PBL教學法結(jié)合3D打印技術在骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓中的運用

陳浩 朱愛祥 朱裕成 楊太明

關鍵詞：PBL教學;3D打印技術;住院醫(yī)師規(guī)范化培訓;骨科教學

骨科學作為一門基礎學科，在外科中占據(jù)較大分量，其診療方向主要是骨骼、肌肉、四肢神經(jīng)、血管系統(tǒng)。骨科有其獨特的特點：如解剖組織結(jié)構(gòu)較為復雜，對于疾病的治療方式選擇多樣化等。這就需要醫(yī)生擁有較高的解剖學基礎及臨床三維空間想象能力。解剖學作為外科的基礎，雖然學生在進入臨床規(guī)范化培訓之前已經(jīng)通過解剖學的系統(tǒng)學習，對正常解剖結(jié)構(gòu)有了一定的理解，但對于病理性的解剖形態(tài)及疾病的診治過程仍感困難，且臨床經(jīng)驗的不足限制學生們的臨床三維空間想象能力。同時對于損傷機制復雜，手術方式多樣的骨科疾病無法通過簡單的骨骼模型進行展示，缺乏直觀性及可操作性。因此，我們需要進一步探索快速有效的教學方法，以滿足臨床教學培訓的需要。隨著3D打印技術及設備的日漸完善，目前已廣泛應用于各個領域。

近些年，部分學者將3D打印技術引入到骨科臨床教學研究中。通過此技術提高了病理性解剖形態(tài)的準確性，能夠體外重現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)的三維形態(tài)及特定的斷層結(jié)構(gòu)，使骨骼結(jié)構(gòu)達到了立體化，充分展示骨科疾病的損傷特點，提出了其作為臨床教學培訓應用的潛在可行性。在目前的骨科醫(yī)師規(guī)范化培訓教學中，我們?nèi)灾饕捎靡詥我皇谡n為基礎的傳統(tǒng)教學法（Lecture Based Learning，LBL），此教學方法比較關注知識的記憶，以學生被動接受知識為主，直接導致學生的學習主動性不強，臨床實踐機會較少，動手能力無法得到提高。由Barrows教授1969年首創(chuàng)提出，以問題為導向的教學方法（Problem-based learning，PBL）是在教學的過程中以學生為中心，老師主導教學的教育方式。目前PBL教學法已成為國內(nèi)外教師公認比較有效的一種教學方法。將PBL教學法與3D打印技術相結(jié)合，能夠調(diào)動學生的學習主動性，提高學生的三維空間想象能力，進而提高規(guī)范化培訓教學質(zhì)量。

本研究現(xiàn)將2016年9月1日-2019年10月1日期間在我院進行住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的60名學生作為研究對象，實驗結(jié)果匯報如下。

1研究對象與方法

1.1研究對象

選取2016年9月1日-2019年10月1日期間在我院進行住院醫(yī)師規(guī)范化培訓的60名學生作為研究對象，隨機分為A、B、C三組，每組各有20名學生參加骨科規(guī)范化培訓教學。三組學生的年齡、性別等一般資料相似。

1.2研究方法

教學過程均采用小組教學模式，每組20名學生。三組進行授課的時間相同，教學中所選的教學病例相同，均由同一個教師進行授課。

（1）A組采用結(jié)合3D打印模型的PBL教學模式。教學思路為：教師準備病例資料，根據(jù)疾病提出問題，引導學生自行采集病史，進行骨科查體并閱讀相關影像資料;由學生獨立進行資料的收集整理;對于核心知識點，老師進行重點講授，學生則通過學習及查閱相關文獻資料對疾病進行分析論證;學生根據(jù)所查資料并結(jié)合教師講解進行總結(jié)。此教學方法的原則是：堅持由教師引導，突出以學生為中心。病例資料則以四肢關節(jié)骨折、長骨干骨折等典型病例為主，包含部分脊柱及四肢腫瘤病例。通過提供教學病例的x線檢查，CT掃描及三維重建，運用3D打印技術打印出等比例的患者模型。將A、B、C三組學生進一步分組，各大組隨機分成5小組，每小組4人，進行小組討論，讓每個同學對于此種疾病提出自己的診治觀點。教師對學生收集的資料、方法及結(jié)論進行評價，幫助找出最佳的臨床決策方案，總結(jié)形成最終的治療思路，并引導學生在3D打印模型上進行模擬手術操作。見圖1。

