虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的應用淺析

王 冰

（吉林省四平衛生學校，吉林 四平 136000）

虛擬仿真技術可以構建虛擬化的教學環境，近年來在教育體系中應用廣泛，用戶可以利用人機交互操作模式對虛擬對象進行不斷調整，對于實踐類專業訓練活動的開展有著積極影響，改變以往教師單向授課的教學模式，促使學生在視覺、聽覺以及觸覺一體化的環境中展開自主學習，調動學生多種感官體驗。口腔醫學教育是培養專業人才的主要方式，當前社會上對于口腔醫學人才的質量要求有所提升，教師需要正確認識虛擬仿真技術的特點，了解虛擬仿真技術和傳統教學模式之間存在的差異，可以將其合理應用到教學活動中，提高學生的操作實踐能力，后續學生工作活動的開展打下良好基礎。

一、虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的應用優勢

1.減輕學習難度

口腔醫學涉及的專業知識較多，學生普遍學習難度較大，如果學生無法在學習過程中獲得成就感會影響學生學習積極性，難以充分發揮學生主觀能動意識。除此之外，在傳統教學模式下學生反復進行操作訓練，但是卻無法得知訓練結果，長期以往會使學生形成模式化的學習模式，也難以了解在操作過程中存在的具體問題[1]。虛擬仿真技術應用則有效減輕了學生的學習難度，可以激發學生主動學習意識，對于營造良好教學氛圍有著積極影響。數字化虛擬仿真口腔教學平臺的應用，則可以清晰地展示某些操作細節，構建全新的可以調動視覺、觸覺和聽覺的實訓教學環境，提高學生的學習主動性，激發學生的學習興趣。學生通過在虛擬治療環境中進行實踐操作和三維動畫展示，加深對操作步驟及概念的理解，能有效提高實訓操作能力。在新型教學系統中學生可以更加真實地感受臨床治療情境，引導學生對未知過程進行探究，對于提高學生探索意識有著積極作用。

2.保證操作安全性

在口腔醫學教育過程中如何強化學生操作能力、避免在工作實踐中出現不良事件，是教育活動所關注的重點問題。學生在校學習過程中所學習的知識具有理論化的特點，雖然經過了模擬訓練，但是和真實情境仍然存在一定差異。面對這種現象需要進一步提高操作安全性，合理利用虛擬仿真技術的模擬訓練系統。通過建立虛擬仿真教學系統可以模擬接診環節、操作環節等，加強學生對臨床醫學教育情境的了解和認知，讓學生熟悉臨床診療流程[2]。學生在系統中可以進行獨立接診和問診，對患者實施有效檢查，強化學生接診技巧，顯著提高學生綜合能力。在學生完成臨床治療后系統會自動對學生的學習情況進行評分，使學生認識到自身在臨床治療中存在的具體問題，避免出現操作疏忽的現象。

3.加快課程改革進程

口腔醫學教育對于醫療人才的培養有著重要意義和影響，特別是現階段醫療行業進入快速改革階段，必須要培養出高質量醫療人才。虛擬仿真技術的應用和教育信息化發展趨勢相一致，利用虛擬仿真技術可以加快信息技術和口腔醫學教育的融合進程，優化傳統教學環境，進一步加快課程改革速度，完善口腔醫學專業人才培養機制。信息化技術的融入改變了傳統教學手段，也促使教師形成了信息化技術應用意識，提高了教師隊伍整體綜合能力。

二、虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的實踐應用

虛擬仿真技術的優勢已經得到了口腔醫學教育的認可，在國內以及國外均開始廣泛應用這一技術，改變傳統教學模式，優化了傳統教學手段，可以為學生提供更加形象化的學習環境。在口腔醫學教育的各個專業中也開始利用虛擬仿真技術，教師需要了解不同專業的教學內容與教學特點，選擇合適的方式實施教學。

