劉興光，張 翰，郭柳江

（山東大學(xué) 山東 濟(jì)南 250012）

口腔解剖生理學(xué)是一門(mén)以研究口腔、顱、面、頸部諸部位的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能活動(dòng)規(guī)律及其臨床應(yīng)用特點(diǎn)為主要內(nèi)容的學(xué)科[1]。作為學(xué)習(xí)口腔臨床課程的重要基礎(chǔ)，課程的理論知識(shí)、實(shí)踐技能及思政元素都要求教師和學(xué)生有較好的掌握。在本科教學(xué)安排中，解剖課程常開(kāi)設(shè)于口腔專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的早期階段，具有三維性、抽象性、系統(tǒng)性、邏輯性、層次性的課程特點(diǎn)，這對(duì)傳統(tǒng)授課模式（lecture-based learning，LBL），即以教師為主體、以講課為中心、采取大班全程灌輸式的教學(xué)模式帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)踐中不斷精進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化課程內(nèi)容，采取一系列改革措施以達(dá)到一流本科課程建設(shè)的目標(biāo)。

1 相關(guān)背景

信息技術(shù)作為新的工具引入教育,對(duì)醫(yī)學(xué)教育的理論研究進(jìn)展、空間物理環(huán)境、實(shí)踐與探索、師生互動(dòng)方式、課堂深層結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀與未來(lái)，乃至更為宏觀的學(xué)校發(fā)展方式和教育發(fā)展方式都產(chǎn)生了巨大的影響[2]。以教育信息化全面推動(dòng)教育現(xiàn)代化, 成為新時(shí)代推進(jìn)我國(guó)教育事業(yè)改革發(fā)展的共識(shí)[3]?？谇会t(yī)學(xué)教育必須突破抽象感知模糊、學(xué)生情緒激發(fā)困難，抽象思維無(wú)從培養(yǎng)等傳統(tǒng)數(shù)字化教學(xué)難題。

隨著教育理念和教學(xué)模式的更新，現(xiàn)代口腔解剖生理學(xué)課程教育對(duì)發(fā)展醫(yī)學(xué)生對(duì)于口腔頜面部組織結(jié)構(gòu)的認(rèn)知能力及臨床能力提出了新的要求[4]。傳統(tǒng)的二維學(xué)習(xí)形式，如利用教科書(shū)、論文等進(jìn)行學(xué)習(xí)，在直觀性、教學(xué)效率、全面性等方面具有較大的局限性[5]。而傳統(tǒng)的三維學(xué)習(xí)形式，如利用標(biāo)本等進(jìn)行學(xué)習(xí)亦存在資源缺乏、成本較高等問(wèn)題。利用3D 打印技術(shù)及快速成形技術(shù)快速制造復(fù)雜三維模具，成為有效的教學(xué)輔助手段[6-7]。在現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展的背景下，通過(guò)個(gè)性化模具加強(qiáng)學(xué)習(xí)印象，成為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)人體解剖結(jié)構(gòu)的三維空間關(guān)系的認(rèn)知的解決方案，具有對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)模式進(jìn)行重要補(bǔ)充的潛力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、節(jié)約資源和成本、提升教學(xué)效率。

2 口腔解剖生理學(xué)教學(xué)改革路徑

2.1 改革重點(diǎn)

LBL模式下，學(xué)生易用死記硬背的方法對(duì)口腔解剖知識(shí)進(jìn)行記憶，而難以掌握組織、器官的三維結(jié)構(gòu)，從而無(wú)法準(zhǔn)確把握頭頸部組織、器官的生理和病理狀態(tài)，這與教學(xué)目標(biāo)是背道而馳的。近年來(lái)，3D 打印技術(shù)被應(yīng)用于口腔科的器械、材料制造和臨床治療中，有助于解決復(fù)雜的臨床問(wèn)題[8]。現(xiàn)階段，快速成形技術(shù)已較為成熟，其原理是應(yīng)用CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)或光學(xué)掃描后得到設(shè)計(jì)圖紙，并將結(jié)果輸入3D 打印機(jī)，逐層精確制造出每一層后疊加，從而得到1∶1 的物理模型。快速成形技術(shù)可被應(yīng)用于許多臨床場(chǎng)景，例如牙齒模型的打印、手術(shù)設(shè)計(jì)等[9]。

