3D 打印模型結(jié)合角色扮演教學(xué)法在骨科臨床教學(xué)中的實踐效果

尹 欣，楊亞鋒，汪大偉，張子程，原艷麗，王華東

（解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心骨科醫(yī)學(xué)部，北京 100048）

0 前言

3D 打印技術(shù)的主要原理是將計算機軟件建立的模型作為基礎(chǔ)，應(yīng)用光固化（photocuring）[1]、分層實體構(gòu)造（Laminated Object Manufacturing，LOM）[2]等新型應(yīng)用技術(shù)，主要是通過金屬的粉末狀，塑料等能夠黏合的材料，以分層打印的形式，建立物體的3D模型。3D 打印模型作為一種，較為新型的成型和制造方式，目前被應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，且在醫(yī)學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。骨科作為一種專業(yè)化較為鮮明的學(xué)科，骨科醫(yī)生需要具有十分扎實的專業(yè)知識，臨床操作技能。但是在較短的時間內(nèi)如何讓學(xué)生，真正掌握理論實踐結(jié)合能力，是目前亟待解決的問題。角色扮演法也是目前一種新應(yīng)用的教學(xué)模式，通過調(diào)動學(xué)生參加教學(xué)活動，從而促進學(xué)習(xí)積極程度的提升[3]。針對上述背景，文章將著重分析3D打印模型結(jié)合角色扮演教學(xué)法，在骨科臨床教學(xué)中的效果。

1 資料和方法

1.1 基本數(shù)據(jù)

納入2017—2018 年度骨科學(xué)生120 名，以抽簽法的形式均分為觀察組和對照組，每組60 名。觀察組：年齡20～24 歲，平均（22.37±0.74）歲，男性32 名，女性28 名；對照組：年齡21～25 歲，平均（22.40±0.71）歲，男性35 名，女性25 名。對基本數(shù)據(jù)納入SPSS21.0 軟件校正，P＞0.05。

1.2 方法

對照組實施基礎(chǔ)帶教教學(xué)法，通過引導(dǎo)學(xué)生，自行收集病例，實施體檢和常態(tài)化檢查，且記錄X 線檢查，三維CT 和MRI 檢查，對患者的表現(xiàn)，影像學(xué)數(shù)據(jù)進行分析匯總。

觀察組實施3D 打印模型聯(lián)合角色扮演教學(xué)法：①骨科案例設(shè)計和選擇：依據(jù)骨科的理論知識以及技能教學(xué)要求，病例教案的設(shè)計應(yīng)充分表現(xiàn)出骨科常見疾病，多發(fā)疾病以及骨畸形特征。其中關(guān)節(jié)、脊柱、骨髂和局部組織的解剖特征具有復(fù)雜性，學(xué)生理解難度較大，因此通過3D 打印模型進行演示：準(zhǔn)備常見骨折位置的X 線片，因骨折的區(qū)域不同，因此應(yīng)針對不同情況，適時建立薄層CT 掃描三維重建，將掃描完成后的模型保存后，放置硬盤中；打印3D 模型，應(yīng)用打印軟件輸入CT 掃描得出的結(jié)果，結(jié)合具體情況，教師要求學(xué)生進行預(yù)習(xí)，根據(jù)3D 打印的模型進行討論分析。②以多媒體形式展示骨科疾病的相關(guān)理論，記錄骨科操作教學(xué)的相關(guān)視頻，由臨床帶教教師，對骨科疾病的注意要點進行相應(yīng)講解，操作流程，并根據(jù)模型演示讓學(xué)生更進一步了解骨科的知識和操作要點，學(xué)生進行分組后，分別扮演醫(yī)師、護理人員和患者，通過角色的交流，模擬病例收集過程，教師在一旁糾正指導(dǎo)。角色扮演法完成后，教師針對操作過程進行正確的全示范，最后由學(xué)生統(tǒng)一考核。

1.3 觀察指標(biāo)

