conocimiento [3].
En 1969, se realizó un nuevo método de enseñanza, aprendizaje basado en problemas (PBL), en la Facultad de Medicina de la Universidad McMaster en Canadá. A diferencia de los métodos de enseñanza tradicionales, el proceso de aprendizaje de PBL trata a los alumnos como una parte central del proceso de aprendizaje y utiliza preguntas relevantes como indicaciones para permitir a los alumnos aprender, discutir y colaborar de forma independiente en grupos, hacer preguntas activamente y encontrar respuestas en lugar de aceptarlas pasivamente. , 5]. En el proceso de análisis de problemas, desarrolle la capacidad de los estudiantes para el aprendizaje independiente y el pensamiento lógico [6]. Además, gracias al desarrollo de tecnologías médicas digitales, los métodos de enseñanza clínica también se han enriquecido significativamente. 3D Imaging Technology (3DV) toma datos sin procesar de imágenes médicas, los importa al software de modelado para la reconstrucción 3D y luego procesa los datos para crear un modelo 3D. Este método supera las limitaciones del modelo de enseñanza tradicional, moviliza la atención de los estudiantes de muchas maneras y ayuda a los estudiantes rápidamente a dominar estructuras anatómicas complejas [7, 8], especialmente en la educación ortopédica. Por lo tanto, este artículo combina estos dos métodos para estudiar el efecto de combinar PBL con tecnología 3DV y modo de aprendizaje tradicional en aplicaciones prácticas. El resultado es el siguiente.
El objetivo del estudio fue 106 estudiantes que ingresaron a la práctica quirúrgica espinal de nuestro hospital en 2021, que se dividieron en grupos experimentales y de control utilizando la tabla de números aleatorios, 53 estudiantes en cada grupo. El grupo experimental consistió en 25 hombres y 28 mujeres de 21 a 23 años, la edad media de 22,6 ± 0,8 años. El grupo de control incluyó 26 hombres y 27 mujeres de 21-24 años, edad promedio de 22.6 ± 0.9 años, todos los estudiantes son pasantes. No hubo diferencias significativas en la edad y el género entre los dos grupos (P> 0.05).
Los criterios de inclusión son los siguientes: (1) estudiantes de solteros clínicos a tiempo completo de cuarto año; (2) estudiantes que pueden expresar claramente sus verdaderos sentimientos; (3) Los estudiantes que pueden entender y participar voluntariamente en todo el proceso de este estudio y firmar el formulario de consentimiento informado. Los criterios de exclusión son los siguientes: (1) estudiantes que no cumplen con ninguno de los criterios de inclusión; (2) estudiantes que no desean participar en esta capacitación por razones personales; (3) Estudiantes con experiencia docente de PBL.
Importe datos de CT sin procesar en el software de simulación e importe el modelo creado en un software de capacitación especializado para visualizar. El modelo consiste en tejido óseo, discos intervertebrales y nervios espinales (Fig. 1). Diferentes partes están representadas por diferentes colores, y el modelo puede ampliarse y rotarse según lo desee. La principal ventaja de esta estrategia es que las capas de CT se pueden colocar en el modelo y la transparencia de diferentes partes se puede ajustar para evitar efectivamente la oclusión.
Una vista trasera y una vista lateral B. En L1, L3 y la pelvis del modelo son transparentes. D Después de fusionar la imagen de sección transversal de CT con el modelo, puede moverla hacia arriba y hacia abajo para configurar diferentes planos CT. E Modelo combinado de imágenes CT sagitales y uso de instrucciones ocultas para procesar L1 y L3
El contenido principal de la capacitación es el siguiente: 1) diagnóstico y tratamiento de enfermedades comunes en la cirugía espinal; 2) conocimiento de la anatomía de la columna vertebral, pensamiento y comprensión de la ocurrencia y desarrollo de enfermedades; 3) Videos operativos que enseñan conocimiento básico. Etapas de la cirugía de columna convencional, 4) visualización de enfermedades típicas en la cirugía de columna, 5) conocimiento teórico clásico para recordar, incluida la teoría de la columna vertebral de tres columnas de Dennis, la clasificación de fracturas espinales y la clasificación de la columna lumbar herniada.
