Verwendung von „Guided-Discovery-Learning“ zur Optimierung und Maximierung des Transfers chirurgischer Simulationen (GDLEFFICACY)

HINTERGRUND UND BEGRÜNDUNG:

Technische Fähigkeiten sind eine Kernkompetenz in chirurgischen Fachgebieten. Das Niveau der technischen Fähigkeiten steht in direktem Zusammenhang mit den Ergebnissen für den Patienten und es ist eine absolute Voraussetzung, dass chirurgische Auszubildende lernen, grundlegende chirurgische Fähigkeiten zu beherrschen. Daher ist es notwendig, dass sich Medizinstudierende auch mit diesen Fertigkeiten, wie zum Beispiel dem Nähen, auskennen. Im letzten Jahrzehnt haben minimalinvasive Techniken Einzug in den Operationssaal gehalten und die Patientenergebnisse verbessert. Trotz dieser Fortschritte ist es für Chirurgen immer noch notwendig, die offenen chirurgischen Fähigkeiten zu beherrschen. Bei minimalinvasiven Eingriffen, die eine Umstellung auf eine Open-Access-Operation erfordern, können unerwartete Komplikationen auftreten. Darüber hinaus gibt es Verfahren, bei denen minimalinvasive Techniken nicht angewendet werden können. Aufgrund des weit verbreiteten Einsatzes der minimalinvasiven Chirurgie wird es für Ärzte und Medizinstudenten in chirurgischen Abteilungen immer schwieriger, die erforderliche Erfahrung zu sammeln, um sich mit offenen chirurgischen Techniken vertraut zu machen. Vorklinischer Unterricht und Simulationstraining sind eine mögliche Lösung für dieses Problem. Für Anfänger ist das Simulationstraining eine Gelegenheit, grundlegende Fähigkeiten wie das Nähen in einer sicheren und rückkopplungsreichen Umgebung zu erwerben, ohne die Schwierigkeiten, diese Fähigkeiten am Arbeitsplatz zu erwerben. Fortgeschritteneren Auszubildenden bietet die Simulation die Möglichkeit, schwierige und komplexe Verfahren zu üben, deren Aneignung während der Patientenversorgung sonst möglicherweise zu unsicher wäre. Die bloße Implementierung eines Simulationstrainings ist jedoch keine Garantie für den Bildungsnutzen. Stattdessen erfordert eine durchdachte Integration der Simulation in den Lehrplan die Berücksichtigung der Rolle und des Zwecks des Simulators, der Schülererfahrung, der Nachbesprechung und der beabsichtigten Ergebnisse zur Bewertung des Erfolgs.

Ein potenzieller Bereich zur Optimierung der simulationsbasierten Ausbildung besteht darin, die Rollen der Ausbilder bei der Anleitung und direkten Aufsicht zu klären. Eine der Herausforderungen beim Simulationstraining ist die Menge an Ressourcen, die diese Art der Ausbildung erfordert. Insbesondere die Zeit, die ein Schüler mit der Interaktion mit einem Lehrer verbringt. Aufsicht und Unterricht sind der Schlüssel zu einem effektiven, auf Simulationen basierenden Training, und es gibt immer mehr Belege dafür, dass die Gemeinschaft das Gleichgewicht zwischen Unterricht und Entdeckung überdenken muss, um eine gute Interaktion zwischen Schüler und Lehrer zu ermöglichen und das Lernen zu fördern. Daher ist die Frage; Auf welcher Ebene sollte simulationsbasierter Unterricht lehrerorientiert sein? Bei der Vermittlung technischer medizinischer Fertigkeiten ist die Antwort auf die Frage, ob die Ausbildung entdeckungsorientiert oder ausbilderorientiert sein sollte, eingehend erforscht. Die Literatur zur medizinischen Ausbildung hat sich schon lange von der Frage „entweder oder“ entfernt und konzentriert sich nun stärker auf die Reihenfolge, in der Entdeckung, Unterricht und Unterricht erfolgen sollten, um die besten Lernergebnisse zu erzielen. Jüngste Studien haben einige positive Ergebnisse des geführten entdeckenden Lernens gezeigt, das in seiner einfachen Form beide Elemente des Entdeckens und des anweisungsbasierten Unterrichts kombiniert. Vor allem die Fähigkeit zur „Übertragung“ des Gelernten scheint mit dieser Lehrmethode deutlich verbessert zu sein. Transferaufgaben, mit denen Lernende konfrontiert werden, gibt es in einem breiten Spektrum, wobei eine gemeinsame Herausforderung neue Probleme sind, die komplexer sind oder in neuen Kontexten stehen, aber im Wesentlichen die Replikation zuvor erlernter Fähigkeiten erfordern, d. h. einen nahezu transferorientierten Transfer. Während der Nahtransfer für Lernende schwierig sein kann, ist der Transfer, bei dem sie ihre bisherigen Fähigkeiten und ihr Verständnis anwenden müssen, um neue Fertigkeiten oder Konzepte zu erlernen, eine noch größere Herausforderung, d. h. der Ferntransfer. Es hat sich gezeigt, dass sich geführtes entdeckendes Lernen besonders positiv auf diese letztgenannte Art von Transferaufgabe auswirkt. Auf diese Weise kann die geführte Entdeckung die Autonomie und das Selbstlernen der Schüler fördern, wodurch die Schüler anschließend in die Lage versetzt werden, Verantwortung für ihr eigenes zukünftiges Lernen zu übernehmen.

