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Garry C. Scroop
Departamento de Fisiología, Universidad de Adelaide, Australia

Prólogo

Las clases prácticas en fisiología para estudiantes universitarios de odontología, medicina y ciencias se han centrado por mucho tiempo en experimentos en animales tradicionales guiados por una receta. Estas clases se han diseñado para brindar ejemplos prácticos de fisiología viva como apoyo del material didáctico presentado en clases y tutorías. Su formato se basa en protocolos largamente establecidos diseñados para garantizar que todos los estudiantes obtengan el mismo resultado ideado. Dicho proceso de enseñanza no sólo suprime el mensaje científico esencial de la variabilidad biológica, sino que ignora la contradicción de usar resultados de experimentos con animales para ilustrar la fisiología humana que se está enseñando en sus clases y que constituirán las bases de sus futuras profesiones.

En los últimos años, mucha de la más reciente tecnología de información se ha aplicado para dar una nueva apariencia a dichas clases prácticas, aunque aún permanece el inquebrantable principio de refuerzo del dogma establecido con experimentos prácticos ideados. Ya que su resultado se conoce de antemano, la habilidad de dichas clases prácticas para motivar a los estudiantes y al personal docente es pobre y el reciclaje de resultados de años previos es una práctica común en los estudiantes. Se ha discutido con frecuencia que dichas clases prácticas con animales proporcionan a estudiantes preclínicos de experiencia vital en el manejo de tejidos y órganos vivos. Cualquier observador de dichas sesiones reconoce la falacia de este argumento. Toda experiencia es breve, con muy poca supervisión, y es a menudo confinada a uno o dos estudiantes en un grupo de práctica dado, se deriva de especies animales inusuales y nunca se repite en sus vidas profesionales.

Dejando de lado las objeciones morales para dichos experimentos, las sesiones universitarias de enseñanza práctica de este tipo son una contradicción de los principios científicos que nosotros, como personal académico, propugnamos hipócritamente ante los estudiantes de postgrado en nuestros laboratorios de investigación. Es importante remarcar que estos experimentos en animales establecidos hace tiempo y orientados por una fórmula no brindan experiencias de aprendizaje para toda la vida que los graduados puedan utilizar en sus futuras carreras profesionales.

El camino hacia adelante

Si bien hace mucho tiempo existe una insatisfacción con el mérito educativo de la enseñanza tradicional de las clases prácticas, se ha hecho muy poco, aparte de algunos intentos, para mejorar su impacto con la nueva tecnología. En 1990, el Departamento de Fisiología de la Universidad de Adelaide tomó la decisión de abandonar las clases tradicionales de enseñanza práctica basada en animales, que se habían impartido para los estudiantes de segundo año de odontología, medicina y ciencias durante muchos años. La nueva idea era proporcionar a los estudiantes un medio apropiado para aprender estrategias de resolución de problemas. El medio escogido para esto fue una variedad de proyectos de investigación, durante todo el semestre, sobre la fisiología cardiovascular, respiratoria, renal y neural en seres humanos. El objetivo de esta iniciativa fue utilizar el proyecto de investigación como una experiencia práctica para que los estudiantes aprendan el método científico para resolver problemas.

Estas nuevas ‘clases prácticas’ se llaman, bastante torpemente, Prácticas de Proyecto de Investigación (RPP), donde los estudiantes trabajan como equipos de investigación pequeños (4 a 8), diseñando sus propios proyectos y completándolos en todo el semestre. El Departamento proporciona todo la infraestructura de investigación necesaria y cada proyecto dura un semestre completo de 13 semanas, haciendo que cada estudiante complete 2 proyectos en 2 sistemas fisiológicos distintos durante un año académico completo.

Diseño

Al inicio:

• Los estudiantes, con ayuda del personal general, forman pequeños grupos y se les aconseja formar un equipo de investigación interactivo. Posteriormente, cada equipo es asignado a uno de las cuatro investigaciones orientadas a los laboratorios, en cuatro de los principales sistemas fisiológicos: cardiovascular, respiratorio, neural y renal. No importa un conocimiento previo detallado del sistema fisiológico particular, ya que el tema central es brindar una experiencia de aprendizaje en el método científico de resolución de problemas, y la experiencia de aprendizaje fisiológico es casual.

