3D打印技術(shù)結(jié)合TBL教學(xué)法在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)階段馬蹄足畸形臨床教學(xué)中的應(yīng)用

張宇 胡軍 孫曉萱 王嬙

摘要：目的：探索3D打印技術(shù)結(jié)合TBL教學(xué)法是否可以改進(jìn)“5+3”一體化培養(yǎng)模式住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中馬蹄足畸形臨床教學(xué)的效果。方法：以馬蹄足畸形的臨床診療為教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)在TBL教學(xué)法中是否使用3D打印技術(shù)將住院醫(yī)師隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)課堂測(cè)試成績(jī)和調(diào)查表評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量，對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理后進(jìn)行組間比較。結(jié)果：應(yīng)用3D打印技術(shù)結(jié)合TBL教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)組考核成績(jī)高，學(xué)生評(píng)價(jià)好。結(jié)論：3D打印技術(shù)聯(lián)合TBL教學(xué)法可以顯著提高住院醫(yī)生馬蹄足畸形診療的臨床教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：TBL;3D打印;住院醫(yī)師

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）49-0170-03

在“5+3”一體化培養(yǎng)模式下的住院醫(yī)生規(guī)范化培訓(xùn)中，肢體畸形的診斷和治療是骨科的重要教學(xué)內(nèi)容。其中馬蹄足畸形因發(fā)病率和致殘率較高，給患者和社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是骨科的重點(diǎn)學(xué)習(xí)病種之一。但馬蹄足畸形為足踝部的三維畸形，病因多樣，表現(xiàn)形式復(fù)雜，手術(shù)治療方案需要個(gè)體化制定，學(xué)習(xí)難度較大，也是骨科臨床教學(xué)中的難點(diǎn)之一。自從我科將以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)（Team-Based Learning，TBL）教學(xué)法引入住院醫(yī)生規(guī)范化培訓(xùn)以來(lái)，獲得了較好的效果。由于這種教學(xué)法以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作為中心，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)充分的課前準(zhǔn)備、積極的課中討論，明顯改善了馬蹄足畸形的臨床教學(xué)效果。但由于骨科是實(shí)踐性極強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，熟悉正常足踝部的解剖是學(xué)習(xí)馬蹄足畸形的前提，其矯形的術(shù)前規(guī)劃需要對(duì)畸形的特點(diǎn)有深刻的理解，能分清柔軟畸形和僵硬性畸形的區(qū)別。即使在TBL教學(xué)的情境下，住院醫(yī)生們?nèi)苑从掣牧寂R床教學(xué)內(nèi)容理解困難、缺乏感性體驗(yàn)。即便給予的真實(shí)教學(xué)案例包含了充分的大體照、X線及CT影像資料，住院醫(yī)生們?nèi)匀缓茈y將具體的矯形術(shù)式和特定的畸形形式結(jié)合起來(lái)。

3D打印技術(shù)起源于工業(yè)上的增材制造工藝，也稱為快速成型技術(shù)[1]。該技術(shù)從20世紀(jì)80年代末于國(guó)外興起以來(lái)，迅速被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在矯形外科、種植外科領(lǐng)域顯示了重要的應(yīng)用價(jià)值[2-4]。由于3D打印技術(shù)基于真實(shí)患者的影像元數(shù)據(jù)，在建模、打印過(guò)程中幾乎沒(méi)有數(shù)據(jù)的丟失、畸變和失真，因此最常被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的模型制造。由于3D打印技術(shù)可以完全再現(xiàn)馬蹄足畸形的骨結(jié)構(gòu)畸形，利于學(xué)習(xí)者直觀地觀察、理解畸形的特點(diǎn)，甚至模擬手術(shù)操作，因此具備了與TBL教學(xué)法聯(lián)合在住院醫(yī)生臨床教學(xué)中進(jìn)行推廣的潛力。

本文以馬蹄足畸形臨床課程為教學(xué)內(nèi)容，旨在探討是否可以通過(guò)將3D打印技術(shù)與TBL教學(xué)法聯(lián)合改進(jìn)住院醫(yī)生規(guī)范化培訓(xùn)中的施教效果。