（2）B組僅采用標準化的PBL教學模式而不帶有3D打印模型。教學思路同A組，但教學中不結(jié)合3D打印模型，不在3D打印模型上進行模擬手術操作。

（3）C組僅采用LBL教學模式，同樣不帶有3D打印模型。僅對骨科疾病的相關專業(yè)知識進行講解，并對教學大綱中的重點與難點進行系統(tǒng)解答。

1.3教學效果評價

三組學生在骨科規(guī)范化培訓結(jié)束后通過三種方式進行教學效果評價。

（1）骨科專業(yè)理論知識及臨床實踐技能操作考核。理論知識主要考核骨科專業(yè)基本理論及臨床診治能力，總分為60分。臨床實踐技能操作主要考核骨科專業(yè)查體、臨床技能操作，總分為40分。

（2）比較三組學生對于骨科疾病知識的理解、影像資料的解讀、三維立體思維能力、學習積極性、文獻檢索能力、臨床診治思維、分析解決問題能力等自我能力評估，每項以優(yōu)秀、良好、差進行評價。

（3）以不記名教學效果調(diào)查問卷方式評估三組學生的教學滿意度，包括滿意、一般、不滿意3個等級。

1.4統(tǒng)計學分析

結(jié)果采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，理論知識及臨床實踐考核成績數(shù)據(jù)用X±s表示，組問計量資料比較采用t檢驗，問卷調(diào)查的計數(shù)資料使用卡方檢驗分析，等級資料采用構(gòu)成比（%）表示，比較采用秩和檢驗，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

（1）A組學生對于骨科專業(yè)理論知識的掌握及臨床實踐技能操作成績均顯著高于B、C兩組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。B組學生骨科基本理論知識高于C組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。B組與c組臨床技能操作成績無明顯差異（P>0.05）。見表1。

（2）自我能力評估結(jié)果顯示，A組與B、C兩組比較，在自我能力評估方面均認可度較高，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。B、C兩組在影像資料的解讀、骨科疾病的三維立體思維能力方面相當，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2。

（3）問卷調(diào)查結(jié)果顯示A組學生的總體滿意度80%，顯著高于B、C兩組，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表3。

3討論

骨科是一門病種多、綜合性強的學科，主要以對骨骼、肌肉、神經(jīng)、血管系統(tǒng)的診治為主。骨科疾病的診治與影像學密切相關，這就要求醫(yī)生具有良好的空間想象思維能力，此能力的提高需結(jié)合解剖圖譜及影像學資料的學習，盡管內(nèi)容豐富，但缺乏立體直觀性和可操作性，對于剛進入臨床工作的醫(yī)生來說，很難做到深刻理解記憶。3D打印技術與骨科臨床的有機結(jié)合，可以很好地解決上述問題。3D打印技術是以數(shù)字模型文件為基礎，通過運用粉末狀金屬或塑料等高分子可黏合材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造出1：1的實物模型。管華清等人發(fā)現(xiàn)，利用3D打印技術制作的骨骼立體模型能夠有效地提高醫(yī)學生對骨科臨床學習的興趣，極大地調(diào)動學生學習的積極性和創(chuàng)造性。3D打印技術聯(lián)合PBL教學方法的實施，能夠極大的提高學生臨床實踐操作能力，加強醫(yī)學創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，有利于醫(yī)學生綜合素質(zhì)的提高。