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Linee guida di apprendimento basate su progetti per studenti di scienze della salute: un'analisi con tecniche di data mining e qualitative

Published: December 9, 2022 doi: 10.3791/63601
Automatic Translation
1, 2, 3, 4
1Department of Health Sciences, University of Burgos, 2Department of Education Sciences, University of Burgos, 3Department of Geography, History and Communication, University of Burgos, 4Department of Philology, University of Burgos

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per l'analisi comportamentale di una metodologia di apprendimento basata su progetti per studenti di scienze della salute (20-56 anni). Il protocollo facilita il confronto delle prestazioni dei partecipanti nell'e-Learning rispetto al blended-Learning (b-Learning) attraverso uno strumento di monitoraggio. I risultati vengono analizzati utilizzando tecniche di Educational Data Mining e qualitative.

Abstract

I leader accademici di tutto il mondo stanno incoraggiando l'uso di metodologie attive nell'insegnamento, specialmente nell'istruzione superiore. La ragione di ciò è che i cambiamenti sociali stanno avvenendo a un ritmo sempre crescente e richiedono a studenti e insegnanti di sviluppare competenze digitali. Ciò è particolarmente significativo per i gradi di scienze della salute, in cui i futuri laureati devono avere efficaci capacità di risoluzione dei problemi. Per rispondere a questa sfida, l'uso di una metodologia di apprendimento basato su progetti (PBL), insieme a varie tecniche di monitoraggio basate sull'uso di Educational Data Mining (EDM) e metodi misti, fornirà agli insegnanti informazioni sull'efficacia della metodologia e guiderà l'implementazione di risposte educative personalizzate.

Questo studio fornisce un protocollo per l'applicazione della metodologia PBL nelle modalità di insegnamento e-Learning e blended-Learning (b-Learning) per gli studenti di scienze della salute che studiano terapia occupazionale nell'istruzione superiore. Inoltre, le tecniche statistiche per l'analisi della covarianza e dell'apprendimento non supervisionato consentono di rilevare differenze tra le due modalità di insegnamento, specificando così la loro efficacia in termini di una serie di variabili relative a modelli comportamentali, prestazioni e soddisfazione. La visualizzazione dei dati aiuta anche a comprendere gli aspetti qualitativi del processo di apprendimento. Questi dati aiuteranno gli insegnanti a produrre proposte più efficaci per l'implementazione della metodologia PBL basata sul contesto del processo di insegnamento-apprendimento. Pertanto, questo protocollo offre molte risorse e materiali per aiutare gli insegnanti a implementare la metodologia PBL nei metodi di insegnamento e-Learning e b-Learning.

Introduction

Caratteristiche della metodologia di apprendimento basata su progetti
Al giorno d'oggi, i professionisti di vari settori affrontano numerose sfide (tecniche, sociopolitiche ed economiche) derivanti dalla globalizzazione in una varietà di sfere, come l'ambiente1. Questi problemi influenzano la diffusione globale delle malattie, diminuendo così le risorse, aumentando la povertà e rendendo necessaria la responsabilità di creare società sostenibili1. Gli esperti sanitari hanno il potenziale e le competenze per garantire la vitalità delle comunità promuovendo strategie e tecniche di assistenza su larga scala, contribuendo al miglioramento della qualità della vita delle persone2. Le Nazioni Unite hanno sottolineato la necessità di affrontare queste sfide con la partecipazione attiva di tutti i paesi ai loro obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG) 1. Le attività degli operatori sanitari possono essere collegate a molti degli obiettivi proposti. Pertanto, coloro che formano gli studenti sanitari devono acquisire approcci pedagogici che aiutino gli studenti ad acquisire le competenze che consentiranno loro di affrontare queste nuove sfide 1,2.

Tra le varie metodologie pedagogiche esistenti, l'apprendimento basato su progetti (PBL)3 si distingue come metodologia che aiuta gli studenti a sviluppare le competenze di cui avranno bisogno per affrontare in modo sicuro ed efficace le sfide future delle loro professioni 3. PBL è un approccio pedagogico innovativo che supera i limiti delle metodologie tradizionali trasformando il processo di insegnamento-apprendimento per rendere gli studenti protagonisti del proprio apprendimento. Questo cambiamento aiuta gli studenti ad acquisire capacità di risoluzione dei problemi in contesti di vita reale4. PBL si basa sul docente che produce domande di ricerca5 che sono incluse in scenari pratici relativi alla disciplina. Gli studenti devono risolvere i problemi in gruppi collaborativi. L'obiettivo finale è l'acquisizione di conoscenze (concettuali, procedurali e attitudinali) attraverso il lavoro di gruppo nella risoluzione del compito o del problema6.

Questo approccio ha avuto origine nei campi dell'educazione e della psicologia costruttivista e, da quegli inizi, è stato adattato a diverse discipline6. Tuttavia, l'implementazione di questa metodologia può essere influenzata dalla mancanza di risorse e infrastrutture educative e, a causa di ciò, viene talvolta utilizzato un modello ibrido che combina l'insegnamento tradizionale con PBL 7,8. Tuttavia, questi modelli hanno mostrato limitazioni nell'esperienza di apprendimento1. Per questo motivo, è importante sviluppare protocolli pedagogici che guidino e facilitino l'uso e l'interpretazione di queste metodologie. Inoltre, negli ultimi anni, la metodologia PBL è stata implementata attraverso piattaforme di apprendimento virtuale - Learning Management Systems (LMS)9 - in quello che viene chiamato Online Project-Based Learning (OPBL)10.

Metodologia di apprendimento basata su progetti per studenti universitari nel campo delle scienze della salute
Il protocollo è importante per aiutare gli insegnanti ad applicare queste metodologie e interpretare i risultati derivanti dal processo di insegnamento e apprendimento9. Il protocollo può essere utilizzato dall'inizio della scuola all'istruzione superiore e può essere adattato alle diverse condizioni mentali, fisiche e socioeconomiche11. Il protocollo presentato si concentra sul lavoro con gli studenti universitari nelle scienze della salute. Il modello di insegnamento si basa sull'organizzazione dell'apprendimento attorno a progetti preparati dall'insegnante, che funge da stimolo iniziale, e da questo quadro, lo studente diventa l'obiettivo principale del proprio apprendimento11. L'approccio è un modo attivo, completo e costruttivo per gli studenti di acquisire competenze di base (concettuali, procedurali e attitudinali) che sono strettamente correlate alla loro futura pratica professionale 4,12.