In einer Pilotstudie, die von den Forschungspartnern der Forscher am Wilson-Centre in Toronto, Kanada, durchgeführt wurde, verglichen sie Gruppen von Entdeckungen gefolgt von direkten Entdeckungen (DD) mit Anweisungen gefolgt von Entdeckungen (IP). Im Fall von DD erhielten die Teilnehmer die Materialien, die sie zum Anfertigen einer einfachen Naht benötigten, und eine fertige Naht zum Anschauen. Nach der Entdeckungsphase wurden sie von einem Ausbilder begleitet, der ihnen die Durchführung zeigte. Im IP-Fall wurden sie zunächst in die Durchführung der Naht eingewiesen und durften diese anschließend üben. Am Ende des Kurses erhielten beide Gruppen einen Nachtest ihrer Fähigkeiten und eine Woche später erhielten beide Gruppen einen Retentionstest sowie einen Transfertest. Die Pilotstudie umfasste insgesamt 26 Teilnehmer, aufgeteilt in zwei Gruppen zu je 13 Personen. Die Teilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und alles wurde gefilmt und von verblindeten Bewertern nach einem internationalen Standard bewertet. Für den unmittelbaren Nachtest und den Retentionstest gab es keine signifikanten Ergebnisse. Doch beim Transfertest war die DD-Gruppe deutlich überlegen.

Die Untersuchung der Forscher wird die Pilotstudie erweitern, um einen Vergleich der geführten Entdeckung mit der traditionellen Anleitung zum Erlernen von Nahtaufgaben in der Chirurgie zu ermöglichen und zu sehen, ob geführtes Entdecken-Lernen in einer viel größeren Forschungsgruppe funktioniert. Unter Verwendung eines doppelt randomisierten experimentellen Designs mit gemischten Methoden werden die Forscher die Wirkung der Entdeckung untersuchen gefolgt von direkter Unterweisung (DD) vs. Unterweisung gefolgt von Übung (IP) für den Erwerb und zwei Arten der Übertragung chirurgischer Fähigkeiten.

Die Forscher gehen davon aus, dass:

1. Teilnehmer im DD-Zustand sind besser in der Lage, ihr Wissen auf das Erlernen einer neuen Fähigkeit zu übertragen (d. h. auf zukünftiges Lernen vorzubereiten).
2. Teilnehmer im DD-Zustand haben beim Post-Test eine gleichwertige Leistung wie IP, aber eine ähnliche oder leicht verbesserte Leistung bei der Übertragung der Nahtfähigkeit auf eine komplexere Aufgabe (Beinahe-Übertragung).
3. Teilnehmer im DD-Zustand werden anders mit den Ausbildern interagieren und ihre Erkenntnisse aus der Entdeckungsphase nutzen, um ihr Lernen während der direkten Unterrichtsphase zu unterstützen, und auch anders mit der jeweiligen Aufgabe interagieren.