1.口腔解剖生理學

在口腔醫學專業知識學習過程中學生首先需要了解牙齒的解剖形態，可以掌握口腔整體結構特征，了解頜面部軟組織和硬組織的解剖特點，從而針對口腔存在的問題進行干預和處理。以往在口腔結構生理學中通常會向學生展示牙齒以及口腔結構的二維X線片，該種影像資料清晰度較高，在醫療領域應用廣泛。但是由于天然牙普遍體積較小，牙齒解剖結構具有精細化的特點，如果只是利用圖片進行展示學生無法了解解剖結構的細節特征，影響了學生專業基礎知識的掌握效果。虛擬仿真技術可以利用三維空間圖像展示牙齒的具體形態，通過虛擬仿真軟件針對牙齒進行放大縮小或者旋轉移動，以動態化的方式對解剖結構進行調整，進一步加強學生對解剖結構的了解度。在虛擬現實環境下學生可以進一步了解根管結構的特征，對解剖學特點進行分析，提高學生學習效果，夯實專業知識基礎[3]。

2.牙體牙髓病學

牙體牙髓病學涉及實踐內容多，包括多種不同的操作環節，例如備洞環節、開髓環節以及根管預備環節等，每一環節涉及的操作要點多，學生學習難度較大。作為口腔醫學專業的學生需要了解各個環節的操作要點，對口腔疾病患者實施安全有效的治療干預。在牙體牙髓病學教學活動中會使用塑料牙向患者展示發病后牙齒所出現的變化，塑料牙可以進行反復使用，能夠減少教學資源的消耗，學生也可以對塑料牙進行直觀觀察。但是塑料牙也存在解剖結構單一化的問題，面對復雜根管系統學生認知度不足，會影響后續根管治療活動的開展。離體牙在教學中的應用會受到衛生因素、倫理因素的限制，因此在教育教學中應用并不廣泛。虛擬仿真技術可以通過牙齒CT掃描數據構建牙齒模型，學生利用虛擬牙齒模型便可開展更加真實和形象化的實踐訓練，解決了以往塑料牙存在的限制因素[4]。虛擬牙齒模型可以不斷變化，展示不同類型根管解剖結構，調整根管大小、根管形狀以及具體位置。

3.口腔種植學

近年來人們口腔種植需求不斷增加，在醫學教育中種植學也成為了重點教學內容，但是因口腔種植學學習內容的限制，在教學過程中仍然是通過理論講解的方式對學生進行教育教學，學生缺乏操作訓練機會。虛擬仿真技術可以構建種植手術模擬系統，該種系統可以讓學生感受到觸覺反饋，同時還包括下頜骨三維CT圖像，能夠對手術過程中的聲音以及形式進行展示，營造真實的手術環境。例如在手術過程中在進行鉆孔時會產生震動，通過觸覺反饋裝置將一個圓柱形種植體模型植入到頜骨的三維圖像中來對種植體植入的全過程進行模擬。但是目前在口腔種植學教學過程當中該種系統的應用仍然存在一定的問題，感官體驗有待加強，這需要和傳統模型進行配合[5]。

4.牙周病學

牙周疾病在治療過程中需要醫生利用觸覺的方式實施診斷，在教學活動中教師會利用模型演示的方式展開教學活動。牙周病學教學難度較大，需要強化學生對口腔內部結構軟組織和硬組織狀況的了解度。因此在虛擬仿真系統構建過程中除去滿足治療操作需求外，還需要對軟硬組織進行合理設計，這也使得模擬器開發難度有所增加。虛擬仿真技術應用后學生可以利用模擬器觸摸牙齒以及牙齦的具體情況，感受結石表面特征，以此為基礎對牙周疾病進行診斷。或者可以利用VR儀器進行教學，將其放置在牙齒表面上感受牙齦邊緣以及牙周袋位置的觸覺反饋，了解在牙周各個區域的具體質感特點，明確結石所在位置，提高學生對牙周疾病的了解度[6]。

5.口腔頜面外科學

目前口腔醫學教育中口腔頜面外科學已經進入了改革階段，但是相對于其他國家而言整體教學改革進程較慢。外科住院醫師在做手術前除了要掌握外科操作、解剖學和外科器械的基本知識外，還應進行超額學習，預演手術過程。通過虛擬仿真系統可以引入患者模型，了解不同口腔頜面外科問題的特點以及發生原因，學生在三維空間內針對虛擬上下頜實施操作和調整，對頜骨手術進行模擬訓練。

