Projectgebaseerde leerrichtlijnen voor studenten gezondheidswetenschappen: een analyse met datamining en kwalitatieve technieken

Summary

Hier presenteren we een protocol voor de gedragsanalyse van een projectmatige leermethodologie voor studenten gezondheidswetenschappen (20-56 jaar oud). Het protocol vergemakkelijkt de vergelijking van de prestaties van de deelnemers in e-Learning versus blended-Learning (b-Learning) door middel van een monitoringtool. De resultaten worden geanalyseerd met behulp van Educational Data Mining en kwalitatieve technieken.

Abstract

Academische leiders over de hele wereld moedigen het gebruik van actieve methodologieën in het onderwijs aan, vooral in het hoger onderwijs. De reden hiervoor is dat sociale veranderingen in een steeds hoger tempo plaatsvinden en dat studenten en docenten digitale vaardigheden moeten ontwikkelen. Dit is vooral belangrijk voor graden in de gezondheidswetenschappen, waarin toekomstige afgestudeerden effectieve probleemoplossende vaardigheden moeten hebben. Om deze uitdaging aan te gaan, zal het gebruik van een projectgebaseerde leermethode (PGO), samen met verschillende monitoringtechnieken op basis van het gebruik van Educational Data Mining (EDM) en gemengde methoden, leraren informatie geven over de effectiviteit van de methodologie en de implementatie van gepersonaliseerde educatieve reacties begeleiden.

Deze studie biedt een protocol voor de toepassing van de PGO-methodologie in e-Learning en blended-Learning (b-Learning) onderwijsmodaliteiten voor studenten gezondheidswetenschappen die ergotherapie studeren in het hoger onderwijs. Bovendien maken statistische technieken voor de analyse van covariantie en niet-gecontroleerd leren het mogelijk om verschillen tussen de twee onderwijsmodaliteiten te detecteren, waardoor hun effectiviteit wordt gespecificeerd in termen van een reeks variabelen met betrekking tot gedragspatronen, prestaties en tevredenheid. Datavisualisatie helpt ook bij het begrijpen van de kwalitatieve aspecten van het leerproces. Deze gegevens zullen leraren helpen om effectievere voorstellen te doen voor de implementatie van de PGO-methodologie op basis van de context van het onderwijs-leerproces. Daarom biedt dit protocol veel middelen en materialen om leraren te helpen de PGO-methodologie te implementeren in e-Learning en b-Learning lesmethoden.

Introduction

Kenmerken van de projectmatige leermethodiek
Tegenwoordig worden professionals in verschillende sectoren geconfronteerd met tal van (technische, sociaal-politieke en economische) uitdagingen die voortvloeien uit globalisering op verschillende gebieden, zoals het milieu¹. Deze kwesties beïnvloeden de wereldwijde verspreiding van ziekten, waardoor de hulpbronnen afnemen, de armoede toeneemt en de verantwoordelijkheid nodig is om duurzame samenlevingen te creëren¹. Gezondheidsexperts hebben het potentieel en de vaardigheden om de levensvatbaarheid van gemeenschappen te waarborgen door zorgstrategieën en -technieken op grote schaal te bevorderen en tegelijkertijd bij te dragen aan de verbetering van de kwaliteit van leven van mensen². De Verenigde Naties hebben benadrukt dat deze uitdagingen moeten worden aangepakt met de actieve deelname van alle landen aan hun duurzameontwikkelingsdoelstellingen (SDG’s) ¹. De activiteiten van gezondheidswerkers kunnen worden gekoppeld aan veel van de voorgestelde doelen. Daarom moeten degenen die studenten in de gezondheidszorg opleiden pedagogische benaderingen verwerven die studenten helpen de competenties te verwerven die hen in staat stellen deze nieuwe uitdagingen het hoofd te ^{bieden 1,2}.

