Eficácia do Aprendizado Estruturado Baseado em Casos em Comparação com a Didática Tradicional no Aprimoramento da Tomada de Decisão Clínica entre Residentes Ortopédicos

Summary

O manuscrito descreve a aprendizagem baseada em casos estruturada (CBL) que produz ganhos moderados e duradouros na tomada de decisão dos residentes ortopédicos, melhorando a precisão, adequação, rapidez, conhecimento e comunicação. Os efeitos da CBL persistiram após ajuste para a habilidade e frequência da linha de base, apoiando a adoção de discussões de casos invertidas e estruturadas, nós de decisão explícitos e debriefings guiados como parte da didática da residência.

Abstract

A tomada de decisão clínica é central para o treinamento de residência ortopédica, mas é desafiadora de ensinar usando aulas didáticas tradicionais, que enfatizam a transmissão de informações em detrimento do raciocínio ativo. A aprendizagem baseada em casos estruturada (CBL) foi proposta como uma alternativa centrada no aluno, que foca no raciocínio diagnóstico, planejamento gerencial e tomada de decisão sob incerteza. Comparar a eficácia educacional da aprendizagem estruturada baseada em casos com as aulas didáticas tradicionais (TDL) no aprimoramento da tomada de decisão clínica entre residentes de cirurgia ortopédica. Um estudo de coorte retrospectivo multicêntrico foi realizado em quatro programas de pós-graduação em educação médica na China. Um total de 120 residentes ortopédicos foi incluído (CBL e TDL, n = 60). Ambos os grupos completaram um currículo de 8 semanas abrangendo oito tópicos ortopédicos de alto risco, com tempo instrucional e objetivos equivalentes. A intervenção da CBL incorporou pré-trabalho invertido, divulgação progressiva do caso, nós de decisão forçada e debriefing estruturado, enquanto o braço TDL usou aulas em slides com períodos de perguntas e respostas. O resultado primário foi uma pontuação composta pré-especificada de tomada de decisão clínica, derivada de estações de decisão de exame clínico estruturado e objetivo padronizado (OSCE), um Teste de Concordância de Script e métricas de tempo para corrigir a decisão. Os desfechos secundários incluíram desempenho do conhecimento, adequação da gestão, escores de comunicação, retenção em 8 semanas, satisfação do aprendiz, engajamento e carga cognitiva. Os avaliadores estavam cegos para o grupo instrucional. As características e o desempenho da linha de base foram comparáveis entre os grupos. O grupo CBL alcançou escores compostos significativamente mais altos em tomada de decisão do que o grupo TDL no pós-intervenção e na retenção de 8 semanas, com tamanhos de efeito moderados. Resultados secundários, incluindo desempenho na OSCE, raciocínio sob incerteza, velocidade de decisão, pontuações de conhecimento, adequação da gestão e avaliações de comunicação, favoreceram consistentemente a CBL. A satisfação dos alunos foi maior no grupo CBL, enquanto a carga cognitiva e a frequência foram semelhantes entre os grupos. A aprendizagem estruturada baseada em casos esteve associada a um desempenho educacional superior em comparação com as aulas tradicionais entre residentes ortopédicos, com ganhos duradouros na tomada de decisão. Esses achados apoiam a integração de discussões estruturadas e focadas na decisão nos currículos didáticos da residência.

Introduction

A tomada de decisão clínica está no cerne do treinamento de residência em ortopedia. Em qualquer noite de plantão, os residentes devem integrar históricos incompletos, achados físicos em evolução, imagens, dados laboratoriais e restrições do sistema em planos de manejo oportunos e defensáveis. Ao contrário da lembrança factual, tais julgamentos são contextuais e probabilísticos, moldados pela incerteza, pressão do tempo e variabilidade nos objetivos e perfis de risco dos pacientes. As aulas teóricas tradicionais baseadas em aula continuam sendo o formato instrucional dominante em muitos programas de residência porque transmitem de forma eficiente o conhecimento padronizado, alinhado com os planos de exame. No entanto, evidências acumuladas sugerem que a aprendizagem baseada em casos estruturada (LCB), especialmente em desenhos invertidos ou mistos, direciona mais diretamente os processos cognitivos subjacentes ao raciocínio clínico especializado e, portanto, pode ser mais adequada para desenvolver precisão diagnóstica, planejamento de manejo e comunicação sob incerteza¹. Na educação ortopédica, estudos iniciais indicam que envolver os residentes com casos realistas, divulgação progressiva de informações e compromisso forçado em pontos-chave de decisão podem complementar ou superar as aulas sobre resultados relevantes para a prática, incluindo aplicação do conhecimento e desempenho em^{exames 2}. A educação médica de pós-graduação tem se deslocado cada vez mais para abordagens centradas no aprendiz e baseadas em competências, que enfatizam o pensamento crítico e a tomada de decisões. A CBL situa a resolução de problemas dentro de cenários clínicos autênticos, ajudando a fazer a ponte entre a instrução teórica e a aplicação no mundo real. Embora a CBL seja amplamente adotada nos sistemas de treinamento ocidentais, muitos programas na China continental continuam a depender predominantemente de aulas didáticas. Esse contexto apresenta uma oportunidade para avaliar a eficácia da CBL em um sistema que está passando por transição para uma educação baseada em resultados. O presente estudo compara o CBL estruturado com o ensino tradicional baseado em palestras em vários hospitais universitários chineses, focando na aquisição de conhecimento dos residentes, na capacidade de resolução de problemas e na satisfação dos aprendizes.

