3डी प्रिंटेड मॉडल और प्लेटेड नमूनों के साथ छात्रों का अधिगम अनुभव: एक गुणात्मक विश्लेषण | बीएमसी मेडिकल एजुकेशन

पारंपरिक शव विच्छेदन का प्रचलन कम हो रहा है, जबकि प्लास्टिनेशन और 3डी प्रिंटेड (3डीपी) मॉडल पारंपरिक शरीर रचना विज्ञान शिक्षण विधियों के विकल्प के रूप में लोकप्रियता हासिल कर रहे हैं। इन नए उपकरणों की खूबियाँ और कमियाँ क्या हैं और ये विद्यार्थियों के शरीर रचना विज्ञान सीखने के अनुभव को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, जिसमें सम्मान, देखभाल और सहानुभूति जैसे मानवीय मूल्य शामिल हैं, यह अभी स्पष्ट नहीं है।
यादृच्छिक क्रॉस-ओवर अध्ययन के तुरंत बाद, 96 छात्रों को आमंत्रित किया गया। हृदय (चरण 1, n=63) और गर्दन (चरण 2, n=33) के शारीरिक रूप से प्लास्टिकीकृत और 3डी मॉडल का उपयोग करके सीखने के अनुभवों का पता लगाने के लिए एक व्यावहारिक डिज़ाइन का उपयोग किया गया। इन उपकरणों का उपयोग करके शरीर रचना विज्ञान सीखने के बारे में 278 मुक्त पाठ समीक्षाओं (ताकत, कमजोरियों और सुधार के क्षेत्रों का उल्लेख करते हुए) और फोकस समूहों (n=8) के शब्दशः प्रतिलेखों के आधार पर एक आगमनात्मक विषयगत विश्लेषण किया गया।
चार मुख्य विषयों की पहचान की गई: कथित प्रामाणिकता, मौलिक समझ और जटिलता, सम्मान और देखभाल का दृष्टिकोण, बहुविधता और नेतृत्व।
सामान्य तौर पर, छात्रों को लगा कि प्लास्टिनेटेड नमूने अधिक यथार्थवादी थे और इसलिए उन्हें 3डीपी मॉडल की तुलना में अधिक सम्मान और देखभाल का एहसास हुआ, जो उपयोग में आसान थे और बुनियादी शरीर रचना विज्ञान सीखने के लिए बेहतर उपयुक्त थे।
मानव शव परीक्षण 17वीं शताब्दी से चिकित्सा शिक्षा में एक मानक शिक्षण विधि रही है [1, 2]। हालांकि, सीमित उपलब्धता, शवों के रखरखाव की उच्च लागत [3, 4], शरीर रचना विज्ञान प्रशिक्षण समय में उल्लेखनीय कमी [1, 5] और तकनीकी प्रगति [3, 6] के कारण, पारंपरिक विच्छेदन विधियों का उपयोग करके पढ़ाए जाने वाले शरीर रचना विज्ञान के पाठों में गिरावट आ रही है। इससे प्लास्टिनेटेड मानव नमूनों और 3डी प्रिंटेड (3डीपी) मॉडलों जैसे नए शिक्षण विधियों और उपकरणों पर शोध करने की नई संभावनाएं खुलती हैं [6,7,8]।
इनमें से प्रत्येक उपकरण के अपने फायदे और नुकसान हैं। प्लेटेड नमूने सूखे, गंधहीन, यथार्थवादी और गैर-हानिकारक होते हैं [9,10,11], जो उन्हें छात्रों को शरीर रचना विज्ञान के अध्ययन और समझ में शामिल करने और पढ़ाने के लिए आदर्श बनाते हैं। हालांकि, वे कठोर और कम लचीले भी होते हैं [10, 12], इसलिए उन्हें संभालना और गहरी संरचनाओं तक पहुंचना अधिक कठिन माना जाता है [9]। लागत के मामले में, प्लास्टिकीकृत नमूने आमतौर पर 3DP मॉडल की तुलना में खरीदने और रखरखाव में अधिक महंगे होते हैं [6,7,8]। दूसरी ओर, 3DP मॉडल विभिन्न बनावट [7, 13] और रंगों [6, 14] की अनुमति देते हैं और विशिष्ट भागों को सौंपे जा सकते हैं, जो छात्रों को महत्वपूर्ण संरचनाओं को अधिक आसानी से पहचानने, अलग करने और याद रखने में मदद करता है, हालांकि यह प्लास्टिकीकृत नमूनों की तुलना में कम यथार्थवादी लगता है।
कई अध्ययनों में प्लास्टिकयुक्त नमूनों, 2डी छवियों, वेट सेक्शन, एनाटोमेज टेबल (एनाटोमेज इंक., सैन जोस, कैलिफोर्निया) और 3डीपी मॉडल जैसे विभिन्न प्रकार के शारीरिक उपकरणों के सीखने के परिणामों/प्रदर्शन की जांच की गई है [11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]। हालांकि, नियंत्रण और हस्तक्षेप समूहों में उपयोग किए गए प्रशिक्षण उपकरण के चुनाव के साथ-साथ विभिन्न शारीरिक क्षेत्रों के आधार पर परिणाम भिन्न थे [14, 22]। उदाहरण के लिए, वेट डिसेक्शन [11, 15] और ऑटोप्सी टेबल [20] के साथ संयोजन में उपयोग किए जाने पर, छात्रों ने प्लास्टिकयुक्त नमूनों के प्रति उच्चतर सीखने की संतुष्टि और सकारात्मक दृष्टिकोण की सूचना दी। इसी प्रकार, प्लास्टिनेशन पैटर्न का उपयोग छात्रों के वस्तुनिष्ठ ज्ञान के सकारात्मक परिणाम को दर्शाता है [23, 24]।
