3D打印技術(shù)結(jié)合PBL教學(xué)模式在骨科臨床教學(xué)中的應(yīng)用

周平輝

（蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，安徽 蚌埠 233004）

傳統(tǒng)臨床教學(xué)模式是以教師授課為基礎(chǔ)的(Lecture Based Learning，LBL)教學(xué)模式，單純以教師講授為主，進(jìn)行簡(jiǎn)單的理論灌輸。教師怎么教，學(xué)生就怎么學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生基本都缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和獨(dú)立思考的能力，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握比較薄弱[1]。此外，臨床實(shí)踐機(jī)會(huì)也較少，傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生普遍缺乏動(dòng)手能力。所以在骨科教學(xué)中，針對(duì)一些局部解剖結(jié)構(gòu)立體復(fù)雜的情況，采用傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式已難以使學(xué)生充分理解與掌握教學(xué)內(nèi)容。因此我們探索和創(chuàng)新了教學(xué)模式，采用了新的PBL教學(xué)模式結(jié)合3D打印技術(shù)制作系列教學(xué)模型，因地制宜地給學(xué)生教授骨科臨床內(nèi)容。

PBL教學(xué)模式是以問(wèn)題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)教學(xué)模式，學(xué)生以小組形式作為主體，在指導(dǎo)老師的參與下，圍繞臨床的具體病例或某一課題等進(jìn)行研究學(xué)習(xí)[2]。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動(dòng)參與學(xué)習(xí)為主，將學(xué)習(xí)內(nèi)容與具體臨床病例掛鉤，使學(xué)生投入具體的臨床病例情境中，真實(shí)又有趣，可以最大程度的喚起學(xué)生的興趣和思考，提升個(gè)人綜合素質(zhì)。從專(zhuān)業(yè)上來(lái)看，醫(yī)學(xué)生需要對(duì)臨床知識(shí)融會(huì)貫通以靈活運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)診療中，用病例作為載體和以問(wèn)題作為導(dǎo)向的PBL教學(xué)很大程度上鍛煉了醫(yī)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力[3]。這種教學(xué)方法突破了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力來(lái)自于問(wèn)題的導(dǎo)向引領(lǐng)，轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)思維從而培養(yǎng)出專(zhuān)業(yè)的臨床人才[4]。不過(guò)由于醫(yī)院對(duì)骨科專(zhuān)業(yè)的醫(yī)學(xué)生掌握骨折局部解剖知識(shí)的程度有很高要求，單純的PBL教學(xué)模式尚不能完全滿(mǎn)足這種教學(xué)要求，所以我們還需加入3D打印技術(shù)的應(yīng)用。

3D打印技術(shù)在骨科中的應(yīng)用是以患者影像學(xué)資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造我們所需要的解剖結(jié)構(gòu)的技術(shù)。該技術(shù)可以等比例復(fù)刻患者的骨折、畸形或腫瘤的形態(tài)，具有非常強(qiáng)的三維立體性和可視性，能為為骨科臨床教學(xué)帶來(lái)非常實(shí)用的實(shí)體模型，為學(xué)生骨科專(zhuān)科能力的培養(yǎng)提供了更好地教學(xué)資源[5]。進(jìn)一步解決了初學(xué)者通常面臨的解剖知識(shí)理解不到位、手術(shù)實(shí)操機(jī)會(huì)少甚至無(wú)、理論與實(shí)際結(jié)構(gòu)偏差等一系列問(wèn)題；激發(fā)了學(xué)生對(duì)骨科學(xué)習(xí)的興趣和積極性；增強(qiáng)了學(xué)生的直觀理解和動(dòng)手操作能力。此外，用3D打印模型來(lái)模擬骨科病人手術(shù)操作，客觀上直接緩解了大體老師來(lái)源緊張的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[6]。

在國(guó)內(nèi)，3D打印應(yīng)用于骨科臨床教學(xué)已經(jīng)漸漸成為研究熱點(diǎn)，它可以以快速便捷的方式實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，采用定制模具真實(shí)地模擬手術(shù)過(guò)程，方便初學(xué)者進(jìn)行臨床練習(xí)，既不會(huì)傷害到病人又能體驗(yàn)到“1:1”比例的真實(shí)感受，可以高效地培養(yǎng)臨床人才[7]。因此我們將PBL教學(xué)模式結(jié)合3D打印技術(shù)應(yīng)用于我院骨科臨床教學(xué)中，用這種新穎的教學(xué)方式來(lái)取得更為良好的教學(xué)效果。

1 方法

1.1 一般資料

研究對(duì)象為我校臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)（五年制）實(shí)驗(yàn)班的40名學(xué)生，授課教師無(wú)變化，入科時(shí)隨機(jī)將其分為觀察組和對(duì)照組，觀察組20名學(xué)生，其中男12名,女8名，年齡19～22歲，平均年齡（20.80±2.51）歲；對(duì)照組20名學(xué)生,其中男9名,女11名,年齡19～22歲，平均年齡（20.41±2.21）歲。

