تجربة تعلم الطلاب باستخدام النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد والعينات المطلية: تحليل نوعي | بي إم سي للتعليم الطبي

يشهد تشريح الجثث التقليدي تراجعاً، بينما تكتسب تقنيات التلدين والطباعة ثلاثية الأبعاد شعبية متزايدة كبديل لأساليب تدريس علم التشريح التقليدية. ولا يزال من غير الواضح ما هي نقاط القوة والضعف في هذه الأدوات الجديدة، وكيف يمكن أن تؤثر على تجربة تعلم الطلاب لعلم التشريح، والتي تشمل قيماً إنسانية كالاحترام والرعاية والتعاطف.
مباشرةً بعد الدراسة العشوائية التبادلية، دُعي 96 طالبًا للمشاركة. استُخدم تصميم عملي لاستكشاف تجارب التعلّم باستخدام نماذج تشريحية ثلاثية الأبعاد للقلب (المرحلة 1، ن = 63) والرقبة (المرحلة 2، ن = 33). أُجري تحليل موضوعي استقرائي استنادًا إلى 278 مراجعة نصية حرة (تشير إلى نقاط القوة والضعف ومجالات التحسين) ونصوص حرفية لجلسات نقاش مركزة (ن = 8) حول تعلّم علم التشريح باستخدام هذه الأدوات.
تم تحديد أربعة مواضيع: الأصالة المتصورة، والفهم الأساسي والتعقيد، ومواقف الاحترام والرعاية، والتعددية الوسائطية، والقيادة.
بشكل عام، شعر الطلاب أن العينات المحفوظة بالبلاستيك كانت أكثر واقعية، وبالتالي شعروا بمزيد من الاحترام والرعاية مقارنة بنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد، التي كانت أسهل في الاستخدام وأكثر ملاءمة لتعلم التشريح الأساسي.
يُعدّ تشريح الجثث البشرية أسلوبًا تعليميًا قياسيًا في التعليم الطبي منذ القرن السابع عشر [1، 2]. إلا أنه نظرًا لمحدودية الوصول، وارتفاع تكاليف صيانة الجثث [3، 4]، وانخفاض مدة تدريب علم التشريح بشكل ملحوظ [1، 5]، والتقدم التكنولوجي [3، 6]، فإن دروس التشريح التي تُدرّس باستخدام أساليب التشريح التقليدية آخذة في التراجع. وهذا يفتح آفاقًا جديدة للبحث في أساليب وأدوات تعليمية مبتكرة، مثل العينات البشرية المحفوظة بالبلاستيك والنماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد [6، 7، 8].
لكل أداة من هذه الأدوات مزاياها وعيوبها. فالعينات المطلية جافة، عديمة الرائحة، واقعية، وغير ضارة [9، 10، 11]، مما يجعلها مثالية لتدريس علم التشريح وإشراك الطلاب في دراسته وفهمه. مع ذلك، فهي صلبة وأقل مرونة [10، 12]، لذا يُعتقد أنها أصعب في التعامل معها والوصول إلى التراكيب العميقة [9]. أما من حيث التكلفة، فالعينات البلاستيكية أغلى ثمناً من حيث الشراء والصيانة مقارنةً بنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد [6، 7، 8]. في المقابل، تتيح نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد استخدام أنسجة مختلفة [7، 13] وألوان متنوعة [6، 14]، ويمكن تخصيصها لأجزاء محددة، مما يُسهّل على الطلاب تحديد التراكيب المهمة وتمييزها وتذكرها، على الرغم من أن هذا يبدو أقل واقعية من العينات البلاستيكية.
تناولت العديد من الدراسات نتائج التعلم/أداء استخدام أنواع مختلفة من الأدوات التشريحية، مثل العينات المُلدّنة، والصور ثنائية الأبعاد، والشرائح الرطبة، وطاولات أناتوماج (شركة أناتوماج، سان خوسيه، كاليفورنيا)، ونماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد [11، 15، 16، 17، 18، 19، 20، 21]. ومع ذلك، اختلفت النتائج باختلاف أداة التدريب المستخدمة في مجموعتي الدراسة (الضابطة والتجريبية)، وكذلك باختلاف المناطق التشريحية [14، 22]. فعلى سبيل المثال، عند استخدامها مع التشريح الرطب [11، 15] وطاولات التشريح [20]، أفاد الطلاب بتحسن رضاهم عن التعلم وتوجهاتهم الإيجابية نحو العينات المُلدّنة. وبالمثل، يعكس استخدام أنماط التلدين النتائج الإيجابية للمعرفة الموضوعية لدى الطلاب [23، 24].
