JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מאמר זה מציג סקירה של האופן שבו ניתן להשתמש בפעילות וירטואלית סינכרונית מבוססת אינטרנט כדי לחשוף תלמידי כיתות ו'-י"ב לטכנולוגיות הדמיה מתקדמות כגון אולטרסאונד, טומוגרפיה ממוחשבת ואלקטרואנצפלוגרפיה. המאמר דן בשיטות ובציוד הדרושים לשידור חי של מפגשים חינוכיים משולבים למעורבות יעילה של תלמידים ב-STEM.

Abstract

הגדלת המגוון של תלמידים הבוחרים בקריירה בתחומי המדע, הטכנולוגיה, ההנדסה והמתמטיקה (STEM) היא תחום של התמקדות אינטנסיבית ברחבי ארה"ב, במיוחד בתוכניות צינור ממוקדות גן עד כיתה י"ב (K-12) בבתי ספר לרפואה. כוח עבודה מגוון בתחום ה-STEM תורם לפתרון בעיות טוב יותר ולשוויון בשירותי הבריאות. שניים מהחסמים העיקריים הרבים עבור תלמידים כפריים הם היעדר מודלים מספיקים לחיקוי בתחום ה-STEM וגישה מוגבלת לטכנולוגיה בכיתה. בתי ספר לרפואה משמשים לעתים קרובות כמשאב חשוב לסטודנטים בקהילה המקומית שיכולים לקבל בקלות גישה לאנשי מקצוע בתחום ה-STEM ולטכנולוגיה מודרנית באמצעות אירועים בקמפוס, אירועים ממומנים ו-STEM לכיתות המקומיות. עם זאת, תלמידי מיעוטים בתת-ייצוג (URM) חיים לעתים קרובות באזורים במצוקה סוציו-אקונומית של מדינות כפריות כמו ארקנסו, שם הגישה למודלים לחיקוי ולטכנולוגיה של STEM מוגבלת. למידה וירטואלית בעידן הקורונה הוכיחה כי ניתן לרתום את משאבי טכנולוגיית ההדמיה של בית ספר לרפואה כדי להגיע לקהל רחב יותר, במיוחד סטודנטים המתגוררים באזורים כפריים הרחק מקמפוס בית הספר לרפואה.

Introduction

תוכניות צינור K-12 בחסות בית הספר לרפואה עבור STEM קיימות מכיוון שהייצוג הנמוך של מיעוטים בתת-ייצוג (URMs) במקצוע הרפואה משקף את היעדר הגיוון בתחומי STEM אחרים. היעדר גיוון בקרב חוקרים ואנשי מקצוע בתחום הבריאות עלול לתרום לפערים בבריאות. עובדי בריאות רבים אינם דומים למטופלים שהם משרתים, מה שעלול להשאיר את המטופלים בתחושת דחייה1. ברמה הלאומית, URMs מייצגים 37% מאוכלוסיית ארה"ב2 אך מהווים רק 7%-10% מהפקולטות לבתי ספר מקצועיים 3,4,5. הצורך בכוח עבודה מגוון ומוכשר מבחינה תרבותית בתחום הבריאות הוא בעל חשיבות עליונה בזיהוי, טיפול ובסופו של דבר צמצום פערים בבריאות. גיוון במקצועות הבריאות יכול לטפל בפערי בריאות באמצעות מחקר המוקדש למחלות עם השפעה לא פרופורציונלית על מיעוטים גזעיים ואתניים ועל ידי סיוע בהגדלת מספר הרופאים המוכנים לשרת בקהילות מוחלשות בדרך כלל6.

ישנם מספר גורמים המעכבים את תלמידי URM מלהירשם ולהשלים בהצלחה תוארי STEM. חסמים אלה כוללים מאגר מועמדים קטן עקב שיעורי סיום נמוכים יותר של תיכון7, שיעורי השלמה נמוכים משמעותית של מגמות STEM במכללה וקבלת תארים מתקדמים לתואר שני או שלישי8, פחות התמדה בבית הספר 9,10 ושיעורי סיום כוללים נמוכים יותר 11, חשיפה מופחתת לתוכניות לימודים ברמה גבוהה ומורים פחות מוסמכים בקהילותיהם 12 ואפילו הבדלים בסגנונות הלמידה המועדפים בבית הספר (למשל, URMs מעדיפים פעילויות מעשיות בקבוצות קטנות לעומת הרצאות)13,14., כידוע, מפגשים חינוכיים מוקדמים חשובים ביותר בעיצוב החוויות החינוכיות ארוכות הטווח של תלמידי URM, שבדרך כלל מגיעים מסביבות חינוכיות שאינן תומכות, ואף אדישות לתלמידי מיעוטים. לרוב ה-URMs אין מודל לחיקוי בתחום ה-STEM במשפחתם המורחבת או אפילו בקהילה המקומית שלהם. מחקרים אחרונים הצביעו על כך שחשיפה מוקדמת לתוכניות הסברה בתחום ה-STEM קשורה באופן חיובי לביסוס זהות STEM ונראה שהיא מעוררת עניין בקרב סטודנטים ב-STEM15,16,17,18.

כמרכז הרפואי האקדמי היחיד במדינה הכפרית ארקנסו, שבה יש את אחד משיעורי העוני הגבוהים ביותר בארה"ב 19, האוניברסיטה של המחבר והמחלקה שלה לגיוון, שוויון והכללה הקימו לאורך השנים צינורK-12 חזק כדי לתמוך בגיוס URMs לתוכניות שלה. חונכות לתלמידים בגיל צעיר הוכחה כאסטרטגיה יעילה במאמצי הגיוס, השימור והסיום. תוכניות צינור בבתי ספר לתואר ראשון ברחבי המדינה הראו כמה הצלחות בהקשר זה (למשל, אוכלוסיות URM מוגברות הפונים לבתי ספר לרפואה6). תוכניות צינור המכוונות לתלמידי חטיבות הביניים והתיכונים הראו גם כמה סימנים מוקדמים של הצלחה20,21,22. מאמצי התערבות מוקדמים לעורר את התעניינות הסטודנטים ב- STEM יכולים להוביל לגיוון בקרב התלמידים המעוניינים בתחומים ובקריירה הקשורים ל- STEM, מה שיכול להוביל לעלייה במספר ובמגוון של תלמידי תיכון הנכנסים למכללה, בוחרים בחוג STEM וממשיכים לתואר שני במדעים ביו-רפואיים ו / או תואר במקצוע הבריאות.

COVID-19 גרם לשיבושים רבים בחינוך K-12, לרבות הגבלות על גישה למתקני קמפוס רפואיים לתלמידי חטיבות ביניים ותיכונים והפרעה לביקורי הסברה אישיים בבתי ספר מקומיים. המגפה אילצה ספקי הסברה רבים בתחום ה-STEM לדמיין את עצמם מחדש מתוך עיצוב פרדיגמה המבוסס על גישות מעשיות, מעשיות וממוקדות בקבוצות קטנות, לגישה הכוללת הסברה וירטואלית23,24,25. האתגרים שליוו שינוי זה כללו את אובדן האינטראקציות האישיות, אובדן האינטראקציה המעשית עם הטכנולוגיה, היעדר יכולתם של סטודנטים לחוות ביקור בקמפוס של בית ספר לרפואה ומתקניו באופן אישי, ועייפות מפלטפורמות למידה מקוונות26. אתגרים אלה יכולים להתקזז חלקית על ידי ההזדמנויות של מתן הסברה וירטואלית, הכוללות הזדמנות להרחיב את ההשתתפות ולגשר על הפער הטכנולוגי באמצעות חשיפת תלמידים ברחבי המדינה לטכנולוגיית הדמיה מתוחכמת שאינה זמינה בכיתותיהם.

בתי הספר לרפואה הם משאב חשוב לטכנולוגיות הדמיה מתקדמות ולטכנולוגיות חינוכיות מסחריות אחרות החורגות מהתקציב הרגיל של כיתות חטיבת הביניים והתיכון. אולטרסאונד הוא שיטת הדמיה מצוינת לתלמידי חטיבת ביניים ותיכון מכיוון שהוא מאפשר הצצה לתוך גוף האדם בזמן אמת. זה יכול להיות מרתק מאוד עבור התלמידים, גם כאשר המצגת היא וירטואלית. בארה"ב, תקני המדע הלאומיים כוללים למידה על תכונות הגלים בכיתות מדעים בחטיבת הביניים ובתיכון26. הדגמת אולטרסאונד והשימוש בו בהדמיה רפואית היא דרך מצוינת לקשור את מפגש ההסברה לשיעורים בכיתה. שום דבר לא יכול ללכוד את תשומת הלב של התלמידים יותר מאשר סריקה חיה של הגוף של אדם, במיוחד משהו שזז - הלב, התכווצות של שריר, או פריסטליס של מערכת העיכול. גישה לטכנולוגיות הדמיה רנטגן וטומוגרפיה ממוחשבת (CT) עבור אירועי STEM אינה אפשרית בגלל העלות הגבוהה של הציוד, לוחות זמנים עמוסים לשימוש קליני ובעיות בטיחות.

למרבה המזל, ישנן טבלאות הדמיה שונות של הדמיית אנטומיה שהופכות לזמינות באופן נרחב כמשאב בקמפוסים של בתי ספר לרפואה28. טבלאות אלה כוללות מסדי נתונים של תמונות CT המתקבלות מחולים אנושיים אמיתיים שניתן להראות לתלמידים, כולל עם יכולת שחזור תלת מימדית. תלמידי חטיבות הביניים והתיכונים יכירו גם את הספקטרום האלקטרומגנטי (למשל, קרני רנטגן, אור, אינפרא אדום), הכלול בתקני המדע הלאומיים, כך שהשימוש בסוג זה של טכנולוגיית הדמיה שוב מתחבר יפה למדי למה שהם לומדים בכיתה. הגישה לציוד אלקטרואנצפלוגרפיה באיכות רפואית (EEG) לשימוש באירועי STEM וירטואליים היא קשה אפילו במסגרת בית הספר לרפואה ותדרוש צוות מיומן כדי להכין את הנושא להקלטת EEG. אוזניות בעלות נמוכה יחסית, הזמינות מסחרית, עשויות שלא להיות זמינות לכיתות חטיבת ביניים או תיכון בודדות, אך הן בהחלט בתחום של תקציב סיוע STEM של בית ספר לרפואה. אוזניות אלחוטיות אלה, הזמינות מסחרית, דורשות זמן מינימלי להגדרה ומציעות חבילות תוכנה המאפשרות הדמיה חזותית של פעילות ה-EEG במוח, שהיא אידיאלית עבור קהל היעד של חטיבת הביניים והתיכון שאינו מכיר את שיטת ההדמיה של פעילות מוחית זו.

ניהול מפגשי הסברה וירטואליים יעילים בתחום ה-STEM דורש יותר ממחשב נייד, מצלמה ופלטפורמת וידאו מבוססת אינטרנט. יהיה צורך להשלים את המחשב השולחני או הנייד הבסיסי עם מגוון ציוד אחר כדי לשפר את החוויה ולספק שידור איכותי ומקצועי למראה. מאמר זה מתאר גישה משולבת של שלוש תחנות ששימשה כדי לספק פעילויות הסברה וירטואליות סינכרוניות, מבוססות אינטרנט, הכוללות הדמיה מתקדמת כגון אולטרסאונד והדמיית CT, כמו גם הדמיה של לוקליזציה של פעילות EEG במוח.

Protocol

מחקר זה אושר על ידי ועדת הביקורת המוסדית כשייך לקטגוריית "פטור", וככזה, נתוני הערכת התכנית שנאספו מהתלמידים ומהמורים לא דרשו הסכמה. הקלטות האולטרסאונד והאלקטרואנצפלוגרם המתוארות להלן נערכו על מטופלים מתוקננים (SPs) מתוך הבנה מלאה כי זה היה חלק מאירוע הסברה חינוכי.

