Estudiar la aplicación de una combinación de tecnología de imágenes 3D y un modo de aprendizaje basado en problemas en la formación clínica relacionada con la cirugía de columna.
En total, como sujetos del estudio fueron seleccionados 106 estudiantes de la carrera de cinco años de la especialidad “Medicina Clínica”, quienes en 2021 realizarán una pasantía en el departamento de ortopedia del hospital afiliado de la Universidad Médica de Xuzhou.Estos estudiantes fueron divididos aleatoriamente 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, se comparó la efectividad del entrenamiento en los dos grupos mediante pruebas y cuestionarios.
La puntuación total en la prueba teórica de los alumnos del grupo experimental fue superior a la de los alumnos del grupo 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 de control (P <0,05).El interés en el aprendizaje, el ambiente del aula, la interacción en el aula y la satisfacción con la enseñanza fueron mayores entre los estudiantes del grupo experimental que en el grupo de control (P <0,05).
La combinación de la tecnología de imágenes 3D y el modo de aprendizaje PBL al enseñar cirugía de columna puede mejorar la eficiencia del aprendizaje y el interés de los estudiantes y promover el desarrollo del pensamiento clínico de los estudiantes.
En los últimos años, debido a la continua acumulación de conocimiento y tecnología clínica, la cuestión de qué tipo de educación médica puede reducir efectivamente el tiempo que lleva la transición de estudiantes de medicina a médicos y desarrollar rápidamente excelentes residentes se ha convertido en un motivo de preocupación.llamó mucho la 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 a las habilidades prácticas de los estudiantes y al conocimiento de la anatomía humana.
En la actualidad, el estilo tradicional de enseñanza todavía domina en las escuelas y en la medicina clínica [2].El método de enseñanza tradicional está centrado en el docente: el docente se sube a un podio y transmite conocimientos a los estudiantes a través de métodos de enseñanza tradicionales, como libros de texto y planes de estudios multimedia.Todo el curso es impartido por un profesor.La mayoría de los estudiantes escuchan conferencias, las oportunidades para debatir libremente y hacer preguntas son limitadas.En consecuencia, este proceso puede convertirse fácilmente en un adoctrinamiento unilateral por parte de los profesores mientras los estudiantes aceptan pasivamente la situación.Así, en el proceso de enseñanza, los profesores suelen descubrir que el entusiasmo de los estudiantes por aprender no es alto, el entusiasmo no es alto y el efecto es malo.Además, es difícil describir claramente la compleja estructura 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 probó en la Facultad de Medicina de la Universidad McMaster de Canadá un nuevo método de enseñanza, el aprendizaje basado en problemas (ABP).A diferencia de los métodos de enseñanza tradicionales, el proceso de aprendizaje ABP trata a los alumnos como una parte central del proceso de aprendizaje y utiliza preguntas relevantes como indicaciones para permitirles 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 y resolución de problemas, desarrollar la capacidad de los estudiantes para el aprendizaje independiente y el pensamiento lógico [6].Además, gracias al desarrollo de las tecnologías médicas digitales, los métodos de enseñanza clínica también se han enriquecido significativamente.La tecnología de imágenes 3D (3DV) toma datos sin procesar de imágenes médicas, los importa a un 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 les ayuda a dominar rápidamente 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 la tecnología 3DV y el modo de aprendizaje tradicional en una aplicación práctica.El resultado es el siguiente.
El objeto del estudio fueron 106 estudiantes que ingresaron a la práctica de cirugía de columna de nuestro hospital durante el año 2021, quienes fueron divididos en grupos experimental y control mediante la tabla de números aleatorios, 53 estudiantes en cada grupo.El grupo experimental estuvo formado por 25 hombres y 28 mujeres con edades entre 21 y 23 años, edad media 22,6±0,8 años.El grupo de control estuvo integrado por 26 hombres y 27 mujeres con edades entre 21 y 24 años, edad promedio 22,6 ± 0,9 años, todos los estudiantes son pasantes.No hubo diferencias significativas en edad y sexo entre los dos grupos (P>0,05).
