趙 雄 張 豐 王新力 孟 冰

1.空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科，陜西西安 710032；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，陜西西安 710032

脊柱畸形是常見的脊柱疾病之一，是指脊柱在冠 狀面、矢狀面及軸位偏離正常位置，臨床上主要表現(xiàn)為側(cè)、后、前凸及旋轉(zhuǎn)等多種復(fù)雜畸形，所涉及的解剖結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜[1]。目前脊柱畸形包括的種類有先天性脊柱畸形、特發(fā)性脊柱側(cè)彎、脊柱后凸畸形、成人脊柱退變側(cè)彎等。本科學(xué)生在臨床實習(xí)之前，雖然已經(jīng)掌握了脊柱解剖知識，但對于這種脊柱三維畸形，理解還是比較困難的。如何才能提高學(xué)生對脊柱畸形的認(rèn)識和理解是臨床教學(xué)中需要解決的重要問題。目前，臨床教學(xué)過程中常用的教學(xué)方法包括基于問題的教學(xué)（problem based learning，PBL），其是 以學(xué)生為中心，由教師提出臨床問題，學(xué)生通過小組討論等方式學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方式比較，這種教學(xué)方式有一定優(yōu)勢[2-3]?；诓“傅慕虒W(xué)（case based learning，CBL）是在教學(xué)過程中引入新鮮案例，通過案例講解，穿插相關(guān)知識和技能，使學(xué)生掌握相關(guān)知識與技能[4-5]。隨著數(shù)字化技術(shù)的迅速發(fā)展，3D 打印技術(shù)制備骨科模型在骨科領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用[6-7]，可以直觀地顯示復(fù)雜脊柱畸形的解剖形態(tài)，還可以為確定手術(shù)方案提供一定參考。本研究將3D 打印脊柱模型與CBL、PBL 兩種教學(xué)方法結(jié)合，以期為臨床教學(xué)提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2020 年8 月至2021 年4 月在空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院（以下簡稱“我院”）實習(xí)的60 名學(xué)生為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①空軍軍醫(yī)大學(xué)2016 級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)5 年制本科實習(xí)學(xué)生（大學(xué)第五年）；②完成了所有醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與臨床相關(guān)課程；③各科成績超過及格線；④自愿參加。排除標(biāo)準(zhǔn)：①英語六級考試成績低于分?jǐn)?shù)線。應(yīng)用隨機數(shù)字表法將其分為觀察組與對照組，每組30 名。觀察組采用3D 打印模型輔助CBL 與PBL 教學(xué)模式，對照組采用CBL 與PBL 教學(xué)模式。兩組采用的教學(xué)患者相同，授課時間相同，由教學(xué)經(jīng)驗豐富的同一位教師授課。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05），具有可比性。見表1。

表1 兩組一般資料比較

1.2 3D 打印脊柱模型制作

獲取用于教學(xué)的患者的脊柱薄層CT 數(shù)據(jù)資料，由我院骨科3D 數(shù)字打印技術(shù)中心相關(guān)人員完成數(shù)據(jù)處理，在計算機的精確控制下通過材料堆積，打印出與患者脊柱同等尺寸的3D 模型。見圖1。

圖1 脊柱畸形患者3D 打印模型

1.3 教學(xué)方法

對照組采用PBL 與CBL 教學(xué)模式，具體方法是帶教老師提前準(zhǔn)備典型患者，根據(jù)該患者提出相應(yīng)的問題，包括“脊柱畸形的分類？”“如何對脊柱畸形患者查體？”“脊柱畸形治療原則以及手術(shù)方式有哪些？”。提前3 d 將該患者的一般資料及提出的問題發(fā)給學(xué)生，學(xué)生可以通過查閱文獻、書籍、詢問病史等途徑找到這些問題的答案。教學(xué)查房時，教師指定實習(xí)小組里的一名學(xué)生進行問診、查體、閱讀影像學(xué)資料并進行匯報，教師必要時進行指導(dǎo)及操作演示。之后，組織學(xué)生分組針對該患者展開充分討論，分析患者影像學(xué)資料，明確診斷，制訂手術(shù)方案。最后，老師對教學(xué)查房過程中存在的問題予以糾正，對該患者進一步分析與總結(jié)，通過教學(xué)讓學(xué)生建立正確的臨床思維方式。觀察組則在對照組的基礎(chǔ)上增加3D 打印骨骼模型，學(xué)生通過仔細(xì)觀察3D 模型，思考畸形特點，根據(jù)該3D 模型分析討論手術(shù)入路選擇、具體置釘矯形操作方法及術(shù)中術(shù)后需要注意事項等，帶教老師予以點評，并利用模型向?qū)W生講解畸形的特點及具體手術(shù)過程。

1.4 教學(xué)效果評價

由帶教老師對兩組學(xué)生進行出科考試，其中臨床專業(yè)考試的主要內(nèi)容是脊柱畸形理論知識與臨床技能（總分均為100 分），記錄兩組考試成績。按照不記名問卷調(diào)查方式對兩組學(xué)習(xí)興趣、理解能力、內(nèi)容掌握、滿意度進行評價，每項總分5 分。評分標(biāo)準(zhǔn)：不滿意1 分，不太滿意2 分，一般滿意3 分，比較滿意4 分，非常滿意5 分，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)過程中的實際情況進行評分[8-9]。問卷的Cronbach’s α=0.64。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0 對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，比較采用t 檢驗；計數(shù)資料采用例數(shù)表示，比較采用χ2檢驗。以P ＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組考試成績比較