Grupo experimental: el método de enseñanza se combina con PBL y tecnología de imágenes 3D. Este método incluye los siguientes aspectos. 1) Preparación de casos típicos en la cirugía de columna: discuta casos de espondilosis cervical, hernia de disco lumbar y fracturas de compresión piramidal, con cada caso centrado en diferentes puntos de conocimiento. Los casos, modelos 3D y videos quirúrgicos se envían a los estudiantes una semana antes de la clase y se les alienta a usar el modelo 3D para probar el conocimiento anatómico. 2) Prepreparación: 10 minutos antes de la clase, introduzca a los estudiantes el proceso específico de aprendizaje de PBL, aliente a los estudiantes a participar activamente, utilizar el tiempo completo y completar las tareas sabiamente. La agrupación se llevó a cabo después de obtener el consentimiento de todos los participantes. Tome de 8 a 10 estudiantes en un grupo, ingrese a los grupos libremente para pensar en la información de búsqueda de casos, pensar en el autoestudio, participar en discusiones grupales, responder entre sí, finalmente resumir los puntos principales, formar datos sistemáticos y registrar la discusión. Seleccione un estudiante con fuertes habilidades organizativas y expresivas como líder grupal para organizar discusiones y presentaciones grupales. 3) Guía del maestro: los maestros usan el software de simulación para explicar la anatomía de la columna vertebral en combinación con casos típicos, y permiten a los estudiantes usar activamente el software para realizar operaciones como zoom, girar, reposicionar CT y ajustar la transparencia de tejido; Tener una comprensión y memorización más profunda de la estructura de la enfermedad, y ayudarlos a pensar de forma independiente sobre los vínculos principales en el inicio, el desarrollo y el curso de la enfermedad. 4) Intercambio de puntos de vista y discusión. En respuesta a las preguntas enumeradas antes de la clase, dale discursos para la discusión de la clase e invite a cada líder del grupo a informar sobre los resultados de la discusión grupal después de suficiente tiempo para la discusión. Durante este tiempo, el grupo puede hacer preguntas y ayudarse mutuamente, mientras que el maestro necesita enumerar cuidadosamente y comprender los estilos de pensamiento de los estudiantes y los problemas asociados con ellos. 5) Resumen: después de discutir a los estudiantes, el maestro comentará sobre las actuaciones de los estudiantes, resumirá y responderá en detalle algunas preguntas comunes y controvertidas, y describirá la dirección del aprendizaje futuro para que los estudiantes puedan adaptarse al método de enseñanza de PBL.
El grupo de control utiliza el modo de aprendizaje tradicional, instruyendo a los estudiantes a obtener una vista previa de los materiales antes de la clase. Para realizar conferencias teóricas, los maestros usan pizarras, planes de estudio multimedia, materiales de video, modelos de muestra y otras ayudas de enseñanza, y también organizan el curso de la capacitación de acuerdo con los materiales de enseñanza. Como suplemento del plan de estudios, este proceso se centra en las dificultades relevantes y los puntos clave del libro de texto. Después de la conferencia, el maestro resumió el material y alentó a los estudiantes a memorizar y comprender el conocimiento relevante.
De acuerdo con el contenido de la capacitación, se adoptó un examen de libro cerrado. Las preguntas objetivas se seleccionan de las preguntas relevantes realizadas por los médicos a lo largo de los años. Las preguntas subjetivas son formuladas por el Departamento de Ortopedia y finalmente evaluadas por miembros de la facultad que no toman el examen. Participar en el aprendizaje. La marca completa de la prueba es de 100 puntos, y su contenido incluye principalmente las siguientes dos partes: 1) Preguntas objetivas (en su mayoría preguntas de opción múltiple), que prueba principalmente el dominio de los elementos de conocimiento de los estudiantes, que es el 50% del puntaje total ; 2) Preguntas subjetivas (preguntas para el análisis de casos), centrados principalmente en la comprensión sistemática y el análisis de las enfermedades por parte de los estudiantes, que es el 50% de la puntuación total.
Al final del curso, se presentó un cuestionario que consta de dos partes y nueve preguntas. El contenido principal de estas preguntas corresponde a los elementos presentados en la tabla, y los estudiantes deben responder las preguntas sobre estos elementos con una marca completa de 10 puntos y una marca mínima de 1 punto. Los puntajes más altos indican una mayor satisfacción del estudiante. Las preguntas en la Tabla 2 son sobre si una combinación de modos de aprendizaje PBL y 3DV puede ayudar a los estudiantes a comprender el conocimiento profesional complejo. Los elementos de la Tabla 3 reflejan la satisfacción del estudiante con ambos modos de aprendizaje.