I metodi di apprendimento sono combinati per stimolare l'acquisizione di competenze cognitive e metacognitive relative alle conoscenze concettuali e procedurali 4,13,14, che contribuiscono tutti a sviluppare il pensiero critico, una maggiore motivazione verso l'apprendimento e l'autonomia nel processo decisionale e nella risoluzione dei problemi 13 . Tuttavia, una delle chiavi per l'applicazione di successo di questa metodologia è che i progetti che l'insegnante prepara devono essere direttamente correlati alla pratica reale e agli studenti deve essere data autonomia nel modo in cui affrontano i problemi sulla base di linee guida iniziali minime 4,9. Ciò significa che gli insegnanti devono definire chiaramente gli strumenti per valutare le competenze degli studenti e fornire loro indicazioni sui criteri di valutazione che verranno utilizzati per modellare il PBL, nonché per valutare quanto bene viene eseguita la valutazione15,16. Inoltre, gli studenti traggono beneficio dalla collaborazione con i loro coetanei per imparare a discutere ed essere assertivi attraverso il dibattito, sviluppando così capacità di comunicazione e lavoro di squadra 4,16.

L'obiettivo principale per gli studenti universitari è quello di "imparare ad imparare" affrontando le sfide che il docente pone per facilitare l'acquisizione di queste competenze14 (che saranno successivamente implementate nella futura vita lavorativa degli studenti). I risultati dell'utilizzo di questa metodologia indicano che incoraggia l'autonomia nell'apprendimento e nella risoluzione di problemi pratici4. Un ulteriore vantaggio di questa metodologia è che è molto efficace nell'aiutare gli studenti ad acquisire competenze, in particolare nelle scienze della salute, nell'insegnamento online e nell'apprendimento misto (b-Learning)17,18,19. Ciò è diventato particolarmente importante a causa della pandemia di COVID-1920,21.

Gli elementi comuni di PBL possono essere riassunti come segue: (1) in primo luogo, i concetti relativi al progetto sono spiegati agli studenti (negli ambienti di insegnamento online, possono essere utilizzate esperienze di apprendimento capovolte); (2) il piano di progetto è definito e analizzato; (3) viene effettuata una revisione della teoria di supporto e viene elaborato un piano per aiutare a comprendere l'oggetto dello studio; (4) sono proposti obiettivi e domande per affrontare il problema; (5) vengono formulate le possibili soluzioni e vengono valutate le opzioni più praticabili; (6) tali soluzioni sono attuate; (7) i risultati sono comunicati; (8) viene condotta una riflessione critica, viene fornito un feedback e viene valutato il processo, compresa la proposta di nuove domande; e (9) il processo è terminato presentando il lavoro 4,6,13.

Va anche tenuto presente che non tutti gli studenti rispondono allo stesso modo a questo tipo di metodologia. Gli studenti che sono più attivamente coinvolti nel loro apprendimento, quelli che sono pensatori più critici e quelli che hanno migliori capacità di relazione interpersonale tendono a ottenere risultati migliori22. È anche possibile che gli studenti abituati alle metodologie di apprendimento tradizionali possano sentirsi frustrati. Questo è il motivo per cui agli studenti dovrebbero essere fornite regole di lavoro chiare e un calendario per l'attuazione delle fasi del progetto dall'inizio8. Come notato sopra, PBL è stato ampiamente utilizzato all'interno dei gradi di scienze della salute, e ci sono ampie prove a sostegno della letteratura 18,23,24. Tuttavia, sono stati identificati alcuni aspetti che potrebbero essere migliorati, che sono legati ai seminari sulle competenze cliniche e alla diffusione dell'esperienza nella comunità scientifica25,26.

Questa metodologia sembra avere risultati migliori per i diplomi con una percentuale maggiore di tirocini (ad esempio, infermieristica vs. medicina, terapia occupazionale versus psicologia o nutrizione)3. Inoltre, studi recenti hanno suggerito di implementare la metodologia PBL attraverso progetti di formazione congiunti tra diversi gradi per lavorare sull'interazione in contesti reali. L'obiettivo sarebbe l'acquisizione di competenze multidisciplinari e interdisciplinari27,28. Tuttavia, per implementare bene questo tipo di metodologia, il personale docente deve essere qualificato per implementarlo e gli studenti devono sviluppare un pensiero critico e divergente rispetto alla pratica clinica, specialmente nel caso delle scienze della salute 3,15,18,29.

Un altro aspetto importante dell'implementazione è la necessità di valutare la soddisfazione degli studenti con la formazione sulla metodologia PBL e analizzare le loro idee di miglioramento 19,30,31. Più specificamente, è stato riferito che gli studenti di terapia occupazionale hanno trovato questa metodologia essenziale per il loro apprendimento in quanto consente loro di imparare come risolvere problemi simili a quelli che dovranno affrontare nella loro vita professionale, il che migliora la loro motivazione31. Allo stesso modo, uno studio longitudinale iniziato nel 1993 - in cui è stato valutato un modello ibrido di PBL negli studenti di terapia occupazionale - ha dimostrato che gli studenti avevano opinioni molto positive sull'apprendimento di gruppo per la loro futura pratica professionale7. Un altro studio sugli studenti di terapia occupazionale ha riscontrato un alto grado di soddisfazione con la metodologia. Questo perché gli studenti pensano che questo modo di apprendere li aiuti ad acquisire conoscenze attraverso la pratica e consenta loro di rispondere in modo appropriato nel loro lavoro futuro13.