一、對(duì)象與方法

（一）研究對(duì)象及教學(xué)內(nèi)容

進(jìn)行一階段規(guī)范化培訓(xùn)的住院醫(yī)師48人，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組（3D打印模型聯(lián)合TBL教學(xué)法）和對(duì)照組（單一TBL教學(xué)法），每組24人。教學(xué)內(nèi)容是基于真實(shí)病例的馬蹄內(nèi)翻足的臨床診療。各組間在年齡、性別、一階段結(jié)業(yè)考試成績(jī)上的差異上無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），均由相同團(tuán)隊(duì)教師授課。

（二）研究方法

1.單一TBL教學(xué)法對(duì)照組。按照TBL教學(xué)法的開(kāi)展小班教學(xué)，每班6人。課前由教師根據(jù)真實(shí)臨床病例制作教案，提前兩周將教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)內(nèi)容告知受訓(xùn)的住院醫(yī)生。教學(xué)過(guò)程中首先進(jìn)行個(gè)人測(cè)試、小組測(cè)試和小組討論。在教學(xué)過(guò)程中將馬蹄足的畸形特點(diǎn)、足踝各部位之間的代償機(jī)制和制定手術(shù)方案作為分目標(biāo)和終點(diǎn)，在達(dá)到終點(diǎn)后進(jìn)行教師和住院醫(yī)生間的互動(dòng)、反饋和評(píng)價(jià)。如果教師認(rèn)為沒(méi)有達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，可以針對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的授課和講解。

2.3D打印技術(shù)結(jié)合TBL教學(xué)法實(shí)驗(yàn)組。在課前準(zhǔn)備階段即將3D打印模型分發(fā)給住院醫(yī)生學(xué)習(xí)小組，在小組內(nèi)討論階段提供截骨工具和內(nèi)固定器械，根據(jù)小組討論的手術(shù)方案進(jìn)行模擬截骨、固定手術(shù)操作。在整個(gè)案例結(jié)束后，同樣由教師回顧并評(píng)價(jià)該案例總體教學(xué)目標(biāo)的完成情況，并演示推薦的規(guī)范手術(shù)方案。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)。采用客觀理論考核（30分）和主觀問(wèn)卷調(diào)查進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)價(jià)。理論考核采用標(biāo)準(zhǔn)化單選題進(jìn)行考核，內(nèi)容包括病歷書(shū)寫(xiě)的要點(diǎn)、足踝部解剖知識(shí)、馬蹄足畸形的病因、馬蹄足畸形的核心病理改變和手術(shù)治療策略五個(gè)部分。主觀問(wèn)卷調(diào)查包括學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)方法的認(rèn)可度和教學(xué)過(guò)程中的體驗(yàn)等幾個(gè)部分。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用SPSS 19.0，計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

二、結(jié)果

（一）課堂教學(xué)氛圍和教學(xué)過(guò)程比較

試驗(yàn)組住院醫(yī)生在小組討論中表現(xiàn)得更為自信，討論氣氛積極、熱烈，團(tuán)隊(duì)成員分工明確，對(duì)模擬手術(shù)操作展現(xiàn)出了極大的興趣和專注度。在與教師的互動(dòng)環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)組提問(wèn)的數(shù)量和深度都明顯高于對(duì)照組。對(duì)照組住院醫(yī)生在討論中出現(xiàn)的分歧較多，并且難以達(dá)成一致的意見(jiàn)。但對(duì)照組的教學(xué)過(guò)程運(yùn)行順暢，與實(shí)驗(yàn)組相比教學(xué)效率較高，全部在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)活動(dòng)。

（二）理論考試成績(jī)比較

反映學(xué)生對(duì)核心知識(shí)掌握程度的單選題均分：實(shí)驗(yàn)組為（22.92±2.27），對(duì)照組為（18.08±6.08），兩者之間有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。

（三）問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

問(wèn)卷調(diào)查表設(shè)置的問(wèn)題見(jiàn)附表，以0-10分為評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。共發(fā)放調(diào)查48分，收回48份，全部有效。結(jié)果顯示在“專業(yè)知識(shí)”、“臨床技能”、“學(xué)習(xí)積極性”、“團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力”、“人文溝通能力”方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)組的分值顯著高于對(duì)照教學(xué)組（P<0.05）。

