Contextualising simulation: the use of patient-focused hybrid simulation for clinical skills education

This thesis documents a research programme into the use of Patient-Focused Hybrid Simulation (PFHS) for clinical skills education. PFHS is an approach to simulating clinical skills that combines a simulated patient (SP) with a part-task trainer (PTT) embedding the simulation of procedural skills within a more holistic clinical context, potentially overcoming some of the shortcomings of single modality simulation. Although promising, there remains limited evidence supporting its use. Two studies were conducted using a mixed-method approach. The first study was based on the simulation of the management of a traumatic skin laceration and consisted of two parts: 1) investigating the use of PFHS as a means of introducing clinical challenge by modifying the clinical context in which a procedure is performed; 2) exploring clinician’s perception of the use of PFHS and PTT for assessing of clinical competence. These findings suggest that by changing the clinical context in which a procedure is performed, PFHS can potentially be used to objectively simulate challenge. It also demonstrated that PFHS when compared to PTT simulations was better able to induce authentic clinical behaviour within the simulation. Central to this is the presence of a human being (SP). The second study compared the use of PFHS to patients for the training and assessment of cardiovascular examination skills. Within the limitations of this study, no significant difference was observed between PFHS and real patient-trained students in terms of their post-training performance of cardiovascular examination on real patients. There also appeared to be degree of concurrent validity between assessment of competency with PFHS and with real patients when conducted as an Objective Structured Clinical Examination (OSCE). The work presented provides additional evidence to the existing literature to support the use of PFHS in clinical skills education. However, it also raises a multitude of questions particularly of how PFHS as well as simulation in general should be used and future directions for simulation research.Open Acces

National Aeronautics and Space Administration (NASA)/American Society for Engineering Education (ASEE) Summer Faculty Fellowship Program, 1989, volume 1

The 1989 Johnson Space Center (JSC) National Aeronautics and Space Administration (NASA)/American Society for Engineering Education (ASEE) Summer Faculty Fellowship Program was conducted by Texas A and M University and JSC. The 10-week program was operated under the auspices of the ASEE. The program at JSC, as well as the programs at other NASA Centers, was funded by the Office of University Affairs, NASA Headquarters, Washington, D.C. The objectives of the program, which began nationally in 1964 and at JSC in 1965, are: (1) to further the professional knowledge of qualified engineering and science faculty members; (2) to stimulate an exchange of ideas between participants and NASA; (3) to enrich and refresh the research and teaching activities of participants' institutions; and (4) to contribute to the research objective of the NASA Centers

