해부학적 교육에서 장기 보존을 개선하기 위한 회수 실습: 유사 실험적 연구

추상적인

일반적으로 학생들은 수업 자료를 반복해서 읽고 암기하는 과정에서 학습이 일어난다고 가정합니다. 그러나 지난 수십 년 동안 연구에 따르면 상기 개념은 검색 실습(RP)과 같은 학습 패러다임을 통해 향상될 수 있고 향상되어야 합니다. RP는 학생들이 자신을 비공식적으로 테스트하여 통합된 의미 기억을 검색하는 연습을 할 때 발생합니다. 이 전략은 기존 의미론적 기억의 재인코딩 및 재통합으로 이어져 스키마를 강화합니다. 이 유사 실험 설계의 목적은 대규모 학부 총해부 과정의 기말 시험에서 학생의 수행에 대한 RP 구현의 효과를 평가하는 것이었습니다. 수업 중 RP에 학생이 참여하면 과정의 기말 시험 성적이 향상될 것이라는 가설을 세웠습니다. 참가자(N=248)는 주로 생명 과학, 운동 요법 및 체육 프로그램에 참여했습니다. 그들은 온라인 교육 소프트웨어 플랫폼인 TopHat©를 사용하여 RP 질문에 답했습니다. 이 연구의 결과는 학생들이 RP에 참여했을 때 최종 시험에서 학생의 성과가 향상되었음을 나타냅니다. RP의 사용은 의미론적 기억의 학습과 장기 보존을 효과적으로 향상시키는 것으로 결론지었습니다. 학습에 대한 전통적인 테스트 외에도 교사는 학습을 위해 교실에서 RP의 형태로 테스트를 구현하도록 권장됩니다.

키워드

메모리; 작업기억; 검색; 검색 연습; 학습;Cistanche의 효과.

소개

새로운 의미론적(사실적) 정보의 학습은 전통적으로 학생들이 기계적인 암기 에피소드 중에 일반적으로 발생한다고 생각합니다[1]. 역사적으로 이 개념은 해부학과 같은 과학 분야에서 강조되어 왔으며 지금도 많은 경우에 강조되고 있습니다. 학습에 관한 연구의 최근 성과는 교사와 학생이 의미 기억과 그 과정이 기능하는 방식을 활용하면 학습이 더 효과적일 수 있음을 보여줍니다. 의미론적 기억을 활용하는 학습 패러다임 중 하나는 인출 실습입니다. 검색 연습(RP)은 테스트를 학습의 한 형태로 사용하는 것을 말하며 효과적입니다[2–7]. 이 연구는 캐나다 대학의 대규모 학부 육안 해부학 과정에서 RP의 사용과 그 효과를 조사했습니다. 이 논문은 RP 형태의 테스트가 학습 방법으로 사용되어야 한다고 주장한다.

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메모리: 단계 및 프로세스

의미론적 기억 또는 사실 정보의 기억은 네 단계 중 하나로 분류될 수 있으며, 한 단계에서 다음 단계로의 전달은 세 가지 프로세스 중 하나에 의해 완료됩니다. 이 중 첫 번째 단계는 감각기억(SM)[8]으로 시각과 청각[9]으로 인지된 정보가 약 2초 동안 시각 및 청각 피질 내에 기억으로 저장됩니다[10]. 그런 다음 SM은 배외측 전두엽 피질(DL-PFC)에 일시적으로 유지되는 작업 기억(WM)으로 전송됩니다. SM과 마찬가지로 WM도 용량과 지속 시간이 모두 제한되어 있으며 최대 12초 동안 평균 5~7개 항목을 한 번에 저장할 수 있습니다[11]. 정보가 조작될 수 있는 것은 WM 내에서입니다(예: 강화 또는 약화). 따라서 WM의 메모리는 불안정한 상태에 있다고 합니다[12].

WM의 기억은 최근 기억(RM)으로 해마(HPC)와 장기 기억(LTM)으로 연합 피질로 동시에 전송됩니다. 정보의 초기 등록인 이 프로세스를 인코딩이라고 합니다[13]. 인코딩은 메모리의 다소 약한 표현 또는 스키마를 생성합니다. RM은 약 5일 동안 HPC에 저장될 수 있으며[14] 그런 다음 LTM으로 전송됩니다. 다른 메모리 단계와 달리 LTM의 메모리는 영구적인 상태이며 무한정 저장할 수 있습니다. 기억이 불안정한 상태에서 영구적인 상태로 안정화되는 이 과정을 통합이라고 합니다[13]. 의미론적 기억은 HPC에서 처리되어 시냅스 강도가 증가하는 장기 강화(LTP) 프로세스에 의해 통합됩니다[15]. 마지막으로 LTM에서 메모리에 액세스하고 WM로 반환하고 사용하는 기능을 검색이라고 합니다[13]. 반복되는 기억의 통합과 인출은 그 기억과 관련된 스키마를 강화한다[3]. 또한 스키마가 강할수록 정보를 더 쉽게 기억할 수 있습니다.

