Tradycyjna sekcja zwłok odchodzi w zapomnienie, natomiast plastynacja i modele drukowane w 3D (3DP) zyskują na popularności jako alternatywa dla tradycyjnych metod nauczania anatomii.Nie jest jasne, jakie są mocne i słabe strony tych nowych narzędzi oraz jak mogą one wpłynąć na doświadczenie uczniów w nauce anatomii, która obejmuje takie ludzkie wartości, jak szacunek, troska i empatia.
Natychmiast po randomizowanym badaniu krzyżowym do udziału w badaniu zaproszono 96 studentów.Do zbadania doświadczeń edukacyjnych przy użyciu uplastycznionych anatomicznie i trójwymiarowych modeli serca (etap 1, n=63) i szyi (etap 2, n=33) zastosowano pragmatyczny projekt.Indukcyjną analizę tematyczną przeprowadzono w oparciu o 278 recenzji tekstowych (dotyczących mocnych i słabych stron, obszarów wymagających poprawy) oraz dosłowne transkrypcje grup fokusowych (n = 8) na temat uczenia się anatomii za pomocą tych narzędzi.
Zidentyfikowano cztery tematy: postrzegana autentyczność, podstawowe zrozumienie i złożoność, postawy szacunku i troski, multimodalność i przywództwo.
Ogólnie rzecz biorąc, uczniowie uważali, że plastynowane próbki były bardziej realistyczne, w związku z czym czuli się bardziej szanowani i otoczeni większą opieką niż modele 3DP, które były łatwiejsze w użyciu i lepiej przystosowane do nauki podstawowej anatomii.
Sekcja zwłok człowieka jest standardową metodą nauczania stosowaną w edukacji medycznej od XVII wieku [1, 2].Jednak ze względu na ograniczony dostęp, wysokie koszty utrzymania zwłok [3, 4], znaczne skrócenie czasu szkolenia z anatomii [1, 5] oraz postęp technologiczny [3, 6], lekcje anatomii prowadzone tradycyjnymi metodami sekcji sekcyjnej zanikają .Otwiera to nowe możliwości badania nowych metod i narzędzi nauczania, takich jak plastynowane okazy ludzkie i modele drukowane w 3D (3DP) [6,7,8].
Każde z tych narzędzi ma zalety i wady.Powlekane próbki są suche, bezwonne, realistyczne i nieszkodliwe [9,10,11], co czyni je idealnymi do nauczania i angażowania uczniów w studiowanie i rozumienie anatomii.Są jednak jednocześnie sztywne i mniej elastyczne [10, 12], dlatego uważa się, że trudniej nimi manipulować i docierać do głębszych struktur [9].Pod względem kosztów próbki plastyfikowane są na ogół droższe w zakupie i utrzymaniu niż modele 3DP [6,7,8].Z drugiej strony modele 3DP pozwalają na różne tekstury [7, 13] i kolory [6, 14] i można je przypisać do konkretnych części, co pomaga uczniom łatwiej identyfikować, rozróżniać i zapamiętywać ważne struktury, choć wydaje się to mniej realistyczne niż uplastycznione próbki.
W szeregu badań zbadano wyniki uczenia się/działanie różnych typów instrumentów anatomicznych, takich jak plastyfikowane próbki, obrazy 2D, mokre skrawki, tabele anatomiczne (Anatomage Inc., San Jose, Kalifornia) i modele 3DP [11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21].Wyniki różniły się jednak w zależności od wyboru instrumentu treningowego zastosowanego w grupach kontrolnych i interwencyjnych, a także w zależności od różnych regionów anatomicznych [14, 22].Na przykład w połączeniu z sekcją na mokro [11, 15] i tablicami do sekcji zwłok [20] uczniowie zgłaszali większą satysfakcję z nauki i wyższy stosunek do plastynowanych próbek.Podobnie zastosowanie wzorców plastynacji odzwierciedla pozytywny wynik obiektywnej wiedzy uczniów [23, 24].
