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Halsted Model: 外科技能養成的階段理論

在前面的兩篇文章我們討論了數位技術,尤其是網際網路是如何影響了內外科的醫學教育。因為我是外科醫師, 所以我會比較關心外科的醫學教育。

   首先,可能大家會問,什麼是傳統外科醫學教育的風格呢? 如同前面我們在Pugh教授的文章中得知的, 就是根植於經驗學習法則(Experience learning)的”做中學”。這個”做中學”常常是由學徒制( Apprenticeship) 的方式展開的。根據以前我們學過的國中還是高中歷史,外科醫師的起源是中古世紀歐洲的理髮師。雖然這聽起來有點荒謬, 但是美國近代的外科醫師訓練模式, 的確是由豪斯泰德 (William Stewart Halsted;1852 - 1922) 醫師在100年前制定。當他擔任第一任約翰霍普斯金醫院外科主任後, 他建立一套嚴謹的制度, 才使得外科住院醫師的訓練由於混亂到定於一尊。有興趣查考這個故事的讀者可以閱讀努蘭醫師(Sherwin Nuland,1930—2014)所寫的”蛇杖的傳人(Doctors: The Biography of Medicine)”一書。我個人相當推薦有志報考醫學院的學生應該要讀這本西方醫學的發展史, 不然口試的時候總是以”我從小就喜歡動手做”, 或是”我覺得醫生是一個很有愛心的工作”來敘述自己為何想要報考醫學院的原因, 這對口試委員沒啥說服力。

   Halsted的訓練模式最有名的口號就是” See one, do one, teach one.” 這個字面意義很容易了解, 「看一次,做一次,教一次」。在目前的高階外科住院醫師的學習中應該還是持續採用的。簡單的說, 外科住院醫師會在跟老師上刀的之前先去預習手術圖譜,以了解手術的內容。在上刀時作為助手, 通過觀看老師進行手術的過程,來學習該怎麼完成手術。然後,老師會給他機會, 在監督之下讓他嘗試獨立執行部分或是全部的手術動作,在練習的過程中不斷的給予建設性的反饋。一旦學員展示出了足夠的手術技能,他們將被委託把這個技術教授給資淺的住院醫師。這 套教學法最初的兩個行動——觀看然後在監督之下執行——為 Halsted 的學生提供了教育支架,使他們能夠建立對外科手術程序的理解,但在他們後來對下級學員的教導中, 他們將會更鞏固而且完善自己所學習到的手術技巧。因此,邀請資深住院醫師加入教學裡面其實是對於資深住院醫師的一個加強學習, 雖然他們大部分都不太情願。

   Halsted這種允許學員進行表達、自我反思批評和探索改進行動的教學法卻在20世紀末受到了外科學界的一致批評。最主要的原因如同Pugh醫師文中所提的, 就是外科技術的複雜度變高, 使得這種教學的方式變得很沒有效率。如果要在這種制度下面訓練出合格的外科醫師, 受訓的時間將會拉得很長, 國家要支持這麼長時間的學習制度會非常吃力, 年輕的醫師知道要花費很久的訓練時間才能拿到專科執照獨立作業也會裹足不前, 造成外科人力短缺。所以現在外科的教學最大的困難, 就是如何在短時間裡面, 就能夠訓練出具有合格能力, 能夠解決常見的專科健康問題的人才。除了課程設計外, 訓練者要如何客觀地確認受訓者已經在培訓後養成足夠的能力是一個更大的問題,這也就是前一篇Pugh教授努力的方向。

    有趣的是, 美國外科學界在近年來已經又重新反思, 要回到Halsted 的教學模式。因為有很多研究表明, 幾乎沒有什麼新式的教學方法, 比起Halsted 模式所強調的”觀察-動手做-示範”的三步驟, 更能夠讓學習者在學習過程中積極參與。這個手腦並用的過程常常能夠讓學習者能夠深刻地理解和記憶課程的內容, 最後再經過一些時間的自我練習之後, 能夠熟練地執行這個手動技巧。目前視覺化的科技輔助教學, 雖然可以製造很多數位教案讓學習者自主學習, 但是常常無法給予學習者手動技能的實踐訓練。從外科醫師的角度來看, 使用虛擬實境或是擴增實境的手術訓練, 常常是砸了大錢但是所獲得的學習經驗不如模擬手術教學。如果無法與手術模擬器做一個虛實整合的話, 這些數位模式基本上沒有辦法提供手動的觸感以及即時的力量回饋。對於外科學習這樣子的教案其實是沒有太大幫助的。所以這種方式目前是不值得投資在製作初學者的手動技巧的訓練課程上。