對所有學(xué)生進行統(tǒng)一考核，每一項評分總分為10 分。分別包含病情記錄、體征檢查、主要特征、診斷原則、治療依據(jù)。

記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，操作考核階段的錯誤方式，發(fā)放調(diào)查問卷。調(diào)查內(nèi)容包括：良惡性腫瘤鑒別方式、清創(chuàng)注意問題、骨折類型、體格檢查、手術(shù)方法、固定方式、術(shù)后體位選擇和擺放、復(fù)位方式和配合、病例采集和書寫。

記錄考核錯誤比：包含清創(chuàng)不徹底、無菌操作不強、?？撇轶w不細(xì)致、固定方式錯誤、復(fù)位技巧掌握不熟練、家屬患者的指導(dǎo)錯誤、病例采集不全面。

統(tǒng)計兩組學(xué)習(xí)狀態(tài)，包括學(xué)生的自學(xué)能力、協(xié)作狀態(tài)、獨立思考能力、解決問題的意義、語言表達形式和創(chuàng)新程度。

分析兩組學(xué)習(xí)效果、促進程度：包含課前預(yù)習(xí)、學(xué)科相關(guān)性、知識延伸、資料查詢、復(fù)習(xí)程度、知識理解。

應(yīng)用批判性思維能力（中文版）測量表（CTDI-CV），記錄成績，分別包含查詢真相，思想開放，能力分析，求知欲望，認(rèn)知成熟程度。一項條目的回答共計包括十分贊同—不贊同六個等級。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

120 名數(shù)據(jù)納入到本次研究中，以SPSS21.0 版本開展統(tǒng)計。兩組案例考核評分、學(xué)習(xí)狀態(tài)的記錄，以（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）表達，執(zhí)行T 檢驗；提出問題、錯誤發(fā)生情況，用百分比（%）的形式表達，執(zhí)行卡方檢驗。P＜0.05 證實差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 案例考核評分

觀察組案例考核的各項成績評分，高于對照組，兩組形成差異性（P＜0.05），見表1。

表1 觀察組vs 對照組案例考核分?jǐn)?shù)（n=60，分）

2.2 提出問題情況

表2：在病例采集和書寫提出的人數(shù)比分析，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；觀察組其余提出問題占比高于對照組，組間統(tǒng)計學(xué)意義形成（P＜0.05）。

表2 觀察組vs 對照組提出問題占比（n=60，%）

2.3 考核錯誤比分析

在對家屬以及患者的指導(dǎo)錯誤上，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；而其他錯誤發(fā)生率上，觀察組均低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），詳情見表3。

表3 觀察組vs 對照組考核錯誤比（n=60，%）

2.4 學(xué)習(xí)狀態(tài)

表4：對創(chuàng)新能力分析，兩組比較不具有差異性（P＞0.05）；其余學(xué)習(xí)狀態(tài)評分中，觀察組高于對照組，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)計算，P＜0.05。

表4 觀察組vs 對照組學(xué)習(xí)狀態(tài)（n=60，分）

2.5 學(xué)習(xí)效果及促進程度

由表5 證實：觀察組各項學(xué)習(xí)效果和促進性，顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

2.6 評判思維能力

表6：在進行教學(xué)應(yīng)用前，兩組的查詢真相，思想開放，能力分析，求知欲望，認(rèn)知成熟程度和總分比較重，不具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）；經(jīng)過教學(xué)后，觀察組的上述分值，相比于對照組更高，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)校正P＜0.05。

表6 觀察組vs 對照組評判思維能力結(jié)果（n=60，分）

3 討論

骨科是目前臨床醫(yī)學(xué)中，所將經(jīng)歷的一門必修課程。常規(guī)教學(xué)中主要方式為教師講解，學(xué)生獲取知識的過程是完全被動的，且缺少實踐操作能力，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)積極程度[4]。且骨科所涉及的部位相對復(fù)雜，因此僅僅應(yīng)用語言，圖片和文字說明的方式，不能進一步達到十分良好的教學(xué)作用。當(dāng)前在骨科臨床教學(xué)中，通過進行3D 模型打印的應(yīng)用，能夠顯著提升學(xué)生的數(shù)據(jù)處理效果，病例分析效果，學(xué)習(xí)積極性，且進一步提升學(xué)生的思維能力，創(chuàng)新能力的提高。因剛進入到骨科學(xué)習(xí)的學(xué)生[5]，相對于解剖學(xué)的理念較為欠缺，通過3D 模型打印骨折模型，可以以最為仿真的模型了解骨折的情況，從而提升醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，對疾病診斷的準(zhǔn)確度，加深學(xué)生對解剖知識的理解深入[6]。

