《数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中的应用与优越性》
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摘 要：通过在口腔修復实训教学中应用数字化虚拟口腔教学系统,可以在教师引导下,全面培养医学生的自我认识能力、实训分析能力,增强学生的口腔修复操作准确性,提升口腔修复实训教学效果.近年来,我们结合口腔教学需要,建设了数字化虚拟口腔教学系统,并结合口腔修复实训教学项目,将数字化虚拟口腔教学系统运用于口腔修复实训教学中,教学评价显示其具有明显的应用优越性.
关键词：数字化虚拟口腔教学系统;口腔修复实训教学;3D
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2020）04-0-02
前言
口腔修复学是一门理论知识与实践技能紧密相关的临床学科,不仅需要口腔医学专业学生扎实地掌握理论知识,而且需要其熟悉整个实训操作过程.而口腔修复实训教学是口腔医学教学体系中承接理论教学和临床实习的桥梁.这种情况下,恰当运用数字化虚拟口腔教学系统,提高学生的实践能力,为口腔医学专业学生进入临床实习打通关卡,就成为口腔修复实训教学面临的重要任务.
一 数字化虚拟口腔教学系统的主要功能
我们建设的数字化虚拟口腔教学系统,是一款视觉、力觉融合的多功能虚拟现实口腔实践操作模拟器,功能很多,其中之一是可用于口腔基础教学、口腔修复操作考核及口腔修复基本功训练.该教学系统可以模拟口腔修复手术的三维环境,综合利用虚拟现实眼镜、高清显示器,给学生以高沉浸感的听觉和视觉体验[1].
数字化虚拟口腔教学系统主要包括3D力感觉认知体验、修复基本训练评分系统、狭小环境器械互动模拟操作等几个部分.其中,3D力感觉认知体验是利用反复的探针触碰小球的实训,帮助专业学生体验标准克力度,逐步构建对微小力的肌肉记忆,提升输出力控制能力;而狭小环境器械互动模拟操作训练则是通过双手器械探测位姿的练习,可以提升在狭小的口腔环境内进行双手协同操作的能力;修复基本训练评分系统主要是与修复相关的专项训练评分,包括固定义齿、义齿制备、义齿设计、轴线、垂直提拉等基本功的训练.
二、数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中的应用
1、教学材料准备
以往借助石膏牙和安装成品树脂牙的仿头模型的口腔修复实训教学,大多依据先石膏模型练习、后在仿头模成品树脂牙上练习的方式,促使学生在训练过程中对牙体切割、修复具有精确的感性认识.但是由于石膏模型、仿头模内树脂牙的硬度、解剖外形与天然牙具有较大差距,整体教学效果不够良好.基于此,在数字化虚拟口腔教学系统应用于口腔修复实训教学过程中,教师可以对牙体材料进行替换[2].即选用数字化虚拟口腔教学系统,通过将离体牙灌注在石膏模型上,可以促使石膏模型硬度的有效提升,牙齿真实的解剖形态与硬度.同时为了促使专业学生在短时间内由实训过渡到临床,可以依托数字化虚拟口腔教学系统,兼顾树脂牙、离体牙的练习,以开放实训的方式,设置离体牙重复备牙练习平台,为学生在短时间内适应天然牙预备环境奠定坚实的
基础.
此外,在实训材料准备的基础上,基于数字化虚拟口腔教学系统与传统实训教学过程间的差异,教师可以有针对性的对教学大纲中关于教学进度、教学重点内容进行适当修正.
如将部分牙体预备实训教学前移至理论课前,通过理论教学与实训教学同步开展的方式,引导学生对类似牙齿修复方法进行类比分析,提高教学资源利用率.
2、教学实践
在灵活、具有趣味性、生动的口腔修复实训具体教学过程中,教师可以根据具体教学内容,进行数字化实训教学内容的适当分解.如在固定义齿全程数字化教学过程中,教师可以将固定义齿实训操作划分为牙齿预备、数字化印模制备及义齿设计加工两个部分.在第一部分教学过程中,教师可以指导专业学生登录数字化虚拟口腔教学系统,选择课程、牙位,并进行定位校正.在数字化虚拟口腔教学系统中车针、基牙预备状态的3D影像显示正常之后,教师可以进行临床环境模拟,鼓励学生进行车针的选择及更换、牙体预备标准对比等牙体预备操作.在第二部分教学过程中,教师可以带领学生利用数字化虚拟口腔教学系统配置的扫描仪,对颌模型进行扫描,并根据扫描结果进行数字化印模.随后引导学生利用数字化虚拟口腔教学系统中的CAD设计软件,根据数字化虚拟口腔教学系统中操作菜单导航,从边缘线确定——就位道及固位体设计——解剖形态雕刻等方面,对口腔修复体进行3D设计[3].在学生设计完毕后,教师可以引导其利用数字化虚拟口腔教学系统中配置的五轴向研磨仪,进行修复体加工.