Tutors' Assessments of a Tutee's Understanding in One-on-One Tutoring

Das Ziel dieser Dissertation ist es, zur Erforschung von Instruktion beizutragen, welche effektiv das Lernen von Schülerinnen und Schülern unterstützt. Derartige Instruktion leistet ihren Beitrag zu guter Bildung. Da Instruktion verändert werden kann, um Bildung zu verbessern, ist sie als Variable von großem Interesse. Um Instruktion im Sinne guter Bildung verändern zu können, ist es notwendig zu wissen, welche Instruktionsformen effektiv darin sind, das Lernen zu unterstützen. Weiterhin ist es notwendig zu wissen, welche Mechanismen diesen Instruktionsformen zugrunde liegen. Eine bedeutende Form effektiver Instruktion ist das Eins-zu-Eins-Tutoring. Mechanismen, die für die Effektivität des Tutorings als zentral gelten, sind dabei die Diagnosen und die Diagnosegenauigkeit von Tutorinnen und Tutoren. Diese Mechanismen sind bisher jedoch nicht intensiv untersucht worden. Aus diesem Grund werden in der Dissertation die Diagnosen und die Diagnosegenauigkeit von Tutorinnen und Tutoren näher betrachtet. Im Speziellen werden zwei Arten von Diagnosen untersucht. Dies sind erstens Diagnosen, die Tutorinnen und Tutoren fortlaufend während einer Tutoringsitzung durchführen (d. h. formative Diagnosen). Zweitens werden Diagnosen analysiert, die Tutorinnen und Tutoren nach dem Ende einer Tutoringsitzung erstellen (d. h. summative Diagnosen). Im Zusammenhang mit dieser Dissertation wurden zwei empirische Studien durchgeführt. In beiden Studien wurden Tutandinnen und Tutanden im Schulalter von Tutorinnen und Tutoren unterrichtet, die über mehr Wissen verfügten, als ihre Lernenden. Es wurde angenommen, dass Tutorinnen und Tutoren mit Lehrerfahrung besser darin sind das Verständnis von Tutandinnen und Tutanden zu diagnostizieren als Tutorinnen und Tutoren ohne Lehrerfahrung. In der ersten Studie wurde der Einfluss von Lehrerfahrung auf die Diagnosen von Tutorinnen und Tutoren empirisch überprüft. Zu diesem Zweck wurden die Diagnosegenauigkeit von Tutorinnen und Tutoren mit Lehrerfahrung (d. h. Lehrkräfte) und die Diagnosegenauigkeit von Tutorinnen und Tutoren ohne Lehrerfahrung (d. h. Studierende) untersucht und miteinander verglichen. In diesem Zusammenhang wurde auch die Beziehung zwischen den formativen Diagnosen einer Tutorin oder eines Tutors und den summativen Diagnosen einer Tutorin oder eines Tutors analysiert. Weiterhin wurde der Nutzen der formativen Diagnosen einer Tutorin oder eines Tutors für das Lernen der Tutandin bzw. des Tutanden erforscht (siehe Kapitel 1, Artikel 1 und 2). In der zweiten Studie wurde experimentell geprüft, ob die Diagnosen von Studierenden als Tutorinnen und Tutoren durch ein kurzes Training verbessert werden können. Das Training zielte dabei auf die Förderung eines interaktiven Tutoringstils. Die Idee für das Design des Trainings beruhte darauf, dass Tutandinnen und Tutanden wahrscheinlicher ihr eigenes Verständnis äußern, wenn Tutorinnen und Tutoren einen interaktiven Tutoringstil realisieren. Basierend auf den zusätzlichen Informationen über das Verständnis ihrer Tutandin bzw. ihres Tutanden sollten Tutorinnen und Tutoren mit einem interaktiven Tutoringstil besser in der Lage sein, summativ das Verständnis der Tutandin bzw. des Tutanden zu diagnostizieren als Tutorinnen und Tutoren mit einem weniger interaktiven Tutoringstil (siehe Kapitel 2, Artikel 3). Wie die erste Studie (vgl. Kapitel 1) belegt, diagnostizieren Tutorinnen und Tutoren im Durchschnitt das Verständnis ihrer Tutandin oder ihres Tutanden bestenfalls mäßig genau. Allerdings waren Lehrkräfte genauer darin, summativ das Verständnis ihrer Tutandin bzw. ihres Tutanden zu diagnostizieren als Studierende (vgl. Artikel 1). Darüber hinaus zeigte die erste Studie, dass alle Tutorinnen und Tutoren interaktive Instruktionsstrategien einsetzten, um formativ das Verständnis ihrer Tutandin bzw. ihres Tutanden zu diagnostizieren. Mehr formative Diagnosen führten in diesem Zusammenhang zu mehr Lernen. In vergleichbarer Weise zogen mehr formative Diagnosen auch genauere summative Verständnisdiagnosen nach sich. Auch in Bezug auf die formativen Diagnosen unterschieden sich Lehrkräfte von Studierenden. Konkret heißt dies, dass Lehrkräfte häufiger Instruktionsstrategien zum formativen Diagnostizieren des Verständnisses ihrer Tudandin bzw. ihres Tutanden einsetzten als Studierende. Dieser Unterschied im