Los criterios de inclusión son los siguientes: (1) Estudiantes de licenciatura clínica de cuarto año a tiempo completo;(2) Estudiantes que puedan expresar claramente sus verdaderos sentimientos;(3) Estudiantes que puedan comprender 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 deseen participar en esta capacitación por motivos personales;(3) Estudiantes con experiencia docente en ABP.
Importe datos de CT sin procesar al software de simulación e importe el modelo construido a un software de capacitación especializado para su visualización.El modelo consta de tejido óseo, discos intervertebrales y nervios espinales (Fig. 1).Las diferentes partes se representan con diferentes colores y el modelo se puede ampliar y girar según se desee.La principal ventaja de esta estrategia es que se pueden colocar capas de TC en el modelo y se puede ajustar la transparencia de diferentes partes para evitar eficazmente la oclusión.
a Vista trasera y b Vista lateral.en L1, L3 y la pelvis del modelo son transparentes.d Después de fusionar la imagen de la sección transversal de CT con el modelo, puede moverla hacia arriba y hacia abajo para configurar diferentes planos de CT.e Modelo combinado de imágenes de TC sagitales y uso de instrucciones ocultas para procesar L1 y L3.
El contenido principal de la formación es el siguiente: 1) Diagnóstico y tratamiento de enfermedades comunes en cirugía de columna;2) Conocimiento de la anatomía de la columna, pensamiento y comprensión de la aparición y desarrollo de enfermedades;3) Videos operativos que enseñan conocimientos básicos.Etapas de la cirugía de columna convencional, 4) Visualización de enfermedades típicas en la cirugía de columna, 5) Conocimientos teóricos clásicos para recordar, incluida la teoría de la columna de tres columnas de Dennis, la clasificación de fracturas de columna y la clasificación de hernia de columna lumbar.
Grupo experimental: El método de enseñanza se combina con ABP y tecnología de imagen 3D.Este método incluye los siguientes aspectos.1) Preparación de casos típicos en cirugía de columna: Discutir casos de espondilosis cervical, hernia de disco lumbar y fracturas por compresión piramidal, centrándose cada caso en diferentes puntos de conocimiento.Una semana antes de la clase se envían casos, modelos 3D y vídeos quirúrgicos a los estudiantes y se les anima a utilizar el modelo 3D para poner a prueba sus conocimientos anatómicos.2) Preparación previa: 10 minutos antes de la clase, presente a los estudiantes el proceso de aprendizaje específico de ABP, anímelos a participar activamente, aprovechar al máximo el tiempo y completar las tareas de manera inteligente.El agrupamiento se llevó a cabo después de obtener el consentimiento de todos los participantes.Tome de 8 a 10 estudiantes en un grupo, divídalos en grupos libremente para pensar en la información de búsqueda de casos, pensar en el autoestudio, participar en discusiones grupales, responderse 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 de grupo para organizar discusiones y presentaciones grupales.3) Guía del profesor: los profesores utilizan el software de simulación para explicar la anatomía de la columna en combinación con casos típicos y permiten a los estudiantes utilizar activamente el software para realizar operaciones como hacer zoom, rotar, reposicionar la tomografía computarizada y ajustar la transparencia del tejido;Tener una comprensión y memorización más profunda de la estructura de la enfermedad, y ayudarlos a pensar de forma independiente sobre los principales vínculos en el inicio, desarrollo y curso de la enfermedad.4) Intercambio de opiniones y discusión.En respuesta a las preguntas enumeradas ante la clase, pronuncie discursos para la discusión en clase e invite a cada líder de 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 profesor debe enumerar y comprender cuidadosamente los estilos de pensamiento de los estudiantes y los problemas asociados con ellos.5) Resumen: Después de discutir sobre los estudiantes, el profesor comentará el desempeño de los estudiantes, resumirá y responderá en detalle algunas preguntas comunes y controvertidas, y delineará la dirección del aprendizaje futuro para que los estudiantes puedan adaptarse al método de enseñanza ABP.
