问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构教学中的应用

赵文星, 何亮亮, 王宏岩, 窦智, 刘京杰, 杨立强

【作者机构】 首都医科大学宣武医院疼痛科
【分 类 号】 R445.1
【基    金】 北京市属医院科研培育计划项目(PX20240804)。
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问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构教学中的应用

问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构教学中的应用

赵文星 何亮亮 王宏岩 窦 智 刘京杰 杨立强

首都医科大学宣武医院疼痛科,北京 100053

[摘要] 目的 探讨问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构教学中的应用。 方法 选取2023年9月至2024年8月首都医科大学宣武医院疼痛科的60名规培医生和进修医生,按照学习先后时间随机分为对照组和试验组,各30名。对照组采用传统超声识别腰椎结构的方法,试验组采用问题驱动教学法结合图形勾画识别腰椎结构的方法。比较两组理论考试成绩和教学满意度评分。 结果 试验组影像内容、操作内容评分和总分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组解剖内容评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。试验组学习兴趣是否提高、学习能力是否提升、困惑迷茫是否解决、重点难点是否理解和学习方法是否满意评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。 结论 问题驱动教学法结合图形勾画应用于超声影像识别腰椎结构教学能取得良好效果,提高学生学习兴趣和学习能力。

[关键词] 问题驱动教学法;图形勾画;超声引导;腰椎

传统的腰椎解剖结构教学常依赖于文字和静态图像,学生难以直观、全面地理解复杂的腰椎结构[1-2]。问题驱动教学法强调以问题为导向,通过解决实际问题以学习[3-7]。在超声引导下识别腰椎解剖结构特征教学中,教师可设计一系列与腰椎解剖相关问题,引导学生主动探索、分析和解决。问题驱动教学法不仅关注单一知识点的掌握,而且注重知识的整合和系统化,激发学生的学习兴趣和主动性。教学过程中,引入三维解剖软件,学生可实时观察腰椎的动态变化,并通过旋转、放大、缩小等交互式操作,帮助学生更好地整合腰椎结构知识[8-9]。同时,结合图形勾画法,参考解剖结构的特定关系,通过寻找易于辨识的解剖图像特征,标注和识别腰椎的关键解剖结构,勾画出清晰、简单的图形结构,以线性结构为佳,将零散的知识点串联起来,实现快速理解、记忆和应用的教学目的[6,10-12]。本研究小组前期成功将问题驱动教学法结合图形勾画教学模式应用于X射线下识别颅底卵圆孔的临床教学,可显著提升学习成绩和满意度[6]。本研究主要探讨问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构教学中的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2023年9月至2024年8月首都医科大学宣武医院疼痛科的60名规培医生和进修医生,按照学习先后时间随机分为对照组和试验组,各30名。两组年龄、性别、学历和专业知识情况比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。纳入标准:①已取得《中华人民共和国医师资格证书》;②自愿参加并签署知情同意书;③能完成全部教学与考核。排除标准:①妊娠期或哺乳期女性;②存在认知障碍或精神疾病;③近3个月内参加过其他腰椎影像教学项目;④有腰椎相关手术史;⑤中途退出或未完成教学;⑥拒绝签署知情同意书。样本量估算采用两独立样本均数比较公式:

表1 两组一般资料比较

组别人数年龄性别学历[名(%)]专业知识[名(%)](岁,xˉ±s)(男/女,名)本科研究生无有对照组3057.20±7.9817/1322(73)8(27)27(90)3(10)试验组3056.57±7.2718/1224(80)6(20)28(93)2(7) t/χ2值0.760<0.0010.090<0.001 P值0.7491.0000.7611.000

α=0.05,Z1-α/2=1.96;β=0.10,Z1-β=1.28;σ=10,δ=5,经计算每组需24名,考虑20%失访,最终每组纳入30名,共60名。本研究经首都医科大学宣武医院伦理委员会审核批准(临研审[2025]439号-001)。