تُستخدم نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد غالبًا لدعم أساليب التدريس التقليدية [14، 17، 21]. وقد أشار لوك وآخرون (2017) إلى استخدام نموذج الطباعة ثلاثية الأبعاد لفهم أمراض القلب الخلقية لدى طبيب أطفال [18]. وأظهرت هذه الدراسة أن مجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت رضا تعليميًا أعلى، وفهمًا أفضل لرباعية فالوت، وقدرة محسّنة على إدارة المرضى (الكفاءة الذاتية) مقارنةً بمجموعة التصوير ثنائي الأبعاد. كما أن دراسة تشريح الشجرة الوعائية وتشريح الجمجمة باستخدام نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد توفر نفس مستوى الرضا التعليمي الذي توفره الصور ثنائية الأبعاد [16، 17]. وقد أظهرت هذه الدراسات تفوق نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد على الرسوم التوضيحية ثنائية الأبعاد من حيث رضا الطلاب عن التعلم. ومع ذلك، فإن الدراسات التي تقارن تحديدًا نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد متعددة المواد بالعينات البلاستيكية محدودة. (موجالي وآخرون). (2021) استخدم نموذج التلدين مع نماذج القلب والرقبة ثلاثية الأبعاد وأبلغ عن زيادة مماثلة في المعرفة بين مجموعات التحكم والمجموعات التجريبية [21].
مع ذلك، ثمة حاجة إلى مزيد من الأدلة لفهم أعمق لأسباب اعتماد تجربة تعلم الطلاب على اختيار الأدوات التشريحية وأجزاء الجسم والأعضاء المختلفة [14، 22]. تُعدّ القيم الإنسانية جانبًا مهمًا قد يؤثر على هذا التصور، إذ تشير إلى الاحترام والرعاية والتعاطف والرحمة المتوقعة من الطلاب الذين يصبحون أطباء [25، 26]. لطالما سعت الدراسات إلى تعزيز القيم الإنسانية في عمليات التشريح، حيث يُعلّم الطلاب التعاطف مع الجثث المتبرع بها ورعايتها، ولذا لطالما احتلت دراسة التشريح مكانة خاصة [27، 28]. مع ذلك، نادرًا ما يُقاس هذا الجانب باستخدام أدوات التشكيل والطباعة ثلاثية الأبعاد. على عكس أسئلة استبيان ليكرت المغلقة، توفر أساليب جمع البيانات النوعية، مثل مناقشات مجموعات التركيز وأسئلة الاستبيان المفتوحة، رؤى ثاقبة حول تعليقات المشاركين المكتوبة بترتيب عشوائي لشرح تأثير أدوات التعلم الجديدة على تجربتهم التعليمية.
لذا هدفت هذه الدراسة إلى الإجابة على سؤال: كيف ينظر الطلاب إلى علم التشريح بشكل مختلف عندما يتم تزويدهم بأدوات محددة (التلدين) مقابل صور مطبوعة ثلاثية الأبعاد مادية لتعلم علم التشريح؟
للإجابة على الأسئلة المطروحة أعلاه، تتاح للطلاب فرصة اكتساب المعرفة التشريحية وتراكمها ومشاركتها من خلال التفاعل والتعاون ضمن فرق. يتوافق هذا المفهوم مع النظرية البنائية، التي تنص على أن الأفراد أو الجماعات الاجتماعية يبنون معارفهم ويشاركونها بنشاط [29]. تؤثر هذه التفاعلات (على سبيل المثال، بين الأقران، وبين الطلاب والمعلمين) على الرضا عن التعلم [30، 31]. في الوقت نفسه، تتأثر تجربة الطلاب التعليمية بعوامل مثل سهولة التعلم، والبيئة التعليمية، وأساليب التدريس، ومحتوى المقرر الدراسي [32]. بالتالي، يمكن لهذه العوامل أن تؤثر على تعلم الطلاب وإتقانهم للمواضيع التي تهمهم [33، 34]. قد يرتبط هذا بالمنظور النظري للمعرفة البراغماتية، حيث يمكن للخبرة الشخصية والذكاء والمعتقدات الأولية أن تحدد مسار العمل التالي [35]. يُخطط للنهج البراغماتي بعناية لتحديد المواضيع المعقدة وتسلسلها من خلال المقابلات والاستبيانات، يليها التحليل الموضوعي [36].
تُعتبر عينات الجثث بمثابة مرشدين صامتين، إذ تُعدّ هدايا قيّمة للعلم والإنسانية، تُثير في نفوس الطلاب الاحترام والامتنان للمتبرعين بها [37، 38]. وقد أشارت دراسات سابقة إلى نتائج موضوعية مماثلة أو أعلى بين مجموعة الجثث/المعالجة بالبلاستيك ومجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد [21، 39]، إلا أنه لم يتضح ما إذا كان الطلاب يتشاركون نفس التجربة التعليمية، بما في ذلك القيم الإنسانية، بين المجموعتين. ولإجراء المزيد من البحث، تستخدم هذه الدراسة مبدأ البراغماتية [36] لدراسة التجربة التعليمية وخصائص نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد (اللون والملمس) ومقارنتها بعينات مُعالجة بالبلاستيك بناءً على آراء الطلاب.
