以自主學習能力培養為導向的口腔醫學虛擬現實技術的應用與實踐

高 璐，金海威，王 福

（大連醫科大學口腔醫學院，遼寧 大連 116044）

隨著信息技術的快速發展，新的教學方式和教學手段不斷涌現，虛擬現實技術得到廣泛應用。虛擬課堂和三維數字化可視模型相結合，解決了課堂教學時間和空間有限的問題，為學生自主學習提供了開放的環境[1-2]。口腔醫學是一門綜合性很強的臨床學科，理論知識抽象，與臨床結合緊密。虛擬現實技術為口腔醫學生提供了一種全新的學習環境，使學生可以接觸到多種教學方式，充分激發學生學習熱情，挖掘學生潛能，提高教學效果，提升學生自主學習能力。

1 虛擬現實技術與口腔醫學教育

口腔醫學與許多臨床學科密切相關，概念抽象，學生不僅要牢固掌握相關醫學知識，還要了解醫學發展趨勢。傳統教學模式主要為教師在課堂上講授，然而課堂時間有限，學生人數較多，很難將抽象難懂的教學內容講解得詳盡透徹。例如牙合學中的牙合與頜位、顳下頜關節韌帶的起止功能、髁狀突滑動和滾動的運動形式等概念抽象難懂；實驗教學資源（顱骨標本、離體牙、髓腔標本等）有限；臨床實習時，口腔手術視野小，大部分學生無法看清楚，且動手機會不多，因此，教學質量和效果難以保證。

針對口腔醫學特點和傳統教學方式存在的問題，應用虛擬現實技術為學生營造一個生動、逼真的學習環境。虛擬現實技術能夠將多媒體、數字圖像處理、傳感器等多項技術融合在一起，把抽象的教學內容具體化、形象化，使學生成為教學過程的參與者和實踐者，激發了學生學習興趣，提高了學生的想象力和創造力，彌補了傳統教學方式的不足[3-5]。因此，虛擬現實技術有利于培養學生自主學習能力，突破教學重點和難點，提升學生實踐技能及學習效率，取得良好教學效果。

2 自主學習能力對學生的意義

在信息和網絡技術高速發展的今天，教學不再受時間和地點限制，教學改革成功的指標是看學生是否掌握個性化學習方法、具備自主學習能力。教育的目的不僅是傳授基本知識和技能，更重要的是培養學生獨立思考能力與自我管理能力，從而實現終身學習[6-7]。

2.1 激發學生內在學習動機

興趣是最好的老師。學習的動機應該是內在的、自我激發的。讓學生在自主學習過程中產生愉快的情感體驗，對學習內容產生濃厚興趣，認識到作為一名醫學生所肩負的責任和使命，認識到學習的重要性，這樣才能使其主動追求和探索知識，刻苦鉆研。

2.2 培養學生自我管理能力

自主學習要求學生具備較強的自律性。學生根據自己對知識的掌握情況制訂學習計劃，主動從外界獲取知識，而不僅僅依靠課堂灌輸。在自主學習過程中，學生找到最適合的、最有效的個性化學習方法，從而培養自我管理和自我監督能力。

2.3 培養學生創新能力

自主學習的過程就是變被動學習為主動參與的過程。當遇到解決不了的問題時，學生會積極探究，主動尋找合作，培養發現問題、分析問題和解決問題能力。通過獨立思考、探究和實踐，使學生體驗到學習的樂趣，增強學生自信心與成就感，提高學生認知能力，培養學生創新思維。

2.4 有助于實現終身學習

醫學技術發展日新月異，僅靠課本上學習的知識是遠遠不夠的。只有具備終身學習能力，才能適應這個知識快速更新的社會，實現可持續發展。自主學習的過程是不斷規范和約束自我、不斷挖掘自身潛能、不斷進步的過程。

3 虛擬現實技術在口腔醫學教學中的應用效果

虛擬現實技術信息平臺為口腔醫學生提供了廣闊的空間，創建了豐富而生動的超媒體學習環境，實現了對學習資源有效的組織與管理，提高了學生綜合應用能力[8]。

3.1 激發學生學習興趣，提高自主學習效率

利用虛擬現實技術在口腔解剖生理學教學中營造牙體和組織標本的三維模型演示學習環境[9]，將32顆牙齒的外部解剖形態特點和內部髓腔結構進行三維重建，形成虛擬牙齒數據庫，該虛擬模型可以進行三維旋轉和不同平面的切割，學生可觀察不同牙體的外形及內部構造，隨時訪問口腔解剖標本數據庫，結合教師課堂講授內容自主學習，牢固掌握每一顆牙齒的正常解剖結構及其變異程度。又如牙合學中的牙尖交錯牙合、Spee曲線、Wilson曲線、Fisher角等，概念比較抽象，學生很難理解。我們利用三維數字化可視模型，將抽象的概念形象化、立體化，激發學生學習興趣，提高學習效率，變被動學習為主動學習。

3.2 理論教學與臨床緊密結合，加深學生記憶，提高學生自主學習能力

課堂教學時間有限，學生既要學習疾病的病因、病理、臨床表現，又要熟悉診斷、鑒別診斷及治療方法，還要了解操作和注意事項。因此，教師往往只能講授學習重點，很難展示完整的病例資料。我們應用虛擬現實技術，學生課后自主分析相關病例，根據病因、臨床表現、各種檢查結果，通過錄像、動畫和聲音模擬醫院真實場景，使學生將課堂所學理論知識和臨床聯系起來，避免理論與實踐脫節。在口腔種植學、口腔修復學教學中，學生課后利用虛擬三維圖像模擬技術設計口腔種植和修復治療方案，通過相關軟件評估設計方案的合理性與可行性，討論分析病例，加深對重點、難點的理解，拓展思路，從而實現真正的自主學習。

3.3 提升學生實驗操作技能

口腔醫學對操作能力要求較高，操作技能評估也是衡量教學質量的一個重要指標。在口腔醫學課程設置中，實驗課占了很大比重，目的就是讓學生在臨床實習前，通過實驗室模擬訓練，進一步消化理論知識，掌握操作技能。實驗課上，口腔內部結構、牙齒形態不易觀察，教師示范教學時，學生很難看清操作步驟。為了解決這個問題，教師往往會分組示教。但實驗課時間有限，分組示教會嚴重影響學生操作，而虛擬現實技術則彌補了這一不足。利用三維重建技術模擬臨床診療過程，向學生展示實驗操作步驟，而高仿真的操作系統則可以培養學生動手能力。虛擬仿真實驗室沒有實驗風險，學生可以重復練習，且不消耗實驗材料。實驗室課后開放，有利于培養學生創新思維。

綜上所述，虛擬現實技術為口腔醫學生提供了自主學習的平臺，使學習內容變得形象直觀、生動有趣，豐富了口腔醫學教學模式。將虛擬現實技術應用于口腔醫學教學中，不但可以節約教學資源，彌補教學條件的不足，還可以使學生通過信息平臺的數據庫和高仿真實驗系統獲得真實體驗，不斷激發學生學習主動性、積極性，挖掘學生潛能，培養學生自主學習能力。