“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式在臨床骨科教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

程麗佳 劉志萍 鐘靈允

[摘要]《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》提出到2020年基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化、加快人力資源強國的筑成。因此教育部對全國各省高校教育實施提出高要求，其醫(yī)學(xué)教育在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下發(fā)生從傳統(tǒng)被動式教學(xué)到學(xué)生主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，突破傳統(tǒng)教育的時空限制，去適應(yīng)快速發(fā)展的創(chuàng)新信息時代及符合各高校醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的金標(biāo)準(zhǔn)。本文以“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式應(yīng)用于臨床教學(xué)為主線，分別闡述醫(yī)學(xué)三維圖像、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)建模仿真技術(shù)及醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)幾種“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式在臨床骨科教學(xué)中的應(yīng)用及與傳統(tǒng)教學(xué)融合實現(xiàn)創(chuàng)新教育的實效，為臨床骨科教學(xué)模式創(chuàng)新提供參考。

[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)教育;“互聯(lián)網(wǎng)+”;教學(xué)模式創(chuàng)新;骨科教學(xué);高等教育

[中圖分類號] R642? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2020）9（b）-0171-04

Application progress of "Internet+" teaching model in clinical orthopedics teaching

CHENG Li-jia1，2? ?LIU Zhi-ping1，2? ?ZHONG Ling-yun1

1. School of Nursing， Chengdu University College of Medicine， Sichuan Province， Chengdu? ?610106， China; 2. Affiliated Hospital of Chengdu University， Sichuan Province， Chengdu? ?610081， China

[Abstract] The National Medium- and Long-Term Educational Reform and Development Guideline proposes to basically realize the modernization of education and accelerate the building of a country with strong human resources by 2020. The ministry of education has put forward high requirements for higher education nationwide， and the medical education has changed from the traditional passive mode to the student initiative mode under the model of "Internet+". In addition， medical education should break through the time and space limitation of traditional education， to adapt to the rapid development of the innovative information age and meet the gold standard of medical personnel training. This paper focuses on the application of "Internet+" mode in clinical teaching， discusses the effectiveness of innovation education with integration of medical three-dimensional image， medical biomechanics modeling， simulation technology and medical virtual reality technology and traditional teaching in clinical orthopedics teaching， so as to provide reference for clinical orthopedic practice teaching.

[Key words] Traditional education; "Internet+"; Innovation of teaching mode; Orthopedic teaching; Higher education

臨床醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)生進(jìn)入臨床為患者診斷和治療疾病的強實踐性專業(yè)，其教學(xué)實踐是培養(yǎng)學(xué)生人文道德、職業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵[1]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”網(wǎng)絡(luò)時代的不斷發(fā)展，我國各高校教學(xué)方法不斷進(jìn)行探索和改革，臨床實踐教學(xué)模式在各種新方法和新技術(shù)的融合下，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)高素質(zhì)、高能力型醫(yī)學(xué)人才[2]，使傳統(tǒng)被動式學(xué)習(xí)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為核心的自主式臨床學(xué)習(xí)[3]。骨科是研究骨骼肌肉系統(tǒng)病理、生理、藥理等性質(zhì)及相關(guān)臨床操作的外科型特點鮮明的復(fù)雜性學(xué)科[4]，涵蓋內(nèi)容廣泛，同時也是各大醫(yī)院常見的科室之一。其實踐性極強，對醫(yī)學(xué)生的辨識及動手操作能力要求極為嚴(yán)格，但臨床學(xué)生在校專業(yè)課教學(xué)以理論為主，對骨科疾病處于抽象概念了解階段，導(dǎo)致絕大多數(shù)學(xué)生進(jìn)入臨床面對患者無法開展疾病檢查，因此對于骨科的教學(xué)和學(xué)習(xí)成為教師和學(xué)生的一大挑戰(zhàn)。自2015年第十二屆全國人大三次會議的政府工作匯報中提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，將“互聯(lián)網(wǎng)+”和醫(yī)療相結(jié)合，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，借助于IT、計算機網(wǎng)絡(luò)等建立信息醫(yī)療實踐教學(xué)[5]，引入個性化、開放式、多元式的高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)教育[3]，突破傳統(tǒng)教學(xué)時空及資源限制，使得臨床骨科教學(xué)及醫(yī)療取得新的突破及進(jìn)展。數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)是當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)教育中的主要實施載體，最廣泛應(yīng)用的有醫(yī)學(xué)三維圖像、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)建模仿真技術(shù)及醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)三種形式，采用了理論知識融合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，化抽象為具體，進(jìn)而高效突破教學(xué)難點，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量教學(xué)。本文以“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式應(yīng)用于臨床教學(xué)為主線，分別闡述醫(yī)學(xué)三維圖像、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)建模仿真技術(shù)及醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式在臨床骨科教學(xué)中的應(yīng)用及與傳統(tǒng)教學(xué)融合在創(chuàng)新教育中的實效，為臨床骨科教學(xué)模式創(chuàng)新提供參考。