3DP मॉडल का उपयोग अक्सर पारंपरिक शिक्षण विधियों के पूरक के रूप में किया जाता है [14,17,21]। लोके एट अल. (2017) ने एक बाल रोग विशेषज्ञ में जन्मजात हृदय रोग को समझने के लिए 3DP मॉडल के उपयोग पर रिपोर्ट दी [18]। इस अध्ययन से पता चला कि 2D इमेजिंग समूह की तुलना में 3DP समूह में सीखने की संतुष्टि अधिक थी, फैलोट के टेट्राड की बेहतर समझ थी और रोगियों को प्रबंधित करने की क्षमता (आत्म-प्रभावकारिता) में सुधार हुआ था। 3DP मॉडल का उपयोग करके संवहनी वृक्ष की शारीरिक रचना और खोपड़ी की शारीरिक रचना का अध्ययन 2D छवियों के समान सीखने की संतुष्टि प्रदान करता है [16, 17]। इन अध्ययनों से पता चला है कि छात्र-अनुभूत सीखने की संतुष्टि के मामले में 3DP मॉडल 2D चित्रों से बेहतर हैं। हालाँकि, विशेष रूप से बहु-सामग्री 3DP मॉडल की प्लास्टिकीकृत नमूनों के साथ तुलना करने वाले अध्ययन सीमित हैं। मोगली एट अल. (2021) ने अपने 3डीपी हृदय और गर्दन मॉडल के साथ प्लास्टिनेशन मॉडल का उपयोग किया और नियंत्रण और प्रयोगात्मक समूहों के बीच ज्ञान में समान वृद्धि की सूचना दी [21]।
हालाँकि, इस बात को गहराई से समझने के लिए और अधिक प्रमाणों की आवश्यकता है कि छात्रों का अधिगम अनुभव शरीर रचना संबंधी उपकरणों और शरीर के विभिन्न भागों एवं अंगों के चयन पर क्यों निर्भर करता है [14, 22]। मानवतावादी मूल्य एक रोचक पहलू है जो इस धारणा को प्रभावित कर सकता है। यह उन छात्रों से अपेक्षित सम्मान, देखभाल, सहानुभूति और करुणा को संदर्भित करता है जो डॉक्टर बनना चाहते हैं [25, 26]। मानवतावादी मूल्यों को परंपरागत रूप से शव परीक्षण में शामिल किया जाता रहा है, क्योंकि छात्रों को दान किए गए शवों के प्रति सहानुभूति और देखभाल करना सिखाया जाता है, और इसलिए शरीर रचना विज्ञान के अध्ययन का हमेशा एक विशेष स्थान रहा है [27, 28]। हालाँकि, प्लास्टिकिंग और 3DP उपकरणों में इसका मापन शायद ही कभी किया जाता है। बंद-छोर वाले लिकर्ट सर्वेक्षण प्रश्नों के विपरीत, फोकस समूह चर्चा और खुले-छोर वाले सर्वेक्षण प्रश्नों जैसी गुणात्मक डेटा संग्रह विधियाँ प्रतिभागियों की यादृच्छिक क्रम में लिखी गई टिप्पणियों में अंतर्दृष्टि प्रदान करती हैं ताकि उनके अधिगम अनुभव पर नए अधिगम उपकरणों के प्रभाव को समझाया जा सके।
इसलिए इस शोध का उद्देश्य यह पता लगाना था कि जब छात्रों को शरीर रचना विज्ञान सीखने के लिए निर्धारित उपकरण (प्लास्टिनेशन) दिए जाते हैं, बनाम जब उन्हें शरीर रचना विज्ञान सीखने के लिए भौतिक 3डी प्रिंटेड चित्र दिए जाते हैं, तो वे शरीर रचना विज्ञान को किस प्रकार अलग-अलग तरीके से समझते हैं।
उपरोक्त प्रश्नों के उत्तर में, छात्रों को टीम की बातचीत और सहयोग के माध्यम से शारीरिक रचना संबंधी ज्ञान प्राप्त करने, संचित करने और साझा करने का अवसर मिलता है। यह अवधारणा रचनावादी सिद्धांत के अनुरूप है, जिसके अनुसार व्यक्ति या सामाजिक समूह सक्रिय रूप से अपना ज्ञान सृजित और साझा करते हैं [29]। इस प्रकार की अंतःक्रियाएँ (उदाहरण के लिए, सहपाठियों के बीच, छात्रों और शिक्षकों के बीच) अधिगम संतुष्टि को प्रभावित करती हैं [30, 31]। साथ ही, छात्रों के अधिगम अनुभव पर अधिगम की सुविधा, वातावरण, शिक्षण विधियों और पाठ्यक्रम सामग्री जैसे कारकों का भी प्रभाव पड़ता है [32]। परिणामस्वरूप, ये विशेषताएँ छात्रों के अधिगम और उनकी रुचि के विषयों पर उनकी निपुणता को प्रभावित कर सकती हैं [33, 34]। यह व्यावहारिक ज्ञानमीमांसा के सैद्धांतिक परिप्रेक्ष्य से संबंधित हो सकता है, जहाँ व्यक्तिगत अनुभव, बुद्धि और विश्वासों का प्रारंभिक संचय या निरूपण आगे की कार्यप्रणाली को निर्धारित कर सकता है [35]। व्यावहारिक दृष्टिकोण में साक्षात्कार और सर्वेक्षणों के माध्यम से जटिल विषयों और उनके क्रम की पहचान करने के लिए सावधानीपूर्वक योजना बनाई जाती है, जिसके बाद विषयगत विश्लेषण किया जाता है [36]।
शव के नमूनों को अक्सर मौन मार्गदर्शक माना जाता है, क्योंकि इन्हें विज्ञान और मानवता के लाभ के लिए महत्वपूर्ण उपहार के रूप में देखा जाता है, जो छात्रों को उनके दाताओं के प्रति सम्मान और कृतज्ञता की भावना से प्रेरित करता है [37, 38]। पिछले अध्ययनों में शव/प्लास्टिनेशन समूह और 3डीपी समूह के बीच समान या उच्चतर वस्तुनिष्ठ अंकों की रिपोर्ट की गई है [21, 39], लेकिन यह स्पष्ट नहीं था कि क्या दोनों समूहों के छात्रों का सीखने का अनुभव, जिसमें मानवीय मूल्य भी शामिल हैं, समान है। आगे के शोध के लिए, यह अध्ययन व्यावहारिकता के सिद्धांत [36] का उपयोग करते हुए 3डीपी मॉडल (रंग और बनावट) के सीखने के अनुभव और विशेषताओं की जांच करता है और छात्रों की प्रतिक्रिया के आधार पर उनकी तुलना प्लास्टिनेटेड नमूनों से करता है।
