三維影像模型輔助解剖教學(xué)對護理學(xué)生知識掌握和視覺空間能力及滿意度的影響〔1〕

傅敏生，曹文元，林艷紅

(閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)護理學(xué)院，福建 龍巖 364000)

近來，3D技術(shù)在解剖教學(xué)中的應(yīng)用越來越多，形式也多種多樣，初步研究發(fā)現(xiàn)其對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、效率和成績可能有一定幫助，但確切結(jié)論和內(nèi)在機制仍在探討之中[1]。前期研究表明解剖知識的理解和記憶掌握與學(xué)生個人的視覺空間能力密切相關(guān)，視覺空間能力越強，學(xué)習(xí)成績越好；而視覺空間能力通常又存在性別差異，一般而言男性比女性的視覺空間能力更強[2-3]。最近，又有學(xué)者發(fā)現(xiàn)3D技術(shù)輔助解剖教學(xué)對視覺空間能力較低學(xué)生的幫助作用更大[4]。鑒于護理學(xué)生幾乎全部為女性，其視覺空間能力整體水平較低，理論上可能更適用于3D教學(xué)模式，但目前尚缺乏相關(guān)研究。本研究旨在評估3D影像模型輔助解剖教學(xué)對護理學(xué)生知識掌握、視覺空間能力和滿意度的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性隨機選取2019年新學(xué)期開始《人體解剖學(xué)》課程的同年級2個班級的高職護理學(xué)生共90名，每個班級45名，均為女性，年齡(20.5±0.8) 歲，最高學(xué)歷均為高中；文科生32名，理科生58名；居住農(nóng)村27名，城鎮(zhèn)63名；現(xiàn)專業(yè)均為三年全日制高職護理學(xué)。根據(jù)解剖教學(xué)方法不同隨機分為3D教學(xué)組和傳統(tǒng)教學(xué)組，每組45名，分別采用三維重建技術(shù)建立的多層螺旋CT 3D立體影像模型輔助教學(xué)方法和傳統(tǒng)教學(xué)方法。兩組學(xué)生一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 教學(xué)方法

兩組《人體解剖學(xué)》均包括理論和實驗課程，且章節(jié)設(shè)置、總課時、理論和實驗課時安排相同，并均由同一名高年資講師授課。傳統(tǒng)教學(xué)組理論教學(xué)采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，以Power Point 2D平面多媒體形式為主。3D教學(xué)組理論教學(xué)以三維重建技術(shù)建立的多層螺旋CT 3D立體影像模型輔助教學(xué)，結(jié)合3D解剖圖像、3D動畫視頻等形式，通過多媒體綜合展示正常和異常解剖結(jié)構(gòu)。3D立體影像模型可360°旋轉(zhuǎn)展示，并可放大或縮小控制。授課語言講解內(nèi)容與傳統(tǒng)教學(xué)組基本一致。以頸部動脈部分為例，通過3D立體影像模型形象地展示了頸部動脈的走行分布，包括主動脈弓、頭臂干、鎖骨下動脈、頸總動脈、椎動脈、頸內(nèi)動脈、頸外動脈，全方位、多角度、立體式的展示可幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和記憶各動脈走行、毗鄰的空間結(jié)構(gòu)及位置關(guān)系。兩組實驗教學(xué)均以標本、模型為主。

1.3 觀察指標

解剖專業(yè)知識成績：全部課程結(jié)束后，兩組學(xué)生使用相同考卷進行解剖學(xué)專業(yè)理論知識測試，考題均為客觀選擇題，重點考察學(xué)生對各個系統(tǒng)和器官形態(tài)、結(jié)構(gòu)、位置和毗鄰關(guān)系的掌握程度。視覺空間能力：通過心理旋轉(zhuǎn)(MRT)測試評估兩組學(xué)生解剖課程開始前(授課前)和結(jié)束后(授課后)的視覺空間能力變化。MRT測試是目前國際通用的心理旋轉(zhuǎn)能力圖形測試，最早由Vandenberg和Kuse于1978年編制，并于1995年由Peters修訂，具有較好的信效度，Cronbach α系數(shù)0.87，內(nèi)部一致性系數(shù)為0.80。該測試共24題，分為4頁，每頁6題，前兩頁限時4 min，后兩頁限時4 min，中間短暫休息時間為30 s。每題有5個三維Shepard和Metzler物體，最左邊為目標物體，右邊4個為測試物體(分別編號為A，B，C，D)，要求被試者從右邊4個物體中選出2個與最左邊目標物體完全相同的物體，只有將兩個正確選項全部選出時，才能得1分；答錯、多答、少答或不作答均不得分，最大限度地避免了猜測得分情況的出現(xiàn)。該測試最高分為24分，得分越高表示視覺空間能力越強。該測試采用計算機網(wǎng)頁版，每次測試中每道題的4個選項均為隨機排列，得分由后臺實時生成，且不對學(xué)生公布正確答案[4]。滿意度：通過問卷調(diào)查兩組學(xué)生對教學(xué)方法的滿意度，從對授課形式的興趣性、理解記憶的難易性、考前復(fù)習(xí)耗費時間長短、是否愿意其他課程的講授采用相同形式等方面進行評估，按照非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意5個等級進行評定。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 兩組學(xué)生解剖理論知識測試成績比較

