基于數(shù)字化技術(shù)的混合式教學(xué)模式在口腔頜面腫瘤外科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用*

龐寶興，王雙義，李 曉，賈暮云，尚 偉，卜令學(xué)

(青島大學(xué)附屬醫(yī)院口腔頜面外科/青島大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，山東 青島 266003)

基于疫情期間線上教學(xué)的快速推進(jìn)，將線上教學(xué)和線下教學(xué)有機(jī)融合的混合式教學(xué)理念得到了極大的重視和前所未有的發(fā)展，成為諸多課程的首選教學(xué)形式[1]?；旌鲜浇虒W(xué)是一種將傳統(tǒng)線下教學(xué)模式與網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)理念有效整合并利用線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備線上教學(xué)的便利性和線下教學(xué)的互動(dòng)性，帶給學(xué)生更多的便利性和主動(dòng)性，有利于學(xué)生理解復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索、獨(dú)立思考能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量[2]。近年來(lái)隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，3D打印及手術(shù)導(dǎo)航等數(shù)字化技術(shù)日益成熟，并貫穿于口腔頜面腫瘤外科診斷及治療全過(guò)程，是口腔頜面外科領(lǐng)域極具潛力的革命性應(yīng)用。本文將融合數(shù)字化技術(shù)的混合教學(xué)模式導(dǎo)入口腔頜面腫瘤外科學(xué)教學(xué)中，探索了3D打印和手術(shù)導(dǎo)航等口腔數(shù)字化技術(shù)在口腔頜面腫瘤外科學(xué)線上、線下教學(xué)中的應(yīng)用情況。

1 混合式教學(xué)模式應(yīng)用于口腔頜面腫瘤外科學(xué)的必要性

口腔頜面解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，神經(jīng)血管走行格外密集，頜骨具有個(gè)性化特征結(jié)構(gòu)?？谇活M面腫瘤常與周圍的神經(jīng)、血管、頜骨及肌肉交錯(cuò)在一起，使得口腔頜面腫瘤外科學(xué)具有解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手術(shù)種類繁多、教學(xué)過(guò)程中存在學(xué)生理解欠佳及手術(shù)操作難度高等特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在以往的教學(xué)過(guò)程中，教師采用PPT等傳統(tǒng)教學(xué)工具向?qū)W生講解口腔頜面腫瘤外科學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及二維示教圖片，學(xué)生被動(dòng)接受相對(duì)晦澀難懂的理論知識(shí)和臨床操作要點(diǎn)，需要經(jīng)過(guò)相對(duì)漫長(zhǎng)的理解過(guò)程才能逐漸在上級(jí)醫(yī)師的指導(dǎo)下進(jìn)行部分輔助手術(shù)操作。此外，因口腔頜面腫瘤外科手術(shù)對(duì)美觀要求較高，手術(shù)切口常位于口腔內(nèi)部等隱蔽部位，存在術(shù)區(qū)暴露有限、手術(shù)操作視野狹小等問(wèn)題，不利于學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，一定程度上限制了學(xué)生對(duì)口腔頜面腫瘤外科復(fù)雜手術(shù)的快速掌握?？傊瑐鹘y(tǒng)教學(xué)模式延長(zhǎng)了學(xué)生理解并掌握口腔頜面腫瘤手術(shù)操作的時(shí)間，較難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

口腔頜面腫瘤外科學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式還存在師資力量不足及學(xué)生管理難度大等問(wèn)題。臨床教師不僅有繁重的臨床工作，還要承擔(dān)大量的教學(xué)任務(wù)。混合式教學(xué)模式為臨床教師提供了一個(gè)契機(jī)，為臨床工作及教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行提供了保障。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師可將優(yōu)秀的線上學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具整合到傳統(tǒng)的線下教學(xué)中，幫助學(xué)生有效利用線上學(xué)習(xí)資源，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)提高學(xué)習(xí)效率[3]?；旌鲜浇虒W(xué)不僅可提升教學(xué)效果，同時(shí)可靈活應(yīng)對(duì)突如其來(lái)的疫情，利用線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)保障教學(xué)工作的順利開展。

