结合三维动画的手术视频联合PBL教学法在外科教学中的应用

王 敏，陈桂明，刘 玮

(上海交通大学附属第一人民医院，上海 200080)

PBL(Problem-Based Learning)是以问题为基础、学生为主体、教师为导向的小组讨论式教学方法[1]。这一教学模式目前已有37个国家60多所院校采用这种方法[2-3]。外科PBL课目前的教案主要以文字叙述为主，配以少量的图片。然而，外科教学中形态和实践所占的比例非常大，死板的文字和平面的图谱难以给人以身临其境的感觉，对于初学者来说更是一个巨大的学习障碍。因而，本研究拟将外科手术视频重新剪辑组合并结合形象的三维动画影像，整合到以手术为核心的临床PBL教案中，替代原来用文字和图片表述的“手术所见，手术结果”等内容，通过在我校临床医学本科四、五年级的外科PBL教学中尝试性使用，探索该教学方法的实际效果。

一、对象与方法

(一) 研究对象。

本次研究实施的对象是在我院学习的上海交通大学医学院2012，2013级临床医学专业本科生共计54人，采用实验对照的方法，将54名学生随机分为实验组与对照组。

(二) 教学方法。

采用PBL教学法授课以6人为一组，设实验组和对照组各两组，实验组使用该种引入了三维动画结合手术视频资料的教案；对照组使用传统的单纯文字图片教案，教案内容一致。授课方式与传统的PBL教学法类似，分三次课，时间安排分别为2课时、3课时、1课时。视频内容放在课时较长的第二次课上，视频播放穿插于教案设置的场景中，课后发放调查问卷并及时回收。

本研究使用的PBL案例分别是上消化道穿孔和肝脏肿瘤的案例，案例中涉及的部分三维动画和手术视频内容课堂上通过投影以视频播放的方式呈现。研究实施的步骤如下：(1)收集手术视频资料，通过视频剪辑，三维动画制作，形成适合在PBL课上使用的视频片段；(2)编写相应的PBL教案，以视频替代原来用文字表述的“手术所见，手术结果”等内容，并针对视频内容设计问题与讨论点；(3)进行试讲，发现问题并进行修改，并在正式上课前进行集体备课。(4)实验组使用该种结合三维动画的手术视频教案上课，对照组使用无手术视频但内容相同的传统教案上课；(5)通过课后对实验组学生发放调查问卷，外科学考试成绩及外科临床实习反馈意见综合分析评价该方案的实际效果。

(三) 统计方法。

数据统计使用SPSS 20.0(Mac版)，考试成绩以均数±标准差的形式表示，统计学方法包括方差分析和T检验。以P<0.05作为有统计学意义。

二、结 果

在我院学习的上海交通大学医学院2012，2013级临床医学专业本科生共计54人，2012级18人纳入实验组，12人纳入对照组，2013级12人纳入实验组，12人纳入对照组。实验组共计30人，其中男生13人，女生17人；对照组共计24人，其中男生10人，女生14人。

外科期末考试试卷中与本次PBL教学内容相关的考题所占分数，2012级考卷共计占14分，实验组平均分为(12.34±2.11)分，对照组平均分为(10.12±2.37)分，两组间有统计学意义；2013级考卷共计12分，实验组平均分为(11.12±1.99)分，对照组平均分为(9.45±2.21)分，两组间有统计学差异(见表1)。

表1 外科学期末考试成绩分析分)

外科临床实习成绩我院以A、B、C、D等表示，A等为优秀，B等为良好，C等为及格，D等为不及格。2012级学生实验组中14人为A等，4人为B等，优秀率为77.78%，对照组中8人为A等，4人为B等，优秀率为66.67%；2013级学生实验组中9人为A等，3人为B等，优秀率为75%，对照组中7人为A等，5人为B等，优秀率为58.33%。实验组的优秀率均高于对照组，但组间对比无统计学差异(见表2)。

表2 外科临床实习情况分析(n)

调查问卷主要针对实验组学生发放，该组学生之前也上过使用传统教案的PBL教学法，问卷主要针对改进后的效果设计。实验组共计30人，1人因最后一堂课生病请假，共回收调查问卷29份，1份问卷因未按照要求填写被剔除，最后获得有效问卷共计28份，调查问卷统计结果如下所示(见表3)。

表3 实验组课后调查问卷统计结果

三、讨 论

经典的PBL是一种有着自己独特的教学组织形式、教学过程和教学方法，是一种综合的课程形式[4]。PBL不同于一般的教学方法，与课程设计有密切的关系，只有遵照其本身独特的课程设计策略，才会体现其积极的意义和价值[5]。外科学的教学中形态和实践所占的比例非常大，这就决定了外科学的PBL教学也具备了不同于其他二级学科PBL教学的特点。之前，外科PBL课的教案与其他学科PBL的教案类似，主要以文字叙述为主，配以少量的图片。外科PBL教案中涉及到手术、解剖等方面的内容，比例非常高。如何能将这部分内容有效体现，一直是教学中的难点。之前有将手术视频片段插入到教案中的尝试，但结果发现由于授课的对象是缺乏临床基础的医学生，即使是简单的手术视频也不易接受。因而萌发了将手术视频结合三维动画的方式，这种方式一方面可以将手术情况，脏器解剖等信息直观全面呈现，提供的信息量上大大超越以往文字、图片的形式；另一方面，有了三维动画配合的手术视频，对初学者来说，有简单、易懂等优点，十分适合PBL课的教学对象。另外，考虑到我校外科PBL教学法授课对象此时的学习背景是刚结束基础科目的学习，PBL课是伴随着临床理论课而开设的。因而，在他们对临床实践充满好奇感的时候，穿插一些与理论学习相关的多媒体资料在教学中，会激发他们的学习兴趣，对今后的学习产生正面作用[6]。

研究结果显示所有的学生都希望在今后的外科PBL教学中延续这种创新。并且学生们也对该方法在教学中各方面起到的作用给予了肯定。更令人欣慰的是，采用这种方式后，学生的理论和实践成绩也获得了提高。当然，成绩的提高是多方面因素的综合结果，但应该说该种教学方法上的改进也是推动因素之一。

该种方法的主要难点在于视频和动画的制作，以及与之相适应的PBL教案的撰写，这需要教学工作者在前期投入大量的工作。手术类型的选择上应根据教学大纲的要求，选取简单的，常见的手术，动画制作上也应考虑到如何传达手术过程中初学者较难理解的部分及教学者想要突出的部分。同时，PBL教案与视频的配合应该是自然衔接，相辅相成，切忌生拉硬拽，为加视频而加视频。另外，制作完成的视频动画不仅可以用在PBL教学中，也可以在理论教学，实习带教中使用。

这种方式不仅可以在外科学中使用，在同样拥有手术操作的妇产科学，眼科学，耳鼻喉科学中也有其应用的价值，可以推广。希望这种结合三维动画的手术视频联合PBL教学法在外科教学中应用的方法，能够激发学生的学习兴趣，提高学习效率，提升学生的综合能力，最终对他们今后的临床实习、技能培训、择业等起到有效的促进作用。