口腔医学技术教学中虚拟现实技术的应用与实践效果

［摘           要］  随着科学技术的快速发展，将虚拟现实（VR）技术引入教育领域，逐渐打破了传统的教学方式，特别是在口腔医学专业的课堂上显示出了它的优越性。介绍了虚拟现实技术在口腔医学工艺学课程中的运用，并对其进行了实验研究。针对目前临床应用中存在的解剖结构复杂、实际操作机会少、缺少直观体验、交互效果差的问题，利用 VR技术可实现高真实感的 3D 口腔仿真场景，加深学生对人体解剖结构及生理机能的认识。随着科技的发展，教育资源的短缺，个人的学习需求不断增加，虚拟现实技术在临床实践中的运用成为当前的主流趋势。实验结果显示，虚拟现实能有效地提高学生的课堂学习效率，降低学生的学习成本。同时，也为学生创造了一个没有危险的实习平台，提高了学生的动手技能。

［关    键   词］  口腔医学技术；虚拟现实技术；临床实践；口腔修复学；口腔正畸学

［中图分类号］  G７１２                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2025）09-0１６５-04

一、引言

在传统的口腔医学技术教学中，学生往往依赖于理论授课、二维图像以及实体模型学习复杂的口腔解剖结构和操作技能。这种教学模式受限于时间、资源以及实践机会的不足，使学生难以获得真实的临床操作体验，无法深入理解口腔疾病的诊断与治疗过程。

虚拟现实技术作为一种创新性的教学工具，为口腔医学技术教学带来了全新的变革机遇。它能够利用计算机生成逼真的三维虚拟环境，模拟真实的口腔诊疗场景，让学生身临其境地进行实践操作。通过佩戴VR设备，学生仿佛置身于真实的口腔诊室，直观地观察牙齿、牙槽骨、颌骨等解剖结构，并进行交互式操作，如旋转、缩放、剖切等，以便更深入地理解口腔解剖知识。在虚拟环境中，学生还能够模拟各种口腔疾病的诊断和治疗过程，如填充、拔牙、根管治疗等，反复练习操作技能，直至熟练掌握。

本研究专注于虚拟现实技术在口腔医学技术教学中的应用与优化，旨在通过这一前沿科技手段为口腔医学教育带来深刻变革。研究将围绕VR技术在口腔修复学、口腔正畸学等多个口腔医学分支中的应用模式与效果评估展开，深入探讨其如何构建逼真的虚拟临床实践环境，并评估其对学生理论知识掌握、实践操作技能提升、临床思维培养等方面的具体影响，同时分析VR技术在增强教学互动性、激发学生学习兴趣与参与度方面的作用。

二、虚拟现实技术解析

（一）虚拟现实技术的内涵

虚拟现实技术是一种借助计算机系统，综合运用三维建模、多媒体、传感器等多种先进技术，构建出高度仿真的虚拟环境，使用户能够借助特定设备沉浸其中，并与环境及其中的对象进行自然交互的前沿技术[1]。它通过模拟人类的视觉、听觉、触觉等多种感知方式，创造出一种身临其境的体验，让用户仿佛置身于一个与现实世界相似却又不受时空限制的虚拟空间之中。

（二）虚拟现实技术的特性

虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、多感知性和自主性四大特性。

1.沉浸性。使用户通过佩戴VR设备全方位融入虚拟场景，逼真的视觉和听觉效果带来强烈代入感，使其忘却外界现实环境。

2.交互性。借助多样交互设备，使用户能自然流畅地与虚拟对象互动，如在口腔修复实训中，学生可实时操作并获得系统反馈，实现理论到实践的转化，提升学习主动性与参与度。

3.多感知性。除常见的视听模拟，触觉反馈技术让虚拟操作更贴近临床实际，如根管治疗操作中能感受器械阻力变化，有效提升技能训练效果。

4.自主性。体现在虚拟环境内物体和生理过程依现实规律自主运行，如模拟口腔颌面部手术时，组织会根据操作做出相应动态反应，为学生提供仿真演进的手术情境，帮助其理解复杂情况及应对策略，培养临床观察力与决策能力。这些特性共同为用户带来身临其境的体验，使其在虚拟空间中进行高效的学习、训练与探索[2]。

