董 晛,陳鳳貞
(上海健康醫(yī)學(xué)院,上海 201318)
口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)從事口腔修復(fù)體制作的應(yīng)用型專門人才,要求學(xué)生掌握口腔醫(yī)學(xué)基本理論和工藝技術(shù)的基本操作技能??谇会t(yī)學(xué)技術(shù)屬于醫(yī)學(xué)技術(shù)范疇,是口腔醫(yī)學(xué)與材料學(xué)、工藝學(xué)等多學(xué)科的綜合[1]。
上海健康醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)是上海市唯一布點(diǎn)設(shè)置的培養(yǎng)口腔修復(fù)工藝人才的專業(yè)。自2012年起,口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)中心建設(shè),更新數(shù)字化教學(xué)設(shè)備,制作優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)和移動(dòng)課堂,以信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為支點(diǎn),推動(dòng)學(xué)習(xí)方式變革,創(chuàng)新教學(xué)模式,經(jīng)過(guò)多年探索和積累,取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和成果。
口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)實(shí)踐性極強(qiáng),諸如牙體雕刻技術(shù)、固定義齒修復(fù)工藝技術(shù)等專業(yè)核心課程理論與實(shí)訓(xùn)課時(shí)比例均超過(guò)1∶2。傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)往往采用單向的教師演示,學(xué)生觀察示教后,獨(dú)立模仿操作。這種教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生不理解操作背后的技術(shù)要點(diǎn)和原理,技能操作和理論知識(shí)存在分離,理實(shí)結(jié)合難以落實(shí)。
口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)教學(xué)要培養(yǎng)技能操作熟練的合格學(xué)生,反復(fù)訓(xùn)練至關(guān)重要。而口腔材料和設(shè)備昂貴,導(dǎo)致專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的耗材成本和設(shè)備維護(hù)成本高。義齒制作流程繁雜,具有高壓、高溫、腐蝕、粉塵等對(duì)人與環(huán)境有害的因素,導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目安全性不高,需要專門的場(chǎng)地、設(shè)備和人力保障。這些都限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。
口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)行業(yè)正處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型期,在上海,半數(shù)以上的固定冠、橋義齒由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制作(Computer aided design and computer aided manufacture,CAD/CAM)工藝或3D打印工藝加工,這一比例還將不斷增長(zhǎng)。面對(duì)行業(yè)日新月異的發(fā)展,傳統(tǒng)教學(xué)課程設(shè)置依然以全口義齒、固定義齒、可摘局部義齒為核心課程,這與行業(yè)發(fā)展實(shí)際存在一定脫節(jié)?,F(xiàn)今數(shù)字化義齒加工人員多是接受簡(jiǎn)單的企業(yè)培訓(xùn),行業(yè)迫切需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練的高端“智造”人才,專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和形式也亟待創(chuàng)新。
我校于2014年自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)首個(gè)將虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù)應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的3D軟件,并在2016年獲得國(guó)家軟件著作權(quán),與之配套的口腔虛擬實(shí)訓(xùn)室可同時(shí)容納40人獨(dú)立進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)??谇会t(yī)學(xué)技術(shù)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)(軟件)操作方式模仿3D網(wǎng)絡(luò)游戲,有演示、學(xué)習(xí)、考核3種模式,內(nèi)容包含固定義齒修復(fù)工藝技術(shù)、全口義齒修復(fù)工藝技術(shù)、可摘局部義齒工藝技術(shù)3門專業(yè)課的10個(gè)任務(wù)模塊,相當(dāng)于真實(shí)實(shí)訓(xùn)的200個(gè)課時(shí)。
以虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為基礎(chǔ),專業(yè)創(chuàng)新探索“理論—虛擬—實(shí)操”三元式教學(xué)模式。所謂“理論”,即教師理論課上只對(duì)整個(gè)模塊的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)短的串聯(lián)精講;所謂“虛擬”,即學(xué)生先通過(guò)虛擬系統(tǒng)的演示模式,觀看整個(gè)操作流程,然后獨(dú)立進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)操作,虛擬實(shí)訓(xùn)中錯(cuò)誤操作軟件都會(huì)即刻給出提示,改為正確操作方可進(jìn)入下一步,最終獨(dú)立通過(guò)虛擬考核。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程類似于玩3D游戲,每個(gè)人的操作錯(cuò)誤點(diǎn)不盡相同,因此學(xué)習(xí)是高度自主和有極強(qiáng)針對(duì)性的;所謂“實(shí)操”,即學(xué)生進(jìn)入真實(shí)操作環(huán)節(jié),此時(shí)學(xué)生對(duì)操作流程、注意事項(xiàng)等已非常熟悉,真實(shí)操作中更容易聯(lián)想、運(yùn)用到相關(guān)知識(shí)。在“理論—虛擬—實(shí)操”三元式教學(xué)中,虛擬實(shí)訓(xùn)是連接理論學(xué)習(xí)和真實(shí)操作的紐帶,虛實(shí)結(jié)合促進(jìn)了理實(shí)結(jié)合。
與虛擬實(shí)訓(xùn)軟件輔助技能實(shí)訓(xùn)相呼應(yīng),我校還自主研發(fā)了3個(gè)IOS系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented reality,AR)軟件,配套購(gòu)置18臺(tái)平板電腦,印刷AR掃描圖冊(cè)。AR軟件內(nèi)容包含28顆牙體解剖形態(tài)、口腔頜面部局部解剖、無(wú)牙頜解剖標(biāo)志、可摘義齒結(jié)構(gòu)、口腔設(shè)備操作等。醫(yī)學(xué)類專業(yè)基礎(chǔ)課多以結(jié)構(gòu)、原理記憶為主要教學(xué)目標(biāo),傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容決定了新的教法不易應(yīng)用,課堂教學(xué)方式多為講授,抽象的文字和平面圖片不利于理解,學(xué)生學(xué)習(xí)只能死記硬背,學(xué)生中流傳著“解剖生理必有一掛”的戲言。2014年起,將裝有AR軟件的平板電腦引入課堂,在教師的引領(lǐng)下,學(xué)生2~3人一組,利用AR技術(shù)呈現(xiàn)的3D模型進(jìn)行自主的立體視覺學(xué)習(xí),在這一基礎(chǔ)上,小組合作學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、PBL等一系列教學(xué)嘗試得以開展,灌輸式地教正在轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿魇降貙W(xué)。
專業(yè)建設(shè)了24個(gè)工位的口腔CAD/CAM實(shí)訓(xùn)室,2014年起率先開展口腔CAD/CAM講座式培訓(xùn)。經(jīng)過(guò)多年探索和積累,根據(jù)行業(yè)發(fā)展需求,制訂并開發(fā)課程標(biāo)準(zhǔn)和校本教材,開設(shè)了口腔修復(fù)CAD/CAM課程。2015年起系統(tǒng)進(jìn)行CAD/CAM教學(xué)實(shí)踐,同時(shí)與3Shape、DENSPLY Sirona、Kulzer等業(yè)界權(quán)威企業(yè)合作,定向培養(yǎng)企業(yè)認(rèn)證的口腔數(shù)字化設(shè)計(jì)人才。