Van de verschillende bestaande pedagogische methodologieën onderscheidt projectmatig leren (PGO)³ zich als een methodologie die studenten helpt de competenties te ontwikkelen die ze nodig hebben om veilig en effectief om te gaan met de toekomstige uitdagingen van hun beroep³. PGO is een innovatieve pedagogische benadering die de beperkingen van traditionele methodologieën overwint door het onderwijs-leerproces te transformeren om studenten de protagonisten van hun eigen leren te maken. Deze verandering helpt studenten probleemoplossende vaardigheden te verwerven in real-life contexten⁴. PGO is gebaseerd op het feit dat de docent onderzoeksvragen⁵ produceert die zijn opgenomen in praktische scenario’s met betrekking tot het vakgebied. De studenten moeten de problemen oplossen in samenwerkingsgroepen. Het einddoel is het verwerven van kennis (conceptueel, procedureel en attitudinaal) door middel van groepswerk bij het oplossen van de taak of het probleem⁶.

Deze benadering is ontstaan op het gebied van onderwijs en constructivistische psychologie, en vanaf dat begin is het aangepast aan verschillende disciplines⁶. De implementatie van deze methodologie kan echter worden beïnvloed door een gebrek aan educatieve middelen en infrastructuur, en daarom wordt soms een hybride model gebruikt dat traditioneel onderwijs combineert met PGO ^7,8. Deze modellen hebben echter beperkingen vertoond in de leerervaring¹. Om deze reden is het belangrijk om pedagogische protocollen te ontwikkelen die het gebruik en de interpretatie van deze methodologieën begeleiden en vergemakkelijken. Daarnaast is de PGO-methodiek de afgelopen jaren geïmplementeerd via virtuele leerplatforms – Learning Management Systems (LMS)⁹ – in wat Online Project-Based Learning (OPBL)¹⁰ wordt genoemd.

Projectmatige leermethodologie voor universiteitsstudenten op het gebied van gezondheidswetenschappen
Het protocol is belangrijk om leerkrachten te helpen deze methodologieën toe te passen en de resultaten van het onderwijs- en leerproces te interpreteren⁹. Het protocol kan worden gebruikt vanaf het begin van het onderwijs tot het hoger onderwijs en kan worden afgestemd op verschillende mentale, fysieke en sociaaleconomische omstandigheden¹¹. Het gepresenteerde protocol richt zich op het werken met universitaire studenten in de gezondheidswetenschappen. Het onderwijsmodel is gebaseerd op het organiseren van leren rond projecten die zijn voorbereid door de leraar, die als een eerste stimulans dient, en vanuit dit kader wordt de student de belangrijkste focus van zijn eigen leren¹¹. De aanpak is een actieve, uitgebreide en constructieve manier voor studenten om basiscompetenties (conceptueel, procedureel en attitudinaal) te verwerven die nauw verband houden met hun toekomstige beroepspraktijk ^4,12.

Leermethoden worden gecombineerd om de verwerving van cognitieve en metacognitieve competenties met betrekking tot conceptuele en procedurele kennis te stimuleren ^4,13,14, die allemaal bijdragen aan de ontwikkeling van kritisch denken door studenten, verhoogde motivatie om te leren en autonomie bij besluitvorming en probleemoplossing¹³ . Een van de sleutels tot een succesvolle toepassing van deze methodologie is echter dat de projecten die de leraar voorbereidt direct verband moeten houden met de echte praktijk en dat de studenten autonomie moeten krijgen in hoe ze de problemen benaderen op basis van minimale initiële richtlijnen ^4,9. Dit betekent dat de leerkrachten de instrumenten voor het evalueren van de competenties van de leerlingen duidelijk moeten definiëren en hen moeten begeleiden bij de evaluatiecriteria die gebruikt zullen worden om het PGO vorm te geven, alsook om te beoordelen hoe goed de evaluatie wordt uitgevoerd^15,16. Bovendien profiteren studenten van samenwerking met hun leeftijdsgenoten om te leren argumenteren en assertief te zijn door middel van debat, waardoor communicatie- en teamworkvaardigheden worden ontwikkeld ^4,16.

