Рефераты

Мед. образование и проф. развитие. 2017. № 4. С. 12-19.

Теории когнитивной нагрузки и самоопределения, применяемые к электронному обучению: влияние на активное участие и академическую успеваемость учащихся

(Cognitive Load and self-determination theories applied to e-learning: impact on students' participation and academic performance)

Авторы: de Araujo Guerra Grangeia T., de Jorge B., Franci D., Martins Santos T., Vfellutini Setubal M.S., Schweller M., et al.

(Department ofInternal Medicine, Division ofEmergency Medicine, Faculty of Medical Sciences at State University of Campinas [Unicamp], Sаo Paulo, Brazil)

Источник: PLoS ONE. 2016; 11 (3): e0152462.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152462.

Предпосылки. Медицинская практика в области оказания неотложной помощи подверга­ет студентов воздействию стрессовой среды, требующей одновременного решения несколь­ких задач, которые могут непосредственно влиять на когнитивную нагрузку и мотивацию к обучению. Для решения этой проблемы были представлены концептуальные основы для разработки онлайн-курса "Экстренная медицина" в виртуальной обучающей среде Moodle, основанного на реальных клинических случаях.

Методы. 3 последовательных группы (2013-2015 гг.) студентов VI курса (и=304) прохо­дили курс во время практических занятий по оказанию неотложной помощи, проводимых в рамках учебного плана. Чтобы имитировать реальные обходы пациентов в отделениях не­отложной помощи, виртуальные обходы еженедельно предоставляли учащимся информа­цию о виртуальных пациентах в описательном формате, а также схемы основных жалоб. Дополнительные мероприятия, такие как принятие решений, касающихся неотложной медицинской помощи, контрольный опросник по принятию решений, касающихся неот­ложной медицинской помощи, и решение задач, касающихся электрокардиографических исследований, предлагали различные точки зрения на процесс оказания неотложной по­мощи. Авторы оценивали участие студента и его связь с академической успеваемостью. Для оценки мнения студентов проводили опрос. Для исследования когнитивной нагрузки и мо­тивации студенты, окончившие обучение в 2015 г., заполняли онлайн-опросник.

Результаты. Каждый студент просмотрел 1965 страниц и провел в системе 72 ч. Несмо­тря на то что субординатура по клинической неотложной помощи длится 2 мес, студенты имели доступ к онлайн-курсу в среднем в течение 5,3 мес. Виртуальные обходы были наи­более популярны среди учащихся, а также была зарегистрирована положительная корре­ляция между количеством часов, проведенных в системе, и окончательными оценками по неотложной медицинской помощи. Более 90% студентов отметили улучшение своих кли­нических обоснований и считали себя более подготовленными к оказанию неотложной медицинской помощи. По шкале Лайкерта от 1 (минимальная нагрузка) до 7 (максималь­ная нагрузка) оценки общей когнитивной нагрузки составляли 4,79±2,2 для виртуальных обходов и 5,56+1,96 для реальных медицинских обходов (p<0,01).

Выводы. Настоящий интерактивный курс, основанный на когнитивных и мотивационных концептуальных структурах, является мощным инструментом привлечения студентов к обучению. Он может помочь им справиться с когнитивными проблемами, связанными с оказанием клинической помощи, и повысить их мотивацию к обучению.



Измерение когнитивной нагрузки: смешанные результаты имитации составления отчета передачи смены для студентов-медиков

(Measuring cognitive load: mixed results from a handover simulation for medical students)

Авторы: Young J.Q.1, Irby D.M.2, Barilla-LaBarca M.-L.3, Olle ten Cate4, O'Sullivan P.S.5

(1Department of Psychiatry, Hofstra North Shore-LIJ School of Medicine, Zucker Hillside Hospital, Glen Oaks, USA; 2Department of Medicine, UCSF School of Medicine, San Francisco, USA; 3Department of Medicine, Hofstra North Shore-LIJ School of Medicine, Hempstead, USA; 4Center for Research & Development ofEducation, University Medical Center Utrecht, Utrecht, The Netherlands; 5Research and Development in Medical Education, UCSF School of Medicine, San Francisco, USA)

Источник: Perspect Med Educ. 2016; 5 (1): 24-32.

Ключевые слова: измерение, когнитивная нагрузка, отчет передачи смены, обоснованность, теория когни­тивной нагрузки

Введение. Применение теории когнитивной нагрузки к действиям на рабочем месте, таким как составление отчета передачи смены, затрудняется ввиду отсутствия мер для различных типов нагрузки. Это поисковое исследование проверяет метод измерения ког­нитивной нагрузки во время составления отчета передачи смены.