我們發(fā)現(xiàn)以往的教學(xué)方式和考核仍將授課重點(diǎn)放在了對(duì)文字的背誦上，學(xué)生受限于平面化的觀察材料，易產(chǎn)生模糊或錯(cuò)誤的三維想象，不利于教學(xué)的進(jìn)行。因此，我們將3D 打印技術(shù)引入了口腔解剖生理學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，致力于盡早建立三維想象、盡早提升應(yīng)用能力，這不僅是教育模具維度的一次升級(jí)，也是我們教育理念的一次重大更新。將3D打印技術(shù)作為學(xué)習(xí)初期使用的簡(jiǎn)單可靠的輔助教學(xué)手段，可以在課堂中快速成形自身3D打印牙體模型、與標(biāo)準(zhǔn)模型相區(qū)別的自身頭顱骨模型，甚至是病理狀態(tài)顱頜骨模型，更有利于突出教學(xué)重點(diǎn)。通過(guò)3D 打印技術(shù)得到的更加貼近臨床情況的非標(biāo)準(zhǔn)化模型，提高了模型的真實(shí)性，能解決傳統(tǒng)模型細(xì)節(jié)缺失、缺乏變化的痛點(diǎn)；通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)模型與標(biāo)準(zhǔn)模型比較、非標(biāo)準(zhǔn)模型間的比較，學(xué)生可以對(duì)頭顱骨的典型結(jié)構(gòu)和易變異的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更加深刻的印象。

除此之外，口腔解剖生理學(xué)教學(xué)理念和目標(biāo)的升級(jí)為學(xué)生更好地掌握口腔頜面外科學(xué)、口腔內(nèi)科學(xué)、口腔修復(fù)學(xué)等學(xué)科所涉及的解剖知識(shí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使口腔醫(yī)學(xué)知識(shí)的整體學(xué)習(xí)更加合理。

2.2 授課方式

2.2.1 線(xiàn)上課程與線(xiàn)下課程結(jié)合

課程改革聚焦課前、課中、課后“三階段”，線(xiàn)上、線(xiàn)下“雙方位”，通過(guò)多平臺(tái)展開(kāi)教學(xué)。

線(xiàn)上平臺(tái)以自建學(xué)習(xí)平臺(tái)為主。線(xiàn)上課程由教師負(fù)責(zé)布置課前思維導(dǎo)圖任務(wù)，以圖片、文獻(xiàn)、微視頻、病例等形式引入課程教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生提前了解課程內(nèi)容和相關(guān)前沿進(jìn)展。在課中主要通過(guò)線(xiàn)下課堂，以標(biāo)準(zhǔn)模型比較、翻轉(zhuǎn)課堂、病例討論等形式，結(jié)合快速成形的個(gè)性化三維模型，師生共同參與討論解決重點(diǎn)內(nèi)容和相關(guān)問(wèn)題，而教師負(fù)責(zé)講解課程難點(diǎn)、總結(jié)和梳理課程內(nèi)容。課后，通過(guò)雨課堂、問(wèn)卷星等平臺(tái)拓展教學(xué)內(nèi)容、設(shè)置課后練習(xí)題目、收集學(xué)生反饋，提高學(xué)生學(xué)習(xí)口腔解剖生理學(xué)課程的質(zhì)量。

2.2.2 理論課與實(shí)驗(yàn)課結(jié)合

目前，口腔解剖生理學(xué)存在理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)的問(wèn)題。筆者所在團(tuán)隊(duì)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以理論課程為出發(fā)點(diǎn)，從而設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)牙雕塑實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯W(xué)生自身3D打印牙體模型對(duì)比、基于3Dbody APP 的頭頸標(biāo)本辨認(rèn)、3D 打印自身頭顱骨模型和標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)比、石膏模型分析和3D 打印病理硬組織模型分析、數(shù)字化力測(cè)定等教學(xué)內(nèi)容，將3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行科學(xué)的整合，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)三維結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。

