數字化輔助的CBL在研究生正畸-正頜外科聯合治療教學中的應用

[摘要]目的：探討數字化輔助的案例教學法（Case-based learning，CBL）在研究生正畸-正頜外科聯合治療教學中的應用，以提供教學模式新思路。方法：將30名口腔正畸專業一年級研究生隨機分為兩組，對照組采用PPT講解知識點配合病例圖片展示的傳統教學模式，實驗組在傳統教學模式基礎上增加三維數字化輔助的CBL教學，即在常規講授教學前組織研究生學習三維數字化軟件在正畸-正頜外科聯合治療典型病例中的應用。采用隨堂測驗和問卷調查法對學生知識點掌握情況和教學滿意度進行綜合評價。結果：隨堂測驗中，對照組得分為（9.87±1.71）分，實驗組得分為（11.40±1.99）分，實驗組對知識點的掌握情況顯著優于對照組（P＜0.05）。兩組學生在課前對此次課程的期待程度比較，差異無統計學意義（P＞0.05），課程滿意度綜合評價中，實驗組得分均顯著高于對照組（P＜0.05）。結論：將三維數字化輔助的CBL教學模式應用于研究生正畸-正頜外科聯合治療教學，更能激發學生的學習興趣，有助于學生在課堂上注意力的集中，使得教學內容更加容易理解，值得在正畸研究生教學中推廣。

[關鍵詞]數字化技術；案例教學法；正畸-正頜外科聯合治療；研究生教學；教學模式；教學質量

[中圖分類號]G642" " [文獻標志碼]A" " [文章編號]1008-6455（2024）07-0156-04

Application of Digitally Assisted CBL in the Teaching of Combined Orthodontic and Orthognathic Surgical Treatment for Postgraduate Students

HU Zhiai1， ZOU Shujuan1， ZHU Songsong2， CHEN Jianwei1

（ 1.Department of Orthodontics， State Key Laboratory of Oral Diseases， National Clinical Research Center for Oral Diseases， West China Hospital of Stomatology， Chengdu 610041， Sichuan， China ; 2. Department of Orthognathic and Joint Surgery， West China Hospital of Stomatology， Sichuan University， Chengdu 610041， Sichuan， China ）

Abstract： Objective" To explore the application of digitally assisted CBL in the teaching of combined orthodontics and orthognathic surgical treatment for postgraduate students， so as to provide new ideas for the teaching model. Methods 30 first-year postgraduates majoring in orthodontics were randomly divided into two groups. In the control group， the traditional teaching mode of PPT with case pictures was used to explain the knowledge points. In the experimental group， digitally assisted CBL teaching was added to the traditional teaching mode， and the postgraduate students were organized to learn the application of 3D digital software in typical cases of combined orthodontic-orthognathic surgical treatment before the conventional lecture teaching. The students' knowledge and satisfaction of teaching were evaluated by means of a follow-up quiz and questionnaire. Results" In the follow-up test， the score of the control group was （9.87±1.71） points， and the score of the experimental group was （11.40±1.99） points. The mastery of knowledge points in the experimental group was significantly better than that of the control group （P＜0.05）. There was no significant difference between the two groups in terms of students' expectations of this course before class （P＞0.05）. In the comprehensive evaluation of course satisfaction， the scores of the experimental group were significantly higher than those of the control group （P＜0.05）." Conclusion The application of digitally assisted CBL in the teaching of combined orthodontics and orthognathic surgical treatment for postgraduate students can better stimulate students' interest in learning， help them concentrate in class， and make the teaching content easier to be understood， which is worth promoting in orthodontic postgraduate teaching.

Key words： digital technology; case-based learning; combined orthodontics and orthognathic surgical treatment; postgraduate teaching; teaching mode; teaching quality

我國錯牙合畸形發病率為67.82%，其中約5%為頜骨發育異常引起的牙頜面畸形[1]。牙頜面畸形是一種因頜面骨骼生長發育失調所引起的顏面形態異常與咬合關系錯亂，又稱為骨性錯牙合。對于嚴重牙頜面畸形患者，需要進行正畸-正頜外科聯合治療重建頜骨的三維空間關系，改善患者的顏面美觀。隨著我國人民物質文化生活水平的不斷提高，牙頜面健康知識的普及和整形美容市場的宣傳，人們對顏面美觀的要求越來越高，要求進行正畸-正頜聯合治療改善顏面美觀的牙頜面畸形患者逐年增多[2]。正畸-正頜聯合治療常規包括術前正畸治療去除牙代償性錯位，正頜手術糾正頜骨畸形，以及術后正畸治療精細調整牙列咬合關系。教學內容包含了正畸學和正頜外科學的知識點，同時涉及多學科之間的配合，教學難度大，學習要求高[3]。

