Towards a Framework for Medical Curriculum Mapping

RNDr. Martin Komenda, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

V současnosti neexistuje žádné univerzální řešení založené na ověřených pedagogických principech, které by umožňovalo komplexní popis, správu a vizualizaci vysokoškolských osnov společně se všemi relevantními informaci. Za účelem zlepšení nikdy nekončícího procesu harmonizace medicínského kurikula byl navržen a v praxi implementován systém pro jeho vytváření a pravidelnou aktualizaci. Základní motivací je zachycení systematické změny při výuce a následném nabývání medicínských znalostí, které jsou založeny na správně sestavené a vyvážené kombinaci teoretických a klinicky orientovaných kurzů. Cílem práce je návrh, vývoj, implementace a praktické nasazení nového webového systému pro inovaci a harmonizaci medicínského kurikula, který bude plně podporovat koncept založený na výstupech z učení. Kromě toho se práce zaměřuje na řešení konkrétní úlohy z oblasti mapování medicínského kurikula, která odhaluje nové cesty, jak lze porozumět komplexní struktuře a obsahu medicínských studijních programů. Práce shrnuje autorský výzkum v oblasti správy a mapování medicínského kurikula publikovaný ve vědeckých pracích, které jsou v práci řádně citovány. Na základě plošné rešerše byly vybrány a v praxi použity ověřené postupy a funkční technologické komponenty, které významně posilují celý proces přípravy a aktualizace medicínského kurikula (návrhářské a vývojářské nástroje, standardizované systémy pro klasifikaci medicínských dat, analytické metody, techniky pro vizualizaci dat). Následně byla nad konceptuálním datových modelem, který detailně popisuje výuku v souladu s Bloomovou taxonomií, vybudována robustní platforma. Ta umožňuje snadno optimalizovat celé kurikulum popsané prostřednictvím atributů, jako jsou například kurz, výuková jednotka, výstup z učení a jejich vzájemné propojení se standardizovaných slovníkem a sadou významných pojmů. Praktické nasazení tohoto systému poskytuje efektivní způsob, jak mohou akademičtí pracovníci vytvářet a měnit osnovy svých kurzů s využitím globálního pohledu na popis celého studijního programu. Současně je v práci popsána podrobná analýza nad daty extrahovanými z této platformy, která vychází ze standardizované metodiky pro zpracování a vytěžování znalostí z databází. Případové studie odhalují zajímavé vazby v rámci medicínského kurikula s využitím analýzy sociální sítí, frekvenční a asociační analýzy nad slovníkem MeSH a hloubkové obsahové analýzy. Obecně lze říci, že výstupy z těchto analýz umožňují identifikovat potenciálně problematické oblasti ve výuce a pomáhají tak vytvořit úplné podklady pro navazující celkovou evaluaci kurikula.

Abstract:

As for a state-of-the-art overview, no universal solution based on approved pedagogical approaches exists to describe, manage and visualize a higher education institution’s curricula and all related information within one system. For the purposes of enhancing the long-term process of medical curricula harmonization, a framework enabling universities to update their curricula in a transparent well-structured way was developed and run in practice. The basic motivation was to capture the systematic transmission of medical knowledge based on a suitable combination of theoretically focused courses and clinical teaching training. The thesis aims to design, develop, implement and deploy an original web-based system for harmonizing medical curriculum, while supporting the established outcome-based approach to education. Furthermore, the thesis solves the issue of medical curriculum mapping, which would lead to an innovative way to understand the complex structure and content of medical study programmes. This work summarizes the research in medical curriculum management and mapping presented in reviewed papers, which are properly referenced in the following text. On the grounds of a broad scoping review, the approaches and components (e.g., software engineering and development tools, standard-compliant medical classification system, analytical methods) were chosen for enhancing the complex process of medical curriculum harmonization. Then, a robust platform was built based on a conceptual data model covering detailed formal metadata specification in accordance with the Bloom’s taxonomy. It enables optimization of a curriculum structure described by appropriate metadata, such as course attributes, learning units and outcomes, and links to a standardized vocabulary and essential terms. The deployment of a developed curriculum management system provides an effective support for curriculum reengineering efforts of academics through a comprehensive overview of a particular medical study program. Moreover, detailed analyses of a dataset extracted from the platform in accordance with a standardized methodology are introduced. The case studies explore medical curricula with the use of social network analysis, frequency and association analyses employing the MeSH thesaurus and deep curriculum metadata content analysis. In general, they assist in locating potentially problematic areas and, hence, help to construct a comprehensive overview for the subsequent global in-depth medical curriculum inspection.

Keywords

Medical informatics, curriculum management, curriculum mapping, agile software development, formal description methods, outcome-based education, data mining, knowledge discovery in databases, data process methodology, medical coding, community detection, visual analytics.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 10. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 15. 4. 2016
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc.
• Reader: prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D., Assist. Prof. Panagiotis Bamidis, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Doctoral programme / field:
Informatics (4-years) / Computer Systems and Technologies