• Cada laboratorio brinda el equipo mínimo esencial y el espacio para apoyar 3 equipos de investigación en cualquier sesión práctica de 4 horas semanales durante un semestre. El proceso actual de adquisición de datos se mantiene deliberadamente lo más simple posible, aunque requiere emplear la tecnología más moderna. Los aspectos técnicos del uso del equipo, si bien es fundamental para los estudios de investigación de postgrado, no deben considerarse como una parte importante del ejercicio de aprendizaje en esta etapa de instrucción en el método científico. Sin embargo, cada laboratorio debe ser visto como una unidad de investigación independiente que apoya 3 equipos de investigación con acceso a todos los insumos requeridos, equipo, software de computadora, etc. que son característicos para ese sistema fisiológico particular y característica de la mayoría de laboratorios de investigación.

• Un miembro del personal académico es asignado a cada uno de los 4 laboratorios para abarcar el rol de Supervisor de Investigación y actuar como mentor de los 3 equipos de investigación en un laboratorio dado. Se necesita reforzar continuamente que éstas son sesiones de investigación y no 'clases prácticas' en el sentido antiguo, y el miembro del personal debe adoptar un enfoque donde se involucre lo menos posible. Se debe alentar al equipo de investigación de estudiantes a realizar su proyecto, y hasta donde sea razonable, resolver sus problemas a medida que surgen. Existe una Unidad de Recursos central individual manejada por el personal general que sirve a los 4 laboratorios en términos de insumos, fotocopias, presentación de asignaciones, mantenimiento de registros de los estudiantes, etc.

Al inicio (semanas 1 y 2):

• En primer lugar, el equipo de investigación necesita decidir un tema para el proyecto de investigación. El manual que acompaña las sesiones de Práctica del Proyecto de Investigación menciona 10 o más áreas de amplia investigación potencial en cada uno de los 4 sistemas que pueden ser abordados por la infraestructura de laboratorio disponible. Por ejemplo, el Laboratorio Cardiovascular se concentra en la medición de sólo 2 variables cardiovasculares, concretamente frecuencia cardiaca (utiliza computadoras de Frecuencia Cardiaca Polar) y presión arterial (Esfigmomanómetros Automáticos con listados impresos), ambas de las cuales se miden clínicamente, por tanto, son apropiadas para la estructura de su carrera. El laboratorio permite la medición de estas variables durante uno de los 2 estresores cardiovasculares, principalmente el cambio de postura (cabeza hacia arriba o hacia abajo con o sin el uso de una mesa de inclinación simple) o ejercicio de ergómetro cíclico (Monark, donde las cargas de trabajo y los correspondientes valores aproximados de captación de oxígeno son bien conocidos). Cada laboratorio tiene un archivo de computadora y una impresión del trabajo publicado sobre la fisiología de las respuestas cardiovasculares dentro de este marco de estresores básico, es decir, ortostasis y ejercicio. Posteriormente, esta infraestructura permite al equipo de investigación de estudiantes (con la guía del Supervisor de Investigación, de ser necesario) desarrollar un área de investigación y propuesta de su opción. Una Persona de experiencia de Recursos Académicos, cuya investigación se encuentra dentro de la disciplina del laboratorio (por ej. cardiovascular) también está disponible para consultas en otros momentos por parte del Supervisor de Investigación y el líder del equipo de investigación de estudiantes.