In sintesi, l'utilizzo della metodologia PBL nei corsi di scienze della salute è fondamentale per l'acquisizione di competenze professionali da parte degli studenti. Diversi studi hanno indicato i passi da seguire per dare priorità agli interventi e alla progettazione dei materiali per ottenere un apprendimento efficace e soddisfacente. Pertanto, è molto importante monitorare i processi di apprendimento degli studenti per rilevare problemi precoci o potenziali con l'apprendimento e affrontarli. Per il monitoraggio dovrebbero essere utilizzate tecniche di estrazione di dati educativi (EDM) e di analisi a metodi misti, i cui fondamenti essenziali sono discussi di seguito.

Tecniche di Data Mining didattico
Quando gli LMS vengono utilizzati in modelli didattici di e-Learning o b-Learning, viene generata una serie di registri o file di registro che acquisiscono ciascuna delle interazioni tra studenti e docenti. Questi registri sono la prova dei comportamenti di apprendimento e possono essere analizzati utilizzando tecniche EDM o Learning Analytics (LA)32. Queste tecniche consentono all'insegnante di imparare quale interazione tra studenti esiste, quanta interazione esiste e qual è la qualità dell'interazione33. In particolare, le tecniche EDM rendono più facile scoprire i modelli di comportamento di apprendimento degli studenti e le loro interazioni4. Le tecniche EDM possono essere utilizzate per studiare diversi profili35,36 (orientati verso gli studenti o orientati verso gli educatori).

L'obiettivo finale è quello di fornire feedback per l'istruzione, valutare la struttura del contenuto del corso, analizzare gli elementi che sono stati efficaci nei processi di apprendimento, classificare il tipo di studenti e identificare le esigenze per l'orientamento e il monitoraggio dell'apprendimento. Questo aiuta a determinare i modelli di apprendimento più comuni di ogni studente e la frequenza degli errori, che possono quindi essere utilizzati per personalizzare le risposte educative più appropriate. Una delle cose per cui le tecniche EDM possono essere utilizzate è il monitoraggio dei processi di apprendimento degli studenti per offrire un aiuto appropriato tramite tutoraggio. Le tecniche EDM comprendono tecniche di apprendimento supervisionato (tecniche di previsione o classificazione)37 e tecniche di apprendimento non supervisionato 36 (tecniche di clustering)38. L'utilizzo di tecniche EDM nei processi di insegnamento che includono metodologie di insegnamento attive, come PBL, ha dimostrato di essere molto efficace per studiare il comportamento individuale degli studenti e il comportamento degli studenti in gruppi collaborativi10.

L'applicazione di tecniche di analisi qualitativa assistita da computer
Negli ultimi due decenni, le tecniche quantitative e qualitative, o una combinazione delle due, sono state applicate nella ricerca in quelli che sono stati chiamati metodi misti39. L'uso di metodi misti per l'analisi dei dati è particolarmente utile quando si tratta di problemi complessi di analisi, come il monitoraggio dei comportamenti di apprendimento degli studenti. L'uso di questi metodi consente la trasformazione di dati qualitativi, come il feedback degli studenti da domande aperte in un sondaggio, in dati qualitativi e l'analisi dei dati con diverse tecniche di visualizzazione dei dati40. Una varietà di software di analisi qualitativa dei dati assistita da computer (o assistita) può essere utilizzata per facilitare la trasformazione e l'analisi dei dati41.

Un riepilogo della procedura per l'insegnamento attraverso la metodologia PBL, l'analisi dei comportamenti di apprendimento, l'uso di EDM e le tecniche di analisi qualitativa basate su computer è mostrato nella Figura 1.

Figure 1
Figura 1: Lavoro PBL e uso di EDM e tecniche di analisi qualitativa basate su computer. Raccolta ed elaborazione dati applicando tecniche EDM e text mining in ambienti didattici e-Learning e b-Learning. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; EDM = Educational Data Mining; DB = database; e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

In questo studio sono state poste tre domande di ricerca: RQ1: Ci sono differenze significative nei risultati di apprendimento e nella soddisfazione degli studenti di scienze della salute che studiano terapia occupazionale a seconda che la metodologia PBL sia implementata tramite e-Learning rispetto a b-Learning, considerando gli effetti delle conoscenze precedenti degli studenti? RQ2: I cluster di partecipanti trovati corrispondono ai risultati dell'apprendimento, ai comportamenti di apprendimento e alla soddisfazione percepita in funzione della modalità di insegnamento (e-Learning vs. b-Learning)? RQ3: I suggerimenti degli studenti per il miglioramento della metodologia PBL sono diversi a seconda della modalità di insegnamento, e-Learning rispetto al b-Learning?

Il seguente protocollo può essere utilizzato dagli insegnanti nel settore sanitario e può anche essere modificato per lavorare con gli studenti in altre aree di conoscenza.

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Protocol

Questo protocollo è stato eseguito in conformità con i regolamenti procedurali del Comitato di Bioetica dell'Università di Burgos (Spagna) numero IO 03/2022. Prima di partecipare, gli intervistati sono stati resi pienamente consapevoli degli obiettivi della ricerca e hanno fornito il loro consenso informato. Non hanno ricevuto alcun compenso finanziario per la loro partecipazione.

1. Reclutamento dei partecipanti

  1. Reclutare partecipanti adulti di età compresa tra 20 anni e 56 anni da due gruppi (studenti e insegnanti) nell'istruzione superiore, in particolare studenti universitari in terapia occupazionale.
    NOTA: La tabella 1 mostra l'elenco degli studenti disaggregati per modalità di insegnamento e per età e sesso. La metodologia PBL è stata utilizzata in due diversi periodi durante la pandemia di COVID-19: lo stato di emergenza con confinamento completo (l'insegnamento doveva avvenire tramite e-Learning a causa del confinamento totale) e lo stato di emergenza con confinamento parziale (solo gli studenti che sono risultati positivi al COVID-19 o che erano stati in contatto diretto con qualcuno risultato positivo sono stati confinati; in questo caso, b-Learning è stato applicato).