Modele 3DP często wykorzystuje się jako uzupełnienie tradycyjnych metod nauczania [14,17,21].Loke i in.(2017) donoszą o zastosowaniu modelu 3DP do zrozumienia wrodzonych wad serca u pediatry [18].Badanie to wykazało, że grupa 3DP miała wyższą satysfakcję z nauki, lepsze zrozumienie tetrady Fallota i lepszą zdolność radzenia sobie z pacjentami (poczucie własnej skuteczności) w porównaniu z grupą korzystającą z obrazowania 2D.Badanie anatomii drzewa naczyniowego i anatomii czaszki za pomocą modeli 3DP zapewnia taką samą satysfakcję z nauki, jak obrazy 2D [16, 17].Badania te wykazały, że modele 3DP są lepsze od ilustracji 2D pod względem satysfakcji z nauki postrzeganej przez uczniów.Jednakże badania porównujące wielomateriałowe modele 3DP z próbkami plastyfikowanymi są ograniczone.Mogali i in.(2021) wykorzystali model plastynacji z modelami serca i szyi 3DP i odnotowali podobny wzrost wiedzy pomiędzy grupą kontrolną i eksperymentalną [21].
Jednak potrzeba więcej dowodów, aby uzyskać głębsze zrozumienie, dlaczego doświadczenie uczenia się uczniów zależy od wyboru instrumentów anatomicznych oraz różnych części ciała i narządów [14, 22].Ciekawym aspektem, który może wpływać na to postrzeganie, są wartości humanistyczne.Odnosi się to do szacunku, troski, empatii i współczucia, jakich oczekuje się od studentów, którzy zostają lekarzami [25, 26].Tradycyjnie w sekcjach zwłok poszukiwano wartości humanistycznych, gdyż studentów uczy się empatii i opieki nad oddanymi zwłokami, dlatego też studiowanie anatomii zawsze zajmowało szczególne miejsce [27, 28].Jednak rzadko jest to mierzone w narzędziach uplastyczniających i 3DP.W przeciwieństwie do zamkniętych pytań z ankiety Likerta, metody gromadzenia danych jakościowych, takie jak dyskusje w grupach fokusowych i pytania z ankiety otwartej, zapewniają wgląd w komentarze uczestników napisane w losowej kolejności, aby wyjaśnić wpływ nowych narzędzi edukacyjnych na ich doświadczenie edukacyjne.
Zatem to badanie miało na celu odpowiedź na pytanie, w jaki sposób uczniowie inaczej postrzegają anatomię, gdy otrzymują zestaw narzędzi (plastynacja) w porównaniu z fizycznymi obrazami wydrukowanymi w 3D do nauki anatomii?
Aby odpowiedzieć na powyższe pytania, uczniowie mają możliwość zdobywania, gromadzenia i dzielenia się wiedzą anatomiczną poprzez interakcję i współpracę w zespole.Koncepcja ta jest zgodna z teorią konstruktywistyczną, zgodnie z którą jednostki lub grupy społeczne aktywnie tworzą i dzielą się swoją wiedzą [29].Takie interakcje (np. między rówieśnikami, między uczniami a nauczycielami) wpływają na satysfakcję z nauki [30, 31].Jednocześnie na doświadczenie edukacyjne uczniów będą miały również wpływ takie czynniki, jak wygoda uczenia się, środowisko, metody nauczania i treść kursu [32].W konsekwencji te cechy mogą wpływać na uczenie się uczniów i opanowanie interesujących ich tematów [33, 34].Może to być związane z teoretyczną perspektywą epistemologii pragmatycznej, gdzie początkowy zbiór lub sformułowanie osobistego doświadczenia, inteligencji i przekonań może określić dalszy kierunek działania [35].Pragmatyczne podejście jest starannie zaplanowane, aby zidentyfikować złożone tematy i ich kolejność na podstawie wywiadów i ankiet, a następnie analizy tematycznej [36].
Próbki zwłok są często uważane za cichych mentorów, ponieważ są postrzegane jako znaczące dary dla dobra nauki i ludzkości, budzące szacunek i wdzięczność studentów dla ich darczyńców [37, 38].Poprzednie badania wykazały podobne lub wyższe obiektywne wyniki pomiędzy grupą zwłok/plastynacji a grupą 3DP [21, 39], ale nie było jasne, czy uczniowie w obu grupach podzielają to samo doświadczenie edukacyjne, w tym wartości humanistyczne.Do dalszych badań w tym badaniu wykorzystano zasadę pragmatyzmu [36], aby zbadać doświadczenie uczenia się i cechy modeli 3DP (kolor i tekstura) oraz porównać je z plastynowanymi próbkami w oparciu o opinie uczniów.