1. מיקום ציוד וחיבורים

  1. שידור מחשב נייד
    1. מקם את המחשב הנייד (איור 1A, חץ אדום עבה). על שולחן במיקום מרכזי המשמש כתחנה המרכזית של אולפן השידור. חבר את המטען של המחשב הנייד למגן מפני נחשולי מתח כך שהמחשב הנייד יהיה טעון במלואו לכל אירוע ההסברה.
    2. חבר את כבל האפיק הטורי האוניברסלי (USB) של מיקרופון מעבה מיקרופון באיכות גבוהה ליציאת ה- USB של המחשב הנייד או השתמש במרחיב USB מרובה יציאות במידת הצורך.
  2. מחליף וידאו לבחירת קלט וידאו ויכולת תמונה בתוך תמונה (PIP)
    1. חבר את כבל החשמל של מחליף הווידאו (איור 1A, חץ ירוק עבה) לתוך מגן נחשולי מתח וחבר את הקצה השני של כבל החשמל לתקע "הפעלה" במתג הווידאו.
    2. חבר את כבל ה- USB ליציאת "יציאת USB" של מחליף הווידאו וחבר את הקצה השני ליציאת ה- USB של המחשב הנייד המשודר.
      הערה: יציאת ה- USB ממתג הווידאו פועלת למעשה כמצלמת אינטרנט ויש לזהות אותה ככזו על ידי פלטפורמות וידאו מבוססות אינטרנט.
    3. חבר את כבל ה- Ethernet שסופק על-ידי מחליף הווידאו ליציאת ה- Ethernet של מחליף הווידאו. חבר את הקצה השני של הכבל למתאם USB3.0 ל- Gigabit Ethernet ולאחר מכן חבר את קצה ה- USB של המתאם ליציאת USB אחרת של המחשב הנייד לשידור או השתמש במרחיב USB מרובה יציאות במידת הצורך.
    4. הורד את תוכנת מחליף הווידאו במחשב הנייד הייעודי לשידור באמצעות הקישור שסופק על ידי החברה.
  3. חצובות ומתקן תקורה להרכבת מצלמת וידאו
    1. מקמו מתקן אולפן מודולרי עילי מעל תחנת הדגימה האנטומית עם שולחן גדול ממוקם מתחתיה (איור 1B). חברו ומרכזו תושבת מצלמה מתכווננת למערכת העליונה (איור 1B, חץ אדום) כך שהיא תהיה ממוקמת במיקום מרכזי מעל תחנת הדגימה האנטומית. הרכב מצלמת וידאו איכותית המצוידת בשלט רחוק על תושבת המצלמה (איור 1B, כוכבית כחולה). חבר את כבל החשמל של המצלמה ליציאת החשמל של המצלמה.
    2. מקם באופן אסטרטגי חצובות יציבות ומתכווננות באזור השידור (איור 1A ואיור 1C,D, חצים כחולים). מקם מצלמה ראשית אחת לתצוגות רחבות זווית בכל תחנה. מקם את כל המצלמות הנוספות לצפייה בתקריב בתחנות השונות (לדוגמה, תחנת אולטרסאונד כדי להראות מיקום בדיקה על המטופל הסטנדרטי [SP]).
    3. הרכיבו מצלמת וידאו איכותית על כל חצובה (איור 1A ואיור 1C,D, כוכביות כחולות). חבר את מתאם המתח הקומפקטי לשקע סמוך ואת הקצה השני ליציאת הטעינה של המצלמה. חברו מכסה עדשה כדי לחסום אור תועה מתאורת התקרה.
      הערה: למרות שרוב מצלמות הווידאו מגיעות עם מארזי סוללות, חכם יותר להשתמש בכבלי חשמל כדי שהמצלמה לא תאבד חשמל באופן בלתי צפוי במהלך שידור. יכולת השליטה מרחוק של המצלמה העילית מאפשרת התאמה קלה של תכונת הזום מבלי לחסום את תצוגת הזנת הווידאו החיה על ידי עמידה מול תחנת הדגימה האנטומית. המציג או איש צוות אחר יכול להתאים את עצמו מרחוק.
    4. חבר כבל מיני HDMI ל-HDMI ליציאת ה-mini HDMI בכל מצלמה. חבר קצה אחד של כבל HDMI ארוך במיוחד (לדוגמה, באורך 5 מטרים) לכבל ה-mini HDMI. מקם את כבלי ה-HDMI כך שיפעלו לכיוון מחליף הווידאו.
    5. מקם את כבלי ה-HDMI בחדר כדי לאפשר תנועה קלה והדביק אותם על הרצפה כדי למנוע מעידה. עטוף את כבלי ה-HDMI והחשמל המחוברים למצלמה המותקנים על האסדה העליונה סביב מבנה האסדה, כך שהם לא יהיו מול מצלמת התחנה הראשית ולא ייפלו במהלך השידור.
  4. מחליף HDMI מרובה יציאות
    1. חבר את מצלמות הווידאו שנבחרו כדי לספק הזנת וידאו עבור הכניסה הקטנה במצב PIP למתג HDMI מרובה יציאות המצויד בשלט רחוק (איור 1A, חץ ירוק דק).
      הערה: יהיה צורך במתג HDMI מרובה יציאות אם מספר התקני כניסת HDMI עולה על ארבע יציאות HDMI הזמינות במתג הווידאו.
    2. חבר את יציאת ה-HDMI של מתג ה-HDMI מרובה היציאות לאחת מארבע כניסות ה-HDMI העיקריות במחליף הווידאו.
  5. מחשב נייד משני למצגות שקופיות ומשמש כממשק אלחוטי למחשב הנייד EEG
    1. חבר את המחשב הנייד המשני (איור 1A ואיור 1C, חץ אדום דק) למטען החשמל שלו וחבר אותו למגן מפני נחשולי מתח.
    2. חבר קצה אחד של כבל HDMI ליציאת ה- HDMI במחשב הנייד ואת הקצה השני לאחת מכניסות ה- HDMI במתג הווידאו.
    3. טען שלט רחוק אלחוטי וחבר את מקלט ה- USB לאחת מיציאות ה- USB של המחשב הנייד המשני.
    4. טען מראש את כל מצגות השקופיות לשולחן העבודה של המחשב הנישא של המצגת.
      הערה: השימוש ב"שקופיות קבלת פנים" מותאמות אישית יתאים אישית את המצגת הווירטואלית.
  6. צגי שידור
    1. מקם באופן אסטרטגי מחשבים ניידים על כיסא/שרפרף ליד כל תחנה כדי שישמשו כצגי שידור (איור 1A-C, חצים צהובים). חבר את מטען המחשב הנייד למגן נחשולי המתח.
      הערה: צגים אלה נדרשים כדי שהמציג יוכל לצפות בשידור בדיוק כמו כל משתתף. יכולת זו חשובה במיוחד בתחנת הדגימה האנטומית כדי להיות מסוגלת להתאים את מיקום הדגימות על המסך.
    2. הפעל את קישוריות האינטרנט האלחוטי של המחשב הנייד, כך שהוא מוכן לשימוש.
  7. הגדרת תחנת סריקת אולטרסאונד
    1. מקם מכשיר נייד אולטרסאונד קליני ועגלת מחשב נייד באזור מרכזי של תחנת האולטרסאונד הייעודית (איור 1A, חץ סגול). חבר את כבל החשמל של מכשיר האולטרסאונד למגן נחשולי מתח.
    2. חבר כבל HDMI ליציאת ה- HDMI של המחשב הנייד אולטרסאונד ולקצה השני לכניסת ה- HDMI של התקן ממיר אותות. חבר קצה אחד של כבל HDMI ליציאת ה-HDMI של הממיר ואת הקצה השני למתג הווידאו או למתג ה-HDMI.
    3. הגדר את המתגים המובנים של הממיר כדי להגדיר מחדש את יציאת ה- HDMI של מחשב האולטרסאונד כך שיתאים לדרישות קלט ה- HDMI של מחליף הווידאו. במקרה זה, ההגדרות היו 1,2,3,4,5,7 = מופעל; 6,8 = כבוי.
      הערה: ייתכן שיהיה צורך לקבוע את הגדרות הממיר עבור מותגים ספציפיים של מערכות אולטרסאונד למחשבים ניידים באמצעות ניסוי וטעייה.
    4. אם חבילה אלקטרוקרדיוגרפית (אק"ג) היא אפשרות זמינה עבור התקן מחשב נייד אולטרסאונד (למשל, יחידת USB-ECG עם שלושה מוליכים), חבר את קצה ה- USB למחשב הנייד של האולטרסאונד. הנח את שלוש אלקטרודות ההצמדה של א.ק.ג. ליד ההתקן מוכנות להחלה על ה-SP.
    5. מקם באופן אסטרטגי אלונקה של מטופל או שולחן עיסוי נייד כך שהוא יהיה בזווית לתצוגה הראשית של המצלמה המוקדשת לתחנת האולטרסאונד (US) (איור 1A). הניחו כיסוי מיטה על השולחן והניחו את כרית המטופל עם כיסוי הכרית בקצה הקרוב ביותר לעגלה האמריקאית. הניחו בקבוק של ג'ל אולטרסאונד ומגבות נייר בהישג יד, כך שניתן יהיה להשתמש בהם כדי לנגב בנוחות את הג'ל מה-SP.
  8. הגדרת תחנת תצוגה חזותית של אנטומיה תלת-ממדית
    1. חבר את כבל החשמל של טבלת התצוגה החזותית של האנטומיה למגן מפני נחשולי מתח והפעל את השולחן. חבר את כבל ה- Ethernet של מחשב שולחן ההדמיה של האנטומיה לתקע Ethernet פעיל המותקן על הקיר או חבר את הטבלה לאינטרנט אלחוטי.
    2. חבר קצה אחד של כבל HDMI ארוך במיוחד (לדוגמה, 15 רגל) לטבלת התצוגה החזותית של האנטומיה ואת הקצה השני לאחת מיציאות ה-HDMI של מחליף הווידאו או של מחליף ה-HDMI.
    3. היכנס לטבלת התצוגה החזותית של האנטומיה באמצעות האישורים שסופקו על ידי החברה. טען מראש את אחד ממקרי ה- CT הרלוונטיים לפגישה המתוכננת (למשל, מקרה ניתוח מעקפים לב) ומקם אותו מימין למרכז כך שהוא לא ייחסם על ידי כניסת ה- PIP.
  9. הגדרת תחנה אלקטרואנצפלוגרפית
    1. חבר את כבל המטען שסופק עם אוזניות ה-EEG האלחוטיות לאוזניות וחבר את הקצה השני ליציאת ה-USB של המחשב כדי לטעון את האוזניות במלואן. חבר את מתאם ה- Bluetooth האלחוטי ליציאת ה- USB של המחשב או השתמש במתאם USB שיתאים למחשב הנישא.
    2. לאחר שהאוזניות טעונות במלואן, הכנס את מכסי הקצף לכל אחד מ-14 המוליכים באוזניות ה-EEG ומרוח כמה טיפות של תמיסות טיפות מלח על כל מוליך. מקם את האוזנייה האלחוטית על ראש ה-SP והתאם את מיקום המוליכים בהתאם להוראות האוזניות. הפעל את האוזנייה האלחוטית באמצעות הלחצן באוזנייה האלחוטית.
    3. הפעל את המחשב הייעודי ל- EEG והפעל את תוכנת אוזניות ה- EEG האלחוטיות. בחר את התקן האוזניות הזמין, בחר התחבר ובצע את ההוראות בתוכנה עד שכל הנוריות יהיו ירוקות בתמונת האוזנייה, תוך ציון מגע תקין של כל 14 ההפניות. לחץ על הקישור לתוכנת האוזניות האלחוטיות בפינה השמאלית העליונה של החלון כדי להחליף מסכים להקלטות EEG חיות. התאם את ההגדרות לפי הצורך.
    4. הפעל את תוכנת הדמיית המוח EEG. בחר את אותן אוזניות זמינות ובחר התחבר. לחץ על הסמל הממוקם במסגרת התחתונה של החלון ובחר את התצוגה הנייחת העליונה של המוח.
    5. הקטן את הגודל של הדמיית המוח וחלונות תוכנת EEG כך שכל אחד מהם יתפוס מחצית משולחן העבודה על מסך המחשב הנייד.
    6. הפעלת שיתוף מסך עבור המחשב הנייד הייעודי ל-EEG (לדוגמה, העדפות מערכת | שיתוף | שיתוף מסך מופעל [כאשר כל המשתמשים נבחרו]).
    7. חבר הן את המחשבים הניידים הייעודיים ל-EEG והן את המחשבים הניידים הייעודיים להחלקה לאותה רשת אלחוטית. במחשב הנייד הייעודי לשקופיות, התקן והפעל את תוכנת מציג שולחן העבודה המרוחק על ידי לחיצה על הסמל המתאים בשולחן העבודה. התחבר למחשב הנייד הייעודי ל- EEG על-ידי הזנת שמו או כתובת ה- IP שלו בתיבה מארח מרוחק ולאחר מכן לחץ על התחבר. היכנס למחשב הנייד הייעודי ל- EEG באמצעות המסך המשותף שמופיע במחשב הנייד הייעודי לשקופיות.

