鐘梅 吳哲 陳佳敏 梁卓恒 羅有成 余培 李江

新醫(yī)科建設(shè)是我國教育改革的核心，也對我國口腔醫(yī)學教育的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響[1-2]。傳統(tǒng)口腔實驗教育還停留在講授型教育和教學輔助器具為主的醫(yī)科教育模式中[3]，在健康中國建設(shè)戰(zhàn)略和信息化、數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的新醫(yī)科時代，數(shù)字化軟件的應(yīng)用將成為不可或缺的教學和培訓手段[4]。因此，口腔醫(yī)學教育的改革和發(fā)展勢在必行[5]。牙齒雕刻實驗學作為口腔解剖生理學的重要實踐內(nèi)容之一，其教學效果將直接影響學生口腔臨床學科的學習質(zhì)量和效率[6]，其中牙體解剖知識抽象，學生對牙齒雕刻內(nèi)容不易掌握，教師需要投入大量時間和精力教授，學生也需要較長時間掌握牙齒雕刻技能[7]。考慮到傳統(tǒng)教學方式的不利因素和無法滿足對口腔人才需求的轉(zhuǎn)變，結(jié)合當前新醫(yī)科建設(shè)的時代背景，本研究創(chuàng)新性的將數(shù)字化軟件EXO-CAD 應(yīng)用到牙齒雕刻實驗教學中，初步評價其效果，為后期推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)，踐行新醫(yī)科教育改革，推動人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2020 年3—7 月選取廣州醫(yī)科大學2019 級口腔醫(yī)學專業(yè)大二本科生為研究對象，共54 名，所有學生均達到廣州醫(yī)科大學本科生入學標準，無影響本專業(yè)學習的相關(guān)身體及精神疾病，隨機平均分為A、B 組，每組均為16 名男生，11 名女生，年齡19～21 歲，A組平均（20.0±1.2）歲，B 組平均（20.0±1.5）歲。采用三維數(shù)字化軟件EXO-CAD 輔助牙齒雕刻實驗課教學或傳統(tǒng)課堂教學，教師均為廣州醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院修復教研室教師，在實驗課程開始前已對A、B 組同學進行理論摸底考試，兩組同學性別、年齡對比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），滿足本次對比研究要求。

1.2 方法

1.2.1 儀器與材料

銳珂CS 3600 掃描儀、三維數(shù)字化軟件EXO-CAD、計算機、2 倍大雕刻專用蠟塊、雕刻刀、直尺、鉛筆、繪圖紙、毛刷等。

1.2.2 教學設(shè)計

第一和第二次實驗課雕刻右上頜中切牙和第一磨牙，A 組為傳統(tǒng)教學，B 組為數(shù)字化教學；第三和第四次實驗課雕刻右上頜第一前磨牙和右下頜第一磨牙，B 組為傳統(tǒng)教學，A 組為數(shù)字化教學；每次課均為4 學時。

（1）傳統(tǒng)教學：老師使用常規(guī)PPT 強化本節(jié)課需要雕刻的牙齒解剖特征，現(xiàn)場雕刻示教，示教結(jié)束后播放雕牙視頻。

（2）數(shù)字化教學：老師用三維數(shù)字化軟件講解本節(jié)課重點內(nèi)容，現(xiàn)場雕刻示教，示教結(jié)束后播放雕刻視頻。

提前用銳珂CS3600 掃描儀掃描標準牙模及臨床患者備牙前后牙列三維數(shù)據(jù)，導入數(shù)字化軟件EXO-CAD中，雕牙前用軟件講解牙體解剖和設(shè)計課程，課后讓同學們自行通過軟件進行牙體解剖外形設(shè)計，并將目標三維解剖模型數(shù)據(jù)上傳云平臺，學生通過移動設(shè)備下載“SView 看圖紙”應(yīng)用或電腦上安裝“CSMeshViewer”軟件進行復習。

1.3 觀察指標

課后，A、B 兩組均會由同一老師對上交的蠟牙雕刻作業(yè)進行評分，評分從外形雕刻、美學細微雕刻、器械運用和整體協(xié)調(diào)這幾方面進行對比分析[8]；課后發(fā)放電子問卷調(diào)查54 名學生對數(shù)字化軟件輔助牙體雕刻實驗課教學效果的滿意度；記錄實驗課堂上教師指導兩組學生雕牙的有效時間。

1.4 統(tǒng)計學方法

將兩組學生數(shù)據(jù)導入SPSS 19.0 統(tǒng)計學軟件進行分析，計數(shù)資料用n（%）表示，采用χ2檢驗；計量資料用（）表示，采用t檢驗，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 A、B 兩組牙齒雕刻成績