此外,考虑到学生初次接触数字化虚拟口腔教学系统,对操作体位、操作手法不够了解,再加上以往演示教学方式的不利影响,多数学生在口腔修复操作练习中缺乏自主性认识及思考,只是一味的模仿教师操作、或根据数字化虚拟口腔教学系统菜单导航操作,最终导致多数学生在口腔修复实训教学结束后仅可以形成一个大概形态,无法准确了解口腔修复实训操作要点.针对上述情况,在基于数字化虚拟口腔教学系统的口腔修复实训教学过程中,教师应避免连续不间断地带领学生进行3D操作动画观摩,而是在关键操作时,结合即时视频,为学生进行直观演示、讲解.如在烤瓷冠牙体预备肩台时,考虑到多数学生对舌侧、远中邻面肩台等位置缺乏完善认知,教师可以利用3D扫面+软件演示的方式,为学生进行系统讲解;而在近中、唇颊侧肩台等可直观观察位置,教师可以第一时间切换到即时视频,引导学生观察,配合视频讲解及自制实训模型、教具的应用,可以促使学生在短时间内适应临床数字化模拟交互操作环境,提高口腔修复实训教学效率.
为调动整个口腔修复实训教学过程中学生的参与积极性,教师可以在数字化虚拟口腔教学系统应用的基础上,依据现代教学理念,进行MBL、PBL等教学方法的灵活运用.如在口腔修复教学最后一节课,教师可以将学生划分为三人到四人左右的若干个小组,鼓励数字化虚拟口腔教学系统应用背景下的每一个小组成员讨论操作过程、汇总操端,为人、数字化智能系统的有机整合提供依据.
3.教学評估运用
在整个过程中,专业学生可以通过数字化虚拟口腔教学系统实时对自身操作准确性进行评估.而在操作结束后,可以利用数字化虚拟口腔教学系统过程储存记录、回放功能,进行总分数评估[4].同时为了更加精确、全面的了解数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中应用效果,教师可以在评估专业学生课堂操作准确程度及课堂作业成绩的基础上,利用问卷调查的方式,从学习兴趣提高情况、对基础理论理解程度、实训结果评价客观性、系统即时引导作用等方面,广泛开展线上调查,以便为后续口腔修复实训教学中数字化虚拟口腔教学系统应用过程优化提供依据. ; ;
三、数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中应用的优越性
对数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中的应用进行总结、分析,我们认为,具有以下优越性：
1、全面提升学生实训操作能力
口腔修复实训教学步骤较为复杂,特别是一些专业细节操作,以往教师演示、学生观看的教学手段由于观看角度的限制、仿头模面颊部的阻挡并不能全面展示,导致多数学生无法理解嵌体牙体预备边缘小斜面、烤瓷全冠牙体预备的凹面钝角肩台灯抽象操作概念[5].而通过数字化虚拟口腔教学系统的应用,可以构建全新的实训教学环境,引导学生在数字化虚拟口腔教学系统的治疗环境中进行实践操作.通过具象操作三维动画展示,结合实训室仿头模实习模型,可以加深学生对虚拟操作过程及概念的理解,有效提高学生实训操作能力.
2、保证教学过程准确和持续性
数字化虚拟口腔教学系统包括3D力感觉认知体验、修复基本训练评分系统、狭小环境器械互动模拟操作几个部分,辅助设备主要包括计算机、摄像机、扫描仪等.通过上述几个部分的关联组合,可以构建与口腔修复临床相类似的操作机台,并及时回馈教学影像,为学生提供高标准口腔修复疗程操作辅助[6].如在口腔修复中理解难度较大的固定桥的共同就位道、根管桩道的制备操作过程中,数字化虚拟口腔教学系统可以实时反馈学生操作准确度,便于学生及教师在实训前、实训后对操作情况做到有清晰的感知,避免误操作发生,保证口腔修复实训教学过程的准确和持续性.
数字化虚拟口腔教学系统是指教师在口腔修复教学中利用数字化智能辅助设备,以即时视频、即时讨论、即时评价反馈的方式,进行的全方位、立体化互动模拟的教学过程.其不仅可以提高口腔医学专业学生实训操作水平,而且可以保证整个实训教学过程的准确和持续性.在口腔修复实训教学过程中,教师应根据阶段教学情况,在教学准备、教学过程、教学评估等环节主动引入数字化虚拟口腔教学系统,保证口腔修复实训教学质量.
参考文献
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[2]宋鹏,侯亚丽,刘慧娟,etal.数字化切片应用于口腔组织病理学实训教学探讨[J].中国高等医学教育,2019（2）：52-52.
[3]李家,史翠平,林开利,etal.数字化虚拟口腔教学系统在口腔修复实训教学中的应用与探索[J].科技创新导报,2017（1）：175-176.
[4]季红.口腔修复学实训课的教学方法改革探讨[J].全科口腔医学电子杂志,2019（34）：14-15.
[5]刘琦,梁悦娥,项小珍,etal.数字化实时评估系统在前牙牙体预备教学中的初步应用[J].口腔颌面修复学杂志,2019（3）：142-146.
[6]周政,贾永娜.混合式教学在《口腔修复学》教学中的应用[J].农垦医学,2018（6）：563-566.
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