6.口腔修復學

在口腔修復學中要求學生可以根據牙齒存在的問題進行修復，其中牙體預備屬于重點學習內容，需要學生可以了解牙齒的硬度反饋，根據反饋結果選擇合適的修復方式。目前在口腔修復學教學過程中會選擇塑料牙作為教學材料，塑料牙和人體的真實牙齒相比硬度存在較大差異，會影響學生的學習效果以及專業知識的認知。通過虛擬仿真技術可以設計牙科模擬器，能夠對牙體的預備流程進行有效模擬，在這一過程中學生可以在虛擬環境中感受真實的觸覺反饋，對于提高牙體預備教學效果有著積極作用和影響[7]。虛擬仿真培訓系統能夠向學生提供虛擬患者，學生根據患者的具體情況做好疾病診斷以及治療規劃，同時在這一環境內也可以及模擬牙體預備過程中口鏡反射、車針更換、高速手機的控制、醫師與患者的體位調節操作，提高學習真實性。虛擬仿真技術所展示的圖像具有高分辨率的特點，同時可以帶給學生更為真實的觸覺體驗，對于調動學生學習積極性，改善學習體驗有著積極作用。在口腔修復教學過程中會面臨較多的理論概念，利用數字化技術的優勢可以將信息轉移到虛擬仿真系統內，以形象的方式將不同牙齒修復體的制作操作流程記錄下來，可以為教學活動的開展提供重要的數據資料。

三、虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的應用策略

1.組織實踐訓練

虛擬仿真技術屬于一種新型信息技術，能夠讓人們在虛擬空間內進行交互和操作，具有人性化的特征和優勢。通過利用虛擬現實技術可以構建真實的虛擬環境，和機器人之間展開通信和互動，在互動之后作為設計者可以更加精準地了解在虛擬環境下的感知體驗。因此利用該技術能夠有效提高口腔醫學教育質量，調動感受者的感官體驗和意識想法，讓其沉浸其中。教師可以利用虛擬仿真技術組織學生參與實踐訓練，根據不同專業的學習內容讓學生完成教學任務，提高了實踐訓練質量，打破以往實踐訓練過程中存在的時空條件限制。在實踐訓練中學生可以對虛擬牙齒模型進行調整，對牙齒進行修復或者治療，學校應重視對虛擬仿真技術軟件進行推廣，使學生能夠做到隨時隨地進行實踐訓練，從而強化學生的實踐能力[8]。

2.完善教學評價機制

在教學活動中教學評價機制是極其關鍵的，通過合理的教學評價可以幫助學生分析在學習過程中存在的問題，對學生學習活動的開展提供有效指導。以往在對口腔醫學專業學生進行評價時通常會利用目測的方式了解學生實踐訓練任務的完成效果，雖然教師擁有豐富的經驗，但是在教學評價時會存在主觀性強的問題。虛擬仿真技術可以為教學評分系統的優化提供幫助，形成自動評分模式，同時在系統中融入專家評分系統可以進一步得出精準的教學評價結果，對于提高實踐技能評估效果有著積極作用。在完成自動評分后由教師幫助學生分析在實踐操作中所存在的具體問題，講解該問題的主要引發原因，為后續學生自主實踐訓練提供幫助和支持。

結語

虛擬仿真技術在各行各業均有著廣泛應用，近年來已經開始深入教育行業，構建了信息化的教育體系，有效提高了教育教學質量和效率，為口腔醫學教育的發展提供了重要的技術支持。虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的應用可以減輕學生學習難度，提高學習效率，保證操作安全性，加快課程改革進程，順應教育信息化發展趨勢。當前在口腔醫學教育中虛擬仿真技術應用方式越發成熟，在口腔解剖心理學、牙體牙髓病學、口腔種植學、牙周病學、口腔頜面外科學、口腔修復學教學活動中取得了較好的教學效果，充分調動了學生的學習積極性，減輕了學習難度。在今后口腔醫學教育改革中需要重視對其他信息技術進行創新性應用，提升學生的思維能力，避免在醫學實踐中出現不良事件。