Postrzeganie uczniów może następnie wpłynąć na decyzje nauczycieli dotyczące wyboru odpowiednich narzędzi anatomii w oparciu o to, co jest, a co nie jest skuteczne w nauczaniu anatomii.Informacje te mogą również pomóc nauczycielom w określeniu preferencji uczniów i zastosowaniu odpowiednich narzędzi analitycznych w celu poprawy ich doświadczeń edukacyjnych.
Celem tego badania jakościowego było sprawdzenie, co uczniowie uważają za ważne doświadczenie edukacyjne, wykorzystując plastyfikowane próbki serca i szyi w porównaniu z modelami 3DP.Według wstępnych badań Mogali i in.w 2018 roku studenci uznali, że plastynowane okazy są bardziej realistyczne niż modele 3DP [7].Załóżmy więc:
Biorąc pod uwagę, że plastynacje wykonano z prawdziwych zwłok, oczekiwano, że uczniowie będą postrzegać plastynacje bardziej pozytywnie niż modele 3DP pod względem autentyczności i wartości humanistycznej.
Niniejsze badanie jakościowe jest powiązane z dwoma wcześniejszymi badaniami ilościowymi [21, 40], ponieważ dane zaprezentowane we wszystkich trzech badaniach zostały zebrane jednocześnie z tej samej próby studentów.W pierwszym artykule zaprezentowano podobne obiektywne miary (wyniki testów) pomiędzy grupami plastynacji i 3DP [21], a w drugim artykule wykorzystano analizę czynnikową do opracowania psychometrycznego instrumentu (cztery czynniki, 19 pozycji) do pomiaru konstruktów edukacyjnych, takich jak satysfakcja z nauki, poczucie własnej skuteczności, wartości humanistyczne i ograniczenia mediów edukacyjnych [40].W badaniu tym zbadano wysokiej jakości dyskusje otwarte i fokusowe w grupach, aby dowiedzieć się, co uczniowie uważają za ważne podczas uczenia się anatomii przy użyciu plastynowanych próbek i modeli drukowanych w 3D.Tym samym niniejsze badanie różni się od poprzednich dwóch artykułów pod względem celów/pytań badawczych, danych i metod analizy mających na celu uzyskanie wglądu w jakościowe opinie uczniów (komentarze tekstowe i dyskusje w grupach fokusowych) na temat stosowania narzędzi 3DP w porównaniu z próbkami plastyfikowanymi.Oznacza to, że niniejsze badanie zasadniczo rozwiązuje inny problem badawczy niż dwa poprzednie artykuły [21, 40].
W instytucji autora anatomia jest włączana do kursów systemowych, takich jak kardiologia, endokrynologia, układ mięśniowo-szkieletowy itp., w pierwszych dwóch latach pięcioletniego programu licencjackiego z medycyny i chirurgii (MBBS).Otynkowane próbki, modele plastikowe, obrazy medyczne i wirtualne modele 3D są często używane zamiast próbek rozciętych lub rozciętych na mokro, aby wesprzeć ogólną praktykę anatomiczną.Sesje studyjne w grupach zastępują tradycyjne wykłady prowadzone z naciskiem na zastosowanie zdobytej wiedzy.Na końcu każdego modułu systemu rozwiąż internetowy test praktyczny z anatomii formatywnej, który zawiera 20 indywidualnych najlepszych odpowiedzi (SBA) obejmujących anatomię ogólną, obrazowanie i histologię.W sumie w trakcie eksperymentu przeprowadzono pięć testów formacyjnych (trzy w pierwszym roku i dwa w drugim roku).Połączona kompleksowa ocena pisemna dla klas 1 i 2 obejmuje dwa artykuły, każdy zawierający 120 SBA.Anatomia staje się częścią tych ocen, a plan oceny określa liczbę pytań anatomicznych, które należy uwzględnić.
Aby poprawić stosunek liczby uczniów do próby, zbadano wewnętrzne modele 3DP oparte na plastynowanych próbkach pod kątem nauczania i uczenia się anatomii.Daje to możliwość ustalenia wartości edukacyjnej nowych modeli 3DP w porównaniu z preparatami plastynowanymi, zanim zostaną one formalnie włączone do programu nauczania anatomii.