Todos los datos se analizaron utilizando el software SPSS 25; Los resultados de la prueba se expresaron como media ± desviación estándar (x ± S). Los datos cuantitativos se analizaron mediante ANOVA unidireccional, los datos cualitativos se analizaron mediante la prueba χ2 y la corrección de Bonferroni se usó para comparaciones múltiples. Diferencia significativa (p <0.05).
Los resultados del análisis estadístico de los dos grupos mostraron que las puntuaciones en preguntas objetivas (preguntas de opción múltiple) de los estudiantes del grupo control fueron significativamente más altos que los de los estudiantes del grupo experimental (p <0.05) y los puntajes de los estudiantes del grupo de control fueron significativamente más altos que los estudiantes del grupo experimental (P <0.05). Los puntajes de preguntas subjetivas (preguntas de análisis de casos) de los estudiantes del grupo experimental fueron significativamente más altos que los de los estudiantes del grupo de control (p <0.01), ver tabla. 1.
Los cuestionarios anónimos se distribuyeron después de todas las clases. En total, se distribuyeron 106 cuestionarios, 106 de ellos fueron restaurados, mientras que la tasa de recuperación fue del 100.0%. Todos los formularios se han completado. La comparación de los resultados de una encuesta de cuestionario sobre el grado de posesión de conocimiento profesional entre los dos grupos de estudiantes reveló que los estudiantes del grupo experimental dominan las etapas principales de la cirugía de la columna, el conocimiento del plan, la clasificación clásica de las enfermedades, etc. sobre el . La diferencia fue estadísticamente significativa (p <0.05) como se muestra en la Tabla 2.
Comparación de respuestas a cuestionarios relacionados con la satisfacción de la enseñanza entre los dos grupos: los estudiantes en el grupo experimental obtuvieron puntajes más altos que los estudiantes en el grupo de control en términos de interés en el aprendizaje, la atmósfera en el aula, la interacción en el aula y la satisfacción con la enseñanza. La diferencia fue estadísticamente significativa (p <0.05). Los detalles se muestran en la Tabla 3.
Con la acumulación continua y el desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente cuando entramos en el siglo XXI, el trabajo clínico en los hospitales se está volviendo cada vez más complejo. Para garantizar que los estudiantes de medicina puedan adaptarse rápidamente al trabajo clínico y desarrollar talentos médicos de alta calidad en beneficio de la sociedad, el adoctrinamiento tradicional y un modo de estudio unificado encuentran dificultades para resolver problemas clínicos prácticos. El modelo tradicional de educación médica en mi país tiene las ventajas de una gran cantidad de información en el aula, bajos requisitos ambientales y un sistema de conocimiento pedagógico que básicamente puede satisfacer las necesidades de enseñar cursos teóricos [9]. Sin embargo, esta forma de educación puede conducir fácilmente a una brecha entre la teoría y la práctica, una disminución en la iniciativa y el entusiasmo de los estudiantes en el aprendizaje, una incapacidad para analizar exhaustivamente enfermedades complejas en la práctica clínica y, por lo tanto, no puede cumplir con los requisitos de la mayor médica médica. educación. En los últimos años, el nivel de cirugía de columna en mi país ha aumentado rápidamente, y la enseñanza de la cirugía de columna ha enfrentado nuevos desafíos. Durante la capacitación de estudiantes de medicina, la parte más difícil de la cirugía es la ortopedia, especialmente la cirugía de columna. Los puntos de conocimiento son relativamente triviales y preocupan no solo las deformidades e infecciones espinales, sino también lesiones y tumores óseos. Estos conceptos no solo son abstractos y complejos, sino que también están estrechamente relacionados con la anatomía, la patología, las imágenes, la biomecánica y otras disciplinas, lo que dificulta su contenido de entender y recordar. Al mismo tiempo, muchas áreas de cirugía espinal se están desarrollando rápidamente, y el conocimiento contenido en los libros de texto existentes está desactualizado, lo que dificulta que los maestros enseñen. Por lo tanto, cambiar el método de enseñanza tradicional e incorporar los últimos desarrollos en la investigación internacional puede hacer que la enseñanza del conocimiento teórico relevante sea práctico, mejorar la capacidad de los estudiantes para pensar lógicamente y alentar a los estudiantes a pensar críticamente. Estas deficiencias en el proceso de aprendizaje actual deben abordarse con urgencia para explorar los límites y limitaciones del conocimiento médico moderno y superar las barreras tradicionales [10].