2 口腔頜面腫瘤外科學(xué)的數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)進(jìn)展

混合教學(xué)理念的推廣離不開數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)在臨床中的廣泛應(yīng)用。隨著3D打印技術(shù)和手術(shù)導(dǎo)航等數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)已貫穿于口腔頜面腫瘤外科診斷和治療的全過(guò)程，使得口腔醫(yī)學(xué)向精準(zhǔn)、微創(chuàng)、高效前進(jìn)了一大步[4]。數(shù)字化口腔醫(yī)學(xué)通過(guò)CT、口掃等數(shù)字化信息系統(tǒng)采集患者相關(guān)解剖信息，虛擬重建口腔結(jié)構(gòu)，有助于口腔疾病的診斷、治療方案的規(guī)劃、手術(shù)的操作實(shí)施及術(shù)后療效的評(píng)價(jià)。目前，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)全面滲透到口腔疾病診療的各個(gè)環(huán)節(jié)，并深刻改變了口腔頜面腫瘤外科學(xué)的臨床、科研與教學(xué)模式。其中，3D打印和手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)是一種臨床上常見的數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)，也是在臨床教學(xué)中廣泛使用的數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)[5]。

3D打印技術(shù)是較早在口腔頜面腫瘤外科中使用的數(shù)字化技術(shù)之一，其可以準(zhǔn)確快速地重建口腔頜面部腫瘤模型，使臨床醫(yī)生、患者及學(xué)生直觀地了解復(fù)雜的口腔頜面腫瘤的具體病變情況[6]。近年來(lái)，3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于口腔頜面腫瘤外科手術(shù)及頜面軟硬組織重建等諸多領(lǐng)域，為手術(shù)方案制定、術(shù)中植入物預(yù)制及醫(yī)患溝通等提供了新的手段，同時(shí)也在醫(yī)學(xué)教育方面展示了其在臨床帶教及線上課堂中獨(dú)特的創(chuàng)新潛力和廣泛的應(yīng)用前景，為口腔頜面腫瘤外科學(xué)混合式教學(xué)模式的推行提供了技術(shù)保障[7]。

手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)目前在口腔頜面腫瘤外科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同樣對(duì)口腔頜面外科學(xué)的臨床教學(xué)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)可實(shí)時(shí)定位并清晰顯示頜面部復(fù)雜的解剖區(qū)域，為口腔頜面部的復(fù)雜手術(shù)提供了準(zhǔn)確的引導(dǎo)，有助于縮短手術(shù)時(shí)間，減少頜面部重要神經(jīng)血管的損傷[8-9]。由于口腔頜面部解剖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，頜面手術(shù)對(duì)大多數(shù)學(xué)生而言仍是面臨的主要難題，因此，本課題組將臨床中使用的AccuNavi-A光學(xué)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。該系統(tǒng)不僅可有效輔助術(shù)者制訂手術(shù)方案，確定手術(shù)的切除范圍，提升口腔頜面部手術(shù)的精準(zhǔn)性和安全性，同時(shí)還有利于學(xué)生快速掌握口腔頜面部手術(shù)的解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)操作步驟，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[10-11]。

3 數(shù)字化技術(shù)在口腔頜面腫瘤外科學(xué)線下臨床教學(xué)中的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)是理論與實(shí)踐高度融合、不斷創(chuàng)新的學(xué)科，口腔頜面外科因其解剖形態(tài)和空間構(gòu)筑關(guān)系復(fù)雜、教學(xué)難度大、手術(shù)種類繁多等特點(diǎn)，使其線下臨床教學(xué)面臨巨大挑戰(zhàn)。數(shù)字化口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)為口腔頜面腫瘤外科學(xué)的線下教學(xué)模式帶來(lái)了巨大變革。本課題組在臨床教學(xué)實(shí)踐中通過(guò)3D打印技術(shù)構(gòu)建個(gè)體化的口腔腫瘤模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)分割和重構(gòu)，如采用特殊顏色標(biāo)記腫瘤范圍，并將腫瘤毗鄰的重要血管和神經(jīng)標(biāo)記出來(lái)，使教學(xué)更形象、直觀。此外，在臨床帶教中，本課題組通過(guò)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行手術(shù)模擬操作，結(jié)合具體病例在手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助下進(jìn)行術(shù)前手術(shù)設(shè)計(jì)、術(shù)中操作方法的培訓(xùn)及術(shù)后療效的評(píng)價(jià)[12]。以腮腺腫瘤為例，如何讓學(xué)生快速理解腮腺中面神經(jīng)的分布規(guī)律并掌握腮腺腫瘤周圍面神經(jīng)及重要血管的毗鄰關(guān)系是腮腺手術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)中的難點(diǎn)。本課題組在臨床教學(xué)實(shí)踐中采用3D打印技術(shù)制作患者的腮腺腫瘤模型，采用數(shù)字化軟件標(biāo)記腫瘤的具體范圍及面神經(jīng)的走行途徑，便于學(xué)生清晰分辨腮腺腫瘤和面神經(jīng)的三維毗鄰關(guān)系，并在術(shù)前通過(guò)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)模擬術(shù)中尋找面神經(jīng)并切除腫瘤的過(guò)程，幫助學(xué)生快速掌握復(fù)雜的解剖關(guān)系和手術(shù)操作策略。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用有利于加深學(xué)生對(duì)口腔頜面部腫瘤手術(shù)要點(diǎn)的充分理解，并縮短學(xué)生掌握復(fù)雜口腔頜面外科手術(shù)的時(shí)間，同時(shí)極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)口腔頜面腫瘤外科學(xué)的積極性。