1臨床醫(yī)學(xué)課堂現(xiàn)狀研究

培養(yǎng)高起點、高水平、潛力大的醫(yī)學(xué)人才是各醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)目標(biāo)，而學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)及實踐是掌握知識及體現(xiàn)能力的關(guān)鍵[6-7]。目前我國各大醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)生臨床教學(xué)及實踐存在諸多問題，導(dǎo)致人才質(zhì)量直線下降[8]。而學(xué)校、教師及學(xué)生各自之間的因素及三者之間的相互聯(lián)系是影響高水平教學(xué)、高效率學(xué)習(xí)進(jìn)行的關(guān)鍵所在[9]。有研究調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前醫(yī)學(xué)課堂上存在嚴(yán)重問題，約90%學(xué)生上課積極性低，近95%的學(xué)生因課堂形式單一學(xué)習(xí)效率低下。其中絕大部分學(xué)生以課下找資源學(xué)習(xí)為主[10]。醫(yī)學(xué)知識抽象難懂，單一的理論知識學(xué)習(xí)與醫(yī)院臨床實踐脫離，在見習(xí)及實習(xí)過程中，教師設(shè)計的臨床實踐課程可能與實際相悖[7，11]，導(dǎo)致學(xué)習(xí)實效性降低。醫(yī)學(xué)生實踐能力決定了臨床的工作質(zhì)量，對提高醫(yī)療水平、維持良好醫(yī)患關(guān)系有重要作用，因此解決目前醫(yī)學(xué)課堂現(xiàn)狀，創(chuàng)新教學(xué)模式是當(dāng)下的主要任務(wù)。

2“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

知識創(chuàng)新是社會持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代信息技術(shù)發(fā)展催生了創(chuàng)新2.0，服務(wù)于技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新形態(tài)，重塑物聯(lián)網(wǎng)、云計算、社會計算、大數(shù)據(jù)等形態(tài)，推動知識社會以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新四大特點高速發(fā)展[12]。在知識創(chuàng)新2.0的推動下，2015年李克強總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃，“互聯(lián)網(wǎng)+”是創(chuàng)新發(fā)展新形態(tài)，應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)和其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間，將開放、平等、互動等現(xiàn)代化發(fā)展理念與傳統(tǒng)觀念相融合，經(jīng)大數(shù)據(jù)的高效分析和整合，通過改變生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，來增強各方面的發(fā)展動力、提升發(fā)展效益[5，12]。黨的十九大報告中，習(xí)近平總書記強調(diào)實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的基石在于加快教育現(xiàn)代化，辦好人民滿意的教育[13]。為響應(yīng)這一號召，各教育部門將“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式廣泛應(yīng)用于教育當(dāng)中，使得“互聯(lián)網(wǎng)+”教育、“互聯(lián)網(wǎng)+”醫(yī)療等新形勢逐漸趨于完善，目前應(yīng)用較為廣泛的主要有醫(yī)學(xué)三維圖像、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)建模仿真技術(shù)及醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，這些技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中發(fā)揮著重要作用，將抽象理論知識具體化，傳統(tǒng)教學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，達(dá)到多元化開放性教育，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性及實效性[2]。

2.1醫(yī)學(xué)三維圖像在骨科教學(xué)中的應(yīng)用

骨科臨床操作性強，外科學(xué)是特點鮮明的一門學(xué)科，涵蓋病理生理及解剖方面相關(guān)知識;骨科學(xué)，是醫(yī)學(xué)的一個專業(yè)或?qū)W科，專門研究骨骼肌肉系統(tǒng)的解剖、生理與病理，運動藥物、手術(shù)及物理方法保持和發(fā)展這一系統(tǒng)的正常形態(tài)與功能，及治療該系統(tǒng)傷病[4]，骨科學(xué)教學(xué)及骨科臨床實踐都要求醫(yī)學(xué)生及醫(yī)生熟練掌握相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)及病理發(fā)生狀況。教會學(xué)生對骨骼疾病的診斷，理解疾病發(fā)生，并做出治療方案。單一的傳統(tǒng)理論教學(xué)不能解決骨科相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的抽象難懂性，會極大降低教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)質(zhì)量，因此骨科相關(guān)教學(xué)模式創(chuàng)新是改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一大挑戰(zhàn)。近年，在不斷發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式下，數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)逐漸引入醫(yī)學(xué)教育當(dāng)中，醫(yī)學(xué)三維圖像是目前國際醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最活躍的數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)，真實直觀地呈現(xiàn)物體結(jié)構(gòu)、病變組織空間信息[14]，將抽象難懂的知識具體化，使臨床教學(xué)生動形象、直觀高效。三維圖像教學(xué)融于傳統(tǒng)課堂教學(xué)當(dāng)中，將臨床骨科常見的疾病通過計算機掃描轉(zhuǎn)成三維圖像，可展示立體模型，逐層解析，以增強學(xué)生對于相關(guān)知識的邏輯整理，如骨折的解剖基礎(chǔ)講解，通過三維圖像將周圍血管走行及分布神經(jīng)表現(xiàn)清楚，彌補了平面圖的缺陷。黃義星等[15]利用三維圖像動畫模型獲得良好的骨科教學(xué)效果。漆白文等[16]采用數(shù)字虛擬技術(shù)與骨科教學(xué)相結(jié)合，利用多種軟件呈現(xiàn)三維圖像及動畫，通過聲、光、影有機結(jié)合提升教學(xué)效果。何凱等[17]使用三維圖像動畫制作技術(shù)進(jìn)行課堂改革教學(xué)，與傳統(tǒng)教學(xué)方法對比，教學(xué)改革組的學(xué)生理論知識考核、教學(xué)滿意度均高于對照組。趙鵬等[18]通過研究調(diào)查三維人體解剖軟件在骨科教學(xué)中的實效，發(fā)現(xiàn)三維軟件利用三維圖像原理，學(xué)生更易接受授課方式，學(xué)生對骨科疾病和手術(shù)入路理解更加深入。實踐證明數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率及教師教學(xué)效率。