三、討論

與傳統(tǒng)的授課教育相比，TBL教學(xué)法改變了學(xué)生被動(dòng)接受教師知識(shí)灌輸、缺乏教學(xué)過(guò)程中與教師的互動(dòng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作及溝通技巧訓(xùn)練不足的弊端[5]。這種教學(xué)方法主要依靠學(xué)生的自學(xué)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力完成臨床知識(shí)的積累和技能養(yǎng)成，因此特別適合于復(fù)雜案例的學(xué)習(xí)。多個(gè)臨床學(xué)科應(yīng)用TBL教學(xué)法的經(jīng)驗(yàn)表明，這種教學(xué)法可以更好地幫助學(xué)生掌握自我指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和終身學(xué)習(xí)的能力。筆者較早地在住院醫(yī)生骨科輪轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)階段應(yīng)用了TBL教學(xué)法，發(fā)現(xiàn)其教學(xué)效果顯著優(yōu)于常規(guī)的課堂教學(xué)，利于激發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維。同時(shí)也注意到相對(duì)于其他學(xué)科中較為抽象教學(xué)案例，骨科病例往往更加具體、直觀，特別是馬蹄足畸形有顯著的外在特征。因此，最佳的學(xué)習(xí)方式是在真實(shí)的病例上通過(guò)觀察和模擬操作來(lái)進(jìn)行臨床知識(shí)的學(xué)習(xí)。但受限于骨科案例的特點(diǎn)，極難獲得理想的“標(biāo)注化病人”供住院醫(yī)生學(xué)習(xí)。

3D打印技術(shù)制成的模型具有高度的仿真性和均質(zhì)性，非常適于幫助使用者理解器官、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜構(gòu)型和進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。3D打印出的模型可以幫助住院醫(yī)生直接觀察馬蹄足畸形的解剖特點(diǎn)，分析畸形發(fā)生的病因和對(duì)肢體負(fù)重功能的影響。因此，與單純的理論學(xué)習(xí)相比，在3D打印模型上進(jìn)行學(xué)習(xí)可以顯著地提高住院醫(yī)生的學(xué)習(xí)效率、激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而改善其在TBL團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)。3D打印技術(shù)結(jié)合TBL學(xué)習(xí)法還可以提高住院醫(yī)生的認(rèn)知層次，強(qiáng)化和凝練掌握的知識(shí)，這反映在實(shí)驗(yàn)教學(xué)組住院醫(yī)生的理論考試成績(jī)較對(duì)照組顯著提高。

3D打印技術(shù)還可以改進(jìn)TBL教學(xué)法的課堂體驗(yàn)。問(wèn)卷調(diào)查顯示，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)組中，住院醫(yī)生的學(xué)習(xí)積極性得到了進(jìn)一步的提高。因?yàn)槟M手術(shù)是教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，臨床知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)收獲可以通過(guò)模擬矯形手術(shù)的效果進(jìn)行直觀的評(píng)價(jià)，因此住院醫(yī)生有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。此外，在模擬手術(shù)過(guò)程中需要團(tuán)隊(duì)成員間較高程度的分工和協(xié)作，這不僅能鍛煉參與者的臨床技能，還能強(qiáng)化其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和人文溝通能力。

綜上所述，將3D打印技術(shù)與TBL教學(xué)法結(jié)合可以改進(jìn)住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中馬蹄足畸形臨床課程的教學(xué)效果。通過(guò)觀察逼真的3D打印模型，住院醫(yī)生可以很好地理解畸形的特點(diǎn)，增強(qiáng)課前準(zhǔn)備中的學(xué)習(xí)的目的性和效率，并在TBL教學(xué)過(guò)程中通過(guò)有效的討論、溝通和模擬手術(shù)操作將學(xué)習(xí)效果固化和凝練。我們建議在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)中進(jìn)一步推廣和改進(jìn)TBL聯(lián)合CBL教學(xué)法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ashly S.Rapid prototyping is coming of age[J].Mechanical Engineering，1195，117（7）：63-68.

[2]章瑩，萬(wàn)磊，尹慶水，等.計(jì)算機(jī)快速成形輔助個(gè)體化三踝骨折的手術(shù)治療[J].

[3]孟國(guó)林，胡蘊(yùn)玉，袁志，等.骨折快速成形模型在手術(shù)治療中的指導(dǎo)作用[J].中國(guó)骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2008，（11）：906-908.

[4]張偉，張鐵良，張玉朵.三維重建及快速成形技術(shù)在肢體畸形矯正術(shù)中的應(yīng)用[J].中華骨科雜志，2010，（5）：521-522.

[5]穆攀偉，王庭槐，曾龍?bào)A，王淑珍，陳曉萍，舒冏，王曼曼.在醫(yī)學(xué)教育中引入以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的教學(xué)模式[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2011，（01）：55-56.