EXPERIMENTELLES DESIGN:

Die Studie wird am CAMES durchgeführt, an der n=64 vorklinische Medizinstudenten der Universität Kopenhagen teilnehmen. Die Ermittler richten sich eher an Bachelor-Studenten als an Assistenzärzte in der Chirurgie, weil sie Anfänger wollen und glauben, dass es sich lohnt, die Wirksamkeit der Interventionsgruppe anhand einfacherer Aufgaben festzustellen, die sinnvoll untersucht werden können. Die Forscher stützten ihre Stichprobengröße auf die vorherige Pilotstudie, die darauf hindeutet, dass die Erkennung eines großen Effekts auf einer globalen Bewertungsskala (Hedges g von >0, mit einem Alpha von 0,05 und einer Potenz von 80 % mindestens 13 Teilnehmer pro Gruppe mit zusätzlichen erfordert Es wurden insgesamt 16 Teilnehmer pro Gruppe wegen möglicher Verluste rekrutiert. Als Honorar für die Studienzeit erhalten die Teilnehmer eine Bescheinigung über den Abschluss des Nähkurses.

Teil 1 dieser Studie ist ein experimentelles Design mit zwei Phasen, in denen die Wirksamkeit der geführten Entdeckung getestet wird: Phase 1 wird eine Lernphase mit den experimentellen Manipulationen sein, und Phase 2 wird eine Woche später stattfinden und eine Ergebnisbewertung für Nah- und Fernstudierende sein Fernübertragung. Teil 2 dieser Studie wird explorativ sein und nach Antworten darauf suchen, wie und warum Guided Discovery funktioniert.

Für Phase 1 werden die Teilnehmer eingeschrieben und nach dem Zufallsprinzip entweder der DD- oder der IP-Gruppe zugeordnet. Jede Gruppe besteht aus 8 Teilnehmern. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und die Unterrichtsmethode wird am Tag des Unterrichts zugewiesen. Dies gewährleistet eine Verallgemeinerung und eine einfache statistische Analyse. In der DD-Gruppe erhalten die Teilnehmer ein Beispiel einer fertigen einfachen Einzelknopfnaht sowie ein eigenes Hautpolster und ein Nahtset. Anschließend versuchen sie 30 Minuten lang, die Naht mithilfe der Ausrüstung und ihres eigenen Wissens zu reproduzieren. Im gleichen Zeitraum wird die IP-Gruppe durch einen Dozenten unterrichtet. Der Ausbilder wird zwei Demonstrationen und Erklärungen der einfachen unterbrochenen Naht geben, woraufhin die Teilnehmer die Naht einzeln an ihren eigenen Hautpolstern und ihrem Nahtset ausprobieren (Änderungen werden von einem erfahrenen chirurgischen Ausbilder unseres ST-Teams vorgenommen). Der Dozent wird angewiesen, den Teilnehmern Feedback und Anleitung zu geben sowie etwaige Fragen der Teilnehmer zu beantworten. Nach der ersten Zeit wird die DD-Gruppe mit einem Ausbilder zusammengebracht, der zwei Demonstrationen und Erklärungen zur Naht liefert und dann mit den Teilnehmern interagiert, während sie die Naht versuchen. Die IP-Gruppe übt die Naht ohne weitere Anleitung des Lehrers. Am Ende der Unterrichtseinheit absolvieren alle Teilnehmer einen Nachtest, bei dem sie zwei einfache Einzelknopfnähte durchführen müssen. Anschließend werden die bereitwilligen Teilnehmer in kurzen Fokusgruppeninterviews interviewt. Diese gesamte Sitzung wird voraussichtlich 2 Stunden dauern, einschließlich Einwilligung und Einrichtungszeit.

