骨科教学中三维有限元与PBL模式相整合的应用效果

张葆鑫　郝廷

摘 要：为了探究三维有限元与PBL模式相整合应用于骨科教学中的效果，将2017年1月到2018年1月作为本次研究时间段，选择对应时间段内120名骨科实习学生作为本次研究对象，按照随机方法将其分为3组，即对照组（常规骨科教学）、观察组1（PBL模式教学）、观察组2（三维有限元与PBL模式相整合教学）;分别对其教学效果进行统计并实施组间比较。发现各组教学前相关考核知识得分均相近，经过分组教学后观察组2的各项得分均显著提高，其理论知识得分为（96.32±1.74）分、实践知识得分为（93.67±1.58）分，和对照组以及观察组1对比均存在显著差异（P<0.05）。因此，三维有限元与PBL模式相整合应用于骨科教学中的效果突出，和常规的教学方法比较，该教学模式可显著提升学生相关知识考核水平，因此值得临床推广应用。

关键词：三维有限元;PBL模式;骨科教学;整合应用效果

【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2018）10B-0031-02

PBL模式教学，即问题式学习（Problem-based learning，PBL），主要是一种将问题作为基础的学习模式，在该模式下教学可以让学生带着问题进行有关的思维活动，从而不断培养自身发现问题和解决问题的能力，最终培养个人技能并促进智力发展。

三维有限元是数字骨科学中的内容，其主要是利用数字近似的方法模拟真实物理系统，作为一门前沿且新兴的交叉学科，该方法的应用具有广阔的前景。而骨科本身是一门相对抽象且复杂的学科，如何在该学科教学中运用有效的方法，获得较好的教学效果，一直是教学过程中的重点研究课题。本次研究则基于笔者工作实际情况，于2017年1月到2018年1月之间展开本次研究，主要分析了三维有限元与PBL模式相整合应用于骨科教学中的效果，目的在于总结有效教学经验，现将研究详情作出整理，具体如下。

一、资料和方法

（一）一般资料

在2017年1月到2018年1月之间，选择120名骨科实习学生作为本次研究对象，按照随机方法将其分为3组，即对照组、观察组1、观察组2，每组分别包括40名学生。对照组学生的年龄为20.0～24.0岁，平均年龄为（22.31±1.02）岁，其中男生共计23名，其余17名为女生;观察组1学生年龄为20.0～24.5岁，平均年龄为（22.42±1.03）岁，其中男生共计24名，其余16名为女生;观察组2学生年龄为20.0～23.5岁，平均年龄为（22.51±1.01）岁，其中男生共计23名，其余17名为女生。各组入选对象的年龄分布、数量分布等情况均无显著差异（P>0.05），因此组间可作对比。

（二）方法

对照组采用常规骨科教学，即按照骨科教学大纲和教学课时，进行相关骨科知识的详细讲解，要求学生在讲解过程中作好相关的课堂记录;大纲讲解基本完成后，按照教学实际情况布置相关实践题目，要求学生按照讲解内容作出解答，再次授课过程中可对本次问题进行反馈，难点或重点可集中在课堂上进行全面解答，进而巩固所学知识，保证教学效果。

观察组1采用PBL模式教学，即在教学前按照教学大纲设置对应的问题，在按照教学大纲上课前，首先给学生布置对应问题，要求其在课堂上依照所讲解的知识给出解答;教学过程中由学生自行作好相关课堂笔记，并最终归纳相关问题的答案，教学完成后可按照人数或编号等对学生进行分组，组间对所提出的问题进行商讨，并按照教学过程中的相关知识进行小组间答案的完善，最终由小组间推荐代表进行发言，给予对应问题的解答，指导教师可按照学生回答的实际情况给予补充和对问题进行总结，强化学生对于所学知识的理解和掌握。

观察组2采用三维有限元与PBL模式相整合教学，其中PBL模式教学方式与观察组1相同，三维有限元的教学方法，即按照骨科教学的基本内容创建几何模型、定义材料特性、网络化、设置荷载和约束条件、求解、查看结果，并将最终所得应用技术所形成的模型图像交由影像科专业的技术人员保管;教学需要应用某一类型的骨折模型时，则由辅导教师引导学生围绕某一模型进行学习，以使应用模型为骨科教学的实施提供基础，最终将抽象知识转变为具象，提高骨科教学效果。

