数字骨科结合PBL-CBL教学法在骨肿瘤临床带教中的应用

欧阳汉斌 康雅思 贺彬 张欣 邹其声 林文杰 钟环 陈海聪

骨科学作为一门与解剖形态学密切相关的临床学科，因其发病机制和致伤原因的不同有着相应的分类系统。这些分类随着骨科学的快速发展而进一步细化，覆盖范围不断拓宽，对临床医师的综合素质提出了更高要求[1]。其中，骨肿瘤疾病由于其发病部位复杂多样，要求学生对骨科解剖知识有较深的掌握，一直以来都是骨肿瘤临床教学的难点[2]。而刚步入临床的青年医师，在骨肿瘤这类亚专科领域的基础知识还比较欠缺，尤其是对于一些比较复杂的骨肿瘤疾病，其中的知识体系往往不易理解和把握[3]。然而，在骨肿瘤部分的临床带教中，既往传统的教学模式过于单一，师生互动不足，学生的积极性不高，很难达到预期的教学效果[4]。近年来，数字医学技术在临床医学教育领域上的已得到了广泛应用，使得能够利用其形态学呈现效果上的巨大优势[5]。而数字骨科在与基于临床案例学习的教学法（case-based learning，CBL）和以问题为基础的教学法（problem-based learning，PBL）两种教学法深度结合的基础上，可以产生更好的教学效果，有利于解决传统教学方法在骨肿瘤临床带教中的痛点问题[6]。文章旨在探讨基于数字骨科结合CBL 和PBL 教学法在提高骨肿瘤亚专业临床带教教学效果方面的应用价值和体会。

1 传统的骨肿瘤住培生临床教学模式

临床医师对临床多个专业的基础理论知识和实际操作能力的掌握是骨肿瘤的诊治要求，例如，解剖学、肿瘤学、诊断学、内外科学等。临床教学是医学教育中的重要一环，是培养合格学员的综合实践能力的重要手段。在传统的骨肿瘤临床教学过程中，以授课为基础的教学法（lecture-based learning，LBL）是一种常用的教学法，临床教学以教师为核心，授课过程过于单调，只注重知识量的传播，在临床教学中，课堂上教师与学生之间的互动较少，学生的积极性不高。同时，带教老师没有充分考虑到骨肿瘤教学内容的难度和教学效果，无法将基础知识、重点、难点、案例和问题等科学、合理地导入，将大量的知识灌输给学生，但难易程度把握不恰当，使学生对知识的掌握较差，学习效率不高，在临床实践中无法结合理论进行技能操作。LBL 教学法对基础理论知识的讲解有一定的积极意义，但在临床实践和规范化培训方面仍有一定的缺陷，无法做到理论与实践的交叉运用，不利于培养学生掌握相应医学基础理论和实际操作，医学理论基础与临床实践之间的联系不密切[7]。

2 数字骨科技术结合PBL-CBL 教学法在骨肿瘤住培临床教学中的应用背景

2.1 数字骨科技术

数字骨科技术是医学近年来逐渐兴起的一个领域，其有机结合骨科学与计算机软件技术，涉及到的学科包括人体解剖学、信息学、材料学、生物力学、电子学、立体几何学、机械工程学等领域[8]。数字骨科技术包含骨科有限元分析、三维重建、虚拟仿真技术、快速成型技术、逆向工程技术、计算机辅助设计与制造技术、计算机辅助骨科导航和机器人辅助技术等[9]。在骨科临床实践工作与教学中，对数字骨科技术的应用与研究是现阶段的热门话题。临床医生利用数字骨科技术为目前临床教学带来了独特、新颖的教学法，实现了从二维图片到三维立体化的全新转变，将更为生动、直观的解剖呈现在学生面前，给学生带来视觉冲击的同时激发学生的学习乐趣，帮助学生对疾病的诊治有更深一步的认识，大大拓宽了学生的知识面，有利于学生对科学研究的思考与能力的培养[10]。数字骨科技术的全新创新，将传统带教所带来的局限性大大缩小，促进骨科教学和临床实践更加数字化、立体化，对学生熟悉并掌握临床相关理论知识、增强临床实际操作能力并培养科研创新思维有积极作用。

2.2 PBL 教学法和CBL 教学法

PBL 是一种基于问题的教学法，也可以称为“讨论型”教学法[11]，着重于改变传统师生关系，强调以学生为课堂核心，教师科学引导学生参与到课堂教学和临床实践之中，在自主思考、相互探讨的基础上，共同分析、探究并解决相应的问题，进而促进学生自主学习和创新能力的发展[12]。而CBL 是基于个案的一种教学法，引导学生以启示性教学方法剖析、了解并解答问题，对临床典型案例进行独立思考、共同讨论，进而对知识掌握更加透彻，使其在学习并活用理论知识的同时，知识水平和综合实践能力同步提升。目前CBL 是一种应用范围非常广泛的教学法，可以在很多学科的教学中得到广泛的运用，例如疾病的临床表现，疾病的诊断以及疾病的护理[13]。在CBL 教学法下，通过数字化软件技术、3D 模型等手段，将相应的临床操作过程进行仿真，使学生能够在具体的环境中对典型病例进行分析和解决，在多元化学习过程中逐渐获得临床思维能力。另外此模式充分调动了学生的学习兴趣，增强了学生主动学习的积极性，同时也使得学生在理论知识的应用和临床实践技能的操作方面得到深化训练。PBL、CBL 教学法对传统 LBL 教学法而言，具有明显的优势，对学生综合能力的培养具有重要意义，可以适应当前医疗教学发展的特殊需要，使学生在理论教学的同时进行多元化的培训，在熟练掌握临床操作技能的基础上，对临床科研思维进行更深入培养，CBL 结合PBL 教学法在骨肿瘤临床教学中的应用可显著提升学生的临床综合素养。

2.3 数字骨科技术结合PBL-CBL 教学法

在骨肿瘤规范化教学中，数字骨科技术结合PBLCBL 教学法的运用，对教师和学生都提出了更高、更多元化的要求。在教师层次上，必须对相关骨肿瘤临床理论知识有全面的掌握，且具有非常丰富的临床工作经验，还要掌握数字骨科领域的相关理论知识和专业技术，此外，对课堂学习氛围的把控和良好的语言表达等能力也是必备的。在完全将病例资料和教学内容熟记于心后，通过数字骨科技术将病例的解剖部位直观、立体地展示出来，并且能够在适当的启发和引领下，让学生积极参与其中，在学习病例的基础上深入挖掘问题，深刻把握骨肿瘤的特点，结合数字化软件所呈现的直观立体图和病例的具体表现，充分交流、思考，在理论和实践课堂上把握自主权，使学生主动学习的意识不断强化，临床教学课程的效率也得到明显提高[14]。在学生层次上，学生需要拥有一定基础的计算机操作技术，对数字骨科软件有较深层次的理解；此外，在课前的准备除了预习基础理论知识外，还应对课堂的病例内容进行充分学习，在思考、分析的同时提出问题，并查阅相关资料，全面学习并掌握病例疾病的基础知识和前沿信息，以方便在课堂教学中进行深入交流，结合三维建模、临床带教实践和教师的深刻讲解，寻找问题的解决办法，在找寻答案的过程中锻炼临床实践和思维能力。将数字化骨科技术与PBL-CBL 教学法的有效结合，既能充分地利用其自身的优势，又能弥补LBL 在临床教学中的缺陷，使其在理论和实践上实现无缝对接，从而增强临床教学的效果。

3 数字骨科技术结合PBL-CBL 模式在骨肿瘤临床教学中的应用流程

3.1 临床教学课前

教师在开展骨肿瘤的教学之前应掌握教学目标和内容，以PBL-CBL 教学法为核心，合理选取有代表性的典型病案。通过线上和线下的方式，将患者数据的信息实时地传送给学生，使其能够更充分地了解病例信息并对疾病的理论知识熟悉、掌握后，在临床实践中更方便与患者进行详细交流，例如，仔细询问其症状、患病经过、既往基础病史等病情信息。将多方面病案信息整合在一起，利于学生更好地进行课前预习和准备，通过结合具体案例，引出问题的同时进行相关文献资料的查询，准备充分后在课堂进一步分析、探讨，以此层层递进，将病例的症状特点、诊断及治疗方案逐步剖析清楚，使学生富有参与感，促进其高效学习，提高主动学习的积极性。另外，在提前学习病案的过程中，可以让学生下载一些免费的数字化软件如Mimics三维重建软件、3D body 解剖学习软件等，让学生利用丰富的网络多媒体资源自行学习一些简单的数字化软件操作，使其对骨骼相关解剖的认识更加深刻，做好完善的课前准备[15]。

3.2 临床教学课中

教师根据PBL-CBL 教学法进行课前摸底，在掌握学生对病例相关资料的了解和病情熟悉程度后，根据病例的特点对学生安排难易程度中等、富有层次的相关问题，以分组的方法进行学习，并对每一小组的成员安排各自的学习任务，在组员共同合作的基础上汇合成员间的病例材料对病例进行讨论、分析，以理论有机联系临床实践，促进学生的潜能激发，在问题解决的同时迸发新的思路，提出更新颖的问题[7]。此外，在学生对简单数字化医学软件进行简单了解后，对常用的数字化软件进行现场演示，以促进他们在课堂上的自我练习和课外进一步温习。针对学员的实际情况，开设相应的教学软件学习课程，举办小型的学术交流会，为学生提供一个数字化骨科技术学术交流平台。让所有学生参与其中，在对医学疾病诊断和治疗的同时，利用数字化技术扩展研究思路，增强科研创新的水平。在展示主体的位置上，教师充分发挥自己的领导作用，诱导学生通过对数字软件的分析和思考来解决临床实际问题，教师通过对教学内容的阐述，以病例为中心，并结合骨科数码技术，使学生对骨肿瘤疾病的临床症状和治疗方案等有了更透彻的理解。

3.3 临床教学课后

在课堂结束后，带教老师适时应用自评、互评、师评等评价方法对临床教育进行综合评价，结合病案和问题，科学地安排理论和实践任务。充分利用课后时间，引导学生在进一步掌握疾病理论知识的同时学会应用数字化医学软件对骨科各类骨肿瘤疾病的典型案例进行影像加工处理，构建涵盖四肢、关节和脊柱的3D 病例数据库，用于骨肿瘤的临床教学应用。同时，带教教师结合自己的临床经历，编制相应的案例仿真剧本并预先安排好后续的课程内容，从而有效地提升了教学效率。引导学生从简单的数字软件操作开始，逐渐延伸至更加复杂的数字软件。在临床上，尤其是在骨科手术中遇到的某些复杂骨肿瘤疾病的解剖学知识点，让学员很难理解并掌握，针对此类有一定难度的病例，可以通过构建1∶1的3D 打印病例实物形态模型，以此作为经典PBL-CBL案例的教学材料元素，在降低教学成本的同时为学生提供真实可触摸的实物对象，帮助其对解剖知识的掌握。在教学结束后，采用“问卷星”电子问卷平台给学生发放问卷调查，问卷的调查内容主要围绕学生对教学方式的满意度、对教学内容的掌握程度、学习热情是否得到增强来展开。对参与教学的某班级60 名学生进行了问卷调查，回收率100%，问卷调查结果见图1。通过结果显示，绝大部分学生对此教学法给予了极高的认可，学生的学习热情高涨，对教学内容有较好的掌握，教学效果显著。在笔者既往的临床带教实践中，从课后学员反馈的结果来看，这一教学法可显著提升学生骨肿瘤相关临床诊疗认知水平、主动探索知识的兴趣和医工交叉科研思维等综合素质能力。

图1 某班级60 名学生教学效果问卷调查结果

综上所述，与传统“灌输式”和“放羊式”教学法相比，数字骨科技术结合PBL、CBL 教学法在骨肿瘤规范化教学中得以运用，这种多样化的教学方法使得数字化骨科技术在临床教育中的优势得以最大化。此教学法让学生不再局限于简单的传统教学，在能力发展、思维培养和临床问题的处理等方面开展多元化的临床实践，以达到理论和实践的结合，极大地提升了学生的学习热情，为学生的理论研究和临床实践创造了一个更为广泛的舞台，使临床综合教学能力达到质的飞跃。