As limitações do ensino baseado em palestras são bem documentadas na educação cirúrgica. Embora as aulas facilitem a cobertura e a padronização, elas posicionam os aprendizes principalmente como receptores passivos de informações e oferecem oportunidades limitadas para articular hipóteses, se comprometer com decisões gerenciais e receber feedback direcionado. Essas habilidades de raciocínio de ordem superior são essenciais para a prática ortopédica em departamentos de emergência, clínicas e salas de cirurgia. A variabilidade na exposição clínica complica ainda mais o treinamento, pois os residentes podem não encontrar uma mistura equilibrada de patologias ou pontos de decisão durante uma determinada rotação. A CBL estruturada aborda essas lacunas simulando deliberadamente cenários comuns e de alto risco, incentivando os aprendizes a justificar escolhas diagnósticas e terapêuticas, adaptar-se à evolução das informações e refletir sobre os resultados em um ambiente suportado que incentive o feedback e a^{iteração 1}. Evidências de que realocar o tempo didático para formatos interativos pode melhorar os resultados dos exames padronizados reforçam ainda mais essa mudança^{pedagógica 2}.

A pandemia de COVID-19 acelerou a reavaliação dos modelos educacionais tradicionais ao forçar a rápida adoção de formatos de aprendizagem virtual e híbrida. Programas ortopédicos ao redor do mundo experimentaram videoconferências síncronas, repositórios assíncronos e webinars nacionais, expondo tanto as limitações das aulas online passivas quanto o potencial das abordagens interativas ^3,4,5. Relatórios desse período descrevem redução da exposição cirúrgica, mas ampliação do acesso a conteúdos didáticos diversos, expertise de convidados e condições de colaboração entre instituições favoráveis ao bem elaborado CBL ^4,5. Desde então, muitos programas mantiveram portfólios mistos que combinam preparação pré-sessão concisa com discussões interativas de casos, simulação e fóruns assíncronos que exigem que os alunos se comprometam com decisões e participem de debriefing reflexivo. Paralelamente, a ortopedia viu o desenvolvimento de currículos curados e multi-institucionais que operacionalizam princípios invertidos e baseados em casos em larga escala. Programas nacionalmente compartilhados enfatizam o pensamento como um cirurgião ortopédico por meio de pré-trabalho padronizado e temas estruturados de discussão, demonstrando viabilidade e adaptabilidade à educação de residência ^6,7. Estudos em ortopedia e disciplinas relacionadas reforçam que a interatividade, o design intencional de casos e o alinhamento entre ensino e avaliação — e não apenas a plataforma de entrega — determinam^{a qualidade educacional} 8,9,10,11. Pesquisas sobre formatos online e virtuais baseados em casos mostram ganhos mensuráveis no raciocínio clínico em comparação com a instrução tradicional, especialmente quando os casos incorporam divulgação progressiva de informações, compromissos forçados e reflexão^estruturada 12,13,14,15,16 . A CBL também foi ampliada por meio de simulação e tecnologias imersivas, permitindo que os residentes ensaiem a tomada de decisão em cenários raros ou de alto risco, como traumas graves, dilemas éticos e iniciativas de melhoria de^qualidade 17,18,19,20,21,22 . Essas abordagens enfatizam escolhas e justificativa, em vez das habilidades psicomotoras sozinhas, alinhando-se às demandas cognitivas da prática ortopédica.