يمكن أن تؤثر تصورات الطلاب على قرارات المعلمين بشأن اختيار أدوات التشريح المناسبة بناءً على ما هو فعال وما هو غير فعال في تدريس التشريح. كما يمكن أن تساعد هذه المعلومات المعلمين على تحديد تفضيلات الطلاب واستخدام أدوات التحليل المناسبة لتحسين تجربة التعلم.
هدفت هذه الدراسة النوعية إلى استكشاف ما يعتبره الطلاب تجربة تعليمية مهمة باستخدام عينات القلب والرقبة المُلدّنة مقارنةً بنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد. ووفقًا لدراسة أولية أجراها موغالي وآخرون عام ٢٠١٨، اعتبر الطلاب العينات المُلدّنة أكثر واقعية من نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد [٧]. لذا، فلنفترض ما يلي:
بالنظر إلى أن عمليات التلدين تم إنشاؤها من جثث حقيقية، كان من المتوقع أن ينظر الطلاب إلى عمليات التلدين بشكل أكثر إيجابية من نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد من حيث الأصالة والقيمة الإنسانية.
ترتبط هذه الدراسة النوعية بدراستين كميتين سابقتين [21، 40]، إذ جُمعت البيانات في الدراسات الثلاث جميعها في آنٍ واحد من عينة الطلاب المشاركين نفسها. أظهرت المقالة الأولى تشابهًا في المقاييس الموضوعية (نتائج الاختبارات) بين مجموعتي التلدين والطباعة ثلاثية الأبعاد [21]، بينما استخدمت المقالة الثانية تحليل العوامل لتطوير أداة مُثبتة نفسيًا (أربعة عوامل، 19 بندًا) لقياس مفاهيم تعليمية مثل الرضا عن التعلم، والكفاءة الذاتية، والقيم الإنسانية، ومحدودية وسائل التعلم [40]. فحصت هذه الدراسة مناقشات مفتوحة وجماعية مركزة عالية الجودة لمعرفة ما يعتبره الطلاب مهمًا عند تعلم علم التشريح باستخدام العينات المُلدّنة والنماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد. وبالتالي، تختلف هذه الدراسة عن المقالتين السابقتين من حيث أهداف البحث/أسئلته، والبيانات، وأساليب التحليل، وذلك لاكتساب فهم أعمق لآراء الطلاب النوعية (التعليقات النصية الحرة بالإضافة إلى مناقشات المجموعات المركزة) حول استخدام أدوات الطباعة ثلاثية الأبعاد مقارنةً بالعينات المُلدّنة. وهذا يعني أن الدراسة الحالية تحل بشكل أساسي سؤالًا بحثيًا مختلفًا عن المقالتين السابقتين [21، 40].
في المؤسسة التي يعمل بها المؤلف، يُدمج علم التشريح في المقررات النظامية، مثل أمراض القلب والرئة، والغدد الصماء، والجهاز العضلي الهيكلي، وغيرها، خلال السنتين الأوليين من برنامج بكالوريوس الطب والجراحة (MBBS) الذي يمتد لخمس سنوات. ويُستخدم في كثير من الأحيان نماذج جبسية، ونماذج بلاستيكية، وصور طبية، ونماذج ثلاثية الأبعاد افتراضية، بدلاً من عينات التشريح أو التشريح الرطب، لدعم التدريب العملي على علم التشريح العام. وتُستبدل المحاضرات التقليدية بجلسات دراسية جماعية، مع التركيز على تطبيق المعرفة المكتسبة. وفي نهاية كل وحدة نظامية، يُجرى اختبار تقييمي تكويني إلكتروني في علم التشريح، يتضمن 20 سؤالًا فرديًا من أفضل الإجابات، تغطي علم التشريح العام، والتصوير الطبي، وعلم الأنسجة. وقد أُجري ما مجموعه خمسة اختبارات تقييمية تكوينية خلال التجربة (ثلاثة في السنة الأولى واثنان في السنة الثانية). ويتضمن التقييم الكتابي الشامل للسنتين الأولى والثانية ورقتين، تحتوي كل منهما على 120 سؤالًا من أفضل الإجابات. يصبح علم التشريح جزءًا من هذه التقييمات، وتحدد خطة التقييم عدد الأسئلة التشريحية التي سيتم تضمينها.
بهدف تحسين نسبة الطلاب إلى العينات، دُرست نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد الداخلية القائمة على عينات مُلدّنة لأغراض تدريس وتعلم علم التشريح. يُتيح هذا فرصةً لتحديد القيمة التعليمية لنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة مقارنةً بالعينات المُلدّنة قبل إدراجها رسميًا في مناهج علم التشريح.