Nach einer einwöchigen Verzögerung kehren die Teilnehmer zu Phase 2 zurück, um die Tests für den Nah- und Ferntransfer durchzuführen. Jeder Gruppe wird wiederum nach dem Zufallsprinzip eine Transferaufgabe zugeteilt. In dieser Studie werden zwei Transferaufgaben verwendet: Um Hypothese 1 (die Auswirkungen auf den Transfer auf zukünftiges Lernen) zu testen, wird den Teilnehmern die unterbrochene vertikale Matratzennaht beigebracht. Um die Gleichwertigkeit des Designs sicherzustellen und eine Voreingenommenheit zugunsten einer Gruppe zu verhindern, werden alle Teilnehmer didaktisch unterrichtet. Dazu gehört das Ansehen eines 15-minütigen Videos, das von einem erfahrenen Chirurgen unseres Teams (ST) erstellt wurde, um die neuartige Nahtaufgabe zu vermitteln. Anschließend erhalten die Teilnehmer 20 bis 30 Minuten Zeit, um die Naht zu üben. Anschließend führen sie zwei vertikale Matratzennähte an einem typischen Hautpolster durch.

Um Hypothese 2 (die Auswirkung auf die Übertragung des Lernens auf eine komplexere Version der ursprünglichen Aufgabe) zu testen, führen die Teilnehmer zwei einfache unterbrochene Nähte an einem Nahtpolster durch, die in einem Bauchsimulator dargestellt werden, mit der zusätzlichen kontextuellen Änderung verschiedener Instrumente und Nähte. In beiden Gruppen werden Teilnehmer, die dazu bereit sind, anschließend für ein „Think-Aloud“-Interview aufgezeichnet, in dem sie ihre Herangehensweise an die Nahtaufgabe laut beschreiben. Diese Phase wird voraussichtlich 1,5 Stunden dauern.

PERSPEKTIVEN:

Dozenten der Fakultät sind eine begrenzte Ressource für formelle, auf Simulationen basierende Schulungen während der postgradualen Ausbildung. Die Zunahme strukturierter Lernaktivitäten wie chirurgische Bootcamps und die Betonung von mehr Feedback und Unterstützung für Auszubildende bedeuten, dass die Zeit der Ausbilder knapper ist als je zuvor. Ausbilder müssen sich für den Unterricht eine Auszeit von ihren geschäftigen klinischen und arbeitsplatzbezogenen Bildungsaktivitäten nehmen. Dies kostet nicht nur das Gesundheitssystem, der Zeitaufwand kann auch die Bereitschaft zur Teilnahme an Bildung verringern. Zusätzliche Kosten können durch Programme entstehen, die finanzielle Anreize für Ausbilder bieten müssen. Dieser Kompromiss zwischen Ausbildung und klinischer Arbeit findet in allen akademischen Postgraduiertenprogrammen statt. Angesichts der Kosten und Investitionen, die für die Rekrutierung von Lehrkräften für die Ausbildung erforderlich sind, ist Forschung erforderlich, um die Effizienz der Einbindung der Lehrkräfte zu maximieren. Die Arbeit der Forscher trägt direkt zu diesem Ziel bei, indem sie ermittelt, wie die Anleitung des Ausbilders für die Auszubildenden am hilfreichsten ist. „Guided Discovery“ kann ein Ansatz zur Reduzierung der Schulungskosten und der Dozentenzeit sowohl in postgradualen als auch in vorgraduierten Lernkursen sein.

Die postgraduale Ausbildung erfordert außerdem, dass die Auszubildenden Autonomie entwickeln und in der Lage sind, neue Fähigkeiten oder Konzepte effektiv zu erlernen (betont die Fähigkeit der Auszubildenden, ihre Ausbildung zu übertragen, wenn sie mit Unsicherheit und/oder Komplexität in zukünftigen Szenarien konfrontiert werden). Geführte Entdeckung kann ein wirksames Organisationsprinzip für die Bildungsgestaltung sein, mit dem diese Kompetenzen in einem breiten Spektrum von Disziplinen und Trainingsumgebungen erreicht werden können. Der Vorschlag der Forscher würde somit Beweise für die Wirksamkeit der geführten Entdeckung für diese Kompetenzrollen erbringen.