Artículos originales
Recepción: 30 Mayo 2022
Aprobación: 13 Octubre 2022
DOI: https://doi.org/10.22201/fm.20075057e.2023.45.22453
Resumen
Introducción: Los algoritmos están en casi todos los procesos de interacción y coordinación para completar tareas físicas y mentales exigentes a futuro, suponiendo en medicina, el paso de los algoritmos biológicos a los artificiales con eliminación del error y un manejo óptimo de la información con mayor beneficio para el humano. Objetivo: Determinar la percepción de la utilidad en la aplicación de la teoría de algoritmos para la solución a problemas clínicos mediante la aplicación del razonamiento algorítmico.
Material y método: Para evaluar la percepción de la aplicación de la teoría de algoritmos en la solución a problemas clínicos, teóricos y reales, se exploró la percepción de la utilidad de la teoría de algoritmos en estudiantes de la carrera de medicina, mediante la aplicación de encuestas previas y posteriores a una intervención educativa.
Resultados: Posterior a la intervención, la percepción de los estudiantes es que la mayoría (más del 70%) considera que los algoritmos son indispensables para los médicos, que su uso es evidente en la literatura médica y que es necesario tener un conocimiento profundo del tema a tratar. En cuanto a la utilidad para el aprendizaje, la mayoría (más del 60%) considera que sirven para describir o recordar un tema, para explicar o resumir, y para organizar y establecer soluciones a un problema. Las opiniones del estudiantado fueron predominantemente positivas para la utilidad de los algoritmos.
Conclusión: La teoría de algoritmos proporciona una alternativa metodológica de aprendizaje, pues se integran distintas áreas del conocimiento médico, proporcionando una o varias vías de solución, que ayudan a la descripción o explicación de la patología, o para su aplicación en un contexto real de atención al paciente.
Palabras clave: Algoritmos, aprendizaje, razonamiento lógico.
Abstract
Introduction: The processes are in almost all the processes of interaction and coordination to complete demanding physical and mental tasks in the future, assuming in medicine, the passage from biological algorithms to artificial ones with error elimination and optimal management putting information with greatest benefit to humans. Objective: To determine the perception of the usefulness of the application of the theory of algorithms for the solution of clinical problems through the application of algorithmic reasoning.
Material and method: To evaluate the perception of the application of the theory of algorithms in the solution of clinical, theoretical and real problems, the perception of the usefulness of the theory of algorithms in medical students was explored, through the application surveys before and after an educational intervention.
Results: After the intervention, the perception of the students is that the majority (more than 70%) considers that they are essential for doctors, that their use is evident in the medical literature and that it is necessary to have a deep knowledge of the subject to be treated. Regarding the usefulness for learning, the majority (more than 60%) consider that they serve to describe or remember a topic, to explain or summarize and to organize and establish solutions to a problem. The opinions of the student body were predominantly positive for the usefulness of the algorithms.
Conclusion: The theory of algorithms provides a methodological alternative for learning since different areas of medical knowledge are integrated, it requires one or several ways of solution and that help to describe or explain the pathology, or for its application in a real context of care. to the patient.
Key words: Algorithms, learning, logical reasoning.
Introducción
Aún hoy en día, la tendencia en la enseñanza en la práctica médica, se ha desplazado hacia una visión fragmentaria con profundización en algunas áreas o especialidades, perdiendo la visión de conjunto1.
Resulta preocupante que en las escuelas de medicina de México dicha enseñanza se limita a preparar médicos para cumplir con el mínimo indispensable, observándose que los planes y programas de estudio muestran una clara desvinculación de los conocimientos con la práctica, ya que están constituidos principalmente por “simples agregados de materias con orientación anticientífica y productora de valores que fortalecen nuestra dependencia teórica, técnica y conceptual”1,2.