近年來，數字化口腔醫學技術飛速發展，憑借其能精確重建牙頜面三維形態、結構直觀可視、應用操作簡單便捷等優勢，已廣泛應用于正畸的診斷分析、方案制定、療效評估等多個方面，并顯著地提高了診療的直觀性和精準性[4-5]。案例教學法（Case-based learning，CBL）是一種以典型案例為核心的教學模式，通過特定案例分析有助于學生將理論與實踐相結合，提高臨床思維能力，已經在口腔臨床教育領域取得了顯著效果6-7]。本課題擬將數字化技術與CBL相結合應用于正畸-正頜聯合治療病例的教學中，提高正畸研究生對牙頜面畸形病因機制、臨床表現、診斷分析以及正畸-正頜外科聯合治療的理解和掌握，探索數字化輔助的CBL教學模式的有效性，為提高正畸學專業研究生教學質量打下基礎。

1" 資料和方法

1.1 一般資料：研究對象為四川大學華西口腔醫學院2021級口腔正畸科專業型碩士研究生共30名。按照隨機數字表法，將學生隨機分配到對照組（n=15）和實驗組（n=15）。兩組研究生均由同一位教授進行備課和授課，對照組為采用PPT常規講授知識點配合病例展示的傳統灌輸式教學模式。實驗組為三維數字化輔助的CBL教課加常規講授課的教學模式，常規講授教學前組織研究生學習三維數字化軟件在正畸-正頜聯合治療典型病例中的應用，并進行實踐模擬操作。

1.2 三維數字化輔助的CBL教學過程：選取2018-2021年在華西口腔醫院完成正畸-正頜聯合治療的典型Ⅰ類雙頜前突、Ⅱ類、Ⅲ類、偏牙合、開牙合畸形各一例作為三維數字化技術應用于正畸-正頜病例臨床聯合治療過程的典型示教案例，完整示教一個病例，其余病例僅選取特殊操作進行簡單示教講解。示教的案例在臨床均采用“術前正畸去代償-正頜手術糾正頜骨畸形-術后正畸精細調整”經典的正畸-正頜聯合治療模式完成治療，但為便于學生理解術前正畸方案制定的思考過程，示教過程中首先進行虛擬正頜手術矯正頜骨畸形，將復雜的牙頜面畸形轉化為單純的牙列錯牙合畸形病例，然后進行正畸診斷分析、方案制定和虛擬排牙，采用逆向思維的方式引導學生在糾正頜骨畸形的情況下觀察牙列的錯牙合畸形，理解不同頜骨畸形牙齒的代償情況，思考正畸治療去代償的矯治策略，建立正畸-正頜聯合治療的臨床思維體系。主要教學內容：首先示教數字化軟件模擬三維正頜手術的頜骨切割及移動，操作過程中同時講解軟件操作方法，手術方案制定的考慮，不同正頜術式的選擇、適應證及注意事項；然后示教并講解正畸排牙的基本操作，不同骨性錯牙合病例牙齒排列的特點，制定正畸方案的分析思路及考量。具體示教操作過程如下。

將患者的初診螺旋CT數據以DICOM（Digital imaging and communications in medicine）的格式導入Dolphin軟件，選定灰度閾值范圍，進行顱頜面骨骼三維重建。首先以正中矢狀面、眶耳平面以及冠狀面為基準平面再定位顱頜面骨，作為后續牙頜面畸形診斷分析和三維手術模擬操作的三維基準坐標系。正中矢狀面與顱底中線重合，經過鼻根點、蝶鞍中心點、樞椎齒突最突點的位置進行構建；眶耳平面垂直于正中矢狀面，通過雙側眶下點和一側耳點進行構建；冠狀面通過鼻尖點同時垂直于上述兩個平面[8-9]。操作示教的同時應向學生強調三維基準坐標系構建的準確性對于后續牙頜面畸形診斷分析和模擬正頜手術的重要性。建立三維基準坐標系后，通過閾值分割和區域選定等方法分別獲得上頜骨和下頜骨的三維重建模型。將患者上、下列的三維掃描圖像導入Dolphin軟件，通過與CT數據重建的上、下頜牙列分別進行配準，覆蓋CT數據重建的牙列。然后進行三維定點分析，示教并講解常規的Lefort Ⅰ型截骨術、上頜前部根尖下截骨術、下頜升支矢狀骨劈開術、下頜支垂直骨切開術、下頜前部根尖下截骨術和頦成形術等術式的手術切口位置和截骨方式，分別對上、下頜骨進行平移和旋轉等操作，以模擬正頜手術的頜骨切割和移動操作。