2. בדיקת הגדרות השידור של פלטפורמת הווידאו מבוססת האינטרנט, ציוד הווידאו וחיבורי התוכנה

  1. שידור מחשב נייד
    1. פתח את תוכנית פלטפורמת הווידאו מבוססת האינטרנט במחשב הנישא המשודר והתחל הפעלה חדשה של פגישה .
    2. לחץ על החץ מימין לסמל השתק בפינה השמאלית התחתונה של גבול המסך של תוכנית פלטפורמת הווידאו. תחת הרשימה בחר מיקרופון, בחר את מיקרופון האביזר. לחץ על בחירת הרמקול והמיקרופון לבדיקה כדי לבדוק את יציאת השמע והשמע ברמות הצליל.
    3. לחץ על החץ מימין לסמל עצור וידאו בתחתית גבול המסך של תוכנית פלטפורמת הווידאו. תחת הרשימה בחר מצלמה, בחר את מקור הווידאו המופיע כ- 1920 x 1080_60.00fps.
      הערה: קלט מחליף הווידאו למחשב הנייד יופיע כשני רישומים נפרדים (אחד ב-60 פריימים לשנייה והשני ב-30 פריימים לשנייה).
    4. בחר את התפריט הנפתח עצור וידאו | הגדרות וידאו. תחת הגדרות מצלמה , בטל את סימון המראה של הווידאו שלי.
    5. לחץ על כפתור המשתתפים הממוקם בגבול התחתון של תוכנית פלטפורמת הווידאו, ולאחר מכן לחץ על כפתור ההזמנה בתחתית הלוח הימני. העתק את מספר הפגישה בן 11 הספרות ואת מספר קוד הגישה לפגישה בן 6 הספרות, שיהיה נחוץ בשלב 2.3.1.
  2. מצלמות וידאו
    1. בדוק את תצוגות המצלמה הראשיות בכל תחנה על-ידי לחיצה על הלחצן המתאים במתג הווידאו או במתג ה-HDMI מרובה היציאות. ודא שהכל ממורכז בכל תצוגה.
    2. בדוק את הגדרת ה-PIP עבור כל מצלמה המוגדרת כמצלמת PIP על-ידי בחירת המצלמה במתג הווידאו ובחירה במצב PIP בהתקן. לחץ על לחצן PIP במתג הווידאו כדי להפעיל את מצב PIP.
    3. בדוק את השלט האלחוטי כדי לאשר מעבר קל בין המצלמות או התקני קלט אחרים המחוברים למתג ה-HDMI מרובה היציאות.
  3. צג מחשבים ניידים
    1. הפעל את תוכנית פלטפורמת הווידאו מבוססת האינטרנט בכל מחשב נייד של הצג. הזן את מספר ההזמנה לפגישה והקש Enter; הזן את מספר קוד הגישה והקש Enter. סגור את החלון שמבקש להצטרף לשמע אך אל תצטרף לשמע כדי להימנע ממשוב שמע.
    2. בחר את התפריט הנפתח עצור וידאו | הגדרות וידאו . תחת הגדרות מצלמה , בטל את סימון המראה של הווידאו שלי.
      הערה: הצג של תחנת הדגימה האנטומית עם המצלמה העליונה חייב לכלול הגדרות התואמות את הגדרות מצלמת הווידאו של המחשב הנייד המשודר כדי להבטיח שהכיוון של הדגימה יהיה זהה עבור המציג כמו עבור התלמידים.
    3. לחץ על סמל הצג בתוכנית פלטפורמת הווידאו ושנה את שמות המחשבים הניידים למוניטור #1 ומוניטור #2, כך שהמשתתפים יידעו שזה לא משתתף אחר.
    4. בחר תצוגת רמקול | מסך מלא. הצמד את תצוגת הרמקול. הקטן את הכניסה על ידי לחיצה על הלחצן הראשון. הזז אפשרות זו לצד המסך כך שהיא לא תחסום אף תצוגה.
  4. מחשב נייד למצגות ומרוחק
    1. הפעל את המחשב הנייד הייעודי לשקופיות. שנה את הגדרות החלון כדי לשכפל את התצוגה (כלומר, הגדרות Windows | המערכת | צגים מרובים | לשכפל צגים אלה).
    2. הפעל את תוכנית מצגת השקופיות וטען קובץ בדיקה. בחר את סמל המצגת ובדוק את מקדם השקופיות המרוחק כדי לבדוק אם הוא פועל מהמקום שבו המציג יעמוד במהלך ההפעלה.
  5. הגדרות בקרת תוכנת מחליף וידאו
    1. בנה תרשים זרימה עבור ההפעלה הכולל רשימה של צילומים עם תצוגת המצלמה שצוינה, מקור הזנת הווידאו שלה והאם היא תכלול מצב PIP. ודא שהרשימה כוללת את המיקום המדויק של הכניסה בהתאם למקור שממלא את החלק העיקרי של המסך (כלומר, הסטה לפינה השמאלית או השמאלית העליונה) (לדוגמה, ראה את צילומי המסך באיור 2A-I).
    2. הפעל את בקרת התוכנה של מחליף הווידאו במחשב הנייד המשודר. לחץ על התפריט הנפתח עבור פקודות מאקרו. הזיזו את החלון הקופץ הצידה (ראו איור 1D, כוכבית צהובה בודדת).
    3. לחץ על כפתור היצירה בחלון המאקרו הקופץ. לחץ על החריץ הריק הראשון בחלונית ולאחר מכן לחץ על כפתור + . הקלד שם עבור הצילום הראשון ולאחר מכן לחץ על לחצן הרשומה .
    4. בלוח הבקרה של תוכנת מחליף הווידאו , בחר בלחצן תוכנית עבור המצלמה המתאימה (לדוגמה, CAM1 או CAM4). אם לזריקה אין PIP, עבור לשלב 2.5.7.
    5. אם בצילום מצב PIP פעיל, לחץ על הלחצן ON AIR בקטע המעבר הבא. בצד ימין של המסך, עבור אל הקטע Upstream Key 1 ולחץ על הכרטיסייה DVE. בחר את המצלמה בתצוגת הכניסה של מצב PIP כמקור המילוי.
    6. שנה את גודל תצוגת הכניסה על-ידי הקלדת המיקומים והגדלים של x ו- y. אשר את מיקום הכניסה בחלון השידור של תוכנית פלטפורמת הווידאו.
      הערה: לחיצה על X או Y במקטע תווית מיקום או גודל והזזת העכבר שמאלה או ימינה תגלול בין ההגדרות.
    7. לחץ על חלון המאקרו הקופץ ולחץ על הכפתור האדום הקטן כדי לעצור את ההקלטה.
    8. חזור על שלבים 2.5.3-2.5.7 כדי ליצור פקודות מאקרו נפרדות עבור כל צילום בתרשים הזרימה שנוצר בשלב 2.5.1 (לדוגמה, עיין בצילום המסך המוצג באיור 1D).
      הערה: מחליף הווידאו מציע אפקטי וידאו שונים למעברים ושליש תחתון אפשרויות לשכבות-על. רק הפעולות הבסיסיות עבור מצב PIP מתוארות בפרוטוקול זה.
    9. לחץ על קובץ תפריט נפתח בחלק העליון של המסך ובחר שמירה בשם. הקלד שם עבור הגדרות הקובץ.
  6. מטופל מתוקנן
    1. מקם את ה- SP הגברי ללא חולצה על השולחן. מקם את בדיקת אולטרסאונד הלב על דופן בית החזה בחלל הפרסטרנלי הבין-קוסטלי השלישי או הרביעי השמאלי כאשר הסמן מכוון לכיוון הכתף הימנית. כוונן את הבדיקה עד שתתקבל תצפית על הציר הארוך של הלב המדגימה את האטריום השמאלי, החדר השמאלי ודרכי היציאה של אבי העורקים ואת המסתמים הקשורים (לדוגמה, איור 2E).
    2. חברו את רפידות האק"ג ל-SP (כלומר, אחת מעל עצם הבריח הימנית, אחת מעל עצם הבריח השמאלית ואחת בצד שמאל של תא המטען התחתון). חבר את מוליכי האק"ג לרפידות, ובדוק כדי לוודא שצורת גל אק"ג יציבה מופיעה במכשיר הנייד האולטרסאונד.

