Integração e contextualização de modelos 3D no ensino da área da saúde

Mestrado em Engenharia Informática. Sistemas Gráficos e Multimédia.

Os modelos físicos 3D têm sido utilizados transversalmente como forma de ensino nas mais variadas áreas do saber, tal como por exemplo na engenharia aeronáutica, na engenharia mecânica, no design, na arquitectura e também na anatomia e área da saúde em geral. Estes modelos físicos têm tido um importante papel na aprendizagem, permitindo inclusivamente, através de simulação de situações práticas, o contacto físico com o objecto de estudo, o contacto directo e a noção de volumetria, bem como conhecer a posição exacta de cada componente do modelo. Na área da saúde, e de acordo com o parágrafo anterior, existem modelos físicos 3D que não são facilmente substituíveis por outro recurso, como por exemplo os modelos físicos de primeiros socorros e de ressuscitação, cujo principal objectivo é a aprendizagem/simulação de situações reais com contacto físico efectivo. Apesar disso, os modelos físicos 3D não satisfazem todas as necessidades de aprendizagem na área da saúde. Por exemplo, um aluno não pode facilmente transportar um modelo físico 3D de médio ou grande porte para um local de estudo diferente do habitual, quando quiser e a qualquer hora. Para além disso, o modelo físico 3D não pode facilmente conter informação contextualizada de cada um dos seus componentes e em qualquer nível de granularidade, nem muito menos conter testes de controlo de aprendizagem inseridos no próprio modelo. Desta forma, os modelos 3D em formato electrónico pretendem complementar significativamente os tradicionais modelos físicos 3D. Não obstante não permitirem ao aluno a noção do tacto e da volumetria, apresentarão outras características igualmente importantes. Neste trabalho procurar-se-á demonstrar a exequibilidade de modelos digitais 3D no ensino na área da saúde, com a preocupação de obter formas consideradas anatomicamente correctas ou, pelo menos, próximas do anatomicamente correcto. Para além das técnicas e estratégias de modelação e das ferramentas informáticas necessárias para o fazer, será avaliado neste trabalho, o impacto e o interesse gerado, junto dos profissionais de saúde pelos modelos digitais 3D produzidos, realçando em que medida podem estes ser encarados como recursos de aprendizagem válidos, discriminando as suas vantagens e as suas desvantagens, bem como de que modo as suas vantagem podem ou não superar significativamente as suas desvantagens, não esquecendo a interactividade e a animação que pode ser feita sobre estes modelos, simulando comportamentos ou procedimentos cirúrgicos que, de outra forma, poderia implicar a morte de uma cobaia.

3D physical models have been used across as form of education in various disciplines, such as, for example, in aeronautical engineering, mechanical engineering, in design, architecture and also in the anatomy and health in general. These physical models have played an important role in learning, allowing even through simulation practical situations, physical contact with the object of study, the direct contact and the concept of volume as well as meeting the exact position of each component of the model. In health and in accordance with the preceding paragraph, there are 3D physical models, which are not easily replaceable by another feature, such as physical models of first aid and is the learning / simulation of real situations to physical contact owner. Nevertheless, the physical 3D models do not satisfy all learning needs in healthcare. For example, a student cannot easily carry a medium or large physical 3D model for a study site different from usual, anytime and at any time. In addition, the physical 3D model cannot easily contain background information for each one of its components at any level of granularity, or even contain control tests in the learning model itself. Thus, the 3D models in electronic format intended, significantly, to supplement the traditional physical 3D models. Although they did not allow the student to understand the concept of touch and volume, they also show other important features. This work will seek to demonstrate the feasibility of 3D digital models in health education, with the concern of obtaining anatomically correct shapes or, at least, close to the anatomic exactness. In addition to the modeling techniques and strategies and virtual tools necessary to do so, in this work, the impact and interest generated from the health professionals by the 3D digital models produced, shall be evaluated, highlighting the extent to which these can be seen as valid learning resources, detailing its advantages and its disadvantages, as well as how their advantages may or may not significantly overcome its disadvantages, and the interactivity and animation that can be done about these models, simulating behavior or surgical procedures that could otherwise lead to the death of a guinea pig.