Dado que los algoritmos están en casi todos los procesos de interacción y coordinación para completar tareas físicas y mentales exigentes, la fuente o código que se puede obtener de todas las cosas3, es una forma de representación mental que puede ser utilizada también en la medicina. Así mismo, a futuro, se supone que el paso de los algoritmos biológicos a los artificiales elimina a la larga el error y proporciona un manejo óptimo de la información con mayor beneficio para el humano4.
Educación en medicina
En la enseñanza formal de la medicina en México se han observado cambios derivados de su evolución en cuanto al conocimiento, tecnología y cultura de la humanidad. De tal forma que, en México, se han presentado tres corrientes de enseñanza de la medicina, generadas por el intercambio sociocultural nacional e internacional: La escuela tradicional, la tecnología educativa y el enfoque cognitivo5.
La escuela tradicional se caracteriza por la cátedra, acompañada de demostraciones y prácticas de laboratorio. Esta escuela es influida por la pedagogía positivista, y tiene a la educación clínica como un aprendizaje de tipo tutorial sin un reglamento específico5.
La tecnología educativa busca el aprendizaje de grandes grupos, sistematizando la enseñanza con base en la teoría de los sistemas, la explotación de los medios de comunicación y el conductismo, tiene como requisito la elaboración de objetivos de aprendizaje para definir la conducta final del estudiante5.
En el cognoscitivismo/constructivismo se hace una analogía entre la mente y la computadora como sistemas de procesamiento que codifican, retienen y operan con símbolos y representaciones internas5. Por lo que se coincide en que tanto la mente como la computadora son sistemas que procesan información, la retienen y operan con símbolos y representaciones internas6.
En el proceso de enseñanza-aprendizaje de medicina, así como en muchas otras profesiones, se han observado estrategias comunes que se apoyan en el modelo de ciclo de aprendizaje de Marzano que se muestran en la Tabla 17.
Estrategias de aprendizaje en medicina
El razonamiento lógico en medicina
Se define al razonamiento lógico como “aquel proceso intelectual mediante el cual el ser humano identifica y selecciona entre varias opciones, la más adecuada para dar solución a un problema existente”. En el caso del médico, este interactúa con el sujeto de estudio (paciente) y debe identificar el problema en él (diagnóstico), para posteriormente proponer un plan de acción dirigido a revertir el problema (tratamiento)8.
Para resolver un problema, el hombre utiliza un procedimiento caracterizado por:
- 1. Comprender lo que se debe hacer.
- 2. Entender la información provista para buscar una solución.
- 3. Búsqueda de estrategias para encontrar la solución con la información provista.
Dentro del razonamiento lógico se encuentran dos tipos de razonamiento inferencial que son:
-
Razonamiento inductivo: Capacidad de desarrollar conceptos generales a partir de una particularidad utilizando como herramientas a la clasificación y las analogías, entre otras.
-
Razonamiento deductivo. Elaboración de proposiciones basadas en las leyes de la lógica, a partir de una generalidad hasta lo particular, y sirve para demostrar la veracidad de las proposiciones alcanzadas por el razonamiento inductivo, que además utiliza un razonamiento condicional en donde, se establecen dos premisas, de las cuales una es el antecedente; y otra, la consecuencia9.
Toma de decisiones en medicina
Existen distintos componentes a considerar en la toma de decisiones, y entre ellos se encuentran:
-
El nivel de conocimientos.
-
Los procesos cognitivos que se ven influenciados por diversos factores psicológicos y fisiológicos (hambre, sueño, emociones, etc.).
-
Los procesos metacognitivos que se refieren a la toma de conciencia de los conocimientos y recursos intelectuales y que son característicos del profesional experimentado10.
Derivado de lo anterior, un razonamiento clínico puede percibirse de dos formas:
-
Un sistema instintivo y alimentado por el reconocimiento de un patrón determinado que es obtenido a través de la experiencia.
-
Un sistema analítico y sistemático (valga la redundancia), que es más fiable y menos propenso al error, aunque más tardado y caro.