Meta-análises em educação médica e de saúde aliada reforçam ainda mais a generalização das vantagens do CBL em relação às aulas tradicionais, fortalecendo a justificativa para uma avaliação rigorosa em ambientes de residência^{ortopédica 23}. Repositórios compartilhados e rodadas colaborativas de casos emergiram como facilitadores práticos da CBL estruturada, ajudando a padronizar o acesso à prática de decisão apesar da variabilidade na exposição cirúrgica e no volume^clínico 24,25,26,27,28,29. Juntas, essas linhas convergentes de evidência motivam uma comparação focada entre a LCC estruturada e a didática tradicional para residentes ortopédicos, utilizando resultados alinhados com o trabalho clínico real. Além dos testes de conhecimento, a avaliação significativa deve abranger precisão diagnóstica, adequação e pontualidade das decisões de gestão, planejamento operacional e desempenho na comunicação. A CBL estruturada não tem como objetivo substituir as aulas, mas sim reequilibrar o tempo didático em atividades que refletem mais de perto a tomada de decisão clínica. As aulas podem fornecer estruturas conceituais concisas, enquanto a CBL desafia os residentes a aplicarem esses marcos em situações de incerteza, articular trade-offs e receber feedback. O presente estudo testa a hipótese de que um currículo CBL deliberadamente estruturado e alinhado à avaliação gera ganhos superiores na tomada de decisão clínica e comunicação em comparação com a instrução teórica que cobre conteúdo equivalente, informando assim o futuro desenho curricular na educação de residência^{ortopédica 30}.

Protocol

O protocolo obteve aprovação para este estudo educacional retrospectivo do conselho de revisão institucional/comitê de ética de cada centro de treinamento de pós-graduação em educação médica (PGME) participante. Conduzir todos os procedimentos de acordo com a Declaração de Helsinque e as regulamentações institucionais aplicáveis. Uma isenção de consentimento informado foi concedida aqui de acordo com os requisitos do conselho de revisão institucional para pesquisa educacional de risco mínimo. Garanta que a participação ou não não afete a avaliação acadêmica, as funções clínicas ou as decisões de promoção.

1. Desenho do estudo

1. Conduza um estudo de coorte retrospectivo multicêntrico em quatro centros de treinamento ortopédico PGME. Identifique participantes elegíveis que completaram sessões estruturadas de aprendizagem baseada em casos (CBL) ou palestras didáticas tradicionais (TDL) entre janeiro e dezembro de 2023 como parte do currículo padrão. Extrair dados de registros acadêmicos, de avaliação e de treinamento arquivados. Designe os participantes para o grupo CBL ou TDL com base no formato instrucional recebido durante o período de estudo.
2. Designe um investigador independente que não tenha participado do ensino, avaliação ou geração de registros para realizar a classificação de grupos e extração de dados. Garantir que ambos os grupos instrucionais tenham recebido tempo total de ensino equivalente e objetivos de aprendizagem idênticos. Defina a aquisição de conhecimento como o resultado primário e o pensamento crítico, a capacidade de resolução de problemas e a satisfação do aprendiz como resultados secundários.
3. Padrões de pesquisa
   1. Critérios de inclusão: Incluir residentes de cirurgia ortopédica nos anos de pós-graduação (PGY) 1 a 5 que estiveram ativamente inscritos em programas participantes durante o período de estudo. Exigir que os residentes tenham completado pelo menos 6 meses de serviço clínico prévio, participado de pelo menos 75% das sessões instrucionais agendadas e dado consentimento para gravação em vídeo durante as avaliações.
   2. Critérios de exclusão: Exclua os residentes que foram continuamente designados para rotações fora do serviço durante toda a janela de intervenção. Exclua residentes com licença planejada superior a 2 semanas consecutivas, participação prévia em um currículo formal de CBL em todo o programa que cobra temas idênticos nos 12 meses anteriores, ou recusa em fornecer consentimento.

2. Recrutamento e tamanho da amostra

1. Identificar os residentes elegíveis retrospectivamente a partir dos registros de treinamento institucional. Estratifice os participantes por local de treinamento e nível de pós-graduação. Inclua os residentes para os quais há dados acadêmicos, de avaliação e de frequência completos disponíveis. Confirme que tanto o CBL quanto o TDL foram formatos instrucionais estabelecidos em todos os locais participantes durante o período de estudo.
2. Inclua 120 residentes na análise final, com 60 residentes designados ao grupo CBL e 60 residentes designados ao grupo TDL. Realize uma avaliação de precisão post hoc baseada na variância observada para verificar se o tamanho da amostra disponível é suficiente para detectar um tamanho de efeito padronizado moderado entre os formatos instrucionais.