El modelo de aprendizaje PBL es un método de aprendizaje centrado en el aprendizaje. A través del aprendizaje heurístico e independiente y la discusión interactiva, los estudiantes pueden desatar completamente su entusiasmo y pasar de la aceptación pasiva del conocimiento a la participación activa en la enseñanza del maestro. En comparación con el modo de aprendizaje basado en conferencias, los estudiantes que participan en el modo de aprendizaje PBL tienen tiempo suficiente para usar libros de texto, Internet y software para buscar respuestas a preguntas, pensar de forma independiente y discutir temas relacionados en un entorno grupal. Este método desarrolla la capacidad de los estudiantes para pensar de forma independiente, analizar problemas y resolver problemas [11]. En el proceso de discusión libre, diferentes estudiantes pueden tener muchas ideas diferentes sobre el mismo problema, lo que brinda a los estudiantes una plataforma para expandir su pensamiento. Desarrolle el pensamiento creativo y la capacidad de razonamiento lógico a través del pensamiento continuo y desarrolle la capacidad de expresión oral y el espíritu de equipo a través de la comunicación entre compañeros de clase [12]. Lo más importante es que la enseñanza de PBL permite a los estudiantes comprender cómo analizar, organizar y aplicar conocimiento relevante, dominar los métodos de enseñanza correctos y mejorar sus habilidades integrales [13]. Durante nuestro proceso de estudio, encontramos que los estudiantes estaban más interesados en aprender a usar el software de imágenes 3D que en comprender los aburridos conceptos médicos profesionales de los libros de texto, por lo que en nuestro estudio, los estudiantes en el grupo experimental tienden a estar más motivados para participar en el aprendizaje del aprendizaje. proceso. mejor que el grupo de control. Los maestros deben alentar a los estudiantes a hablar con valentía, desarrollar la conciencia de las materias de los estudiantes y estimular su interés en participar en las discusiones. Los resultados de la prueba muestran que, de acuerdo con el conocimiento de la memoria mecánica, el rendimiento de los estudiantes en el grupo experimental es menor que el del grupo de control, sin embargo, en el análisis de un caso clínico, que requiere la aplicación compleja del conocimiento relevante, el El rendimiento de los estudiantes en el grupo experimental es mucho mejor que en el grupo de control, lo que enfatiza la relación entre 3DV y el grupo de control. Beneficios de combinar la medicina tradicional. El método de enseñanza de PBL tiene como objetivo desarrollar las habilidades integrales de los estudiantes.
La enseñanza de la anatomía está en el centro de la enseñanza clínica de la cirugía espinal. Debido a la estructura compleja de la columna y al hecho de que la operación implica tejidos importantes como la médula espinal, los nervios espinales y los vasos sanguíneos, los estudiantes deben tener imaginación espacial para aprender. Anteriormente, los estudiantes usaban imágenes bidimensionales, como ilustraciones de libros de texto y imágenes de video para explicar el conocimiento relevante, pero a pesar de esta cantidad de material, los estudiantes no tenían un sentido intuitivo y tridimensional en este aspecto, lo que causó dificultades para la comprensión. En vista de las características fisiológicas y patológicas relativamente complejas de la columna vertebral, como la relación entre los nervios espinales y los segmentos del cuerpo vertebral, para algunos puntos importantes y difíciles, como la caracterización y la clasificación de fracturas vertebrales cervicales. Muchos estudiantes informaron que el contenido de la cirugía de columna es relativamente abstracto, y no pueden entenderlo completamente durante sus estudios, y el conocimiento aprendido se olvida poco después de la clase, lo que conduce a dificultades en el trabajo real.