Tabella 1: Caratteristiche del campione. Caratteristiche del campione (età, sesso) in entrambi i gruppi (metodo di insegnamento e-Learning vs. metodo di insegnamento b-Learning). Abbreviazioni: e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche); M età = età media; Età SD = età di deviazione standard. Clicca qui per scaricare questa tabella.

2. Procedura sperimentale

  1. Sessione 1: Raccolta dei consensi e briefing dei partecipanti
    1. Raccogliere il consenso informato, i dati personali e le conoscenze di base.
    2. Durante la prima settimana di insegnamento, informare i tirocinanti sugli obiettivi dello studio e sulla raccolta, l'elaborazione e l'archiviazione dei dati. Se gli studenti accettano di partecipare, chiedi loro di firmare un modulo di consenso informato.
      NOTA: La partecipazione a questo studio è stata volontaria e non vi è stata alcuna compensazione finanziaria. Questo aspetto garantisce la motivazione verso l'esecuzione del compito libero da fattori di condizionamento economico.
  2. Sessione 2: Valutazione delle conoscenze pregresse degli studenti
    1. Durante la prima settimana di insegnamento, chiedi agli studenti di compilare un questionario sulla loro conoscenza preliminare dei concetti fondamentali della materia. Registrare le risposte alle domande chiuse in modo dicotomico o su una scala di tipo Likert da 1 a 5 (Tabella 2).
      NOTA: Il questionario di conoscenza preliminare contiene domande chiuse relative alla metodologia da applicare nella materia, che, in questo caso, include assistenti vocali personalizzati per segnalare gli eventi del corso, sistemi di feedback automatico orientati al processo, laboratori virtuali, esperienze in classe capovolte e PBL. Il questionario è stato applicato in forma anonima attraverso la piattaforma di apprendimento UBUVirtual, che è un ambiente Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) ed è stato compilato dagli studenti online. Il questionario in questo studio aveva un indice di affidabilità alfa di Cronbach di α = 0,88 per la scala complessiva e α = 0,87-0,89 per ciascuno degli elementi se l'elemento è stato rimosso. Il questionario include anche una domanda a risposta aperta sulla motivazione dello studente verso l'argomento.
  3. Sessione 3: Informare gli studenti sulla metodologia didattica basata sul progetto e sulle diverse risorse da utilizzare
    1. Fornire agli studenti una guida su come verrà consegnato PBL e rubriche per la valutazione del progetto e la presentazione del progetto.
    2. Informare gli studenti sulle risorse tecnologiche di apprendimento avanzate disponibili (assistenti vocali intelligenti, feedback personalizzati orientati al processo, laboratori virtuali, questionari con feedback sulla qualifica, esperienze in classe capovolte ed esperienze PBL).
      NOTA: Gli studenti hanno accesso a un documento che descrive in dettaglio la metodologia PBL (vedi Appendice 1 del materiale supplementare) e due rubriche per la realizzazione del progetto e la sua presentazione (vedi Appendice 2 del materiale supplementare).
      1. Assicurarsi che, nel gruppo e-Learning, gli studenti siano assistiti da un assistente vocale intelligente che li informi sugli eventi del corso.
      2. Nel gruppo b-Learning non utilizzare questa risorsa, ma chiedere ai partecipanti di realizzare il progetto in un laboratorio di simulazione fisica e non solo virtuale, come nel caso del gruppo e-learning.
  4. Sessione 4: Scelta del caso di studio
    1. Organizza gli studenti in gruppi da due a cinque partecipanti e chiedi a ciascun gruppo di scegliere tra una serie di casi pratici relativi a diversi disturbi dello sviluppo (fisici, psicologici o sensoriali) nei bambini di età compresa tra 0 e 6 anni.
      NOTA: I casi di studio includono dati della storia clinica (un esempio può essere trovato nell'appendice 3 del materiale supplementare).
  5. Sessione 5: Descrizione della portata dell'intervento progettuale
    1. Chiedi a ciascun gruppo di preparare un'introduzione che descriva il tipo di servizio in cui realizzeranno il loro progetto (possono scegliere tra un intervento nel campo della salute, dell'istruzione, dei gruppi di pazienti o dei servizi privati nell'ambito dell'assistenza precoce).
      NOTA: Gli studenti elaborano i lavori in modo creativo; alcuni esempi possono essere consultati nell'appendice 4 del materiale supplementare.
  6. Sessione 6: Descrizione dei professionisti che lavorano nell'area di intervento
    1. Chiedere a ciascun gruppo di descrivere il ruolo dei professionisti che interverranno, nonché la struttura relazionale che verrà applicata, incoraggiando il lavoro interdisciplinare.
  7. Sessione 7: Descrizione del caso di studio dell'intervento
    1. Chiedi a ciascun gruppo di descrivere le caratteristiche della patologia o del disturbo dello sviluppo.
  8. Sessione 8: Creazione del programma di intervento
    1. Chiedere a ciascun gruppo di preparare varie fasi all'interno del programma di intervento che affrontino i seguenti elementi: una valutazione iniziale dell'utente, gli indicatori di valutazione proposti in base ai risultati della valutazione iniziale, la procedura di intervento proposta per raggiungere lo sviluppo di abilità o comportamenti nei bambini, i materiali necessari per l'intervento, una proposta delle attività di generalizzazione, e un piano per il follow-up dell'intervento.
      1. Nei laboratori virtuali, chiedi all'insegnante di aiutare gli studenti del gruppo e-Learning.
        NOTA. Per un esempio dell'aiuto fornito agli studenti e-Learning nei laboratori virtuali, vedere Supplemental Material Appendice 5.
      2. Realizzare questa parte del progetto attraverso lezioni pratiche nel centro di simulazione per il gruppo b-Learning.
  9. Sessione 9: Produzione di un documento di progetto
    1. Chiedi a ciascun gruppo di fornire un documento che spieghi il progetto creato per il caso pratico scelto.
      NOTA: Il progetto viene valutato utilizzando la rubrica di valutazione dello sviluppo del progetto (vedere l'appendice 2 del materiale supplementare).
  10. Sessione 10: Presentazione del progetto
    1. Chiedi a ciascun gruppo di presentare il progetto sul caso pratico che hanno scelto.
      NOTA: La presentazione viene data ai loro compagni di classe e al professore.