Ausmaß formativer Diagnosen bedingte auch den Unterschied zwischen Lehrkräften und Studierenden bezüglich der summativen Diagnosegenauigkeit (vgl. Artikel 2). Die Ergebnisse der ersten Studie weisen darauf hin, dass Tutorinnen und Tutoren im Allgemeinen nicht sehr gut darin sind, summativ das Verständnis von Tutandinnen und Tutanden zu diagnostizieren. Dessen ungeachtet diagnostizieren Tutorinnen und Tutoren formativ das Verständnis einer Tutandin bzw. eines Tutanden zumindest in gewissem Maß. Da zudem mehr formative Diagnosen zu mehr Lernen führen, kann angenommen werden, dass diese formativen Diagnosen tatsächlich zu den Mechanismen zählen, die Tutoring effektiv machen. Tutoring könnte somit noch effektiver werden, wenn man das formative Diagnostizieren förderte. Da außerdem beobachtet wurde, dass formative Diagnosen bessere summativen Diagnosen nach sich zogen, kann weiterhin angenommen werden, dass verbessertes formatives Diagnostizieren genauere summative Diagnosen mit sich brächte. Schließlich war auch Lehrerfahrung relevant für bessere Diagnosen. Im Speziellen verwendeten Lehrkräfte häufiger Strategien formativer Diagnose als Studierende. Dieser Unterschied erklärte auch, warum Lehrkräfte genauer summativ diagnostizierten als Studierende. Offensichtlich kann somit ein intensiverer Gebrauch von Strategien zur formativen Verständisdiagnose als beobachtbarer Indikator für Lehrerfahrung angesehen werden. Tutorinnen und Tutoren waren durchaus in der Lage, einen interaktiven Tutoringstil zu realisieren, wenn sie darin trainiert wurden, die interaktiven Instruktionsstrategien formativen Diagnostizierens zu verwenden, die in der ersten Studie beobachtet worden waren. Dies wurde in der zweiten Studie festgestellt (vgl. Kapitel 2). Allerdings wurden dadurch die summativen Diagnosen der trainierten Tutorinnen und Tutoren nicht genauer als die summativen Diagnosen der untrainierten Tutorinnen und Tutoren. Stattdessen waren die trainierten Tutorinnen und Tutoren weniger genau darin als die untrainierten, summativ das Verständnis ihrer Tutandin bzw. ihres Tutanden zu diagnostizieren. Dieses unerwartete Ergebnis wurde dadurch erklärt, dass die trainierten Tutorinnen und Tutoren stärker als die untrainierten einen interaktiven Tutoringstil realisierten. Die Ergebnisse der zweiten Studie werden in Bezug auf mögliche Unzulänglichkeiten in der kognitiven Informationsverarbeitung auf Seiten der Tutorinnen und Tutoren interpretiert. Diese Unzulänglichkeiten hängen möglicherweise damit zusammen, dass die Tutorinnen und Tutoren in dieser Studie keine Lehrerfahrung besaßen. Die gerade gelernten Strategien umzusetzen mag daher die kognitive Kapazität der Tutoren stark beansprucht haben. Obwohl die trainierten Tutorinnen und Tutoren mehr Informationen von ihrer Tutandin bzw. ihrem Tutanden gewannen, waren sie in der Folge möglicherweise nicht in der Lage, diese Informationen angemessen zu verarbeiten. Auf diese Weise kann erklärt werden, warum ein interaktiverer Tutoringstil nicht zu genaueren summativen Diagnosen führte. Eine Konsequenz, die aus dieser Interpretation gezogen werden kann, wäre es, das Design des Trainings abzuwandeln. Genauer gesagt, könnten die Tutorinnen und Tutoren die von ihrer Tutandin bzw. ihrem Tutanden gewonnenen Informationen möglicherweise besser verarbeiten, wenn sie die Strategien formativen Diagnostizierens intensiver während der Trainingsphase übten. Zusätzlich könnte das Design der Studie verändert werden, die durchgeführt worden war, um die Trainingseffekte zu analysieren. Spezifischer, würde die Informationsverarbeitung der Tutorinnen und Tutoren möglicherweise auch verbessert, wenn die summative Diagnose später erfolgte und wenn die Tutorinnen und Tutoren so die Gelegenheit erhielten, die Strategien formativen Diagnostizierens während mehrerer realer Tutoringsitzungen zu üben. Im Ergebnis überträfen die trainierten Tutorinnen und Tutoren die untrainierten eventuell tatsächlich darin, das Verständnis ihrer Tutandin bzw. ihres Tutanden summativ genau zu diagnostizieren. Durch die Analyse der Diagnosen von Tutorinnen und Tutoren trägt diese Dissertation dazu bei, die dem Tutoring zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen. Die Ergebnisse der Dissertation können weiterhin dazu dienen, Tutoring noch effektiver zu machen. Die Dissertation bietet somit einen wesentlichen Einblick in das Feld effektiver Instruktion