3. הגדרת הפעלת שידור בפלטפורמת וידאו בשידור חי

  1. בדיקת ציוד
    1. התחל את שידור פלטפורמת הווידאו שהקישור שלו נשלח למשתתפים. בדוק במהירות את המיקרופון כמו בשלב 2.1.2.
    2. בצע שוב את שלבים 2.3.1-2.3.4 לעיל כדי להגדיר את המחשבים הניידים של הצג.
    3. אם יש חבר צוות המשמש כצג סרגל הצ'אט, בקש ממנו לשלוח הודעת ברכה למשתתפים בסרגל הצ'אט ולומר להם לשלוח אליהם שאלות אנונימיות כדי שיוכלו לשתף אותן.
      הערה: זה הכרחי רק אם התלמידים מחוברים בנפרד למפגש ויכולים לשאול שאלות באופן אנונימי. אנונימיות עשויה לעזור לתלמידי חטיבת ביניים עד תיכון שאולי לא ירצו לשאול שאלות בקול רם בסביבה וירטואלית.
    4. יעץ למשתתפים לעבור למצב רמקול כדי לקבל את החוויה הטובה ביותר.
    5. הפעל את תוכנית בקרת תוכנת מחליף הווידאו, לחץ על קובץ תפריט נפתח | שחזר ובחר את שם הקובץ שנשמר בשלב 2.5.9. לחץ על כפתור השחזור בתחתית המסך הקופץ החדש. לחץ על התפריט הנפתח מאקרו והזז את התפריט המוקפץ הצידה. לחץ על הלחצן RUN בתפריט המאקרו ובחר את הצילום הראשון מתפריט המאקרו.
    6. הזז את מסך התוכנה של מחליף הווידאו לתחתית, אך השאר חלק מהגבול הלבן העליון זמין ללחיצה בעת הצורך (ראה איור 1D).
      הערה: לחיצה על חלון תוכנת השידור של פלטפורמת הווידאו תגרום לחלון הקופץ MACRO להיעלם, אך הוא יופיע שוב לאחר לחיצה על חלון הבקרה של תוכנת מחליף הווידאו. יהיה צורך לבצע זאת בעת בדיקת פונקציית סרגל הצ'אט.
    7. התחל להקליט בתוכנת פלטפורמת הווידאו כדי להקליט את סשן ההסברה. בחר את הרשומה למחשב זה בחירה.
      הערה: לאחר הפסקת ההקלטה ויציאת התוכנית, יופיע חלון קופץ המציין שהתוכנה ממירה את הסרטון המוקלט. פעולה זו עשויה להימשך זמן מה, בהתאם למשך הפגישה הווירטואלית.
  2. תוכן אנטומי ספציפי לדגימה
    1. תחנת דגימת לב
      1. השתמשו בדגימות לב של כבשים, חזירים ופרות כדי להדגים הבדלים בגודל הלב ובגודל היחסי של הלב האנושי (כלומר, בין לבבות כבשים וחזירים) (למשל, ראו איור 1B). הדגימו את שק קרום הלב בדגימת כבשים ואת אנטומיית פני השטח של הלב באמצעות לבבות חזירים.
        הערה: ניתן להשתמש בלבבות קדבוריים אנושיים בהדגמות אלה אם הם מתאימים לגיל היעד (למשל, תלמידי תיכון ברמה גבוהה).
      2. זהה את כלי הדם העיקריים שנכנסים ללב ויוצאים ממנו באמצעות מודל לב (איור 3A). הדגימו את מיקום העורקים הכליליים ודנו באופן שבו חסימה יכולה לגרום להתקף לב.
      3. הדגימו את תכונות האנטומיה הפנימית של הלב (איור 2B). הצביעו על ארבעת התאים והשסתומים והזכירו את תפקודם החד-כיווני המתווך על-ידי שינויים בלחץ ולא על-ידי פעילות חשמלית (איור 3A). הצביעו על תאי קוצב הלב הפנימיים בדפנות הלב באמצעות מודל לב.
      4. הזכירו את העוביים השונים של דפנות החדרים ודברו על היפרטרופיה של הלב כאשר הוא חייב לעבוד קשה יותר (למשל, במהלך יתר לחץ דם ממושך). הצביעו על הדופן הבין-חדרית ושוחחו על תינוקות שנולדים עם חור בלב (כלומר, במחיצה הבין-חדרית או הבין-חדרית).
    2. תחנת דגימת מוח
      1. השתמש במודל כדי לדון בשני סוגי התאים העיקריים המרכיבים את רקמת העצבים במוח (למשל, נוירונים וגליה). דונו בתפקוד של דנדריטים לעומת אקסונים, כיצד נוירונים מתחברים זה לזה בסינפסה ושזהו תהליך אלקטרוכימי, כיצד גליה עוטפת אקסונים ליצירת מיאלין, ושטרשת נפוצה היא מחלה שמובילה לדה-מיאלינציה.
      2. הדגימו את החלקים העיקריים של המוח האנושי (כלומר, ההמיספרות המוחיות, המוח הקטן, גזע המוח) וניגודיות עם חוט השדרה. הצביעו על ציוני הדרך העיקריים של סדקים וגירי וסולצי המאפיינים את פני השטח של ההמיספרות המוחיות, כגון סדק אורכי שמפריד בין שתי ההמיספרות המוחיות (איור 3B, חץ אדום) והסולקוס המרכזי שמפריד בין קליפת המוח המוטורית העיקרית לקליפת המוח החושית (איור 3B, חץ צהוב). דונו בלוקליזציה של התפקוד באונות השונות ובסידור הסומטוטופי של קליפת המוח המוטורית והחושית הראשונית. דונו בהתכווצות הגירי במוחם של חולי אלצהיימר.
      3. הדגימו את המבנים העיקריים באזור קו האמצע של המוח (למשל, קורפוס קלוסום, תלמוס, היפותלמוס) ובמקטעים קורונלים של גזע המוח והמוח הקדמי. הצביעו על המראה הפיגמנטי של הסובסטנטיה ניגרה וחשיבותה במחלת פרקינסון. לזהות חלקים של מערכת החדר ולקשר את זה למודל יציקה מלאה חדרית.
  3. תוכן תחנת אולטרסאונד
    1. יסודות האולטרסאונד
      1. הסבירו כיצד לאולטרסאונד יש תדר גבוה יותר ממה שבני אדם יכולים לשמוע. הסבירו כיצד הגשושיות הן מקור הצליל ושהמהירות נקבעת על ידי המדיום שבו הוא עובר. הסבירו שמכשירים בארה"ב מניחים שמהירות הקול בגוף היא 1,540 מטר לשנייה, אך למבנים שונים בגוף יש מהירויות הולכה שונות. הסבירו כי הד באולטרסאונד מופק כאשר הקול עובר ממדיום אחד למשנהו ונתקל בהתנגדות.
      2. כוון את התלמידים להבין שהחלק העליון של תמונת האולטרסאונד הוא הקרוב ביותר לבדיקה המונחת על החזה. הדגימו הדמיה במצב B של הלב במישורי ראייה שונים (למשל, ציר ארוך פאראסטרנלי וציר קצר פאראסטרנלי) והצביעו על החדרים והמסתמים. הדגימו את מצב הצבע להדמיית זרימת הדם דרך הלב והסבירו שאדום פירושו תנועה לכיוון הגשושית ותנועה כחולה הרחק מהגשושית.
      3. במבט על הציר הפרסטרלי הארוך של הלב (לדוגמה, איור 2E), זהה את המסתם המיטרלי, המווסת את זרימת הדם מהאטריום השמאלי לחדר השמאלי במהלך הדיאסטולה, ואת המסתם האאורטלי, המווסת את זרימת הדם מהחדר השמאלי החוצה אל אבי העורקים במהלך הסיסטולה. הראה כיצד המסתם המיטרלי מתחלף עם המסתם האאורטלי והזכר כי הסגירה החלופית של השסתומים מייצרת את הלוב-דאב של פעימות הלב הנשמעות בסטטוסקופ.
      4. במבט הציר הקצר של הלב, לזהות את המראה המעגלי של החדר השמאלי ואת הצורה semilunar של החדר הימני. זווית הבדיקה כדי לדמיין את שסתום אבי העורקים עם השלט ההפוך של מרצדס בנץ.
  4. תוכן תחנת טומוגרפיה ממוחשבת (CT)
    1. הסבר כיצד סורקי CT שולחים קרני רנטגן דרך המטופל באופן ספירלי המאפשר שחזור תלת-ממדי בכל מטוס. השתמש במקרה כדי להסביר את המראה של עצם ומתכת (כלומר, לבן) לעומת נוזל (אפור) ואוויר (שחור) בתמונות CT.
    2. בחר את מצב השחזור הרב-מישורי (MPR) בטבלת ההדמיה של האנטומיה (כלומר, לחץ על סמל האיש הכחול | MPR) ובחר כל אחד משלושת המישורים העיקריים שיופיעו בחלונית בצד שמאל. הקש פעמיים על התמונה כדי לטעון אותה למסך הראשי ולאחר מכן הקש פעמיים שוב כדי להקטין אותה. הדגימו כיצד התמונות סורקות את הגוף במישורי ראייה שונים (למשל, קורונל, סגיטל, רוחבי).
    3. עבור הדמיית CT של הלב, הדגימו את הגודל היחסי של לב בגודל תקין בהשוואה לריאות (למשל, כלל השלישים). זהה את ארבעת חדרי הלב, עקוב אחר אבי העורקים מחוץ לחדר השמאלי, ולאחר מכן זהה את הענפים העיקריים של קשת אבי העורקים. הראו דוגמה של לב מוגדל עם קוצב לב מושתל (למשל, איור 2G). השתמש במקרה זה כדי להדגים לב מוגדל התופס את רוב הצד השמאלי של בית החזה.
    4. הראה דוגמה של חולה שעבר ניתוח לב פתוח כפי שמעידה נוכחותם של חוטי מתכת המחזיקים את עצם החזה יחד. בחר את הסמל שנשמר כדי להדגים את העורק הכלילי הימני החסום וזהה ועקוב אחר השתלים העוקפים של העורק הכלילי (אחד מימין ושניים משמאל) הנובעים מאבי העורקים ונוסעים אל הלב (ראו איור 3C).
  5. תוכן תחנת אלקטרואנצפלוגרפיה
    1. הצג את האוזנייה האלחוטית ב-SP (כניסה, איור 3D, כוכבית צהובה). הצביעו על 14 מוליכים שונים (7 בכל צד) הממוקמים מעל אונות ספציפיות במוח. דונו באופן שבו הפעילות החשמלית של תאי עצב וגליה באונות השונות עוברת דרך העצם אל האלקטרודות שעל פני העור.
    2. הפעל את הסף בתוכנה כדי להוכיח שהמוח כולו פעיל. הפחיתו את הסף של גלי ה-EEG בתוכנת ה-EEG האלחוטית כדי להדגים לוקליזציה של אזורי פעילות גבוהה בתוך אונות ספציפיות (למשל, האונה המצחית והאונה הקודקודית) (איור 3D, פאנל שמאלי). עקוב אחר השינויים בפעילות באונות השונות כדי להראות שיש דפוסי פעילות כלליים אך הם אינם חוזרים על עצמם בכל פעם.
    3. דונו באופן שבו פעילות EEG מורכבת מגלים שונים עם תדרים ספציפיים. השתמש במחוונים בחלון התוכנה להדמיית המוח כדי לבודד צורות גל ספציפיות (למשל, גלי אלפא וגלי בטא). בקשו מה-SP ללעוס כדי להדגים תוצרי תנועה של רישום EEG או לעצום את עיניהם כדי להדגים את העלייה בפעילות גלי אלפא. דונו בשימושים של רישום EEG במסגרת קלינית (למשל, מחקרי אפילפסיה או שינה).

תוצאות

מרחב ייעודי רשמי לשידורים וירטואליים אינו נדרש לחלוטין ומוגבל על ידי גישה קרובה לטכנולוגיית ההדמיה. איור 1 מראה אולפן שידור מאולתר עם כל הציוד המתואר בפרוטוקול זה (איור 1A-D). המערך הראשי ממוקם בחדר שמכיל את טבלת ההדמיה של האנטומיה (איור 1C) וכולל את מכשיר האולטרסאונד הנייד (איור 1A), והמסדרון הסמוך משמש להקמת תחנת הדגימה האנטומית כדי לאפשר הרכבה של מתקן המצלמה העילי (איור 1B).

איור 2 כולל רצפי פריימים לדוגמה מאחד ממפגשי ההסברה הווירטואליים הממוקדים בלב כדי להדגים את סוגי עיצוב המסך המשמשים כדי להפוך את המצגת למושכת מבחינה חזותית ולשפר את הלמידה. מידע מבוא (לדוגמה, שקופית קבלת פנים, תמיכה במענקים, היכרות עם הצוות, מתווה מפגש קצר) מוצג בשקופית עם מציג חי ממוקם בצד (לדוגמה, איור 2A,I). זה מאפשר להבחין בין המצגת לבין מצגות שקופיות רגילות, אך שומר על תכונת תוכנת פלטפורמת הווידאו של ראיית הדובר.

הדגמות של דגימות אנטומיות משתמשות בכניסת מציג קטן בפינה השמאלית העליונה ובמצלמה העליונה כמסך הראשי (איור 2B). זה מאפשר למציג לדבר ישירות עם הקהל תוך הדגמת מבנים ספציפיים בתצוגת תקריב. שקופיות סיכום של נקודות מפתח מוצגות כשקופית פשוטה בלבד, המאפשרת לצוות לנוע בצורה חלקה מאחורי הקלעים מתחנה אחת לאחרת (איור 2C,F,H) ועוזרת לתלמידים לגבש מסרים עיקריים של 'קח הביתה'. הצגים הממוקמים אסטרטגית מאפשרים לצוות לקרוא את שקופית הסיכום במהלך המעבר. תצוגת האולטרסאונד הראשונית כוללת רק ראייה בזווית רחבה, כך שהמציג יכול להציג את ה-SP, להדגים את תצורת האולטרסאונד של המחשב הנייד ולהציג אולטרסאונד וכיצד פועלות הבדיקות בארה"ב (איור 2D).

כניסה המציגה תקריב של ה-SP כלולה בסריקת ארה"ב בשידור חי, מכיוון שהיא עוזרת לתלמידים לשלב את מה שהם רואים עם המקום שבו הגשושית ממוקמת (איור 2E). זה חיוני עבור US מכיוון שתנועות קלות של הגשושית על ה-SP (למשל, סיבוב, החלקה או זווית של הגשושית) ישנו את התמונה המתקבלת. הסטה משמשת גם כאשר טבלת ההדמיה של האנטומיה מודגמת מאחר שראיית המניפולציה של הטבלה היא המפתח להתמצאות התלמידים ולהבנת מה שמוצג בשחזורים התלת-ממדיים (איור 2G). זה חשוב ביותר כאשר משתמשים במציגים קרובים (למשל, תלמידי תיכון ומכללות) כדי שתלמידי חטיבות הביניים והתיכונים יוכלו לדמיין את עצמם יום אחד יוכלו לתמרן את הטכנולוגיה.

