信息化技术在口腔解剖生理学教学中的应用研究

杨舟 朱淑倩

［摘           要］  随着科技的飞速发展，信息化技术不断引入教学中，并对其产生了深刻的影响，传统的教学方式也在信息化技术的影响下发生了转变，现代教育中对于如何创设信息化教学环境进行了深入探讨。口腔解剖生理学研究的是口腔、颌面、颈部等组织结构及临床功能，是口腔医学的基础课程。由于口腔颌面部的解剖结构比较复杂，内容繁多、抽象，将信息化技术应用到口腔解剖生理学教学中，可以将其内容生动、立体地表现出来，使口腔解剖结构变得立体化、直观化，能提高学生对口腔解剖生理学课程的学习兴趣，提高学习效果。

［关    键   词］  口腔解剖生理学；信息化技术；教学

［中图分类号］  G712                   ［文献标志码］  A                 ［文章编号］  2096-0603（2023）18-0０65-04

随着现代信息技术的快速发展，信息化技术已经被广泛运用到教学领域，同时发挥了信息化优势，进一步改善了教学效果。相关研究表明，通过创建信息化教学环境，可以提高教师与学生的综合信息素养，推动信息化教学有序、高效进行[1]。口腔解剖生理学研究的是口腔、颌面、颈部等组织结构及临床功能，是口腔医学的基础课程。但口腔解剖生理学内容繁多，解剖结构比较复杂，在教学过程中很难通过模型、图片、标本等建立起立体感和层次感。传统的教学模式有“板书+挂图”等方式，但这种教学方式无法将复杂的解剖结构立体化，学生较难理解、记忆。近年来，随着多媒体教学模式的发展，一定程度上实现了教学内容的立体化，通过播放口腔解剖结构图片、视频等方式使教学内容更立体化、直观化，便于学生理解。多媒体教学模式可以提高学习效果，然而对一些相对复杂的内容，效果仍不佳。因此，将信息化技术应用到口腔解剖生理学教学中，可以将其内容生动、形象地表现出来，使抽象的概念变得立体化、直观化，给口腔教学带来了很大的灵活性。本篇文章旨在探讨信息化技术在口腔解剖生理学教学中的应用，为口腔教育提供更好的研究方法，使其建立口腔、颌面解剖生理学精品课程的数字资源库，并为其信息化、网络化奠定了基础。

一、学习通、雨课堂等教学软件在口腔解剖生理学教学中的应用

随着信息化时代的快速发展，教育教学模式也发生了翻天覆地的变化，“互联网+教育”得到了越来越广泛的应用，学习通、雨课堂是目前运用较多的教学软件。学习通包含各种教与学相关的微应用，学生可以查阅图书馆藏书、下载相关文献资料、浏览最新资讯，并对相应课程进行复习、预习和提问，教师可以在学习通上发布练习、作业、小组讨论，监督学生完成作业，查看学生学习进程[2]。同时学生可以在学习通内进行小组讨论、师生互动答疑等活动，大大提高了教学方式的多样性，提高了学习的兴趣和积极性。

学习通的使用大大优化了教学设计，覆盖了课前—课中—课后的每一个教学环节[3]。课前教师可收集相关口腔、颌面、颈部的3D图片及视频动画，将这些学习资料上传到学习通内的班级资料库里面，便于学生查阅观看。此外，教师还可以将预习任务分成知识和技能、方法和過程、思政和价值三个模块，并分别把相关学习资源上传到对应模块上，便于学生有针对性地进行预习。学习通让课堂形式多样化，活跃了课堂氛围。首先，教师利用学习通进行签到，这种方式便于了解学生的出勤情况，也让学生知晓考勤的严格程度，大大减少了旷课情况的出现。其次，教师在学习通平台上上传相关病例，设置问答环节和奖励环节，学生可通过软件上的举手按钮、抢答按钮回答相关问题，激发了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛。同时，学生可在学习通App上组成病例讨论小组，将小组讨论结果上传到答案区，最后教师点评，对学生的讨论结果进行评价，以便学生了解自己对该病例的理解程度，激发学生学习的积极性。课后拓展的目的是让学生复习巩固知识点，记忆并强化所学知识。教师可在学习通上布置课后作业，学生提交作业后会看到自己的错题及答案，对有疑问的题目进行在线提问和讨论，教师在后台了解到学生提交作业的情况和解题情况，并及时针对疑难问题进行解答。学习通还可以显示学生的作业成绩和排名，学生了解了自己对知识点的掌握情况及在班级的排名情况，更能激发其自主学习的热情，促成学生间的良性竞争，营造良好的学习氛围。