The integrated anatomy practical paper: a robust assessment method for anatomy education today

Assessing anatomy in a way that tests higher cognitive domains and clinical application is not always straightforward. The old "spotter" examination has been criticized for only testing low level "identify" knowledge, whereas other assessment modalities such as multiple choice questions do not reflect the three dimensional and application nature of clinical anatomy. Medical curricula are frequently integrated and subject specific examinations do not reflect the case based, spiral, integrative nature of the curricula. The integrated anatomy practical paper (IAPP) is a hybrid of the old "spotter" and an objective structured clinical examination but it demonstrates how higher levels of taxonomy can be assessed, together with clinical features and integrates well with other disciplines. Importantly, the IAPP has shown to be reliable and practical to administer. Data gathered from the Bachelor of Medicine five-year program over two academic years for four IAPP examinations, each being 40 minutes with (K = 60 items) based on 440 students revealed consistently strong reliability coefficients (Cronbach alpha) of up to 0.923. Applying Blooms taxonomy to questions has shown a marked shift resulting in an increase in the complexity level being tested; between 2009 and 2013 a reduction of 26% in the number of low level "remember knowledge" domain questions was noted with up to an increase of 15% in "understanding" domain and 12% increase in the "applying" knowledge domain. Our findings highlight that it is possible to test, based in a laboratory, anatomy knowledge and application that is integrated and fit for practice. Anat Sci Educ. © 2014 American Association of Anatomists

Intelligent Tutoring Systems and Planning Tecniques: A Systematic Review

Planning is a problem-solving method that produces an action sequence (i.e. plan) to achieve a goal. Instructional Planning is a central issue to develop adaptive educational software and Intelligent Tutoring Systems. The objective of this paper is to conduct a systematic review of planning techniques used in ITS in the last twenty years. In this review, 969 papers in 6 digital reference libraries extensively used by computer science researchers were identified. After a selection process using the inclusion and exclusion criteria, 20 relevant papers were chosen. The results present the existence of a relevant research gap. Among the retrieved papers, no document which uses Goal Reasoning-based planning techniques was found, and more specifically, no system that use the process of autonomy based on goals.Planning is a problem-solving method that produces an action sequence (i.e. plan) to achieve a goal. Instructional Planning is a central issue to develop adaptive educational software and Intelligent Tutoring Systems. The objective of this paper is to conduct a systematic review of planning techniques used in ITS in the last twenty years. In this review, 969 papers in 6 digital reference libraries extensively used by computer science researchers were identified. After a selection process using the inclusion and exclusion criteria, 20 relevant papers were chosen. The results present the existence of a relevant research gap. Among the retrieved papers, no document which uses Goal Reasoning-based planning techniques was found, and more specifically, no system that use the process of autonomy based on goals

Structured exercise programs for higher education students experiencing mental health challenges: background, significance, and implementation

The incidence of mental illness is greatest among young adults, and those enrolled in higher education may be particularly vulnerable compared to the general young adult population. Many higher education institutions employ student support staff tasked with implementing strategies to improve student wellbeing and mental illness. However, these strategies tend to be focused on clinical therapies and pharmacological interventions with limited lifestyle approaches. Exercise is an effective method for addressing mental illness and promoting wellbeing, yet widespread provision of structured exercise services to support treatment options for students with mental health challenges has not been fully realized. In an effort to guide exercise strategies for student mental health, we synthesize considerations for developing and delivering exercise programs in higher education settings. We draw directly from the evidence base on existing exercise programs in higher education; and the broader behavior change, exercise adherence, health psychology, implementation science, and exercise prescription literatures. Our broad considerations cover issues regarding program engagement and behavior change, exercise ‘dose’ and prescription, integration with other on-campus services, and robust research and evaluation. These considerations may provide impetus for widespread program development and implementation, as well as informing research focused on protecting and improving student mental health