新醫(yī)科背景下口腔解剖生理學(xué)教學(xué)改革研究

劉興光，張 翰，郭柳江

（山東大學(xué) 山東 濟南 250012）

口腔解剖生理學(xué)是一門以研究口腔、顱、面、頸部諸部位的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能活動規(guī)律及其臨床應(yīng)用特點為主要內(nèi)容的學(xué)科[1]。作為學(xué)習(xí)口腔臨床課程的重要基礎(chǔ)，課程的理論知識、實踐技能及思政元素都要求教師和學(xué)生有較好的掌握。在本科教學(xué)安排中，解剖課程常開設(shè)于口腔專業(yè)學(xué)習(xí)的早期階段，具有三維性、抽象性、系統(tǒng)性、邏輯性、層次性的課程特點，這對傳統(tǒng)授課模式（lecture-based learning，LBL），即以教師為主體、以講課為中心、采取大班全程灌輸式的教學(xué)模式帶來了挑戰(zhàn)。因此，本教學(xué)團隊在實踐中不斷精進教學(xué)方法、優(yōu)化課程內(nèi)容，采取一系列改革措施以達到一流本科課程建設(shè)的目標(biāo)。

1 相關(guān)背景

信息技術(shù)作為新的工具引入教育,對醫(yī)學(xué)教育的理論研究進展、空間物理環(huán)境、實踐與探索、師生互動方式、課堂深層結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀與未來，乃至更為宏觀的學(xué)校發(fā)展方式和教育發(fā)展方式都產(chǎn)生了巨大的影響[2]。以教育信息化全面推動教育現(xiàn)代化, 成為新時代推進我國教育事業(yè)改革發(fā)展的共識[3]。口腔醫(yī)學(xué)教育必須突破抽象感知模糊、學(xué)生情緒激發(fā)困難，抽象思維無從培養(yǎng)等傳統(tǒng)數(shù)字化教學(xué)難題。

隨著教育理念和教學(xué)模式的更新，現(xiàn)代口腔解剖生理學(xué)課程教育對發(fā)展醫(yī)學(xué)生對于口腔頜面部組織結(jié)構(gòu)的認(rèn)知能力及臨床能力提出了新的要求[4]。傳統(tǒng)的二維學(xué)習(xí)形式，如利用教科書、論文等進行學(xué)習(xí)，在直觀性、教學(xué)效率、全面性等方面具有較大的局限性[5]。而傳統(tǒng)的三維學(xué)習(xí)形式，如利用標(biāo)本等進行學(xué)習(xí)亦存在資源缺乏、成本較高等問題。利用3D 打印技術(shù)及快速成形技術(shù)快速制造復(fù)雜三維模具，成為有效的教學(xué)輔助手段[6-7]。在現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展的背景下，通過個性化模具加強學(xué)習(xí)印象，成為增強學(xué)生對人體解剖結(jié)構(gòu)的三維空間關(guān)系的認(rèn)知的解決方案，具有對現(xiàn)有的教學(xué)模式進行重要補充的潛力，進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、節(jié)約資源和成本、提升教學(xué)效率。

2 口腔解剖生理學(xué)教學(xué)改革路徑

2.1 改革重點

LBL模式下，學(xué)生易用死記硬背的方法對口腔解剖知識進行記憶，而難以掌握組織、器官的三維結(jié)構(gòu)，從而無法準(zhǔn)確把握頭頸部組織、器官的生理和病理狀態(tài)，這與教學(xué)目標(biāo)是背道而馳的。近年來，3D 打印技術(shù)被應(yīng)用于口腔科的器械、材料制造和臨床治療中，有助于解決復(fù)雜的臨床問題[8]。現(xiàn)階段，快速成形技術(shù)已較為成熟，其原理是應(yīng)用CAD 軟件進行設(shè)計或光學(xué)掃描后得到設(shè)計圖紙，并將結(jié)果輸入3D 打印機，逐層精確制造出每一層后疊加，從而得到1∶1 的物理模型。快速成形技術(shù)可被應(yīng)用于許多臨床場景，例如牙齒模型的打印、手術(shù)設(shè)計等[9]。