W tym badaniu tomografię komputerową (CT) (64-rzędowy skaner Somatom Definition Flash CT, Siemens Healthcare, Erlangen, Niemcy) wykonano na plastikowych modelach serca (jedno całe serce i jedno serce w przekroju poprzecznym) oraz głowy i szyi ( jedna cała i jedna płaszczyzna środkowo-strzałkowa, głowa-szyja) (ryc. 1).Pozyskano obrazy Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) i załadowano je do krajalnicy 3D (wersje 4.8.1 i 4.10.2, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts) w celu segmentacji strukturalnej według typu, np. mięśni, tętnic, nerwów i kości .Podzielone na segmenty pliki załadowano do Materialise Magics (wersja 22, Materialise NV, Leuven, Belgia) w celu usunięcia powłok szumowych, a wydrukowane modele zapisano w formacie STL, które następnie przeniesiono do drukarki Objet 500 Connex3 Polyjet (Stratasys, Eden Prairie, Minnesota) do tworzenia modeli anatomicznych 3D.Żywice fotopolimeryzujące i przezroczyste elastomery (VeroYellow, VeroMagenta i TangoPlus) utwardzają się warstwa po warstwie pod wpływem promieniowania UV, nadając każdej strukturze anatomicznej własną teksturę i kolor.
Narzędzia do badania anatomii użyte w tym badaniu.Po lewej: szyja;po prawej: pozłacane i wydrukowane w 3D serce.
Ponadto z modelu całego serca wybrano aortę wstępującą i układ wieńcowy oraz skonstruowano rusztowanie podstawowe w celu przymocowania do modelu (wersja 22, Materialise NV, Leuven, Belgia).Model został wydrukowany na drukarce Raise3D Pro2 (Raise3D Technologies, Irvine, Kalifornia) przy użyciu termoplastycznego poliuretanu (TPU).Aby pokazać tętnice modelki, trzeba było usunąć zadrukowany materiał nośny TPU i pomalować naczynia krwionośne czerwonym akrylem.
Studenci pierwszego roku studiów licencjackich na Wydziale Lekarskim Lee Kong Chiang w roku akademickim 2020–2021 (n = 163, 94 mężczyzn i 69 kobiet) otrzymali e-mailowe zaproszenie do udziału w tym badaniu w ramach wolontariatu.Randomizowany eksperyment krzyżowy przeprowadzono w dwóch etapach, najpierw z nacięciem serca, a następnie z nacięciem szyi.Pomiędzy obydwoma etapami następuje sześciotygodniowy okres wymywania, aby zminimalizować efekty resztkowe.Na obu etapach uczniowie byli ślepi na tematy nauczania i zadania grupowe.W grupie nie więcej niż sześć osób.Studenci, którzy w pierwszym etapie otrzymali próbki plastynowane, w drugim etapie otrzymali modele 3DP.Na każdym etapie obie grupy otrzymują wykład wprowadzający (30 minut) prowadzony przez osobę trzecią (starszego nauczyciela), po czym następuje samokształcenie (50 minut) przy użyciu dostarczonych narzędzi do samodzielnej nauki i materiałów informacyjnych.
Lista kontrolna COREQ (Kompleksowe kryteria raportowania badań jakościowych) służy do kierowania badaniami jakościowymi.
Studenci przekazali informacje zwrotne na temat materiału badawczego za pośrednictwem ankiety zawierającej trzy pytania otwarte dotyczące ich mocnych i słabych stron oraz możliwości rozwoju.Wszystkich 96 respondentów udzieliło odpowiedzi swobodnej.Następnie w grupie fokusowej wzięło udział ośmiu studentów-wolontariuszy (n = 8).Wywiady przeprowadzono w Centrum Szkoleniowym Anatomii (gdzie przeprowadzono eksperymenty) i przeprowadził je Investigator 4 (doktorat), mężczyzna instruktor nie-anatomia z ponad 10-letnim doświadczeniem w prowadzeniu TBL, ale niebędący częścią zespołu badawczego szkolenie.Studenci przed rozpoczęciem badania nie znali cech osobowych badaczy (ani grupy badawczej), jednak formularz zgody informował ich o celu badania.W grupie fokusowej uczestniczyli jedynie badacz 4 i studenci.Badacz opisał uczniom grupę fokusową i zapytał ich, czy chcieliby w niej uczestniczyć.Podzielili się swoim doświadczeniem w nauce druku 3D i plastynacji i byli bardzo entuzjastycznie nastawieni.Prowadzący zadał sześć wiodących pytań, aby zachęcić uczniów do pracy (materiały uzupełniające 1).Przykłady obejmują dyskusję na temat aspektów instrumentów anatomicznych sprzyjających uczeniu się i uczeniu się oraz roli empatii w pracy z takimi okazami.„Jak opisałbyś swoje doświadczenie w studiowaniu anatomii przy użyciu plastynowanych próbek i kopii drukowanych w 3D?”– brzmiało pierwsze pytanie w wywiadzie.Wszystkie pytania mają charakter otwarty, co pozwala użytkownikom na swobodne odpowiadanie na pytania, bez stronniczych obszarów, co pozwala na odkrywanie nowych danych i pokonywanie wyzwań za pomocą narzędzi edukacyjnych.Uczestnicy nie otrzymali żadnych zapisów komentarzy ani analizy wyników.Dobrowolny charakter badania pozwolił uniknąć nasycenia danymi.Cała rozmowa została nagrana w celu analizy.
