數(shù)字骨科結合PBL-CBL教學法在骨腫瘤臨床帶教中的應用

歐陽漢斌 康雅思 賀彬 張欣 鄒其聲 林文杰 鐘環(huán) 陳海聰

骨科學作為一門與解剖形態(tài)學密切相關的臨床學科，因其發(fā)病機制和致傷原因的不同有著相應的分類系統(tǒng)。這些分類隨著骨科學的快速發(fā)展而進一步細化，覆蓋范圍不斷拓寬，對臨床醫(yī)師的綜合素質(zhì)提出了更高要求[1]。其中，骨腫瘤疾病由于其發(fā)病部位復雜多樣，要求學生對骨科解剖知識有較深的掌握，一直以來都是骨腫瘤臨床教學的難點[2]。而剛步入臨床的青年醫(yī)師，在骨腫瘤這類亞?？祁I域的基礎知識還比較欠缺，尤其是對于一些比較復雜的骨腫瘤疾病，其中的知識體系往往不易理解和把握[3]。然而，在骨腫瘤部分的臨床帶教中，既往傳統(tǒng)的教學模式過于單一，師生互動不足，學生的積極性不高，很難達到預期的教學效果[4]。近年來，數(shù)字醫(yī)學技術在臨床醫(yī)學教育領域上的已得到了廣泛應用，使得能夠利用其形態(tài)學呈現(xiàn)效果上的巨大優(yōu)勢[5]。而數(shù)字骨科在與基于臨床案例學習的教學法（case-based learning，CBL）和以問題為基礎的教學法（problem-based learning，PBL）兩種教學法深度結合的基礎上，可以產(chǎn)生更好的教學效果，有利于解決傳統(tǒng)教學方法在骨腫瘤臨床帶教中的痛點問題[6]。文章旨在探討基于數(shù)字骨科結合CBL 和PBL 教學法在提高骨腫瘤亞專業(yè)臨床帶教教學效果方面的應用價值和體會。

1 傳統(tǒng)的骨腫瘤住培生臨床教學模式

臨床醫(yī)師對臨床多個專業(yè)的基礎理論知識和實際操作能力的掌握是骨腫瘤的診治要求，例如，解剖學、腫瘤學、診斷學、內(nèi)外科學等。臨床教學是醫(yī)學教育中的重要一環(huán)，是培養(yǎng)合格學員的綜合實踐能力的重要手段。在傳統(tǒng)的骨腫瘤臨床教學過程中，以授課為基礎的教學法（lecture-based learning，LBL）是一種常用的教學法，臨床教學以教師為核心，授課過程過于單調(diào)，只注重知識量的傳播，在臨床教學中，課堂上教師與學生之間的互動較少，學生的積極性不高。同時，帶教老師沒有充分考慮到骨腫瘤教學內(nèi)容的難度和教學效果，無法將基礎知識、重點、難點、案例和問題等科學、合理地導入，將大量的知識灌輸給學生，但難易程度把握不恰當，使學生對知識的掌握較差，學習效率不高，在臨床實踐中無法結合理論進行技能操作。LBL 教學法對基礎理論知識的講解有一定的積極意義，但在臨床實踐和規(guī)范化培訓方面仍有一定的缺陷，無法做到理論與實踐的交叉運用，不利于培養(yǎng)學生掌握相應醫(yī)學基礎理論和實際操作，醫(yī)學理論基礎與臨床實踐之間的聯(lián)系不密切[7]。

2 數(shù)字骨科技術結合PBL-CBL 教學法在骨腫瘤住培臨床教學中的應用背景

2.1 數(shù)字骨科技術

數(shù)字骨科技術是醫(yī)學近年來逐漸興起的一個領域，其有機結合骨科學與計算機軟件技術，涉及到的學科包括人體解剖學、信息學、材料學、生物力學、電子學、立體幾何學、機械工程學等領域[8]。數(shù)字骨科技術包含骨科有限元分析、三維重建、虛擬仿真技術、快速成型技術、逆向工程技術、計算機輔助設計與制造技術、計算機輔助骨科導航和機器人輔助技術等[9]。在骨科臨床實踐工作與教學中，對數(shù)字骨科技術的應用與研究是現(xiàn)階段的熱門話題。臨床醫(yī)生利用數(shù)字骨科技術為目前臨床教學帶來了獨特、新穎的教學法，實現(xiàn)了從二維圖片到三維立體化的全新轉(zhuǎn)變，將更為生動、直觀的解剖呈現(xiàn)在學生面前，給學生帶來視覺沖擊的同時激發(fā)學生的學習樂趣，幫助學生對疾病的診治有更深一步的認識，大大拓寬了學生的知識面，有利于學生對科學研究的思考與能力的培養(yǎng)[10]。數(shù)字骨科技術的全新創(chuàng)新，將傳統(tǒng)帶教所帶來的局限性大大縮小，促進骨科教學和臨床實踐更加數(shù)字化、立體化，對學生熟悉并掌握臨床相關理論知識、增強臨床實際操作能力并培養(yǎng)科研創(chuàng)新思維有積極作用。