• Una vez que el equipo de investigación ha llegado a un acuerdo sobre el tema del proyecto, ellos deben preparar y presentar una Propuesta de Investigación formal. Con este fin, se dispone de un Formato de Aplicación de Investigación diseñado para este propósito el cual se puede descargar del portal del Departamento. Este documento de 4 páginas está estructurado como una simple solicitud de financiamiento de apoyo y busca detalles del Título del Proyecto, Resumen del Proyecto, Miembros del Equipo de Investigación, Hipótesis a ser probada, Objetivos Específicos del Proyecto, Significado del Proyecto, Antecedentes de la Propuesta de Investigación, Plan de Investigación con protocolos experimentales y requerimientos de Equipo, además de los métodos a ser empleados en el análisis de datos. Se requieren firmas de aprobación de varias personas, en las formas de solicitud ya completadas antes que el proyecto pueda comenzar. Estas personas incluyen al estudiante líder del equipo de investigación (asegurando el consenso del equipo sobre la dirección de investigación), Supervisor de Investigación (garantizando un tema científico sólido), director del Centro de Recursos (garantizando que las solicitudes de insumos y equipo puedan ser satisfechas por el Departamento), la Persona de Recursos Académicos con experiencia en el sistema fisiológico (para dar un consejo general sobre la estructura del proyecto de investigación, de ser necesario), y el funcionario de Autorización Ética. Ya que todos los experimentos están basados en humanos, es fundamental contar con un comité de ética departamental interno que sea el vínculo con el principal Comité sobre Ética Humana de la Universidad, el cual recibe breves resúmenes de todos los proyectos. Por lo tanto, los estudiantes tienen que brindar una Hoja Informativa para posibles voluntarios que garanticen que el consentimiento firmado por los voluntarios este informado, tanto por escrito como oralmente. Los estudiantes deben adjuntar su Hoja de Información propuesta y el Formato de Consentimiento al Formato de Aplicación de Investigación para la aprobación de parte del Funcionario de Autorización Ética. El Formato de Aplicación de Investigación tiene un plazo de entrega final el último viernes de la segunda semana a partir del inicio del semestre de 13 semanas. Este plazo se puede extender si existen problemas detectados durante los diferentes procesos de firma, los cuales deben ser abordados por el equipo de investigación de estudiantes antes de que se dé la aprobación final.

Realizando el proyecto (semanas 3 a 9):

• El equipo de investigación recluta temas experimentales basado en un análisis de poder y utilizando procedimientos de reclutamiento estándar.

• Los miembros del equipo se familiarizan con el equipo (operación, exactitud, reproducibilidad, etc.) y con los protocolos y procedimientos experimentales, conducen experimentos pilotos y establecen archivos de datos del tema en Excel. Esto se puede empezar durante las semanas 1 y 2.

• El progreso del proyecto sigue el método científico básico utilizado en cualquier proyecto de investigación experimental en seres humanos, con uso apropiado de controles y protocolos experimentales científicamente sólidos. El Supervisor de Investigación asesora sobre estos procedimientos, pero también se puede recurrir al Manual de Curso que acompaña. Además, se dispone de copias de Scott y Waterhouse, Fisiología y el Método Científico (1986), para los estudiantes y se recomienda su lectura.

• Los estudiantes tienen acceso a un adecuado software computarizado tanto para acceder a literatura de investigación pasada como para adquirir y procesar datos a través del proyecto.

• El Supervisor de Investigación adopta una dirección ligera / sin interferencias (‘hands-off’) aproximándose de una manera familiar a la mayoría de los académicos en supervisión de estudiantes con honores y doctorados. A decir verdad, el equipo de investigación de estudiantes establece y protege rápidamente la propiedad de su proyecto de investigación y se compromete a fondo.

Análisis final de datos y preparación del póster (semanas 10 y 11):

• Durante este período, el equipo de investigación pasa la mayor parte de tiempo ultimando las hojas de cálculo de datos, realizando análisis estadísticos y preparando tablas de datos y cifras para presentar en su póster e informes finales escritos.

• La Presentación del póster se prepara como un archivo de computadora y el Centro de Recursos imprime el póster a color en formato grande para todos los equipos de investigación. Nuevamente, se trata de un procedimiento de investigación moderno y evita que los estudiantes pierdan un valioso tiempo de aprendizaje en trabajos de arte detallados.

Evaluación

Evaluación (total de 30 notas para el proyecto semestral):

• Hay 2 evaluaciones individuales de los estudiantes en forma de (1) una Revisión de 600 palabras de antecedentes literarios (semana 5 del semestre), lo cual otorga 5 notas del total de 30, y (2) un Informe Escrito final de 3,000 palabras (semana 13, última semana del semestre), preparado al estilo de un manuscrito de investigación, lo cual otorga 10 notas del total de 30. El Manual del Curso otorga una guía detallada para la preparación del reporte final.