牙齒雕刻總成績結(jié)果：第一次和第三次實驗課，數(shù)字化教學明顯高于傳統(tǒng)教學方式（P＜0.05），見圖1；第二次和第四次實驗課，數(shù)字化教學和傳統(tǒng)教學方式差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖1；單項評分對比結(jié)果：四次實驗課外形雕刻和整體協(xié)調(diào)成績數(shù)字化教學均高于傳統(tǒng)教學，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），其余差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖2。兩組對換學習方式結(jié)果一致。

圖1 兩組蠟牙雕刻總成績對比結(jié)果

圖2 外形雕刻、美學細微雕刻、器械運用和整體協(xié)調(diào)評分對比結(jié)果（圖A：上頜中切牙；圖B：上頜第一前磨牙；圖C：上頜第一磨牙；圖D：下頜第一磨牙）

2.2 問卷調(diào)查結(jié)果

分析50 份有效問卷，第2 和第10 題顯示（見圖3A），80%的同學認為數(shù)字化授課方式可以幫助他們雕刻出牙齒解剖外形，54%的同學認為三維數(shù)字化軟件有助于牙齒雕刻能力的提升；第5 和第8 題顯示（見圖3B），60%的同學認為數(shù)字化授課方式的體驗感更好，64%的同學表明更喜歡數(shù)字化課堂；但從第3 和第4題回答可見（見圖3C），數(shù)字化授課方式雖然具有很大優(yōu)勢，但傳統(tǒng)授課方式不能摒棄，希望兩種授課方式結(jié)合使用。

圖3 調(diào)查問卷結(jié)果分析

2.3 教師指導學生時間對比

授課教師記錄了對兩組學生指導蠟牙雕刻的時間，結(jié)果差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 教師指導學生有效時間（min，）

表1 教師指導學生有效時間（min，）

3 討論

醫(yī)科人才培養(yǎng)的方式隨著時代的發(fā)展在不斷改進和創(chuàng)新，牙體解剖理論教學和牙齒雕刻實驗技術(shù)就是理論和實踐集合，數(shù)字化教學方式的引入，可以在新醫(yī)科人才培養(yǎng)中發(fā)揮如下作用[9-10]。

3.1 推進以自主學習為導向的教學方式，提高學生動手能力

以教師為中心，課本和有限模型教具為輔助，這是傳統(tǒng)講授型實驗教學模式，不利于學生自主學習能力的培養(yǎng)，數(shù)字化教學方式的引入增加了學生高沉浸感和強交互特點的體驗[11]，課堂上將牙體解剖外形以逼真、立體的三維真彩視覺效果展示給學生，學生可通過軟件對三維牙齒進行任意翻轉(zhuǎn)，放大，縮小甚至切割不同維度斷面等操作，來觀察牙齒外形，頜面形態(tài)的細微結(jié)構(gòu)（包括牙尖、嵴、窩、發(fā)育溝等），與鄰牙關(guān)系以及咬合特征。在數(shù)字化的學習環(huán)境中，學生可以發(fā)揮主體作用，充分理解實驗內(nèi)容，體驗交互環(huán)境，充分調(diào)動他們的主觀能動性和自主學習能力。

牙齒雕刻實驗課是一門對動手操作要求極高的課程，牙體解剖知識點的掌握是其雕刻的基礎(chǔ)，四次課程通過交換分組，雕牙成績對比分析，最終得出數(shù)字化軟件結(jié)合傳統(tǒng)教學方式中學生的前牙和前磨牙雕刻總成績優(yōu)于傳統(tǒng)教學模式，但是磨牙組總成績沒有明顯差異，這說明新的教學方式的引入可以在較簡單牙體雕刻中發(fā)揮重要的作用。但較難的磨牙雕刻，與自身的動手操作和天賦也有相關(guān)性，這些能力很難通過短期訓練而提升。而通過統(tǒng)計各項評分內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，四次授課結(jié)果均為數(shù)字化組外形雕刻和整體協(xié)調(diào)評分優(yōu)于傳統(tǒng)組，這表明數(shù)字化教學方式對牙齒外形輪廓的雕刻和冠根整體協(xié)調(diào)的統(tǒng)籌具有指導意義。調(diào)查問卷結(jié)果顯示，學生喜歡數(shù)字化授課方式，認為對自己雕牙過程非常有幫助，希望引入數(shù)字化教學方式，但又不摒棄傳統(tǒng)示教的教學模式，兩種方式的組合可能是提高牙齒雕刻能力較好的方法。