1.2 研究方法

学习对象选择进行腰椎间盘阻滞术的腰椎间盘突出症患者48例,并签署知情同意书。进入手术室学习的医生分成12小组(每组5名),每组参与4例患者现场教学。进入手术室现场学习前1周,每组学生均提前学习腰椎解剖知识,学习教材选择《局部解剖学》[13],学习软件选择Human Anatomy Altas 2023(Visible Body,American)。

1.2.1 对照组 对照组采用传统超声识别腰椎结构的方法[13]。患者置于俯卧位,腹部垫1个15 cm俯卧垫,消毒铺巾,使用华声(型号:Labsp,深圳华声医疗技术股份有限公司)低频突阵探头(1~6 MHz,型号:C6-1B-H),采用短轴扫描技术,识别腰椎棘突、椎板、腰椎小关节、横突、椎间盘等腰椎解剖结构。两组在成功定位责任椎间盘后,采用平面内穿刺方法,实施腰椎间盘阻滞术。

1.2.2 试验组 试验组采用问题驱动教学法结合图形勾画识别腰椎结构的方法。患者取俯卧位,腹部垫1个15 cm俯卧垫,消毒铺巾,使用华声(型号:Labsp,深圳华声医疗技术股份有限公司)低频突阵探头(1~6 MHz,型号:C6-1B-H),采用短轴扫描技术,勾画“漏斗征”,顺序定位第5腰椎至第1骶椎、第4腰椎至第5腰椎、第3腰椎至第4腰椎椎间盘平面。具体操作方法:①探头置于骶骨水平,向上平移出现第1个“漏斗征”(椎管内椎体后缘的骨性高回声),定位第5腰椎至第1骶椎椎板间隙,而第5腰椎至第1骶椎椎板间隙的外侧骨性结构即为第5腰椎至第1骶椎关节,此时继续向头侧移动探头,第5腰椎至第1骶椎关节外侧骶骨骨面消失,此水平面即为第5腰椎至第1骶椎椎间盘平面。②继续向上平移探头出现第2个“漏斗征”,定位第4腰椎至第5腰椎椎板间隙,而第4腰椎至第5腰椎椎板间隙的外侧骨性结构即为第4腰椎至第5腰椎关节,此时继续向头侧移动探头,第4腰椎至第5腰椎关节外侧“1条白色的高回声亮线(下方低回声)”即是第5腰椎横突,当横突消失时,此水平面即为第4腰椎至第5腰椎椎间盘平面。③继续向上平移探头出现第3个“漏斗征”,定位第3腰椎至第4腰椎椎板间隙,而第3腰椎至第4腰椎椎板间隙的外侧骨性结构即为第3腰椎至第4腰椎关节,此时继续向头侧移动探头,第3腰椎至第4腰椎关节外侧“1条白色的高回声亮线(下方低回声)”即是第4腰椎横突消失,当横突消失时,此水平面即为第3腰椎至第4腰椎椎间盘平面。④继续向上平移探头出现第4个“漏斗征”,定位第2腰椎至第3腰椎椎板间隙,而第2腰椎至第3腰椎椎板间隙的外侧骨性结构即为第2腰椎至第3腰椎关节,此时继续向头侧移动探头,第2腰椎至第3腰椎关节外侧“1条白色的高回声亮线(下方低回声)”即是第3腰椎横突消失,当横突消失时,此水平面即为第2腰椎至第3腰椎椎间盘平面,见图1。确定责任椎间盘后,采用平面内穿刺法行椎间盘穿刺,见图2。在识别腰椎结构过程中,老师向学生提出5个问题:①“漏斗”是什么?②椎间盘位于“漏斗”的哪里?③如果“漏斗”消失时,是什么解剖结构?④当看到“漏斗”时,腰椎小关节在什么位置?⑤如果“漏斗”外缘小关节处看到1条“白色的高回声亮线(下方低回声)”,是什么解剖结构?通过提问,充分调动进修医生的学习积极性,鼓励进修医生思考、寻求解决方案,激发进修医生的求知欲和参与度。