    2. Valuta la presentazione. Eseguire la valutazione della presentazione in base alla rubrica di valutazione della presentazione (vedere Appendice 2 del materiale supplementare).
  11. Sessione 11: Follow-up del lavoro degli studenti
    1. Valutare l'interazione dei gruppi di studenti sulla piattaforma UBUVirtual tramite lo strumento software di monitoraggio del comportamento degli studenti41 , che consente di analizzare l'interazione degli studenti individualmente (Figura 2) e in gruppi (Figura 3).
    2. Per eseguire l'analisi di gruppo: Fare clic sull'icona Gruppo > Gruppo 01 > selezionare Tutti i registri >. Seleziona Componenti > Seleziona tutto che punta da Visual Analytics e quindi seleziona Mappa di calore. Ciò genererà una mappa di calore che consente di analizzare l'interazione individualmente, come mostrato nella Figura 2.
    3. Per eseguire la singola analisi: fare clic su Seleziona tutti > confronti. Selezionare Registri > componenti. Quindi, fai clic su Seleziona tutto che punta da Visual Analytics e seleziona Mappa di calore. Ciò genererà una mappa di calore che consente di analizzare l'interazione come gruppo, come mostrato nella Figura 3.
    4. Utilizzare lo strumento per determinare quali interazioni ogni studente ha individualmente (Figura 4) e all'interno di un gruppo (seguire i passaggi 2.11.2 e 2.11.3).
  12. Sessione 12: Valutazione della soddisfazione degli studenti con l'apprendimento basato su progetti
    1. Chiedi a ogni studente di completare un sondaggio di opinione sulla loro soddisfazione per il lavoro PBL alla fine del corso (Tabella 3).
      NOTA: Il sondaggio di soddisfazione PBL consiste in 17 domande a risposta chiusa misurate su una scala di tipo Likert da 1 a 5 e due domande a risposta aperta. L'indice di affidabilità alfa di Cronbach in questo studio era α = 0,89 per la scala complessiva e α = 0,88-0,91 per ogni elemento se l'elemento è stato rimosso.
  13. Sessione 13: Analisi dei dati
    1. Per la prima domanda (RQ1: Ci sono differenze significative nei risultati di apprendimento e nella soddisfazione degli studenti di scienze della salute che studiano terapia occupazionale a seconda che la metodologia PBL sia implementata tramite e-Learning rispetto a b-Learning, considerando gli effetti delle conoscenze precedenti degli studenti?), importare tutti i dati dal foglio di calcolo nel programma statistico, SPSS42 : elaborazione di PBL (LOEPBL), presentazione di PBL (LOEXPBL), risultati di apprendimento totali (LOT), ottenimento dell'accesso LMS (LMSA), soddisfazione degli studenti con l'insegnamento (SPBL), variabile indipendente (il tipo di modalità di e-Learning, cioè l'anno di implementazione dell'insegnamento, e la covariata (conoscenza preliminare).
      1. Fallo sia per i gruppi di modalità di insegnamento e-Learning rispetto a quelle b-Learning (durante il primo anno della pandemia COVID-19 con la didattica online) sia per il b-Learning (durante il secondo anno della pandemia COVID-19 con insegnamento misto, in parte in presenza e in parte online).
      2. Eseguire un ANCOVA con effetti fissi (modalità didattica: e-Learning vs. b-Learning) e covariati (conoscenze preliminari).
      3. Seleziona Analisi multivariata e includi le variabili dipendenti (LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA e SPBL), la variabile indipendente (il tipo di modalità di insegnamento per b-Learning) e la covariata (conoscenza preliminare).
      4. Stimare le medie marginali ed eseguire l'analisi ANCOVA premendo il pulsante OK .
    2. Per la seconda domanda (RQ2: I cluster di partecipanti trovati corrispondono ai risultati dell'apprendimento, ai comportamenti di apprendimento e alla soddisfazione percepita in funzione della modalità di insegnamento [e-Learning vs. b-Learning]?), eseguire i seguenti passaggi:
      1. Selezionare Means cluster analysis e quindi le variabili LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA e SPBL. Quindi, selezionare Appartenenza al cluster , quindi mettere in pausa leggermente, fare clic su Continuo e mettere di nuovo in pausa molto leggermente. Selezionare Centri cluster iniziali > tabella ANOVA > informazioni sul cluster per ogni caso. Quindi, seleziona Continua.
      2. Selezionare la tabella incrociata tra i dati trovati per l'appartenenza al cluster e i gruppi di modalità didattica e-Learning rispetto a quelli b-Learning. Per Row, selezionare la Variabile Year (il tipo di modalità e-Learning, ovvero l'anno di implementazione dell'insegnamento). Per Colonna, selezionare il numero di cluster del caso.
      3. Eseguire un'analisi cluster utilizzando il software di visualizzazione. Per fare ciò, importare i dati nel software di visualizzazione e selezionare Heat Map > Radviz. Implementare la visualizzazione dei cluster con le diverse variabili studiate rispetto al rapporto con la modalità didattica utilizzata.
        NOTA: per questa analisi è stato utilizzato il software gratuito di data mining43 (vedere la tabella dei materiali).
    3. Per la terza domanda (RQ3: I suggerimenti degli studenti per il miglioramento della metodologia PBL sono diversi a seconda della modalità di insegnamento, e-Learning vs b-Learning?), eseguire i seguenti passaggi.
      1. Eseguire un'analisi qualitativa delle risposte aperte trovate nella scala di soddisfazione PBL13 per i due gruppi di e-Learning rispetto a b-Learning utilizzando software di analisi qualitativa dei dati44. Importare nel software le risposte alle domande aperte ottenute sulla soddisfazione degli studenti con l'insegnamento (SPBL).
      2. Seleziona Categorizzare le risposte degli studenti nelle due modalità di insegnamento, e-Learning e b-Learning.
      3. Selezionare l'analisi del gruppo Documento (modalità di insegnamento: e-Learning vs. b-Learning).
      4. Selezionare Diagramma di Sankey.
      5. Esporta i risultati in un software per fogli di calcolo.
        NOTA: In primo luogo, le risposte alle domande aperte sono state classificate in ciascun gruppo di modalità di insegnamento (e-Learning vs. b-Learning) ed è stata eseguita un'analisi della frequenza delle risposte per gruppo e categorizzazione. I risultati sono stati visualizzati utilizzando un diagramma di Sankey. Questo è stato fatto utilizzando il software di analisi qualitativa dei dati44 (vedi la tabella dei materiali)