3. Intervenções

1. Ministrar ambos os braços instrucionais ao longo de um período de 8 semanas, utilizando os mesmos oito tópicos ortopédicos principais selecionados para frequência clínica, risco e complexidade de decisão. Aborde fratura intertrocantérica geriátrica, fratura do eixo femoral em politrauma, fratura tibial aberta com princípios de controle de danos, suspeita de síndrome compartimental, infecção da articulação periprótese, ruptura do ligamento cruzado anterior com lesão meniscal, doença óssea metastática com fratura iminente e síndrome da cauda equina.
2. Braço estruturado de aprendizagem baseada em casos
   1. Realize sessões semanais de CBL de 90 minutos por 8 semanas consecutivas. Distribua os residentes em pequenos grupos de 8 a 10 participantes. Forneça materiais pré-sessão que consistem em 20-30 minutos de micro-aulas, resumos de diretrizes e uma verificação de prontidão de 5 itens hospedada no sistema de gestão de aprendizagem.
   2. Apresente dois casos clínicos padronizados por sessão utilizando divulgação progressiva de informações, começando pelo histórico e avançando por meio de resultados de exames, imagens, dados laboratoriais e evolução clínica. Exigir que os residentes se comprometam com decisões diagnósticas e de manejo em nós de decisão pré-definidos, utilizando sondagem ou justificativa escrita. Incorpore andaimes de suporte à decisão, incluindo listas de verificação estruturadas, breves pausas em evidências e prompts que abordem vieses cognitivos comuns.
   3. Designe dois facilitadores professores treinados para cada sessão e exija que os facilitadores sigam um guia padronizado que delineia objetivos, sugestões e tempo. Realize um debriefing estruturado de 10 a 15 minutos após cada caso para alinhar o raciocínio dos residentes com os caminhos de especialistas, identificar pontos de inflexão de decisão e resumir heurísticas transferíveis.
   4. Monitore a fidelidade da intervenção designando um observador educacional em cada local para completar uma lista padronizada de 10 itens avaliando a adesão aos elementos exigidos do CBL.
3. Braço tradicional de palestras didáticas
   1. Realize aulas semanais ao vivo de 75 minutos, seguidas por um período de perguntas e respostas de 15 minutos por 8 semanas consecutivas. Ministrar palestras usando apresentações em slides preparadas por professores ortopédicos treinados com fellowship. Certifique-se de que as aulas abordem os mesmos objetivos de aprendizagem e domínios de conteúdo que o braço do CBL.
   2. Permitir a apresentação opcional de uma única vinheta ilustrativa de caso ao final de cada aula, sem divulgação progressiva, tomada de decisão forçada ou debriefing estruturado. Monitore a fidelidade usando uma lista de verificação padronizada que avalie a declaração de objetivos, cobertura de conteúdo, ritmo e a oferta de um período de perguntas.
4. Salvaguardas de contaminação
   1. Programe sessões de CBL e TDL em dias ou horários diferentes e designe equipes docentes distintas para cada braço instrucional. Restringa o acesso a materiais instrucionais usando plataformas protegidas por senha. Instrua os participantes a não compartilharem materiais entre grupos e acompanhe os registros de acesso ao sistema de gestão de aulas e aprendizagem.

4. Medidas de desfecho (Figura 1)

1. Desfecho das primárias
   1. Avalie o desempenho na tomada de decisão clínica após a intervenção e na retenção de 8 semanas usando uma pontuação composta pré-especificada. Combine desempenho em quatro estações de decisão de exame clínico objetivo estruturado (OSCE), um Teste de Concordância de Script de 30 itens e métricas de tempo para corrigir a decisão de vinhetas cronometradas. Padronize todas as pontuações dos componentes e calcule uma pontuação composta z-score como o principal critério.
2. Desfechos secundários
   1. Avalie o conhecimento usando um exame de múltipla escolha de 40 itens alinhado ao currículo instrucional. Avalie a adequação das decisões gerenciais usando avaliações de painéis de especialistas cegas. Meça o desempenho da comunicação durante encontros da OSCE usando uma rubrica global de avaliação de 9 itens. Avalie a retenção de todos os desfechos em 8 semanas. Colete a preparação, carga cognitiva e satisfação relatadas pelo aprendiz usando escalas validadas. Quantifique o engajamento usando taxas de frequência, pré-conclusão do trabalho e frequência de compromisso de decisão.

