虛擬仿真教學系統在全冠牙體預備中應用的效果評價

【摘 "要】 文章探討了虛擬仿真教學系統在口腔修復學的上頜中切牙全瓷冠牙體預備教學中的應用效果，選取濱州醫學院大學四年級口腔醫學專業學生共56人作為研究對象，分為傳統教學組和虛擬教學組，培訓練習后進行操作考試和問卷調查。兩組學生的實驗考核成績的差別沒有統計學意義（Pgt;0.05）；虛擬教學組對教學滿意度的評分高于傳統教學組（Plt;0.05）。100%的學生認為與虛擬訓練相比，仿頭模練習對提高操作水平的幫助更大；93.75%的學生認為虛擬教學軟件有助于掌握操作技術要點、提供重復性和多次學習機會有助于提高學習興趣。結果顯示，虛擬仿真教學可以作為傳統的仿頭模教學的輔助，有助于給學生提供更多的學習機會、幫助學生掌握操作技術要點和提高學習興趣。

【關鍵詞】 虛擬仿真；教學；牙體預備；仿頭模

口腔醫學專業的培養目標是培養適應我國經濟社會發展特別是醫療衛生事業發展需要，德智體美勞全面發展，掌握基礎醫學、臨床醫學和口腔醫學的基礎理論、基本知識和基本技能，富有創新精神和實踐能力，具備崗位勝任力、終身學習能力和良好職業素質，畢業時能在各級醫療衛生機構從事安全有效口腔醫療工作的應用型醫學人才。一名合格的口腔醫生不僅要有較強的專業性，還應掌握扎實的臨床操作技能。

目前熟知的口腔醫學教育主要依賴于傳統的課堂講授和實驗室仿頭模操作練習，面臨諸多弊端。比如理論知識和臨床思維相分離、理論實踐結合難以落實、實踐教學耗材成本高、專業教學和行業實際相脫節等。以“口腔修復學”課程中關于上頜中切牙全瓷冠牙體預備的內容為例，傳統的教學方式包括課堂理論講解和實驗室仿頭模練習，這種方法較單一，無法模擬臨床真實情景，缺少醫患溝通的環節，無法真正模擬實時交互式人體口腔環境實感，并且不具備實時步步糾錯功能。

數字化技術在口腔醫學領域的應用已經形成行業新的發展趨勢，這也給口腔醫學專業教學帶來了新的機遇和挑戰。本研究在大學四年級口腔醫學專業本科生上頜中切牙全瓷冠牙體預備的前期教學中進行，將信息技術與專業教學相融合，將線上虛擬實驗和線下仿真實訓相結合，實現線上與線下、虛擬與實訓的交融，即數字化背景下虛實結合的口腔修復學課程教學模式，并通過與單一使用傳統仿頭模系統教學效果進行對比，評估其在口腔修復學教學中的應用價值，以期達到提升教學效果，培養更富有核心競爭力的實用型醫學人才的目的。

一、資料和方法

（一）虛擬仿真實訓平臺

目前市場上已經有多家成熟的虛擬仿真實驗教學平臺，比如實驗空間——國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺、醫學虛擬仿真實驗教學系統等，包含了口腔醫學實踐教學的基本項目。以南京醫科大學構建的口腔醫學交互式虛擬仿真實訓系統為例，本系統運用了現代信息技術構建“體驗式學習”環境，學生可反復進行操作練習，并且項目為開放式設計，方便資源共享與持續更新，旨在激發學生的自主學習能力，突破時空限制，提升口腔醫學生的臨床勝任能力。

（二）研究對象

濱州醫學院口腔醫學院2017級、2018級煙臺校區見習本科生，共56人。

（三）研究方法

2017級學生共24人，作為傳統教學組；2018級學生共32人，作為虛擬教學組。在教學內容以及學時等方面，兩個組的學生均一致。

前期規范化培訓：采用相同的教師、相同的方法教授學生上頜中切牙全瓷冠牙體預備的相關操作要點和考核要求。考核評分要求包括操作過程和預備結果兩方面，前者包括器械的選擇和握持、操作動作和順序；后者包括預備形態和預備量是否恰當、肩臺質量、軸面聚合度、鄰近軟硬組織是否損傷等。