图1 腰椎超声“漏斗征”特征及解剖示意

图2 超声引导下经“漏斗征”定位腰椎间盘穿刺路径

1.3 观察指标

①理论考试为笔试,包括解剖内容30分(腰椎及邻近解剖结构)、影像内容30分(棘突、椎板、腰椎小关节、横突和椎间盘等解剖结构影像特征)、操作内容40分(识别腰椎解剖结构的操作步骤和流程),满分100分。②采用自制问卷调查对学生进行教学满意度评分,包含学习兴趣是否提高、学习能力是否提升、困惑迷茫是否解决、重点难点是否理解、学习方法是否满意5项内容,每项满分为100分,评分越高表示满意度越高。

1.4 统计学方法

采用GraphPad Prism version 5.0统计学软件进行数据处理。计量资料采用均数±标准差()表示,比较采用t检验;计数资料采用人数或百分比表示,比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组理论考试成绩比较

试验组影像内容、操作内容评分和总分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组解剖内容评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组理论考试成绩比较(分,

对照组3025.67±4.3020.67±4.6922.67±5.3769.00±10.86组别人数解剖内容影像内容操作内容总分试验组3026.33±3.7025.00±4.1235.50±3.5187.83±6.91 t值0.6403.80010.9500.810 P值0.220<0.001<0.001<0.001

2.2 两组教学满意度评分比较

试验组学习兴趣是否提高、学习能力是否提升、困惑迷茫是否解决、重点难点是否理解和学习方法是否满意评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组教学满意度评分比较(分,

组别人数学习兴趣是否提高学习能力是否提升困惑迷茫是否解决重点难点是否理解学习方法是否满意对照组3074.80±7.0574.07±5.6468.50±6.0468.33±6.8673.33±6.61试验组3095.17±3.9494.30±5.4393.17±5.3394.77±4.6997.13±3.53 t值13.81014.15017.40016.77014.300 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

3 讨论

问题驱动教学法结合图形勾画在超声影像识别腰椎结构应用中可有效提升教学效果,激发学生的求知欲和参与度,积极寻求获得超声引导下识别腰椎解剖结构的技术方案。本研究依据腰椎结构的解剖特点和超声影像下的成像特点,勾画出“漏斗征”[14]。“漏斗征”是椎板间隙的特征性结构成像特点,超声波在椎板影像呈现1条高回声的白色亮线,但在椎板间隙层面时,超声波可透过椎板间隙进入椎管内,而椎管腹侧椎体后缘呈现高回声声影,椎板间隙两侧小关节则呈现高回声、凸起、短而尖的白色亮线,此时椎板间隙内深部的高回声声影,可勾画出“漏斗”样结构。当学生在看到“漏斗”样影像特点时,可快速识别为椎板间隙,而“漏斗”外缘小关节外侧可见1条高回声的白色线条(下方会低回声)的解剖结构即为横突,超声探头向头侧移动,当横突消失时,此时“漏斗”外缘的小关节下方即是椎间盘。结合问题驱动教学法,激发学生主动学习、参与识别腰椎结构和定位椎间盘位置,同时结合勾画教学法,把复杂抽象的腰椎解剖结构,形象地勾画出易于辨识和记忆的“漏斗”结构,更有益于学生理解和掌握,提高学习兴趣,并提升学习能力,解决学习困惑,重点难点更易理解,并且满意度更高[2-3,8-9,12,15-16]

本研究结果显示,两组解剖内容评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。提示问题驱动教学法对基础解剖的强化作用有限。究其原因:①课程设计以影像识别与穿刺操作为核心,课堂时间未系统回顾深层解剖;②两组入组前均已通过《局部解剖学》及三维软件完成自学,基线差异较小,出现“天花板效应”;③考核题型偏重结构辨认,区分度不足,难以反映知识整合与应用能力。未来可通过延长预习周期、增设功能解剖问答、提高解剖权重等方式,进一步验证问题驱动教学法在基础解剖层面的潜力。