Utilizando la tecnología de visualización 3D, el autor presenta a los estudiantes imágenes 3D claras, diferentes de las cuales están representadas por diferentes colores. Gracias a operaciones como rotación, escala y transparencia, el modelo de columna e imágenes CT se puede ver en capas. No solo se pueden observar claramente las características anatómicas del cuerpo vertebral, sino que también estimular el deseo de los estudiantes de obtener una imagen CT aburrida de la columna vertebral. y fortaleciendo aún más el conocimiento en el campo de la visualización. A diferencia de los modelos y las herramientas de enseñanza utilizadas en el pasado, la función de procesamiento transparente puede resolver efectivamente el problema de la oclusión, y es más conveniente para los estudiantes observar la estructura anatómica fina y la dirección nerviosa compleja, especialmente para los principiantes. Los estudiantes pueden trabajar libremente siempre que traigan sus propias computadoras, y casi no hay tarifas asociadas. Este método es un reemplazo ideal para la capacitación tradicional que usa imágenes 2D [14]. En este estudio, el grupo de control funcionó mejor en las preguntas objetivas, lo que indica que el modelo de enseñanza de conferencias no puede negarse por completo y aún tiene algún valor en la enseñanza clínica de la cirugía espinal. Este descubrimiento nos llevó a considerar si combinar el modo de aprendizaje tradicional con el modo de aprendizaje PBL mejorado con la tecnología de visualización 3D, dirigida a diferentes tipos de exámenes y estudiantes de diferentes niveles, para maximizar el efecto educativo. Sin embargo, no está claro si se pueden combinar estos dos enfoques y si los estudiantes aceptarán tal combinación, lo que puede ser una dirección para futuras investigaciones. Este estudio también enfrenta ciertas desventajas, como el posible sesgo de confirmación cuando los estudiantes completan un cuestionario después de darse cuenta de que participarán en un nuevo modelo educativo. Este experimento de enseñanza se implementa solo en el contexto de la cirugía de columna y se necesitan más pruebas si se puede aplicar a la enseñanza de todas las disciplinas quirúrgicas.
Combinamos la tecnología de imágenes 3D con el modo de entrenamiento PBL, superamos las limitaciones del modo de entrenamiento tradicional y las herramientas de enseñanza, y estudiamos la aplicación práctica de esta combinación en capacitación en ensayos clínicos en cirugía de columna. A juzgar por los resultados de la prueba, los resultados de las pruebas subjetivas de los estudiantes del grupo experimental son mejores que los de los estudiantes del grupo de control (p <0.05), y el conocimiento profesional y la satisfacción con las lecciones de los estudiantes del grupo experimental También son mejores que los de los estudiantes del grupo experimental. Grupo de control (p <0.05). Los resultados de la encuesta del cuestionario fueron mejores que los del grupo de control (p <0.05). Por lo tanto, nuestros experimentos confirman que la combinación de tecnologías PBL y 3DV es útil para permitir a los estudiantes ejercer el pensamiento clínico, adquirir conocimiento profesional y aumentar su interés en el aprendizaje.
La combinación de tecnologías PBL y 3DV puede mejorar efectivamente la eficiencia de la práctica clínica de los estudiantes de medicina en el campo de la cirugía de columna, mejorar la eficiencia de aprendizaje y el interés de los estudiantes y ayudar a desarrollar el pensamiento clínico de los estudiantes. La tecnología de imágenes 3D tiene ventajas significativas en la enseñanza de la anatomía, y el efecto de enseñanza general es mejor que el modo de enseñanza tradicional.
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Departamento de Cirugía de columna, Xuzhou Medical University Branch Hospital, Xuzhou, Jiangsu, 221006, China
Todos los autores contribuyeron al concepto y el diseño del estudio. La preparación de materiales, la recopilación de datos y el análisis fueron llevados a cabo por Sun Maji, Chu Fuchao y Feng Yuan. El primer borrador del manuscrito fue escrito por Chunjiu Gao, y todos los autores comentaron versiones anteriores del manuscrito. Los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.
Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital Afiliado de la Universidad de Medicina de Xuzhou (XYFY2017-JS029-01). Todos los participantes dieron su consentimiento informado antes del estudio, todos los sujetos eran adultos sanos y el estudio no violó la declaración de Helsinki. Asegúrese de que todos los métodos se realicen de acuerdo con las directrices y regulaciones relevantes.
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Sun Ming, Chu Fang, Gao Cheng, et al. Las imágenes 3D combinadas con un modelo de aprendizaje basado en problemas en la enseñanza de la cirugía de columna vertebral BMC Medical Education 22, 840 (2022). https://doi.org/10.1186/s12909-022-03931-5
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Tiempo de publicación: sep-04-2023