2.2 PBL 教學法和CBL 教學法

PBL 是一種基于問題的教學法，也可以稱為“討論型”教學法[11]，著重于改變傳統(tǒng)師生關系，強調(diào)以學生為課堂核心，教師科學引導學生參與到課堂教學和臨床實踐之中，在自主思考、相互探討的基礎上，共同分析、探究并解決相應的問題，進而促進學生自主學習和創(chuàng)新能力的發(fā)展[12]。而CBL 是基于個案的一種教學法，引導學生以啟示性教學方法剖析、了解并解答問題，對臨床典型案例進行獨立思考、共同討論，進而對知識掌握更加透徹，使其在學習并活用理論知識的同時，知識水平和綜合實踐能力同步提升。目前CBL 是一種應用范圍非常廣泛的教學法，可以在很多學科的教學中得到廣泛的運用，例如疾病的臨床表現(xiàn)，疾病的診斷以及疾病的護理[13]。在CBL 教學法下，通過數(shù)字化軟件技術、3D 模型等手段，將相應的臨床操作過程進行仿真，使學生能夠在具體的環(huán)境中對典型病例進行分析和解決，在多元化學習過程中逐漸獲得臨床思維能力。另外此模式充分調(diào)動了學生的學習興趣，增強了學生主動學習的積極性，同時也使得學生在理論知識的應用和臨床實踐技能的操作方面得到深化訓練。PBL、CBL 教學法對傳統(tǒng) LBL 教學法而言，具有明顯的優(yōu)勢，對學生綜合能力的培養(yǎng)具有重要意義，可以適應當前醫(yī)療教學發(fā)展的特殊需要，使學生在理論教學的同時進行多元化的培訓，在熟練掌握臨床操作技能的基礎上，對臨床科研思維進行更深入培養(yǎng)，CBL 結合PBL 教學法在骨腫瘤臨床教學中的應用可顯著提升學生的臨床綜合素養(yǎng)。

2.3 數(shù)字骨科技術結合PBL-CBL 教學法

在骨腫瘤規(guī)范化教學中，數(shù)字骨科技術結合PBLCBL 教學法的運用，對教師和學生都提出了更高、更多元化的要求。在教師層次上，必須對相關骨腫瘤臨床理論知識有全面的掌握，且具有非常豐富的臨床工作經(jīng)驗，還要掌握數(shù)字骨科領域的相關理論知識和專業(yè)技術，此外，對課堂學習氛圍的把控和良好的語言表達等能力也是必備的。在完全將病例資料和教學內(nèi)容熟記于心后，通過數(shù)字骨科技術將病例的解剖部位直觀、立體地展示出來，并且能夠在適當?shù)膯l(fā)和引領下，讓學生積極參與其中，在學習病例的基礎上深入挖掘問題，深刻把握骨腫瘤的特點，結合數(shù)字化軟件所呈現(xiàn)的直觀立體圖和病例的具體表現(xiàn)，充分交流、思考，在理論和實踐課堂上把握自主權，使學生主動學習的意識不斷強化，臨床教學課程的效率也得到明顯提高[14]。在學生層次上，學生需要擁有一定基礎的計算機操作技術，對數(shù)字骨科軟件有較深層次的理解；此外，在課前的準備除了預習基礎理論知識外，還應對課堂的病例內(nèi)容進行充分學習，在思考、分析的同時提出問題，并查閱相關資料，全面學習并掌握病例疾病的基礎知識和前沿信息，以方便在課堂教學中進行深入交流，結合三維建模、臨床帶教實踐和教師的深刻講解，尋找問題的解決辦法，在找尋答案的過程中鍛煉臨床實踐和思維能力。將數(shù)字化骨科技術與PBL-CBL 教學法的有效結合，既能充分地利用其自身的優(yōu)勢，又能彌補LBL 在臨床教學中的缺陷，使其在理論和實踐上實現(xiàn)無縫對接，從而增強臨床教學的效果。

3 數(shù)字骨科技術結合PBL-CBL 模式在骨腫瘤臨床教學中的應用流程

3.1 臨床教學課前

教師在開展骨腫瘤的教學之前應掌握教學目標和內(nèi)容，以PBL-CBL 教學法為核心，合理選取有代表性的典型病案。通過線上和線下的方式，將患者數(shù)據(jù)的信息實時地傳送給學生，使其能夠更充分地了解病例信息并對疾病的理論知識熟悉、掌握后，在臨床實踐中更方便與患者進行詳細交流，例如，仔細詢問其癥狀、患病經(jīng)過、既往基礎病史等病情信息。將多方面病案信息整合在一起，利于學生更好地進行課前預習和準備，通過結合具體案例，引出問題的同時進行相關文獻資料的查詢，準備充分后在課堂進一步分析、探討，以此層層遞進，將病例的癥狀特點、診斷及治療方案逐步剖析清楚，使學生富有參與感，促進其高效學習，提高主動學習的積極性。另外，在提前學習病案的過程中，可以讓學生下載一些免費的數(shù)字化軟件如Mimics三維重建軟件、3D body 解剖學習軟件等，讓學生利用豐富的網(wǎng)絡多媒體資源自行學習一些簡單的數(shù)字化軟件操作，使其對骨骼相關解剖的認識更加深刻，做好完善的課前準備[15]。