Het belangrijkste doel voor universiteitsstudenten is om te “leren leren” door om te gaan met de uitdagingen die de leraar stelt om de verwerving van deze competenties^{te vergemakkelijken 14} (die later zullen worden geïmplementeerd in het toekomstige beroepsleven van de studenten). De resultaten van het gebruik van deze methodologie geven aan dat het autonomie in het leren en oplossen van praktische problemen bevordert⁴. Een bijkomend voordeel van deze methodologie is dat het zeer effectief is om studenten te helpen competenties te verwerven, met name in gezondheidswetenschappen, in online onderwijs en blended-Learning (b-Learning)17,18,19. Dit is vooral belangrijk geworden door de COVID-19 pandemie^20,21.

De gemeenschappelijke elementen van PGO kunnen als volgt worden samengevat: (1) eerst worden de concepten met betrekking tot het project uitgelegd aan de studenten (in online onderwijsomgevingen kunnen omgedraaide leerervaringen worden gebruikt); (2) het projectplan wordt gedefinieerd en geanalyseerd; (3) een evaluatie van de ondersteunende theorie wordt uitgevoerd en een plan wordt opgesteld om het object van studie te helpen begrijpen; (4) er worden doelstellingen en vragen voorgesteld om het probleem aan te pakken; (5) mogelijke oplossingen worden geformuleerd en de meest haalbare opties worden geëvalueerd; (6) deze oplossingen worden geïmplementeerd; (7) de resultaten worden gerapporteerd; (8) er wordt kritisch gereflecteerd, feedback gegeven en het proces geëvalueerd, inclusief het stellen van nieuwe vragen; en (9) het proces wordt voltooid door het werk ^4,6,13 te presenteren.

Er moet ook rekening mee worden gehouden dat niet alle studenten op dezelfde manier reageren op dit soort methodologie. Studenten die actiever betrokken zijn bij hun leren, degenen die meer kritische denkers zijn en degenen die betere interpersoonlijke relatievaardigheden hebben, hebben de neiging om betere resultaten te behalen²². Het is ook mogelijk dat studenten die gewend zijn aan traditionele leermethoden zich gefrustreerd voelen. Daarom moeten studenten vanaf het begin duidelijke werkregels en een tijdschema krijgen voor de implementatie van de projectfasen⁸. Zoals hierboven vermeld, is PGO op grote schaal gebruikt binnen gezondheidswetenschappen graden, en er is uitgebreid bewijs dat dit ondersteunt in de literatuur 18,23,24. Er zijn echter enkele aspecten geïdentificeerd die kunnen worden verbeterd, die verband houden met seminars over klinische vaardigheden en de verspreiding van ervaringen in de wetenschappelijke gemeenschap ^25,26.

Deze methodologie lijkt betere resultaten te hebben voor opleidingen met een hoger percentage stages (bijvoorbeeld verpleegkunde versus geneeskunde, ergotherapie versus psychologie of voeding)³. Daarnaast hebben recente studies voorgesteld om PGO-methodologie te implementeren door middel van gezamenlijke trainingsprojecten tussen verschillende graden om te werken aan interactie in echte contexten. Het doel zou zijn om multidisciplinaire en interdisciplinaire competenties^{te verwerven 27,28}. Om dit type methodologie echter goed te implementeren, moet het onderwijzend personeel gekwalificeerd zijn om het te implementeren, en de studenten moeten kritisch en divergent denken ontwikkelen met betrekking tot de klinische praktijk, vooral in het geval van gezondheidswetenschappen 3,15,18,29.