טבלה 1 מפרטת את מפרטי הגדרת המפתח של תוכנת מחליף הווידאו המשמשים ליצירת המסגרות השונות המוצגות באיור 2. הטבלה מציינת את השמות של כל לחצן רך המוגדר על-ידי המשתמש, איזו מצלמה מופעלת עבור המסך הראשי, איזו מצלמה משמשת לתצוגת PIP ואת הגודל והמיקום של כניסת ה-PIP. הגדרות אלה הן ההגדרות שנוצרו בשלבים 2.5.1-2.5.8 המפורטים בפרוטוקול.

טבלה 2 מפרטת את הערות ההפקה מאחורי הקלעים המשמשות את איש הצוות המנהל את השידור כדי לדעת מתי לבחור ידנית את המצלמה המתאימה ולקדם את השקופיות כדי להתכונן לצילום הבא. למרות שמחליף הווידאו מאפשר מעברים חלקים בין צילומים, מישהו עדיין צריך לבצע כמה בחירות מאחורי הקלעים כדי לגרום לשידור להיראות חלק. בנוסף, גם עם מחליף הווידאו ומתג ה- HDMI מרובה היציאות, יש להחליף ידנית את כניסות ה- HDMI של המחשב הנייד האולטרסאונד ואת כניסת ההדמיה של טבלת האנטומיה HDMI. ניתן לעשות זאת תוך הקרנת שקופית סיכום אמריקאית.

אם מתג וידאו שני זמין, ניתן לחבר את כניסות ה-HDMI של טבלת האולטרסאונד והאנטומיה למתג הווידאו השני ולחבר את הפלט שלו ליציאת ה-HDMI שבדרך כלל משותפת לשני המכשירים במחליף הווידאו הראשי. במקרה זה, לחיצה פשוטה על מחליף הווידאו השני משנה את הקלט למחליף הווידאו הראשי ללא צורך להחליף כבלי HDMI. הקלות של הסדר זה עשויה שלא להיות שווה את העלות הנוספת אם התקציב מוגבל. לחלופין, ניתן להשתמש במתג HDMI מרובה יציאות שני.

התמונות המורכבות המוצגות באיור 3 מספקות דוגמאות לשימוש במציגים קרובים במפגשי הסברה ממוקדי לב ומוח. השימוש במודלים ובדגימות לב (inset) מוצג באיור 3A. השימוש בדגימות ומודלים של מוח קדבורי אנושי (inset) מוצג באיור 3B. איור 3 מראה שחזור תלת-ממדי של סריקת CT אצל מטופל עם עורק כלילי ימני סתום (איור 3C, חץ אדום) והשתלת עורק כלילי (איור 3C, חץ שחור). השימוש ברישום EEG אלחוטי של פעילות מוחית ב-SP מוצג באיור תלת-ממד, כולל רישומי ה-EEG הגולמיים (פאנל ימני) והדמיית התוכנה של פעילות ה-EEG במוח (פאנל שמאלי). גיוס מודלים לחיקוי של STEM קרוב הוא משהו שצריך לקחת בחשבון כאשר משדרים לתלמידי חטיבת ביניים ותיכון. מגישי תיכון קרובים השייכים לצוות ההסברה של STEM במחקר זה שימשו לאירוח מפגשי הסברה וירטואליים לילדי צוות העובדים בסוכנות פדרלית בארה"ב במהלך "קח את ילדך ליום העבודה" הממומן שלהם (מפגש של 30 דקות על הלב29 ומפגש של 60 דקות על המוח30).

הגישה המשולבת של שלוש תחנות ששימשה במצגות ההסברה המתוארות מספקת גיוון למפגשים ושומרת על תשומת הלב של התלמידים תוך שימוש בפלטפורמת למידת וידאו וירטואלית מבוססת אינטרנט. חשוב מכך, כל שלוש שיטות ההדמיה המפורטות בפרוטוקול דורשות להכין את הקרקע לתלמידים על ידי סקירת כמה מהאנטומיה הבסיסית של האזור המתאים (כלומר, לב או מוח). מצגות וירטואליות ניתנות להתאמה בקלות לגיל הספציפי ולתחומי העניין של קהל היעד. הפרוטוקול המתואר במאמר זה שימש כדי לספק מצגות STEM וירטואליות ממוקדות טכנולוגיה למגוון קהלים של חטיבות ביניים ותיכונים, כמו גם מורים, ברחבי המדינה. רשימה לדוגמה של מפגשים אלה מובאת בטבלה 3.

כדי להעריך את האפקטיביות של מצגות ההסברה הווירטואליות, המורים נשאלו על תפיסותיהם לגבי הערך של המפגשים. תשעת המורים שהגיבו מייצגים כיתות שביחד הסתכמו ב~150 תלמידי תיכון. המורים נשלחו בדוא"ל לסקרים והתבקשו להעריך שמונה הצהרות על מפגשי ההסברה הווירטואליים באמצעות סולם לייקרט בן 5 נקודות (ראו טבלה 4). הנתונים נאספו ונותחו סטטיסטית. נעשה שימוש במבחן t של מדגם אחד (דו-זנב) כדי לקבוע אם תגובות ההערכה היו שונות באופן משמעותי מנקודה נייטרלית צפויה בסולם (3, לא מסכים ולא לא מסכים) וכדי לקבוע את המשמעות (ערך p) עבור כל משפט, כולל רווח בר-סמך עליון ותחתון של 95%. תדירות התגובות כלולה בטבלה 4.

הערכות המורים הצביעו על כך שהמפגשים הווירטואליים הללו היו שימוש רב ערך בזמן השיעור (עמ' < .05) וכי התלמידים, לדעת המורים, למדו משהו על STEM או טכנולוגיה במהלך המפגשים הווירטואליים (עמ' < .01). המורים הסכימו מאוד עם ההצהרה כי ימליצו על מפגשי ההסברה הווירטואליים למורים אחרים (עמ' < .001) ויזמינו את הצוות לקיים מפגש הסברה וירטואלי נוסף (עמ' < .05). יחד, הנתונים משש ההצהרות הראשונות הללו מאשרים כי נראה שהגישה מבטיחה לספק סביבת למידה חיובית לתלמידים, למרות היותה וירטואלית. שתי השאלות האחרונות שנשאלו על רמת המעורבות של אותם תלמידים המשתתפים במפגש באופן אישי או וירטואלי.

נתוני הערכת המורים הנייטרליים (כלומר, ללא תגובה גבוהה או נמוכה יותר באופן משמעותי בהשוואה לנקודה הניטרלית) הצביעו על כך שהתלמידים בכיתותיהם לא היו מעורבים באופן מלא במפגשי ההסברה הווירטואליים. היעדר עלייה משמעותית בקטגוריה זו של שאלות לא היה בלתי צפוי, שכן פעילויות מעשיות מעסיקות את התלמידים יותר מכל פעילות וירטואלית. הערך הנתפס של המפגשים על ידי המורים יחד עם היעדר הערכה שלילית משמעותית למעורבות התלמידים תומך בשימוש בסוגים אלה של מפגשי הסברה וירטואליים כאשר מפגשים פרונטליים מעשיים אינם אפשריים.

טבלה 5 מפרטת דוגמאות לתגובות שסיפקו התלמידים בסרגל הצ'אט של פלטפורמת הווידאו על מה שלמדו במהלך המפגשים הווירטואליים על הלב או המוח. המציג בדרך כלל מבקש מהכיתה לספק דוגמאות לחמישה דברים שהם למדו במפגש שהם לא ידעו לפני הכניסה למפגש הווירטואלי. הערות אלה הצביעו על כך שהתלמידים שמו לב במהלך ההסברה ושהם לומדים תוכן רלוונטי ואישרו את הערכות המורים החיוביות הכוללות.

figure-results-7963
איור 1: אולפן שידור מאולתר עם כל הציוד המפורט. (A) תצוגה של המחשב הנייד המשודר (חץ אדום עבה), מחשב נייד של מצגת שקופיות (חץ אדום דק), מחליף וידאו (חץ ירוק עבה), יציאת HDMI (חץ ירוק דק), חצובות (חצים כחולים) ומצלמות וידאו מותקנות (כוכביות כחולות) ומחשב נייד אולטרסאונד (חץ סגול). המצלמה ליד המחשב הנייד המשודר מכוונת לכיוון המסדרון כדי ללכוד את המציג בתחנת הדגימה האנטומית. החצובה והמצלמה בצד שמאל של התצלום מספקות את תצוגת המצלמה הראשית לתחנת האולטרסאונד, בעוד שהמצלמות הממוקמות בראש וברגל שולחן העיסוי משמשות כדי לספק תצוגות תקריב של ה- SP במהלך סריקת אולטרסאונד. המחשב הנייד המסומן בחץ הצהוב מייצג את צג השידור של תחנת האולטרסאונד. (B) מבט על תחנת הדגימה האנטומית עם דגימות לב ודגם לב הממוקמים על השולחן ומתקן המצלמה העילי עם תושבת המצלמה (חץ אדום) ומצלמת הווידאו (כוכבית כחולה) הממוקמת מעל השולחן. המחשב הנייד המשמש כצג עבור תחנה זו מסומן על ידי החץ הצהוב. (C) מבט על תחנת ההדמיה CT עם טבלת ההדמיה של האנטומיה בכיוון אנכי (הצד הימני הקיצוני של התמונה). החצובה (חץ כחול) ומצלמת הווידאו (כוכבית כחולה) בצד שמאל של התמונה הן תצוגת המצלמה הראשית עבור תחנת ההדמיה CT. המגיש בתחנת שולחן ההדמיה של האנטומיה יכול פשוט לצפות במחשב הנייד הראשי של השידור (חץ אדום עבה) או במחשב הנייד של מצגת השקופיות (חץ אדום דק) הממוקם על השולחן. המחשב הנייד (חץ צהוב) הממוקם על השרפרף בצד ימין של התמונה הוא הצג עבור המציג בתחנת האולטרסאונד. (D) צילום מסך של המחשב הנייד המשודר במהלך תצוגת שידור חי של תחנת האולטרסאונד עם חצובה (חץ כחול) ומצלמת וידאו מותקנת (כוכבית כחולה) הממוקמת למרגלות שולחן העיסוי. חלון הבקרה של תוכנת מחליף הווידאו (כוכביות צהובות כפולות) מועבר מהדרך לתחתית המסך. החלון המוקפץ של המאקרו (כוכבית צהובה יחידה עם לחצני המאקרו הממוקמים מימין למסך). קיצורים: SP = חולה סטנדרטי; CT = טומוגרפיה ממוחשבת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

figure-results-10075
איור 2: דוגמה למסגרות וידאו ממפגש וירטואלי ממוקד לב . (A) דוגמה לשקופיות היכרות עם תצוגת כניסה חיה ממצלמה #1. (B) דגימה אנטומית ותחנת דגם עם תצוגת מצלמה תקורה ותצוגת כניסה חיה ממצלמה #2. דגימת הלב נפתחה כדי להדגים את פנים החדר הימני. (C) שקופית סיכום נקודת מפתח אנטומיה של הלב. (D) תחנת הדמיית אולטרסאונד עם תצוגה חיה ממצלמה #3. (E) תחנת אולטרסאונד עם תצוגת כניסה חיה ממצלמה #2 ופלט וידאו של מחשב נייד אולטרסאונד. הסריקה היא סריקה בציר ארוך של הלב המדגימה את האטריום השמאלי, החדר השמאלי, החדר הימני ואבי העורקים. (F) שקופית סיכום נקודת מפתח להדמיית אולטרסאונד. (G) תחנת הדמיית CT עם תצוגת כניסה חיה ממצלמה #4 ופלט וידאו של טבלת הדמיה אנטומית. הסריקה מראה לב מוגדל (כוכבית צהובה) ואת גודלה הקטן של הריאה השמאלית בהשוואה לריאה הימנית. (H) שקופית סיכום של נקודת מפתח להדמיית CT. (I) סיכום שאלות משקופית הקהל עם תצוגת כניסה חיה ממצלמה #1. קיצור: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; RV = חדר ימין; LA = אטריום שמאלי; LV = חדר שמאלי; RV = חדר ימין; A = אבי העורקים; LL = ריאה שמאלית; RL = ריאה ימנית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

