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La toma de decisiones clínicas es central en la formación de residencia en ortopedia, pero resulta difícil de enseñar utilizando las clases teóricas tradicionales, que enfatizan la transmisión de información por encima del razonamiento activo. Se ha propuesto el aprendizaje estructurado basado en casos (CBL) como una alternativa centrada en el aprendiz que se centra en el razonamiento diagnóstico, la planificación de gestión y la toma de decisiones bajo incertidumbre. Comparar la eficacia educativa del aprendizaje estructurado basado en casos frente a las conferencias teóricas tradicionales (TDL) para mejorar la toma de decisiones clínicas entre los residentes de cirugía ortopédica. Se llevó a cabo un estudio de cohorte multicéntrico y retrospectivo en cuatro programas de educación médica de posgrado en China. Se incluyeron un total de 120 residentes ortopédicos (CBL y TDL, n = 60). Ambos grupos completaron un plan de estudios de 8 semanas que abarcaba ocho temas ortopédicos de alto riesgo con tiempo y objetivos de instrucción equivalentes. La intervención de la CBL incorporó pre-trabajo invertido, divulgación progresiva del caso, nodos de decisión forzada y debriefing estructurado, mientras que el brazo de TDL utilizó clases magistrales basadas en diapositivas con periodos de preguntas y respuestas. El resultado principal fue una puntuación compuesta predefinida en la toma de decisiones clínicas derivada de estaciones de decisión estandarizadas de examen clínico estructurado objetivo (OSCE), una prueba de concordancia de guiones y métricas de tiempo para corregir la decisión. Los resultados secundarios incluyeron el rendimiento en el conocimiento, la idoneidad de la gestión, las puntuaciones de comunicación, la retención a las 8 semanas, la satisfacción del alumno, el compromiso y la carga cognitiva. Los evaluadores no se percibían ante el grupo de instrucción. Las características y el rendimiento basales fueron comparables entre los grupos. El grupo CBL logró puntuaciones compuestas significativamente más altas que el grupo TDL tras la intervención y a las 8 semanas de retención, con tamaños de efecto moderados. Los resultados secundarios, incluyendo el desempeño de la OSCE, el razonamiento bajo incertidumbre, la rapidez de la decisión, las puntuaciones de conocimiento, la idoneidad de la gestión y las calificaciones de comunicación, favorecieron consistentemente la CBL. La satisfacción del alumno fue mayor en el grupo CBL, mientras que la carga cognitiva y la asistencia fueron similares entre grupos. El aprendizaje estructurado basado en casos se asoció con un rendimiento educativo superior en comparación con las clases magistrales tradicionales entre los residentes de ortopedia, con ganancias duraderas en la toma de decisiones. Estos hallazgos apoyan la integración de discusiones estructuradas y centradas en la decisión en los planes de estudio didácticos de la residencia.