विद्यार्थियों की धारणाएँ शिक्षकों को शरीर रचना विज्ञान पढ़ाने के लिए उपयुक्त उपकरणों का चयन करने में मदद कर सकती हैं, जिससे यह पता चल सके कि शरीर रचना विज्ञान पढ़ाने के लिए क्या प्रभावी है और क्या नहीं। यह जानकारी शिक्षकों को विद्यार्थियों की पसंद को पहचानने और उनके सीखने के अनुभव को बेहतर बनाने के लिए उपयुक्त विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करने में भी सहायक हो सकती है।
इस गुणात्मक अध्ययन का उद्देश्य यह पता लगाना था कि छात्र 3DP मॉडल की तुलना में प्लास्टिकयुक्त हृदय और गर्दन के नमूनों का उपयोग करके सीखने के किस अनुभव को महत्वपूर्ण मानते हैं। मोगली एट अल द्वारा 2018 में किए गए एक प्रारंभिक अध्ययन के अनुसार, छात्रों ने प्लास्टिकयुक्त नमूनों को 3DP मॉडल की तुलना में अधिक यथार्थवादी माना [7]। तो चलिए मान लेते हैं:
चूंकि प्लास्टिनेशन वास्तविक शवों से बनाए गए थे, इसलिए छात्रों से यह अपेक्षा की गई थी कि वे प्रामाणिकता और मानवीय मूल्य के संदर्भ में 3डीपी मॉडल की तुलना में प्लास्टिनेशन को अधिक सकारात्मक रूप से देखेंगे।
यह गुणात्मक अध्ययन दो पिछले मात्रात्मक अध्ययनों [21, 40] से संबंधित है क्योंकि तीनों अध्ययनों में प्रस्तुत डेटा छात्रों के एक ही नमूने से एक साथ एकत्र किया गया था। पहले लेख में प्लास्टिनेशन और 3डी प्रिंटेड समूहों के बीच समान वस्तुनिष्ठ माप (परीक्षण अंक) दर्शाए गए थे [21], और दूसरे लेख में सीखने की संतुष्टि, आत्म-प्रभावकारिता, मानवीय मूल्यों और सीखने के माध्यमों की सीमाओं जैसे शैक्षिक निर्माणों को मापने के लिए एक मनोवैज्ञानिक रूप से मान्य उपकरण (चार कारक, 19 मद) विकसित करने के लिए कारक विश्लेषण का उपयोग किया गया था [40]। इस अध्ययन में प्लास्टिनेटेड नमूनों और 3डी प्रिंटेड मॉडलों का उपयोग करके शरीर रचना विज्ञान सीखते समय छात्रों के लिए क्या महत्वपूर्ण है, यह जानने के लिए उच्च-गुणवत्ता वाली खुली और केंद्रित समूह चर्चाओं का विश्लेषण किया गया। इस प्रकार, यह अध्ययन पिछले दो लेखों से शोध उद्देश्यों/प्रश्नों, डेटा और विश्लेषण विधियों के संदर्भ में भिन्न है ताकि प्लास्टिनेटेड नमूनों की तुलना में 3डी प्रिंटेड उपकरणों के उपयोग पर छात्रों की गुणात्मक प्रतिक्रिया (मुक्त पाठ टिप्पणियाँ और केंद्रित समूह चर्चा) की जानकारी प्राप्त की जा सके। इसका अर्थ है कि वर्तमान अध्ययन पिछले दो लेखों [21, 40] की तुलना में एक अलग शोध प्रश्न का समाधान करता है।
लेखक के संस्थान में, पांच वर्षीय बैचलर ऑफ मेडिसिन एंड बैचलर ऑफ सर्जरी (एमबीबीएस) कार्यक्रम के पहले दो वर्षों में कार्डियोपल्मोनरी, एंडोक्रिनोलॉजी, मस्कुलोस्केलेटल आदि जैसे सिस्टमैटिक पाठ्यक्रमों में एनाटॉमी को एकीकृत किया गया है। सामान्य एनाटॉमी अभ्यास में सहायता के लिए विच्छेदन या वेट डिसेक्शन नमूनों के स्थान पर अक्सर प्लास्टर किए गए नमूने, प्लास्टिक मॉडल, मेडिकल इमेज और वर्चुअल 3डी मॉडल का उपयोग किया जाता है। समूह अध्ययन सत्रों में पारंपरिक व्याख्यानों का स्थान लिया जाता है, जिनमें अर्जित ज्ञान के अनुप्रयोग पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। प्रत्येक सिस्टम मॉड्यूल के अंत में, एक ऑनलाइन फॉर्मेटिव एनाटॉमी अभ्यास परीक्षा देनी होती है जिसमें सामान्य एनाटॉमी, इमेजिंग और हिस्टोलॉजी को कवर करने वाले 20 व्यक्तिगत सर्वोत्तम उत्तर (एसबीए) शामिल होते हैं। प्रयोग के दौरान कुल पांच फॉर्मेटिव परीक्षाएं आयोजित की गईं (पहले वर्ष में तीन और दूसरे वर्ष में दो)। पहले और दूसरे वर्ष के लिए संयुक्त व्यापक लिखित मूल्यांकन में दो प्रश्नपत्र शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक में 120 एसबीए हैं। एनाटॉमी इन मूल्यांकनों का हिस्सा बन जाती है और मूल्यांकन योजना में शामिल किए जाने वाले एनाटॉमिकल प्रश्नों की संख्या निर्धारित की जाती है।
छात्र-से-नमूना अनुपात को बेहतर बनाने के उद्देश्य से, शरीर रचना विज्ञान के शिक्षण और अधिगम के लिए प्लास्टिनेटेड नमूनों पर आधारित आंतरिक 3डीपी मॉडल का अध्ययन किया गया। इससे प्लास्टिनेटेड नमूनों की तुलना में नए 3डीपी मॉडल के शैक्षिक महत्व को स्थापित करने का अवसर मिलता है, इससे पहले कि उन्हें औपचारिक रूप से शरीर रचना विज्ञान पाठ्यक्रम में शामिल किया जाए।