figure-results-11558
איור 3: שימוש בתלמידים קרובים במצגות לב ומוח. שלושה תלמידים קרובים מוצגים כשהם מציגים מפגש הסברה וירטואלי בתחנת האנטומיה (סטים A,B) ותחנת הדמיה CT של הדמיית אנטומיה (inset C). אחד מאותם מציגים קרובים שימש כ- SP בתחנת ה- EEG (משובץ D). תמונות עיקריות: (A) דגם לב המשמש להדגמת החלקים השונים של הלב, כולל אטריום ימני, תא מטען ריאתי, חדר ימין, אטריום שמאלי, חדר שמאל ואבי העורקים. (B) תחנת דגימה אנטומית המציגה מוח שלם שהשתמר על ידי בני אדם ואת מיקומי הסדק האורכי (חץ אדום), סולקוס מרכזי (חץ צהוב), האונה הקדמית, האונה הקודקודית והאונה העורפית. (C) הדמיית CT באמצעות טבלת הדמיית האנטומיה המציגה דוגמה של סריקת לב עם ניתוח מעקפים עורקים כליליים עם עורק כלילי ימני חסום (חץ אדום) וכלי השתלת מעקף (חץ שחור). (D) תמונת מסך מורכבת המציגה הקלטת EEG ב-SP באמצעות אוזניות EEG אלחוטיות (כוכבית צהובה, לוח כניסה), הקלטות EEG מ-14 מוליכי האוזניות (פאנל ימני), ושחזור תוכנה להדמיית מוח עם תצוגה מעולה של המוח הממקמת את פעילות ה-EEG (פאנל שמאלי) במחצית השמאלית או הימנית של המוח. האונה המצחית ממוקמת בחלק העליון של התמונה. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; EEG = אלקטרואנצפלוגרם; FL = אונה קדמית; SP = חולה סטנדרטי; RA = אטריום ימני; PT = גזע ריאתי; RV = חדר ימין; LA = אטריום שמאלי; LV = חדר שמאלי; A = אבי העורקים; FL = אונה קדמית; PL = האונה הקודקודית; OL = אונה עורפית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

לחצן 'לוח רך מאקרו' #שם לחצן מאקרו שמורהגדרות מפתח ב- ATEM Mini Pro
1מבוא שקופיות-כניסהמצלמה 4; בשידור; מצלמת 2 DVE; מיקום X = -7.3; מיקום Y = 0.3; גודל X = 0.49; גודל Y = 0.49
2אנטומיה-כניסהמצלמה 1; בשידור; מצלמת 2 DVE; מיקום X = -10.2; Y מיקום = 5; גודל X = 0.38; גודל Y = 0.38
3ענת-סיכוםסליידמצלמת 4
4US-Intro-noinsetמצלמת 2
5כניסה לארה"במצלמה 3; בשידור; מצלמת 2 DVE; מיקום X = -10.2; Y מיקום = 5; גודל X = 0.38; גודל Y = 0.38
6US-SummarySlideמצלמת 4
7כניסת CTמצלמה 3; בשידור; מצלמת 2 DVE; מיקום X = -10.2; Y מיקום = 5; גודל X = 0.38; גודל Y = 0.38
8CT-SummarySlideמצלמת 4
9שאלות-insetמצלמה 4; בשידור; מצלמת 2 DVE; מיקום X = -7.3; מיקום Y = 0.3; גודל X = 0.49; גודל Y = 0.49 שניות

טבלה 1: דוגמה להגדרות בקרה של תוכנת מחליף וידאו המשמשות ליצירת מסגרות הווידאו של הלב המוצגות באיור 2. הטבלה מפרטת את לחצני המאקרו הרכים הבודדים, את שמות הלחצנים המתאימים ואת הגדרות המקשים בתוכנת המתג הווירטואלי כדי לאפשר אפקטי וידאו דיגיטליים שונים. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; US = אולטרסאונד; DVE = אפקטי וידאו דיגיטליים.

רצף צילומים #בחירת חלונית לחצן רךפעולה נוספת להכנה לצילום הבא
1התחל עם מבוא שקופיות-כניסה[המציג מקדם שקופיות באמצעות שלט רחוק]
2עבור אל אנטומיה-insetלחץ על מצלמה 2 בשקופיות מרוחקות ומתקדמות
3מעבר לענת-סיכוםסליידלחץ על מצלמה 1 בשלט רחוק
4עבור ל- US-Intro-noinsetקדם שקופיות
5עבור לכניסה לארה"בלחץ על מצלמה 3 בשלט רחוק
6עבור אל US-SummarySlideלחץ על מצלמה 4 בשלט רחוק ואז החלף אותנו בכבל SECTRA HDMI ב- ATEM
7מעבר ל-CT-insetקדם שקופיות
8מעבר ל- CT-SummarySlideלחץ על מצלמה 1 בשלט רחוק
9מעבר ל'שאלות משובצות' וקידום שקופיות

טבלה 2: צילום צילום לדוגמה של שידור עבור מצגת הלב. הטבלה מפרטת את רצף הצילומים, בחירת לחצני הפאנל הרך ופעולות נוספות הנדרשות כדי להתכונן לצילום הבא בשידור הווירטואלי. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; US = אולטרסאונד.

תיאור הקבוצה #ציון תלמידנושא ההסברה הווירטואליתתחנות
כיתת מדעים בחטיבת הביניים PreAP8אולטרסאונד והדמיית אינפרא אדוםמדידת מהירות הקול והדמיית אינפרא אדום
יריד מדע קיץ STEM6-8הפגנת שלדתחנת דגימה אנטומית
אנטומיה וטכנולוגיה שבועית אינטראקטיבית - תכנית קיץ 2020, 20216 עד 12לבאנטומיה של הלב, US של הלב, הדמיית CT של הלב
אנטומיה וטכנולוגיה שבועית אינטראקטיבית - תכנית קיץ 2020, 20216 עד 12ריאהאנטומיה של הריאות, US של מערכת הנשימה, הדמיית CT של מערכת הנשימה
אנטומיה וטכנולוגיה שבועית אינטראקטיבית - תכנית קיץ 2020, 20216 עד 12מוח/CNSאנטומיה של המוח וחוט השדרה, עצבי ארה"ב, הדמיית CT של הגולגולת והמוח.
אנטומיה וטכנולוגיה שבועית אינטראקטיבית - תכנית קיץ 2020, 20216 עד 12US של אזורים בכל הגוףתחנת אולטראסאונד
אנטומיה וטכנולוגיה שבועית אינטראקטיבית - תכנית קיץ 2020, 20216 עד 12הדמיית CT של אזורים בכל הגוףתחנת SECTRA
כיתת מדעים בתיכוןהתשיעילבאנטומיה של הלב, US של הלב, הדמיית CT של הלב
כיתת מדעים בתיכוןהתשיעימוחאנטומיה של המוח, הדמיית CT/MRI של גולגולת ומוח, רישום EEG של SP חי
אקדמיית STEM לספורטאים סטודנטים (SASA)- תכנית קיץ9-12שרירים, גידים, מפרקים, שלד, לב, מוח, גולגולתהדגמות מודלים ושלדים, הדמיה בארה"ב של אתרי פציעות ספורט נפוצים, הדמיית CT של פציעות MSK נפוצות, אנטומיה של הלב
תוכנית גיוס וחשיפה למקצועות בריאות (HPREP)9-12לבאנטומיה של הלב, US של הלב, הדמיית CT של הלב
בית ספר כפרי מחוזי כיתות מדעים בתיכון9-10לבאנטומיה של הלב, US של הלב, הדמיית CT של הלב
בית ספר כפרי מחוזי כיתות מדעים בתיכון9-10מוח ומערכת העצבים המרכזיתאנטומיה של המוח, הדמיית CT של גולגולת ומוח
תוכנית "מתוקים" של איגוד הלב האמריקאיהעשירילבאנטומיה של הלב, סריקה חיה בארה"ב של לב SP , רישום EKG של פעילות קוצב לב, הדמיית CT של הלב
תוכנית סרטן – קיץ (תיכון ומכללה)ה-11 וה-12 והמכללהסקירה של סוגי סרטן, היסטולוגיה ופתולוגיהאנטומיה של איברים עיקריים המושפעים מסרטן, הדמיית US ו- CT של איברים אלה, היסטופתולוגיה וירטואלית של סרטן באיברים אלה
פסטיבל המדע של ארקנסופתוח לכל הציונים המעונייניםלבאנטומיה, ארה"ב, CT

טבלה 3: מצגות וירטואליות של STEM וקהל יעד. הטבלה מפרטת תיאורים של קבוצות תלמידים מייצגות שאליהן הגיעו באמצעות מפגשי הסברה, רמות הציונים שלהן, הנושא העיקרי של ההסברה והתחנות השונות הכלולות בהסברה. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; US = אולטרסאונד; STEM = מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה; CNS = מערכת העצבים המרכזית; EEG = אלקטרואנצפלוגרם; MRI = הדמיית תהודה מגנטית; EKG = אלקטרוקרדיוגרמה. # חלק מקבוצות הסטודנטים גויסו ישירות דרך אנשי קשר ידועים, בעוד שאחרות גויסו באמצעות פרסומים באתר.

מבחן t מדגם אחד (דו-זנב)
תגובת לייקרט (תדירות) #הערכה ממוצעתסטיית תקןtDFערך p95% CI (תחתון, עליון)
אני מאמין שהביקור הזה בכיתה וירטואלית היה ניצול יקר של זמן השיעור1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7)4.331.323.0248.017 *3.316, 5.350
הנושא הוצג ברמה המתאימה לתלמידיי1(0), 2(0), 3(0), 4(4), 5(5)4.560.538.8548.000***4.150, 4.961
הייתי ממליץ על מפגש הסברה זה למורים אחרים1(0), 2(0), 3(2), 4(1), 5(6)4.440.884.9138.001 **3.767, 5.122
הייתי מזמין את צוות ArkanSONO לקיים מפגשי הסברה וירטואליים בשנה הבאה בשיעורים שלי1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7)4.331.323.0248.017 *3.316, 5.350
אני מאמין שהתלמידים שלי למדו תוכן STEM חדש במפגש הזה1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5)4.330.874.6198.002 **3.668, 4.999
אני מאמין שהתלמידים שלי למדו משהו על טכנולוגיה במפגש הזה1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5)4.330.874.6198.002 **3.668, 4.999
התלמידים שלי בכיתה עסקו בפעילות זו1(0), 2(4), 3(0), 4(3), 5(2)3.331.320.7568.4712.316, 4.350
התלמידים המקוונים שלי היו מעורבים בפעילות זו1(2), 2(2), 3(1), 4(2), 5(2)3.001.580.00081.001.784, 4.215
# סולם לייקרט 5 נקודות* עמ' <.05
** עמ' <.01
נ"<.001

טבלה 4: הערכת מורים של מפגשי ההסברה הווירטואליים. הטבלה מפרטת את תשובות המורים לשמונה שאלות שונות להערכת התוכנית באמצעות סולם לייקרט בן 5 נקודות וניתוח סטטיסטי של התשובות. קיצורים: STEM = מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה; df = דרגות חופש; CI = רווח בר-סמך.