4 數(shù)字化技術(shù)在口腔頜面腫瘤外科學(xué)線上教學(xué)中的應(yīng)用

以3D打印和手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)為代表的數(shù)字化技術(shù)有利于教師在線上教學(xué)中形象生動(dòng)的展示教學(xué)病例，幫助學(xué)生快速理解掌握復(fù)雜的口腔頜面解剖結(jié)構(gòu)。在臨床教學(xué)應(yīng)用中，本課題組將示教患者的CT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，并以不同顏色標(biāo)記口腔頜面軟硬組織結(jié)構(gòu)的三維圖像，有助于深化學(xué)生對(duì)于解剖位置毗鄰關(guān)系的空間理解，提升口腔頜面解剖學(xué)的線上學(xué)習(xí)效果[13]。以上頜骨為例，由于上頜骨特殊的不規(guī)則解剖形態(tài)，周圍毗鄰顱底、鼻腔及重要的神經(jīng)和血管，傳統(tǒng)的授課模式難以形象的展示上頜骨腫瘤的三維病變范圍，而采用3D打印制作上頜骨三維模型，教師借助線上授課平臺(tái)，可從不同維度向?qū)W生清晰地展示上頜骨腫瘤的病變范圍和周圍解剖毗鄰關(guān)系，使學(xué)生更加直觀地掌握上頜骨的解剖結(jié)構(gòu)。

數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用有利于教師在線上教學(xué)中與學(xué)生深入分析口腔腫瘤的臨床特點(diǎn)及手術(shù)治療原則，并在手術(shù)導(dǎo)航軟件中模擬手術(shù)入路、手術(shù)操作具體過(guò)程及口腔頜面部軟硬組織的重建方法，而這些恰恰是傳統(tǒng)教學(xué)模式僅展示二維教學(xué)圖片所欠缺的。此外，教師將授課內(nèi)容錄制成微視頻，搭建在線教學(xué)資源，學(xué)生通過(guò)反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，可極大加深學(xué)生對(duì)口腔腫瘤相關(guān)解剖形態(tài)、面形恢復(fù)和咬合功能重建的理解，有效提升教學(xué)質(zhì)量。線上授課不受時(shí)間地域的限制，可有效應(yīng)對(duì)突發(fā)疫情等特殊情況對(duì)傳統(tǒng)線下教學(xué)的沖擊，但也存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、學(xué)生線上學(xué)習(xí)不易監(jiān)督等問(wèn)題[14]，這些都是推進(jìn)線上教學(xué)的同時(shí)需要關(guān)注的問(wèn)題。

綜上所述，基于數(shù)字化技術(shù)的混合式教學(xué)模式為后疫情時(shí)代的醫(yī)學(xué)教育帶來(lái)了新的解決方案。在教學(xué)實(shí)踐中，將3D打印及手術(shù)導(dǎo)航等數(shù)字化技術(shù)有機(jī)融入到線上和線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式中，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)手段的單一性，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。因此，我們應(yīng)著力導(dǎo)入更多的數(shù)字化醫(yī)學(xué)技術(shù)進(jìn)入到教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)展高效互動(dòng)的混合式教學(xué)方式，打造與時(shí)俱進(jìn)的混合式教學(xué)流程，將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)有機(jī)地融入混合式教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，更好地服務(wù)于醫(yī)學(xué)教育。