검색 실습 구현

따라서 RP의 형태로 설명된 신경해부학적 과정을 활용하는 것은 교육에서 특히 중요합니다. 지난 수십 년 동안 연구자[예: 2–7]는 RP가 의미 체계 기억의 장기 보존을 향상시키는 데 있어 반복 암기 자체에 비해 월등한 기억 장치임을 입증했습니다. 또한 사실 정보가 지속적으로 전달되고 정확하게 학습되고 기억될 것으로 기대되기 때문에 RP의 효과는 고등 교육에서 특히 유용할 수 있으며 과학 교육에서는 더욱 그렇습니다[16]. 예를 들어 Dobson et al. [17]은 72명의 Kinesiology 학생들과 함께 골격근 해부학 학습에서 RP에 대한 일주일 간의 연구를 수행하여 간격 학습과 결합된 RP 전략이 암기 및 대량 학습에 비해 향상된 정보 회상을 생성한다는 것을 입증했습니다. 또한 Larsen et al. [18] 중증 근무력증과 간질을 배우는 레지던트의 자연 환경에서 연구를 수행했습니다. 참가자들은 무작위로 두 그룹으로 나뉘었고 각 그룹은 하나의 신경학적 장애를 검토한 다음 다른 하나에 대한 테스트를 완료했습니다. 6개월 후 두 가지 신경 장애에 대한 테스트에서 RP가 연구 조건에 비해 테스트 점수가 13% 더 높은 것으로 나타났습니다.

RP를 구현할 때 피드백 제공이 특히 중요하다는 점을 지적하는 것이 필수적입니다 [19], 특히 RP가 인식 테스트(예: 객관식 질문)를 사용하여 구현될 때. 이는 학생들이 잘못된 정보를 올바른 것으로 인코딩할 수 있기 때문[20], 따라서 후속 평가에서 오답을 통합하고 재생산할 수 있기 때문입니다[21]. 또한 RP의 성공적인 구현에 대한 가장 큰 도전은 대부분의 학생들이 그것이 효과가 있다고 믿지 않는다는 것입니다 [1]. 이는 학생의 메타인지적 인식 또는 검사 및 검색 효과의 부족으로 설명될 수 있습니다[22]. 따라서 교사는 교실에서 RP를 사용하기 전에 학생들에게 RP의 효능을 확신시키기 위해 연구에 근거한 증거를 제공하는 것이 좋습니다.

Cistanche 알약

본 연구

이 연구는 인체의 내장 시스템에 대해 배우고자 하는 학생들을 위해 고안된 대규모 학부 육안 해부학 과정에서 유사 실험적 설계를 사용했습니다. 본 연구는 "학생들이 수업 중 RP에 참여하는 것이 교과 과정의 기말고사 성적을 향상시키는가?"라는 질문에 답하기 위한 것입니다.

재료 및 방법

이 유사 실험적 연구는 학생 학습에 대한 RP의 효과를 조사했으며, 캐나다 온타리오주 킹스턴에 있는 Queen's University의 대규모 학부 총 해부학 과정의 기말 시험에서 그들의 성과를 조사했습니다. 이 과정은 학기 내내 12주 동안 진행되었으며 주당 해부학 학습 센터에서 3개의 강의와 2-시간 실습이 진행되었습니다. 이 과정은 구조의 신경 맥관 구조에 대한 자세한 설명을 포함하여 머리, 목 및 흉부의 전체적인 해부학적 구조에 대해 논의했습니다. 강사는 일반적으로 이 과정을 가르치기 위해 코스 교과서 및 문서 카메라 사용과 같은 교육 관행을 사용합니다. 여기에서 중요한 텍스트 정보와 레이블 그림 및 이미지를 강조 표시하고 해부학 학습 센터에서 얻은 해부학 표본 및 모델을 제공합니다. 지난 몇 년 동안 이 수업에서 RP를 실시하지 않았을 때 학생 평균은 65~70%였습니다. 이 연구는 Queen's University의 보건 과학 및 부속 교육 병원 연구 윤리 위원회(HSREB)의 승인을 받았습니다.