3.2 臨床教學課中

教師根據(jù)PBL-CBL 教學法進行課前摸底，在掌握學生對病例相關資料的了解和病情熟悉程度后，根據(jù)病例的特點對學生安排難易程度中等、富有層次的相關問題，以分組的方法進行學習，并對每一小組的成員安排各自的學習任務，在組員共同合作的基礎上匯合成員間的病例材料對病例進行討論、分析，以理論有機聯(lián)系臨床實踐，促進學生的潛能激發(fā)，在問題解決的同時迸發(fā)新的思路，提出更新穎的問題[7]。此外，在學生對簡單數(shù)字化醫(yī)學軟件進行簡單了解后，對常用的數(shù)字化軟件進行現(xiàn)場演示，以促進他們在課堂上的自我練習和課外進一步溫習。針對學員的實際情況，開設相應的教學軟件學習課程，舉辦小型的學術交流會，為學生提供一個數(shù)字化骨科技術學術交流平臺。讓所有學生參與其中，在對醫(yī)學疾病診斷和治療的同時，利用數(shù)字化技術擴展研究思路，增強科研創(chuàng)新的水平。在展示主體的位置上，教師充分發(fā)揮自己的領導作用，誘導學生通過對數(shù)字軟件的分析和思考來解決臨床實際問題，教師通過對教學內(nèi)容的闡述，以病例為中心，并結合骨科數(shù)碼技術，使學生對骨腫瘤疾病的臨床癥狀和治療方案等有了更透徹的理解。

3.3 臨床教學課后

在課堂結束后，帶教老師適時應用自評、互評、師評等評價方法對臨床教育進行綜合評價，結合病案和問題，科學地安排理論和實踐任務。充分利用課后時間，引導學生在進一步掌握疾病理論知識的同時學會應用數(shù)字化醫(yī)學軟件對骨科各類骨腫瘤疾病的典型案例進行影像加工處理，構建涵蓋四肢、關節(jié)和脊柱的3D 病例數(shù)據(jù)庫，用于骨腫瘤的臨床教學應用。同時，帶教教師結合自己的臨床經(jīng)歷，編制相應的案例仿真劇本并預先安排好后續(xù)的課程內(nèi)容，從而有效地提升了教學效率。引導學生從簡單的數(shù)字軟件操作開始，逐漸延伸至更加復雜的數(shù)字軟件。在臨床上，尤其是在骨科手術中遇到的某些復雜骨腫瘤疾病的解剖學知識點，讓學員很難理解并掌握，針對此類有一定難度的病例，可以通過構建1∶1的3D 打印病例實物形態(tài)模型，以此作為經(jīng)典PBL-CBL案例的教學材料元素，在降低教學成本的同時為學生提供真實可觸摸的實物對象，幫助其對解剖知識的掌握。在教學結束后，采用“問卷星”電子問卷平臺給學生發(fā)放問卷調(diào)查，問卷的調(diào)查內(nèi)容主要圍繞學生對教學方式的滿意度、對教學內(nèi)容的掌握程度、學習熱情是否得到增強來展開。對參與教學的某班級60 名學生進行了問卷調(diào)查，回收率100%，問卷調(diào)查結果見圖1。通過結果顯示，絕大部分學生對此教學法給予了極高的認可，學生的學習熱情高漲，對教學內(nèi)容有較好的掌握，教學效果顯著。在筆者既往的臨床帶教實踐中，從課后學員反饋的結果來看，這一教學法可顯著提升學生骨腫瘤相關臨床診療認知水平、主動探索知識的興趣和醫(yī)工交叉科研思維等綜合素質(zhì)能力。

圖1 某班級60 名學生教學效果問卷調(diào)查結果

綜上所述，與傳統(tǒng)“灌輸式”和“放羊式”教學法相比，數(shù)字骨科技術結合PBL、CBL 教學法在骨腫瘤規(guī)范化教學中得以運用，這種多樣化的教學方法使得數(shù)字化骨科技術在臨床教育中的優(yōu)勢得以最大化。此教學法讓學生不再局限于簡單的傳統(tǒng)教學，在能力發(fā)展、思維培養(yǎng)和臨床問題的處理等方面開展多元化的臨床實踐，以達到理論和實踐的結合，極大地提升了學生的學習熱情，為學生的理論研究和臨床實踐創(chuàng)造了一個更為廣泛的舞臺，使臨床綜合教學能力達到質(zhì)的飛躍。