इस अध्ययन में, हृदय (एक संपूर्ण हृदय और एक अनुप्रस्थ काट) तथा सिर और गर्दन (एक संपूर्ण और एक मध्य-सैजिटल तल सिर-गर्दन) के प्लास्टिक मॉडल पर कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) स्कैन (64-स्लाइस सोमाटोम डेफिनिशन फ्लैश सीटी स्कैनर, सीमेंस हेल्थकेयर, एरलांगेन, जर्मनी) किया गया (चित्र 1)। डिजिटल इमेजिंग एंड कम्युनिकेशंस इन मेडिसिन (डीआईकॉम) छवियों को प्राप्त किया गया और मांसपेशियों, धमनियों, तंत्रिकाओं और हड्डियों जैसे प्रकारों के आधार पर संरचनात्मक विभाजन के लिए 3डी स्लाइसर (संस्करण 4.8.1 और 4.10.2, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल, बोस्टन, मैसाचुसेट्स) में लोड किया गया। खंडित फाइलों को नॉइज़ शेल्स को हटाने के लिए मैटेरियलाइज़ मैजिक्स (संस्करण 22, मैटेरियलाइज़ एनवी, ल्यूवेन, बेल्जियम) में लोड किया गया, और प्रिंट मॉडल को एसटीएल प्रारूप में सहेजा गया, जिन्हें बाद में 3डी शारीरिक मॉडल बनाने के लिए ऑब्जेक्ट 500 कॉनेक्स3 पॉलीजेट प्रिंटर (स्ट्रैटसिस, ईडन प्रेयरी, एमएन) में स्थानांतरित किया गया। फोटोपॉलीमराइजेबल रेजिन और पारदर्शी इलास्टोमर (वेरोयेलो, वेरोमैगेंटा और टैंगोप्लस) यूवी विकिरण की क्रिया के तहत परत दर परत कठोर हो जाते हैं, जिससे प्रत्येक शारीरिक संरचना को अपनी अलग बनावट और रंग मिलता है।
इस अध्ययन में प्रयुक्त शरीर रचना संबंधी अध्ययन उपकरण। बाएँ: गर्दन; दाएँ: प्लेटेड और 3डी प्रिंटेड हृदय।
इसके अतिरिक्त, संपूर्ण हृदय मॉडल से आरोही महाधमनी और कोरोनरी प्रणाली का चयन किया गया, और मॉडल से जोड़ने के लिए आधार ढाँचे (संस्करण 22, मैटेरियलाइज़ एनवी, ल्यूवेन, बेल्जियम) बनाए गए। मॉडल को थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन (टीपीयू) फिलामेंट का उपयोग करके रेज़3डी प्रो2 प्रिंटर (रेज़3डी टेक्नोलॉजीज, इरविन, कैलिफ़ोर्निया) पर प्रिंट किया गया। मॉडल की धमनियों को दिखाने के लिए, मुद्रित टीपीयू सहायक सामग्री को हटाना पड़ा और रक्त वाहिकाओं को लाल ऐक्रेलिक से रंगना पड़ा।
ली कोंग चियांग फैकल्टी ऑफ मेडिसिन के प्रथम वर्ष के बैचलर ऑफ मेडिसिन के छात्रों (n = 163, 94 पुरुष और 69 महिलाएं) को 2020-2021 शैक्षणिक वर्ष में इस अध्ययन में स्वैच्छिक रूप से भाग लेने के लिए ईमेल द्वारा आमंत्रण भेजा गया। यादृच्छिक क्रॉस-ओवर प्रयोग दो चरणों में किया गया, पहले चरण में हृदय पर चीरा लगाया गया और फिर गर्दन पर चीरा लगाया गया। अवशिष्ट प्रभावों को कम करने के लिए दोनों चरणों के बीच छह सप्ताह का अंतराल रखा गया। दोनों चरणों में, छात्रों को अध्ययन के विषयों और समूह कार्यों के बारे में कोई जानकारी नहीं दी गई। एक समूह में छह से अधिक व्यक्ति नहीं थे। पहले चरण में प्लास्टिनेटेड नमूने प्राप्त करने वाले छात्रों को दूसरे चरण में 3डीपी मॉडल दिए गए। प्रत्येक चरण में, दोनों समूहों को एक वरिष्ठ शिक्षक द्वारा 30 मिनट का परिचयात्मक व्याख्यान दिया गया, जिसके बाद दिए गए स्व-अध्ययन उपकरणों और हैंडआउट्स का उपयोग करके 50 मिनट का स्व-अध्ययन कराया गया।
गुणात्मक अनुसंधान को दिशा देने के लिए COREQ (Comprehensive Criteria for Qualitative Research Reporting) चेकलिस्ट का उपयोग किया जाता है।
छात्रों ने एक सर्वेक्षण के माध्यम से शोध शिक्षण सामग्री पर अपनी प्रतिक्रिया दी, जिसमें उनकी खूबियों, कमियों और विकास के अवसरों के बारे में तीन खुले प्रश्न शामिल थे। सभी 96 उत्तरदाताओं ने स्वतंत्र रूप से उत्तर दिए। इसके बाद आठ छात्र स्वयंसेवकों (n = 8) ने फोकस समूह में भाग लिया। साक्षात्कार एनाटॉमी प्रशिक्षण केंद्र (जहाँ प्रयोग किए गए थे) में आयोजित किए गए थे और अन्वेषक 4 (पीएच.