三、虚拟现实技术在口腔医学技术教学中的应用案例探究

（一）口腔修复学领域的应用

1.义齿制作流程模拟

某高校口腔医学院引进了前沿的虚拟现实义齿制作教学系统，构建了一个高度逼真的义齿制作虚拟实验室。学生通过配备高精度VR头戴式显示器和触觉反馈手柄，仿佛亲临义齿制作现场。以全口义齿制作教学为例，学生需首先处理虚拟患者的口腔扫描数据，运用系统内嵌的专业软件进行义齿的数字化设计[3]。学生能够依据患者的口腔解剖结构和咬合等个性化参数，精确调整义齿的外形、基托厚度和人工牙排列等关键细节，模拟临床实践中的个性化义齿定制过程。

2.修复方案设计实践

某大型口腔专科医院将虚拟现实技术深度融入口腔修复方案设计的教学实践中。针对复杂的口腔修复病例，如多颗牙缺失伴随牙槽骨吸收、咬合关系紊乱等复杂情形，学生可借助医院自主研发的口腔修复虚拟现实辅助设计平台。该平台首先导入患者的口腔CBCT（锥形束计算机断层扫描）数据，并完成三维重建，生成高精度的口腔数字模型[4]。在此基础上，学生能够细致观察患者口腔内部结构，包括牙根形态、神经管走向以及剩余牙体组织的健康状况，从而为修复方案的制定提供精确的解剖学参考[5]。

（二）口腔正畸学领域的实践

1.牙齿矫正过程可视化

在口腔正畸教学中，虚拟现实技术为学生提供了前所未有的可视化学习体验。一款专为正畸教学研发的虚拟现实软件，内置了丰富多样的错颌畸形案例库，涵盖常见的牙列拥挤、牙列稀疏、深覆颌、深覆盖等各类病例[6]。学生通过佩戴VR设备，仿佛置身于真实的正畸诊疗场景之中，能够近距离、全方位地观察患者的口腔模型。以牙列拥挤病例为例，学生可以在虚拟环境中清晰地看到每颗牙齿的位置、角度、扭转程度以及与邻牙的相互关系。借助软件的交互功能，学生能够手动操作，模拟施加矫治力，实时观察牙齿在正畸力作用下的动态移动过程。

2.个性化正畸方案制定训练

借助虚拟现实技术，学生能够依据患者的个性化模型进行正畸方案制定训练，这对于提升学生的临床实践能力具有至关重要的意义。在某口腔医学院的正畸教学实践中，引入了一套先进的虚拟现实正畸训练系统。该系统首先通过高精度的口内扫描设备，获取真实患者的口腔数字化模型，并将其导入虚拟训练平台中。学生面对虚拟患者的口腔模型，利用系统内置的丰富正畸工具库，如各类托槽、弓丝、隐形矫治器模板等，结合患者的牙齿状况、颌骨发育情况、面部轮廓特征以及患者的个性化诉求，开始制定正畸治疗方案。在设计过程中，学生可以实时调整托槽的位置、角度，精确弯制弓丝的形态，模拟不同矫治力的加载方式，并即时观察牙齿在虚拟环境中的移动响应[7]。

四、虚拟现实技术在口腔医学技术教学中面临的挑战与应对策略

（一）面临的挑战

1.技术设备成本问题

虚拟现实技术在口腔医学技术教学中的广泛应用面临技术设备成本高昂的严峻挑战。一方面，虚拟现实硬件设备价格不菲，一套高端的头戴式显示设备、高精度触觉反馈手套以及动作追踪器等，往往需要数万元甚至更高的投入，对于许多教育机构尤其是资金相对短缺的院校而言，采购成本成为一道难以逾越的门槛。以一所普通本科口腔医学院校为例，若要为一个50人的班级配备齐全先进的VR硬件设备，一次性投入可能高达数百万元，这还不包括后续设备更新换代的费用。另一方面，软件系统的采购、开发与维护同样耗资巨大。专业的口腔医学VR教学软件，不仅需要涵盖丰富的口腔病例库、精准的解剖模型以及复杂的手术模拟程序，其开发过程涉及大量的专业医学知识、计算机编程技术以及图形图像处理技术，研发成本极高[8]。而且，随着口腔医学知识的不断更新、临床技术的持续进步，软件系统需要频繁升级以保持教学内容的时效性与准确性，每年的软件维护费用可占采购成本的10%～20%。