Een ander belangrijk aspect van de implementatie is de noodzaak om de tevredenheid van studenten over de PGO-methodologietraining te evalueren en hun ideeën voor verbetering te analyseren 19,30,31. Meer specifiek is gemeld dat ergotherapiestudenten deze methodologie essentieel hebben gevonden voor hun leren, omdat het hen in staat stelt om te leren hoe ze vergelijkbare problemen kunnen oplossen als die waarmee ze in hun professionele leven te maken zullen krijgen, wat hun motivatie verhoogt³¹. Evenzo toonde een longitudinaal onderzoek dat in 1993 begon – waarin een hybride model van PGO werd geëvalueerd bij ergotherapiestudenten – aan dat de studenten zeer positieve meningen hadden over groepsleren voor hun toekomstige beroepspraktijk⁷. Een andere studie over ergotherapiestudenten vond een hoge mate van tevredenheid over de methodologie. Dit komt omdat studenten denken dat deze manier van leren hen helpt kennis te verwerven door te oefenen en hen in staat stelt om op de juiste manier te reageren in hun toekomstige werk¹³.

Kortom, het gebruik van de PGO-methodologie in gezondheidswetenschappencursussen is de sleutel tot het verwerven van professionele competenties door studenten. Verschillende studies hebben de te volgen stappen aangegeven om prioriteit te geven aan de interventies en het ontwerp van de materialen om effectief, bevredigend leren te bereiken. Daarom is het erg belangrijk om de leerprocessen van studenten te monitoren om vroege of potentiële problemen met leren te detecteren en aan te pakken. Educatieve datamining (EDM) en analysetechnieken met gemengde methoden moeten worden gebruikt voor monitoring, waarvan de essentiële fundamenten hieronder worden besproken.

Educatieve Data Mining technieken
Wanneer LMS’en worden gebruikt in e-Learning- of b-Learning-onderwijsmodellen, wordt een reeks logboeken of logbestanden gegenereerd die elk van de interacties tussen studenten en docenten vastleggen. Deze logs zijn het bewijs van het leergedrag en kunnen worden geanalyseerd met behulp van EDM of Learning Analytics (LA)³² technieken. Met deze technieken kan de leraar leren welke interactie van studenten bestaat, hoeveel interactie er bestaat en wat de kwaliteit van de interactie is³³. In het bijzonder maken EDM-technieken het gemakkelijker om de leergedragspatronen van studenten en hun interacties te ontdekken⁴. EDM-technieken kunnen worden gebruikt om verschillende profielen^35,36 te bestuderen (gericht op studenten of gericht op opvoeders).

Het uiteindelijke doel is om feedback te geven voor de instructie, de inhoudsstructuur van de cursus te evalueren, elementen te analyseren die effectief zijn geweest in de leerprocessen, het type studenten te classificeren en de behoeften voor de begeleiding en monitoring van het leren te identificeren. Dit helpt bij het bepalen van de meest voorkomende leerpatronen van elke student en de frequentie van fouten, die vervolgens kunnen worden gebruikt om de meest geschikte educatieve reacties aan te passen. Een van de dingen waarvoor EDM-technieken kunnen worden gebruikt, is het monitoren van de leerprocessen van studenten om passende hulp te bieden via mentoring. EDM-technieken omvatten supervised learning techniques (voorspellings- of classificatietechnieken)³⁷ en unsupervised learning techniques³⁶ (clustering techniques)³⁸. Het gebruik van EDM-technieken in onderwijsprocessen die actieve onderwijsmethoden omvatten, zoals PGO, is zeer effectief gebleken voor het bestuderen van individueel studentengedrag en studentengedrag in samenwerkingsgroepen¹⁰.