Ambos sistemas son efectivos en la clínica; sin embargo, es necesario obtener una retroalimentación de nuestro proceso de decisión para poder mantener esta habilidad profesional10.
Una de las formas más utilizadas para facilitar la toma de decisiones es el método clínico, que es una secuencia ordenada de pasos para la búsqueda y aproximación a un diagnóstico que permitirá la toma de decisiones para satisfacer las demandas del paciente, por lo tanto, es un método auxiliar para la toma de decisiones11,12.
Los algoritmos en medicina
Un término que es necesario establecer para entender la utilidad de los algoritmos médicos es el de “informática médica” que es definida por el Departamento de Informática Biomédica de la Universidad de Columbia en Nueva York, como “una disciplina científica para almacenar, localizar, compartir y usar de manera óptima la información biomédica y los datos y conocimientos necesarios para resolver problemas y tomar decisiones…”, de tal forma que la informática se aplica en cuestiones prácticas para proveer de información oportuna y precisa a los médicos13.
Un algoritmo tiene como objetivo el proveer la mejor manera para solucionar sistemáticamente un problema y pueden tener objetivos preventivos, diagnósticos o terapéuticos13,14. En el área de las matemáticas, algoritmo se define como “un conjunto finito de reglas que da una secuencia de operaciones o acciones a realizar para resolver un tipo específico de problemas”15.
Aun cuando se tenga una probada utilidad de los algoritmos, no hay una utilización del término razonamiento algorítmico y que incluso puede ser no congruente con el método o razonamiento clínico, y aunque ambos (algoritmos y método clínico) son procedimientos utilizados en la toma de decisiones, pueden ser herramientas con valor inversamente proporcional entre sí, es decir, que a mayor uso de algoritmos, menos razonamiento clínico. Sin embargo, es de resaltar que el razonamiento clínico tiene para sí mismo un algoritmo, puesto que los procesos mentales necesarios para la toma de decisiones clínicas deben seguir una secuencia lógica14.
Utilidad de los algoritmos en medicina
Los algoritmos o los diagramas de flujo son métodos que simplifican el proceso de decisión, de tal forma que el médico debe familiarizarse con las bases científicas de estos protocolos para mantener una actitud abierta y receptiva para otras opciones tanto diagnósticas como terapéuticas10.
Los algoritmos son una técnica de ramificación muy útil en la enseñanza-aprendizaje para establecer alternativas de solución a un problema. Así mismo, facilitan el aprendizaje de reglas, instrumentos para planificación y prescripción, además de ser instrumentos metodológicos para la investigación13,15.
Sin embargo, se debe atender a las ventajas y desventajas que con estos vienen, en medicina se encuentran las siguientes14:
• Ventajas
-
Aprendizaje rápido con retención duradera.
-
Identificación de situaciones de exploración física innecesaria o peligrosa (aplicación de triage).
-
Minimiza errores y estandariza criterios.
-
Mayor consistencia y eficiencia clínica.
-
Resume información.
• Desventajas
-
Estructura rígida y cerrada.
-
Pacientes variables para la aplicación del algoritmo.
-
La inexperiencia impide visualizar alternativas.
-
Poca utilidad al profesional experimentado.
-
Sensación de pérdida de la autonomía profesional.
-
Reduccionismo o mecanización del razonamiento.
Ante la aplicación de un algoritmo se debe estar preparado a la modificación de este, puesto que la ausencia de modificación traduce una falta de conocimiento o información pertinente para dicha modificación. Es posible que lo anterior pueda suceder con los estudiantes, puesto que un algoritmo puede no cubrir todo el espectro o variaciones de una condición patológica y en consecuencia se debe modificar14.
También debemos establecer que las ventajas de los algoritmos en la educación yacen en situaciones en las que el profesor transmite su conocimiento y experiencia, así como alternativas de solución de problemas, pueden ser una herramienta de simulación para el entrenamiento de situaciones determinadas de una especialidad o de la generalidad, y pueden ser instrumentos que ayuden a la evaluación tanto formativa como sumativa15.