我校立足數(shù)字化資源開發(fā),但不止于資源建設(shè),更將一整套3D教學(xué)資源系統(tǒng)地組織利用,探索出低年級(jí)基礎(chǔ)課階段AR軟件輔助的自主學(xué)習(xí),高年級(jí)技能課階段VR軟件支持的虛實(shí)結(jié)合的專業(yè)教學(xué)體系。這一體系具有一定的可復(fù)制性,適合所有以實(shí)踐教學(xué)為主的專業(yè)教學(xué),特別適合實(shí)操中耗材成本較昂貴或操作具有一定危險(xiǎn)性或需要高度理實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)3年實(shí)踐,虛實(shí)結(jié)合教學(xué)體系對(duì)教與學(xué)有雙向促進(jìn)作用。一方面,3D自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生更高效、更熟練地掌握知識(shí)和技能[2]。虛擬實(shí)訓(xùn)在學(xué)生中廣受歡迎。據(jù)問(wèn)卷調(diào)查反饋,92%的學(xué)生喜歡虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),86%的學(xué)生希望體驗(yàn)更多內(nèi)容模塊的虛擬操作,89%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能幫助掌握操作流程?!袄碚摗摂M—實(shí)操”三元式教學(xué)模式可以在維持實(shí)訓(xùn)耗材成本不變、保證實(shí)訓(xùn)安全性的前提下,學(xué)生通過(guò)反復(fù)虛擬訓(xùn)練,大大提高操作熟練度;可以引導(dǎo)學(xué)生開展各類自主學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí),一人一機(jī)虛擬操作,真正做到針對(duì)性學(xué)習(xí);可以幫助學(xué)生更好地聯(lián)系理論知識(shí)和操作流程,體驗(yàn)“做中學(xué)”。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中融入VR訓(xùn)練、數(shù)字比對(duì)系統(tǒng)等信息化手段后,2014—2016年我校學(xué)生多次獲得國(guó)內(nèi)外技能大賽一等獎(jiǎng),實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量顯著提升。另一方面,教師信息化素養(yǎng)提升,有效帶動(dòng)了教研能力全面發(fā)展[3]。近3年教學(xué)團(tuán)隊(duì)參加各類信息化培訓(xùn)18人次,探索各類教學(xué)改革,獲得市級(jí)精品課1門、校級(jí)精品課1門,各類教學(xué)比賽中,獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)2人次、市級(jí)獎(jiǎng)3人次,信息化教學(xué)方面獲市級(jí)教研課題2項(xiàng)、國(guó)家軟件著作權(quán)3項(xiàng)、發(fā)表教研論文4篇。
專業(yè)教學(xué)改革充分對(duì)接行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求,貼近崗位,從無(wú)到有,開設(shè)課程和定向技能培訓(xùn),著眼為行業(yè)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)的口腔CAD/CAM技能人才。我校2016屆畢業(yè)生均具備CAD/CAM設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),可以完成內(nèi)冠、全冠、固定橋等簡(jiǎn)單修復(fù)體的CAD/CAM設(shè)計(jì),其中90%的學(xué)生畢業(yè)時(shí)即獲得企業(yè)認(rèn)證的“3Shape CAD/CAM”培訓(xùn)證書,持證學(xué)生在應(yīng)聘高端企業(yè)時(shí),優(yōu)勢(shì)明顯。
在信息化背景下的教學(xué)改革實(shí)踐中還面臨一些挑戰(zhàn)和不足:信息化教學(xué)的實(shí)施對(duì)于設(shè)備、系統(tǒng)的依賴性較高,需要專業(yè)人員持續(xù)進(jìn)行技術(shù)維護(hù);虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)前期研發(fā)、調(diào)試的人力、資金成本巨大[4];由于模擬游戲操作,在使用中不可避免會(huì)出現(xiàn)漏洞,需要定期升級(jí)和修補(bǔ);系統(tǒng)目前為單機(jī)版,有向移動(dòng)版或網(wǎng)絡(luò)版轉(zhuǎn)化的需求;系統(tǒng)通過(guò)驗(yàn)收并不代表建設(shè)的完成,只有建立后期維護(hù)制度,方能保證建設(shè)成果,這些都需要持續(xù)的人力、資金投入。此外,實(shí)施虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教師本身需要具備較高的信息化素養(yǎng)和一定的教學(xué)組織和創(chuàng)新能力。
未來(lái)專業(yè)團(tuán)隊(duì)將在已有基礎(chǔ)上縱向深入,開發(fā)更多樣的VR、AR教學(xué)資源,建立專業(yè)虛擬教學(xué)中心,不斷完善信息技術(shù)和專業(yè)教學(xué)的融合。同時(shí),積極拓寬建設(shè)成果的應(yīng)用廣度,積極向同類院校、行業(yè)、企業(yè)推廣,交流共享資源經(jīng)驗(yàn),避免重復(fù)開發(fā)造成的人力和資金浪費(fèi),使教改成果受益面更廣。