浅谈口腔医学数字化虚拟仿真实验教学中心平台建设探索

浅谈口腔医学数字化虚拟仿真实验教学中心平台建设探索

徐蕊1 梁燕1 戴琳1 陈妍君1 陈宝玉1 李自良1＊ 周婷1＊

摘要：口腔医学实验教学到了数字化虚拟仿真实验教学新兴时代，使用数字化技术成为口腔医学教育的一种创新及个性化的学习方式，使学生更好地掌握口腔医学知识和技能。本文以昆明医科大学口腔医学院实验教学中心数字化虚拟仿真实验教学平台建设经验，探讨医学虚拟仿真实验教学中心的建设要点。

关键词：口腔医学；实验教学中心;虚拟仿真;

随着医学教育的不断发展，口腔医学教育在世界范围内发生了显著的变化，各个国家都在积极投入和推动口腔医学教育的发展，以培养更多优秀的口腔医学人才[1]。我国的口腔医学教育起始于20世纪初，经历了以师傅带徒弟方式为主的传统口腔医学教育阶段,这个阶段的技能和知识传承主要依靠口口相传和实际操作，由于教材和教学资料相对匮乏，教学水平很大程度上取决于个人的经验和能力[2]。20世纪开始，随着医学技术和医学教育的快速发展，口腔医学教育开始进入现代阶段,这个阶段的特点是标准化、系统化和专业化。口腔医学教育开始注重理论和实践的结合，专业课程设置丰富，包括口腔解剖学、口腔病理学、口腔药物治疗等。进入21世纪，随着数字化和信息化技术的发展，口腔医学教育开始进入数字化阶段[3].。这个阶段出现了很多数字化设备和工具，如口腔模拟仿头模、虚拟操作系统、3D打印模型等，可以模拟真实环境，提高教学效果和学生的学习体验[4].。同时，数字化口腔医学教育也使得远程教育和在线学习成为可能。口腔医学教育的发展与医学技术和教育的整体发展密切相关。目前我国的口腔医学教育体系已经非常健全，涵盖了口腔内科学、口腔外科学、口腔修复学等多个研究方向。同时，中国也在积极推动口腔医学教育的现代化和国际化，为学生提供了更广阔的学习和发展机会。口腔医学数字化虚拟仿真实验教学是未来口腔医学教育的一个重要趋势，让学生在一个高度真实的虚拟仿真环境里接近真实的条件下进行操作，更好地掌握实际操作所需要的力量、方向、幅度、角度和运动轨迹等精细的动作技能。使学生可以在没有材料消耗的情况下进行多次重复练习，提高操作的准确性和熟练度。通过人机交互回放和分析，帮助学生更好地理解自己在操作过程中的不足之处，为他们提供个性化的反馈和建议。调动学生参与实验教学的积极性和主动性，提高学习效率和学习效果。

一、口腔医学数字化虚拟仿真实验教学对师生的要求

在实施口腔医学数字化虚拟仿真实验教学时，教师需要根据具体的教学内容

和目标，制定相应的教学计划和方案。例如，可以通过建立一个虚拟仿真的

牙体基本技能操作环境，包括牙齿探诊、洞型制备、开髓等关键操作步骤的练习，根据学生的学习进度和表现，为他们设置不同难度的任务和挑战，提供个性化的指导和帮助。通过人机交互回放和分析，对学生的学习成果进行评估和反馈，为他们提供建设性的建议和指导。根据学生的反馈和教学效果，不断优化和改进虚拟仿真实验教学的方案和措施。

此外，教师还需要具备较好的口腔医学知识和技能，同时也需要掌握虚拟仿真实验教学系统的使用方法和相关技术，才能更好地指导学生进行虚拟仿真实验学习。再次，教师还需要积极探索和研究虚拟仿真实验教学的模式和方法，不断完善和优化教学方案，提高教学质量和效果。对于学生而言，他们首先需要具备一定的口腔医学基础知识，同时也需要对虚拟仿真实验教学有正确的认识和积极的态度，才能更好地参与虚拟仿真实验学习。此外，学生还需要在实验前进行充分的预习和准备，积极探索和实践操作，努力提高自己的实践能力和专业素养。双方积极的参与和实践，教学相长才能不断提高教学效果和质量。