Objetivo
Determinar la percepción en la utilidad de la aplicación de la teoría de algoritmos para la solución a problemas clínicos mediante la aplicación del razonamiento algorítmico.
Método
El presente estudio descriptivo de tipo cualitativo, se realizó mediante una intervención educativa durante 2021, previamente diseñada y aplicada a un grupo de alumnos pertenecientes al 6º semestre de la carrera de medicina, enfocada en la elaboración de algoritmos como metodología de aprendizaje mediante la aplicación de la siguiente secuencia:
- 1. Elaboración de documentos, como recursos de apoyo para los alumnos (video y documento explicativo de las características y utilidad de los algoritmos).
- 2. Encuestas preintervención.
- 3. Secuencia de intervención expuesta en la Tabla 2.
- 4. Encuestas postintervención.
- 5. Análisis de los resultados de las encuestas mediante medidas de tendencia central.
- 6. Compilación y organización de las opiniones de alumnos obtenidas de las encuestas postintervención.
Secuencia de actividades y recursos para la intervención
Fuente: Elaboración propia.
Consideraciones éticas
Se declara que la participación de las personas en el presente trabajo de investigación fue totalmente voluntaria y anónima, de acuerdo con los protocolos y previa autorización de la institución en donde se realizó el trabajo.
Resultados
Percepciones de la teoría de algoritmos en alumnos
Posterior a la realización de las encuestas, solo el 50% de los alumnos conocía la definición de algoritmo, y un 93% conocía la definición de diagrama de flujo, lo que permite establecer que la mayoría de los alumnos tuvieron contacto con la teoría de los algoritmos en algún momento de la su formación académica previa al momento de la intervención.
Para explorar y contrastar la percepción de los alumnos con respecto a algunas características de los algoritmos en medicina en las encuestas inicial y final se obtuvieron los resultados que se muestran en la Tabla 3.
Percepción de los algoritmos por el alumnado
* Los restantes porcentajes corresponden a respuestas de indecisión o de desconocimiento del tema. Fuente: Elaboración propia.
De los resultados anteriores, la percepción general al final de la intervención fue que los alumnos entienden a los algoritmos en medicina como una herramienta que requiere de conocimientos de diagramación, así como del tema sobre el que se desarrolla. Un cambio al final de la intervención fue que aproximadamente un 23% de los alumnos consideró que no eran indispensables para el médico.
Relevancia de las características de los algoritmos para el estudiante de medicina
Otro aspecto explorado por las encuestas fue el de la percepción de la importancia de las principales características que debe tener un algoritmo en medicina, encontrándose los datos que se muestran en la Tabla 4.
Percepción de utilidad de los algoritmos para el alumnado
Fuente: Elaboración propia.
Al inicio de la intervención, todos los alumnos consideraron que la identificación del problema era la característica más importante, seguida de la toma de decisiones. Llama la atención que la obtención de datos no fuera importante, pues sin la obtención de datos no es posible desarrollar una secuencia de solución y manteniéndose como una de las características de menos importancia.
Utilidad de la elaboración de algoritmos para el estudiante de medicina
La percepción de los alumnos hacia la utilidad de los algoritmos diagnósticos para su aprendizaje o desempeño académico se muestra en la Tabla 5.
Percepción de la utilidad de los algoritmos para el aprendizaje
Fuente: Elaboración propia.
Previo a la intervención se percibió por parte de los alumnos que las principales utilidades de los algoritmos se relacionan con la organización de posibles soluciones a un problema, seguido de la utilidad para resumir y explicar un problema médico y a la selección lógica de los principales elementos de un problema.
Es de notar que al final de la intervención los alumnos consideraron que una utilidad importante es ayudar a recordar o describir un problema o tema, además de las ya mencionadas previamente.
