基于3D打印技术的护理学课程设计探索

王 群 ，秦殿菊 ，徐 静 *

（1.承德石油高等专科学校，河北 承德 067000；2.承德医学院护理学院，河北 承德 067000）

科学技术的发展对教学方式以及手段产生了深远影响。医学领域有其独特性，临床疾病种类繁多，发病机制复杂，同一种症状会出现在不同疾病中，而同一种疾病也会表现出不同的症状，这就对护理人员开展个性化护理提出了挑战。护理专业学生学习难度增加，因此需重视教学方法的改进。在传统医学教学模式中融入现代信息技术，可以使学生对知识的学习更加直观[1-2]。近年来，3D打印技术发展迅速，具有精度高、构建速度快、个性化等优势，被应用于工业、医疗、建筑、教育、服装等众多领域[3-4]，其中在临床医学领域也得到了探索性应用[5-7]。但如何在护理学课程设计中融入3D打印技术，推动护理教学方式方法的创新鲜有研究。本文基于3D打印技术，围绕护理学理论课、实验课、临床实习等进行课程设计。

1 3D打印教学素材的优势

1.1 构建特殊疾病状态下的内脏结构

3D打印模型具有精度高、可触摸、可复制、可缩放等优点，能打印不同疾病状态下、不同年龄及发展水平的解剖学模型[8-10]。3D打印模型在很大程度上弥补了传统影像学不能直观立体地显示内脏畸形病变的缺陷，可真实反映疾病的表现，进一步帮助学生理解疾病发生机制、症状、体征、诊断及治疗原则等。

1.2 提高医患沟通效果

医患沟通过程中借助3D打印的病理素材，可以使护理人员更贴切地向病人讲述病情，在康复治疗过程中向病人讲解或对术前病人及其家属进行手术介绍，更好地消除病人及其家属的紧张感[11-13]。

1.3 提升技能训练效果

相较于传统模型3D打印模型种类更加丰富，仿真程度更高。制作高仿真技能操作模型供学生训练，更容易让学生掌握操作要点，体会技能操作的感觉，提高学习主动性[14-15]。

1.4 促进产学研的融合发展

以产带研、以研促产，医学领域教学素材库建设可以为3D打印企业带来一定的收益，同时医学理论以及临床信息数据对企业相关产品的开发以及升级换代提供支持。

2 3D打印技术在护理学课程设计中的应用

护理学课程包括理论课、实验课、临床实习。3D打印教学素材的直观带动性可以直接影响学生对知识和技能的掌握程度。本研究设计中，3D打印模型在理论课、实验课以及临床实习中的应用方式和作用存在差异性：在理论课中的主要作用是帮助学生建立层次较为明确、知识较为系统的整体知识架构；在实验课中的主要作用是让学生更容易掌握操作要点，进而验证课堂所学内容，更加直观地理解所学知识；在临床实习中的主要作用是借助3D打印模型进行病情介绍、健康教育等，提高医患沟通效果。3D打印技术在护理学课程中的具体应用见图1。

图1 3D打印技术在护理学课程中的具体应用

2.1 3D打印技术在护理学理论课中的应用

理论教学是学生了解护理领域相关知识的必要环节，理论课设计合理，不仅能使教师有效传授知识、引导学生的学习方向、激发学生的学习兴趣，还可以培养与锻炼学生的学习思维。真实人体标本模型数量不足，并且对于医学生来说视觉以及心理冲击较大，很可能会影响后续学习。而3D打印模型不仅具有直观性及视觉享受性，还可以使学生更加系统地从解剖、病理方面理解疾病的发生，进而了解采取相关护理措施的直接原因。此外，高仿真的3D打印模型还可以更好地调动学生的学习积极性。只有充分调动学习积极性，才能给予学生有意义的学习体验，促进护理课程的内涵式发展，使其变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”[16-18]。以“慢性肺源性心脏病病人的护理”为例，传统教学以讲授为主，学生对该病的发生机制不能很好地理解，进而影响对疾病临床表现、诊断、治疗及护理等内容的有效把握。而3D打印模型高精度地仿制人体组织与器官，构建肺心病病人的肺脏、心脏结构，可真实反映疾病的表现，进一步帮助学生理解疾病发生机制、症状、体征等。在教学设计中首先通过传统讲授对学生进行描述，通过板书二维示意图引导学生展开想象，通过课堂提问与教师总结掌握学生的理解情况，再通过3D打印模型对学生进行系统讲解，让学生更加明确此类病人存在气体交换受损、体液过多等问题以及对其进行护理的重要意义。理论课设计见图2。