我們發(fā)現(xiàn)以往的教學(xué)方式和考核仍將授課重點放在了對文字的背誦上，學(xué)生受限于平面化的觀察材料，易產(chǎn)生模糊或錯誤的三維想象，不利于教學(xué)的進行。因此，我們將3D 打印技術(shù)引入了口腔解剖生理學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，致力于盡早建立三維想象、盡早提升應(yīng)用能力，這不僅是教育模具維度的一次升級，也是我們教育理念的一次重大更新。將3D打印技術(shù)作為學(xué)習(xí)初期使用的簡單可靠的輔助教學(xué)手段，可以在課堂中快速成形自身3D打印牙體模型、與標(biāo)準(zhǔn)模型相區(qū)別的自身頭顱骨模型，甚至是病理狀態(tài)顱頜骨模型，更有利于突出教學(xué)重點。通過3D 打印技術(shù)得到的更加貼近臨床情況的非標(biāo)準(zhǔn)化模型，提高了模型的真實性，能解決傳統(tǒng)模型細節(jié)缺失、缺乏變化的痛點；通過非標(biāo)準(zhǔn)模型與標(biāo)準(zhǔn)模型比較、非標(biāo)準(zhǔn)模型間的比較，學(xué)生可以對頭顱骨的典型結(jié)構(gòu)和易變異的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更加深刻的印象。

除此之外，口腔解剖生理學(xué)教學(xué)理念和目標(biāo)的升級為學(xué)生更好地掌握口腔頜面外科學(xué)、口腔內(nèi)科學(xué)、口腔修復(fù)學(xué)等學(xué)科所涉及的解剖知識打下了堅實的基礎(chǔ)，使口腔醫(yī)學(xué)知識的整體學(xué)習(xí)更加合理。

2.2 授課方式

2.2.1 線上課程與線下課程結(jié)合

課程改革聚焦課前、課中、課后“三階段”，線上、線下“雙方位”，通過多平臺展開教學(xué)。

線上平臺以自建學(xué)習(xí)平臺為主。線上課程由教師負責(zé)布置課前思維導(dǎo)圖任務(wù)，以圖片、文獻、微視頻、病例等形式引入課程教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生提前了解課程內(nèi)容和相關(guān)前沿進展。在課中主要通過線下課堂，以標(biāo)準(zhǔn)模型比較、翻轉(zhuǎn)課堂、病例討論等形式，結(jié)合快速成形的個性化三維模型，師生共同參與討論解決重點內(nèi)容和相關(guān)問題，而教師負責(zé)講解課程難點、總結(jié)和梳理課程內(nèi)容。課后，通過雨課堂、問卷星等平臺拓展教學(xué)內(nèi)容、設(shè)置課后練習(xí)題目、收集學(xué)生反饋，提高學(xué)生學(xué)習(xí)口腔解剖生理學(xué)課程的質(zhì)量。

2.2.2 理論課與實驗課結(jié)合

目前，口腔解剖生理學(xué)存在理論課與實驗課脫節(jié)的問題。筆者所在團隊認(rèn)為實驗課程應(yīng)以理論課程為出發(fā)點，從而設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)牙雕塑實驗?zāi)Ｐ秃蛯W(xué)生自身3D打印牙體模型對比、基于3Dbody APP 的頭頸標(biāo)本辨認(rèn)、3D 打印自身頭顱骨模型和標(biāo)準(zhǔn)模型對比、石膏模型分析和3D 打印病理硬組織模型分析、數(shù)字化力測定等教學(xué)內(nèi)容，將3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行科學(xué)的整合，強化學(xué)生對三維結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。

2.2.3 3D 打印技術(shù)運用

學(xué)生親自參與到3D 打印的設(shè)計制作和打印的過程，如光學(xué)掃描、軟件設(shè)計、建模優(yōu)化以及打印實施等，有利于培養(yǎng)其對3D 打印技術(shù)進一步的理解，進而提升科研能力和創(chuàng)造力[10-11]。相較于傳統(tǒng)模型，3D 打印模型具有資源豐富、突出了不同個體的模型差異化的優(yōu)勢[12]。打印成形的模型更貼近現(xiàn)實，避免了細節(jié)缺失。尤其是在病例討論中，學(xué)生需具備較強的立體思考能力來理解病變部位與正常顱頜面組織器官的解剖關(guān)系，然而其效果常因初學(xué)者的解剖學(xué)知識儲備而受到影響，3D 打印技術(shù)較好地降低了學(xué)習(xí)門檻，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地與臨床接軌。

課前引導(dǎo)學(xué)生對3D 打印技術(shù)進行理論層面上的預(yù)習(xí)，在學(xué)生有3D打印理論知識儲備的前提下，充分利用現(xiàn)有和后續(xù)跟進的實驗室資源，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上對自身的頭顱骨模型進行打印：①獲取學(xué)生本人顱面部骨的薄層CT掃描數(shù)據(jù)；②建立數(shù)字三維模型，并由老師進行相關(guān)解讀；③3D 打印制作實體模型，并與標(biāo)準(zhǔn)化模型進行對照觀察，提升模型直觀性、全面性，建立基于書本且易應(yīng)用于臨床的知識體系。