De toepassing van computerondersteunde kwalitatieve analysetechnieken
In de afgelopen twee decennia zijn kwantitatieve en kwalitatieve technieken, of een combinatie van de twee, toegepast in onderzoek in wat gemengde methoden wordt genoemd³⁹. Het gebruik van gemengde methoden voor data-analyse is vooral nuttig bij het omgaan met complexe analyseproblemen, zoals het monitoren van het leergedrag van studenten. Het gebruik van deze methoden maakt de transformatie van kwalitatieve gegevens mogelijk, zoals feedback van studenten van open vragen in een enquête, in kwalitatieve gegevens en de analyse van de gegevens met verschillende datavisualisatietechnieken⁴⁰. Een verscheidenheid aan computerondersteunde (of -ondersteunde) kwalitatieve data-analysesoftware (CAQDAS) kan worden gebruikt om gegevenstransformatie en -analyse te vergemakkelijken⁴¹.

Een samenvatting van de procedure voor het lesgeven via de PGO-methodiek, de analyse van leergedrag, het gebruik van EDM en computergebaseerde kwalitatieve analysetechnieken is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: PGO-werk en het gebruik van EDM en computergebaseerde kwalitatieve analysetechnieken. Gegevensverzameling en -verwerking met toepassing van EDM- en text mining-technieken in e-Learning- en b-Learning-onderwijsomgevingen. Afkortingen: PGO = projectmatig leren; EDM = Educatieve Data Mining; DB = databank; e-Learning = online lessen; b-Learning = blended classes (online en fysieke lessen). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In dit onderzoek zijn drie onderzoeksvragen gesteld: RQ1: Zijn er significante verschillen in de leerresultaten en tevredenheid van studenten gezondheidswetenschappen die ergotherapie studeren, afhankelijk van de vraag of de PGO-methodologie wordt geïmplementeerd via e-Learning versus b-Learning, rekening houdend met de effecten van de voorkennis van studenten? RQ2: Komen de gevonden clusters van deelnemers overeen met de leerresultaten, het leergedrag en de waargenomen tevredenheid als functie van de onderwijsmodaliteit (e-Learning versus b-Learning)? RQ3: Zijn de suggesties van de studenten voor de verbetering van de PGO-methodologie verschillend afhankelijk van de onderwijsmodaliteit, e-Learning versus b-Learning?

Het volgende protocol kan worden gebruikt door docenten in de gezondheidszorg en kan ook worden aangepast om met studenten in andere kennisgebieden te werken.

Protocol

Dit protocol werd uitgevoerd in overeenstemming met de procedurevoorschriften van de Commissie Bio-ethiek van de Universiteit van Burgos (Spanje) nummer IO 03/2022. Voordat ze deelnamen, werden de respondenten volledig op de hoogte gebracht van de onderzoeksdoelstellingen en hun geïnformeerde toestemming gegeven. Ze kregen geen financiële compensatie voor hun deelname. 1. Werving van deelnemers Rekruteer volwassen deelnemers tussen 20 jaar en 56 jaar oud uit twee g…

Representative Results

De 98 deelnemers die voor deze studie werden gerekruteerd, waren niet-gegradueerde ergotherapiestudenten tussen 21 en 56 jaar oud (tabel 1). Het protocol werd gedurende 2 academische jaren getest aan de Universiteit van Burgos. De levering van het protocol is samengevat in tabel 4. Tabel 4: Samenvatting van de toepassing van het protocol voor projectmatig leren voor universiteitsstudenten. Afkorting: LMS = Learning Management Systems. <a href…

Discussion

Dit onderzoek leidt tot de conclusie dat de onderwijsmodaliteit (e-Learning vs. b-Learning) de resultaten in verschillende elementen van PGO^17,18 kan beïnvloeden. In toekomstige studies zal dit aspect dieper worden onderzocht om te zien of hetzelfde patroon wordt gevonden bij studenten van andere (met name gezondheidswetenschappen) cursussen, aangezien dit het onderwerp is van dit protocol. Daarentegen werden geen verschillen gevonden in de totale leerresultaten…

Materials

Atlas.ti v.9	Atlas.ti
Orange v. 3.30	Orange
SPSS v.24	SPSS
UBUVirtual	UBU