• Existen 2 formas de evaluaciones de grupo. Una de las formas es la Evaluación del Grupo de Colegas en 3 puntos de tiempo durante la conducción del proyecto (semanas 4, 9, 13), permitiendo al equipo de investigación de los estudiantes monitorear sus desempeños individuales (5 notas del total de 30). La otra es una Presentación de un póster del proyecto y su Sustentación Oral (semana 12), contribuyendo con 10 de 30 notas para RPP.

• Todas las evaluaciones se programan en momentos adecuados durante el semestre y los Criterios de Evaluación a ser utilizados por los examinadores para realizar sus valoraciones están impresos en el Manual del Curso para los estudiantes.

Evaluación - ¿vale la pena?:

• El concepto RPP fue revisado favorablemente en un informe (No. 28, 1994) realizado por la Junta Nacional Australiana de Empleo, Educación y Capacitación y se publicó en agosto de 1994. El informe siguió a una visita del sitio y conversaciones con el personal y los estudiantes. Se identificó como un ejemplo de Mejor Práctica de Enseñanza en Australia, promoviendo principios de aprendizaje para toda la vida.

• Cuando se presentó en 1990, se trató de la primera de las prácticas educativas de resolución de problemas en nuestra Universidad, la cual ahora ha penetrado ampliamente y en varias formas a través de programas de enseñanza universitaria, especialmente en Ciencias y Ciencias de la Salud.

• Las instrucciones en el método científico de resolución de problemas son el tema esencial de las sesiones prácticas, dado que se trata de una experiencia de aprendizaje para toda la vida enormemente valiosa en todas las direcciones de la carrera, sin importar la facultad. Sin embargo, en Ciencia y Ciencias de la Salud, es claro que todas las áreas de la fisiología sistemática que forman la base de los proyectos de investigación de los estudiantes y la experiencia asociada en la adquisición de datos y en los principios básicos del análisis estadístico se aprenden de manera que resulta en una mayor retención de información. Esto se puede derivar del sentido de pertenencia de los estudiantes del proyecto de investigación y sus resultados.

• La pertenencia y orgullo de su proyecto son resultados grupales bastante evidentes y la necesidad de tener un verdadero esfuerzo de equipo si se trata de obtener un logro que vale la pena es fuertemente reforzado.

• Inevitablemente, el concepto de equipo refuerza el desarrollo de las habilidades interpersonales y de comunicación a través de todo el semestre. Los diversos antecedentes étnicos de nuestra cohorte de estudiantes brindan un mayor beneficio al concepto promoviendo intercambios e interacciones de unión cultural.

• El personal académico y general que apoya a los equipos de investigación también gana una valiosa y placentera experiencia por estar involucrado en los proyectos de investigación y ver a sus estudiantes crecer académicamente y lograr buenos resultados.

• El concepto básico de brindar un vehículo adaptable para la instrucción en el método científico se puede aplicar en cualquier disciplina científica y para estudiantes de primaria, secundaria y educación superior. No se necesita tener un conocimiento previo para tener éxito en el aprendizaje de la disciplina de resolución de problemas con el método científico. Aquí surge la pregunta, ¿por qué es así? Y luego se establece el concepto del proyecto dentro de las limitaciones de la población de estudiantes dada y la infraestructura disponible.

• En cada uno de los 2 semestres en un período de 2 años (1993 y 1994) en Adelaide, se dictó el mismo curso en segundo año de fisiología (clases, tutorías y concepto RPP) para clases que eran casi del mismo tamaño (~130 estudiantes en cada una) de estudiantes en Medicina y Ciencias. Los estudiantes en estas clases pudieron entrar a Medicina o a Ciencias en la Universidad de Adelaide según sus notas obtenidas en el año final de secundaria. La nota requerida para ingresar a Medicina es significativamente superior a la de ciencias, aunque ambas se derivan del mismo proceso de examen, basado generalmente en la evaluación de la memoria objetiva en lugar de en la habilidad de resolución de problemas. No es sorprendente que las notas obtenidas por la Clase Médica en las preguntas escritas sobre la memoria objetiva en Fisiología en cada semestre fueran significativamente superiores a las de la Clase de Ciencias. Sin embargo, las notas finales para las evaluaciones RPP en cualquier de los 4 estudios semestrales no fueron diferentes entre las dos poblaciones de estudiantes, ni tampoco fueron diferentes para la pregunta de resolución de problemas que se incluyó deliberadamente en cada una de las evaluaciones formales escritas. Este resultado preliminar, más que nada, plantea preguntas sustanciales acerca de metodologías educativas y dirección en el sector universitario.
 