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 impartir conferencias teóricas, los profesores utilizan pizarras, programas multimedia, materiales de vídeo, modelos de muestra y otros medios didácticos, y también organizan el curso de formación de acuerdo con los materiales didácticos.Como complemento al plan de estudios, este proceso se centra en las dificultades relevantes y los puntos clave del libro de texto.Después de la conferencia, el profesor resumió el material y animó a los estudiantes a memorizar y comprender el conocimiento relevante.
De acuerdo con el contenido de la formación, se adoptó un examen a libro cerrado.Las preguntas objetivas se seleccionan a partir de preguntas relevantes formuladas por los médicos a lo largo de los años.Las preguntas subjetivas son formuladas por el Departamento de Ortopedia y finalmente evaluadas por profesores que no realizan el examen.Participar en el aprendizaje.La puntuación total de la prueba es de 100 puntos y su contenido incluye principalmente las dos partes siguientes: 1) Preguntas objetivas (en su mayoría preguntas de opción múltiple), que evalúan principalmente el dominio de los elementos de conocimiento de los estudiantes, que es el 50% de la puntuación total. ;2) Preguntas subjetivas (preguntas para análisis de casos), enfocadas principalmente a la comprensión y análisis sistemático de las enfermedades por parte de los estudiantes, que supone 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 ítems presentados en la tabla, debiendo el estudiante responder a las preguntas sobre estos ítems con una nota máxima de 10 puntos y una nota mínima de 1 punto.Las puntuaciones más altas indican una mayor satisfacción de los estudiantes.Las preguntas de la Tabla 2 tratan sobre si una combinación de modos de aprendizaje ABP y 3DV puede ayudar a los estudiantes a comprender conocimientos profesionales complejos.Los ítems de la Tabla 3 reflejan la satisfacción de los estudiantes 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 de χ2 y se utilizó la corrección de Bonferroni 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 de control fueron significativamente más altas que las de los estudiantes del grupo experimental (P < 0,05), y las puntuaciones de los estudiantes del grupo de control fueron significativamente mayores que los de los estudiantes del grupo experimental (P < 0,05).Las puntuaciones de las preguntas subjetivas (preguntas de análisis de casos) de los estudiantes del grupo experimental fueron significativamente más altas que las de los estudiantes del grupo de control (P <0,01), ver Tabla.1.
Se distribuyeron cuestionarios anónimos después de todas las clases.En total se distribuyeron 106 cuestionarios, 106 de ellos fueron restituidos, mientras que la tasa de recuperación fue del 100,0%.Todos los formularios han sido completados.La comparación de los resultados de una encuesta sobre el grado de posesión de conocimientos profesionales entre los dos grupos de estudiantes reveló que los estudiantes del grupo experimental dominan las principales etapas de la cirugía de columna, planifican conocimientos, clasificación clásica de enfermedades, etc. .La diferencia fue estadísticamente significativa (P<0,05) como se muestra en la Tabla 2.
Comparación de las respuestas a cuestionarios relacionados con la satisfacción docente entre los dos grupos: los estudiantes del grupo experimental obtuvieron puntuaciones más altas que los estudiantes del grupo de control en términos de interés en el aprendizaje, ambiente del aula, interacción en el aula y satisfacción con la enseñanza.La diferencia fue estadísticamente significativa (P<0,05).Los detalles se muestran en la Tabla 3.