3.2 強化學習深度和廣度，激發(fā)學生創(chuàng)造力和審美力

牙齒雕刻實驗課前，采用三維設(shè)計軟件有針對性地進行牙齒線上虛擬設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)互動式實驗教學，有助于加深理解，拓寬認知范圍，能最大限度地激發(fā)學生的自主實驗興趣以及探索的沖動，有助于發(fā)展學生的構(gòu)建思維和創(chuàng)造力，敢于沖破傳統(tǒng)的思維模式，大膽想象，具有獨特的實驗教學的優(yōu)勢[12-13]。在掌握牙體解剖知識點后，具備審美能力也是蠟牙雕刻成功的重要前提，因為牙齒的設(shè)計就是審美的體現(xiàn)，比例美和線條美是牙齒外形呈現(xiàn)的基本方面[14]。進行牙冠設(shè)計時，可使用控制面板上不同尺寸的雕刻刀進行牙體細微結(jié)構(gòu)的刻畫，增加、減少以及平滑的操作按鍵可以使牙體外形曲線更加優(yōu)美，多次的反復練習，可以提升審美能力，這對牙齒雕刻中牙冠外形流線的雕刻以及雕刻比例的分配具有指導意義。

3.3 助力新醫(yī)科終身學習體系和環(huán)境建設(shè)

加強終身學習體系和環(huán)境建設(shè)是我國的重大戰(zhàn)略舉措[16]，為推進口腔醫(yī)學生終身學習的現(xiàn)代化教育模式，培養(yǎng)學習和應(yīng)用型人才，將數(shù)字化技術(shù)引入傳統(tǒng)雕牙實驗課中，極大地豐富了教學資源。課堂上以采集的不同牙齒數(shù)據(jù)為信息供同學們學習牙體解剖重點知識，課后提供電子數(shù)據(jù)供同學們在移動端隨時隨地查看復習，學生更能親自動手操作軟件隨意查看和設(shè)計牙齒，與老師實時交流互動，數(shù)據(jù)共享[15]。數(shù)字化資源打破時空限制，具備時間和地點無限制性訪問的優(yōu)勢，允許靈活的學習時間繼續(xù)鞏固完善學習內(nèi)容，它突破了傳統(tǒng)雕牙實驗課對客觀條件的依賴性。

3.4 培養(yǎng)口腔醫(yī)學生臨床思維能力，提升實踐技能

學生通過操作軟件隱藏或再現(xiàn)鄰牙，單獨觀察三維立體目標牙齒，也可以將其放入到整個牙列和咬合關(guān)系中動態(tài)觀察牙在牙列中的位置和鄰接特征，從而理解同一顆牙齒在不同個體中表現(xiàn)形式的異同。用虛擬數(shù)字化軟件，再現(xiàn)口內(nèi)真實情景，給同學們構(gòu)建一種高度虛擬仿真的實驗教學環(huán)境，使學習者體驗置身其中的感覺。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，大多數(shù)同學喜歡這種授課方式，認為很大地提升了雕牙實驗課的趣味性。學生可以參與其中，在口腔真實臨床病例中嘗試設(shè)計牙冠外形，鍛煉臨床思維能力，幫助學生提升雕牙動手能力。

3.5 不足與改進之處

目前，根據(jù)新醫(yī)科建設(shè)指導方針，我們創(chuàng)新性地將數(shù)字化軟件引入牙齒雕刻實驗教學中是對傳統(tǒng)教學方式的有益補充，教師對于三維真彩牙齒的講解、學生自己設(shè)計牙齒，使傳統(tǒng)牙齒雕刻實驗課中學生遇到的難點變得簡單有趣，極大地激發(fā)了學生雕牙的興趣，有力培養(yǎng)了口腔醫(yī)學生的實踐技能。但本研究尚未建立完整的數(shù)字化雕牙實驗程模塊，缺乏系統(tǒng)的教學評價，例如需要形成完整的上課體系，包括學生熟練使用軟件進行操作設(shè)計，建立各種形態(tài)牙齒的數(shù)據(jù)庫，學生線上設(shè)計牙齒，時時線上評價及課后反饋等模塊的建立和整合等等。

4 結(jié)論

在新醫(yī)科戰(zhàn)略部署下，作為高等院校理應(yīng)肩負起口腔醫(yī)學教育發(fā)展創(chuàng)新的責任和義務(wù)，將三維數(shù)字化等新的技術(shù)引入到傳統(tǒng)牙齒雕刻實驗課，是教師利用數(shù)字化資源為學生創(chuàng)設(shè)了豐富的教學環(huán)境，利用數(shù)字化優(yōu)勢激發(fā)了學生的學習動機和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學生雕牙的興趣，取得了良好的教學效果，可以初步在牙齒雕刻實驗課程中推廣使用，為推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供保障。