全部課程結(jié)束后，3D教學(xué)組解剖理論知識測試成績分數(shù)顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組，成績分布情況也顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

表1 兩組學(xué)生理論測試成績比較

2.2 兩組學(xué)生視覺空間能力比較

授課前，兩組MRT得分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。授課后，兩組MRT得分均較授課前顯著提高，且3D教學(xué)組MRT得分顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表2)。

表2 兩組學(xué)生MRT得分比較 分

2.3 兩組學(xué)生滿意度比較

3D教學(xué)組學(xué)生對授課滿意度顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.170，P<0.05)(見表3)。

表3 兩組學(xué)生滿意度比較 例

3 討 論

人體解剖學(xué)知識點繁多，不容易理解和記憶，傳統(tǒng)教學(xué)理論授課以教科書和解剖圖譜為主，雖輔以2D平面多媒體模式，但缺乏整體觀和立體感；實驗教學(xué)課時和標本極其有限，師生互動少和學(xué)生動手能力差，導(dǎo)致很多學(xué)生對解剖課興趣不高、理解不準、印象不深、記憶不牢[5]。因此，多年來解剖教學(xué)一直面臨較大挑戰(zhàn)。有研究顯示，解剖學(xué)掌握程度與個人視覺空間能力密切相關(guān)，個人空間能力越強則解剖學(xué)成績越好，而個人空間能力的高低存在明顯的性別差異，一般而言女性的視覺空間能力顯著低于男性[6]。護理學(xué)生幾乎全部都是女性，個人視覺空間能力較差，更不擅長于解剖學(xué)的學(xué)習(xí)和掌握，因此，加強對這一學(xué)生群體的解剖教學(xué)研究具有重要意義。近來，3D技術(shù)輔助解剖教學(xué)已被證實可以更加直觀地展示人體各種復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系，幫助學(xué)生在腦海中留下立體而準確的圖像信息，便于學(xué)習(xí)理解和長時間記憶[7]。前期有研究顯示3D技術(shù)輔助解剖教學(xué)可以增強學(xué)生個人的視覺空間能力，尤其對視覺空間能力較低學(xué)生的作用更明顯，有利于提高其解剖學(xué)成績[8]。本研究選取同年級2個班級的高職護理學(xué)生(均為女性)進行研究，采用國際上通用的MRT測試評估個人視覺空間能力，通過與傳統(tǒng)教學(xué)方法對比，發(fā)現(xiàn)3D模型教學(xué)組學(xué)生知識成績顯著提高，個人視覺空間能力和滿意度顯著提高。前期研究表明，解剖學(xué)的學(xué)習(xí)與個人的視覺空間能力相互影響，一方面?zhèn)€人視覺空間能力越強則解剖學(xué)的成績越好，另一方面解剖學(xué)的學(xué)習(xí)在一定程度上也會促進個人視覺空間能力的提升[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)組學(xué)生經(jīng)過一個學(xué)期的解剖課程學(xué)習(xí)，其視覺空間能力較授課前也有顯著提高，但提高幅度顯著低于3D模型教學(xué)組。因此，本研究認為3D輔助解剖教學(xué)對學(xué)生理論成績的提高有賴于個人視覺空間能力的進一步改善。Hoyek等[11]發(fā)現(xiàn)，3D技術(shù)輔助解剖教學(xué)對學(xué)生理論成績的提高主要體現(xiàn)在空間結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系相關(guān)的解剖知識方面，由于這些內(nèi)容是解剖學(xué)的主要知識點，也是決定今后臨床實際運用能力的關(guān)鍵所在，因此3D技術(shù)輔助解剖教學(xué)具有重要意義。Nguyen等[12]研究也發(fā)現(xiàn)，個人視覺空間能力越高，其解剖學(xué)理論成績越好，在解剖學(xué)學(xué)習(xí)中花費時間也越少，解決解剖學(xué)相關(guān)實際臨床問題的能力也越強。因此，在今后解剖學(xué)教學(xué)中，不但要關(guān)注學(xué)生理論成績的好壞，還要重視對學(xué)生個人視覺空間能力的培養(yǎng)，3D立體影像模型輔助解剖教學(xué)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能增強臨床操作和實際運用能力。