    下面我們要介紹的這一篇文章, 是更進一步說明了Halsted 模式的”觀察-動手做-示範”的三步驟,為何對手動技巧的養成非常重要。我們外科教育者在設計教案的時候,應該要避免什麼樣的錯誤以免降低學習者的學習成效。這篇"外科教育的基礎 (The Basics of Surgical Education)"是莫拉·沙利文(Maura Sullivan)博士撰寫, 刊登在2020年度的外科腫瘤學雜誌( Journal of Surgical Oncology, 2022 IF: 2.5)。沙利文博士是南加州大學的臨床外科教授。她在費爾菲爾德大學獲得了護理學學士學位,之後在加州大學舊金山分校獲得護理學/重症監護科學碩士學位,並在南加州大學羅斯爾教育學院獲得了教育心理學博士學位。她對外科教育相當有興趣也活躍於外科教育學界, 目前她在凱克醫學院擔任模擬教育副院長、外科系教育副主席, 以及外科模擬與教育中心的執行主任。她的研究和學術興趣包括認知任務分析、專業技能發展、技術技能培訓、教師發展和課程開發。

    首先, 沙利文教授為我們介紹了由由Fitts and Posner這兩位心理學家在1967年的時候所提出的"運動技能養成的階段理論( Theory of Stages of Motor Skill Acquisition)"。這個理論把外科技能的學習過程分為三個階段:

1. 認知(Cognitive)階段:在這個階段, 新手學習者需要了解關於這個手動技巧的基本知識。這種基本知識叫做陳述性知識,就是敘述這個技巧是什麼,它的目的為何等等。然後學習者還需要透過觀察來了解這個技巧要怎麼做, 什麼樣的狀態叫做執行正確, 什麼樣的狀態則是執行錯誤。這種關於動作執行的知識叫做程序性知識。認知(Cognitive)階段也就是Halsted 模式中的觀察階段。這個階段需要有意識地認識這個技巧,以及在腦中思考自己該如何正確的執行這個技巧任務,這是緩慢且耗費精力的。

2. 聯想(Associate)階段:在這個階段,學習者開始把在認知期學習到的程序性知識,用肢體呈現出來。他需要按著自己的記憶來正確地展現每個技巧, 以致最後能夠逐步地完成整個手術任務。因為學習者常常需要停下來思考下一步, 所以這個手腦配合的學習時間相當的漫長, 而且需要老師在旁邊不斷的進行反饋指導。在反覆的練習之下, 學習者可以慢慢地提高任務執行的流暢性。

3. 自主階段(Autonomous):在這個階段, 學習者透過不斷地重複以及刻意練習,來將技能執行變為像反射一樣的肌肉記憶。此時學習者已經不需要思考下一步就可以自動地執行此技能, 因此他的動作流暢度就會提高許多。就像我們已經熟練開車的人, 行駛在自己熟知的道路上, 通常還可以在行進間跟副駕駛座的人談話一樣。

教學和學習的障礙

  沙利文教授也提到了新手在學習動作技能裡面可能會遭遇到的主要障礙,是教師在編寫教材中可能會過於簡略。因為授課者大部分都是主治醫師,他們在許多技能的展現上已經變得自動化了, 所以可能會忽略了一些重要的步驟的說明, 這種過於簡略的教材會讓新手的內在認知負荷增加。所謂內在的認知負荷,就是這個任務對學習者來說是複雜度太高,讓他們難以理解。有關認知負荷請參閱我另一篇部落格文章,”多媒體教學的實證原則”, 裡面有詳細的介紹。

  沙利文教授建議,外科教育者應該應用下列技巧教導新手學習手動技巧教學。

第一步是在學習的認知期階段, 要給予適合學習者當前的理解能力的課程內容,為學習者做好學習這個技巧的準備。

第二步是老師要在學習者面前操作整個技巧,在執行每一個步驟時都需要講解, 幫助學習者了解這個技巧的程序性知識。

第三步是讓學習者監督之下進行技巧的實踐, 並不斷地提供反饋以糾正錯誤,如此直到學習者能夠流利地完成整個手術任務。

最後一步則是課後的自主學習,學習者需要對此技巧做大量的重複以及刻意練習。最終他們要在沒有監督的情況下,能夠熟練而正確地執行技能,達到跟專家類似的自動化水平。

  希望對技能訓練有興趣的夥伴們,能夠利用這個技能養成階段理論來設計自己的教案,這樣可能可以讓你的學員更有效的學會手動技巧喔!



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