基于3D打印技術(shù)的護理學(xué)課程設(shè)計探索

王 群 ，秦殿菊 ，徐 靜 *

（1.承德石油高等?？茖W(xué)校，河北 承德 067000；2.承德醫(yī)學(xué)院護理學(xué)院，河北 承德 067000）

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對教學(xué)方式以及手段產(chǎn)生了深遠影響。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有其獨特性，臨床疾病種類繁多，發(fā)病機制復(fù)雜，同一種癥狀會出現(xiàn)在不同疾病中，而同一種疾病也會表現(xiàn)出不同的癥狀，這就對護理人員開展個性化護理提出了挑戰(zhàn)。護理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)難度增加，因此需重視教學(xué)方法的改進。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)模式中融入現(xiàn)代信息技術(shù)，可以使學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)更加直觀[1-2]。近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，具有精度高、構(gòu)建速度快、個性化等優(yōu)勢，被應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、建筑、教育、服裝等眾多領(lǐng)域[3-4]，其中在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也得到了探索性應(yīng)用[5-7]。但如何在護理學(xué)課程設(shè)計中融入3D打印技術(shù)，推動護理教學(xué)方式方法的創(chuàng)新鮮有研究。本文基于3D打印技術(shù)，圍繞護理學(xué)理論課、實驗課、臨床實習(xí)等進行課程設(shè)計。

1 3D打印教學(xué)素材的優(yōu)勢

1.1 構(gòu)建特殊疾病狀態(tài)下的內(nèi)臟結(jié)構(gòu)

3D打印模型具有精度高、可觸摸、可復(fù)制、可縮放等優(yōu)點，能打印不同疾病狀態(tài)下、不同年齡及發(fā)展水平的解剖學(xué)模型[8-10]。3D打印模型在很大程度上彌補了傳統(tǒng)影像學(xué)不能直觀立體地顯示內(nèi)臟畸形病變的缺陷，可真實反映疾病的表現(xiàn)，進一步幫助學(xué)生理解疾病發(fā)生機制、癥狀、體征、診斷及治療原則等。

1.2 提高醫(yī)患溝通效果

醫(yī)患溝通過程中借助3D打印的病理素材，可以使護理人員更貼切地向病人講述病情，在康復(fù)治療過程中向病人講解或?qū)πg(shù)前病人及其家屬進行手術(shù)介紹，更好地消除病人及其家屬的緊張感[11-13]。

1.3 提升技能訓(xùn)練效果

相較于傳統(tǒng)模型3D打印模型種類更加豐富，仿真程度更高。制作高仿真技能操作模型供學(xué)生訓(xùn)練，更容易讓學(xué)生掌握操作要點，體會技能操作的感覺，提高學(xué)習(xí)主動性[14-15]。

1.4 促進產(chǎn)學(xué)研的融合發(fā)展

以產(chǎn)帶研、以研促產(chǎn)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域教學(xué)素材庫建設(shè)可以為3D打印企業(yè)帶來一定的收益，同時醫(yī)學(xué)理論以及臨床信息數(shù)據(jù)對企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)以及升級換代提供支持。

2 3D打印技術(shù)在護理學(xué)課程設(shè)計中的應(yīng)用

護理學(xué)課程包括理論課、實驗課、臨床實習(xí)。3D打印教學(xué)素材的直觀帶動性可以直接影響學(xué)生對知識和技能的掌握程度。本研究設(shè)計中，3D打印模型在理論課、實驗課以及臨床實習(xí)中的應(yīng)用方式和作用存在差異性：在理論課中的主要作用是幫助學(xué)生建立層次較為明確、知識較為系統(tǒng)的整體知識架構(gòu)；在實驗課中的主要作用是讓學(xué)生更容易掌握操作要點，進而驗證課堂所學(xué)內(nèi)容，更加直觀地理解所學(xué)知識；在臨床實習(xí)中的主要作用是借助3D打印模型進行病情介紹、健康教育等，提高醫(yī)患溝通效果。3D打印技術(shù)在護理學(xué)課程中的具體應(yīng)用見圖1。