Методы. Авторы разработали учетную информацию в отношении когнитивной на­грузки при составлении отчета передачи смены (Cognitive Load Inventory for Handoffs; CLI4H) с элементами для определения внутренней, периферической и релевантной на­грузки. Студенты-медики завершили процесс измерения после участия в имитации со­ставления отчета передачи смены. Оценку факторной структуры и корреляционный ана­лиз проводили для сбора доказательств обоснованности.

Результаты. Результаты продемонстрировали двухфакторное решение в отношении внутренней и релевантной нагрузки, которое объясняло 50% отклонения. Элементы пе­риферической нагрузки оказались малоэффективными и были удалены из модели. Оцен­ка внутренней нагрузки коррелировала со шкалой когнитивной нагрузки Пааса (r=0,31, p=0,004) и была ниже для студентов с более продолжительным предварительным обуче­нием по составлению отчета передачи смены (p=0,036). Тем не менее внутренняя нагруз­ка не коррелировала с производительностью. Релевантная нагрузка не коррелировала со шкалой когнитивной нагрузки Пааса, а также с производительностью (r=0,30, p=0,005) и была ниже для студентов, прошедших более продолжительное предварительное обучение по составлению отчета передачи смены (p=0,03).

Выводы. CLI4H дала неоднозначные результаты с некоторыми доказательствами обоснованности оценки элементов внутренней нагрузки. Элементы периферической нагрузки оказались малоэффективными, использование только одного элемента для определения релевантной нагрузки ограничивает выводы. Рассматриваемый инстру­мент требует дальнейшей разработки и тестирования. Результаты исследования и огра­ничения позволяют сформулировать указания для будущих усилий по измерению ког­нитивной нагрузки в ходе деятельности на рабочем месте, например при составлении отчета передачи смены.



Производительность использования учетной информации по когнитивной нагрузке во время имитации процесса составления отчета передачи смены: доказательство обоснованности

(Performance of a cognitive load inventory during simulated handoffs: evidence for validity)

Авторы: Young J.Q.1, Boscardin C.K.2, van Dijk S.M.3, Abdullah R.1, Irby D.M.2, Sewell J.L.2, Olle ten Cate3, O'Sullivan P.S.2

(1Hofstra Northwell School of Medicine, Zucker Hillside Hospital, Glen Oaks, NY, USA; 2UCSF School of Medicine, University of California-San Francisco, San Francisco, CA, USA; 3Utrecht Medical Center, Utrecht, The Netherlands)

Источник: SAGE Open Med. 2017; 4: 1-7. doi: 10.1177/2050312116682254smo.sagepub.com

Ключевые слова: когнитивная нагрузка, составление отчета передачи смены, измерение, обоснован­ность

Предпосылки. Повышение безопасности пациентов во время составления отчета пере­дачи смены остается приоритетом общественного здравоохранения. Применение теории когнитивной нагрузки предлагает перспективу, но в настоящее время ограничено неспо­собностью измерения типов когнитивной нагрузки.

Цель. Разработка и сбор доказательств обоснованности пересмотренной учетной ин­формации, предоставляемой по типу самоотчета и измеряющей типы когнитивной на­грузки во время составления отчета передачи смены.

Методы. Основываясь на ранее опубликованной работе, разрабатывали вклад экспертов в теорию когнитивной нагрузки и отчетность передачи смены, а так­же упражнения на размышления вслух для интернов, пересмотрена учетная ин­формация, касающаяся когнитивной нагрузки для составления отчета передачи смены. Данная информация содержит элементы внутренней, периферической и реле­вантной нагрузки. Студенты II и VI курсов Голландской медицинской школы, участвова­ли в 4 имитациях составления отчетов передачи смены (2 простых и 2 сложных случая). В конце каждой передачи участники исследования вносили учетную информацию, касаю­щуюся когнитивной нагрузки для составления отчета передачи смены, отмечали данные в шкале когнитивной нагрузки Пааса, а также один элемент глобальной оценки, касаю­щийся внутренней, периферической и релевантной нагрузки. Для сбора доказательств обо­снованности проводили факторный и корреляционный анализ.

