Método de respuesta interactiva inteligente con redes neuronales para enseñanza individualizada en anatomía humana en alumnos universitarios de Ciencias de la Salud

Abstract

Introducción Tras el Proceso de Bolonia se han producido reformas en las metodologías docentes y en la estructura de las enseñanzas en las que el profesor no sólo debe evaluar al final del proceso de aprendizaje, sino que a lo largo del curso debe proponer actividades de carácter evaluable con cierta periodicidad, que faciliten la asimilación y el desarrollo progresivos de los contenidos de la materia. Los instrumentos de apoyo a la docencia basados en Tecnologías de la Información y la Comunicación, como el Sistema On-line de Respuesta Interactiva Inteligente con Redes Neuronales (en nuestro caso i-SIDRA) junto a un Sistema de Respuesta de Audiencia, se proponen en este estudio como procedimiento innovador para facilitar el proceso de aprendizaje activo del alumno. Objetivos Los objetivos del presente estudio empírico pretenden analizar en estudiantes de Ciencias de la Salud, los rendimientos dentro de la herramienta formativa i-SIDRA, que incluye retroalimentación diagnóstica para el aprendizaje guiado, y los rendimientos académicos obtenidos tras el uso de i-SIDRA más un SRA (SIDRA) durante el curso. Métodos Se realizaron dos experimentos en la asignatura de Anatomía Humana, uno con estudiantes de Medicina y otro con estudiantes de Farmacia. El experimento de Medicina se dividió en un grupo experimental, con 90 alumnos, que utilizaron i-SIDRA más un SRA con SIDRA a distancia, y un grupo control de 110 estudiantes que recibieron enseñanza tradicional. Otro grupo adicional de 96 alumnos se empleó para el entrenamiento de la Red Neural de i-SIDRA. El experimento de Farmacia se dividió igualmente en un grupo experimental, con 89 alumnos que realizaron las pruebas presencialmente, y un grupo control de 45 estudiantes. Además de emplear un grupo adicional de 52 alumnos para el entrenamiento de la Red Neural de i-SIDRA. En ambos experimentos se realizaron cuatro pruebas con i-SIDRA y posteriorrmente con el SRA de SIDRA a lo largo del curso. Resultados: Se observó en ambos experimentos un aumento estadísticamente significativo (p=0,000 y P<0,001) del número de respuestas correctas entre el primer y último envío de cada prueba. La correlación entre la puntuación final con i-SIDRA y la puntuación del examen final fue baja 0,31 (en Medicina) y media (0,58 en Farmacia) ambas estadísticamente significativas. Se encontró correlación estadísticamente significativa baja (0,3) y media (0,47) en el Grado de Farmacia entre la puntuación de SIDRA y la puntuación del examen final, mientras que el Grado de Medicina hubo solo una correlación fuerte (0,85). En ambos experimentos la tasa de rendimiento y la tasa de éxito fueron mayores para los estudiantes del grupo experimental, además de encontrarse diferencias estadísticamente significativas (p = 0,010 y p <0,001) en las calificaciones de los exámenes finales a favor del grupo experimental El tamaño de efecto global en el meta-análisis realizado fue de 0,71, a favor de los rendimiento académicos de los alumnos que usan i-SIDRA más un SRA con SIDRA. Conclusiones: El uso de i-SIDRA más un SRA con SIDRA aumenta el aprendizaje cognitivo de los alumnos de ambos experimentos y permite observar el comportamiento de los estudiantes, mediante los diagramas de estado de conocimiento, facilitando a los instructores el seguimiento de su progreso e identificando lo que aún necesitan aprender, garantizando una formación individualizada. Además de mejorar el rendimiento académico en el examen final de la asignatura de Anatomía, los estudiantes de ambos grados se mostraron satisfechos con el uso de la herramienta. Tras este estudio recomendamos el uso de i-SIDRA más un SRA con SIDRA como recurso de formación en Ciencias de la Salud en cualquiera de sus modalidades a distancia o presencial, aunque se ha observado mejores resultados en las pruebas presenciales. Introduction After the introduction of the Bologna Process there have been changes in teaching methodologies and in teaching structure. Teachers should not only assess knowledge assimilation at the end of the learning process, they must propose assessable activities that facilitate the progressive assimilation and development of Anatomy knowledge throughout the length of the course. The teaching support tools based on Information and Communication Technologies, such as on-line Intelligent Interactive Response System with Neural Networks (in this study, i-SIDRA) with Audience Response Systems (Using SIDRA), are proposed as an innovative method to facilitate the learning process of students. Objectives The purpose of the present empirical study is to analyse performance in Health Sciences students when using the formative tools SIDRA and i-SIDRA which includes intelligent diagnostic feedback for guided learning. Methods We have performed two experiments during an Anatomy course with Medical and Pharmacy students. Medical students were divided into two groups. The experimental group, formed by 90 students, used i-SIDRA and ARS of SIDRA remotely and the control group, formed by 110 students, received traditional teaching. Another group with 96 students was created for training the neural network included in i-SIDRA. Pharmacy students were divided too. The experimental group, formed by 44 students, used i-SIDRA and ARS of SIDRA during presential sessions, and control group, formed by 45 students, received traditional teaching. An additional group formed by 52 students was created for training the neural network included on i-SIDRA. During the course, four test of i-SIDRA and SRA of SIDRA were performed in both experiments (Medicine and Pharmacy). Results The effectiveness of i-SIDRA feedback was studied in both experiments thus noting an increase in the number of correct answers, which was statistically significant (p=0,000 y p< 0,001). A statistically significant low correlation (0,31) between final score during i-SIDRA test and final exam score was obtained in the medicine degree and a statistically significant medium correlation (0,58) was calculated in pharmacy degree. A statistically significant low (0,3) and a medium (0,47) correlation between the final score using SIDRA test and the final exam score was obtained in three of four test in the pharmacy degree. A statistically high correlation (0,85) was calculated in one of four test in medicine degree. Better Performance rate and success rate were achieved for the experimental group, with both experiments showing statistically significant differences (p=0,010 y p< 0,001) between performance in the final exam grades of experimental and control group students. A meta-analysis shown a global effect size of 0,71 in support of experimental group. Conclusions The use of i-SIDRA and SRA of SIDRA improved cognitive learning of students involved in both experiments, thus allowing instructors to observe students’ behaviour through knowledge state diagrams. Students’ progress can be analysed to identify what they still need to learn, in order to ensure appropriate and individualized learning. In addition, the tool improves performance in both grades and student satisfaction with i-SIDRA and SRA of SIDRA. Finally, we recommend the use of i-SIDRA and SRA of SIDRA in Health Sciences in every form (remote or on-site), although there is better control in on-site mode.