圖1 3D打印技術(shù)在護理學(xué)課程中的具體應(yīng)用

2.1 3D打印技術(shù)在護理學(xué)理論課中的應(yīng)用

理論教學(xué)是學(xué)生了解護理領(lǐng)域相關(guān)知識的必要環(huán)節(jié)，理論課設(shè)計合理，不僅能使教師有效傳授知識、引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)與鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。真實人體標(biāo)本模型數(shù)量不足，并且對于醫(yī)學(xué)生來說視覺以及心理沖擊較大，很可能會影響后續(xù)學(xué)習(xí)。而3D打印模型不僅具有直觀性及視覺享受性，還可以使學(xué)生更加系統(tǒng)地從解剖、病理方面理解疾病的發(fā)生，進而了解采取相關(guān)護理措施的直接原因。此外，高仿真的3D打印模型還可以更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。只有充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，才能給予學(xué)生有意義的學(xué)習(xí)體驗，促進護理課程的內(nèi)涵式發(fā)展，使其變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”[16-18]。以“慢性肺源性心臟病病人的護理”為例，傳統(tǒng)教學(xué)以講授為主，學(xué)生對該病的發(fā)生機制不能很好地理解，進而影響對疾病臨床表現(xiàn)、診斷、治療及護理等內(nèi)容的有效把握。而3D打印模型高精度地仿制人體組織與器官，構(gòu)建肺心病病人的肺臟、心臟結(jié)構(gòu)，可真實反映疾病的表現(xiàn)，進一步幫助學(xué)生理解疾病發(fā)生機制、癥狀、體征等。在教學(xué)設(shè)計中首先通過傳統(tǒng)講授對學(xué)生進行描述，通過板書二維示意圖引導(dǎo)學(xué)生展開想象，通過課堂提問與教師總結(jié)掌握學(xué)生的理解情況，再通過3D打印模型對學(xué)生進行系統(tǒng)講解，讓學(xué)生更加明確此類病人存在氣體交換受損、體液過多等問題以及對其進行護理的重要意義。理論課設(shè)計見圖2。

圖2 基于3D打印技術(shù)的護理學(xué)理論課教學(xué)設(shè)計

2.2 3D打印技術(shù)在護理學(xué)實驗課中的應(yīng)用

實驗課是學(xué)生對所學(xué)知識的驗證環(huán)節(jié)，對學(xué)生專業(yè)認同度和臨床實踐影響很大。目前，多數(shù)院校實驗室使用醫(yī)學(xué)模擬人，雖然能夠輔助學(xué)生練習(xí)護理操作，但是模擬人只是模擬人體的基本結(jié)構(gòu)，仿真度不高，并不能反映不同病態(tài)下人體功能狀況的變化。教師雖然對不同病情或術(shù)情下采取的護理措施進行了講解，但是在實驗課上學(xué)生往往需要通過想象結(jié)合模擬人對自身掌握的知識進行整合，并不能對具體疾病狀態(tài)下采取的護理措施進行深入的認識，而這時3D打印模型就起到了關(guān)鍵作用。3D打印技術(shù)能夠制作不同疾病狀態(tài)下仿真程度更高的模型，能把無形的知識放在有形的模型中學(xué)習(xí)，保證學(xué)生知識保留率[19]，更容易讓學(xué)生掌握操作要點，體會技能操作的感覺，提高學(xué)習(xí)主動性。以“經(jīng)外周靜脈穿刺中心靜脈置管”操作為例，傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，教師通過講授讓學(xué)生理解操作要點，但在這個過程中部分學(xué)生并不能很好地想象靜脈走行、導(dǎo)管尖端放置至上腔靜脈的下1/3處的意義。此時借助貴要靜脈、頭靜脈、肘正中靜脈、上腔靜脈位置及走行的3D打印模型講解靜脈選擇的方法、導(dǎo)管尖端位置，學(xué)生可以更加直觀地理解相關(guān)操作原理。然后再結(jié)合3D打印模型進行操作練習(xí)，學(xué)生更容易掌握操作要點，增強自信，為學(xué)生順利、高效完成今后的實際工作提供保障。實驗課設(shè)計見圖3。