Nagranie grupy fokusowej (35 minut) zostało przepisane dosłownie i zdepersonalizowane (użyto pseudonimów).Dodatkowo zebrano pytania kwestionariusza otwartego.Transkrypcje grup fokusowych i pytania z ankiet zaimportowano do arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA) w celu triangulacji i agregacji danych w celu sprawdzenia porównywalnych lub spójnych wyników lub nowych wyników [41].Dokonuje się tego poprzez teoretyczną analizę tematyczną [41, 42].Odpowiedzi tekstowe każdego ucznia są dodawane do całkowitej liczby odpowiedzi.Oznacza to, że komentarze zawierające wiele zdań będą traktowane jako jedno.Odpowiedzi z zerem, brakiem komentarzy lub brakiem komentarzy będą ignorowane.Trzech badaczy (badacz z tytułem doktora, badaczka z tytułem magistra i asystent z tytułem licencjata inżyniera i 1–3-letnim doświadczeniem badawczym w edukacji medycznej) niezależnie zakodowało indukcyjnie nieustrukturyzowane dane.Trzej programiści używają prawdziwych bloków rysunkowych do kategoryzowania karteczek samoprzylepnych na podstawie podobieństw i różnic.Przeprowadzono kilka sesji, aby uporządkować i pogrupować kody poprzez systematyczne i iteracyjne rozpoznawanie wzorców, podczas których kody pogrupowano w celu zidentyfikowania podtematów (specyficznych lub ogólnych cech, takich jak pozytywne i negatywne cechy narzędzi edukacyjnych), które następnie utworzyły nadrzędne tematy [41].Aby osiągnąć konsensus, ostatecznych kandydatów zatwierdziło sześciu badaczy (doktorat) z 15-letnim doświadczeniem w nauczaniu anatomii.
Zgodnie z Deklaracją Helsińską Instytucjonalna Komisja Rewizyjna Uniwersytetu Technologicznego Nanyang (IRB) (2019-09-024) oceniła protokół badania i uzyskała niezbędne zgody.Uczestnicy wyrazili świadomą zgodę i zostali poinformowani o prawie do rezygnacji z udziału w dowolnym momencie.
Dziewięćdziesięciu sześciu studentów pierwszego roku medycyny wyraziło pełną świadomą zgodę, podając podstawowe dane demograficzne, takie jak płeć i wiek, oraz zadeklarowało brak wcześniejszego formalnego przeszkolenia w zakresie anatomii.W fazie I (serce) i fazie II (wycięcie szyi) wzięło udział odpowiednio 63 uczestników (33 mężczyzn i 30 kobiet) i 33 uczestników (18 mężczyzn i 15 kobiet).Ich wiek wahał się od 18 do 21 lat (średnia ± odchylenie standardowe: 19,3 ± 0,9) lat.Na kwestionariusz odpowiedziało wszystkich 96 uczniów (bez rezygnacji), a 8 uczniów wzięło udział w grupach fokusowych.Otwartych komentarzy było 278 na temat zalet, wad i potrzeb poprawy.Nie stwierdzono żadnych rozbieżności pomiędzy analizowanymi danymi a raportem z ustaleń.
Podczas dyskusji w grupach fokusowych i odpowiedzi na ankiety wyłoniły się cztery tematy: postrzegana autentyczność, podstawowe zrozumienie i złożoność, postawy szacunku i troski, multimodalność i przywództwo (rysunek 2).Każdy temat został opisany bardziej szczegółowo poniżej.
