骨科教學(xué)中三維有限元與PBL模式相整合的應(yīng)用效果

張葆鑫　郝廷

摘 要：為了探究三維有限元與PBL模式相整合應(yīng)用于骨科教學(xué)中的效果，將2017年1月到2018年1月作為本次研究時間段，選擇對應(yīng)時間段內(nèi)120名骨科實習(xí)學(xué)生作為本次研究對象，按照隨機方法將其分為3組，即對照組（常規(guī)骨科教學(xué)）、觀察組1（PBL模式教學(xué)）、觀察組2（三維有限元與PBL模式相整合教學(xué)）;分別對其教學(xué)效果進行統(tǒng)計并實施組間比較。發(fā)現(xiàn)各組教學(xué)前相關(guān)考核知識得分均相近，經(jīng)過分組教學(xué)后觀察組2的各項得分均顯著提高，其理論知識得分為（96.32±1.74）分、實踐知識得分為（93.67±1.58）分，和對照組以及觀察組1對比均存在顯著差異（P<0.05）。因此，三維有限元與PBL模式相整合應(yīng)用于骨科教學(xué)中的效果突出，和常規(guī)的教學(xué)方法比較，該教學(xué)模式可顯著提升學(xué)生相關(guān)知識考核水平，因此值得臨床推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三維有限元;PBL模式;骨科教學(xué);整合應(yīng)用效果

【中圖分類號】G【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1008-1216（2018）10B-0031-02

PBL模式教學(xué)，即問題式學(xué)習(xí)（Problem-based learning，PBL），主要是一種將問題作為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，在該模式下教學(xué)可以讓學(xué)生帶著問題進行有關(guān)的思維活動，從而不斷培養(yǎng)自身發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，最終培養(yǎng)個人技能并促進智力發(fā)展。

三維有限元是數(shù)字骨科學(xué)中的內(nèi)容，其主要是利用數(shù)字近似的方法模擬真實物理系統(tǒng)，作為一門前沿且新興的交叉學(xué)科，該方法的應(yīng)用具有廣闊的前景。而骨科本身是一門相對抽象且復(fù)雜的學(xué)科，如何在該學(xué)科教學(xué)中運用有效的方法，獲得較好的教學(xué)效果，一直是教學(xué)過程中的重點研究課題。本次研究則基于筆者工作實際情況，于2017年1月到2018年1月之間展開本次研究，主要分析了三維有限元與PBL模式相整合應(yīng)用于骨科教學(xué)中的效果，目的在于總結(jié)有效教學(xué)經(jīng)驗，現(xiàn)將研究詳情作出整理，具體如下。

一、資料和方法

（一）一般資料

在2017年1月到2018年1月之間，選擇120名骨科實習(xí)學(xué)生作為本次研究對象，按照隨機方法將其分為3組，即對照組、觀察組1、觀察組2，每組分別包括40名學(xué)生。對照組學(xué)生的年齡為20.0～24.0歲，平均年齡為（22.31±1.02）歲，其中男生共計23名，其余17名為女生;觀察組1學(xué)生年齡為20.0～24.5歲，平均年齡為（22.42±1.03）歲，其中男生共計24名，其余16名為女生;觀察組2學(xué)生年齡為20.0～23.5歲，平均年齡為（22.51±1.01）歲，其中男生共計23名，其余17名為女生。各組入選對象的年齡分布、數(shù)量分布等情況均無顯著差異（P>0.05），因此組間可作對比。

（二）方法

對照組采用常規(guī)骨科教學(xué)，即按照骨科教學(xué)大綱和教學(xué)課時，進行相關(guān)骨科知識的詳細講解，要求學(xué)生在講解過程中作好相關(guān)的課堂記錄;大綱講解基本完成后，按照教學(xué)實際情況布置相關(guān)實踐題目，要求學(xué)生按照講解內(nèi)容作出解答，再次授課過程中可對本次問題進行反饋，難點或重點可集中在課堂上進行全面解答，進而鞏固所學(xué)知識，保證教學(xué)效果。

觀察組1采用PBL模式教學(xué)，即在教學(xué)前按照教學(xué)大綱設(shè)置對應(yīng)的問題，在按照教學(xué)大綱上課前，首先給學(xué)生布置對應(yīng)問題，要求其在課堂上依照所講解的知識給出解答;教學(xué)過程中由學(xué)生自行作好相關(guān)課堂筆記，并最終歸納相關(guān)問題的答案，教學(xué)完成后可按照人數(shù)或編號等對學(xué)生進行分組，組間對所提出的問題進行商討，并按照教學(xué)過程中的相關(guān)知識進行小組間答案的完善，最終由小組間推薦代表進行發(fā)言，給予對應(yīng)問題的解答，指導(dǎo)教師可按照學(xué)生回答的實際情況給予補充和對問題進行總結(jié)，強化學(xué)生對于所學(xué)知識的理解和掌握。

觀察組2采用三維有限元與PBL模式相整合教學(xué)，其中PBL模式教學(xué)方式與觀察組1相同，三維有限元的教學(xué)方法，即按照骨科教學(xué)的基本內(nèi)容創(chuàng)建幾何模型、定義材料特性、網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)置荷載和約束條件、求解、查看結(jié)果，并將最終所得應(yīng)用技術(shù)所形成的模型圖像交由影像科專業(yè)的技術(shù)人員保管;教學(xué)需要應(yīng)用某一類型的骨折模型時，則由輔導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞某一模型進行學(xué)習(xí)，以使應(yīng)用模型為骨科教學(xué)的實施提供基礎(chǔ)，最終將抽象知識轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦?，提高骨科教學(xué)效果。