觀察組理論知識、臨床技能成績均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。見表2。

表2 兩組考試成績比較（分，）

表2 兩組考試成績比較（分，）

2.2 兩組主觀效果評價比較

觀察組學(xué)習(xí)興趣、理解能力、內(nèi)容掌握、滿意度評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。見表3。

表3 兩組主觀效果評價比較（分，）

表3 兩組主觀效果評價比較（分，）

3 討論

PBL 是一種基于問題的教學(xué)方法，這種方法是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提前向?qū)W生提出問題，學(xué)生通過查閱圖書、文獻資料等尋找答案，這一過程可以鍛煉學(xué)生查找資料尋找答案的能力及獨立思考問題能力[10]。之后，教師與學(xué)生共同探討分析，來解答學(xué)生的疑惑，完成授課過程。PBL 教學(xué)能夠幫助學(xué)生在解決問題的過程中，逐步掌握知識及技能。截至目前，全世界超過200 個醫(yī)學(xué)院已部分或完全實施了PBL 教學(xué)[11]。大量的研究表明，PBL 教學(xué)法可提高學(xué)生的信息管理能力和決斷能力，有助于提高臨床診斷技能和醫(yī)學(xué)生綜合能力[12-13]。但PBL 教學(xué)也存在某些不足，如果學(xué)生對某個疾病缺乏不夠的了解，就很難組織他們主動積極地討論[14]。脊柱畸形是一種3D 的形態(tài)學(xué)改變，這就需要具有3D 空間想象力，這也是當(dāng)前眾多本科學(xué)生所面臨的困難。教師純理論授課的話，學(xué)生可能對3D空間改變理解不夠，學(xué)習(xí)積極性下降。

CBL 教學(xué)是由哈佛大學(xué)Langdell 教授創(chuàng)立的，這是一種以臨床實際患者為基礎(chǔ)的小組討論式教學(xué)方法，在老師的指導(dǎo)下討論案例[15]。在這個過程中，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)到的知識來分析問題，并找到解決問題的最佳方案。通常情況下，臨床經(jīng)典患者往往被用作教學(xué)模板。通過對患者的理解，激活學(xué)生的基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生參與到臨床疾病的推理過程中，從而掌握如何詳細(xì)問病史、全面查體、規(guī)范制訂治療方案及如何進行鑒別診斷，為將來成為合格的臨床醫(yī)師打下基礎(chǔ)[16]。這一方法可以引導(dǎo)學(xué)生通過案例進行分析和思考，避免傳統(tǒng)的灌輸與填鴨式教學(xué)，提高學(xué)生的臨床綜合分析能力和解決問題的能力。但是CBL 教學(xué)也存在一定的缺陷，即一次只能討論一個案例，解釋最重要的知識點，對學(xué)生的基礎(chǔ)知識的掌握要求較高。

有研究表明，將PBL 與CBL 兩種教育模式相結(jié)合，可以相互取長補短，達到很好的教學(xué)效果[17-21]。其具有以下優(yōu)勢：①理論與實踐相結(jié)合，有助于學(xué)生在實踐中成長，加深對理論知識的理解，提高解決實際問題的能力，有利于臨床思維能力的培養(yǎng)；②有助于教師和學(xué)生之間的溝通，以問答的形式探索問題，拓展臨床思維的深度和廣度；③將主題討論與病案分析相結(jié)合，形成以問題為中心的教學(xué)模式，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，逐步加深對疾病發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)和手術(shù)方案的認(rèn)識和理解，進而提高分析和解決問題的能力[22-23]。通過改變教學(xué)形式，提高了學(xué)生的團隊合作意識和團結(jié)協(xié)作能力。然而，脊柱結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，大多數(shù)學(xué)生對脊柱畸形的認(rèn)識仍然是基于正常的脊柱解剖學(xué)。在這種聯(lián)合教學(xué)的模式下，仍然不能突破理論形式教學(xué)的瓶頸，學(xué)生不能直觀體驗脊柱畸形的真實特征，使教學(xué)效果不理想。

3D 打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，其通過逐層打印計算機模型生成的3D 數(shù)據(jù)信息，快速準(zhǔn)確地打印出模型實體[24-28]。多項研究表明[29-32]，采用3D 打印模型作為輔助教學(xué)工具，可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進其掌握基礎(chǔ)理論知識。研究結(jié)果表明，將3D 打印技術(shù)與CBL 教學(xué)模式相結(jié)合，可以向?qū)W生直觀地呈現(xiàn)脊柱畸形的特點。與傳統(tǒng)影像資料比較，3D打印模型不僅提高了學(xué)生對疾病本身的認(rèn)識，而且加深了學(xué)生對脊柱解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，提高了其在臨床中閱讀和分析影像資料的能力[33]。3D 骨骼模型還可以為學(xué)生演示手術(shù)過程和提供真實的手術(shù)場景，使學(xué)生更真實地了解骨科手術(shù)的細(xì)節(jié)，掌握相關(guān)知識點[34]。

在本研究中，3D 打印技術(shù)與PBL、CBL 教學(xué)融合在一起，將脊柱畸形患者的脊柱3D 打印模型直接展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生們通過對3D 打印模型的觀察，將抽象變具體，降低了對知識點的理解難度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提高臨床實踐能力，使學(xué)生能更好地理解脊柱畸形的解剖特點、畸形進展機制及手術(shù)矯形方案，進而提升臨床診治思維，該教學(xué)方法值得推廣應(yīng)用。