في هذه الدراسة، أُجري تصوير مقطعي محوسب (CT) (باستخدام جهاز Somatom Definition Flash CT ذي 64 شريحة، من شركة Siemens Healthcare، إرلانجن، ألمانيا) على نماذج بلاستيكية للقلب (قلب كامل وقلب في مقطع عرضي) والرأس والرقبة (رأس ورقبة كاملان ورأس ورقبة في المستوى السهمي المتوسط) (الشكل 1). تم الحصول على صور DICOM (التصوير الرقمي والاتصالات في الطب) وتحميلها في برنامج 3D Slicer (الإصدارين 4.8.1 و4.10.2، كلية الطب بجامعة هارفارد، بوسطن، ماساتشوستس) لتقسيمها إلى أجزاء هيكلية حسب النوع، مثل العضلات والشرايين والأعصاب والعظام. تم تحميل الملفات المقسمة في برنامج Materialize Magics (الإصدار 22، شركة Materialize NV، لوفين، بلجيكا) لإزالة التشويش، وحُفظت النماذج المطبوعة بصيغة STL، ثم نُقلت إلى طابعة Objet 500 Connex3 Polyjet (شركة Stratasys، إيدن بريري، مينيسوتا) لإنشاء نماذج تشريحية ثلاثية الأبعاد. تتصلب الراتنجات القابلة للتصلب الضوئي والمطاطات الشفافة (VeroYellow و VeroMagenta و TangoPlus) طبقة تلو الأخرى تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنح كل بنية تشريحية ملمسها ولونها الخاص.
أدوات دراسة التشريح المستخدمة في هذه الدراسة. اليسار: الرقبة؛ اليمين: القلب المغطى بصفائح والمطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
بالإضافة إلى ذلك، تم اختيار الشريان الأورطي الصاعد والجهاز التاجي من نموذج القلب الكامل، وصُممت دعامات أساسية لتثبيتها على النموذج (الإصدار 22، شركة ماتيريالايز، لوفين، بلجيكا). طُبع النموذج على طابعة Raise3D Pro2 (شركة Raise3D Technologies، إرفاين، كاليفورنيا) باستخدام خيوط البولي يوريثين الحراري (TPU). ولإظهار شرايين النموذج، كان لا بد من إزالة مادة الدعم المطبوعة من مادة TPU، ثم طُليت الأوعية الدموية بطلاء أكريليك أحمر.
تلقى طلاب السنة الأولى في برنامج بكالوريوس الطب بكلية لي كونغ تشيانغ للطب خلال العام الدراسي 2020-2021 (عدد الطلاب = 163، 94 ذكراً و69 أنثى) دعوةً عبر البريد الإلكتروني للمشاركة في هذه الدراسة كنشاط تطوعي. أُجريت التجربة العشوائية المتقاطعة على مرحلتين، الأولى بشق في القلب والثانية بشق في الرقبة. تخلل المرحلتين فترة راحة لمدة ستة أسابيع لتقليل الآثار المتبقية. في كلتا المرحلتين، لم يكن الطلاب على دراية بمواضيع الدراسة أو توزيع المجموعات. لم يتجاوز عدد أفراد المجموعة الواحدة ستة أشخاص. تلقى الطلاب الذين حصلوا على عينات مُعالجة بالبلاستيك في المرحلة الأولى نماذج ثلاثية الأبعاد في المرحلة الثانية. في كل مرحلة، تلقت المجموعتان محاضرة تمهيدية (30 دقيقة) من مُدرّس مُختص، تلتها فترة دراسة ذاتية (50 دقيقة) باستخدام أدوات ومواد الدراسة الذاتية المُقدمة.
تُستخدم قائمة التحقق COREQ (المعايير الشاملة لإعداد التقارير البحثية النوعية) لتوجيه البحث النوعي.
قدّم الطلاب ملاحظاتهم حول المادة التعليمية البحثية من خلال استبيان تضمن ثلاثة أسئلة مفتوحة حول نقاط قوتهم وضعفهم وفرص تطويرهم. أجاب جميع المشاركين الـ 96 إجابةً مفتوحة. ثم شارك ثمانية طلاب متطوعين (ن = 8) في مجموعة التركيز. أُجريت المقابلات في مركز تدريب التشريح (حيث أُجريت التجارب) وأجراها الباحث الرابع (حاصل على درجة الدكتوراه)، وهو مُدرّس غير متخصص في التشريح ولديه خبرة تزيد عن 10 سنوات في تيسير التعلم القائم على الفريق، ولكنه لم يشارك في تدريب فريق الدراسة. لم يكن الطلاب على دراية بالخصائص الشخصية للباحثين (ولا بفريق البحث) قبل بدء الدراسة، ولكن نموذج الموافقة أوضح لهم الغرض منها. شارك الباحث الرابع والطلاب فقط في مجموعة التركيز. شرح الباحث مجموعة التركيز للطلاب وسألهم عما إذا كانوا يرغبون في المشاركة. شارك الطلاب تجاربهم في تعلم الطباعة ثلاثية الأبعاد والتلدين وكانوا متحمسين للغاية. طرح الميسّر ستة أسئلة توجيهية لتشجيع الطلاب على التفكير والتأمل (الملحق 1). تتضمن الأمثلة مناقشة جوانب الأدوات التشريحية التي تُعزز التعلم، ودور التعاطف في التعامل مع هذه العينات. كان السؤال الأول في المقابلة: "كيف تصف تجربتك في دراسة علم التشريح باستخدام العينات المُعالجة بالبلاستيك والنسخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟". جميع الأسئلة مفتوحة، مما يسمح للمشاركين بالإجابة بحرية دون تحيز، ويُتيح اكتشاف بيانات جديدة والتغلب على التحديات باستخدام أدوات التعلم. لم يتلقَّ المشاركون أي تسجيل للتعليقات أو تحليل للنتائج. وقد ساهمت الطبيعة التطوعية للدراسة في تجنب تشبع البيانات. تم تسجيل المحادثة كاملةً لتحليلها.