按照正頜外科醫生制定的手術方案，對骨性畸形患者的牙頜面骨進行虛擬三維手術切割、移動后，牙頜面畸形恢復到正常位置。在此基礎上對牙列錯牙合畸形進行診斷分析，并制定術前正畸治療方案，在3shape軟件上按照正畸方案進行虛擬排牙，將矯正后的目標位上、下頜牙列導入Dolphin軟件，與原上、下頜牙列分別進行配準、重疊。向學生直觀地示教虛擬三維手術前正畸矯治完成的目標牙列位置與初始位置的對比，兩者與牙槽骨和頜骨的相對位置變化，術前正畸治療后口內咬合關系的變化，引導學生思考臨床正畸-正頜聯合治療中術前正畸的目的、必要性和方案制定的考量。

1.3 教學效果評價：教學效果評價分為兩部分，對知識點的掌握情況和對教學方式的滿意度。課后發放測驗題評價學生對知識點的掌握情況，測驗題分別檢測Ⅰ類雙頜前突、Ⅱ類、Ⅲ類、偏牙合、開牙合等骨性畸形的特點、牙齒代償特征和術前正畸去代償治療要點，共15道選擇題，每題1分，其中單選題10道，多選題5道，滿分為15分，當場回收。采用不記名問卷調查的形式評價學生對教學方式的滿意度，采用Likert 5級量表的方式進行調查統計：非常同意（5分），同意（4分），基本同意（3分），不同意（2分），非常不同意（1分）。當場回收問卷。

1.4 統計學分析：使用SPSS 21.0軟件對測驗題分數和問卷得分進行統計分析，計量資料用xˉ±s表示，行獨立樣本t檢驗，檢驗水準設為0.05。

2" 結果

2.1 對知識點的掌握情況：滿分為15分，對照組得分為（9.87±1.71）分，實驗組得分為（11.40±1.99）分，兩組得分比較，差異有統計學意義（t=-2.186，P=0.037）。

2.2 對教學方式的滿意度：兩組學生在課前對此次課程的期待比較差異無統計學意義（P＞0.05），實驗組學生在上課注意力、學習興趣、理解教學內容、對教學的滿意度等方面均優于對照組學生，相比差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

3" 討論

現有的正畸學專業研究生培養模式中，正畸-正頜聯合治療教學章節多采用以PPT講解知識點配合病例展示為基礎的傳統灌輸式教學模式[10]。由于牙頜面解剖結構復雜，學生對正頜手術方式缺乏直觀感性認識，且正頜術前正畸的診斷分析思維模式與常規正畸治療存在較大差異，傳統教學模式很難直觀生動的講解正頜手術及術前正畸治療的相關要點，導致學生對教學內容理解困難，難以取得良好的教學效果[11-12]。

本研究結果發現，將三維數字化輔助的CBL教學模式引入正畸-正頜聯合治療教學，有助于學生課堂注意力的集中、更能激發學生的學習興趣，也使得教學內容更加容易理解和掌握。

正畸-正頜聯合治療病例需要正頜外科醫生和正畸醫生的密切配合完成，特別是術前正畸治療，可避免術中不必要的骨體過多切割，從而減小手術創傷和復雜程度，是患者口頜系統功能重建的重要保障[13]。術前正畸診斷分析和方案制定的思維方式與常規正畸存在較大差異，要求正畸醫生對牙頜面畸形的病因機制、臨床表現和正頜手術方案有明確深入的理解和掌握，才能與正頜外科醫生完美配合完成病例。由于牙頜面解剖結構復雜，頜骨畸形臨床表現和手術設計復雜多變，相關知識點多且抽象，傳統的教學方式很難讓學生在短時間內完全理解和掌握。因此，學生往往是通過臨床接診患者進行實踐操作，完成完整的病例后，才對牙頜面畸形患者正畸-正頜聯合治療的診斷分析、方案制定、臨床實踐操作注意事項和整體治療流程有直觀、清晰、深入地認識和理解。然而，正畸-正頜聯合治療周期一般為2～3年，研究生接診和完成的病例數量有限，這對于研究生的培養效率是較明顯的限制因素。

