以自主学习能力培养为导向的口腔医学虚拟现实技术的应用与实践

高 璐，金海威，王 福

（大连医科大学口腔医学院，辽宁 大连 116044）

随着信息技术的快速发展，新的教学方式和教学手段不断涌现，虚拟现实技术得到广泛应用。虚拟课堂和三维数字化可视模型相结合，解决了课堂教学时间和空间有限的问题，为学生自主学习提供了开放的环境[1-2]。口腔医学是一门综合性很强的临床学科，理论知识抽象，与临床结合紧密。虚拟现实技术为口腔医学生提供了一种全新的学习环境，使学生可以接触到多种教学方式，充分激发学生学习热情，挖掘学生潜能，提高教学效果，提升学生自主学习能力。

1 虚拟现实技术与口腔医学教育

口腔医学与许多临床学科密切相关，概念抽象，学生不仅要牢固掌握相关医学知识，还要了解医学发展趋势。传统教学模式主要为教师在课堂上讲授，然而课堂时间有限，学生人数较多，很难将抽象难懂的教学内容讲解得详尽透彻。例如牙合学中的牙合与颌位、颞下颌关节韧带的起止功能、髁状突滑动和滚动的运动形式等概念抽象难懂；实验教学资源（颅骨标本、离体牙、髓腔标本等）有限；临床实习时，口腔手术视野小，大部分学生无法看清楚，且动手机会不多，因此，教学质量和效果难以保证。

针对口腔医学特点和传统教学方式存在的问题，应用虚拟现实技术为学生营造一个生动、逼真的学习环境。虚拟现实技术能够将多媒体、数字图像处理、传感器等多项技术融合在一起，把抽象的教学内容具体化、形象化，使学生成为教学过程的参与者和实践者，激发了学生学习兴趣，提高了学生的想象力和创造力，弥补了传统教学方式的不足[3-5]。因此，虚拟现实技术有利于培养学生自主学习能力，突破教学重点和难点，提升学生实践技能及学习效率，取得良好教学效果。

2 自主学习能力对学生的意义

在信息和网络技术高速发展的今天，教学不再受时间和地点限制，教学改革成功的指标是看学生是否掌握个性化学习方法、具备自主学习能力。教育的目的不仅是传授基本知识和技能，更重要的是培养学生独立思考能力与自我管理能力，从而实现终身学习[6-7]。

2.1 激发学生内在学习动机

兴趣是最好的老师。学习的动机应该是内在的、自我激发的。让学生在自主学习过程中产生愉快的情感体验，对学习内容产生浓厚兴趣，认识到作为一名医学生所肩负的责任和使命，认识到学习的重要性，这样才能使其主动追求和探索知识，刻苦钻研。

2.2 培养学生自我管理能力

自主学习要求学生具备较强的自律性。学生根据自己对知识的掌握情况制订学习计划，主动从外界获取知识，而不仅仅依靠课堂灌输。在自主学习过程中，学生找到最适合的、最有效的个性化学习方法，从而培养自我管理和自我监督能力。

2.3 培养学生创新能力

自主学习的过程就是变被动学习为主动参与的过程。当遇到解决不了的问题时，学生会积极探究，主动寻找合作，培养发现问题、分析问题和解决问题能力。通过独立思考、探究和实践，使学生体验到学习的乐趣，增强学生自信心与成就感，提高学生认知能力，培养学生创新思维。

2.4 有助于实现终身学习

医学技术发展日新月异，仅靠课本上学习的知识是远远不够的。只有具备终身学习能力，才能适应这个知识快速更新的社会，实现可持续发展。自主学习的过程是不断规范和约束自我、不断挖掘自身潜能、不断进步的过程。

3 虚拟现实技术在口腔医学教学中的应用效果

虚拟现实技术信息平台为口腔医学生提供了广阔的空间，创建了丰富而生动的超媒体学习环境，实现了对学习资源有效的组织与管理，提高了学生综合应用能力[8]。

3.1 激发学生学习兴趣，提高自主学习效率

利用虚拟现实技术在口腔解剖生理学教学中营造牙体和组织标本的三维模型演示学习环境[9]，将32颗牙齿的外部解剖形态特点和内部髓腔结构进行三维重建，形成虚拟牙齿数据库，该虚拟模型可以进行三维旋转和不同平面的切割，学生可观察不同牙体的外形及内部构造，随时访问口腔解剖标本数据库，结合教师课堂讲授内容自主学习，牢固掌握每一颗牙齿的正常解剖结构及其变异程度。又如牙合学中的牙尖交错牙合、Spee曲线、Wilson曲线、Fisher角等，概念比较抽象，学生很难理解。我们利用三维数字化可视模型，将抽象的概念形象化、立体化，激发学生学习兴趣，提高学习效率，变被动学习为主动学习。

3.2 理论教学与临床紧密结合，加深学生记忆，提高学生自主学习能力

课堂教学时间有限，学生既要学习疾病的病因、病理、临床表现，又要熟悉诊断、鉴别诊断及治疗方法，还要了解操作和注意事项。因此，教师往往只能讲授学习重点，很难展示完整的病例资料。我们应用虚拟现实技术，学生课后自主分析相关病例，根据病因、临床表现、各种检查结果，通过录像、动画和声音模拟医院真实场景，使学生将课堂所学理论知识和临床联系起来，避免理论与实践脱节。在口腔种植学、口腔修复学教学中，学生课后利用虚拟三维图像模拟技术设计口腔种植和修复治疗方案，通过相关软件评估设计方案的合理性与可行性，讨论分析病例，加深对重点、难点的理解，拓展思路，从而实现真正的自主学习。

3.3 提升学生实验操作技能

口腔医学对操作能力要求较高，操作技能评估也是衡量教学质量的一个重要指标。在口腔医学课程设置中，实验课占了很大比重，目的就是让学生在临床实习前，通过实验室模拟训练，进一步消化理论知识，掌握操作技能。实验课上，口腔内部结构、牙齿形态不易观察，教师示范教学时，学生很难看清操作步骤。为了解决这个问题，教师往往会分组示教。但实验课时间有限，分组示教会严重影响学生操作，而虚拟现实技术则弥补了这一不足。利用三维重建技术模拟临床诊疗过程，向学生展示实验操作步骤，而高仿真的操作系统则可以培养学生动手能力。虚拟仿真实验室没有实验风险，学生可以重复练习，且不消耗实验材料。实验室课后开放，有利于培养学生创新思维。

综上所述，虚拟现实技术为口腔医学生提供了自主学习的平台，使学习内容变得形象直观、生动有趣，丰富了口腔医学教学模式。将虚拟现实技术应用于口腔医学教学中，不但可以节约教学资源，弥补教学条件的不足，还可以使学生通过信息平台的数据库和高仿真实验系统获得真实体验，不断激发学生学习主动性、积极性，挖掘学生潜能，培养学生自主学习能力。