Cztery tematy – postrzegana autentyczność, podstawowe zrozumienie i złożoność, szacunek i troska oraz preferencja dla mediów edukacyjnych – opierają się na analizie tematycznej pytań z ankiety otwartej i dyskusji w grupach fokusowych.Elementy w niebieskich i żółtych polach reprezentują odpowiednio właściwości próbki na płytce i modelu 3DP.3DP = druk 3D
Studenci uważali, że plastynowane okazy były bardziej realistyczne, miały naturalne kolory bardziej reprezentatywne dla prawdziwych zwłok i miały lepsze szczegóły anatomiczne niż modele 3DP.Na przykład orientacja włókien mięśniowych jest bardziej widoczna w próbkach plastyfikowanych w porównaniu z modelami 3DP.Kontrast ten pokazano w poniższym zestawieniu.
„…bardzo szczegółowy i dokładny, jak u prawdziwej osoby (uczestnik C17; swobodna recenzja plastynacji).”
Studenci zauważyli, że narzędzia 3DP były przydatne do nauki podstawowej anatomii i oceny głównych cech makroskopowych, natomiast plastyfikowane próbki idealnie nadawały się do dalszego poszerzania wiedzy i zrozumienia złożonych struktur i obszarów anatomicznych.Studenci mieli poczucie, że choć oba instrumenty były dokładnymi replikami siebie, to podczas pracy z modelami 3DP w porównaniu z plastynowanymi próbkami brakowało im cennych informacji.Wyjaśniono to w poniższym oświadczeniu.
„…były pewne trudności, takie jak… drobne szczegóły, takie jak dół owalny… ogólnie można zastosować model 3D serca… w przypadku szyi, może z większą pewnością przestudiuję model plastynacji (uczestnik PA1; 3DP, dyskusja w grupie fokusowej”) .
”…można zobaczyć duże struktury… szczegółowo, okazy 3DP są przydatne do badania, na przykład grubszych struktur (i) większych, łatwych do zidentyfikowania obiektów, takich jak mięśnie i narządy… być może (dla) osób, które mogą nie mieć dostępu do splastynowanych okazów ( uczestnik PA3; 3DP, dyskusja w grupie fokusowej)”.
Studenci wyrazili większy szacunek i troskę o plastynowane okazy, ale obawiali się także zniszczenia konstrukcji ze względu na jej kruchość i brak elastyczności.Wręcz przeciwnie, uczniowie wzbogacili swoje praktyczne doświadczenie, zdając sobie sprawę, że modele 3DP można odtworzyć w przypadku uszkodzenia.
„…jesteśmy też bardziej ostrożni w przypadku schematów plastynacji (uczestniczka PA2; plastynacja, dyskusja w grupie fokusowej)”.
„…w przypadku okazów plastynacyjnych jest to… coś, co było przechowywane przez długi czas.Jeśli go uszkodzę… myślę, że wiemy, że wygląda to na poważniejsze uszkodzenie, ponieważ ma historię (uczestnik PA3; plastynacja, dyskusja w grupie fokusowej).”
„Wydrukowane modele 3D można wytwarzać stosunkowo szybko i łatwo… dzięki czemu modele 3D są dostępne dla większej liczby osób i ułatwiają naukę bez konieczności udostępniania próbek (współautor I38; 3DP, recenzja tekstowa).”
„…z modelami 3D możemy się trochę pobawić, nie martwiąc się zbytnio o ich uszkodzenie, jak uszkodzenie próbek… (uczestnik PA2; 3DP, dyskusja w grupie fokusowej).”
Zdaniem studentów liczba plastynowanych okazów jest ograniczona, a dostęp do głębszych struktur jest utrudniony ze względu na ich sztywność.W przypadku modelu 3DP mają nadzieję na dalsze udoskonalenie szczegółów anatomicznych poprzez dostosowanie modelu do obszarów zainteresowań w celu spersonalizowanego uczenia się.Uczniowie zgodzili się, że zarówno modele uplastycznione, jak i modele 3DP można stosować w połączeniu z innymi rodzajami narzędzi dydaktycznych, takimi jak stół Anatomage, w celu usprawnienia nauki.
„Niektóre głębokie struktury wewnętrzne są słabo widoczne (uczestniczka C14; plastynacja, komentarz dowolny).”
„Być może tabele z sekcjami zwłok i inne metody byłyby bardzo przydatnym dodatkiem (członek C14; plastynacja, recenzja dowolnego tekstu).”