二、数字化虚拟仿真实验教学中心平台建设需求分析

数字化虚拟仿真实验教学中心平台建设是一个涉及多个领域的复杂项目，要明确平台需要满足的教学需求。这包括学生人数、实验课程数量、实验类型、硬件配置、教师资源等。制定建设方案：根据需求分析结果，制定详细的平台建设方案。这包括软件和硬件的选型、实验内容的开发、教师培训等。系统设计：设计平台的基础架构，包括服务器、存储、网络、安全等基础设施的规划。同时，要考虑到系统的可扩展性、可用性和可维护性。软件开发：根据系统设计，开发实验教学中心平台。这包括实验环境模拟、学生实验操作记录、教师管理等功能模块的开发。硬件配置：根据平台需求，配置足够的硬件资源，例如计算机、投影仪、打印机等。内容开发：开发实验课程和实验案例，这些案例需要尽可能地接近现实，以便学生能够在虚拟环境中学习到实际的技能。测试与评估：在正式投入使用之前，要对平台进行全面的测试，以确保其性能和稳定性。评估平台是否满足教学需求，进行相应的改进。用户培训：在平台正式投入使用后，要对学生进行相应的培训，以使他们能够熟练地使用平台进行实验操作。持续维护和更新：为了保证平台的稳定性和持续性，需要定期进行系统维护和更新。这包括软件更新、硬件维护、数据备份等。

三、数字化虚拟仿真实验教学中心平台建设存在的难点

    目前口腔数字化虚拟仿真实验教学平台的建设实施存在难点主要包括以下几个方面：第一，技术研发难度大：口腔数字化虚拟仿真实验教学平台涉及虚拟仿真技术、口腔医学知识库构建、教学模块开发等多个方面，需要联合专业的技术团队共同合作。需要整合口腔医学领域的专家、教师、实验设备等相关资源，因此资源整合难度较高。第二，实验操作规范性难以保证：虚拟仿真实验虽然具有很高的安全性，但仍然需要注重实验操作的规范性，确保学生在实验过程中能够正确操作。第三，用户体验优化难度高：平台的使用对象是广大学生和教师，因此需要注重用户体验的优化，包括界面设计、操作流程简化、在线帮助等。然而，用户体验优化是一个持续的过程，需要不断收集用户反馈并进行改进。持续更新和维护成本高：口腔医学是一个不断发展的领域，因此需要不断更新平台的教学内容和实验项目，以保持其与学科发展的同步,还需要进行日常维护和升级，以确保其稳定性和可用性，这些都需要持续的资金和人力的投入。

结语：未来还将继续探索和实施虚拟仿真实验教学，构建智能化仿真实验教学与临床实践衔接的新型模式，培养学生科学思维及创新能力，以更好地服务于口腔医学教育事业的发展。

参考文献：

[1]周学东,张凌琳,叶玲,项涛,王亚.虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用[J].实验技术与管理,2014,31(05):4-6.

[2]贾玲,邓超,柴琳等混合模式下口腔虚拟仿真实验教学的实践与思考.广西教育学院学报[J].2022,(02),188-19

[3]杜玉宝，孙淑强,亓文涛,虛拟仿真实验教学信息化平台的建设与思考中国现代教育[J].中国现代教育装备2016(17):26-28.

[4]王志华，张继红,曹广胜.优质实验资源共享环境下的虚拟仿真教学实践[J].实验教学与技术,2017(5)：73-76

云南省教育厅 2023年本科教育教学研究项目（JG2023077）；昆明医科大学2022年校级教研教改重点项目（2022-JY-Z-17 ）

通讯作者 李自良博士  周婷博士