डी.) द्वारा संचालित किए गए थे, जो एक पुरुष गैर-एनाटॉमी प्रशिक्षक थे और जिन्हें 10 वर्षों से अधिक का टीबीएल (TBL) सुविधा प्रदान करने का अनुभव था, लेकिन वे अध्ययन दल के प्रशिक्षण में शामिल नहीं थे। अध्ययन शुरू होने से पहले छात्रों को शोधकर्ताओं (और न ही शोध समूह) की व्यक्तिगत विशेषताओं के बारे में जानकारी नहीं थी, लेकिन सहमति पत्र ने उन्हें अध्ययन के उद्देश्य के बारे में सूचित किया। फोकस समूह में केवल शोधकर्ता 4 और छात्रों ने भाग लिया। शोधकर्ता ने छात्रों को फोकस समूह के बारे में बताया और उनसे पूछा कि क्या वे भाग लेना चाहेंगे। उन्होंने 3डी प्रिंटिंग और प्लास्टिनेशन सीखने के अपने अनुभव साझा किए और बहुत उत्साहित थे। सुविधाकर्ता ने छात्रों को आगे बढ़ने के लिए प्रोत्साहित करने हेतु छह मार्गदर्शक प्रश्न पूछे (पूरक सामग्री 1)। उदाहरणों में सीखने और अध्ययन को बढ़ावा देने वाले शारीरिक रचना संबंधी उपकरणों के पहलुओं पर चर्चा और ऐसे नमूनों के साथ काम करने में सहानुभूति की भूमिका शामिल है। साक्षात्कार का पहला प्रश्न था, "प्लास्टिनेटेड नमूनों और 3डी प्रिंटेड प्रतियों का उपयोग करके शरीर रचना विज्ञान का अध्ययन करने के अपने अनुभव का आप कैसे वर्णन करेंगे?" सभी प्रश्न खुले सिरे वाले थे, जिससे उपयोगकर्ता बिना किसी पूर्वाग्रह के स्वतंत्र रूप से प्रश्नों के उत्तर दे सकें, जिससे नए डेटा की खोज हो सके और सीखने के उपकरणों के माध्यम से चुनौतियों का सामना किया जा सके। प्रतिभागियों को टिप्पणियों या परिणामों के विश्लेषण की कोई रिकॉर्डिंग प्राप्त नहीं हुई। अध्ययन की स्वैच्छिक प्रकृति ने डेटा संतृप्ति से बचा लिया। विश्लेषण के लिए पूरी बातचीत को रिकॉर्ड किया गया।
फोकस समूह की रिकॉर्डिंग (35 मिनट) को शब्दशः लिखित रूप में दर्ज किया गया और व्यक्तिगत पहचान को हटाकर (छद्म नामों का उपयोग किया गया) प्रस्तुत किया गया। इसके अतिरिक्त, खुले सिरे वाले प्रश्नावली प्रश्न एकत्र किए गए। फोकस समूह के प्रतिलेखों और सर्वेक्षण प्रश्नों को डेटा त्रिकोणीकरण और एकत्रीकरण के लिए माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल स्प्रेडशीट (माइक्रोसॉफ्ट कॉर्पोरेशन, रेडमंड, वाशिंगटन) में आयात किया गया ताकि तुलनीय या सुसंगत परिणामों या नए परिणामों की जांच की जा सके [41]। यह सैद्धांतिक विषयगत विश्लेषण [41, 42] के माध्यम से किया जाता है। प्रत्येक छात्र के लिखित उत्तरों को कुल उत्तरों में जोड़ा जाता है। इसका अर्थ है कि एकाधिक वाक्यों वाली टिप्पणियों को एक ही माना जाएगा। शून्य, कोई नहीं या कोई टिप्पणी नहीं टैग वाले उत्तरों को अनदेखा किया जाएगा। तीन शोधकर्ताओं (एक पीएचडी धारक महिला शोधकर्ता, एक मास्टर डिग्री धारक महिला शोधकर्ता और इंजीनियरिंग में स्नातक डिग्री और चिकित्सा शिक्षा में 1-3 वर्ष के शोध अनुभव वाले एक पुरुष सहायक) ने स्वतंत्र रूप से असंरचित डेटा को आगमनात्मक रूप से एन्कोड किया। तीन प्रोग्रामर समानता और अंतर के आधार पर पोस्ट-इट नोट्स को वर्गीकृत करने के लिए वास्तविक ड्राइंग पैड का उपयोग करते हैं। व्यवस्थित और पुनरावृत्ति पैटर्न पहचान के माध्यम से कोडों को क्रमबद्ध और समूहीकृत करने के लिए कई सत्र आयोजित किए गए, जिसके तहत कोडों को उपविषयों (सीखने के उपकरणों के सकारात्मक और नकारात्मक गुणों जैसी विशिष्ट या सामान्य विशेषताओं) की पहचान करने के लिए समूहीकृत किया गया, जिससे व्यापक विषय बने [41]। आम सहमति तक पहुंचने के लिए, शरीर रचना विज्ञान पढ़ाने में 15 वर्षों के अनुभव वाले एक पुरुष शोधकर्ता (पीएच.डी.) ने अंतिम विषयों को मंजूरी दी।
हेलसिंकी घोषणा के अनुसार, नानयांग प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के संस्थागत समीक्षा बोर्ड (आईआरबी) (2019-09-024) ने अध्ययन प्रोटोकॉल का मूल्यांकन किया और आवश्यक अनुमोदन प्राप्त किए। प्रतिभागियों ने सूचित सहमति दी और उन्हें किसी भी समय भागीदारी से हटने के अपने अधिकार के बारे में सूचित किया गया।
96 प्रथम वर्ष के स्नातक चिकित्सा छात्रों ने पूर्ण सूचित सहमति प्रदान की, लिंग और आयु जैसी बुनियादी जनसांख्यिकीय जानकारी दी, और शरीर रचना विज्ञान में किसी भी पूर्व औपचारिक प्रशिक्षण की अनुपस्थिति की घोषणा की। चरण I (हृदय) और चरण II (गर्दन विच्छेदन) में क्रमशः 63 प्रतिभागी (33 पुरुष और 30 महिलाएं) और 33 प्रतिभागी (18 पुरुष और 15 महिलाएं) शामिल थे। उनकी आयु 18 से 21 वर्ष के बीच थी (औसत ± मानक विचलन: 19.3 ± 0.9)। सभी 96 छात्रों ने प्रश्नावली का उत्तर दिया (कोई भी छात्र अध्ययन बीच में नहीं छोड़ा), और 8 छात्रों ने फोकस समूहों में भाग लिया। लाभ, हानि और सुधार की आवश्यकता के बारे में 278 खुली टिप्पणियां प्राप्त हुईं। विश्लेषण किए गए आंकड़ों और निष्कर्षों की रिपोर्ट के बीच कोई विसंगति नहीं पाई गई।