圖3 基于3D打印技術(shù)的護理學(xué)實驗課教學(xué)設(shè)計

2.3 3D打印技術(shù)在護理學(xué)臨床實習(xí)中的應(yīng)用

實習(xí)是學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床護士的最后一個階段，也是學(xué)生掌握護理學(xué)基本技能的重要環(huán)節(jié)。如果理論課和實驗課是學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，那么臨床實習(xí)就是實踐探索環(huán)節(jié)，也是對學(xué)生所學(xué)知識和技能的檢驗階段。學(xué)生進入臨床實習(xí)，初次接觸不同疾病的病人后難免會缺乏自信。因此，3D打印模型的第一個作用是在實習(xí)開始前，由臨床帶教教師向?qū)W生展示本科室典型疾病狀態(tài)下病態(tài)人體組織結(jié)構(gòu)。以呼吸系統(tǒng)疾病“慢性阻塞性肺疾病”為例，帶教教師結(jié)合慢性阻塞性肺疾病病人3D打印模型，引導(dǎo)學(xué)生回顧發(fā)病機制、病理變化、不完全可逆的氣流受限的原因、臨床表現(xiàn)等內(nèi)容，進而更深入地理解重點護理內(nèi)容，切身體會病人身心變化特點及照護需求，強化對所學(xué)理論知識和操作技能的掌握，并能充分發(fā)揮主觀能動性，有效促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中認知、情感、技能的統(tǒng)一[20]，高質(zhì)量完成護理工作。3D打印模型的另一個關(guān)鍵作用是提高醫(yī)患溝通效果。實習(xí)學(xué)生可以為病人展示所患疾病相關(guān)的3D打印模型，更貼切地介紹病情、手術(shù)的方式方法、術(shù)后護理要點等，進行健康指導(dǎo)，減少或消除病人的疑慮。以“呼吸功能鍛煉”指導(dǎo)為例，以往工作中，學(xué)生通過講授讓病人理解操作要點，但部分病人并不能很好地理解延長呼氣時間的意義。此時借助慢性阻塞性肺疾病3D打印模型展示肺部過度充氣的狀態(tài)，進而講解延長呼氣時間的重要意義。3D打印模型結(jié)合醫(yī)學(xué)知識介紹可以提升醫(yī)患溝通效果，減少醫(yī)患矛盾的發(fā)生，更好地保障醫(yī)護人員有序工作。實習(xí)教學(xué)設(shè)計見圖4。

圖4 基于3D打印技術(shù)的臨床實習(xí)教學(xué)設(shè)計

3 3D打印技術(shù)在護理學(xué)課程中應(yīng)用的優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)講授式教學(xué)為學(xué)生搭建了理論框架，而3D打印技術(shù)探索性地融入護理學(xué)課程，不僅可以發(fā)揮傳統(tǒng)課程設(shè)計的優(yōu)勢，還可以充分展示科技發(fā)展對教學(xué)的推動作用。首先，3D打印技術(shù)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生對新技術(shù)充滿好奇，在求知欲的帶動下，可以直觀了解所學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛。其次，3D打印技術(shù)的應(yīng)用有利于學(xué)生構(gòu)建知識體系?；?D打印模型的護理學(xué)教學(xué)，能夠使學(xué)生較為全面地了解疾病發(fā)生機制、臨床表現(xiàn)、采取護理措施的原因，建立起更加完整的知識體系。再次，3D打印技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升醫(yī)患溝通效果。借助3D打印模型為病人介紹病情、手術(shù)方式，進行健康指導(dǎo)，能夠很大程度上提升醫(yī)患溝通效果。最后，3D打印技術(shù)的應(yīng)用能夠深化產(chǎn)學(xué)研合作。隨著電子信息技術(shù)的更新?lián)Q代以及大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，醫(yī)療體系也在發(fā)生著變革，線上醫(yī)療平臺資源多樣，3D打印醫(yī)學(xué)模型可以更好地服務(wù)線上醫(yī)療體系發(fā)展。而3D打印技術(shù)的發(fā)展也離不開醫(yī)學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的支撐，護理學(xué)理論課、實驗課及臨床實習(xí)中應(yīng)用3D打印模型也擴大了該項技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，進一步推動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。