雨课堂通过信息化技术将微信和 PowerPoint 融合在一起，搭建了课内和课外的沟通桥梁，让课堂互动永不下线[4]。教师首先在雨课堂平台上建立班级，邀请学生加入，同时共享授课课件，学生在手机或电脑上进行听讲。为了提高线上授课的听课效率，雨课堂软件设计了很多功能，以加强师生互动，提高学生的听课效率。比如弹幕功能，雨课堂上的弹幕功能加强了师生间的互动，学生有不懂的问题可通过发送弹幕的方式提出来，教师可根据学生发送的弹幕及时进行答疑解惑。比如录频功能，雨课堂软件能将教师的授课内容刻录下来，学生可通过搜索听课记录反复聆听课堂上难以理解的知识点，以便掌握难点，提高其自主学习能力。教师可在课后再次回顾自己的课堂讲解内容，以找到自身讲课的缺点，比如是否存在发音问题或知识点讲解不详细等问题，以便进行改正，提高教学能力。因此，信息化教学软件科学地覆盖了课前—课中—课后的每一个教学环节，为师生提供完整的数据支持，让教与学更明了。研究表明，采用学习通、雨课堂等教学软件可使线上线下教学优势得到有效互补，教学不再受时间和空间的制约，实现了教学的自由性，加强了学生对口腔解剖结构的空间想象力，提高了学习成绩[5]。

二、锥形束CT 影像技术在口腔解剖生理学教学中的应用

锥形束 CT（Cone beam CT，简称 CBCT）由探测器和锥形 X 线源围绕投照体做环形 360°数字式投照（DR）获取清晰的三维容积图像数据，具有扫描精确度高、扫描速度快、辐射剂量小等优点[6]。在牙体解剖生理学的授课中，牙髓腔形态因具有不可直视性，一直是学生学习的难点，在信息化还没有引入教学之前，教师常采用图片、切片、X线片等方式给学生展示髓腔形态，但因二维图片在空间上的局限性，难以显示牙体的微细结构，而且牙齿内部形态复杂，学生较难理解[7]。因此，可以利用CBCT影像技术进行牙齿扫描，从而获得牙齿三维数字模型，构建牙齿内部的解剖结构，比如牙冠和牙根的外形、髓腔形态、根管形态及数目等，通过CBCT的三维影像展示，学生可以在不同层面直观地学习到牙体的结构，包括髓腔形态、根管侧枝、根尖分叉等结构[8]。帮助学生构建根管系统的空间概念，有利于学生全面认识牙体牙髓解剖结构，为学生实施临床治疗打下良好的基础。通过给学生展示大量的牙体牙髓CBCT影像资料，除了让学生知晓教科书上描述的正常牙体牙髓形态外，还能展示多种牙冠、牙根、根管等解剖上的“变异”以及牙髓炎、根尖炎、牙周病等病理改变。通过CBCT影像展示，结合临床牙体牙髓病例分析，既能让学生学习牙体牙髓基础解剖知识，又能对牙体牙髓病变进行影像学分析，培养学生的临床思辨能力。

在颞下颌关节解剖结构的授课过程中，可以利用 CBCT影像技术从三维方向上呈现颞下颌关节结构特点，如关节窝、关节盘、髁突、喙突以及髁突与关节窝的位置关系，教师可以以问答的方式，让学生分别在矢状位、横断位、冠状位上寻找相关颞下颌关节结构，从而更直观、更立体地学习颞下颌关节相关知识。颞下颌关节紊乱病是口腔颌面部常见疾病之一，治疗颞下颌关节问题需要结合CBCT来检查髁突、关节盘、关节窝等解剖结构的位置改变，教师可以展示颞下颌关节紊乱病例的CBCT，以病例讨论的方式让学生对比紊乱病患者的关节结构与正常关节结构的不同点，通过提出问题、对比不同、揭晓答案、比较分析等，让学生直观学习颞下颌关节患者CBCT影像上的解剖结构改变，有利于全面学习颞下颌关节解剖结构，并加强对颞下颌关节紊乱病的了解。

此外，CBCT影像资料可以帮助学生了解颌面诸骨的位置及解剖形态，教师可以通过CBCT影像结合拼图软件构建颌面诸骨的拼图系统，以便在课堂上让学生参与颌面诸骨的拼接，有利于提高学生对颌面部解剖学习的兴趣，形成解剖结构的强化记忆，从而提高学习效率。