„Upewniając się, że modele 3D są wystarczająco szczegółowe, można utworzyć osobne modele skupiające się na różnych obszarach i różnych aspektach, takich jak nerwy i naczynia krwionośne (uczestnik I26; 3DP, recenzja tekstowa).”
Studenci zasugerowali także włączenie demonstracji dla nauczyciela, aby wyjaśnić, jak prawidłowo używać modelu, lub dodatkowych wskazówek dotyczących przykładowych obrazów z adnotacjami, aby ułatwić studiowanie i zrozumienie w notatkach z wykładów, chociaż przyznali, że badanie zaprojektowano specjalnie do samodzielnej nauki.
„…Doceniam niezależny styl prowadzenia badań… być może można uzyskać więcej wskazówek w formie drukowanych slajdów lub notatek… (uczestnik C02; ogólnie komentarze w formie dowolnego tekstu).”
„Eksperci ds. treści lub posiadanie dodatkowych narzędzi wizualnych, takich jak animacje lub wideo, mogą pomóc nam lepiej zrozumieć strukturę modeli 3D (członek C38; ogólnie recenzje w formie dowolnego tekstu).”
Studenci pierwszego roku medycyny zostali zapytani o swoje doświadczenia w nauce oraz jakość wydrukowanych i uplastycznionych próbek 3D.Zgodnie z oczekiwaniami uczniowie uznali, że plastyfikowane próbki są bardziej realistyczne i dokładne niż próbki wydrukowane w 3D.Wyniki te potwierdzają badania wstępne [7].Ponieważ akta sporządzane są na podstawie ofiarowanych zwłok, są one autentyczne.Choć była to replika plastynowanego preparatu w skali 1:1 o podobnych cechach morfologicznych [8], wydrukowany w 3D model na bazie polimerów uznano za mniej realistyczny i mniej realistyczny, szczególnie u uczniów, u których szczegóły takie jak krawędzie dołu owalnego były niewidoczne w modelu 3DP serca w porównaniu z modelem plastynowanym.Może to wynikać z jakości obrazu CT, która nie pozwala na jednoznaczne wytyczenie granic.W związku z tym trudno jest segmentować takie struktury w oprogramowaniu segmentacyjnym, co wpływa na proces drukowania 3D.Może to budzić wątpliwości co do stosowania narzędzi 3DP, ponieważ obawiają się, że istotna wiedza zostanie utracona, jeśli nie zostaną użyte standardowe narzędzia, takie jak próbki plastyfikowane.Studenci zainteresowani szkoleniem chirurgicznym mogą uznać za konieczne skorzystanie z praktycznych modeli [43].Obecne wyniki są podobne do poprzednich badań, które wykazały, że modele plastikowe [44] i próbki 3DP nie mają dokładności próbek rzeczywistych [45].
Aby poprawić dostępność dla studentów, a tym samym ich zadowolenie, należy również wziąć pod uwagę koszt i dostępność narzędzi.Wyniki przemawiają za wykorzystaniem modeli 3DP do zdobywania wiedzy anatomicznej ze względu na ich opłacalne wytwarzanie [6, 21].Jest to spójne z poprzednim badaniem, które wykazało porównywalną obiektywną skuteczność modeli plastyfikowanych i modeli 3DP [21].Studenci uważali, że modele 3DP były bardziej przydatne do badania podstawowych pojęć, narządów i cech anatomicznych, podczas gdy okazy plastynowane były bardziej odpowiednie do badania złożonej anatomii.Ponadto uczniowie opowiadali się za wykorzystaniem modeli 3DP w połączeniu z istniejącymi okazami zwłok i nowoczesną technologią, aby poprawić zrozumienie anatomii przez uczniów.Wiele sposobów przedstawienia tego samego obiektu, na przykład mapowanie anatomii serca za pomocą zwłok, druk 3D, skany pacjentów i wirtualne modele 3D.To wielomodalne podejście pozwala uczniom ilustrować anatomię na różne sposoby, przekazywać to, czego się nauczyli, na różne sposoby i angażować uczniów na różne sposoby [44].Badania wykazały, że autentyczne materiały do nauki, takie jak narzędzia ze zwłok, mogą stanowić wyzwanie dla niektórych uczniów pod względem obciążenia poznawczego związanego z nauką anatomii [46].Zrozumienie wpływu obciążenia poznawczego na uczenie się uczniów i zastosowanie technologii w celu zmniejszenia obciążenia poznawczego w celu stworzenia lepszego środowiska do nauki ma kluczowe znaczenie [47, 48].Przed zapoznaniem uczniów z materiałem ze zwłok modele 3DP mogą być użyteczną metodą zademonstrowania podstawowych i ważnych aspektów anatomii w celu zmniejszenia obciążenia poznawczego i usprawnienia uczenia się.Ponadto uczniowie mogą zabrać modele 3DP do domu do przeglądu w połączeniu z podręcznikami i materiałami wykładowymi, co pozwala rozszerzyć naukę anatomii poza laboratorium [45].Jednak w instytucji autora nie została jeszcze wdrożona praktyka usuwania komponentów 3DP.