三維數字化技術通過將二維平面圖像重建為三維模型，使學生能清晰、直觀地從不同角度觀察患者的牙頜面解剖結構、牙列與頜骨之間的位置關系，加深學生對牙頜面畸形病因機制、臨床表現、診斷分析和臨床治療的理解和掌握[14]。在教學中，教師選取典型病例，通過專業軟件向學生示教虛擬正頜手術的過程，模擬截骨的位置和范圍以及骨塊的移動，結合軟件分析還可以在骨塊移動的過程中實時預測術后面型的變化，快速直觀地展示手術效果。采用逆向思維的方式，引導學生從數字化正頜外科的角度思考術前正畸，即先通過三維數字化骨塊切割和移動矯正患者的頜骨畸形，將復雜的牙頜面畸形轉化為單純的牙列錯牙合畸形；在頜面骨性結構正常的基礎上更加直觀地對牙列錯牙合畸形進行診斷分析，精確并細化術前正畸治療方案，進行模擬排牙，明確術前正畸治療前后的牙列位置變化、牙列與牙槽骨和頜骨的相對位置變化、口內咬合關系的變化情況，加強學生對牙頜面畸形的認識和理解，建立并完善正畸-正頜外科聯合治療的整體大局觀，強調在正畸矯治過程中兼顧牙頜面畸形的整體狀況，而不只是單純關注列術前牙列的去代償矯治。臨床常見骨性錯牙合畸形主要分為五大類：Ⅱ類、Ⅲ類、雙頜前突、開牙合和偏牙合畸形，數字化輔助的CBL教學僅需對其中一類錯牙合畸形的進行詳細示教分析，即可引導學生舉一反三理解其他類型骨性錯牙合的治療，達到事半功倍的效果。從實際效果來看，隨堂測驗結果顯示實驗組的學生在“骨性畸形牙齒代償特征和術前正畸去代償治療要點”相關試題的得分明顯高于對照組，并且滿意度調查結果顯示學生認為三維數字化技術更有助于學生對教學內容的理解。這得益于三維模型可以將復雜的解剖結構直觀化、形象化，而且通過旋轉三維模型可以從多個方向進行觀察，使得學生更容易理解正頜手術和術前正畸方案制定背后的深層機制和原因。

從問卷可得知，學生在課前對即將學習的內容充滿期待，但受制于傳統的PPT講授教學不能直觀、形象地講解正畸-正頜聯合治療抽象知識點的局限，學生可能因為理解的困難，降低了對課程學習的興趣，從而導致注意力難以集中，最終造成學生對課程教學的滿意度偏低。興趣是最好的老師，但需要基于理解之上，如果所學內容難以理解，興趣也會逐漸磨滅。要在課堂這么短時間的教學活動中激發學生興趣、調動學習積極性，對教師教學是巨大的挑戰。三維數字化技術為解決前述問題提供了強有力的工具。三維數字化技術在虛擬環境下模擬正畸-正頜外科聯合治療，更加逼真、形象、直觀，不僅激發了學生的學習興趣和熱情，學生還可和帶教老師充分互動，對難以理解的概念提出疑問，獲得及時反饋，提高學習效率。從課后的問卷可知，相比傳統PPT講授教學模式，學生對三維數字化教學更為滿意，也希望在以后的教學中教師能將三維數字化技術更緊密地結合到教學活動當中。同時，數字化輔助的CBL教學模式授予了學生探求和運用新知識的方法，實驗組的學生表示會將三維數字化技術常規應用于牙頜面畸形患者臨床診療中，以便更直觀地觀察牙頜面畸形的病因機制，更精確的制定術前正畸治療方案，明確臨床實踐操作的重點和難點；同時可以更加直觀地與患者溝通方案，告知患者目前頜骨和牙列存在的問題，術前正畸治療后牙齒的目標位置，建立基本的醫患信任，提高患者的配合程度。

綜上，三維數字化輔助的CBL教學模式在正畸-正頜外科聯合治療課堂教學中，使復雜難以理解的教學內容更加直觀、更加生動，其應用可激發學生的學習興趣，強化學生在課堂上的注意力，顯著提高教學效率和質量；并且，數字化輔助的CBL教學模式授予了學生探求新知識的方法，授之以“漁”，為理論與實踐相結合的學習提供了“利器”，拓展了研究生科研思維的廣度，值得在正畸學專業教學中推廣。

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[收稿日期]2022-12-27

本文引用格式：胡芝愛，鄒淑娟，祝頌松，等.數字化輔助的CBL在研究生正畸-正頜外科聯合治療教學中的應用[J].中國美容醫學，2024，33（7）：156-159.