تم تفريغ تسجيل جلسة النقاش المركزة (35 دقيقة) حرفيًا مع إخفاء هوية المشاركين (باستخدام أسماء مستعارة). بالإضافة إلى ذلك، جُمعت إجابات أسئلة الاستبيان المفتوحة. استُوردت نصوص جلسات النقاش المركزة وأسئلة الاستبيان إلى جدول بيانات مايكروسوفت إكسل (شركة مايكروسوفت، ريدموند، واشنطن) للتحقق من صحة البيانات وتجميعها، وذلك للبحث عن نتائج قابلة للمقارنة أو متسقة أو نتائج جديدة [41]. تم ذلك من خلال التحليل الموضوعي النظري [41، 42]. أُضيفت إجابات كل طالب إلى إجمالي عدد الإجابات، ما يعني أن التعليقات التي تحتوي على عدة جمل ستُعامل كجملة واحدة. أما الردود التي تحمل علامات "لا شيء" أو "لا توجد تعليقات" فسيتم تجاهلها. قام ثلاثة باحثين (باحثة حاصلة على درجة الدكتوراه، وباحثة حاصلة على درجة الماجستير، ومساعد حاصل على درجة البكالوريوس في الهندسة ولديه خبرة بحثية تتراوح بين سنة وثلاث سنوات في التعليم الطبي) بترميز البيانات غير المهيكلة بشكل استقرائي مستقل. استخدم ثلاثة مبرمجين لوحات رسم حقيقية لتصنيف الملاحظات اللاصقة بناءً على أوجه التشابه والاختلاف. عُقدت عدة جلسات لترتيب وتصنيف الرموز من خلال التعرف المنهجي والتكراري على الأنماط، حيث جُمعت الرموز لتحديد المواضيع الفرعية (خصائص محددة أو عامة مثل السمات الإيجابية والسلبية لأدوات التعلم) التي شكلت بدورها مواضيع شاملة [41]. وللوصول إلى توافق في الآراء، وافق باحثٌ ذكر (حاصل على درجة الدكتوراه) يتمتع بخبرة 15 عامًا في تدريس علم التشريح على المواضيع النهائية.
وفقًا لإعلان هلسنكي، قام مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة نانيانغ التكنولوجية (IRB) (2019-09-024) بتقييم بروتوكول الدراسة وحصل على الموافقات اللازمة. وقدّم المشاركون موافقة مستنيرة، وتم إبلاغهم بحقهم في الانسحاب من المشاركة في أي وقت.
قدّم ستة وتسعون طالبًا من طلاب السنة الأولى في كلية الطب موافقة مستنيرة كاملة، وبيانات ديموغرافية أساسية كالجنس والعمر، وأفادوا بعدم تلقّيهم أي تدريب رسمي سابق في علم التشريح. شملت المرحلة الأولى (القلب) 63 مشاركًا (33 رجلًا و30 امرأة)، بينما شملت المرحلة الثانية (تشريح الرقبة) 33 مشاركًا (18 رجلًا و15 امرأة). تراوحت أعمارهم بين 18 و21 عامًا (المتوسط ​​± الانحراف المعياري: 19.3 ± 0.9 عامًا). أجاب جميع الطلاب الستة والتسعون على الاستبيان (لم ينسحب أي طالب)، وشارك ثمانية طلاب في مجموعات نقاش مركزة. وردت 278 تعليقًا مفتوحًا حول الإيجابيات والسلبيات واحتياجات التحسين. لم تُلاحظ أي تناقضات بين البيانات المُحللة ونتائج الدراسة.
خلال مناقشات مجموعات التركيز وردود الاستبيان، برزت أربعة محاور رئيسية: الأصالة المتصورة، والفهم الأساسي والتعقيد، ومواقف الاحترام والرعاية، والتعددية الوسائطية، والقيادة (الشكل 2). وسيتم شرح كل موضوع بمزيد من التفصيل أدناه.