W tym badaniu próbki plastynowane cieszyły się większym uznaniem niż repliki 3DP.Wniosek ten jest zgodny z wcześniejszymi badaniami, które wykazały, że próbki ze zwłok jako „pierwszy pacjent” budzą szacunek i empatię, podczas gdy sztuczne modele nie [49].Realistyczna plastyfikowana tkanka ludzka jest intymna i realistyczna.Wykorzystanie materiału zwłok pozwala uczniom rozwijać ideały humanistyczne i etyczne [50].Ponadto na postrzeganie przez uczniów wzorców plastynacji może wpływać ich rosnąca wiedza na temat programów dawstwa zwłok i/lub procesu plastynacji.Plastynacja to oddawanie zwłok, które naśladują empatię, podziw i wdzięczność, jakie uczniowie czują wobec swoich dawców [10, 51].Te cechy wyróżniają pielęgniarki humanistyczne, a jeśli są kultywowane, mogą pomóc im w awansie zawodowym poprzez docenianie i empatię wobec pacjentów [25, 37].Można to porównać do sytuacji, w której cisi nauczyciele przeprowadzają sekcje ludzi na mokro [37,52,53].Ponieważ okazy do plastynacji pochodziły ze zwłok, uczniowie postrzegali je jako cichych nauczycieli, co zaspokoiło ich nowe narzędzie nauczania.Mimo że wiedzą, że modele 3DP są tworzone przez maszyny, nadal chętnie z nich korzystają.Każda grupa czuje się otoczona opieką, a model jest traktowany z ostrożnością, aby zachować jego integralność.Studenci mogą już wiedzieć, że modele 3DP są tworzone na podstawie danych pacjentów w celach edukacyjnych.W placówce autora, zanim studenci rozpoczną formalną naukę anatomii, odbywa się wprowadzający kurs anatomii z historii anatomii, po którym studenci składają ślubowanie.Głównym celem przysięgi jest zaszczepienie uczniom zrozumienia wartości humanistycznych, szacunku dla przyrządów anatomicznych i profesjonalizmu.Połączenie instrumentów anatomicznych i zaangażowania może pomóc zaszczepić poczucie troski i szacunku i być może przypomnieć uczniom o ich przyszłych obowiązkach wobec pacjentów [54].
Jeśli chodzi o przyszłe ulepszenia narzędzi uczenia się, uczniowie zarówno z grupy plastynacji, jak i 3DP włączyli strach przed zniszczeniem konstrukcji do swojego uczestnictwa i uczenia się.Jednakże podczas dyskusji w grupach fokusowych zwrócono uwagę na obawy dotyczące zakłócenia struktury platerowanych próbek.Obserwację tę potwierdzają wcześniejsze badania próbek plastyfikowanych [9, 10].Manipulacje strukturami, zwłaszcza modelami szyi, są niezbędne do eksploracji głębszych struktur i zrozumienia trójwymiarowych relacji przestrzennych.Wykorzystanie informacji dotykowych (dotykowych) i wizualnych pomaga uczniom stworzyć bardziej szczegółowy i kompletny obraz mentalny trójwymiarowych części anatomicznych [55].Badania wykazały, że dotykowa manipulacja obiektami fizycznymi może zmniejszyć obciążenie poznawcze i prowadzić do lepszego zrozumienia i zatrzymania informacji [55].Sugerowano, że uzupełnienie modeli 3DP plastyfikowanymi próbkami może poprawić interakcję uczniów z okazami bez obawy o uszkodzenie struktur.
Czas publikacji: 21 lipca 2023 r