फोकस समूह चर्चाओं और सर्वेक्षण प्रतिक्रियाओं के दौरान, चार विषय उभर कर सामने आए: कथित प्रामाणिकता, मूलभूत समझ और जटिलता, सम्मान और देखभाल का दृष्टिकोण, बहुआयामीता और नेतृत्व (चित्र 2)। प्रत्येक विषय का विस्तृत विवरण नीचे दिया गया है।
चार मुख्य विषय—अनुभूत प्रामाणिकता, मूलभूत समझ और जटिलता, सम्मान और देखभाल, और शिक्षण माध्यमों के प्रति प्राथमिकता—खुले सर्वेक्षण प्रश्नों और फोकस समूह चर्चाओं के विषयगत विश्लेषण पर आधारित हैं। नीले और पीले बॉक्स में दर्शाए गए तत्व क्रमशः प्लेटेड नमूने और 3डी मॉडल के गुणों को दर्शाते हैं। 3डी प्रिंटिंग = 3डी प्रिंटिंग
छात्रों का मानना ​​था कि प्लास्टिनेटेड नमूने अधिक यथार्थवादी थे, उनमें प्राकृतिक रंग थे जो वास्तविक शवों के अधिक सटीक थे, और उनमें 3DP मॉडल की तुलना में अधिक सूक्ष्म शारीरिक संरचना के विवरण थे। उदाहरण के लिए, 3DP मॉडल की तुलना में प्लास्टिनेटेड नमूनों में मांसपेशी तंतुओं का विन्यास अधिक स्पष्ट था। यह अंतर नीचे दिए गए कथन में दर्शाया गया है।
"...बहुत विस्तृत और सटीक, जैसे किसी वास्तविक व्यक्ति द्वारा किया गया हो (C17 प्रतिभागी; मुक्त-रूप प्लास्टिनेशन समीक्षा)।"
छात्रों ने पाया कि 3डीपी उपकरण बुनियादी शरीर रचना विज्ञान सीखने और प्रमुख स्थूल विशेषताओं का आकलन करने के लिए उपयोगी थे, जबकि प्लास्टिकीकृत नमूने जटिल शारीरिक संरचनाओं और क्षेत्रों के बारे में उनके ज्ञान और समझ को और अधिक बढ़ाने के लिए आदर्श थे। छात्रों ने महसूस किया कि यद्यपि दोनों उपकरण एक-दूसरे की सटीक प्रतिकृतियां थे, फिर भी प्लास्टिकीकृत नमूनों की तुलना में 3डीपी मॉडल के साथ काम करते समय उन्हें कुछ महत्वपूर्ण जानकारी नहीं मिल पा रही थी। इसका स्पष्टीकरण नीचे दिए गए कथन में दिया गया है।
“…कुछ कठिनाइयाँ थीं जैसे… फोसा ओवेल जैसे छोटे विवरण… सामान्य तौर पर हृदय के 3डी मॉडल का उपयोग किया जा सकता है… गर्दन के लिए, शायद मैं प्लास्टिनेशन मॉडल का अधिक आत्मविश्वास से अध्ययन करूँगा (प्रतिभागी PA1; 3DP, फोकस समूह चर्चा)।
“…स्थूल संरचनाओं को विस्तार से देखा जा सकता है… 3DP नमूने, उदाहरण के लिए, स्थूल संरचनाओं (और) मांसपेशियों और अंगों जैसी बड़ी, आसानी से पहचानी जाने वाली चीजों के अध्ययन के लिए उपयोगी हैं… शायद उन लोगों के लिए जिनके पास प्लास्टिनेटेड नमूनों तक पहुंच नहीं है (PA3 प्रतिभागी; 3DP, फोकस समूह चर्चा)”।
छात्रों ने प्लास्टिनेटेड नमूनों के प्रति अधिक सम्मान और चिंता व्यक्त की, लेकिन साथ ही इसकी नाजुकता और लचीलेपन की कमी के कारण संरचना के नष्ट होने को लेकर भी चिंतित थे। इसके विपरीत, छात्रों ने यह जानकर अपने व्यावहारिक अनुभव में वृद्धि की कि क्षतिग्रस्त होने पर 3डीपी मॉडल को पुन: निर्मित किया जा सकता है।
"...हम प्लास्टिनेशन पैटर्न के प्रति भी अधिक सतर्क रहते हैं (पीए2 प्रतिभागी; प्लास्टिनेशन, फोकस समूह चर्चा)"।
“…प्लास्टिनेशन नमूनों के लिए, यह ऐसा है जैसे… कोई ऐसी चीज़ जिसे लंबे समय तक संरक्षित रखा गया हो। अगर मैं इसे नुकसान पहुंचाता हूँ… मुझे लगता है कि हम जानते हैं कि यह अधिक गंभीर क्षति जैसा दिखता है क्योंकि इसका एक इतिहास है (PA3 प्रतिभागी; प्लास्टिनेशन, फोकस समूह चर्चा)।”
"3डी प्रिंटेड मॉडल अपेक्षाकृत जल्दी और आसानी से तैयार किए जा सकते हैं... जिससे 3डी मॉडल अधिक लोगों के लिए सुलभ हो जाते हैं और नमूने साझा किए बिना सीखने की प्रक्रिया आसान हो जाती है (I38 योगदानकर्ता; 3DP, मुक्त पाठ समीक्षा)।"
“…3डी मॉडल के साथ हम उन्हें नुकसान पहुंचाने की ज्यादा चिंता किए बिना थोड़ा बहुत प्रयोग कर सकते हैं, जैसे कि नमूनों को नुकसान पहुंचाना… (पीए2 प्रतिभागी; 3डीपी, फोकस समूह चर्चा)।”
छात्रों के अनुसार, प्लास्टिनेटेड नमूनों की संख्या सीमित है और उनकी कठोरता के कारण आंतरिक संरचनाओं तक पहुंचना मुश्किल है। 3डीपी मॉडल के लिए, वे व्यक्तिगत शिक्षण के लिए रुचि के क्षेत्रों के अनुसार मॉडल को अनुकूलित करके शारीरिक विवरणों को और अधिक परिष्कृत करने की उम्मीद करते हैं। छात्रों ने सहमति व्यक्त की कि प्लास्टिनेटेड और 3डीपी दोनों मॉडल को एनाटोमेज टेबल जैसे अन्य प्रकार के शिक्षण उपकरणों के साथ मिलाकर सीखने को बेहतर बनाया जा सकता है।
"कुछ गहरी आंतरिक संरचनाएं ठीक से दिखाई नहीं दे रही हैं (प्रतिभागी C14; प्लास्टिनेशन, मुक्त-रूप टिप्पणी)।"