2.2.3 3D 打印技術(shù)運(yùn)用

學(xué)生親自參與到3D 打印的設(shè)計(jì)制作和打印的過(guò)程，如光學(xué)掃描、軟件設(shè)計(jì)、建模優(yōu)化以及打印實(shí)施等，有利于培養(yǎng)其對(duì)3D 打印技術(shù)進(jìn)一步的理解，進(jìn)而提升科研能力和創(chuàng)造力[10-11]。相較于傳統(tǒng)模型，3D 打印模型具有資源豐富、突出了不同個(gè)體的模型差異化的優(yōu)勢(shì)[12]。打印成形的模型更貼近現(xiàn)實(shí)，避免了細(xì)節(jié)缺失。尤其是在病例討論中，學(xué)生需具備較強(qiáng)的立體思考能力來(lái)理解病變部位與正常顱頜面組織器官的解剖關(guān)系，然而其效果常因初學(xué)者的解剖學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備而受到影響，3D 打印技術(shù)較好地降低了學(xué)習(xí)門(mén)檻，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地與臨床接軌。

課前引導(dǎo)學(xué)生對(duì)3D 打印技術(shù)進(jìn)行理論層面上的預(yù)習(xí)，在學(xué)生有3D打印理論知識(shí)儲(chǔ)備的前提下，充分利用現(xiàn)有和后續(xù)跟進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室資源，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上對(duì)自身的頭顱骨模型進(jìn)行打?。孩佾@取學(xué)生本人顱面部骨的薄層CT掃描數(shù)據(jù)；②建立數(shù)字三維模型，并由老師進(jìn)行相關(guān)解讀；③3D 打印制作實(shí)體模型，并與標(biāo)準(zhǔn)化模型進(jìn)行對(duì)照觀察，提升模型直觀性、全面性，建立基于書(shū)本且易應(yīng)用于臨床的知識(shí)體系。

2.2.4 PBL、CBL 教學(xué)

以問(wèn)題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方法(problem-based learning,PBL)是一種以虛擬問(wèn)題場(chǎng)景或真實(shí)案例驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、整合理論與實(shí)踐的教學(xué)策略，學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行討論進(jìn)而構(gòu)建深刻完整的知識(shí)體系[13]。案例授課法（case-based learning,CBL）由PBL教學(xué)法發(fā)展而來(lái)，是以臨床案例為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際診療過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生展開(kāi)深入思考，模擬臨床診療應(yīng)用場(chǎng)景，鼓勵(lì)學(xué)生自由組成小組進(jìn)行討論[14]。相對(duì)于傳統(tǒng)的講述式教學(xué)，PBL 和CBL 教學(xué)的層次更加豐富、線(xiàn)索更加明確，讓學(xué)生參與程度提高，使學(xué)習(xí)不停留在表面，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

本團(tuán)隊(duì)通過(guò)與一線(xiàn)臨床醫(yī)生合作，打破不同專(zhuān)業(yè)間的壁壘，將知識(shí)中的難點(diǎn)、要點(diǎn)融合進(jìn)課堂討論的案例中，根據(jù)教學(xué)大綱和考核要求，采用以問(wèn)題、臨床案例為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)生自身頭顱的3D打印實(shí)體模型和真實(shí)病例中腫瘤患者的3D 打印實(shí)體模型編排課程。在課堂開(kāi)始前，由授課教師提前發(fā)布學(xué)習(xí)材料，便于學(xué)生預(yù)習(xí)。課中教師通過(guò)雨課堂平臺(tái)分享案例或提出問(wèn)題，學(xué)生可自由組成小組進(jìn)行討論，在3D 打印個(gè)性化模型后，與標(biāo)準(zhǔn)化模型進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)識(shí)典型結(jié)構(gòu)、易變異的機(jī)構(gòu)、病理狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行具體研討，同時(shí)可通過(guò)手機(jī)、電腦等電子設(shè)備查閱相關(guān)文獻(xiàn)，而教師把握進(jìn)度，引導(dǎo)學(xué)生理解問(wèn)題、發(fā)表自己的觀點(diǎn)、理清思路并進(jìn)行針對(duì)性的講解和必要的補(bǔ)充說(shuō)明。課后教師通過(guò)問(wèn)卷星考核的教學(xué)要點(diǎn)進(jìn)行必要的重復(fù)和詳細(xì)的歸納總結(jié)。