תגובות למפגש הלבלמדתי על החדרים השונים של הלב, גם על חדרים, גם למדתי איך אולטרסאונד עובד.
למדתי איך לזהות את שק קרום הלב עם אולטרסאונד ואולי למה לצפות עם דימום
לא ידעתי שאפשר להשתמש באולטרסאונד על חלקים שונים בגוף מלבד חלל הבטן
למדתי שצליל פעימות הלב שלך הוא הפתיחה והסגירה של השסתומים
לא ידעתי איך שתן עובר דרך שלפוחית השתן
אולטרסאונד משתמש בגלי קול כדי לראות מבנים של הגוף, חשבתי שזה כמו צילום רנטגן.
למדתי מה לחפש ואיך הדברים באמת נראים עם אולטרה-סאונד.
לא ידעתי שאפשר לראות איך כל השרירים זזים באולטרסאונד
איך נראית עצם באולטרסאונד ושאולטרסאונד משתמש בגלי קול.
לפני הזום הזה לא ידעתי מה המטרה של הג'ל
ידעתי שצילומי רנטגן אינם בטוחים, אבל לא ידעתי שאולטרסאונד בטוח!
תגובות למפגש המוחלמדתי עד כמה המוח של חולי אלצהיימר נראה שונה משלנו
לא ידעתי שתסמיני שבץ משתנים בהתאם לאזור במוח המושפע.
לא ידעתי שאפשר לשים EEG על הראש ולראות את הפעילות המוחית! זה היה סופר מגניב!
לא ידעתי שקליפת המוח הקדמית לא התפתחה במלואה עד שאדם נמצא בסוף שנות ה-20 לחייו
לא ידעתי שאנחנו יכולים לראות את פעילות המוח עם אוזניות, אני חושב שזה ממש מגניב לחשוב על אלצהיימר שגורם לגירי להתכווץ
לא הבנתי שגולגולות של תינוקות לא מתמזגות לגמרי זו בזו עד שהם גדלים.
למדתי על ההשפעות של מפרצות
למדתי שלמוח יש שתי שכבות שמגינות עליו
המוח שלכם יכול להיראות אחרת ויש לו חבורה של חריצים ממחלות מסוימות במוחות וכמה פונקציות שיש להם
למדתי כיצד האלקטרודות קוראות את התנועה במוח.
למדתי כי CT הוא מודאלי 3D כדי לראות פרטים נוספים
למדתי שאם אתה יד ימין דומיננטית אז אתה משתמש במוח השמאלי שלך

טבלה 5: הערות תלמידים-מה למדת היום? הטבלה מספקת הערות מייצגות של תלמידים על מה שלמדו במפגשי הסברה למוח וללב שנערכו בנפרד. הערות התלמידים הועתקו מסרגל הצ'אט בסיום מפגש ההסברה הווירטואלי.

Discussion

פעילויות סיוע בתחום ה-STEM במימון מענקים פדרליים תוך שימוש במשאבי טכנולוגיית הדמיה ניידים הזמינים באוניברסיטה של המחבר שימשו כדי לספק מפגשי STEM מעשיים, בקבוצות קטנות, לתלמידי חטיבת ביניים עד תיכון. מאמצים אלה מיישרים קו עם פעילויות צינור K-12 STEM העשירות ממילא בחסות האוניברסיטה, שנועדו להגדיל את מגוון הסטודנטים הנכנסים לתחומי STEM בארקנסו. ההגבלות על הגישה לקמפוסים שהתעוררו בתגובה למגפת COVID-19 אילצו את כולם לדמיין מחדש פעילויות STEM מעשיות כאירועי הסברה וירטואליים. למרות שאינטראקציה מעשית עם טכנולוגיה בקבוצות קטנות צריכה תמיד להיות המטרה לגיוס תלמידים לתחומי STEM, השימוש במפגשי הסברה וירטואליים יכול לעזור להרחיב את ההשתתפות ולגשר על הפער בגישה לטכנולוגיית הדמיה. צוות המחקר במחקר זה פשוט גייס סטודנטים ומורים באמצעות פרסומים מקוונים, אנשי קשר קיימים עם הקהילה, ובאמצעות עבודה עם המשרד לענייני גיוון באוניברסיטה.

הרחבת ההשתתפות חשובה במיוחד במדינה כפרית כמו ארקנסו. בתי ספר לרפואה הם משאב חשוב לטכנולוגיית הדמיה מודרנית שניתן להשתמש בה במסגרות הסברה וירטואליות כדי להגדיל את הידע של המורים והתלמידים במושגי STEM. צוות ההסברה של STEM בפרויקט זה נהנה מהשקעה אוניברסיטאית של כספים משמעותיים כדי להשיג ציוד אולטרסאונד והדמיית CT (למשל, טבלת הדמיית האנטומיה) המיועד לפעילויות חינוכיות. מענק במימון פדרלי השלים את הטכנולוגיות הללו עם רכישת אוזניות EEG אלחוטיות וחבילות תוכנה נלוות המאפשרות הדמיה של לוקליזציה של פעילות EEG. מודלים ודגימות אנטומיות שולבו בכל מפגש מכיוון שמדעי האנטומיה מהווים את הבסיס להבנת התמונות המתקבלות באמצעות שיטות הדמיה מודרניות כגון אולטרסאונד והדמיית CT. הפרוטוקול המתואר במאמר זה מספק פרטים על האופן שבו השקעה מינימלית בציוד מרכזי, נוסף, הקשור לשידור, תאפשר הזרמה חיה בעלת מראה מקצועי של משאבי טכנולוגיית הדמיה אלה באירועי הסברה וירטואליים וממוקדי STEM שיכבשו את לב התלמידים ויעסיקו אותם.

רכישת מצלמות וידאו באיכות גבוהה, כמה מתגים ופריטי אביזרים והזמינות של מחשבים ניידים אחרים אפשרו לצוות לספק הזנות וידאו באיכות גבוהה למפגשי הסברה וירטואליים. בפרוטוקול המתואר במאמר זה נעשה שימוש בשש מצלמות נפרדות במפגשי ההסברה (שלוש לסריקת אולטרסאונד, שתיים לתחנת הדגימה האנטומית ותחנת הדגם, ואחת לתחנת ההדמיה CT להדמיה אנטומית). שידור באיכות גבוהה חשוב כדי לשמור על עניין התלמידים, במיוחד מכיוון שסביר להניח שהתלמידים יצפו במצגת על הלוח החכם או מסך המקרן בכיתה שלהם, ושניהם צפויים לגרום לירידה באיכות התמונה הכוללת. תאורה חשובה, אך מצלמות איכותיות עשויות לייתר את הצורך באורות צילום נוספים.

מחליף הווידאו ומצלמות מרובות הם החלקים החיוניים ביותר של המערכת מכיוון שהם מאפשרים את יכולת ה- PIP. החלפת מצלמת הווידאו המובנית של המחשב הנייד בקלט מחליף הווידאו מספקת את היתרון בכך שחלק גדול יותר מהמסך מנוצל להזרמה החיה מאשר היה מתרחש אם תוכנת מצגות הווידאו הייתה פשוט משותפת בקלט חי מטכנולוגיות אלה לצד מצלמת המציג. מחקרים הראו כי הרצאות וידאו מורכבות בשידור חי שבהן תמונת המרצה משולבת עם שקופיות או תוכן אחר מביאות לחוויה סובייקטיבית טובה יותר עבור הסטודנטים31,32. מיקרופון נייד נפרד באיכות גבוהה ישפר את החוויה השמיעתית ויידרש אם המציג עובר מתחנה לתחנה במהלך ההפעלה במרחקים מרוחקים מהמחשב הנייד המשמש לשידור ההפעלה הווירטואלית.

מחשב נייד אולטרסאונד רפואי עם פלט HDMI נדרש כדי לספק תמונה באיכות גבוהה לשידור פלטפורמת הווידאו הווירטואלית. טבלאות הדמיה אנטומיות תלת-ממדיות הזמינות מסחרית, כמו זו המשמשת בפרוטוקול הנוכחי, הן משאב נהדר הזמין בבתי ספר רבים לרפואה, אך הן מעבר להישג ידם של רוב חטיבות הביניים והתיכונים. הטבלה המשמשת בפרוטוקול זה כוללת תוכנית VH וירטואלית (שאינה מתוארת במאמר זה) המאפשרת תצוגות תלת-ממדיות וחתך רוחב של אנטומיה, אשר שימושיות במתן נקודת התייחסות לתלמידים להבנת האנטומיה שתוצג באמצעות אולטרסאונד והדמיית CT. טבלת ההדמיה של האנטומיה מחוברת לפורטל חינוך המכיל מאות מקרים של סריקות CT ו- MRI מחולים אמיתיים, המספק מיקוד קליני מושלם לסטודנטים. זה מאפשר למציגים לקשור את הדמיית ה- CT של איברי הגוף עם הדמיה אמריקאית והדגמות אנטומיות של אותם איברים. לדוגמה, שימוש ב-CT של הלב במישורים שונים יעזור לתלמידים לבנות מנטלית תמונה תלת-ממדית של הלב והקשר שלו לאיברים אחרים כמו הריאות. מתן גישה לתלמידים לרשימה מבוארת של משאבי הדמיית CT מקוונים בחינם יספק להם דרך לעסוק מחדש בעצמם בטכנולוגיה לאחר המפגש.

אחד המשאבים החשובים יותר של בית ספר לרפואה הוא הסגל והסטודנטים שלו, שיכולים לשמש מודלים מקצועיים לחיקוי בתחום ה-STEM. הזמינות של הפקולטה לאירועי הסברה בתחום ה-STEM היא תמיד סוגיה בהתחשב בצרכים המתחרים המתמשכים בקמפוס של בית ספר לרפואה. קאדר של סגל הליבה מהווה את הבסיס לצוות ההסברה של STEM, אך צוות זה כולל לעתים גם מציגים קרובים במידת האפשר (לדוגמה, איור 3). למרות שאדם אחד יכול להתמודד עם כל השידור הווירטואלי עם הפרעות לסירוגין כדי לשנות את זוויות המצלמה ואת הגדרות מחליף הווידאו, עדיף שיהיה איש צוות ייעודי אחד שיטפל במתג הווידאו ובתוכנית השידור של פלטפורמת הווידאו, המאפשרת למציג להתמקד בתוכן החשיפה הווירטואלי. קל לבצע את החלפת התפקידים מאחורי הקלעים כאשר שקופיות הסיכום משודרות למשתתפים. מומלץ מאוד שאדם שלישי יפקח על סרגל הצ'אט אם התלמידים נכנסים באופן אישי לסשן ההסברה. העובדה שיש מישהו שתפקידו הוא פשוט לפקח על סרגל הצ'אט ולענות על שאלות בודדות או להפריע לשידור כדי לשאול שאלות אנונימיות עוזרת מאוד להעסיק תלמידים שקטים. תלמידי חטיבת ביניים ותיכון, בפרט, אולי לא רוצים לשאול שאלות במסגרות קבוצתיות גדולות, במיוחד במה שיכול להיות סביבה וירטואלית לא אישית. הודעה ידידותית הנשלחת לכל המשתתפים בתחילת הפגישה על ידי צג סרגל הצ'אט יוצרת מקום בטוח לתלמידים לשאול שאלות. צג סרגל הצ'אט יכול אפילו להיכנס מרחוק כדי להפחית את העומס בחדר השידור.