激发学习的积极性,调动学习的主动性,一直是临床教学的难点问题。如何激发学生的积极性和主动性是迫切解决的重要问题。本研究采用问题驱动教学法,以问题为导向,设计一套学习情境的方法,以学生为主体,以教师为导向的启发式教育,以培养学生的能力为教学目标。结合图形勾画法是一种通过发挥学生想象力和创造力的学习方法,让学生在学习过程中提出创新性想法和观点,把抽象的学习内容变得具体和形象化,让学生更愿意参与其中,实现快速理解、记忆和应用的教学目的,旨在提升学生学习的参与感和成就感[3-4,16-17]

本研究采用问题驱动教学法结合图形勾画法在超声影像识别腰椎结构教学应用过程中,一方面,学生通过对“漏斗”的趣味性记忆和学习,提高自身学习的主动性和积极性,更易记忆和理解学习中的难点问题;另一方面,老师围绕“漏斗”提问和勾画“漏斗”周围的解剖结构,把抽象的学习内容变得具体和形象化,有助于自我解决学习过程中遇到的困惑和迷茫,同时有益于学生延伸和拓展自己的科研思维能力,提高教学质量和提升学习效率。这些优势不仅体现在直观性、互动性、学习兴趣和主动性方面,而且体现在知识整合与系统化、问题解决能力与团队协作能力、临床实践能力与创新思维等方面,值得在医学教育中推广和应用。

4 小结

本研究针对超声引导下腰椎解剖结构教学抽象难懂的问题,提出将问题驱动教学法与图形勾画法相结合应用于临床教学。试验组通过设计5个递进式问题引导学生主动探索,并利用“漏斗征”这一形象化图形标识(对应椎板间隙特征影像),串联横突、小关节等关键结构,实现复杂腰椎超声影像的动态解析与记忆整合。问题驱动教学法结合图形勾画能有效激发主动性,减少认知负荷,为超声腰椎解剖教学提供可推广的高效模式。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Application of problem-based learning teaching method combined with graphics outline in ultrasound image recognition of lumbar vertebral structure teaching

ZHAO Wenxing HE Liangliang WANG Hongyan DOU Zhi LIU Jingjie YANG Liqiang

Department of Pain, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China

[Abstract] Objective To explore application of problem-based learning teaching method combined with graphics outline in ultrasound image recognition of lumbar vertebral structure teaching. Methods A total of 60 trained and advanced doctors at Department of Pain, Xuanwu Hospital, Capital Medical University from September 2023 to August 2024 were selected and randomly divided into control group and experimental group according to order of learning, with 30 doctors in each group. The control group used method of traditional ultrasound to identify lumbar vertebral structure,the experimental group used method of problem-based learning teaching method combined with graphics outline to identify lumbar vertebral structure. The scores of theoretical exams and teaching satisfaction in the two groups were compared. Results Image content, operation content scores, and total score of the experimental group were higher than those of the control group, and the differences were statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant difference in the scores of anatomical content between the two groups (P>0.05). The scores of whether interest in learning has increased, whether learning ability has improved, whether confusion and perplexity have been resolved, whether key and difficult points have been understood, and whether learning methods are satisfactory in the experimental group were higher than those in the control group, and the differences were statistically significant (P<0.05). Conclusion Problem-based learning teaching method combined with graphics outline applied in ultrasound image recognition of lumbar vertebral structure teaching can achieve good results, improve students’ learning interest and learning ability.

[Key words] Problem-based learning teaching method;Graphics outline; Ultraosound-guided; Lumbar vertebra

[中图分类号] R445.1

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2026)04(a)-0110-05

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25060866

[基金项目] 北京市属医院科研培育计划项目(PX20240804)。

[作者简介]

赵文星(1981-),男,博士,副主任医师,主要从事慢性疼痛诊治、疼痛医学课程研究工作。

[通讯作者] 杨立强(1976-),男,博士,主任医师,博士生导师,首都医科大学宣武医院疼痛科主任;研究方向:慢性疼痛诊治、疼痛学教育。

收稿日期:2025-06-13)

修回日期:2025-09-19)

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