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刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277

历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979

3D打印快速成型技术在口腔 颌面部创伤双语教学中的应用

【作者】 姚志涛 买买提吐逊·吐尔地 阿地力·莫明

【机构】 新疆医科大学第一附属医院口腔医学中心颌面外科

【摘要】
【关键词】
【正文】  摘 要:目的 探讨3D打印快速成型技术在口腔颌面部创伤教学中的应用。方法 运用3D打印快速成型技术教学法和常规多媒体教学法分别给予2010、2011年级口腔医学专业民汉双语班和口腔医学专业汉语班讲授口腔颌面部创伤课程。结果 2010级、2011级口腔医学专业民汉双语班比同一年级口腔医学专业汉语言班在口腔颌面部创伤示教课中骨折移位情况、骨折钛板坚固内固定、拉力螺钉水平固位等方面掌握成绩明显优异。结论 口腔颌面部创伤的骨折移位方向、骨折坚固内固定、拉力螺钉的使用等均为临床教学难点,临床教学示教中使用3D打印快速成型技术能够有效提高颌面部创伤教学效果、进一步提高学生的动手能力,将实践和理论充分结合。
  Abstract:Objective To investigate the 3 D printing application of rapid prototyping technology in the teaching of oral and maxillofacial trauma. Method using 3 D printing rapid prototyping technology teaching and multimedia teaching were given grade 2010, 2011, han bilingual class oral medical professional people and oral Chinese class teaching of oral and maxillofacial trauma medical professional course. Results of oral medical professional people in grade 2010 and 2011 han bilingual class than the same grade of oral medical professional Chinese language class in teaching in oral and maxillofacial trauma fracture shift condition, fracture internal fixation with titanium plate strong, tension screw level master performance obviously superior retention, etc. Conclusion of oral and maxillofacial trauma, firm fixation for fracture, tensile fracture displacement direction such as the use of screw are difficulties in clinical teaching, clinical teaching in the teaching the use of 3 D printing rapid prototyping technology can effectively enhance the teaching effect in maxillofacial trauma, further improve the students" practical ability, the combination of theory and practice.
  关键词:3D打印快速成型技术;颌面部创伤;双语教学
  Key word:3 d printing rapid prototyping;bilingual education;Oral and maxillofacial traumatic surgery;
  当前,3D打印快速成型技术正在逐步完善,目前已经广泛的应用于民用产业。2012年11月16日在深圳举行的第十四届中国国际高新技术成果交易会将3D打印技术推向了一个高潮。2013年5月30日在北京召开的首届世界3D打印技术产业大会成立了世界3D打印技术产业联盟,标志着3D打印技术真正进入了大规模应用和研究的阶段[3]。3D打印(3D printing)快速成型技术:它以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。3D打印基本上是二大部分:一是模型设计,一是打印过程。即先通过计算机建模软件创建模型,再将建成的三维模型逐层的截面,即切片,通过3d打印机逐层打印出立体模型[1-2]。
  随着我国交通事业的飞速发展,颌面外科外伤患者数量不断增加,且伤情有复杂加重的趋势。由于颌面部独特的解剖生理特点,颌面部外伤有着不同与其他部分损伤的特殊性,具有受伤后出血多、外貌损毁明显等特点,严重时颌面部会出现多处复合型骨折,骨折区分、外伤涉及的解剖部位多,这种颌面外伤患者治疗的特殊性给口腔颌面外科诊治教学中带来了新的挑战和变革[5]。
  教学难点:第一:新疆双语教学都是由维吾尔语和汉语组成,维吾尔语的特点是由左至右书写,与汉语相反,因此维吾尔学生思维方式也是由左至右,在汉语为主的医学教育中理解有难度,记忆困难。第二:目前针对颌面部外伤多数沿用多媒体教学,只能在融入大量的语言教学前提下单纯从视觉空间进行教学,对于涉及多个解剖位置、骨折分型复杂的病例分析,尤其涉及民语言的双语教学时难度大。除此之外在骨折术后并发症中坚固内固定不到位造成的骨不连(医源性)以及坚固内固定、拉力螺钉的使用等等与实践相关的教学内容均无法高效的通过空间视觉讲解清楚。
  1、资料与方法:
  1.1资料
  鉴于存在以上教学难点,笔者将口腔医学专业(2010级和2011级)实施双语教学的民语言班和汉语言教学班进行对比研究。笔者所在综合性医科大学的直属三甲级附属医院,具备一定的教学能力,且口腔医学专业2010级和2011级每班均超过45人。
  1.2方法
  1.2.1各型骨折三维解剖模型的建立和3D 打印
  将以往收集的各类骨折患者的64排三维重建CT,将扫描获得的断面图像保存为DICOM格式,然后将数据导入Mim-ics 三维建模软件,运用Threshold、Floodfill等功能,分别重建出不同类型的三维解剖模型。将三维重建输出的骨折模型的STL格式文件导入快速成型机前处理软件,利用激光RP快速成型机将各个类型的骨折模型制作出来。
  1.2.2对比研究
  将准备好的模型给予两个年级口腔医学专业双语教学的民语言班,另一组汉语言班仅用多媒体结合各类型骨折患者的三维重建进行颌面部创伤的教学。
  2、结果
  分别运用华西口腔颌面部创伤学试题给予各班级章节性测试,结果见下表:









  3、讨论
  3.1 3D打印快速成型技术
  目前,在教育领域,特别是口腔医学教育领域,3D 打印技术的应用还是一个崭新的领域。学习理论是心理学中最核心,也是发展最成熟的领域之一。不管是华生的行为主义学习理论,还是斯金纳的操作性条件作用学习理论,都能有效地指导3D打印技术在教学中的实践活动。教学理论中的实验法教学方法,让3D打印技术有充分的用武之地。实验法是学生在教师指导下,运用一定的仪器设备进行独立操作,观察和研究这种操作引起的现象和过程,以获取知识的教学方法。实验法的基本形式是学生在教师的指导下独立自主地学习[4]。实验法的优点在于,学生通过亲身活动,从感性知识过渡到理性知识,认识的过程比较完整。通过这种学习,学生的观察能力、独立思考能力、动手能力得到了很好的锻炼;求实的科学态度、探究的科学精神、热爱科学的情感也得到了培养。3D打印快速成型技术教学方式就是利用实验法教学原理,因此从理论的角度也认可该教学方式在口腔颌面创伤教学中的应用。
  3.2颌面部创伤教学
  随着我国交通事业的飞速发展,颌面外科外伤患者数量不断增加,且伤情有复杂加重的趋势。由于颌面部独特的解剖生理特点,颌面部外伤有着不同与其他部分损伤的特殊性,具有受伤后出血多、外貌损毁明显等特点,严重时颌面部会出现多处复合型骨折,骨折类型的区分、外伤涉及的解剖部位多,这种颌面外伤患者治疗的特殊性给口腔颌面外科诊治教学中带来了新的挑战和变革。重视培养学生实践技能的教学,加强理论结合实践的教育提高学生的诊疗操作是提高口腔临床实习生综合素质的关键之处。只有深化教学改革,提高教学质量,才能使医学生能适应新的就业环境的挑战,最终能毕业后胜任本职工作,担负起保护人民健康的重任[5]。经过分析现阶段颌面外科外伤患者的特点,我们教学小组在对该类疾病的诊治教学中总结出以下几点思考。传统教学模式多以书本教学,笔记教学,口头教学为主,在计算机飞速发展的今天,应用多种教学手段教学模式已经成为教学的主流[8]。在口腔医学教学中,由于初进临床的医学生对患者没有真正的面对面接触,对于外伤患者的外形改变和功能障碍没有真正认识,经常有学生提问:“老师,下颌角骨折在体内是如何表现的”之类单纯依赖文字很难建立直观认知的问题,因此3D打印快速成型技术可将患者的综合表现直观的展示出来,这有利于学生的直观教学,在教学中可达到事半功倍的效果。
  3.3新疆双语教学的特殊性
  双语教学也叫双语教育,《朗曼应用语言学词典》所给的定义是:The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects.复旦大学陆效用教授提出:“双语教学属于多元文化国家的一种语言政策,而不仅仅是一种教学方法。”[6]中国是一个多民族国家。新疆是我国5个自治区之一。新疆的民族从解放初期的13 个民族增加到现在的47个民族,已成为一个多民族的自治区。要促进新疆社会经济又好又快发展,先要发展教育事业。为加快新疆教育事业发展,新疆维吾尔自治区党委和政府在最近几年大力推进双语教育。新疆目前的双语教育是政府为加快民族地区教育发展的一项重要的制度安排。新疆学校教育体系中,回族和满族使用汉语[7]。乌孜别克族、塔塔尔族和塔吉克族使用维吾尔文字,因此新疆双语教育大多是以汉语和维吾尔语为主。然而笔者所在的医科大学中,民语言班的HSK4(汉语等级考试)的通过率不足80%,在汉语言教学中对于特定名词的解释理解不够透彻,记忆性差,教学效果差,但大多数学生的动手能力强,如何通过动手将课本创伤学中的内容传授给学生呢?3D打印快速成型技术能够将特定的解剖形式和骨折分型,以及骨折复位的过程全方位多视角的呈现给学生,可有效的减少语言重复式填鸭式教学[8]。因此本研究显示以往双语教学的民语言班平均分低于同年级汉语言班,在应用本次教学模式后,章节性测验在两个年级中平均分均以双语教学的民语言班高。
  综述所述,新疆双语口腔医学教学存在一定的特殊性,不能完全照搬其他双语教学模式,但根据自身特点,我教研室应用3D打印快速成型技术,提高了民语言学生的认知度,充分调动了学生的动手能力,将实践和理论充分结合。
  参考文献:
  [1] 尚普咨询. 3D打印将带来制造业的革命.(2013-05-27). http://news.xinhuanet.com/yzyd/fortune/20130527
/c_115924936.htm?prolongation=1
  [2]3D打印百度百科http://baike.baidu.com/view/4117826.htm.
  [3] 黎加厚,杨晓哲,杨高云.三维打印技术的发展对教育的启迪[J].中国医学教育技术,2013,2.
  [4]祖力亚提·司马义. 少数民族教育与教育的成功———新疆大学双语教育体系的个案研究[M]. 
  [5]引自马戎、郭志刚. 中国西部地区少数民族教育的发展[M].北京: 民族出版社,2009.
  [6]黎加厚,杨晓哲,杨高云.三维打印技术的发展对教育的启迪[J].中国医学教育技术,2013,2.
  [7]马戎. 新疆民族教育的发展与双语教育的实践[J]. 北京大学教育评论,2008( 2) .
  [8]龙洁等,口腔颌面创伤外科学教学改革探讨[J]现代生物医学进展,2012,12(28):5591-5593.