Tabella 2: Questionario sulle conoscenze preliminari13. Domande aperte e chiuse dal questionario di conoscenza preliminare. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Tabella 3: Scala di soddisfazione con PBL13. Domande aperte e chiuse dalla scala di soddisfazione PBL. Abbreviazione: PBL = apprendimento basato su progetti. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Figure 2
Figura 2: Analisi del comportamento di un singolo studente sulla piattaforma UBUVirtual. Mappa termica dei comportamenti svolti dallo studente sulla piattaforma di apprendimento virtuale. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Analisi di tutti i comportamenti degli studenti sulla piattaforma UBUVirtual. Analisi dei comportamenti di apprendimento eseguiti dagli studenti sulla piattaforma di apprendimento virtuale rispetto al completamento dei compiti. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Analisi del comportamento degli studenti in un gruppo sulla piattaforma UBUVirtual. Analisi dei comportamenti di apprendimento eseguiti dagli studenti in gruppi di lavoro sulla piattaforma di apprendimento virtuale rispetto al completamento dei compiti. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

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Representative Results

I 98 partecipanti reclutati per il presente studio erano studenti universitari di terapia occupazionale di età compresa tra 21 anni e 56 anni (Tabella 1). Il protocollo è stato testato per 2 anni accademici presso l'Università di Burgos. La consegna del protocollo è riassunta nella tabella 4.

Tabella 4: Sintesi dell'applicazione del protocollo per l'apprendimento basato su progetti per studenti universitari. Abbreviazione: LMS = Learning Management Systems. Clicca qui per scaricare questa tabella.

La prima domanda di ricerca (RQ1) era la seguente: ci sono differenze significative nei risultati di apprendimento e nella soddisfazione degli studenti di scienze della salute che studiano terapia occupazionale a seconda che la metodologia PBL sia implementata tramite e-Learning rispetto a b-Learning, considerando gli effetti delle conoscenze precedenti degli studenti?

Come mostra la Tabella 5 , ci sono state differenze significative nei punteggi di elaborazione (LOEPBL), con il punteggio più alto del gruppo e-Learning. Il gruppo b-Learning ha ottenuto punteggi più alti nella presentazione (LOEXPBL) e nell'accesso LMS (LMSA). Non sono state riscontrate differenze significative nei risultati totali di apprendimento (LOT) e non è stato riscontrato alcun effetto per la conoscenza precedente come covariata.

Tabella 5: ANCOVA di un fattore di effetti fissi (modalità di insegnamento, e-Learning vs. b-Learning), della covariata (livello di conoscenza preliminare) e del valore dell'effetto, η2. ANCOVA di un fattore di effetti fissi (modalità di insegnamento, e-Learning vs. b-Learning), la covariata (livello di conoscenza preliminare) e il valore dell'effetto, η2. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; LOEPBL = elaborazione di PBL; LOEXPBL = presentazione del PBL; LOT = risultati totali di apprendimento; LMS = Sistemi di gestione dell'apprendimento; LMSA = accesso LMS; SPBL = soddisfazione per PBL; e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche); M = media; SD = deviazione standard; ANCOVA = analisi della covarianza. Clicca qui per scaricare questa tabella.

La seconda domanda di ricerca (RQ2) era la seguente: i cluster di partecipanti trovati corrispondono ai risultati dell'apprendimento, ai comportamenti di apprendimento e alla soddisfazione percepita in funzione della modalità di insegnamento (e-Learning vs. b-Learning)?

Sono stati trovati due cluster in cui sono state rilevate differenze nelle diverse variabili, ma non è stato possibile stabilire che uno fosse superiore all'altro in tutte le variabili (Tabella 6).

Tabella 6: Centri cluster finali. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; LOEPBL = elaborazione di PBL; LOEXPBL = presentazione del PBL; LOT = risultati totali di apprendimento; LMS = Sistemi di gestione dell'apprendimento; LMSA = accesso LMS; SPBL = soddisfazione per PBL. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Successivamente, è stata predisposta una tabella trasversale tra i valori dei cluster di appartenenza assegnati a ciascun partecipante rispetto alla variabile modalità didattica (e-Learning vs. b-Learning) (Tabella 6) e la percentuale di appartenenza a ciascuno dei gruppi. È stato ottenuto un coefficiente di contingenza di C = 0,40, p < 0,001 (tabella 7).

Tabella 7: Tabulazione incrociata dei partecipanti per numero di cluster Abbreviazioni: e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche). Clicca qui per scaricare questa tabella.

Inoltre, è stato eseguito un ANOVA tra i cluster per le variabili di elaborazione (LOEPBL), presentazione (LOEXPBL), risultati totali di apprendimento (LOT), accesso LMS (LMSA) e soddisfazione degli studenti con l'insegnamento (SLPBL). Sono state riscontrate differenze significative nella presentazione (LOEXPBL, p = 0,03) e nell'accesso LMS (LMSA , p < 0,001) (vedere Tabella 8).