Con la continua acumulación y desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente a medida que entramos en el siglo XXI, el trabajo clínico en los hospitales se vuelve 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 la enseñanza de cursos teóricos [9].Sin embargo, esta forma de educación puede conducir fácilmente a una brecha entre la teoría y la práctica, una disminución de la iniciativa y el entusiasmo de los estudiantes en el aprendizaje, una incapacidad para analizar de manera integral enfermedades complejas en la práctica clínica y, por lo tanto, no puede cumplir con los requisitos de la medicina superior. educación.En los últimos años, el nivel de la cirugía de columna en mi país ha aumentado rápidamente y la enseñanza de la cirugía de columna se ha enfrentado a nuevos desafíos.Durante la formación de los 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 se refieren no sólo a deformidades e infecciones de la columna, sino también a lesiones y tumores óseos.Estos conceptos no sólo son abstractos y complejos, sino que también están estrechamente relacionados con la anatomía, la patología, la imagen, la biomecánica y otras disciplinas, lo que hace que su contenido sea difícil de entender y recordar.Al mismo tiempo, muchas áreas de la cirugía de la columna se están desarrollando rápidamente y el conocimiento contenido en los libros de texto existentes está desactualizado, lo que dificulta la enseñanza a los profesores.Por lo tanto, cambiar el método de enseñanza tradicional e incorporar los últimos avances en la investigación internacional puede hacer que la enseñanza de conocimientos teóricos relevantes sea práctica, mejorar la capacidad de los estudiantes para pensar lógicamente y alentarlos a pensar críticamente.Estas deficiencias en el proceso de aprendizaje actual deben abordarse urgentemente para explorar los límites y limitaciones del conocimiento médico moderno y superar las barreras tradicionales [10].
El modelo de aprendizaje ABP es un método de aprendizaje centrado en el alumno.A través del aprendizaje heurístico e independiente y la discusión interactiva, los estudiantes pueden dar rienda suelta a su entusiasmo y pasar de la aceptación pasiva del conocimiento a la participación activa en la enseñanza del profesor.En comparación con el modo de aprendizaje basado en conferencias, los estudiantes que participan en el modo de aprendizaje ABP tienen tiempo suficiente para utilizar libros de texto, Internet y software para buscar respuestas a preguntas, pensar de forma independiente y discutir temas relacionados en un ambiente de grupo.Este método desarrolla la capacidad de los estudiantes para pensar de forma independiente, analizar problemas y resolverlos [11].En el proceso de discusión libre, diferentes estudiantes pueden tener muchas ideas diferentes sobre el mismo tema, lo que les brinda una plataforma para ampliar su pensamiento.Desarrollar el pensamiento creativo y la capacidad de razonamiento lógico a través del pensamiento continuo, y desarrollar 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 enseñar ABP permite a los estudiantes comprender cómo analizar, organizar y aplicar conocimientos relevantes, dominar los métodos de enseñanza correctos y mejorar sus habilidades integrales [13].Durante nuestro proceso de estudio, descubrimos que los estudiantes estaban más interesados en aprender a usar software de imágenes 3D que en comprender aburridos conceptos médicos profesionales de los libros de texto, por lo que en nuestro estudio, los estudiantes del grupo experimental tienden a estar más motivados para participar en el aprendizaje. proceso.mejor que el grupo de control.Los profesores deben alentar a los estudiantes a hablar con audacia, desarrollar la conciencia de la materia en los estudiantes y estimular su interés en participar en las discusiones.Los resultados de las pruebas muestran que, en cuanto al conocimiento de la memoria mecánica, el rendimiento de los estudiantes del grupo experimental es menor que el del grupo de control, sin embargo, en el análisis de un caso clínico, que requiere la aplicación compleja de conocimientos relevantes, 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 ABP tiene como objetivo desarrollar las capacidades integrales de los estudiantes.
La enseñanza de la anatomía está en el centro de la enseñanza clínica de la cirugía de columna.Debido a la compleja estructura de la columna y al hecho de que la operación involucra tejidos importantes como la médula espinal, los nervios espinales y los vasos sanguíneos, los estudiantes necesitan tener imaginación espacial para poder aprender.Anteriormente, los estudiantes utilizaban imágenes bidimensionales, como ilustraciones de libros de texto e imágenes de video, para explicar los conocimientos relevantes, pero a pesar de esta cantidad de material, los estudiantes no tenían un sentido intuitivo y tridimensional en este aspecto, lo que provocaba dificultades en la comprensión.En vista de las características fisiológicas y patológicas relativamente complejas de la columna, como la relación entre los nervios espinales y los segmentos del cuerpo vertebral, se plantean algunos puntos importantes y difíciles, como la caracterización y clasificación de las fracturas vertebrales cervicales.Muchos estudiantes informaron que el contenido de la cirugía de columna es relativamente abstracto, que no pueden comprenderlo completamente durante sus estudios y que los conocimientos aprendidos se olvidan poco después de la clase, lo que genera dificultades en el trabajo real.
