3D 打印模型結合角色扮演教學法在骨科臨床教學中的實踐效果

尹 欣，楊亞鋒，汪大偉，張子程，原艷麗，王華東

（解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部，北京 100048）

0 前言

3D 打印技術的主要原理是將計算機軟件建立的模型作為基礎，應用光固化（photocuring）[1]、分層實體構造（Laminated Object Manufacturing，LOM）[2]等新型應用技術，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，目前被應用于各個領域中，且在醫學中得到了廣泛應用。骨科作為一種專業化較為鮮明的學科，骨科醫生需要具有十分扎實的專業知識，臨床操作技能。但是在較短的時間內如何讓學生，真正掌握理論實踐結合能力，是目前亟待解決的問題。角色扮演法也是目前一種新應用的教學模式，通過調動學生參加教學活動，從而促進學習積極程度的提升[3]。針對上述背景，文章將著重分析3D打印模型結合角色扮演教學法，在骨科臨床教學中的效果。

1 資料和方法

1.1 基本數據

納入2017—2018 年度骨科學生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。對基本數據納入SPSS21.0 軟件校正，P＞0.05。

1.2 方法

對照組實施基礎帶教教學法，通過引導學生，自行收集病例，實施體檢和常態化檢查，且記錄X 線檢查，三維CT 和MRI 檢查，對患者的表現，影像學數據進行分析匯總。

觀察組實施3D 打印模型聯合角色扮演教學法：①骨科案例設計和選擇：依據骨科的理論知識以及技能教學要求，病例教案的設計應充分表現出骨科常見疾病，多發疾病以及骨畸形特征。其中關節、脊柱、骨髂和局部組織的解剖特征具有復雜性，學生理解難度較大，因此通過3D 打印模型進行演示：準備常見骨折位置的X 線片，因骨折的區域不同，因此應針對不同情況，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，應用打印軟件輸入CT 掃描得出的結果，結合具體情況，教師要求學生進行預習，根據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理論，記錄骨科操作教學的相關視頻，由臨床帶教教師，對骨科疾病的注意要點進行相應講解，操作流程，并根據模型演示讓學生更進一步了解骨科的知識和操作要點，學生進行分組后，分別扮演醫師、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。角色扮演法完成后，教師針對操作過程進行正確的全示范，最后由學生統一考核。

1.3 觀察指標

對所有學生進行統一考核，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。

記錄學生學習過程中存在的問題，操作考核階段的錯誤方式，發放調查問卷。調查內容包括：良惡性腫瘤鑒別方式、清創注意問題、骨折類型、體格檢查、手術方法、固定方式、術后體位選擇和擺放、復位方式和配合、病例采集和書寫。

記錄考核錯誤比：包含清創不徹底、無菌操作不強、?？撇轶w不細致、固定方式錯誤、復位技巧掌握不熟練、家屬患者的指導錯誤、病例采集不全面。

統計兩組學習狀態，包括學生的自學能力、協作狀態、獨立思考能力、解決問題的意義、語言表達形式和創新程度。

分析兩組學習效果、促進程度：包含課前預習、學科相關性、知識延伸、資料查詢、復習程度、知識理解。

應用批判性思維能力（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 統計學分析

120 名數據納入到本次研究中，以SPSS21.0 版本開展統計。兩組案例考核評分、學習狀態的記錄，以（均數±標準差）表達，執行T 檢驗；提出問題、錯誤發生情況，用百分比（%）的形式表達，執行卡方檢驗。P＜0.05 證實差異有統計學意義。

2 結果

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 對照組案例考核分數（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比分析，兩組比較差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組其余提出問題占比高于對照組，組間統計學意義形成（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錯誤上，兩組比較差異無統計學意義（P＞0.05）；而其他錯誤發生率上，觀察組均低于對照組，差異有統計學意義（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 學習狀態

表4：對創新能力分析，兩組比較不具有差異性（P＞0.05）；其余學習狀態評分中，觀察組高于對照組，經統計學計算，P＜0.05。

表4 觀察組vs 對照組學習狀態（n=60，分）

2.5 學習效果及促進程度

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

2.6 評判思維能力

表6：在進行教學應用前，兩組的查詢真相，思想開放，能力分析，求知欲望，認知成熟程度和總分比較重，不具有統計學差異（P＞0.05）；經過教學后，觀察組的上述分值，相比于對照組更高，經統計學校正P＜0.05。

表6 觀察組vs 對照組評判思維能力結果（n=60，分）

3 討論

骨科是目前臨床醫學中，所將經歷的一門必修課程。常規教學中主要方式為教師講解，學生獲取知識的過程是完全被動的，且缺少實踐操作能力，阻礙了學生學習積極程度[4]。且骨科所涉及的部位相對復雜，因此僅僅應用語言，圖片和文字說明的方式，不能進一步達到十分良好的教學作用。當前在骨科臨床教學中，通過進行3D 模型打印的應用，能夠顯著提升學生的數據處理效果，病例分析效果，學習積極性，且進一步提升學生的思維能力，創新能力的提高。因剛進入到骨科學習的學生[5]，相對于解剖學的理念較為欠缺，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，從而提升醫學生學習能力，對疾病診斷的準確度，加深學生對解剖知識的理解深入[6]。

因學生對手術方法的熟悉程度，空間的想象能力，手術經驗等相對缺少理解，因此無法更進一步適應手術的節奏性[7]，因此通過3D 模型打印，進行手術設計創新，可更為直接的記錄到骨折的位置，從而有效的將理論內容和實踐聯合。另外學生也可以通過3D 模型打印確定手術形式，模擬化手術操作，擇取作為科學的手術入路以及植入物。通過不斷的模擬手術操作獲取最佳手術經驗，從而在實踐中更加了解[8-9]。且在模擬手術階段，能夠隨時隨地向學生講解手術的復雜程度以及關鍵技術要點，從而讓學生更為全面的記錄全部手術過程。

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

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

在表3 結果分析：在對家屬以及患者的指導錯誤上，差異無統計學意義（P＞0.05）；對錯誤發生率的分析，觀察組均低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），同時本文數據結果證實：評判思維能力分析中：教學前，兩組各因子分值比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；教學后，觀察組上述評分高于對照組，P＜0.05。說明3D 打印模型聯合角色扮演教學法，能夠顯著降低學生在實踐階段犯下的錯誤，提升實際性的操作準確度[14]。常規教學法中，更強調將帶教教師作為核心，遵照教師示范，學生一一模仿，在這一方法應用前，帶教教師無法更為清楚的記錄學生的問題，和操作中容易發生的失誤，所以無法開展針對性的問題解決。而聯合教學法應用后，更強調將學習設定到負責性以及意義性的問題情境中，通過角色的扮演，調動學生積極性[15]。

綜合以上結論，骨科作為一門實踐性強，理論難點多的學科，病癥類型以及解剖知識均具有復雜性特征，所以實踐要求相對較高，所以在骨科教學中，應用3D 打印模型聯合角色扮演法，對提升教學質量和提升創新能力具有十分重要的意義。