تستند المحاور الأربعة - الأصالة المتصورة، والفهم الأساسي والتعقيد، والاحترام والرعاية، وتفضيل وسائل التعلم - إلى تحليل موضوعي لأسئلة استبيان مفتوحة ومناقشات مجموعات التركيز. تمثل العناصر الموجودة في المربعين الأزرق والأصفر خصائص العينة المطلية ونموذج الطباعة ثلاثية الأبعاد، على التوالي. الطباعة ثلاثية الأبعاد = 3DP
رأى الطلاب أن العينات المُلدّنة كانت أكثر واقعية، بألوان طبيعية تُحاكي الجثث الحقيقية، وبتفاصيل تشريحية أدق من نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد. فعلى سبيل المثال، يكون اتجاه ألياف العضلات أكثر وضوحًا في العينات المُلدّنة مقارنةً بنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد. ويتضح هذا التباين في البيان أدناه.
"...مفصلة ودقيقة للغاية، كما لو كانت صادرة عن شخص حقيقي (مشارك في المجموعة C17؛ مراجعة حرة لعملية التلدين)."
لاحظ الطلاب أن أدوات الطباعة ثلاثية الأبعاد مفيدة لتعلم التشريح الأساسي وتقييم السمات المجهرية الرئيسية، بينما تُعدّ العينات المُلدّنة مثالية لتوسيع معارفهم وفهمهم للهياكل والمناطق التشريحية المعقدة. ورأى الطلاب أنه على الرغم من أن كلا الأداتين نسختان متطابقتان تمامًا، إلا أنهم يفتقدون معلومات قيّمة عند العمل بنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد مقارنةً بالعينات المُلدّنة. ويرد شرح ذلك في البيان أدناه.
"...كانت هناك بعض الصعوبات مثل ... تفاصيل صغيرة مثل الحفرة البيضاوية ... بشكل عام، يمكن استخدام نموذج ثلاثي الأبعاد للقلب ... بالنسبة للرقبة، ربما سأدرس نموذج التلدين بثقة أكبر (المشارك PA1؛ 3DP، مناقشة مجموعة التركيز").
"...يمكن رؤية الهياكل الكبيرة... بالتفصيل، تعد عينات الطباعة ثلاثية الأبعاد مفيدة لدراسة، على سبيل المثال، الهياكل الخشنة (و) الأشياء الأكبر حجمًا والتي يسهل التعرف عليها مثل العضلات والأعضاء... ربما (بالنسبة) للأشخاص الذين قد لا يتمكنون من الوصول إلى العينات المحفوظة بالبلاستيك (مشارك PA3؛ الطباعة ثلاثية الأبعاد، مناقشة مجموعة التركيز)".
أبدى الطلاب مزيدًا من الاحترام والاهتمام بالعينات المحفوظة بتقنية البلاستنة، لكنهم أعربوا أيضًا عن قلقهم إزاء احتمال تلفها نظرًا لهشاشتها وعدم مرونتها. في المقابل، أضاف الطلاب إلى خبرتهم العملية إدراكهم لإمكانية إعادة إنتاج نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد في حال تلفها.
"... كما أننا نميل إلى أن نكون أكثر حذرًا فيما يتعلق بأنماط التلدين (مشارك PA2؛ التلدين، مناقشة مجموعة التركيز)".
"...بالنسبة لعينات الحفظ بالبلاستيك، فهي أشبه بشيء تم حفظه لفترة طويلة. إذا ألحقت بها ضرراً... أعتقد أننا نعلم أنها تبدو كضرر أكثر خطورة لأن لها تاريخاً (مشارك في PA3؛ الحفظ بالبلاستيك، مناقشة مجموعة التركيز)."
"يمكن إنتاج النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد بسرعة وسهولة نسبياً... مما يجعل النماذج ثلاثية الأبعاد في متناول المزيد من الناس ويسهل التعلم دون الحاجة إلى مشاركة العينات (مساهم في I38؛ الطباعة ثلاثية الأبعاد، مراجعة نصية حرة)."
"...باستخدام النماذج ثلاثية الأبعاد، يمكننا اللعب قليلاً دون القلق كثيراً بشأن إتلافها، مثل إتلاف العينات... (مشارك في PA2؛ الطباعة ثلاثية الأبعاد، مناقشة مجموعة التركيز)."
بحسب الطلاب، فإن عدد العينات المُلدّنة محدود، والوصول إلى التراكيب العميقة صعبٌ بسبب صلابتها. أما بالنسبة للنموذج ثلاثي الأبعاد، فهم يأملون في تحسين التفاصيل التشريحية من خلال تخصيص النموذج لمناطق الاهتمام بهدف التعلم الفردي. وقد اتفق الطلاب على إمكانية استخدام كلٍّ من النماذج المُلدّنة والنماذج ثلاثية الأبعاد مع أدوات تعليمية أخرى، مثل طاولة أناتوماج، لتعزيز عملية التعلم.