Conclusiones:

En el mejor de los mundos, la transición de los experimentos en las clases prácticas de los estudiantes que utilizan animales a aquéllos donde se hace uso de personas voluntarias para ilustrar el método científico de resolución de problemas, será justificado sobre la base de la falta de defensa moral de la experimentación en animales. A decir verdad, es triste y para nada sorprendente, que el procesamiento, que ahora se ha diseminado, se ha producido, ya que los catedráticos han llegado a reconocer que el concepto práctico del proyecto de investigación y metodologías similares de resolución de problemas son sólo ampliamente mejores en materia de educación que las antiguas sesiones didácticas. Para los que estamos comprometidos con la protección de los animales de la explotación humana, hubiera sido preferible que el cambio hubiera sido estimulado por el reconocimiento de que el uso de animales para la experimentación es totalmente equivocado. Si bien el resultado ha sido el mismo en la esfera de la enseñanza, no realizar la transición moral deja sin resolver el tema de la explotación experimental de animales en este momento.

Bibliografía

1. Scott, E.M. and Waterhouse, J.M. (1986). Physiology and the scientific method. Manchester University Press, ISBN 0 7 190 2262 2.

2. Scroop, G.C. (1993). Research project practicals in the Department of Physiology. A 16-page in-house publication available from G.C. Scroop, Department of Physiology, University of Adelaide, South Australia 5005.

3. Scroop, G.C. (1993). Research and the scientific method in practical teaching in the biological sciences. Proceedings of the Australian Physiological and Pharmacological Society, 24, 186P.

4. Candy, P.C., Crebert, G. and O’Leary, J. (1994). An inquiring mind. B Science (Physiology). In: Developing lifelong learners through undergraduate education, Commissioned Report No. 28 (ISBN 0644 35349X), National Board of Employment, Education and Training Commission
(Australian Government Publishing Service), pp 201-209.

5. Scroop, G.C. (1995). Use of research project practicals and the scientific method to develop problem-solving skills: a new teaching methodology in the biological sciences which does not require the use of animals. In: Animals in Science: Perspectives on their Use, Care and Welfare, Monash University Clayton Campus, Ed. NE Johnston, (ISBN 0 7326 0636 5), pp. 208-214.

Biografía

Garry Scroop es graduado en medicina, que cuenta con un prestigio de unos 40 años, durante los cuales ha estado comprometido en la investigación y enseñanza humana básica, tanto en Australia como en el extranjero. Durante su carrera de investigación, ha realizado publicaciones en los diversos campos de hipertensión, fisiología fetal, fisiología de ejercicio y síndrome de fatiga crónica. Su enseñanza, que abarca un marco de tiempo similar, se ha enfocado principalmente en el campo de la fisiología, tanto para los estudiantes universitarios como de postgrado en Medicina y Ciencias. Es miembro fundador del Fondo MAWA (Avances Médicos sin Animales), el cual brinda una beca doctoral anual para apoyar a los estudiantes comprometidos en la investigación dirigida al retiro de los animales de la investigación biológica. La metodología educativa comprendida en el artículo adjunto se derivó tanto de su deseo de retirar animales de las clases prácticas como del hecho de educar estudiantes en el método científico de resolución de problemas como una estrategia de aprendizaje de toda la vida.

Profesor Asociado Garry C. Scroop, MBBS, MD (Adelaide), PhD (Londres)
Departamento de Fisiología
Universidad de Adelaide
South Australia 5005
tel: +61 8 8303 5331
fax: +61 8 8303 3356
e-mail: garry.scroop@adelaide.edu.au
Dirección actual:

Laboratorio de Función Pulmonar
Level 7 Outpatients Block
Hospital Royal Adelaide
South Australia 5000

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