图2 基于3D打印技术的护理学理论课教学设计

2.2 3D打印技术在护理学实验课中的应用

实验课是学生对所学知识的验证环节，对学生专业认同度和临床实践影响很大。目前，多数院校实验室使用医学模拟人，虽然能够辅助学生练习护理操作，但是模拟人只是模拟人体的基本结构，仿真度不高，并不能反映不同病态下人体功能状况的变化。教师虽然对不同病情或术情下采取的护理措施进行了讲解，但是在实验课上学生往往需要通过想象结合模拟人对自身掌握的知识进行整合，并不能对具体疾病状态下采取的护理措施进行深入的认识，而这时3D打印模型就起到了关键作用。3D打印技术能够制作不同疾病状态下仿真程度更高的模型，能把无形的知识放在有形的模型中学习，保证学生知识保留率[19]，更容易让学生掌握操作要点，体会技能操作的感觉，提高学习主动性。以“经外周静脉穿刺中心静脉置管”操作为例，传统实验教学中，教师通过讲授让学生理解操作要点，但在这个过程中部分学生并不能很好地想象静脉走行、导管尖端放置至上腔静脉的下1/3处的意义。此时借助贵要静脉、头静脉、肘正中静脉、上腔静脉位置及走行的3D打印模型讲解静脉选择的方法、导管尖端位置，学生可以更加直观地理解相关操作原理。然后再结合3D打印模型进行操作练习，学生更容易掌握操作要点，增强自信，为学生顺利、高效完成今后的实际工作提供保障。实验课设计见图3。

图3 基于3D打印技术的护理学实验课教学设计

2.3 3D打印技术在护理学临床实习中的应用

实习是学生转变为临床护士的最后一个阶段，也是学生掌握护理学基本技能的重要环节。如果理论课和实验课是学生的基础学习阶段，那么临床实习就是实践探索环节，也是对学生所学知识和技能的检验阶段。学生进入临床实习，初次接触不同疾病的病人后难免会缺乏自信。因此，3D打印模型的第一个作用是在实习开始前，由临床带教教师向学生展示本科室典型疾病状态下病态人体组织结构。以呼吸系统疾病“慢性阻塞性肺疾病”为例，带教教师结合慢性阻塞性肺疾病病人3D打印模型，引导学生回顾发病机制、病理变化、不完全可逆的气流受限的原因、临床表现等内容，进而更深入地理解重点护理内容，切身体会病人身心变化特点及照护需求，强化对所学理论知识和操作技能的掌握，并能充分发挥主观能动性，有效促进学生在学习过程中认知、情感、技能的统一[20]，高质量完成护理工作。3D打印模型的另一个关键作用是提高医患沟通效果。实习学生可以为病人展示所患疾病相关的3D打印模型，更贴切地介绍病情、手术的方式方法、术后护理要点等，进行健康指导，减少或消除病人的疑虑。以“呼吸功能锻炼”指导为例，以往工作中，学生通过讲授让病人理解操作要点，但部分病人并不能很好地理解延长呼气时间的意义。此时借助慢性阻塞性肺疾病3D打印模型展示肺部过度充气的状态，进而讲解延长呼气时间的重要意义。3D打印模型结合医学知识介绍可以提升医患沟通效果，减少医患矛盾的发生，更好地保障医护人员有序工作。实习教学设计见图4。

图4 基于3D打印技术的临床实习教学设计

3 3D打印技术在护理学课程中应用的优势分析

传统讲授式教学为学生搭建了理论框架，而3D打印技术探索性地融入护理学课程，不仅可以发挥传统课程设计的优势，还可以充分展示科技发展对教学的推动作用。首先，3D打印技术能够激发学生的学习兴趣。学生对新技术充满好奇，在求知欲的带动下，可以直观了解所学内容，活跃课堂气氛。其次，3D打印技术的应用有利于学生构建知识体系。基于3D打印模型的护理学教学，能够使学生较为全面地了解疾病发生机制、临床表现、采取护理措施的原因，建立起更加完整的知识体系。再次，3D打印技术的应用能够有效提升医患沟通效果。借助3D打印模型为病人介绍病情、手术方式，进行健康指导，能够很大程度上提升医患沟通效果。最后，3D打印技术的应用能够深化产学研合作。随着电子信息技术的更新换代以及大数据的快速发展，医疗体系也在发生着变革，线上医疗平台资源多样，3D打印医学模型可以更好地服务线上医疗体系发展。而3D打印技术的发展也离不开医学领域数据的支撑，护理学理论课、实验课及临床实习中应用3D打印模型也扩大了该项技术在医学领域的应用，进一步推动相关技术的发展。