三、3D扫描技术、3D打印技术在口腔解剖生理学教学中的应用研究

3D扫描技术是通过扫描现实世界中的某个物体，将搜集到的数据传输到电脑里，并进行三维重建计算，从而创建出实际物体的数字模型。教师在讲解牙体形态解剖时，可以通过3D扫描技术将完整的离体牙建立成数字化模型，这种数字化模型具有缩放功能，教师可以放大牙体数字化模型，以便讲解牙体上细微的解剖结构[9]。此外，这种数字化模型可以在三维方向上展示牙齿各面的形态，学生通过调整模型的角度和方向，全方位了解牙齿的结构和解剖标志。在上下颌骨解剖结构章节的授课过程中，3D扫描技术能将完整的头颅模型传输到电脑上，并导入课件中，便于多方位展示上下颌骨的解剖结构特点，教师可以调整模型的角度和方向，以便更直观地向学生展示颌面诸骨的比邻关系。讲解牙列咬合关系时，3D扫描技术将正常的牙列咬合关系展示给学生，学生可以在三维方向上了解牙齿间的咬合关系，包括磨牙关系、尖牙关系、前牙覆合覆盖及邻牙间的接触关系等。同时，3D扫描技术可以将学生雕刻的石膏模型扫描到电脑上，相关软件可以依照标准石膏模型参数對学生雕刻的石膏模型图像进行分析，量化它们之间的差异，得出分析报告。此外，3D扫描技术可将学生的实训作品扫描上传到云端，便于储存查找，方便实训教学管理。

3D打印技术是通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型进行切片即逐层截面，从而指导打印机逐层打印，形成实物[10]。在牙体解剖及髓腔根管的教学中，需要结合大量的离体牙解剖标本进行讲解，但由于完整的离体牙数量有限，导致教学资源比较稀缺[11]。3D打印技术可以实现牙体解剖形态、根管解剖形态的模型建立，通过3D打印技术，收集更多的牙体结构模型，学生可以在这些模型上完成开髓、备牙、根管预备等实验操作。3D扫描技术和3D打印技术能将复杂的解剖结构生动立体地展现出来，使学生能更直观地学习抽象的解剖概念。同时，在教学过程中锻炼了学生主动分析问题的能力和动手实践能力，培养了学生的创新思维和实操技巧，提高了教学效果。

四、虚拟现实技术在口腔解剖生理学教学中的应用研究

虚拟现实技术（VR）是利用计算机生成的虚拟世界技术，在虚拟世界中可以对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受，并允许其交互地观察和操作[12]。VR技术已应用于游戏、设计、军事、医疗等多个领域。在口腔医学教学中，VR技术可以虚拟口腔颌面部解剖环境，刺激学生的感官神经，帮助学生记忆。有研究表明，VR技术与教学相结合的模式不仅可以加强学生对知识的理解，还缩短了教学时间。例如，VR技术可以建立虚拟的口腔颌面解剖模型平台，克服传统教学在空间上的局限性，传统口腔颌面解剖的教学主要是通过2D图片的展示和解剖标本的讲解，但由于解剖结构层次繁多，毗邻关系复杂，只通过2D图片无法展示复杂的空间结构，而且教学标本有限，无法清楚呈现每个层次的颌面软硬组织解剖结构。因此，虚拟口腔解剖平台顺应未来口腔教学的数字化发展趋势，为师生提供更全面、更广阔的教学环境。教师可在平台上对口腔颌面组织结构进行讲解分析，学生可在平台上进行解剖观察和学习，更身临其境地了解口腔颌面部复杂的组织结构，提高学生主动参与颌面部解剖的积极性，便于教师讲解分析，便于学生理解记忆。而且，通过虚拟现实技术建立虚拟人体解剖3D图谱，其在色彩、仿真度、精度和质感上都优于传统的解剖挂图，3D图谱可以360°全方位展示相关解剖结构的各个部位，利于教师讲解解剖知识，便于学生理解记忆。在讲解牙体形态时，可以利用VR技术构建牙体虚拟解剖平台，学生可在虚拟解剖平台上对任何牙位进行360°旋转、放大、缩小，可以更直观地观察牙体的解剖标志点。VR技术还可以建立虚拟口腔解剖实训平台，学生可在虚拟实训平台内进行牙体雕刻、牙体预备等实训操作，而且可在平台上设置标准参数，用于对比学生雕刻的牙体形态和标准牙体形态的差异，做到实训教学更加精细化、精准化。为了培养学生的临床思维能力，还可以通过VR技术创建口腔临床诊疗环境，学生进入临床模拟诊室，以医生的身份完成病人的口腔检查和诊断分析。VR技术作为信息化时代的先进技术之一，已被广泛应用于多种领域，口腔颌面解剖生理学的未来教学发展方向也离不了VR技术的引入。VR虚拟平台为口腔教学提供了更高效、更优化的教学环境，不仅丰富了教学资源，还提高了学生的学习热情。