2.2醫(yī)學(xué)生物力學(xué)建模仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用

生物力學(xué)為生物醫(yī)學(xué)工程及骨科的重要分支，用于解釋人體的生理和病理現(xiàn)象[19]。在臨床骨科教學(xué)中，采用生物力學(xué)解釋疾病發(fā)生機制及治療措施選擇合理性為易忽視的問題[20]，從而造成骨科教學(xué)質(zhì)量差。王向陽等[21]建立了骨科生物力學(xué)實驗室，配合教學(xué)，利于對骨科力學(xué)性質(zhì)及疾病發(fā)生機制的理解，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高骨科教學(xué)質(zhì)量。有限元法是生物力學(xué)建模仿真技術(shù)的主要方法，使人體生物力學(xué)建模趨向完善[22]。魏高峰[23]建立了個人骨骼肌系統(tǒng)力學(xué)平臺，在進(jìn)行人體骨骼肌系統(tǒng)建模中，建立了有限元模型的肌肉載荷集，模擬應(yīng)用于模型彎腰搬物動作得以驗證平臺可靠性。陳偉等[24]建立了女性盆地肛提肌有限元模型，王寶珍等[25]建立了豬后腿本構(gòu)模型獲取相關(guān)參數(shù)，為模擬領(lǐng)域提供可靠理論依據(jù)，并著力于骨科相關(guān)研究學(xué)習(xí)當(dāng)中。Bartlett等[26]研究表明，自2004～2016年間共發(fā)表31篇相關(guān)醫(yī)學(xué)建模仿真技術(shù)在骨科教學(xué)及手術(shù)中的文章，反復(fù)表明該技術(shù)在骨科中的重要應(yīng)用。

2.3醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是圖像技術(shù)和生物力學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的產(chǎn)物，本質(zhì)是通過操控反饋設(shè)備、三維重建及人機交互，實時獲取手術(shù)臺上醫(yī)師對患者的診療行為，將其數(shù)字化，再投影，使用排演程序?qū)μ摂M人遙控開刀的動畫[27-30]。該數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床，韓曼曼等[31]對骨折患者的足踝進(jìn)行三維重建，將處理后的三維模型導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，進(jìn)行模擬手術(shù)，幫助醫(yī)生選擇手術(shù)入路和接骨板的種類、位置及方向，效果良好。楊波等[32]采用南方醫(yī)科大學(xué)虛擬人數(shù)據(jù)集，完成腰4～5錐體及周圍結(jié)構(gòu)的三維重建及可視化研究，結(jié)果顯示，數(shù)字化虛擬腰椎可真實地顯示腰椎及其周圍組織的重要結(jié)構(gòu)，為腰椎解剖學(xué)、個性化診療規(guī)劃提供了形態(tài)學(xué)依據(jù)。同時不斷地有研究證明虛擬技術(shù)學(xué)習(xí)及培養(yǎng)的技能可以高質(zhì)量的應(yīng)用在救治患者當(dāng)中[33]。Vaughan等[34]開發(fā)了包含各種體重指數(shù)（body mass index，BMI）組織層厚度的患者特異性體型圖形模型，特定患者的建模是通過模擬器來演示的，其中包括定制制造植入體組件以適應(yīng)個別患者的能力。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也逐漸引入醫(yī)學(xué)骨科理論教學(xué)課堂中，Ammanuel等[35]通過建立虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立三維模塊應(yīng)用于骨科放射影像教學(xué)中，增加了教育的用戶交互性，表明對三維空間解剖結(jié)構(gòu)的直觀理解，增強了醫(yī)學(xué)生、住院醫(yī)生和患者的學(xué)習(xí)體驗。Wang等[36]研究表明，骨科教學(xué)課堂中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)有潛力提高臨床知識以及正確管理骨科患者。同時，蒙德鵬等[37]通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在骨科臨床帶教中的作用進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)較單純傳統(tǒng)教學(xué)方法效果更佳。以上研究均證明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用極大地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)教育的高效革新，可做到無阻礙、任意角度的觀摩和實踐學(xué)習(xí)。

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（收稿日期：2020-02-19）