"शायद शव परीक्षण सारणी और अन्य विधियाँ एक बहुत ही उपयोगी अतिरिक्त होंगी (सदस्य C14; प्लास्टिनेशन, मुक्त पाठ समीक्षा)।"
"यह सुनिश्चित करके कि 3डी मॉडल अच्छी तरह से विस्तृत हैं, आप अलग-अलग क्षेत्रों और अलग-अलग पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करने वाले अलग-अलग मॉडल बना सकते हैं, जैसे कि नसें और रक्त वाहिकाएं (प्रतिभागी I26; 3डीपी, मुक्त पाठ समीक्षा)।"
छात्रों ने यह भी सुझाव दिया कि शिक्षक द्वारा मॉडल का सही ढंग से उपयोग करने का तरीका समझाने के लिए एक प्रदर्शन शामिल किया जाए, या अध्ययन और समझ को सुविधाजनक बनाने के लिए व्याख्यान नोट्स में एनोटेटेड नमूना छवियों पर अतिरिक्त मार्गदर्शन दिया जाए, हालांकि उन्होंने स्वीकार किया कि यह अध्ययन विशेष रूप से स्व-अध्ययन के लिए डिज़ाइन किया गया था।
“…मैं शोध की स्वतंत्र शैली की सराहना करता हूँ…शायद मुद्रित स्लाइड या कुछ नोट्स के रूप में अधिक मार्गदर्शन प्रदान किया जा सकता है…(प्रतिभागी C02; सामान्य रूप से मुक्त पाठ टिप्पणियाँ)।”
"कंटेंट एक्सपर्ट्स या एनिमेशन या वीडियो जैसे अतिरिक्त विजुअल टूल्स हमें 3D मॉडल्स की संरचना को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकते हैं (सदस्य C38; सामान्य तौर पर फ्री टेक्स्ट रिव्यू)।"
प्रथम वर्ष के मेडिकल छात्रों से उनके सीखने के अनुभव और 3D प्रिंटेड और प्लास्टिसाइज्ड नमूनों की गुणवत्ता के बारे में पूछा गया। उम्मीद के मुताबिक, छात्रों ने प्लास्टिसाइज्ड नमूनों को 3D प्रिंटेड नमूनों की तुलना में अधिक यथार्थवादी और सटीक पाया। इन परिणामों की पुष्टि एक प्रारंभिक अध्ययन [7] द्वारा की गई है। चूंकि ये रिकॉर्ड दान किए गए शवों से बनाए गए हैं, इसलिए ये प्रामाणिक हैं। हालांकि यह समान आकारिकी विशेषताओं वाले प्लास्टिसाइज्ड नमूने की 1:1 प्रतिकृति थी [8], पॉलिमर-आधारित 3D प्रिंटेड मॉडल को कम यथार्थवादी माना गया, खासकर उन छात्रों में जिनमें प्लास्टिसाइज्ड मॉडल की तुलना में हृदय के 3D मॉडल में अंडाकार फोसा के किनारों जैसे विवरण स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं दे रहे थे। इसका कारण CT इमेज की गुणवत्ता हो सकती है, जो सीमाओं का स्पष्ट सीमांकन करने की अनुमति नहीं देती है। इसलिए, सेगमेंटेशन सॉफ्टवेयर में ऐसी संरचनाओं को सेगमेंट करना मुश्किल है, जो 3D प्रिंटिंग प्रक्रिया को प्रभावित करता है। इससे 3D उपकरणों के उपयोग पर संदेह पैदा हो सकता है क्योंकि यह आशंका है कि यदि प्लास्टिसाइज्ड नमूनों जैसे मानक उपकरणों का उपयोग नहीं किया जाता है तो महत्वपूर्ण ज्ञान खो जाएगा। शल्य चिकित्सा प्रशिक्षण में रुचि रखने वाले छात्रों को व्यावहारिक मॉडल का उपयोग करना आवश्यक लग सकता है [43]। वर्तमान परिणाम पिछले अध्ययनों के समान हैं जिनमें पाया गया कि प्लास्टिक मॉडल [44] और 3डीपी नमूनों में वास्तविक नमूनों की सटीकता नहीं होती है [45]।
छात्रों की पहुंच और परिणामस्वरूप उनकी संतुष्टि में सुधार के लिए, उपकरणों की लागत और उपलब्धता पर भी विचार किया जाना चाहिए। परिणाम 3डी मॉडल के उपयोग का समर्थन करते हैं, क्योंकि इनका निर्माण लागत प्रभावी होता है [6, 21]। यह एक पिछले अध्ययन के अनुरूप है जिसमें प्लास्टिकीकृत मॉडल और 3डी मॉडल के तुलनीय वस्तुनिष्ठ प्रदर्शन को दर्शाया गया था [21]। छात्रों ने महसूस किया कि 3डी मॉडल बुनियादी शारीरिक अवधारणाओं, अंगों और विशेषताओं के अध्ययन के लिए अधिक उपयोगी थे, जबकि प्लास्टिकीकृत नमूने जटिल शरीर रचना का अध्ययन करने के लिए अधिक उपयुक्त थे। इसके अलावा, छात्रों ने शरीर रचना की समझ को बेहतर बनाने के लिए मौजूदा शव नमूनों और आधुनिक तकनीक के साथ 3डी मॉडल के उपयोग की वकालत की। एक ही वस्तु को दर्शाने के कई तरीके हैं, जैसे शवों, 3डी प्रिंटिंग, रोगी स्कैन और आभासी 3डी मॉडल का उपयोग करके हृदय की शरीर रचना का मानचित्रण करना। यह बहु-आयामी दृष्टिकोण छात्रों को शरीर रचना को विभिन्न तरीकों से समझाने, उन्होंने जो सीखा है उसे विभिन्न तरीकों से संप्रेषित करने और छात्रों को विभिन्न तरीकों से शामिल करने की अनुमति देता है [44]। शोध से पता चला है कि शवों से प्राप्त उपकरणों जैसे प्रामाणिक शिक्षण सामग्री कुछ छात्रों के लिए शरीर रचना विज्ञान सीखने से जुड़े संज्ञानात्मक भार के संदर्भ में चुनौतीपूर्ण