Результаты. Проверочный факторный анализ позволил получить единый фактор, кото­рый сочетал внутренние и релевантные нагрузки. Элементы периферической нагрузки ока­зались малоэффективными и были удалены из модели. Оценка на основе комбинированных элементов внутренней и релевантной нагрузки была связана, как и предсказывалось теорией когнитивной нагрузки, с общепринятой мерой общей когнитивной нагрузки (коэффици­ент Пирсона r=0,83, p<0,001), со сложностью рассматриваемого случая (β=0,74, p<0,001), уровнем опыта (β=-0,96, р<0,001) и точностью составления отчета передачи смены (r=-0,34, p<0,001).

Выводы. Эти результаты подтверждают, что внутреннюю нагрузку во время составления отчета передачи смены можно измерить посредством самоотчета. Для разработки адекват­ной меры периферической нагрузки требуется проведение дополнительных исследований.



Создание инструментальной учебной среды для обучения медицинских работников с использованием симуляторов: первоначальное доказательство концепции

(Establishing an instrumented training environment for simulation-based training of health care providers: аn initial proof of concept)

Авторы: Pappada S.M.1, Papadimos T.J.2, Lpps J.A.2, Feeney J.J.3, Durkee K.T.3, Glaster S.M.4, Winfield S.R.5, Pfeil SA.6, Bhandary S.P.2, Castellon-Larios K.2, Stoicea N.2, Moffatt-Bruce S.D.7

(1Department of Anesthesiology, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus; Aptima, Inc., Dayton, OH, USA; 2Department of Anesthesiology, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, USA; 3Aptima, Inc., Dayton, OH, USA; 4United States Air Force Research Laboratory, Dayton, OH, USA; 5Clinical Skills Education and Assessment Center, The Ohio State University College of Medicine, Columbus, OH, USA; 6Clinical Skills Education and Assessment Center, The Ohio State University College of Medicine; Department of Medicine, Clinical Skills Education and Assessment Center, The Ohio State University College of Medicine, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, OH, USA; 7Department of Surgery, Division of Thoracic Surgery, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, USA)

Источник: Int J Acad Med. 2016; 2: 32-40.

Ключевые слова: познание, образование, сектор здравоохранения, нейронная сеть, психология, стресс, нагрузка

Цель. Последние годы привели к признанию важности когнитивной нагрузки и стресса под влиянием условий среды. Недавние достижения в развитии портативных техно­логий нейрофизиологического мониторинга позволяют проводить непрерывные измерения в реальном времени и собирать ключевые нейрофизиологические сигналы, которые можно использовать для обеспечения временных данных высокого разрешения, свидетельствую­щих о быстрых изменениях функционального состояния (т.е. когнитивная нагрузка, стресс и усталость). В данном исследовании представлено недавно скоординированное доказатель­ство концептуального экспериментального проекта между частной отраслью, здравоохране­нием и правительством США, где самоотчет на бумажных носителях, касающийся рабочей нагрузки по шкале индексов рабочей нагрузки Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA TLX), был успешно преобразован в объ­ективный критерий в режиме реального времени с помощью автоматической оценки когни­тивной нагрузки для обучения и оценки медицинского персонала (ACLAMATE).

Методы. Эти объективные критерии в режиме реального времени были получены исклю­чительно путем обработки и моделирования нейрофизиологических данных. Эти действия включали образование и обучение в области здравоохранения с обратной связью в режиме ре­ального времени во время имитации с высокой степенью достоверности посредством исполь­зования этого метода искусственного моделирования и измерения, поддерживаемого благо­даря технологиям FuSE2, SPOTLITE и PM Engine компании Aptima Corporation.

Результаты. Показатели рабочей нагрузки NASA TLX с использованием самоотчета были преобразованы в измеримые результаты за счет разработки подхода моделирования на основе машинного обучения. Критерии рабочей нагрузки, сгенерированные с исполь­зованием этого метода моделирования, были привязаны к шкале NASA TLX от 0 до 100, отображались на экране компьютера численно и визуально в виде отдельных результатов и как консолидированный командный результат.

Выводы. Когнитивную нагрузку для отдельных лиц и команд можно смоделировать с использованием упреждающей связи с распространением по нейронным сетям, что по­зволяет системам здравоохранения измерять производительность, нагрузку и когнитивную нагрузку для повышения безопасности пациентов, общего качества ухода за ними и усовершенствования процесса обучения персонала.

В этой статье рассматриваются следующие основные компетенции: медицинские зна­ния, межличностные навыки, уход за пациентами и профессионализм.