因?qū)W生對手術(shù)方法的熟悉程度，空間的想象能力，手術(shù)經(jīng)驗等相對缺少理解，因此無法更進一步適應(yīng)手術(shù)的節(jié)奏性[7]，因此通過3D 模型打印，進行手術(shù)設(shè)計創(chuàng)新，可更為直接的記錄到骨折的位置，從而有效的將理論內(nèi)容和實踐聯(lián)合。另外學(xué)生也可以通過3D 模型打印確定手術(shù)形式，模擬化手術(shù)操作，擇取作為科學(xué)的手術(shù)入路以及植入物。通過不斷的模擬手術(shù)操作獲取最佳手術(shù)經(jīng)驗，從而在實踐中更加了解[8-9]。且在模擬手術(shù)階段，能夠隨時隨地向?qū)W生講解手術(shù)的復(fù)雜程度以及關(guān)鍵技術(shù)要點，從而讓學(xué)生更為全面的記錄全部手術(shù)過程。

通過本文結(jié)果分析：對案例考核的成績進行統(tǒng)計，觀察組相比于對照組更高，組間形成差異性（P＜0.05）；由這一結(jié)果分析，3D 模型打印聯(lián)合角色扮演法，能夠進一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)習(xí)能力的提高，同時增強專業(yè)知識的了解[10]，常規(guī)教學(xué)模式多以教師為核心，采用灌輸式的形式，因此臨床教學(xué)中較為被動，無法根據(jù)實際情況提出具體問題。而3D 模型打印聯(lián)合角色扮演法目的是在于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，由學(xué)生將問題提出后，以角色扮演法進行小組的討論解答，在這一自主學(xué)習(xí)的階段，盡最大程度提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[11]。

另外從本文結(jié)果2 證實：在病例采集和書寫提出的人數(shù)比分析，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；觀察組其余提出問題占比高于對照組（P＜0.05），這一結(jié)果說明聯(lián)合教學(xué)模式，能夠充分的提升學(xué)生對學(xué)習(xí)的積極程度，從而提出更具有價值的內(nèi)容，達到更高效的學(xué)習(xí)目的[12]。常規(guī)帶教方式中教師在較為主動的地位，學(xué)生通過被動式的接受程度，無法開展自身的獨立性思考，也無法有助于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。通過聯(lián)合教學(xué)法，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，從而提出針對性和實際性的問題，逐一解答[13]。

在表3 結(jié)果分析：在對家屬以及患者的指導(dǎo)錯誤上，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；對錯誤發(fā)生率的分析，觀察組均低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），同時本文數(shù)據(jù)結(jié)果證實：評判思維能力分析中：教學(xué)前，兩組各因子分值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；教學(xué)后，觀察組上述評分高于對照組，P＜0.05。說明3D 打印模型聯(lián)合角色扮演教學(xué)法，能夠顯著降低學(xué)生在實踐階段犯下的錯誤，提升實際性的操作準(zhǔn)確度[14]。常規(guī)教學(xué)法中，更強調(diào)將帶教教師作為核心，遵照教師示范，學(xué)生一一模仿，在這一方法應(yīng)用前，帶教教師無法更為清楚的記錄學(xué)生的問題，和操作中容易發(fā)生的失誤，所以無法開展針對性的問題解決。而聯(lián)合教學(xué)法應(yīng)用后，更強調(diào)將學(xué)習(xí)設(shè)定到負(fù)責(zé)性以及意義性的問題情境中，通過角色的扮演，調(diào)動學(xué)生積極性[15]。

綜合以上結(jié)論，骨科作為一門實踐性強，理論難點多的學(xué)科，病癥類型以及解剖知識均具有復(fù)雜性特征，所以實踐要求相對較高，所以在骨科教學(xué)中，應(yīng)用3D 打印模型聯(lián)合角色扮演法，對提升教學(xué)質(zhì)量和提升創(chuàng)新能力具有十分重要的意義。