（三）觀察指標(biāo)

分別對其教學(xué)效果進行統(tǒng)計并實施組間比較，即結(jié)合本次教學(xué)內(nèi)容，從相關(guān)題庫中選擇對應(yīng)的骨科試題，組成滿分分別為100分的理論知識和實踐知識考核試卷，要求各組學(xué)生在統(tǒng)一規(guī)定時間內(nèi)自行作答，作答完成后統(tǒng)一收回，并進行匿名閱覽和評分;后按照組別對各組學(xué)生的考核得分作好記錄，并實施組間對比分析。

（四）統(tǒng)計學(xué)分析

將SPSS25.0作為本次數(shù)據(jù)處理軟件，使用（x±s）統(tǒng)計研究中計量資料，并應(yīng)用t實施檢驗;檢驗后P<0.05均表示數(shù)據(jù)差異顯著（P<0.05）。

二、結(jié)果

（一）各組教學(xué)前相關(guān)考核知識得分比較

各組教學(xué)前的理論知識、實踐知識考核得分均基本相近，組間無顯著差異（P>0.05），其對比的詳細情況見下表1。

（二）各組教學(xué)后相關(guān)考核知識得分比較

在無差異的基礎(chǔ)上分組教學(xué)，觀察組2的相關(guān)考核知識均顯著提高，且和對照組、觀察組1對比存在顯著差異，其詳細情況見下表2。

三、討論

骨科教學(xué)是醫(yī)學(xué)類教學(xué)中難度相對較高的一種，因為骨科相關(guān)知識多數(shù)具有抽象、立體、多元化、多空間的特征，單純的教學(xué)流于形式或強調(diào)對有關(guān)知識的講解，難以使學(xué)生真正對所學(xué)知識產(chǎn)生深刻認(rèn)知，最終所產(chǎn)生的教學(xué)效果有限;無疑，這在浪費相關(guān)師資力量的同時，耗費了實習(xí)生寶貴的學(xué)習(xí)時間，使其從學(xué)校到崗位的過渡出現(xiàn)障礙，影響了對醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)。

目前，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，計算機的普遍應(yīng)用給信息化發(fā)展帶來了前所未有的機遇，如何在信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中把握機遇，實現(xiàn)醫(yī)學(xué)教學(xué)模式的完善和轉(zhuǎn)變，對于國家優(yōu)秀醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)具有重要而深遠的意義。

PBL模式是一種以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式，其主要是在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容開展之前進行問題的設(shè)置，在教學(xué)過程中或教學(xué)后由學(xué)生自發(fā)進行問題的探討和分析，與此同時，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得到發(fā)揮，其臨床思維得到加強和培養(yǎng)，學(xué)生之間相互溝通和交流的能力由此得到提升，這順應(yīng)了骨科工作的實際情況，主張團隊之間的協(xié)作，使得醫(yī)學(xué)人才的素質(zhì)和正確職業(yè)觀念在此過程中得到樹立和完善，對于國家高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)具有重要而深遠的意義。

三維有限元技術(shù)則類屬于數(shù)字骨科的范疇，其主要是將醫(yī)學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)代化信息技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生形象生動的模型，并將骨科骨折等相關(guān)復(fù)雜的知識形象且具體地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，增加了學(xué)習(xí)過程中的趣味性，利于學(xué)生進行相關(guān)知識的理解，在自行分析和認(rèn)知的過程中無疑加強了學(xué)生對于有關(guān)知識的記憶。

此外，通過三維有限元技術(shù)可以對骨折復(fù)位的過程進行動態(tài)模擬和還原，對其內(nèi)固定的生物力學(xué)情況進行對比，進而有利于對復(fù)雜和抽象知識的理解。而將三維有限元與PBL模式相整合應(yīng)用于骨科教學(xué)中，則能夠從不同角度協(xié)同發(fā)揮作用，在培養(yǎng)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的同時，使其對于有關(guān)知識的理解和記憶更加深刻，為自身綜合知識和綜合能力的提升打下了堅實基礎(chǔ)，有利于優(yōu)秀醫(yī)學(xué)人才的長足發(fā)展。

故而本次研究通過分組，對不同教學(xué)方法的實際應(yīng)用效果進行了分析，結(jié)果驗證了上述理論分析所得內(nèi)容，即本次研究結(jié)果顯示：各組教學(xué)前相關(guān)考核知識得分均相近，經(jīng)過分組教學(xué)后觀察組2的各項得分均顯著提高，其理論知識得分為（96.32±1.74）分、實踐知識得分為（93.67±1.58）分，和對照組以及觀察組1對比均存在顯著差異（P<0.05）;充分體現(xiàn)了觀察組2使用的三維有限元與PBL模式相整合教學(xué)模式的優(yōu)勢。

綜上所述，在骨科教學(xué)中三維有限元與PBL模式相整合應(yīng)用的效果良好，和常規(guī)教學(xué)模式以及單純的PBL模式比較，其能夠顯著提升教學(xué)結(jié)果，因此具有臨床推廣和應(yīng)用的價值，值得在相關(guān)教學(xué)中廣泛開展應(yīng)用。

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