Percepciones finales de los alumnos
Posterior a la intervención, y apoyando los resultados de las encuestas inicial y final, el 84.6% de los alumnos mencionó que sí utilizarían los algoritmos, y al solicitarles que ampliaran la decisión, se dieron las siguientes explicaciones.
-
“Es una manera fácil de repasar el tema… También ayudan a memorizar bien el proceso o al menos a entenderlo mejor”.
-
“Los diagramas o algoritmos son muy útiles para describir un diagnóstico y tratamiento”.
-
“Ayudan a jerarquizar la información y determinar el diagnóstico correcto para dar el tratamiento más adecuado”.
-
“Son de mucha utilidad y prácticos para entender un tema; sin embargo, se me dificulta hacerlos”.
-
“Es la manera más sencilla de sintetizar un tema, y aprender acerca de este”.
-
“Son muy prácticos para saber qué ya has hecho y qué te falta… y esto es muy útil para evitar el error”.
-
“Mejoran mi nivel de comprensión”.
-
“Prefiero ver un algoritmo que leer la misma información textualmente”.
-
“Son bastantes útiles sobre todo a la hora de seleccionar el tratamiento”.
-
“Una manera rápida y concisa para conocer acerca de un tema”.
-
“Me permiten ordenar mis ideas y profundizar más”.
Así mismo, el 7.7% contestó “tal vez”, y el 7.7% contestó negativamente; al solicitar que explicaran las razones se mencionaron las siguientes:
-
“Hay otros métodos que me funcionan más”.
-
“Me cuesta mucho hacerlos”.
Por último, se les preguntó sobre la ayuda de los algoritmos para el entendimiento de un tema, se encontró que el 92.3% de los alumnos respondió que sí fue de ayuda, y mencionó las siguientes explicaciones:
-
“Ayuda a visualizar los pasos y sintetizar”.
-
“Me ayudó a identificar los factores clave y a checar las partes del tema que no entendía de manera completa… Fue muy complicado hacerlos”.
-
“Pongo mis conocimientos en práctica y entiendo de mejor manera cómo es que se relaciona todo”.
-
“No son fáciles de hacer, requieren entendimiento previo del tema… Hay que ordenar y jerarquizar la información, por lo que la considero una buena herramienta resumen”.
-
“Aunque me haya costado realizarlo, la información de ese diagrama todavía la retengo”.
-
“El descarte de información innecesaria ayuda a comprender un tema de mejor manera”.
-
“Para poder realizarlos debes tener un buen entendimiento”.
-
“Porque proporciona un mejor material visual para aprender”.
-
“Organizan y jerarquizan la información de manera que es fácil de entender”.
-
“Ayudaron a jerarquizar y estructurar el proceso fisiopatológico y la forma de abordar el problema y poder elegir el mejor tratamiento”.
-
“Me ayudó a organizar información de manera que sea memorable y fácil”.
-
“El hecho de ordenar información y transformarlo a una representación gráfica, me ayuda para retener y entender mejor la información”.
Del 7.7% de alumnos que respondieron negativamente a la pregunta, se proporcionó la siguiente explicación:
-
“Aunque me ayudaron a poner la información de una forma más jerárquica, no es el método que me funciona para entender los temas”.
Discusión
Como experiencia, la implementación de la intervención permitió que la clase fuera aún más estructurada, pues en sí misma puede constituirse en un algoritmo de facilitación del aprendizaje. Así mismo, permitió estimar las necesidades de una organización o sistematización de los elementos teóricos a proporcionar en una clase, en elementos que sean aplicables en la realidad y en distintas variables y contextos.
De acuerdo con lo referido por los estudiantes, la utilización de algoritmos en la medicina fue de utilidad para estudiar, sintetizar y entender, permitiendo el desarrollo del razonamiento lógico de tipo deductivo, generándose seguridad por parte del estudiante, para la solución de problemas mediante la toma decisiones9,13.