참가자들

이 연구의 모든 참가자(N=248)는 대규모 학부 육안 해부학 과정에 등록한 풀타임 학생이었습니다. 대부분의 학생들에게 이 과정은 각자의 학위를 위한 학점을 위한 필수 요건이었고, 따라서 대부분의 학생들은 정기적으로 모든 강의에 참석했습니다. 이 학생들은 3년차 생명 과학(LISC)(N=60), 2년차 운동 요법(KIN)(N=121), 3년차 체육( PHED) (N=43). 집합적으로 '기타'(N=24)로 분류된 다른 모든 학생은 선택 과목으로 이 과정에 등록했습니다. 이 연구에 대한 참여는 전적으로 자발적이며 참가자는 정보에 입각한 동의를 제공해야 했습니다.

Cistanche 보충제

절차

등록된 모든 학생들이 이 연구에 참여했습니다. 학생들이 자신의 전자 기기에 앱으로 다운로드하거나https://tophat.com/. Clicker 사용과 같은 다른 방법과 달리 TopHat©를 사용하면 검색을 수월하게 만드는 RP의 기본 전략인 지연 검색을 적용할 수 있습니다[23]. 학생 사용 데이터는 TopHat© 서버에서 수집되어 익명화되었습니다. 모든 분석은 이러한 익명화된 데이터 세트를 사용하여 수행되었습니다. 학생들은 전체 과정 성적의 최대 5%까지 참여에 대해 성적을 받았습니다.

RP는 각 강의의 처음 10분 동안 구현되었으며 6~10개의 질문이 제기되었습니다. 이 연구에서는 동일한 간격 간격을 사용하여 학생들이 동일한 시간 간격에서 의미 정보 검색, 이해 및 적용을 연습하도록 자극했습니다. 이 전략은 강사가 Spiral Syllabus[24]를 사용했기 때문에 이 과정에서 잘 작동했습니다. 여기서 새로운 정보는 논리적이고 순차적인 방식으로 이전 정보를 기반으로 합니다. 이 과정에서 가장 중요한 개념 영역, 따라서 가장 반복적인 RP 질문은 각각의 전체 해부학적 구조의 신경 맥관 구조와 관련이 있습니다. 각 RP 세션 후 1일 후에 학생들에게 정답 형태의 피드백을 제공했습니다. 기말고사는 과정 종료 후 약 3주 후에 작성되었습니다.

과정 중에 RP와 기말 시험에서 제기된 모든 질문은 객관식 질문(인식 테스트)이었습니다. 한 학기 동안 총 252개의 RP 문제가 출제되었고 기말 시험에는 총 148개의 문항이 출제되었습니다. RP는 내장 시스템의 신경 분포에 대한 학생 지식을 연구하는 데 사용되었습니다. 따라서 최종 시험에서 묻는 모든 질문 중에서 신경 분포를 다루는 질문만 RP 중에 제기된 질문과 일치했습니다. 총 67개의 최종 시험 문제에 해당하는 이 문제는 완전 합동 문제(CCQ)로 지정되었습니다.

'일치'는 RP 문제가 기말고사에서 출제된 문제와 유사한 정도를 의미합니다. 이것은 RP 구현과 기말 시험 모두에서 동일한 질문이 제기되었음을 의미하지 않습니다. 오히려 한 질문에 관련된 동일한 지식이 다른 질문에도 해당되는 경우 두 질문이 일치하는 것으로 간주되었습니다. 예를 들어, "다음 신경 중 교근을 자극하는 신경은 무엇입니까?" RP 질문으로 질문을 받았습니다. 이 질문과 일치하는 CCQ는 "어떤 뇌신경이 손상되면 씹을 수 없게 됩니까?"였습니다.

신경 분포를 다루지 않고 RP 중에 제기되었지만 최종 시험에는 없는 다른 모든 질문은 비합동 질문(MCQ)으로 지정되었습니다. NCQ의 예는 "다음 중 얼굴 뼈가 아닌 것은 무엇입니까?"였습니다. 물론 학생들은 이러한 분류를 인식하지 못했고 과정 중에 배운 모든 정보를 공부하고 배울 것으로 기대되었습니다.

