PBL教學法結合3D打印技術在骨科住院醫師規范化培訓中的運用

陳浩 朱愛祥 朱裕成 楊太明

關鍵詞：PBL教學;3D打印技術;住院醫師規范化培訓;骨科教學

骨科學作為一門基礎學科，在外科中占據較大分量，其診療方向主要是骨骼、肌肉、四肢神經、血管系統。骨科有其獨特的特點：如解剖組織結構較為復雜，對于疾病的治療方式選擇多樣化等。這就需要醫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范化培訓之前已經通過解剖學的系統學習，對正常解剖結構有了一定的理解，但對于病理性的解剖形態及疾病的診治過程仍感困難，且臨床經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的準確性，能夠體外重現解剖結構的三維形態及特定的斷層結構，使骨骼結構達到了立體化，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。在目前的骨科醫師規范化培訓教學中，我們仍主要采用以單一授課為基礎的傳統教學法（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打印技術相結合，能夠調動學生的學習主動性，提高學生的三維空間想象能力，進而提高規范化培訓教學質量。

本研究現將2016年9月1日-2019年10月1日期間在我院進行住院醫師規范化培訓的60名學生作為研究對象，實驗結果匯報如下。

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師規范化培訓的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;學生根據所查資料并結合教師講解進行總結。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、方法及結論進行評價，幫助找出最佳的臨床決策方案，總結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知識進行講解，并對教學大綱中的重點與難點進行系統解答。

1.3教學效果評價

三組學生在骨科規范化培訓結束后通過三種方式進行教學效果評價。

（1）骨科專業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，每項以優秀、良好、差進行評價。

（3）以不記名教學效果調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統計學分析

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

2結果

（1）A組學生對于骨科專業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，差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。

（3）問卷調查結果顯示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、血管系統的診治為主。骨科疾病的診治與影像學密切相關，這就要求醫生具有良好的空間想象思維能力，此能力的提高需結合解剖圖譜及影像學資料的學習，盡管內容豐富，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合，可以很好地解決上述問題。3D打印技術是以數字模型文件為基礎，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造出1：1的實物模型。管華清等人發現，利用3D打印技術制作的骨骼立體模型能夠有效地提高醫學生對骨科臨床學習的興趣，極大地調動學生學習的積極性和創造性。3D打印技術聯合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，加強醫學創新思維的培養，有利于醫學生綜合素質的提高。