"بعض الهياكل الداخلية العميقة غير مرئية بشكل جيد (المشارك C14؛ عملية التلدين، تعليق حر)."
"ربما تكون جداول التشريح وغيرها من الطرق إضافة مفيدة للغاية (العضو C14؛ التلدين، مراجعة نصية حرة)."
"من خلال التأكد من أن النماذج ثلاثية الأبعاد مفصلة بشكل جيد، يمكنك الحصول على نماذج منفصلة تركز على مناطق وجوانب مختلفة، مثل الأعصاب والأوعية الدموية (المشارك I26؛ 3DP، مراجعة نصية حرة)."
واقترح الطلاب أيضًا تضمين عرض توضيحي للمعلم لشرح كيفية استخدام النموذج بشكل صحيح، أو إرشادات إضافية حول صور العينات المشروحة لتسهيل الدراسة والفهم في ملاحظات المحاضرة، على الرغم من أنهم أقروا بأن الدراسة مصممة خصيصًا للدراسة الذاتية.
"...أُقدّر أسلوب البحث المستقل... ربما يمكن تقديم المزيد من التوجيهات في شكل شرائح مطبوعة أو بعض الملاحظات... (المشارك C02؛ تعليقات نصية حرة بشكل عام)."
"يمكن لخبراء المحتوى أو امتلاك أدوات بصرية إضافية مثل الرسوم المتحركة أو الفيديو أن يساعدنا على فهم بنية النماذج ثلاثية الأبعاد بشكل أفضل (العضو C38؛ مراجعات النصوص الحرة بشكل عام)."
طُلب من طلاب السنة الأولى في كلية الطب تقييم تجربتهم التعليمية وجودة العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد والمُلدّنة. وكما هو متوقع، وجد الطلاب أن العينات المُلدّنة أكثر واقعية ودقة من العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد. وقد أكدت دراسة أولية [7] هذه النتائج. ونظرًا لأن البيانات مأخوذة من جثث مُتبرع بها، فهي موثوقة. على الرغم من أن النموذج المطبوع ثلاثي الأبعاد المصنوع من البوليمر كان نسخة طبق الأصل بنسبة 1:1 لعينة مُلدّنة ذات خصائص مورفولوجية مماثلة [8]، إلا أنه اعتُبر أقل واقعية، خاصةً لدى الطلاب الذين لم تكن تفاصيل مثل حواف الحفرة البيضاوية واضحة في نموذج القلب المطبوع ثلاثي الأبعاد مقارنةً بالنموذج المُلدّن. قد يعود ذلك إلى جودة صورة الأشعة المقطعية، التي لا تسمح بتحديد الحدود بوضوح. لذلك، يصعب تقسيم هذه التراكيب في برامج التجزئة، مما يؤثر على عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد. وهذا قد يُثير شكوكًا حول استخدام أدوات الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يخشى الطلاب من فقدان معلومات مهمة إذا لم تُستخدم أدوات قياسية مثل العينات المُلدّنة. قد يجد الطلاب المهتمون بالتدريب الجراحي ضرورةً لاستخدام نماذج عملية [43]. وتتشابه النتائج الحالية مع دراسات سابقة وجدت أن النماذج البلاستيكية [44] وعينات الطباعة ثلاثية الأبعاد لا تتمتع بدقة العينات الحقيقية [45].
لتحسين إمكانية وصول الطلاب وبالتالي رضاهم، يجب مراعاة تكلفة الأدوات وتوافرها. تدعم النتائج استخدام نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد لاكتساب المعرفة التشريحية نظرًا لفعالية تصنيعها من حيث التكلفة [6، 21]. يتوافق هذا مع دراسة سابقة أظهرت أداءً موضوعيًا متقاربًا للنماذج البلاستيكية ونماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد [21]. رأى الطلاب أن نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر فائدة لدراسة المفاهيم التشريحية الأساسية والأعضاء والخصائص، بينما تُعد العينات البلاستيكية أكثر ملاءمة لدراسة التشريح المعقد. إضافةً إلى ذلك، دعا الطلاب إلى استخدام نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد جنبًا إلى جنب مع عينات الجثث الموجودة والتقنيات الحديثة لتحسين فهمهم للتشريح. تتعدد طرق تمثيل الجسم نفسه، مثل رسم خريطة تشريح القلب باستخدام الجثث والطباعة ثلاثية الأبعاد ومسح المرضى والنماذج ثلاثية الأبعاد الافتراضية. يتيح هذا النهج متعدد الوسائط للطلاب توضيح التشريح بطرق مختلفة، والتعبير عما تعلموه بطرق متنوعة، وإشراك الطلاب بطرق مختلفة [44]. أظهرت الأبحاث أن المواد التعليمية الأصلية، كأدوات التشريح، قد تُشكّل تحديًا لبعض الطلاب نظرًا للعبء المعرفي المرتبط بدراسة علم التشريح [46]. لذا، يُعدّ فهم تأثير هذا العبء المعرفي على تعلّم الطلاب، وتطبيق التقنيات لتقليله بهدف تهيئة بيئة تعليمية أفضل، أمرًا بالغ الأهمية [47، 48]. قبل تعريف الطلاب بأدوات التشريح، يُمكن أن تكون نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد وسيلةً فعّالةً لعرض الجوانب الأساسية والمهمة في علم التشريح، وذلك لتقليل العبء المعرفي وتعزيز التعلّم. إضافةً إلى ذلك، يُمكن للطلاب أخذ هذه النماذج إلى منازلهم لمراجعتها مع الكتب الدراسية ومواد المحاضرات، وتوسيع نطاق دراسة علم التشريح خارج المختبر [45]. مع ذلك، لم تُطبّق بعدُ ممارسة إزالة مكونات الطباعة ثلاثية الأبعاد في مؤسسة الباحث.