Эффект внедрения принципов теории когнитивной нагрузки на имитационное обучение хирургическим навыкам в режиме виртуальной реальности: рандомизированное контролируемое исследование

(Cognitive load in distributed and massed practice in virtual reality mastoidectomy simulation)



Авторы
: Andersen S.A. W.1, Mikkelsen P.T.2, Konge L.3, Caye-Thomasen P.4, Sоrensen M.S.5

(1Department of Otorhinolaryngology and Audiology, Copenhagen, Denmark; 2Parallel Computing, Data Structures, Computer Graphics MS Computer Science; 3CAMES - Copenhagen Academy for Medical Education and Simulation, University of Copenhagen, Copenhagen; "Department of Otorhinolaryngology and Audiology, Copenhagen; 5IT University of Copenhagen)

Источник: Laryngoscope. 2016; 126 (2): E74-E79. doi:10.1002/lary.25449

Предпосылки. Когнитивная перегрузка может препятствовать обучению, а принципы обучения на основе теории когнитивной нагрузки могут использоваться для оптимизации учебных ситуаций. Данное исследование направлено на изучение воздействия внедрения принципов обучения, основанных на симуляторном обучении хирургическим навыкам мастоидэктомии в режиме виртуальной реальности.

Методы. 18 студентов-медиков I курса прошли часовое обучение процедуре мастоидэктомии в режиме самостоятельной симуляции виртуальной реальности, рандоми­зированной для стандартных инструкций (контроля) или инструкций, основанных на теории когнитивной нагрузки с решенным примером, за которым следовало упражне­ние на решение проблемы (вмешательство). Затем участники завершили 2 виртуальные процедуры для оценки и сравнения результатов. Когнитивную нагрузку во время после-образовательных процедур оценивали по времени реакции на комплексную вторичную задачу. Анализ конечных продуктов использовали для оценки результатов виртуальной мастоидэктомии.

Результаты. У участников интервенционной группы когнитивная нагрузка во время постобразовательных процедур была значительно увеличена по сравнению с контроль­ной группой (52 и 41% соответственно, p=0,02). Это также отразилось на конечном результате: в интервенционной группе отмечена значительно более низкая оценка ко­нечного результата по сравнению с контрольной группой (13,0 и 15,4% соответственно, р<0,005).

Выводы. Вводная инструкция с примерами выполнения процедур, сопровождае­мая упражнением по решению проблемы, не уменьшала когнитивную нагрузку и не улучшала производительность в ходе последующих процедур у новичков. Этим можно объяснить увеличение когнитивной нагрузки, когда задачи должны были частично интегрироваться в постобразовательные процедуры. Для снижения когнитивной нагруз­ки и повышения производительности в ходе практического имитационного обучения студентов-новичков в режиме виртуальной реальности необходимо использовать дру­гие учебные схемы и методы.



Имитация как приемлемый подход к обучению судовых врачей: теоретическое обоснование

(Simulation as a suitable education approach for medical training in marine and off-shore industries: theoretical underpinning)

Автор: Dubrowski A. (Memorial University of Newfoundland, St. John's Faculty of Medicine, Canada)

Источник: Int Marit Health, 2015; 66, 3: 164-167.

Ключевые слова: симуляция, образование, обучение, когнитивная нагрузка, производительность, навыки

Судовые врачи зачастую вынуждены выполнять процедуры, сопряженные с высоким ри­ском, за пределами своей обычной практики, часто используя новые, сложные, комплексные телемедицинские технологии для выполнения незнакомой задачи. Иногда это происходит в условиях многозадачности и даже в экстремальных условиях. Учитывая новизну происхо­дящего события, вероятность медицинской ошибки увеличивается. Это можно объяснить с помощью теории когнитивной нагрузки. Одно из решений этой ситуации - использовать моделирование в медицинской подготовке судовых врачей. Контекстуализированная прак­тика моделирования создает автоматические схемы, которые находятся в долговременной памяти, минимизируя нагрузку на рабочую память, что также уменьшает риск меди­цинской ошибки.



Измерение когнитивной нагрузки и познание: показатели для обучения с использованием технологий

(Measuring cognitive load and cognition: metrics for technology-enhanced learning)

Авторы: Stewart M. (University of Hull, Hull, United Kingdom)

Источник: Educ Res Eval. 2014; 20 (7-8): 592-621. doi: 10.1080/13803611.2014.997140.