（三）观察指标

分别对其教学效果进行统计并实施组间比较，即结合本次教学内容，从相关题库中选择对应的骨科试题，组成满分分别为100分的理论知识和实践知识考核试卷，要求各组学生在统一规定时间内自行作答，作答完成后统一收回，并进行匿名阅览和评分;后按照组别对各组学生的考核得分作好记录，并实施组间对比分析。

（四）统计学分析

将SPSS25.0作为本次数据处理软件，使用（x±s）统计研究中计量资料，并应用t实施检验;检验后P<0.05均表示数据差异显著（P<0.05）。

二、结果

（一）各组教学前相关考核知识得分比较

各组教学前的理论知识、实践知识考核得分均基本相近，组间无显著差异（P>0.05），其对比的详细情况见下表1。

（二）各组教学后相关考核知识得分比较

在无差异的基础上分组教学，观察组2的相关考核知识均显著提高，且和对照组、观察组1对比存在显著差异，其详细情况见下表2。

三、讨论

骨科教学是医学类教学中难度相对较高的一種，因为骨科相关知识多数具有抽象、立体、多元化、多空间的特征，单纯的教学流于形式或强调对有关知识的讲解，难以使学生真正对所学知识产生深刻认知，最终所产生的教学效果有限;无疑，这在浪费相关师资力量的同时，耗费了实习生宝贵的学习时间，使其从学校到岗位的过渡出现障碍，影响了对医学人才的培养。

目前，随着我国社会经济的不断发展和进步，计算机的普遍应用给信息化发展带来了前所未有的机遇，如何在信息化产业发展的过程中把握机遇，实现医学教学模式的完善和转变，对于国家优秀医学人才的培养具有重要而深远的意义。

PBL模式是一种以问题为基础的教学方式，其主要是在相关教学内容开展之前进行问题的设置，在教学过程中或教学后由学生自发进行问题的探讨和分析，与此同时，学生学习的主动性得到发挥，其临床思维得到加强和培养，学生之间相互沟通和交流的能力由此得到提升，这顺应了骨科工作的实际情况，主张团队之间的协作，使得医学人才的素质和正确职业观念在此过程中得到树立和完善，对于国家高素质医学人才的培养具有重要而深远的意义。

三维有限元技术则类属于数字骨科的范畴，其主要是将医学内容和现代化信息技术相结合，产生形象生动的模型，并将骨科骨折等相关复杂的知识形象且具体地呈现在学生面前，增加了学习过程中的趣味性，利于学生进行相关知识的理解，在自行分析和认知的过程中无疑加强了学生对于有关知识的记忆。

此外，通过三维有限元技术可以对骨折复位的过程进行动态模拟和还原，对其内固定的生物力学情况进行对比，进而有利于对复杂和抽象知识的理解。而将三维有限元与PBL模式相整合应用于骨科教学中，则能够从不同角度协同发挥作用，在培养学生自行发现问题和解决问题能力的同时，使其对于有关知识的理解和记忆更加深刻，为自身综合知识和综合能力的提升打下了坚实基础，有利于优秀医学人才的长足发展。

故而本次研究通过分组，对不同教学方法的实际应用效果进行了分析，结果验证了上述理论分析所得内容，即本次研究结果显示：各组教学前相关考核知识得分均相近，经过分组教学后观察组2的各项得分均显著提高，其理论知识得分为（96.32±1.74）分、实践知识得分为（93.67±1.58）分，和对照组以及观察组1对比均存在显著差异（P<0.05）;充分体现了观察组2使用的三维有限元与PBL模式相整合教学模式的优势。

综上所述，在骨科教学中三维有限元与PBL模式相整合应用的效果良好，和常规教学模式以及单纯的PBL模式比较，其能够显著提升教学结果，因此具有临床推广和应用的价值，值得在相关教学中广泛开展应用。

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