浅谈口腔医学教学中口腔检查虚拟仿真的应用

浅谈口腔医学教学中口腔检查虚拟仿真的应用

李昌荣

广东省湛江卫生学校   广东   湛江   524037

摘要：由于传统说教式口腔检查实验教学中存在的内容繁多难以记忆、缺乏临床病人、客观评价困难等突出问题，结合计算机技术立项开发口腔检查虚拟仿真教学项目具有重大意义。口腔检查虚拟仿真教学具有内容生动形象、病例模型丰富、考核评价客观等优势，对解决传统的“说教式口腔检查实验教学中存在的问题有着积极的促进作用。基于此，本文对口腔检查虚拟仿真教学系统及应用进行分析和探究，对提高口腔检查虚拟仿真教学系统的推广价值。

关键词：口腔检查；虚拟仿真教学；计算机技术；创新教学

应用虚拟现实技术将复杂的实验过程具象化，有利于学生的理解与记忆；极具吸引力的动画和自建口腔诊室，可以有效激发学生的学习兴趣；通过临床病例的模拟和构建的标准化病人，有利于培养学生的诊疗思维；基于实验操作过程跟踪记录的过程性和结果性评价，使教学、训练和考核更具数量化和标准化。

一、虚拟仿真教学技术对口腔医学教学中的影响

1.1使教学内容形象化

虚拟现实技术具有动画虚拟现实的能力，能够把教学工作中抽象的概念原理、真实的实验过程形象生动的表现出来，给学生创造真实的学习环境，帮助学生获得示范性知识，把握概念原理的实质。我院引进的牙科临床技术评估、考核及导引系统由空间定位系统、互动式模拟实境系统、教学评分系统和3D虚拟实境技术组成，专门为口腔专业学生和专业人员临床教学操作训练所设计的牙科模拟临床训练设备。该系统仿真模拟临床环境训练是由与牙科临床相类似的操作机台和系统及时回馈的影像，协助训练者娴熟地进行牙科临床操作，同时系统提供标准化疗程操作辅助，更可同步记录使用者练习过程，有助于及时回报错误和重复观看其先前操作过程，使其更易于评分和考核。利用多媒体技术的信息形式在计算机处理后提供了多种多样的表现方式，如图像、图形、音频、视频、动画等，使教学内容更加丰富多彩。利用三维技术虚拟现实的真实场景，将不可视的变化、无法接触的、危险的、不能利用人体或动物进行的实验场景表现出来。这些丰富内容克服了单调枯燥的表现形式的弊端。利用虚拟现实提供的强大的人机交互功能，可以利于培养高素质、动手能力强的综合性口腔人才。

1.2使知识结构信息化

教学内容内在结构就是学科知识结构设计，传统的教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的，知识内容的结构及顺序动手以教为主，教学顺序性很强，学生只能在老师的教授下获得正确的概念、原理和逻辑关系。学生对教师的依赖性很大，学生利用教材学习的自由度小，灵活性不强，难以促使学生从已建立的知识结构向新知识结构迁移。使用虚拟现实技术，多媒体的信息通过网络化超链接，以接近人类认知特点的方式去组织、展示教学内容、构建知识结构，为学生提供一种动态、开放的结构化认知形式，它既包括学科的基本内容，又包含学科内容之间的逻辑关系，既注重知识的形成过程，又重视知识的结构，凭借视觉、听觉、触觉信息的协调作用使教学内容的统一与灵活性得到完善的结合。虚拟现实的这种非线性结构利于学生进行扩散思维，联想原有知识，获得新知识。