في هذه الدراسة، حظيت العينات المُعالجة بالبلاستيك باحترام أكبر من النماذج ثلاثية الأبعاد. تتوافق هذه النتيجة مع أبحاث سابقة تُشير إلى أن عينات الجثث، باعتبارها "المريض الأول"، تحظى بالاحترام والتعاطف، على عكس النماذج الاصطناعية [49]. يتميز النسيج البشري المُعالج بالبلاستيك بواقعيته وقربه من الواقع. يُتيح استخدام الجثث للطلاب تنمية مُثل إنسانية وأخلاقية [50]. إضافةً إلى ذلك، قد تتأثر تصورات الطلاب لأنماط المعالجة بالبلاستيك بمعرفتهم المُتنامية ببرامج التبرع بالجثث و/أو عملية المعالجة بالبلاستيك نفسها. تُحاكي عملية المعالجة بالبلاستيك الجثث المُتبرع بها، مما يُثير مشاعر التعاطف والإعجاب والامتنان لدى الطلاب تجاه المتبرعين [10، 51]. تُميز هذه الخصائص الممرضين ذوي النزعة الإنسانية، وإذا ما تم تنميتها، يُمكن أن تُساعدهم على التقدم مهنيًا من خلال تقدير المرضى والتعاطف معهم [25، 37]. يُشبه هذا أسلوب المُعلمين الصامتين الذين يستخدمون التشريح البشري الرطب [37، 52، 53]. بما أن العينات المستخدمة في عملية التلدين كانت مُتبرعًا بها من جثث، فقد نظر إليها الطلاب كمعلمين صامتين، مما أكسبهم احترامًا لهذه الأداة التعليمية الجديدة. ورغم علمهم بأن نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد تُصنع بواسطة آلات، إلا أنهم يستمتعون باستخدامها. تشعر كل مجموعة بالرعاية، ويتم التعامل مع النموذج بعناية للحفاظ على سلامته. قد يكون الطلاب على دراية بأن نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد تُصنع من بيانات المرضى لأغراض تعليمية. في مؤسسة المؤلف، قبل أن يبدأ الطلاب الدراسة الرسمية لعلم التشريح، تُقدم لهم دورة تمهيدية في تاريخ علم التشريح، وبعدها يُؤدون قسمًا. الهدف الرئيسي من هذا القسم هو غرس فهم القيم الإنسانية، واحترام الأدوات التشريحية، والمهنية في نفوس الطلاب. إن الجمع بين الأدوات التشريحية والالتزام يُساعد على غرس شعور بالرعاية والاحترام، وربما يُذكر الطلاب بمسؤولياتهم المستقبلية تجاه المرضى [54].
فيما يتعلق بالتحسينات المستقبلية لأدوات التعلم، أخذ طلاب مجموعتي التلدين والطباعة ثلاثية الأبعاد في الاعتبار الخوف من تلف البنية عند مشاركتهم وتعلمهم. ومع ذلك، برزت مخاوف بشأن تضرر بنية العينات المطلية خلال مناقشات مجموعات التركيز. وتؤكد دراسات سابقة على العينات الملدنة هذه الملاحظة [9، 10]. يُعدّ التعامل مع البنية، وخاصة نماذج الرقبة، ضروريًا لاستكشاف البنى العميقة وفهم العلاقات المكانية ثلاثية الأبعاد. يساعد استخدام المعلومات اللمسية والبصرية الطلاب على تكوين صورة ذهنية أكثر تفصيلًا وشمولًا للأجزاء التشريحية ثلاثية الأبعاد [55]. وقد أظهرت الدراسات أن التعامل اللمسي مع الأشياء المادية يمكن أن يقلل من العبء المعرفي ويؤدي إلى فهم أفضل للمعلومات واستيعابها [55]. وقد اقتُرح أن إضافة عينات ملدنة إلى نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن يُحسّن تفاعل الطلاب مع العينات دون الخوف من إتلاف بنيتها.