El estudio indica que, para los alumnos, la elaboración de algoritmos como metodología de enseñanza-aprendizaje, presenta diversas utilidades para la adquisición de habilidades en distintos niveles de aprendizaje como las descritas en las taxonomías más utilizadas, como la de Marzano, y que se han propuesto como una característica relevante para la integración del aprendizaje y aplicación de los recursos7.
Así mismo, los algoritmos son herramientas que no sustituyen al método o razonamiento clínico, sino que lo apoyan a sistematizar la información reciente y facilitar la toma de decisiones como lo percibido por los alumnos.
De las opiniones de los alumnos, se obtiene que las herramientas para el aprendizaje tales como la síntesis, interrelación, entendimiento, memoria, orden, jerarquización, memoria e investigación, entre otras, son alcanzables por esta técnica de manejo de la información11.
En cuanto a las razones para utilizarlos o no utilizarlos, se puede observar que estas se relacionan con las principales características detractoras y que son las relacionadas a la dificultad de su elaboración.
Como áreas de oportunidad para el presente trabajo se observan las siguientes:
-
Aplicar una batería que permita evaluar objetivamente la toma de decisiones y diseñar, aún mejor, la estrategia a utilizar en el aula para la intervención.
-
Incorporación más precisa del método clínico en la estructura general de los algoritmos elaborados.
-
Mejorar el entendimiento y aplicación de la teoría de algoritmos de forma general para su aplicación posterior.
Conclusiones
El presente trabajo proporciona una posible alternativa metodológica de aprendizaje que podría dirigir al estudiante de medicina al razonamiento lógico tan necesario para su estudio y desempeño, pues en los algoritmos se integran las distintas áreas del conocimiento médico, proporcionando una o varias vías de solución de un problema, ya sea para su descripción o explicación, o para su aplicación en un contexto real de atención al paciente.
Agradecimientos
Ninguno.
Referencias
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Anexo
Encuesta final
“Algoritmos/diagramas de flujo en Medicina”
La presente encuesta está dirigida a alumnos de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey como un proceso exploración de la percepción de la utilidad de la construcción de algoritmos/diagramas de flujo, como método de aprendizaje en medicina.
La encuesta es de carácter privado y la información recabada será utilizada únicamente con fines educativos y como parte de un proyecto de intervención, manteniendo en todo momento el anonimato de las y los participantes.
Se le pide que lea con atención las preguntas y responda honestamente.
Gracias de antemano por la participación.
*Obligatorio
1. Un algoritmo es: *
Marca solo un óvalo.
Una ecuación matemática para la solución de problemas
Una descripción por pasos de la solución de un problema
Un gráfico que nos proporciona una vía de solución de problemas
Un tipo de programación computacional
2. Un diagrama de flujo es: *
Marca solo un óvalo.
Una ecuación matemática para la solución de problemas
Una descripción por pasos de la solución de un problema
Representación gráfica para la solución de problemas
Un programa computacional para solución de problemas
Marca solo un óvalo por fila.
Marca solo un óvalo por fila.
Marca solo un óvalo por fila.
Marca solo un óvalo por fila.
7. ¿Utilizarías los algoritmos/diagramas de flujo en medicina? *
Marca solo un óvalo.
Sí
No
Tal vez
8. Explica tu respuesta anterior *
_______________________________________________________________________
9. ¿Consideras que la elaboración de algoritmos/diagramas de flujo ayudaron a mejorar el entendimiento de los temas tratados con esta metodología?*
Marca solo un óvalo.
SÍ
No
Tal vez
10. Explica tu respuesta anterior *
_______________________________________________________________________
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Notas
• FRPR: Autoría.
Notas de autor
* Autor para correspondencia: Fernando René Pérez Romero. Edificio de Medicina y Ciencias de la Salud 4º piso. Av. Gral. Ramón Corona 2514, Colonia Nuevo México. Zapopan, Jalisco. C.P. 45201. Teléfono: 33 3201 4676. Correo electrónico: engrama02@hotmail.com
Declaración de intereses