2.2.4 PBL、CBL 教學(xué)

以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方法(problem-based learning,PBL)是一種以虛擬問題場景或真實案例驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)、整合理論與實踐的教學(xué)策略，學(xué)生圍繞問題進行討論進而構(gòu)建深刻完整的知識體系[13]。案例授課法（case-based learning,CBL）由PBL教學(xué)法發(fā)展而來，是以臨床案例為基礎(chǔ)，根據(jù)實際診療過程中出現(xiàn)的問題，帶領(lǐng)學(xué)生展開深入思考，模擬臨床診療應(yīng)用場景，鼓勵學(xué)生自由組成小組進行討論[14]。相對于傳統(tǒng)的講述式教學(xué)，PBL 和CBL 教學(xué)的層次更加豐富、線索更加明確，讓學(xué)生參與程度提高，使學(xué)習(xí)不停留在表面，調(diào)動了學(xué)生的積極性。

本團隊通過與一線臨床醫(yī)生合作，打破不同專業(yè)間的壁壘，將知識中的難點、要點融合進課堂討論的案例中，根據(jù)教學(xué)大綱和考核要求，采用以問題、臨床案例為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)生自身頭顱的3D打印實體模型和真實病例中腫瘤患者的3D 打印實體模型編排課程。在課堂開始前，由授課教師提前發(fā)布學(xué)習(xí)材料，便于學(xué)生預(yù)習(xí)。課中教師通過雨課堂平臺分享案例或提出問題，學(xué)生可自由組成小組進行討論，在3D 打印個性化模型后，與標(biāo)準(zhǔn)化模型進行對比，認(rèn)識典型結(jié)構(gòu)、易變異的機構(gòu)、病理狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，并進行具體研討，同時可通過手機、電腦等電子設(shè)備查閱相關(guān)文獻，而教師把握進度，引導(dǎo)學(xué)生理解問題、發(fā)表自己的觀點、理清思路并進行針對性的講解和必要的補充說明。課后教師通過問卷星考核的教學(xué)要點進行必要的重復(fù)和詳細的歸納總結(jié)。

2.3 考核方式及反饋

除傳統(tǒng)的試卷考核外，本課程豐富了對學(xué)生的評價方式，實現(xiàn)了對學(xué)生綜合能力的全面評價。在每節(jié)PBL、CBL課程后，授課教師會根據(jù)不同同學(xué)的參與情況、負責(zé)的工作給出課堂評價，以問卷星為主的課后小測被記入理論課平時成績，此外，實驗課作品評價、病例匯報及評價、文獻檢索能力、3D 打印技術(shù)的掌握都被納入理論課與實驗課考核標(biāo)準(zhǔn)，每個過程均包含教師評分、組內(nèi)自評、組間互評，真正做到了過程與結(jié)果并重，避免了應(yīng)試教育中以一張卷子評價學(xué)生能力的局限性。本課程團隊采取了問卷調(diào)查的方式確認(rèn)了改革效果，絕大多數(shù)學(xué)生表達了對新授課方式的支持，這有助于學(xué)生真正做到學(xué)有所獲。

3 總結(jié)與展望

口腔解剖生理學(xué)作為一門以還原頭顱頜面部軟硬組織結(jié)構(gòu)的學(xué)科，其課程內(nèi)容不應(yīng)局限于文字、圖像等二維學(xué)習(xí)媒介，傳統(tǒng)的以應(yīng)試為導(dǎo)向、以教師為主導(dǎo)的灌輸式授課方式在數(shù)字化教育全面發(fā)展的今天具有不可忽視的局限性。3D 打印數(shù)字化教學(xué)為口腔課程教學(xué)提供了新的方向，而口腔解剖生理學(xué)因其獨特的課程特點適合作為改革的先導(dǎo)課程[15]。因此，本課程團隊基于此方向進行了進一步的探索，逐步完善教學(xué)硬軟件設(shè)施，為基于3D打印技術(shù)的口腔解剖生理學(xué)課堂提供教學(xué)基礎(chǔ)；制訂完善的教學(xué)計劃并實施，在課程教學(xué)中積極溝通，總結(jié)經(jīng)驗，設(shè)計實驗證明課程優(yōu)勢；提升教學(xué)質(zhì)量，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，最終得到完善的教學(xué)方案，具有可推廣性。該模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生對口腔基礎(chǔ)課程知識的掌握，更注重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、以臨床能力為導(dǎo)向的科研創(chuàng)新能力。但值得注意的是，該課程仍面臨設(shè)備、材料成本高，推廣困難，教師隊伍短缺等問題，因此，教師團隊建設(shè)、信息化平臺建設(shè)、信息化教學(xué)平臺的維護和更新、進一步豐富課程內(nèi)容，并與其他口腔醫(yī)學(xué)學(xué)科、臨床醫(yī)學(xué)學(xué)科結(jié)合等都是努力的方向。今后本課程團隊?wèi)?yīng)做出更多探索，推動口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域數(shù)字化教育的進一步發(fā)展。