1.2 具體方法

1.2.1 對(duì)照組

對(duì)照組學(xué)生采用傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，即教師根據(jù)教學(xué)大綱對(duì)學(xué)生們常規(guī)講解教學(xué)課本的內(nèi)容，循規(guī)蹈矩地加強(qiáng)重難點(diǎn)等知識(shí)的講解，在課堂規(guī)定時(shí)間里完成理論教學(xué)。然后再在理論課講授完后同以往一樣進(jìn)行科室內(nèi)的臨床實(shí)踐教學(xué)，按部就班地帶領(lǐng)學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)，最后進(jìn)行理論考核與問(wèn)卷調(diào)查。

1.2.2 觀察組

觀察組學(xué)生采用PBL教學(xué)模式同時(shí)結(jié)合3D打印模型技術(shù)，精選出骨科具有代表性的臨床病例來(lái)進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)。帶教老師首先引出病例，介紹相關(guān)病史及病例資料，然后講述診療該病例的臨床核心知識(shí)點(diǎn)并構(gòu)建臨床問(wèn)題。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)病例及構(gòu)建的問(wèn)題查閱教科書(shū)或其他參考書(shū)，收集循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。之后教師提供事先準(zhǔn)備的3D打印模型供學(xué)生使用，同時(shí)將學(xué)生分成4小組，每小組5人，針對(duì)該例疾病的臨床表現(xiàn)和診療方案進(jìn)行討論，并引導(dǎo)學(xué)生在3D打印模型上操作學(xué)習(xí)。

1.3 考核評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3.1 理論知識(shí)成績(jī)

依據(jù)課本的知識(shí)，結(jié)合臨床知識(shí)，進(jìn)行出題，題目的題型為：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題，名詞解釋和簡(jiǎn)答題?？偡?00分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下＜60分等級(jí)為差，60-80分等級(jí)為中等，＞80分等級(jí)為優(yōu)秀。

1.3.2 臨床技能成績(jī)

臨床技能操作技能分為3個(gè)部分，滿(mǎn)分為100分，第一部分：在臨床技能中心進(jìn)行骨科相關(guān)的技能操作演示并評(píng)分，占30分；第二部分：病例分析能力，挑選本院骨科的典型病例進(jìn)行分析，從主訴，病史，體格檢查，影像學(xué)檢查，診斷，鑒別診斷和治療方案這幾方面入手逐步書(shū)寫(xiě)，占30分，第三部分：臨床動(dòng)手能力的測(cè)試，占40分?？偡?00分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：＜60分等級(jí)為差，60-80分等級(jí)為中等，＞80分等級(jí)為優(yōu)秀。

1.3.3 自我能力

經(jīng)歷2種不同教學(xué)方法的帶教后，所有學(xué)生對(duì)自身能力進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)，包括對(duì)疾病病史的詢(xún)問(wèn)，體格檢查，診斷，鑒別診斷，治療方案的選擇，臨床技能的掌握等能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?？偡?00分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：＜60分等級(jí)為差，60-80分等級(jí)為中等，＞80分等級(jí)為優(yōu)秀。

1.3.4 滿(mǎn)意度的評(píng)價(jià)

骨科實(shí)習(xí)結(jié)束后，分別對(duì)兩組學(xué)生的出科理論知識(shí)和臨床實(shí)踐能力進(jìn)行考核。同時(shí)，考核結(jié)束后對(duì)每位同學(xué)進(jìn)行不記名教學(xué)效果調(diào)查問(wèn)卷，調(diào)查解決問(wèn)題的能力，診斷疾病的能力，臨床操作的能力和教學(xué)滿(mǎn)意度的評(píng)價(jià)。滿(mǎn)意度分為如下3個(gè)等級(jí)：滿(mǎn)意、一般和不滿(mǎn)意。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，理論知識(shí)和實(shí)踐技能成績(jī)等以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)標(biāo)書(shū)，用t檢驗(yàn)比較；計(jì)數(shù)資料以百分比(%)表示，用χ2檢驗(yàn)比較；P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 理論成績(jī)比較

對(duì)比骨科理論知識(shí)成績(jī)，觀察組學(xué)生高于對(duì)照組的學(xué)生，χ2值為8.307，p值為0.016差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 2組理論成績(jī)比較（例）

2.2 臨床實(shí)踐能力比較

在臨床實(shí)踐能力方面，觀察組學(xué)生臨床實(shí)踐能力考試成績(jī)高于對(duì)照組,χ2值為15.643，p＜0.001,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 2組臨床實(shí)踐能力比較（例）

2.3 自我能力的比較

在自我能力的評(píng)價(jià)方面，觀察組學(xué)生普遍自覺(jué)成績(jī)較為優(yōu)秀，自我評(píng)價(jià)比較積極，說(shuō)明新教學(xué)模式存在明顯優(yōu)勢(shì)，χ2值為6.545，p值為0.038，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 2組自我能力比較（例）