2.技术操作难度与培训需求

虚拟现实技术的引入对教师和学生的技术操作能力提出了较高要求，这也成为其应用过程中的一大挑战。对于教师而言，他们不仅需要熟悉传统的口腔医学教学内容，还必须掌握复杂的VR设备操作技巧，如熟练运用头戴式显示器进行场景切换、利用手柄精准操控虚拟器械、根据教学需求调整软件参数等。然而，大多数口腔医学专业教师长期专注于医学知识的教学与临床实践，缺乏计算机技术、电子工程等相关领域的背景知识，学习掌握新兴的VR技术难度较大。学生在面对VR技术时同样面临操作困境。从佩戴设备的舒适度调整，到在虚拟环境中准确执行复杂的口腔诊疗操作，都需要一定的学习过程。而且，不同学生的计算机操作基础和空间感知能力存在差异，部分学生可能在初期难以适应虚拟环境的沉浸感，出现眩晕、操作失误频繁等问题，影响学习效果。

3.教学内容适配性调整难题

将传统口腔医学教学内容转化为虚拟现实教学资源并非易事，面临诸多适配性调整难题。首先，教学内容的设计难度大，如何将抽象的口腔医学理论知识、复杂的临床操作流程以生动、直观且符合教学逻辑的方式呈现于虚拟环境中，是亟待解决的关键问题。例如，在口腔病理学教学中，要将微观的病理变化转化为宏观的可视化场景，让学生在虚拟环境中既能观察到细胞层面的病变特征，又能理解其与宏观临床表现之间的关联，需要跨学科的专业知识融合与精心的教学设计。

其次，教学内容的更新与优化挑战重重。口腔医学作为一门快速发展的学科，新的技术、材料、治疗理念不断涌现，虚拟现实教学资源必须紧跟时代步伐。然而，由于VR教学内容的制作涉及复杂的建模、编程等技术环节，更新周期往往较长，难以像传统教材修订那样及时反映学科最新动态[9]。这就可能导致学生在虚拟环境中学到的知识与临床实际应用出现脱节现象，无法实现培养适应行业发展需求的高素质口腔医学人才的目标。

（二）应对策略

1.多方合作降低成本

为应对虚拟现实技术设备成本高昂的问题，学校、企业与政府应紧密合作，形成合力。学校层面，一方面，可优化资金配置，合理规划虚拟现实技术设备采购预算，设立专项基金，确保资金专款专用，避免资金分散导致设备购置进度受阻。另一方面，积极寻求与企业的深度合作，通过校企合作项目，引入企业资金、技术与设备捐赠，实现资源共享、互利共赢。探索灵活的设备租赁模式也是降低成本的有效途径。学校可与专业的设备租赁公司建立长期合作关系，根据教学需求，在特定课程教学期间租赁虚拟现实设备，避免一次性大额设备采购资金的投入。例如，在口腔修复学、口腔颌面外科学等实践课程集中的学期，按需租赁高精度的VR手术模拟设备、义齿制作虚拟实训设备等，课程结束后归还设备，不仅降低了设备闲置率，还可将节省下来的资金用于软件更新、教师培训等其他教学环节，实现教学资源的优化配置，提高资金使用效率，确保虚拟现实技术教学的可持续发展。

2.强化师资培训体系

学校应构建系统、全面的师资培训体系，助力教师熟练掌握虚拟现实技术。组织校内集中培训，邀请虚拟现实技术领域专家、企业工程师来校开展专题讲座与实操培训。培训内容涵盖VR设备的操作原理、软件使用技巧、常见故障排除等基础知识，以及如何将虚拟现实技术与口腔医学教学内容深度融合的教学设计方法[10]。