Utilizando tecnología de visualización 3D, el autor presenta a los estudiantes imágenes claras en 3D, diferentes partes de las cuales están representadas por diferentes colores.Gracias a operaciones como rotación, escalado y transparencia, el modelo de columna y las imágenes de TC se pueden visualizar en capas.No sólo se pueden observar claramente las características anatómicas del cuerpo vertebral, sino que también se estimula el deseo de los estudiantes de obtener una imagen aburrida de tomografía computarizada de la columna.y seguir fortaleciendo los conocimientos en el campo de la visualización.A diferencia de los modelos y herramientas de enseñanza utilizados en el pasado, la función de procesamiento transparente puede resolver eficazmente el problema de la oclusión y es más conveniente para los estudiantes observar la fina estructura anatómica y la compleja dirección de los nervios, especialmente para los principiantes.Los estudiantes pueden trabajar libremente siempre que traigan su propio ordenador y apenas hay tasas asociadas.Este método es un sustituto ideal del entrenamiento tradicional que utiliza imágenes 2D [14].En este estudio, el grupo de control obtuvo mejores resultados en preguntas objetivas, lo que indica que el modelo de enseñanza magistral no se puede negar por completo y todavía tiene cierto valor en la enseñanza clínica de la cirugía de columna.Este descubrimiento nos llevó a considerar si combinar el modo de aprendizaje tradicional con el modo de aprendizaje ABP mejorado con tecnología de visualización 3D, dirigido a diferentes tipos de exámenes y estudiantes de diferentes niveles, para maximizar el efecto educativo.Sin embargo, no está claro si estos dos enfoques se pueden combinar y cómo, y si los estudiantes aceptarán dicha combinación, lo que puede ser una dirección para futuras investigaciones.Este estudio también enfrenta ciertas desventajas como un posible sesgo de confirmación cuando los estudiantes completan un cuestionario después de saber que participarán en un nuevo modelo educativo.Este experimento de enseñanza se implementa sólo 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 el entrenamiento de ensayos clínicos en cirugía de columna.A juzgar por los resultados de las pruebas, los resultados subjetivos de las pruebas 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 control (P<0,05).Los resultados de la encuesta por 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 ejercitar el pensamiento clínico, adquirir conocimientos profesionales y aumentar su interés en aprender.
La combinación de tecnologías PBL y 3DV puede mejorar eficazmente la eficiencia de la práctica clínica de los estudiantes de medicina en el campo de la cirugía de la columna, mejorar la eficiencia del 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 anatomía y el efecto general de enseñanza es mejor que el modo de enseñanza tradicional.
Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados en el estudio actual están disponibles a través de los respectivos autores previa solicitud razonable.No tenemos permiso ético para cargar conjuntos de datos al repositorio.Tenga en cuenta que todos los datos del estudio se han anonimizado por motivos de confidencialidad.
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Departamento de Cirugía de la Columna Vertebral, Hospital Sucursal de la Universidad Médica de Xuzhou, Xuzhou, Jiangsu, 221006, China
Todos los autores contribuyeron al concepto y diseño del estudio.La preparación del material, la recopilación de datos y el análisis estuvieron a cargo de Sun Maji, Chu Fuchao y Feng Yuan.El primer borrador del manuscrito fue escrito por Chunjiu Gao y todos los autores comentaron las versiones anteriores del manuscrito.Los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.
Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital Afiliado a la Universidad Médica 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 pertinentes.
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Sun Ming, Chu Fang, Gao Cheng y otros.Imágenes 3D combinadas con un modelo de aprendizaje basado en problemas en la enseñanza de cirugía de columna BMC Medical Education 22, 840 (2022).https://doi.org/10.1186/s12909-022-03931-5
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Hora de publicación: 04-sep-2023