אחד האתגרים הגדולים לניהול מוצלח של מפגש הסברה וירטואלי הוא היעדר אינטראקציות אישיות והיכולת לאמוד את העניין של התלמידים על ידי ראיית פניהם. לוקח זמן עד שהמציג מתרגל לא לראות את המשתתפים מכיוון שהצגים נמצאים שם כדי לספק למציג את תמונת השידור ולא את קבוצת הצופים המשתתפים. על המגיש לסמוך על הצוות מאחורי הקלעים שיעקוב אחר הפגישה כדי לקבל תחושה לגבי רמת המעורבות של התלמידים ומה ייתכן שיהיה צורך לשנות בפעם הבאה. ההצלחה בלכידת תשומת הלב של התלמידים ניכרת כאשר הם נשענים קדימה בכיסאותיהם כדי לקבל לכאורה מבט טוב יותר. בקשה לסירוגין לשאלות מהקהל (למשל, מיד לאחר שקופיות סיכום התחנה) מאפשרת לתלמידים זמן לעבד ולהרהר במה שלמדו זה עתה. הערות התלמידים ונתוני הערכת המורים המובאים במאמר זה תומכים במסקנה כי סוגים אלה של מפגשי הסברה וירטואליים יעילים בחשיפת התלמידים לתוכן חדש של טכנולוגיית STEM והדמיה ומספקים לתלמידים סביבת למידה חיובית. ממצאים אלה עולים בקנה אחד עם תוצאות של מחקרים אחרים, המדווחים כי תוכניות הסברה וירטואליות שנערכו במהלך המגפה יכולות להעסיק את התלמידים באותה מידה כמו פעילויות פנים אל פנים, לאפשר השתתפות גדולה יותר של תלמידים בתוכניות העשרה בתחום ה-STEM ולספק אפיק לבניית קשרים בין אנשי מקצוע בתחום ה-STEM לבין סטודנטים33,34,35.

מאמר זה סיפק מתווה של הציוד הדרוש לשימוש בטכנולוגיות משאבי הדמיה שעשויות להיות זמינות במסגרת בית ספר לרפואה כדי לספק פעילויות הסברה ממוקדות טכנולוגיה וירטואלית כדי לעורר את התעניינות התלמידים בתחומי STEM. השקעה קטנה בציוד, כגון כמה מצלמות 4K באיכות גבוהה, ופריטי אביזרים אחרים, כגון מחליף שידור הווידאו, יכולה להגביר ביעילות את התחושה האינטראקטיבית של המצגות ולהוביל למצגות וירטואליות נעימות לעין המקדמות את מעורבות התלמידים. הדגמת סריקת אולטרסאונד חיה של אדם, סיבוב שחזורי CT תלת-ממדיים של הגוף, ומתן רישום EEG בזמן אמת של פעילות המוח מסייעים לעורר את תחומי העניין של STEM של תלמידי חטיבת ביניים ותיכון. הם גם מספקים דרכים לנטרל הבדלים בגישה שעשויים להיות לסטודנטים כפריים למשאבים בבית ספר לרפואה אזורי ולאובדן הגישה של כל הסטודנטים במהלך ההגבלות הקשורות למגפת COVID-19.

Disclosures

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי מענק פרס שותפות לחינוך מדעי (SEPA) מהמכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית (NIGMS) במכון הלאומי לבריאות (NIH) תחת פרס # R25GM129617. התוכן הוא באחריותם הבלעדית של המחברים ואינו מייצג בהכרח את העמדות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות. כספי מכללת UAMS לרפואה שימשו לרכישת חלק מהציוד ששימש במחקר זה (למשל, טבלת הדמיית האנטומיה ומכשיר האולטרסאונד הקליני).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
4-port HDMI switcherIogearIOGHDSW4K4https://www.bhphotovideo.com
4K video cameraCanon VIXIA HDG50CAHFG50High quality 4K resolution video camera
Accessory microphoneSamson Meteor Mic
ATEM Mini Pro video switcherBlack MagicBLSWATEMMPhttps://www.blackmagicdesign.com
Ball head camera mountGlide GearGG-33https://www.bhphotovideo.com
Brain Viz softwareEmotivhttps://www.emotiv.com
Dell laptop computerDell13” Dell XPS laptop
Emotiv Pro softwareEmotivhttps://www.emotiv.com
Excel (for MAC)Microsoftv. 16.16.27Data analysis
High Speed HDMI cable with ethernet-15 footPearstonePEHDA-15https://www.bhphotovideo.com
MacBook AirApple13", 1.8 GHz Intel Core i5, 8 GB 1600 MHz DDR3https://www.apple.com/macbook-air/
Mini UpDownCross converterBlackMagicDesignBLMCUDCHDhttps://www.blackmagicdesign.com
mini HDMI to HDMI converterLiberty AV SolutionsAR-MCHM-HDFhttps://www.bhphotovideo.com
Overhead camera/light studio rigProaimP-OHLR-01https://www.bhphotovideo.com
PC laptopDellhttps://www.dell.com
ProTeam massage tableHausmann7650
R StudioR Studio PBC2021.09.0Data analysis
Remote slide advancerLogitechSpotlight presentation remote
SECTRA tableTouch of Life Technologieshttps://www.toltech.net; Cases [S003, 2099, U010)
sheep, pig, and cow heartsCarolina BiologicalPerfect Solution Preservedhttps://www.carolina.com
TVN Viewer SoftwareGlavSoft LLCPart of TightVNC
Ultrasound laptop deviceGENextGen LOGIQe laptop/carthttps://logiq.gehealthcare.com
Universal adjustable tripodMagnusMAVT300
USB3.0 to Gigabit Ethernet adapterInsignia
wireless controllerCanonWL-D89
Wireless EEG headsetEmotivEPOC Xhttps://www.emotiv.com
ECG packageGE3 lead USB-ECG unit
ZOOM softwareZoomversion 5.10.1Zoom.us

References

  1. Sullivan, L. W. Missing persons: Minorities in the health professions, a report of the Sullivan Commission on Diversity in the Health Workforce. Digital repository at the University of Maryland. , (2004).
  2. QuickFacts, United States. United States Census Bureau Available from: https://www.census.gov/quickfacts/US (2022)
  3. Diversity Facts and Figures 2019. The Association of American Medical Colleges Available from: https://www.aamc.org/data-reports/workforce/report/diversity-facts-figures (2019)
  4. Smedley, B. D., Butler, A. S., Bristow, L. R. . In the Nation's Compelling Interest: Ensuring Diversity in the Health-Care Workforce. , (2004).
  5. IHS Markit Ltd. The complexities of physician supply and demand: Projections from 2018 to 2033. Association of American Medical Colleges Available from: https://www.aamc.org/media/45976/download (2020)
  6. Diversity in Medical Education: AAMC Facts & Figures 2016. American Association of Medical Colleges Available from: https://www.aamcdiversityfactsandfigures2016.org (2016)
  7. 2010 Census Urban and Rural Classification and Urban Area Criteria. United States Census Bureau Available from: https://www.census.gov/programs-surveys/geography/guidance/geo-areas/urban-rural/2010-urban-rural.html (2021)
  8. Minorities in higher education. Twenty-fourth status report. 2011 supplement. American Council on Education Available from: https://www.acenet.edu/Documents/Minorities-in-Higher-Education-Twenty-Fourth-Status-Report-2011-Supplement.pdf (2011)
  9. Degrees of success: Bachelor's degree completion rates among initial STEM majors. Higher Education Research Institute Available from: https://heri.ucla.edu/nih/downloads/2010-Degrees-of-Success.pdf (2010)
  10. 1999-2000 SMET retention report: The retention and graduation rates of 1992-98 entering science, mathematics, engineering and technology majors in 119 colleges and universities. University of Oklahoma Available from: https://www.worldcat.org/title/1999-2000-smet-retention-report-the-retention-and-graduation-rates-of-1992-98-entering-science-mathematics-engineering-and-technology-majors-in-119-colleges-and-universities/oclc/47033104 (2000)
  11. Increasing the success of minority students in science and technology. American Council on Education Available from: https://www.acenet.edu/Documents/Increasing-the-Success-of-Minority-Students-in-Science-and-Technology-2006.pdf (2006)
  12. Adelman, C. Answers in the Tool Box. Academic Intensity, Attendance Patterns, and Bachelor's Degree Attainment. U.S. Department of Education. , (1999).
  13. Bediako, M. R., McDermott, B. A., Bleich, M. E., Colliver, J. A. Ventures in education: A pipeline to medical education for minority and economically disadvantaged students. Academic Medicine. 71 (2), 190-192 (1996).
  14. Taylor, V., Rust, G. S. The needs of students from diverse cultures. Academic Medicine. 74 (4), 302-304 (1999).
  15. Cohen, S. M., Hazari, Z., Mahadeo, J., Sonnert, G., Sadler, P. M. Examining the effect of early STEM experiences as a form of STEM capital and identity capital on STEM identity: A gender study. Science Education. 105 (6), 1126-1150 (2021).
  16. Garcia, J., et al. Building opportunities and overtures in science and technology: Establishing an early intervention, multi-level, continuous STEM pathway program. Journal of STEM Outreach. 4 (1), 1-10 (2021).
  17. Maiorca, C. T., et al. Informal learning environments and impact on interest in STEM careers. International Journal of Science and Mathematics Education. 19, 45-64 (2020).
  18. Roncoroni, J., Hernandez-Julian, R., Hendrix, T., Whitaker, S. W. Breaking barriers: Evaluating a pilot STEM intervention for Latinx children of Spanish-speaking families. Journal of Science Education and Technology. 30, 719-731 (2021).
  19. Talk Poverty: Arkansas 2018. Center for American Progress Available from: https://talkpoverty.org/state-year-report/arkansas-2018-report/ (2018)
  20. Chiappinelli, K. B., et al. Evaluation to improve a high school summer science outreach program. Journal of Microbiology & Biology Education. 17 (2), 225-236 (2016).
  21. Danner, O. K., et al. Hospital-based, multidisciplinary, youth mentoring and medical exposure program positively influences and reinforces health care career choice: "The Reach One Each One Program early Experience". American Journal of Surgery. 213 (4), 611-616 (2017).
  22. Derck, J., Zahn, K., Finks, J. F., Mand, S., Sandhu, G. Doctors of tomorrow: An innovative curriculum connecting underrepresented minority high school students to medical school. Education for Health. 29 (3), 259-265 (2016).
  23. Fung, E. B., et al. Success of distance learning 2020 COVID-19 restrictions: A report from five STEM training programs for underrepresented high school and undergraduate learners. Journal of STEM Outreach. 4 (3), 1-11 (2021).
  24. Selveraj, A., Vishnu, R., Nithin, K. A., Benson, N., Mathew, A. J. Effect of pandemic based online education on teaching and learning system. International Journal of Education Development. 85, 102444 (2021).
  25. Ufnar, J., Shepherd, V. L., Chester, A. A survey of STEM outreach programs during COVID-19 pandemic. Journal of STEM Outreach. 4 (2), 1-13 (2021).
  26. Fauville, G., Luo, M., Queiroz, A. C. M., Ballenson, J. N., Hancock, J. Zoom exhaustion & fatigue scale. Computers in Human Behavior Reports. 4, 100119 (2021).
  27. . Next Generation Science Standards Available from: https://www.nextgenscience.org (2022)
  28. SECTRA table. First-class touch and visualization. SECTRA Available from: https://medical.sectra.com/product/sectra-terminals/ (2022)
  29. 34;Take Your Child to Work Day - Are you Moving Fast Enough?", "Heart presentation". National Institute of General Medical Sciences. YouTube Available from: https://youtu.be/3JcZs4vsgW8 (2021)
  30. 34;Take Your Child to Work Day - Are you Moving Fast Enough?", "Brain presentation". National Institute of General Medical Sciences. YouTube Available from: https://youtu.be/p1zFfzzEqqQ (2021)
  31. Rosenthal, S., Walker, Z. Experiencing live composite video lectures: Comparison with traditional lectures and common video lecture methods. International Journal for the Scholarship of Teaching and Learning. 14 (1), 8 (2020).
  32. Pi, Z., Hong, J., Yang, J. Does Instructor's image size in video lectures affect learning outcomes. Journal of Computer Assisted Learning. 33 (4), 347-354 (2017).
  33. Padma, T. V. How COVID changed schools outreach. Nature. 594, 289-291 (2021).
  34. Moreno, N. P., et al. What the pandemic experience taught us about STEM higher education-school partnerships. Journal of STEM Outreach. 4 (2), 1-8 (2021).
  35. Michel, B. C., Fulp, S., Drayton, D., White, K. B. Best practices to support early-stage career URM students with virtual enhancements to in-person experiential learning. Journal of STEM Outreach. 4 (3), 1-12 (2021).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

187STEM

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved