3D打印技术结合PBL教学模式在妇科临床护理教学中的应用

3D打印技术结合PBL教学模式在妇科临床护理教学中的应用

崔艳  张小霞*通讯作者

内蒙古医科大学附属医院 妇科 010000

【摘要】目的：评估3D打印技术结合基于问题的学习（PBL教学）在妇科护理教学中的使用效果。方法：将122名在妇科护理实习生，随机分到3D打印组和传统组。3D打印教学模型结合PBL教学模式进行带教，传统组使用常规教学模型结合PBL教学模式进行带教，出科前，比较3D打印组与传统组学生的理论成绩、技能成绩和教学质量反馈。结果：两组学生在教学质量和技能成绩方面存在显著差异（P <0.05），理论成绩比较没有发现显著差异（P>0.05）。结论：3D 打印技术结合PBL教学能激发了学生临床实践的积极性，帮助学生实现知识、技能和实践的有机统一，为培养综合护理人才提供新思路。

【关键词】：3D打印技术，临床护理，妇科，问题式学习教学

[keywords] : 3D printing technology, clinical nursing, gynecology, PBL

三维（3D）打印技术，也称为快速成型或增材制造，是使用3D打印机将数字图像信息转换成实物模型的技术。3D打印技术作为当今世界的新兴科技，在临床教学中得到了广泛应用，既能实现对经典病例、罕见病例的高度复制，在手术技术探索中广泛使用；也能通过3D打印的方式构造出更接近人体组织器官的三维模型甚至是病理状态下的器官模型，作为技能培训、基本知识讲授中的演示模型[1-2]。然而，在护理教学中,单纯的使用3D打印技术或PBL教学法很难满足教学工作的需求，因此自2020年9月起，我们尝试将3D打印技术与PBL教学模式相结合，在选定的妇科典型病例中进行临床护理教学。

1.材料和方法

1.1研究对象

基线招募了124名符合纳入标准的学生，失访2例，失访率为1.61%。学生随机分为2组：3D打印组和传统组，每组66名学生。研究对象年龄在18岁至24岁之间，平均年龄为19.89±0.64岁。其中男性21人，女性101人。两组患者的年龄、性别、学历、入科成绩等人口社会学资料比较差异没有统计学意义（P>0.05）。

1.2研究方案

1.2.1  3D打印组 3D打印组采用3D打印教学模型结合PBL教学模式进行教学。

1.2.1.1 3D打印模型的设计

本研究使用3D打印模拟模型由研究者与妇科医生合作设计，以确保解剖精度。将手机摄像头拍摄的四个典型女性骨盆标本的图像对齐并转换为数字图像，通过Get3D网站并入数字模型，并提交至在线3D打印平台以获得3D打印模型。通过解剖注释和3D扫描评估3D数字打印模型相对于原始标本的保真度。

1.2.1.2 教学方法

第一周给所有护生进行60分钟的导尿术和心肺复苏的理论讲座，并播放导尿术和心肺复苏操作视频作为简短的教学演示，包括有关准备物品、操作步骤、注意事项、并发症等信息。每周允许学生使用3D打印模型练习30分钟。在学生练习过程中，指导老师对学生的操作给出指导和建议。

PBL干预是在第三周引入的。小组讨论的主题是根据教学大纲选择的，包括患者的主诉、体征和症状、护理诊断、护理措施和治疗方法。小组围绕案例讨论环节持续约30分钟，并在课后准备30分钟的汇报ppt。

第四周以小组为单位，汇报讨论结果，讨论结束后，所有学生使用3D打印模型完成案例中规定的技能操作考核。出科前完成理论考核。

1.2.2 传统组

传统组采取与3D打印组相同的PBL教学方法，教师根据真实病例设计护理案例，以多媒体向学生介绍护理案例，提出相关护理问题并协助他们进行小组讨论。操作培训时，采用传统女性心肺复苏模型和女性骨盆模型进行练习。

1.3教学成果评价

1.3.1理论知识考核

1.3.2心肺复苏操作考核、导尿术操作考核

1.3.3教学质量评价

采用自行设计的教学质量评价量表，问卷共6个条目，采用三级李克特量表评分，范围从 0“非常不满意”到 2“非常满意”，总分12分，分数越高，说明学生对教学方法的评价越高。

1.4统计分析方法

使用SPSS22.0 对研究数据进行统计描述和统计分析。学生的年龄、入学成绩、理论成绩、技能成绩等计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组比较应用独立样本t检验。学生对教学质量的评价采用非参数法Mann-WhitneyU检验。

2. 结果

表1两组学生理论、心肺复苏、导尿术成绩比较

表2两组学生教学质量比较

3. 讨论

临床实践作为护理教育的重要环节，在本科课程的学习过程中起着至关重要的作用。PBL教学法围绕具体的临床问题进行小组讨论，它可以促进学生的自主学习，锻炼批判性思维，促进团队协作,多应用于理论知识的讲授，缺少对学生操作方面的培训[3-4]。因此，学生只能在以后的临床实习中重复练习护理技能[5]。不幸的是，临床环境中的医患问题和短期轮换，导致学生不能经常上手操作，尤其是在处理高风险、低发生率的护理操作时[6]。文献研究[7-10]表明3D打印的教学模具有可视化、3D化的空间，更贴近人体组织结构，使学生的操作更贴近临床实际。 可以为学生提供重复练习护理技能的安全环境，而不会对患者或学生造成伤害，在临床教学中得到了大量应用[11-12]。因此，我科尝试将3D 打印技术引入PBL教学中，研究结果显示3D打印组护生的技能操作成绩以及对教学方法的评价均优于传统组，差异具有统计学意义。与古君[2]的研究结果一致。但是两组理论成绩对比差异无统计学意义，这与的孙凌凌的研究不一致[13]。我们的研究中，两组在理论教学时均采用了PBL教学法，因此理论成绩比较没有区别，但是实习结束后两组学生的理论成绩较入科前有显著提高。

导尿术是妇科护理实习生必须掌握的技能操作，而不正确的导尿操作会导致尿道损伤并导致尿路感染。因此，带教老师在工作中，必须时刻考虑如何在为学生提供实践机会与确保患者安全和护理质量之间取得平衡。在我们的研究中，护生进行导尿操作前，在教师指导下使用3D实物模型作为即时学习方法来温习技能操作流程，减轻其第一次为患者进行技能操作的压力。同时可以从错误中吸取教训，从而提高操作的信心并缩短熟练技能的学习曲线[7]。参加研究的带教老师反馈，3D打印模型可以在使学生短时间内学习多种技能，缩短学生熟悉技能操作的学习曲线，同时最大限度地降低学生操作带来的风险，使教师在教授学生与优化患者护理和提高工作效率之间取得平衡[14]。Gillis[7]等人制作了3D 打印的男性导管插入模型，设计可视化的泌尿道和膀胱，提供比传统模型更逼真的操作体验,可以加深学生对导尿管插入过程的理解，有效提高学生完成导尿术操作时的信心和成功率。孟庆友[15]在血管外科的研究也证实在临床实践中应用3D打印技术可以缩短医学生临床技能的学习曲线，提高教学满意度。

综上所述，基于建构主义学习理论的PBL教学和3D打印技术相结合是一种创新的教育方法，既有助于培养护生的创造性思维，提高他们灵活解决问题的能力；又能通过他们感兴趣的、创新的3D打印模型来培养实践技能，促进临床培训、理论知识和实践技能的整合，实现认知、技能和实践的有机统一。然而，研究也有其自身的不足。因3D打印价格过高，我们只制作了心肺复苏和导尿操作的模型。相信随着3D打印技术的进一步发展，打印成本会下降，届时可以制作更多的人体组织器官模型及病理模型，在临床教学中广泛使用。

参考文献

[1]刘瑶瑶,辛晓玥,殷翔,刘佰易,范伟力,刘鹏,赵建华.3D打印技术在脊柱外科临床见习教学中的应用[J].中华医学教育探索杂志,2019(03):246-249.

[2]古君,张洪伟,干昌平,胡佳,肖正华.3D打印技术结合PBL教学法在心脏外科本科教学中的价值分析[J].继续医学教育,2021,35(02):11-12.

[3]肖凤,胡煜辉,王霞,王毓平,黄宇清,杨震.临床医学专业PBL教学模式改革与实践[J].基础医学教育,2018,20(02):105-107.

[4]代培培,魏双燕.PBL教学方法联合技能考核在妇产科教学中的应用[J].中国中医药现代远程教育,2020,18(16):19-20.

[5]刘为萍,白梅,唐晶晶,邓彦茜,刘艳.运用ECS模拟人实施PBL教学的体会[J].广西医科大学学报,2007(S1):89-92.

[6]La Cerra C, Dante A, Caponnetto V, et al..Effects of high-fidelity simulation based on life-threatening clinical condition scenarios on learning outcomes of undergraduate and postgraduate nursing students: a systematic review and meta-analysis BMJ Open 2019;9:e025306.

[7]Gillis, Charlie et al. “Evaluation of a Novel 3D-Printed Urinary Catheterization Simulation Model in Undergraduate Medical Teaching.”Cureus vol.12,5e8377.31 May.2020,

[8]Tan, Hui et al.“Application of 3D printing technology combined with PBL teaching model in teaching clinical nursing in congenital heart surgery: A case-control study.”Medicine vol. 100,20 (2021): e25918.

[9]马丽娜,李耘.3D打印技术在医学教学中的应用[J].医学教育管理,2020,6(03):263-268.

[10]Huang CY, Wang YH.Toward an Integrative Nursing Curriculum: Combining Team-Based and Problem-Based Learning with Emergency-Care Scenario Simulation. Int J Environ Res Public Health. 2020 Jun 26;17(12):4612.

[11]Su W et al.. Three-dimensional printing models in congenital heart disease education for medical students: a controlled comparative study. BMC Med Educ. 2018;18(1):178.

[12]Kim, Sun Kyung et al. “Adaptation of Extended Reality Smart Glasses for Core Nursing Skill Training Among Undergraduate Nursing Students: Usability and Feasibility Study.” Journal of medical Internet research vol. 23,3 e24313. 2 Mar. 2021.

[13]孙凌凌,李冰皓,潘伟波.3D打印模型结合PBL教学法在骨盆骨肿瘤临床教学中的应用[J].浙江医学教育,2021,20(01):24-26.

[14]Galstyan A, Bunker MJ, Lobo F, et al. Applications of 3D printing in breast cancer management.3D Print Med. 2021;7(1):6.

[15]孟庆友.3D打印结合PBL在心血管外科临床教学中的应用[J].继续医学教育,2020,34(12):16-17.