Ключевые слова: когнитивная нагрузка, рабочая память, измерение, мультимедиа, технология, обучение, аналитика обучения

В этом аналитическом обзоре рассматриваются международные исследования, опубликованные за последнее десятилетие, для обобщения различных видов мер, ко­торые были использованы для изучения когнитивной нагрузки и критического ана­лиза сильных и слабых сторон развития непосредственных эмпирических подходов. За последние 40 лет теория когнитивной нагрузки стала одним из самых успешных и влиятельных теоретических объяснений обработки информации во время обучения. Несмотря на это, сформулировать непосредственные объективные меры центральной теоретической основы теории (когнитивной нагрузки) не удалось. Это наиболее зна­чимая проблема для успешного внедрения теоретической и экспериментальной рабо­ты по когнитивной нагрузке в эмпирических данных на основе аутентичных учебных ситуаций. Сегодня обсуждается прогресс в отношении теоретических и практических подходов к когнитивной нагрузке, а также влияние индивидуальных различий на нее. Это делается, для того чтобы оценить перспективы разработки и применения непо­средственных эмпирических мер когнитивной нагрузки, особенно в богатых техноло­гиями контекстах.



Измерение когнитивной нагрузки: производительность, умственные усилия и сложность задачи моделирования

(Measuring cognitive load: performance, mental effort and simulation task complexity)

Авторы: Haji FA.1,2,3, Rojas D.1,2, Childs R.4, de Ribaupierre S.3, Dubrowski A.5.

(1Faculty of Medicine, Wilson Centre, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada; 2SickKids Learning Institute, Hospital for Sick Children, Toronto, Ontario, Canada; 3Department of Clinical Neurological Sciences, University of Western Ontario, London, Ontario, Canada; 4Department of Leadership, Higher and Adult Education, Ontario Institute for Studies in Education, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada; 5Division of Emergency Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John's, Newfoundland and Labrador, Canada)

Источник: Med Educ. 2015; 49 (8): 815-27. doi: 10.1111/medu.12773.

Контекст. Растет интерес к применению теории когнитивной нагрузки в процессе имитационного обучения в области здравоохранения. Это требует мер, чувствитель­ных к изменениям когнитивной нагрузки, возникающей при использовании различ­ных учебных планов. В последнее время оценки умственных усилий и выполнение дополнительных задач показали, что они являются мерами когнитивной нагрузки при использовании имитационного обучения в области здравоохранения.

Цели. Исследовали чувствительность этих мер к прогнозируемым различиям во вну­тренней нагрузке, возникающим из-за огромной вариативности задач и опыта учащегося во время имитационного обучения.

Методы. 28 студентов-медиков I курса случайным образом были разделены на груп­пы, использующие имитационное обучение для решения простой или сложной хирурги­ческой задачи по закреплению узлов. Участники выполнили 13 практических заданий, которые сопровождались видеоинструкцией на компьютере. В ходе испытаний 1, 5, 9 и 13 эффективность закрепления узлов оценивали, измеряя время и движения, а когни­тивную нагрузку - с использованием субъективной оценки умственных усилий (SRME) и простого времени реакции (SRT) при выполнении вибротактильной вторичной задачи.

Результаты. Значительные улучшения, касающиеся производительности при закре­плении узлов [F (1,04, 24,95) = 41,1, /><0,001 для движений, F (1,04, 25,90) = 49,9, p<0,001 для времени], и уменьшенная когнитивная нагрузка [F (2,3, 58,5) = 57,7, p<0,001 для SRME, F (1,8, 47,3) = 10,5, p<0,001 для SRT] наблюдались в обеих группах во время обучения.

Группа простых задач продемонстрировала превосходные результаты при закреплении узлов [F (1,24) = 5,2, p=0,031 для движений, F (1,24) = 6,5, p=0,017 для времени] и более быстрое снижение SRME в ходе первых 5 испытаний [F (1,26) = 6,45, p=0,017] по сравне­нию со своими коллегами. Хотя SRT измеряли аналогично, групповые различия не были статистически значимыми.

Выводы. И вторичная производительность, и оценка умственных усилий чувствитель­ны к изменениям внутренней нагрузки среди первокурсников, участвующих в имитаци­онном обучении. Эти меры можно использовать для отслеживания когнитивной нагрузки во время обучения базовым навыкам. Оценка умственных усилий также чувствитель­на к небольшим различиям во внутренней нагрузке, возникающим из-за различий в физической сложности имитационных задач. Дополнительный характер этих субъек­тивных и объективных мер свидетельствует о том, что их совместное использование вы­годно при исследовании имитационного обучения.