五、计算机绘图在口腔解剖生理学教学中的应用

口腔解剖生理学是研究牙、颌面等部位的形态结构的基础学科，因此，我们的教学重点要放在如何让学生扎实掌握牙颌解剖结构，既要让学生有相对扎实的口腔解剖理论知识，又要让学生养成对牙颌解剖的空间立体思维能力。传统的教学方式包括：PPT演示图片、牙颌模型讲解及视频播放解剖手术等方式进行讲解，但由于缺乏学生动手参与，再加上授课方式比较单一，教学资源有限导致学生对口腔解剖内容难以理解掌握，学习效果不佳。因此，为了提高学生的学习积极性，可以在牙体解剖实验课上引入计算机绘图技术，让学生主动参与牙颌面的绘图工作，从而有效掌握牙颌面形态，提高学习效率。计算机绘图技术是在绘图软件的基础上，将标准牙的各个参数导入绘图软件中，制作出标准牙的绘图软件，在实际操作中，以上颌中切牙为例，先通过理论授课，讲解上颌中切牙的解剖结构及唇、腭、近中、远中各个平面的长、宽、高标准值，再在实训课上，让学生参照标准值，在标准牙绘图软件上绘制中切牙的图像。教师可以通过绘图软件中的中切牙数值指标对学生绘制的中切牙进行打分评价。计算机绘图技术给口腔解剖生理课带来了创新性和挑战性，与传统授课方式相比，学生更容易接受新的技术和信息，以此激发他们的学习兴趣，提高学习积极性。在主动参与牙体形态的绘制过程中，学生必须要对牙体各个平面的长、宽、高数值有一定的了解，同时要充分掌握牙体组织的重要解剖结构，如切嵴、舌面隆突、横嵴、斜嵴等，只有对标准数值及解剖结构有所熟悉，才能在绘图软件中绘制出标准的牙体解剖结构。因此，学生可以通过计算机绘制牙体组织，熟悉相关牙体标准数值，掌握牙体解剖结构，提高口腔解剖生理学的学习效率。同时，教师可以在计算机绘制软件上对学生的绘制作品进行评价，更客观地量化学生的作业，更能具体了解学生对口腔知识的掌握情况，以便教师通过评价不同学生的绘制作品，进行针对性教学。计算机绘图系统将会成为未来口腔解剖生理学教学的趋势，除了能提高学生学习的积极性，还能以牙体参数为依据，保证了绘制出的牙体组织尺寸准确，减小了教学误差。同时，可将计算机绘图技术和3D打印技术相结合，将学生绘制的牙齿通过3D技术打印出来，学生通过观察打印出的牙齿模型，更具体地检查自己的绘制作品存在哪些方面的不足，提高学习的自主性。

六、信息化技术应用于口腔解剖生理学教学中的现状及展望

信息化技术引入课堂，对教学变革有重大意义。我校口腔教研室积极构建网络教学综合平台，通过学习通、雨课堂等教学软件进行课程作业布置、在线测试、资源共享、经验交流和答疑讨论，这种教学模式增加了师生间的互动机会，学生有任何问题可以在教学平台上进行反馈，教师也可以在平台上针对相应问题进行解答，打破了时间和空间的局限性。同时，口腔教研室还引进了CBCT仪器和3D扫描仪，教师可以通过CT扫描，将口腔硬组织的解剖结构全面展现给学生，在三维方向上展示了牙体的髓腔形态和根管系统，便于学生了解、掌握牙体解剖结构。在雕刻石膏牙的实训授課中，教师可利用3D扫描仪将学生的石膏模型扫描到电脑上，并与标准的石膏模型进行比对，从而更精准地分析出学生石膏模型上的不足，3D扫描仪也为技能比赛提供了更精准、高效的数字依据和评分指标。在口腔解剖实验教学中，VR技术可以创建虚拟的环境，模拟仿真颌面解剖操作，让学生身临其境地了解口腔颌面部复杂的解剖结构，增强学生学习的参与性、能动性，提高了教学效果。从目前来看， VR技术还不够完善，还存在清晰度、精密度、建模能力不佳等问题。同时，VR技术用于口腔解剖生理学教学中的适用范围还比较局限，可以开发更多的功能为教学服务，比如通过VR技术虚拟出口腔助理医师技能考试、口腔执业医师技能考试的考场环境，让学生提前熟悉考试内容和考场流程，通过在虚拟环境下的不断练习来提高助理考试及执业医师考试通过率。总之，在未来的教育发展中，期待有更多的信息化资源引入口腔教学中，通过数字化设备丰富课堂内容，使授课方式生动、形象，从而提高学生的学习兴趣，提高学习效率。在未来教学规划中，我们将把信息化教学作为重点内容，引进和开发更多的信息化资源，将更多的数字化技术引入课堂教学中，以期实现教学效果的最优化，为培养高素质的口腔医学专业人才奠定坚实的基础。

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◎编辑 鲁翠红