데이터 분석

RP에 대한 학생들의 전반적인 참여 수준은 TopHat©의 표 통계에서 얻었습니다. 또한 각 CCQ에 대한 점수는 TopHat© 및 최종 시험 답안지에서 얻었습니다. 모든 데이터는 표로 작성되었으며 데이터 분석은 인구 통계에 따라 수행되었습니다. 학생들은 참여 수준에 따라 두 그룹 중 하나로 분류되었습니다. 참여도는 답변의 정확성에 관계없이 해당 학기 동안 학생들이 답변한 총 RP 질문 수로 특징지어졌습니다. 참여에 대한 이분법적 컷오프는 교수진의 컨설팅 통계학자가 결정한 데이터의 자연스러운 차이로 인해 85%로 설정되었습니다(표 1 참조). 따라서 참여율이 85% 이상인 학생을 고RP 집단으로 분류하고, 참여율이 85% 이상인 학생을<85% were classified as the low RP group. The participants in both groups were similar in terms of intellectual ability, as measured by their GPA before the commencement of the course.

사회 과학 통계 패키지(SPSS Statistics)를 사용하여 데이터를 분석했습니다. 통계적 유의성은 p로 설정되었습니다.<0.05. In all statistical analyses, the dependent variable was always student performance on the final exam; the independent variable was student participation in TopHat©. A Shapiro-Wilk test was conducted to test for the normality of both dependent and independent variables. This indicated that the data were non-normally distributed. Kendall's tau-b and Spearman's rank order correlations, as well as linear regression, were performed to determine the existence (or lack thereof) and strength of the relationship between the dependent and independent variables.

결과

총 248명의 학생이 이 연구에 참여했으며 그 중 200명이 85% 이상의 시간에 참여했습니다. 따라서 그들은 높은 RP 그룹으로 지정되었습니다. 나머지(N=48)는 낮은 RP 그룹으로 지정되었습니다. 모든 참가자는 학기 내내 어느 정도 참여했습니다. 표 2는 각 그룹의 인구 통계를 요약한 것입니다.

상위 RP 그룹의 경우 수업 중 RP 전체 CCQ의 평균 성적은 91.6%(SD=1.6% )인 반면 기말고사 전체 CCQ의 평균 성적은 75.8%(SD{{6} }.7퍼센트 ). 마찬가지로 낮은 RP 그룹의 평균 성적은 각각 73.5%(SD =2.1% ) 및 62.3%(SD =1.6% )였습니다. 이러한 결과는 높은 RP 그룹이 낮은 RP 그룹에 비해 기말 시험의 CCQ에서 더 잘 수행되었음을 나타냅니다.

인구통계에 따라 데이터를 분석했을 때 높은 RP 그룹이 낮은 RP 그룹에 비해 기말 시험에서 더 나은 성적을 거둔 것으로 나타났습니다. KIN(p<0.001), LISC (p=0.031), PHED (p=0.046), and Others (p<0.001). These results are shown in Fig. 1.

A Shapiro-Wilk's test (p>0.05)는 정규성을 테스트하기 위해 수행되었으며, 이는 변수가 비정규 분포임을 나타냅니다. Kendall tau-b와 Spearman의 순위 상관 관계는 학생의 RP 참여와 최종 시험에서의 학생 성과 사이의 관계를 평가하기 위해 수행되었습니다. RP에 대한 학생 참여와 최종 시험에서의 학생 성과 사이에는 중간 정도의 양의 상관관계가 있었으며 이는 통계적으로 유의했습니다._b=0.334, p<0.001, and r_s=0.420, p<0.001.

A Shapiro-Wilk's test (p>0.05)는 정규성을 테스트하기 위해 수행되었으며, 이는 변수가 비정규 분포임을 나타냅니다. Kendall tau-b와 Spearman의 순위 상관 관계는 학생의 RP 참여와 최종 시험에서의 학생 성과 사이의 관계를 평가하기 위해 수행되었습니다. RP에 대한 학생 참여와 기말 시험에서의 학생 성과 사이에는 중간 정도의 긍정적인 상관관계가 있었으며, 이는 통계적으로 유의했습니다(τb=0.334, p).<0.001, and rs=0.420, p<0.001.

RP에서 이분화된 학생 참여(85.00퍼센트로 설정)가 최종 시험에서 학생 성과에 미치는 영향을 이해하기 위해 선형 회귀를 실행했습니다. RP에서 CCQ에 대한 학생의 참여는 기말고사 F(2, 245)=54.62, p에서 CCQ에 대한 학생의 성과를 통계적으로 유의미하게 예측하는 것으로 입증되었습니다.<0.001, accounting for 30.80% of the variation in student performance with an adjusted R2=30.30%.