培訓：傳統教學組學生觀看上頜中切牙全瓷冠牙體預備的教學視頻，時間30min；虛擬教學組則采用上頜中切牙全瓷冠牙體預備虛擬仿真教學軟件進行培訓學習，學生可以針對自身學習情況反復練習，時間30min。

考核和評分：在仿頭模系統上進行上頜中切牙全瓷冠牙體預備的操作考核，考試時間20min。評分包括主觀和客觀兩種方式的評價。主觀評價是由兩名經驗豐富的口腔修復學教師根據考核標準進行評分，總分60分，取平均分。客觀評價是用Fair Grader 100 口腔教學評價系統對學生的牙體預備作品進行終結性評價，總分40分。主觀和客觀成績相加即為學生的最終成績。教師將評分情況及時反饋給學生，指導其進一步改進操作。

學生對教學滿意度的評價：通過調查問卷分別調查兩組學生對教學效果、教學方式等的滿意度情況。

（四）統計學處理

研究數據全部采用SPSS 17.0統計學軟件處理，計量資料選擇（x±s）表述，行t檢驗，結果以Plt;0.05表示差別有統計學意義。

二、結果

（一）上頜中切牙全瓷冠牙體預備的教學效果比較

結果顯示，兩組學生經過不同方式的培訓，雖然虛擬教學組的實踐考核評分略高于傳統教學組，但是差別無統計學意義（Pgt;0.05）。

（二）學生教學滿意度評價

結果顯示，虛擬教學組對教學滿意度的評分高于傳統教學組，差別有統計學意義（Plt;0.05）。將虛擬仿真教學軟件用于上頜中切牙牙體預備的培訓學習，100%的學生認為與虛擬訓練相比，仿頭模練習對提高操作水平的幫助更大；93.75%的學生認為虛擬教學軟件有助于掌握操作技術要點、提供重復性和多次學習機會、有助于提高學習興趣。

以上說明，雖然兩組學生的實踐考核評分的差別沒有統計學意義，但是虛擬仿真教學軟件的使用可以作為傳統的仿頭模教學的輔助，有助于給學生提供更多的學習機會，有助于學生掌握操作技術要點。

三、討論

口腔醫學的發展離不開新技術、新材料、新設備的不斷研發改進。口腔醫學的教育也需要緊跟時代的步伐，及時更新教學內容，將理論與實際相結合，將教學與臨床相結合，而非紙上談兵。牙體預備是口腔修復學中非常重要的實踐操作技能，預備的質量會直接影響基牙的健康程度和修復體的質量。因此，牙體預備是口腔修復學實踐教學的重中之重。目前傳統的教學模式仍然以教師講授加仿頭模系統操作練習為主流，這種教學模式的效果受很多因素影響，比如離體牙收集有限、仿真樹脂牙成本高，而且牙體組織的切削操作不可逆、無法通過重復練習以達到熟練掌握操作技能的效果，也就是可供使用的耗材受限；學生可以用于練習的時間受仿頭模數量和上課課時的限制；每個學生的理解和接受能力不同，在教師講授后每個人對關鍵知識點的掌握情況不同，無法實現個性化學習；在進行仿頭模訓練時，因操作視野和師生比限制，教師難以實時觀察每個學生的操作細節是否完全合規，無法實現步步糾錯。

虛擬現實（含增強現實、混合現實）技術是新一代信息技術的前沿方向之一，應用于教學中有獨特的優勢，它可以彌補教學資源不足、降低真實操作的危險性、打破時空限制、提高學生興趣等。面對口腔醫學傳統教學模式的種種弊端，虛擬仿真實驗技術能夠在一定程度上突破瓶頸。它正好順應了學生利用互聯網進行自主學習的習慣，為學生提供不受時空限制的能夠自主練習的虛擬訓練平臺。通過反復的學習訓練，將操作的流程和關鍵知識點牢記于心，是理論邁向實踐的第一步，為隨后的仿頭模系統的實踐操作打下基礎。