2.4 滿(mǎn)意度的比較

滿(mǎn)意度分為如下3個(gè)等級(jí)：滿(mǎn)意、一般和不滿(mǎn)意。觀察組學(xué)生的總體滿(mǎn)意度80.00%，顯著高于對(duì)照組學(xué)生的總體滿(mǎn)意度40.00%，χ2值為6.933，p值為0.031，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表4 2組滿(mǎn)意度比較（例）

3 討論

對(duì)于醫(yī)學(xué)生來(lái)說(shuō)臨床見(jiàn)習(xí)尤其是在醫(yī)院的床邊教學(xué)，一直是臨床教育中不可缺失的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能幫助醫(yī)學(xué)生完成從理論走向?qū)嵺`的過(guò)渡，是實(shí)現(xiàn)其由醫(yī)學(xué)生向醫(yī)生角色轉(zhuǎn)化的重要過(guò)程，所以臨床教學(xué)的重要性不言而喻。而隨著教學(xué)事業(yè)的發(fā)展，PBL教學(xué)模式已經(jīng)在我國(guó)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，想比于傳統(tǒng)的LBL模式“填鴨式”的教學(xué)方式，PBL有著比較明顯的優(yōu)勢(shì)，它具有開(kāi)放化、系統(tǒng)化、全面化和探索化教學(xué)的特點(diǎn)[8]。此外，PBL教學(xué)模式鼓勵(lì)學(xué)生們養(yǎng)成終身自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，并且可以以小見(jiàn)大的通過(guò)關(guān)鍵課程的教學(xué)幫助學(xué)生去思考整個(gè)學(xué)科發(fā)展的前沿問(wèn)題，教學(xué)效果非常好[9]。本次試驗(yàn)也證實(shí)了該類(lèi)教學(xué)模式能得到學(xué)生的廣泛認(rèn)可，學(xué)生普遍認(rèn)為該類(lèi)教學(xué)模式能促使自己嘗試去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，在圍繞解決問(wèn)題的思維下不斷自我探索，極大的鍛煉了自己的思維方式，也使自己的學(xué)習(xí)變得更為主動(dòng)，從而提高自身的整體素質(zhì)。

不過(guò)對(duì)于骨科教學(xué)來(lái)說(shuō)，單一的PBL教學(xué)模式顯然還不能充分解決教學(xué)問(wèn)題。骨科疾病基本都涉及骨骼肌肉等形態(tài)學(xué)的復(fù)雜變化，這種變化是三維立體的，需要學(xué)生有一定的空間想象能力，如果無(wú)法理解三維空間變化的情況，學(xué)生對(duì)于該類(lèi)疾病的認(rèn)識(shí)也只能是淺表的對(duì)于定義的記憶，而無(wú)法對(duì)于該疾病的發(fā)病方式及演變情況有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，充分理解和掌握該類(lèi)疾病就將變得異常困難。因此我們將PBL教學(xué)模式結(jié)合最近非常流行的3D打印模型，來(lái)給學(xué)生們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。相比于傳統(tǒng)的常規(guī)教學(xué)方法來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)均具有更為明顯的精細(xì)化、定制化以及全面化的優(yōu)點(diǎn)，非常適用于臨床醫(yī)學(xué)器官模型的制造。對(duì)臨床病例可以進(jìn)行“1：1”比例的復(fù)刻，便于學(xué)生進(jìn)一步了解疾病的發(fā)展情況，突破二維空間的限制，直觀立體的觀察三維空間的情況，模擬手術(shù)過(guò)程中的治療處理，從而了解手術(shù)的治療方式和術(shù)中可能發(fā)生的各種情形，便于學(xué)生熟悉手術(shù)過(guò)程與操作[10]。此外，通過(guò)利用3D打印模型將平面的疾病資料立體化，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，這種教學(xué)方式可以使學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作解決學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，提高了他們的動(dòng)手能力。通過(guò)我們的試驗(yàn)證實(shí)，這受到的學(xué)生們比較好的評(píng)價(jià)，學(xué)習(xí)效果達(dá)到滿(mǎn)意程度。

我們將3D打印技術(shù)結(jié)合PBL教學(xué)模式應(yīng)用于骨科臨床教學(xué)，改變了以往二維影像學(xué)資料在教學(xué)中的局限性，同時(shí)通過(guò)學(xué)生自學(xué)、討論和老師引導(dǎo)，這種結(jié)合式教學(xué)模式更容易鍛煉學(xué)生的臨床診療思維，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力?？陀^上明顯改善了以往由于缺乏直觀可見(jiàn)的教學(xué)輔助工具導(dǎo)致學(xué)生難以理解的情況，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)骨科理論知識(shí)的難度，增強(qiáng)了解剖學(xué)立體結(jié)構(gòu)構(gòu)建的能力。使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到簡(jiǎn)單有趣，課堂氛圍輕松并且各小組討論積極，教學(xué)效果明顯非常好。所以盡管目前3D打印技術(shù)結(jié)合PBL教學(xué)模式還在探索階段并且存在部分缺陷和不足，但隨著當(dāng)前教學(xué)形式的更新，隨著臨床教學(xué)改革的需要，這一新型教學(xué)模式在骨科臨床教學(xué)領(lǐng)域仍將具有十分廣闊的前景。