논의

이 연구의 목적은 대규모 학부 총해부학 과정에서 공식적인 평가에 대한 학생 성과에 대한 교실 기반 RP의 효과를 이해하는 것이었습니다. RP는 학기 내내 시행되었습니다. RP 동안의 CCQ는 특히 머리, 목 및 몸통의 내장 시스템의 신경분포를 다루었습니다.

데이터 분석은 교실에서 RP의 활용이 공식적인 평가에서 개선된 학생 성과와 통계적으로 유의미하게 연관되어 있음을 보여주었습니다. 특히, PHED에 등록한 학생과 선택 과목으로 수강한 학생이 LISC 및 KIN 학생에 비해 RP 구현에서 가장 많은 혜택을 받았습니다. 또한 낮은 RP 그룹과 높은 RP 그룹의 LISC 학생들이 다른 프로그램의 학생들보다 더 나은 성과를 보였다는 것이 입증되었습니다. 이러한 결과에 대한 가능한 설명은 더 자주 참여한 학생이 더 성실했으며 성실성이 최종 시험 성적 향상의 실제 원동력이 될 수 있다는 것입니다. 또 다른 설명은 KIN 학생들과 비교하여 LISC 학생들이 일반적으로 전문 학교, 특히 의학에 지원하고자 하는 고학년 학생들이었다는 것입니다. 그럼에도 불구하고 RP의 구현은 프로그램에 관계없이 최종 시험에서 향상된 학생 성과와 관련이 있었습니다. 이 연구의 의미는 RP 구현이 해부학 교육에서 학습 경험과 의미론적 정보의 유지를 향상시킨다는 것을 보여줍니다. 이러한 발견은 해부학과 같은 분야에서 특히 중요하지만 RP는 다른 분야에서도 성공적으로 구현될 수 있습니다.

시스탄체 튜불로사

제한 사항

아마도 가장 큰 한계 중 하나는 학생들이 RP 질문에 답하려고 시도할 때 반복적으로 권장하지 않음에도 불구하고 동료 교수 교육 기법에 참여했을 수 있다는 것입니다. 학생 그룹이 함께 RP 질문에 답했다면 그들 중 한 명만이 LTM에서 기억을 성공적으로 검색했을 수 있고 다른 학생들은 답이 옳았다는 것을 단순히 인식했을 수 있습니다.

또한 엄격한 실험실 제어 조건에서 무작위 실험 설계를 구현하는 것은 실험 그룹에 대한 RP의 긍정적인 영향으로 인해 통제 그룹의 학생들이 불이익을 받을 수 있기 때문에 비윤리적일 것입니다. 이로 인해 본 연구 결과에 영향을 미쳤을 수 있는 해부학에 대한 사전 지식 및 관심 수준과 같은 여러 요인을 설명하기가 어려웠습니다.

마지막으로, 이 연구는 NCQ가 학생 수행에 미치는 영향을 평가하지 않았습니다. 지금까지 저자에게 알려진 어떤 연구도 그러한 검사를 완료하지 못했습니다. RP 중 NCQ가 공식적인 평가에서 학생의 성과에 부정적인 영향을 미쳤다는 것이 입증되었다면 향후 연구에서는 이러한 부정적인 영향을 줄이기 위해 시도해야 합니다.

결론

이 연구는 대규모 학부 전체 해부학 과정에서 RP 구현의 의미를 조사했습니다. RP 참여는 공식적인 평가에서 개선된 학생 성과와 관련이 있음이 입증되었습니다. 이러한 결과는 RP가 의미론적 정보의 장기 보존을 향상시켜 적어도 해부학적 교육에서 학습을 향상시킨다는 것을 보여주었습니다. 이 연구는 RP의 구현이 엄격한 실험 방법이 윤리적으로 사용될 수 없는 교실 환경에서 성공적으로 긍정적인 영향을 제공한다는 것을 입증했습니다. 전반적으로 교사는 학생들이 스스로 RP를 구현하도록 동기를 부여하도록 권장됩니다. 또한 교사는 공식적인 평가 형태의 학습 '에 대한' 전통적인 테스트에 추가하여 학습 '을 위한' 교실에서 RP의 형태로 테스트를 구현하도록 권장됩니다.

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