हो सकती है [46]। छात्रों के अधिगम पर संज्ञानात्मक भार के प्रभाव को समझना और बेहतर अधिगम वातावरण बनाने के लिए संज्ञानात्मक भार को कम करने हेतु प्रौद्योगिकियों का अनुप्रयोग करना महत्वपूर्ण है [47, 48]। छात्रों को शव सामग्री से परिचित कराने से पहले, संज्ञानात्मक भार को कम करने और अधिगम को बढ़ाने के लिए शरीर रचना विज्ञान के बुनियादी और महत्वपूर्ण पहलुओं को प्रदर्शित करने हेतु 3DP मॉडल एक उपयोगी विधि हो सकती है। इसके अतिरिक्त, छात्र पाठ्यपुस्तकों और व्याख्यान सामग्री के साथ पुनरावलोकन के लिए 3DP मॉडल घर ले जा सकते हैं और प्रयोगशाला से परे शरीर रचना विज्ञान के अध्ययन का विस्तार कर सकते हैं [45]। हालांकि, लेखक के संस्थान में अभी तक 3DP घटकों को हटाने की प्रथा लागू नहीं की गई है।
इस अध्ययन में, प्लास्टिनेटेड नमूनों को 3DP प्रतिकृतियों की तुलना में अधिक सम्मान दिया गया। यह निष्कर्ष पिछले शोध के अनुरूप है जो दर्शाता है कि शव के नमूनों को "प्रथम रोगी" के रूप में सम्मान और सहानुभूति प्राप्त होती है, जबकि कृत्रिम मॉडल ऐसा नहीं करते [49]। यथार्थवादी प्लास्टिनेटेड मानव ऊतक अंतरंग और वास्तविक होते हैं। शव सामग्री का उपयोग छात्रों को मानवीय और नैतिक आदर्श विकसित करने में सक्षम बनाता है [50]। इसके अलावा, प्लास्टिनेशन पैटर्न के बारे में छात्रों की धारणाएं शव दान कार्यक्रमों और/या प्लास्टिनेशन प्रक्रिया के बारे में उनके बढ़ते ज्ञान से प्रभावित हो सकती हैं। प्लास्टिनेटेड दान किए गए शव हैं जो छात्रों द्वारा अपने दाताओं के प्रति महसूस की जाने वाली सहानुभूति, प्रशंसा और कृतज्ञता की नकल करते हैं [10, 51]। ये विशेषताएं मानवीय नर्सों को अलग करती हैं और यदि विकसित की जाएं, तो रोगियों की सराहना और उनके प्रति सहानुभूति दिखाकर उन्हें पेशेवर रूप से आगे बढ़ने में मदद कर सकती हैं [25, 37]। यह गीले मानव विच्छेदन का उपयोग करने वाले मौन प्रशिक्षकों के समान है [37, 52, 53]। क्योंकि प्लास्टिनेशन के लिए नमूने शवों से दान में लिए गए थे, इसलिए छात्रों ने उन्हें मूक शिक्षक के रूप में देखा, जिससे इस नए शिक्षण उपकरण के प्रति सम्मान उत्पन्न हुआ। भले ही वे जानते हैं कि 3डीपी मॉडल मशीनों द्वारा बनाए जाते हैं, फिर भी वे उनका उपयोग करने का आनंद लेते हैं। प्रत्येक समूह को अपनापन महसूस होता है और मॉडल की अखंडता को बनाए रखने के लिए उसे सावधानीपूर्वक संभाला जाता है। छात्रों को शायद पहले से ही पता है कि 3डीपी मॉडल शैक्षिक उद्देश्यों के लिए रोगी डेटा से बनाए जाते हैं। लेखक के संस्थान में, छात्रों द्वारा शरीर रचना विज्ञान का औपचारिक अध्ययन शुरू करने से पहले, शरीर रचना विज्ञान के इतिहास पर एक परिचयात्मक पाठ्यक्रम पढ़ाया जाता है, जिसके बाद छात्र शपथ लेते हैं। शपथ का मुख्य उद्देश्य छात्रों में मानवीय मूल्यों, शरीर रचना विज्ञान उपकरणों के प्रति सम्मान और व्यावसायिकता की समझ पैदा करना है। शरीर रचना विज्ञान उपकरणों और प्रतिबद्धता का संयोजन देखभाल और सम्मान की भावना पैदा करने में मदद कर सकता है और शायद छात्रों को रोगियों के प्रति उनकी भविष्य की जिम्मेदारियों की याद दिला सकता है [54]।
सीखने के उपकरणों में भविष्य में सुधार के संबंध में, प्लास्टिनेशन और 3DP दोनों समूहों के छात्रों ने संरचना के विनाश के भय को अपनी भागीदारी और सीखने में शामिल किया। हालांकि, फोकस समूह चर्चाओं के दौरान प्लेटेड नमूनों की संरचना में व्यवधान के बारे में चिंताएं उजागर हुईं। यह अवलोकन प्लास्टिसाइज्ड नमूनों पर पिछले अध्ययनों [9, 10] द्वारा पुष्टि की गई है। संरचनात्मक हेरफेर, विशेष रूप से गर्दन के मॉडल, गहरी संरचनाओं का पता लगाने और त्रि-आयामी स्थानिक संबंधों को समझने के लिए आवश्यक हैं। स्पर्शनीय (टैक्टाइल) और दृश्य जानकारी का उपयोग छात्रों को त्रि-आयामी शारीरिक अंगों की अधिक विस्तृत और पूर्ण मानसिक छवि बनाने में मदद करता है [55]। अध्ययनों से पता चला है कि भौतिक वस्तुओं का स्पर्शनीय हेरफेर संज्ञानात्मक भार को कम कर सकता है और जानकारी की बेहतर समझ और प्रतिधारण की ओर ले जा सकता है [55]। यह सुझाव दिया गया है कि प्लास्टिसाइज्ड नमूनों के साथ 3DP मॉडल को पूरक करने से संरचनाओं को नुकसान पहुंचाने के भय के बिना नमूनों के साथ छात्रों की बातचीत में सुधार हो सकता है।