Tabella 8: Cluster ANOVA. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; LOEPBL = elaborazione di PBL; LOEXPBL = presentazione del PBL; LOT = risultati totali di apprendimento; LMS = Sistemi di gestione dell'apprendimento; LMSA = accesso LMS; SPBL = soddisfazione per PBL; df = gradi di libertà; ANOVA = analisi della varianza. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Un'analisi visiva dei cluster è stata eseguita mediante la tecnica k-means utilizzando il software di visualizzazione43, prendendo la modalità di insegnamento, e-Learning versus b-Learning, come variabile rispetto alle diverse variabili studiate: elaborazione (LOEPBL), presentazione (LOEXPBL), risultati totali di apprendimento (LOT), accesso al LMS (LMSA) e soddisfazione degli studenti con l'insegnamento (SPBL) (Figura 5).

Figure 5
Figura 5: Analisi cluster delle variabili LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA e SPBL rispetto alla variabile "Modalità di insegnamento, e-Learning versus b-Learning". Visualizzazione dei cluster trovati rispetto alle variabili LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA e SPBL. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; LOEPBL = elaborazione di PBL; LOEXPBL = presentazione del PBL; LOT = risultati totali di apprendimento; LMS = Sistemi di gestione dell'apprendimento; LMSA = accesso LMS; SPBL = soddisfazione per PBL; e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Successivamente, è stata costruita una mappa di calore per il comportamento delle variabili nei cluster. Una maggiore discriminazione è stata riscontrata nel cluster 1 (gli studenti inclusi in questo cluster avevano meno accesso alla piattaforma di apprendimento virtuale) e nel cluster 2 (gli studenti inclusi in questo cluster avevano più accesso alla piattaforma di apprendimento virtuale) nei comportamenti degli studenti sulla piattaforma di apprendimento virtuale (UBUVirtual è una piattaforma di apprendimento virtuale basata su Moodle) e nel tipo di insegnamento (e-Learning vs. b-Learning) (Figura 6).

Figure 6
Figura 6: Visualizzazione della mappa di calore dei cluster nelle variabili LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA e SPBL. Abbreviazioni: PBL = apprendimento basato su progetti; LOEPBL = elaborazione di PBL; LOEXPBL = presentazione del PBL; LOT = risultati totali di apprendimento; LMS = Sistemi di gestione dell'apprendimento; LMSA = accesso LMS; SPBL = soddisfazione per PBL. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

La terza domanda di ricerca (RQ3) era la seguente: i suggerimenti degli studenti per il miglioramento della metodologia PBL sono diversi a seconda della modalità didattica (e-Learning vs. b-Learning)?

Le risposte sono state classificate in due gruppi, i gruppi di e-Learning e i gruppi b-Learning, utilizzando il software di analisi qualitativadei dati 44. Le frequenze per codice di categorizzazione sono mostrate nella Tabella 9 e la Figura 7 mostra un'analisi delle risposte degli studenti nei due gruppi applicando un diagramma di Sankey.

Tabella 9: Analisi della frequenza delle risposte categorizzate degli studenti nei due gruppi di intervento (Gruppo 1, insegnamento e-Learning, e Gruppo 2, insegnamento b-Learning). Abbreviazioni: e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche). Clicca qui per scaricare questa tabella.

Figure 7
Figura 7: Diagramma di Sankey delle risposte categorizzate nei due gruppi di intervento (Gruppo 1, insegnamento e-Learning, e Gruppo 2, insegnamento b-Learning). Diagramma di Sankey delle risposte categorizzate nei due gruppi di intervento. Abbreviazioni: e-Learning = lezioni online; b-Learning = classi miste (lezioni online e fisiche). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

In che modo questi risultati indicano che i suggerimenti per il miglioramento dell'insegnamento erano diversi a seconda che l'insegnamento avvenisse tramite e-Learning o b-Learning? Gli studenti di entrambi i gruppi hanno convenuto che l'insegnamento era stato soddisfacente. Tuttavia, il gruppo b-Learning ha notato l'importanza di utilizzare il centro di simulazione e il loro desiderio di pratica reale con i bambini, aumentando così l'insegnamento nella pratica in classe. La modalità didattica utilizzata (e-Learning vs. b-Learning) ha portato a differenze nei risultati dell'applicazione della metodologia PBL.

Più specificamente, gli studenti del gruppo e-Learning hanno ottenuto punteggi più alti nell'esecuzione del progetto, mentre il gruppo b-Learning ha ottenuto punteggi più alti nella presentazione del progetto. C'è stato anche un maggiore accesso alla piattaforma virtuale nel gruppo b-Learning. Sono stati trovati due cluster, con il cluster 2 che mostra risultati migliori in tutte le variabili studiate tranne due (risultati di apprendimento totali, per i quali i risultati erano gli stessi tra i due gruppi, e soddisfazione per la metodologia di insegnamento, per la quale i risultati erano molto simili in entrambi i gruppi).

Allo stesso modo, nel gruppo e-Learning, l'82,6% degli studenti era nel cluster 1 e il 17,39% era nel cluster 2. Nel gruppo b-Learning, il 59,62% era nel cluster 2 e il 40,38% era nel cluster 1. Pertanto, si può concludere che la modalità didattica utilizzata sembra avere un effetto sui risultati di apprendimento degli studenti e sull'attività degli studenti nell'LMS, con il b-Learning che è più efficace dell'e-Learning nella presentazione del progetto e dell'attività degli studenti nell'LMS. Al contrario, l'e-Learning sembra essere più efficace per quanto riguarda la creazione del progetto. Tuttavia, la metodologia PBL è molto efficace in entrambi i casi poiché le medie dei risultati finali di apprendimento erano elevate in entrambi i gruppi con variabilità molto bassa (media e-Learning = 8,89, deviazione standard = 0,48; media b-Learning = 8,65, deviazione standard = 0,92). Inoltre, la soddisfazione è stata molto alta in entrambe le modalità, senza differenze significative tra i gruppi.