本研究中，對于虛擬教學組，使用了國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺的口腔醫學交互式虛擬仿真實訓系統。以“虛實結合”為原則，通過線上虛擬交互與線下仿真實訓相結合，學生自主學習與教師示教相結合，突破時間和空間限制，優化學生對于“理論”和“實踐”的雙重學習體驗；應用口腔醫學虛擬實驗教學網絡平臺，完成實驗方案閱讀、實驗示教視頻觀看、交互式虛擬實驗操作，熟悉和掌握口腔醫學臨床技能操作流程，逐步培養臨床診療思維；利用仿真頭模教學系統和口腔教學實習評價系統，進行口腔醫學操作技能訓練，為后期口腔醫學臨床實踐打下基礎，縮短臨床實習的適應期。通過該項目的實施，可實現口腔醫學生的自主學習，一定程度上減少了教師的工作量，同時學生的思維能力、動手能力不斷加強，綜合素質也得到了全面提升。

然而，虛擬仿真實驗僅僅是人機互動訓練，實驗環境是虛擬的，與真實的口腔環境相差甚遠，僅適用于學習臨床技術的前期階段。學生還需要在虛擬仿真實驗的基礎上，進一步在更接近臨床環境的仿頭模上進行真實的操作訓練。在學生操作訓練的過程中，教師從椅位和燈光調節、坐姿、戴手套、手機握持、車針選擇、支點選擇、牙體切削方法、無菌操作等方面反復給予指導，及時糾正錯誤。經過虛擬仿真和仿真模擬兩個階段的訓練，學生的理論和實踐技能水平進一步提升。下一步學生便可以通過口腔教學實習評價系統和教師的主觀評價來評估檢驗自己對關鍵技術的掌握程度和存在的問題，及時改進和逐步提高臨床實踐能力。

在本課題的研究結果中，雖然虛擬教學組和傳統教學組的實踐考核評分的差別沒有統計學意義，但是學生普遍認為虛擬仿真教學平臺的使用可以作為傳統的仿頭模教學的輔助，它可以作為連接理論學習和真實操作的紐帶，虛實結合促進了理實結合。通過這個過程，模擬了真實的臨床場景，把抽象的教學內容具體化、形象化，學生成為教學過程的參與者和實踐者，有了更多的學習機會，能夠激發學生學習興趣，提高學生的想象力和創造力，有助于學生掌握操作技術要點。

在口腔醫學的基礎理論教學中，虛擬仿真技術可以實現將抽象的理論知識形象化，便于學生理解、記憶；在口腔臨床技能教學中，虛擬仿真技術可以提供個性化的臨床病例，從問診、檢查到操作技能全流程，增加學習的沉浸感，全面提高和鍛煉學生的臨床思維和操作技能水平。盡管虛擬仿真技術能在一定程度上模擬臨床情景，但是仍然需要結合實訓的方式，通過虛實結合，拓展內容的廣度與深度，更有助于教學目標的實現。目前虛擬仿真課程在國內高校的普及率不高，覆蓋應用的課程類型也不全面，而且教學資源比較少。因此高校應該積極促進優質虛擬仿真教學資源的共建共享和持續改進，推動虛擬仿真實驗室的建設，同時促進虛擬仿真課程相關資源研發的產學研結合，加快虛擬仿真課程在高等院校的應用和普及，促進高等教育數字化和教育現代化的進程。

與傳統的仿頭模培訓系統相比，虛擬仿真教學資源與仿頭模培訓系統聯合應用，雖然不能有效提高學生的實踐考核評分，但是它可以作為傳統教學的輔助，有助于給學生提供更多的學習機會、提升其學習興趣，有助于學生掌握操作技術要點，是一種值得推廣應用的輔助教學方法和手段。

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