5. Procedimentos de medição e garantia de qualidade

1. Treine pacientes padronizados, tecnólogos de simulação e examinadores usando roteiros detalhados e sessões de calibração antes da coleta de dados. Examinadores cegos do OSCE, avaliadores do Teste de Concordância de Script e avaliadores de múltipla escolha para trabalhos em grupo instrucional.
2. Monitore a confiabilidade entre avaliadores usando coeficientes de correlação intraclasse e consistência interna usando o alfa de Cronbach. Use formulários de avaliação paralelos entre pontos de tempo e equilibre a dificuldade usando dados piloto.

6. Coleta e gestão de dados

1. Extraia dados demográficos, acadêmicos e de treinamento de referência retrospectivamente a partir de registros institucionais. Compile todos os dados dentro de um banco de dados REDCap seguro usando controles de acesso baseados em funções. Desidentifique todos os registros e atribua códigos de identificação específicos do estudo antes da análise. Revise gravações de vídeo apenas para fins de trilha sonora e fidelidade, de acordo com a aprovação ética.

7. Monitoramento de adesão e fidelidade

1. Amostre pelo menos 25% das sessões em cada local para avaliação de fidelidade. Classifique as sessões da CBL como aderentes se pelo menos 8 dos 10 itens da lista de verificação forem cumpridos. Classifique as sessões TDL como aderentes se pelo menos 4 dos 5 critérios da lista de verificação forem atendidos. Defina a adesão dos participantes como a presença em no mínimo 6 das 8 sessões e a conclusão de pelo menos 75% do trabalho prévio exigido, quando aplicável.

8. Análise estatística

1. Analise os resultados usando uma estrutura de intenção de tratar. Compare grupos usando modelos lineares de efeitos mistos incorporando termos de grupo, tempo e interação, com interceptações aleatórias para participantes e efeitos fixos para o nível de local e PGY. Ajuste as análises pós-intervenção e de retenção para os escores de referência. Modele os desfechos secundários usando métodos apropriados de efeitos mistos ou tempo até o evento. Lidar com dados ausentes usando análise completa de casos quando imputação mínima ou múltipla ao exceder limiares preespecificados.

9. Cronograma da implementação

1. Complete o treinamento do corpo docente, pilotagem de casos, calibração do examinador e avaliações de linha de base antes da entrega da intervenção. Realize intervenções instrucionais ao longo de 8 semanas. Realize avaliações imediatas após a intervenção na semana 9 e avaliações de retenção na semana 17. Realizar limpeza de dados, estimativa de confiabilidade e análise estatística cega posteriormente.

Results

Características básicas (Tabela 1)
Um total de 120 participantes foram designados a n=60 para o grupo CBL ou TDL. Os grupos estavam bem equilibrados entre variáveis demográficas e de treinamento. A idade média foi semelhante (CBL 29,0 ± 2,1 anos vs TDL 29,2 ± 2,0 anos; p=0,56), a distribuição sexual não diferiu (masculino: 70,00% vs 71,67%, p=0,84; mulheres: 30,00% vs 28,33%, p=0,84), os níveis de PGY foram quase idênticos, com cada braço representando 20,00% do PGY-1...

Discussion

Este estudo avaliou uma abordagem estruturada de aprendizagem baseada em casos (CBL) projetada para fortalecer a tomada de decisão clínica entre os residentes ortopédicos e a comparou com palestras didáticas tradicionais ministradas em tempo instrucional equivalente. Além dos resultados de desempenho comparativo, os achados esclarecem os mecanismos instrucionais pelos quais o CBL estruturado opera e delimitam como esse método pode ser implementado, adaptado e ampliado na educação médica ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Sistema de votação por nós de decisão	Enquete em Todo Lugar / Ferramenta LMS	N/A	Capturou escolhas comprometidas durante as sessões da CBL
Simuladores de alta fidelidade	Laerdal / CAE Healthcare	N/A	Usado em estações de decisão da OSCE e vinhetas cronometradas
Sistema de gerenciamento de dados REDCap	Vanderbilt	N/A	Coleta segura de dados, controle de acesso baseado em funções
Software estatístico	SPSS	N/A	Efeitos mistos lineares, modelos mistos generalizados, modelos de Cox