1.3使教学手段多元化

虚拟现实在演示教学内容方面与传统幻灯、投影胶片及CAI课件相比更能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料，以一种直接的信息传递方式，通过亲临其境的、自主控制的人机交互，由视、听、触觉获取外界反应提供给生动活泼的直观形象思维材料，展现学生不能直接观察到的事物等，形成知识点。学生则从思维、情感和行为三方面参与教学活动。这也是形成启发式教育的基础。它是以解决问题为中心的教学形式，虚拟现实在实训教学中可以让学生进人问题存在的环境，针对性构建虚拟场景，引导学生进行探究。虚拟现实教学不但提供良好的人机互动，还允许学生出错时自行了解错误的原因和后果，发现解决问题的方法，进而通过分析、综合、比较、归纳、推理等高级思维技能围绕假设进行论证，接近或掌握真理。形成发现式的学习风格和策略，培养高层次的思维技能，也是素质教育的一项重要内容。

1.4使教学方式协同化

传统的教学手段交流只能局限于教师与学生之间，学生之间缺乏协作，而虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制，可以让远距离的师生或位置分散的学生共处于一个虚拟空间中，通过共同参与，而且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。这种教学手段与传统的课堂教学中师生之间的交流仅局限于固定时间、固定空间的结构中有很大的差别，不但使师生之间可以有效交流，而且学生之间能实现协作，培养协同工作的意识，使学生具备适应大系统工作的能力。

二、口腔检查虚拟仿真在口腔医学教学中的应用要点

根据口腔医学专业口腔解剖生理学和牙体牙髓病学等课程教学大纲对口腔检查实验教学的具体要求，确定口腔检查虚拟仿真教学项目的必备教学功能。在此基础上，从效益最大化出发，综合口腔医学专科专业和口腔医学专业相关课程对口腔检查实验教学的要求，对必备教学功能进行适当拓展，采用“操作预习-讲解演示-操作练习-考核反馈-课后强化”的教学模式，进行口腔检查虚拟仿真实验教学。课前，学生从PC端或移动端登录口腔检查虚拟仿真实验教学系统观看操作示范，完成预习。课中，教师从客户机登陆口腔检查虚拟仿真实验教学系统，进行各模块讲解和演示，并在仿真机上进行操作演示。具体操作见图1：

学生首先通过客户机选择相应模块进行口腔检查练习，之后3人为一组登陆仿真机进行操作触感强化练习。学生完成一定量的练习后，点击考核模块，进入虚拟口腔诊室，接受随机病例的操作考核。教师可以登录教师端进行课程管理、成绩统计与分析等。课后，学生登录虚拟仿真系统进行练习。学生通过学号、姓名和默认密码登录仿真机，学号、默认密码登录客户机，登录后选择基础训练、病例训练和考核评价3个模块进行虚拟仿真实验。各模块虚拟仿真实验主要步骤如下所示：

（1）基础训练选择单一器械使用方法；口镜使用练习；探针使用练习；选择检查方法练习；探诊练习；叩诊练习；扪诊练习；松动度检查练习；系统自动对每项操作评分，每个步骤可以选择性跳过。

（2）病例训练选择病例；调整医患体位；洗手戴手套、调节灯光；探诊；叩诊；扪诊；松动度检查；填写口腔检查表；系统自动生成评分表，每个步骤不可跳过。

（3）考核评价进入虚拟诊室；选择器械；选择检查内容；对相应部位进行检查；填写口腔检查表；系统自动生成评分表，每个步骤不可跳过。

三、结束语

尽管口腔医学教学中口腔检查虚拟仿真牙医培训系统具有传统仿头模教学方式所不具备的优势和特点，但由于它在操作方式和主观感受方面与传统教学及临床实操之间存在差异，在很长一段时间内，传统的仿头模教学依然是实验教学的主导形式。运用虚拟仿真技术进行虚拟实验教学是口腔医学教育和检查发展的必然趋势，但在我们后续的实验教学中，无论是教师还是学生都不可过度依赖虚拟仿真系统，更不能过分夸大虚拟仿真系统的教学效果。我们应该在充分了解其性能特点的基础上扬长避短，结合实际教学情况的训练方式，充分发挥其在口腔实验教学中的辅助作用，使其成为助推口腔实践教学效果的实战利器。

参考文献：

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