2.3 考核方式及反饋

除傳統(tǒng)的試卷考核外，本課程豐富了對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生綜合能力的全面評(píng)價(jià)。在每節(jié)PBL、CBL課程后，授課教師會(huì)根據(jù)不同同學(xué)的參與情況、負(fù)責(zé)的工作給出課堂評(píng)價(jià)，以問(wèn)卷星為主的課后小測(cè)被記入理論課平時(shí)成績(jī)，此外，實(shí)驗(yàn)課作品評(píng)價(jià)、病例匯報(bào)及評(píng)價(jià)、文獻(xiàn)檢索能力、3D 打印技術(shù)的掌握都被納入理論課與實(shí)驗(yàn)課考核標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)過(guò)程均包含教師評(píng)分、組內(nèi)自評(píng)、組間互評(píng)，真正做到了過(guò)程與結(jié)果并重，避免了應(yīng)試教育中以一張卷子評(píng)價(jià)學(xué)生能力的局限性。本課程團(tuán)隊(duì)采取了問(wèn)卷調(diào)查的方式確認(rèn)了改革效果，絕大多數(shù)學(xué)生表達(dá)了對(duì)新授課方式的支持，這有助于學(xué)生真正做到學(xué)有所獲。

3 總結(jié)與展望

口腔解剖生理學(xué)作為一門(mén)以還原頭顱頜面部軟硬組織結(jié)構(gòu)的學(xué)科，其課程內(nèi)容不應(yīng)局限于文字、圖像等二維學(xué)習(xí)媒介，傳統(tǒng)的以應(yīng)試為導(dǎo)向、以教師為主導(dǎo)的灌輸式授課方式在數(shù)字化教育全面發(fā)展的今天具有不可忽視的局限性。3D 打印數(shù)字化教學(xué)為口腔課程教學(xué)提供了新的方向，而口腔解剖生理學(xué)因其獨(dú)特的課程特點(diǎn)適合作為改革的先導(dǎo)課程[15]。因此，本課程團(tuán)隊(duì)基于此方向進(jìn)行了進(jìn)一步的探索，逐步完善教學(xué)硬軟件設(shè)施，為基于3D打印技術(shù)的口腔解剖生理學(xué)課堂提供教學(xué)基礎(chǔ)；制訂完善的教學(xué)計(jì)劃并實(shí)施，在課程教學(xué)中積極溝通，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明課程優(yōu)勢(shì)；提升教學(xué)質(zhì)量，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，最終得到完善的教學(xué)方案，具有可推廣性。該模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)口腔基礎(chǔ)課程知識(shí)的掌握，更注重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、以臨床能力為導(dǎo)向的科研創(chuàng)新能力。但值得注意的是，該課程仍面臨設(shè)備、材料成本高，推廣困難，教師隊(duì)伍短缺等問(wèn)題，因此，教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、信息化平臺(tái)建設(shè)、信息化教學(xué)平臺(tái)的維護(hù)和更新、進(jìn)一步豐富課程內(nèi)容，并與其他口腔醫(yī)學(xué)學(xué)科、臨床醫(yī)學(xué)學(xué)科結(jié)合等都是努力的方向。今后本課程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)做出更多探索，推動(dòng)口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域數(shù)字化教育的進(jìn)一步發(fā)展。