Questi risultati supportano la prima domanda di RQ1 e indicano le direzioni per la ricerca futura per esaminare questi aspetti in modo più approfondito. Le differenze sopra rilevate possono essere viste anche analizzando i dati qualitativi relativi alla soddisfazione degli studenti all'interno delle due modalità di insegnamento. È importante ricordare che l'e-Learning è stato erogato nel punto più critico dello stato di emergenza a causa del COVID-19, durante il quale non è stato possibile svolgere né l'insegnamento in presenza né quello misto. Le valutazioni degli studenti su come la metodologia PBL è stata implementata nella modalità online hanno mostrato che era molto soddisfacente, in quanto ha permesso loro di continuare la loro formazione in un modo vicino alla normalità e di metterla in relazione con la loro pratica professionale. Questo potrebbe essere il motivo per cui il gruppo e-Learning non ha fatto molti suggerimenti per miglioramenti. Al contrario, il gruppo b-Learning, che è stato insegnato durante il secondo anno della pandemia, ha ritenuto che la metodologia PBL impartita tramite l'LMS e nel centro di simulazione faccia a faccia fosse utile per la loro formazione. Tuttavia, questo gruppo ha suggerito molte altre idee per migliorare l'insegnamento, che si sono concentrati principalmente sull'aumento delle lezioni di persona, in particolare in termini di attività pratiche con utenti reali.

Materiale supplementare Appendice 1. Ciò include la tabella 1 e la tabella 2. (Tabella 1) Documento che include la relazione tra strategie metacognitive, sotto-strategie e le attività per svilupparle. L'apprendimento basato su progetti è descritto dallo stato attuale del campo. Inoltre, vengono presentate informazioni sulla relazione tra le fasi della PBL e lo sviluppo di diverse strategie metacognitive. Questo è un documento molto utile per gli insegnanti che vogliono applicare questa metodologia educativa. (Tabella 2) Rubrica per la valutazione del processo di risoluzione del progetto. Viene presentata una rubrica per monitorare il processo di sviluppo del progetto rispetto all'uso di diverse strategie metacognitive. Clicca qui per scaricare questo file.

Materiale supplementare Appendice 2: Ciò include la tabella 1 e la tabella 2. (Tabella 1) Rubrica per la valutazione della presentazione del PBL. Viene presentata una rubrica per la valutazione del processo di sviluppo del progetto rispetto alla presentazione e alla difesa del progetto. (Tabella 2) Rubrica per la valutazione dell'elaborazione del PBL. Viene presentata una rubrica per la valutazione del processo di sviluppo del progetto rispetto alla valutazione del progetto. Clicca qui per scaricare questo file.

Materiale supplementare Appendice 3: Un esempio di caso di studio. Clicca qui per scaricare questo file.

Materiale supplementare Appendice 4: Esempi di lavori prodotti dagli studenti. Clicca qui per scaricare questo file.

Materiale supplementare Appendice 5: Esempi dei laboratori virtuali sviluppati. Clicca qui per scaricare questo file.

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Discussion

Questo studio porta alla conclusione che la modalità di insegnamento (e-Learning vs. b-Learning) può influenzare i risultati in diversi elementi di PBL17,18. Negli studi futuri, questo aspetto sarà esplorato in modo più approfondito per vedere se lo stesso modello si trova con gli studenti di altri corsi (in particolare scienze della salute), poiché questo è l'argomento di questo protocollo. Al contrario, non sono state riscontrate differenze nei risultati totali di apprendimento o nella soddisfazione degli studenti con la metodologia di insegnamento. Ciò è in linea con i risultati di altri studi 4,13,14,15,18,29.

In sintesi, l'uso di una metodologia di insegnamento PBL ha dimostrato di essere efficace sia per i risultati di apprendimento degli studenti che per la loro motivazione all'apprendimento, il che è coerente con i risultati di altri studi 2,3,4. Tuttavia, gli studenti del gruppo b-Learning hanno espresso interesse per un maggiore insegnamento di persona. Questo aspetto supporta un uso ibrido della metodologia8. Allo stesso modo, gli studenti di entrambi i gruppi hanno apprezzato che questa metodologia li guida verso gli aspetti pratici della loro professione 4,13. È stato anche riscontrato che la situazione sociale in cui è stato impartito l'insegnamento ha influenzato la soddisfazione degli studenti e le riflessioni critiche sul loro apprendimento. L'apprendimento è stato più partecipativo nella seconda parte della pandemia, dove c'erano maggiori possibilità di apprendimento in presenza 4,14,15,18,29. Non tutti gli studenti hanno risposto allo stesso modo o sperimentato la stessa quantità di partecipazione22. Questo è un aspetto importante che deve essere considerato dagli insegnanti rispetto all'utilizzo di questa metodologia, e il supporto della metodologia richiede insegnanti con competenze digitali insieme all'uso di tecniche EDM 32,33,36 e l'analisi delle risposte aperte degli studenti utilizzando tecniche miste 39,40,41.

Infine, una limitazione di questo studio è legata alla metodologia PBL, che è stata utilizzata solo con gli studenti che studiano per una singola laurea-terapia occupazionale. La metodologia non è stata implementata con progetti didattici multi- o interdisciplinari31.

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Disclosures

Si allegano le autorizzazioni per la registrazione delle immagini e dei video presentati in questo lavoro.

Viene inoltre allegato un modello di assunzione pratica applicato nel lavoro con PBL (vedi Materiale supplementare Appendice 3: Un esempio di caso di studio). Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

Acknowledgments

Lo studio è stato condotto nell'ambito del progetto di ricerca "SmartLearnUni", finanziato dal Ministero spagnolo della Scienza e dell'Innovazione 2020 I+D+i Projects - RTI Type B. Riferimento: PID2020-117111RB-I00. Gli autori riconoscono anche con gratitudine la collaborazione degli studenti di scienze della salute presso l'Università di Burgos, in particolare gli studenti che studiano per i loro gradi di terapia occupazionale e infermieristica.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Atlas.ti v.9 Atlas.ti
Orange v. 3.30 Orange
SPSS v.24 SPSS
UBUVirtual UBU

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Sáiz-Manzanares, M. C., Alonso-Martínez, L., Calvo Rodríguez, A., Martin, C. Project-Based Learning Guidelines for Health Sciences Students: An Analysis with Data Mining and Qualitative Techniques. J. Vis. Exp. (190), e63601, doi:10.3791/63601 (2022).

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