评估结合视频反馈教学与虚拟仿真进行瓷贴面牙体预备的前瞻性随机对照研究

摘要

这项随机对照研究评估了将视频反馈与虚拟模拟相结合的教学方案，用于40名学习瓷贴面预备的牙科学生，结果表明，与单纯的传统方法相比，该方案在提高实践技能和学生满意度方面具有优势。

摘要

本研究旨在分析视频反馈教学结合虚拟仿真技术在瓷贴面牙体预备中的应用效果。将2024年4月至2024年7月期间即将进入临床实习的40名口腔医学专业学生通过便利抽样法随机分为对照组和实验组。在教学干预后1个月、2个月和3个月对教学效果进行比较。培训后，两组学生的牙体预备评分均较培训前显著提高，操作体位评分均较培训前显著降低。此外，实验组的操作体位评分（14.9 ± 2.07）显著低于对照组（17.1 ± 1.66；p < 0.05）。实验组在培训结束时的虚拟仿真准确度评分也显著更高（89.5 ± 4.2）。两组牙体预备效果之间的差异具有统计学意义（p < 0.05）。问卷调查结果显示，实验组在满意度和参与度方面的评分均显著高于对照组（所有指标 p < 0.05）。与传统教学方法相比，视频反馈教学结合虚拟仿真技术在瓷贴面牙体预备教学中的应用具有更优的实践培训效果，这一结论得到了客观绩效指标和主观学习反馈的共同支持。

引言

修复牙科学是一门将理论知识与实践应用相结合的跨学科领域¹。随着生活水平的不断提高，口腔医学中对美学修复技术的关注日益增加。瓷贴面作为微创美学牙科的主要手段，其临床成功高度依赖于牙体预备的精确性以及修复体后续的密合度和粘接质量^2,3,4。近期研究表明，瓷贴面的最佳临床表现和长期使用寿命与精细的预备体几何形态以及先进的数字化制作和粘接技术直接相关^5,6。牙科教育与临床实践是动态发展的领域，常需对课程内容进行调整。尽管为固定修复体进行牙体预备是一项常规临床操作，但要获得可预期的治疗效果仍具挑战性，尤其对于牙科学生和住院医师而言更是如此。牙科学生在进行固定修复体尤其是瓷贴面的牙体预备时，往往难以实现稳定一致的精度。主要难点包括牙体磨除量的掌握、边缘设计和形态修整，以及传统教学模式下缺乏即时反馈。这些困难凸显了改进培训方法的迫切需求^7,8,9。

陶瓷贴面修复技术在口腔美学修复中具有重要意义，掌握该技术是未来衡量临床医师技能水平的重要指标。口腔医学生在进入临床工作前接受规范化的实践训练，对于保障医患双方的诊疗安全与治疗效果至关重要。^2,3中国口腔医学的本科教育采用“5+3”标准化培养体系，即5年本科教育加3年规范化培训。前4年学生学习基础医学、口腔理论以及仿头模操作，第5年^th 年，他们进入临床实践²毕业后，他们需参加住院医师规范化培训才能执业。本研究的教学干预针对的是第3阶段的学员。^rd-年制专科学生，旨在进入临床实践前优化其技能储备。与国际通行的4年或6年制相比，中国更强调规范化操作前的训练，虚拟仿真平台是官方规定的必要教学资源。为提升口腔医学生在瓷贴面预备方面的技能，口腔医学教育中采用了多种教学方法。传统教学方法通常由带教教师进行讲解与示教，学生练习后将预备完成的牙科模型提交给带教教师进行评价、指导与纠正，并根据反馈持续反复训练¹⁰然而，教师在教学中往往难以实现一对一指导，无法全程观察和指导学生的操作过程，导致只能关注对训练结果的评价，而无法在操作过程中及时纠正和指导学生。视频反馈教学通过让学生回看自己操作的录像，经由反复分析促进自我评估和技能提升，从而解决了这一问题。视频反馈教学是一种互动式反馈教学方法，强调自我反馈与自我评价。通过视频记录学生操作的全过程，可对录像进行反复回看、分析和反馈，从而提高实践操作的训练效果^{11,12,13,14,15,16,17}根据国内外研究，该视频反馈教学法已应用于医学教学中，在提高学生的认知能力和临床技能方面取得了积极成效。¹⁸.

尽管视频反馈和虚拟模拟在医学教育中的优势已得到广泛认可¹⁹，但二者在临床前牙科培训中的联合应用，尤其是在瓷贴面预备等高精度操作中的应用，仍需进一步探索。本研究聚焦于将视频反馈教学与虚拟模拟技术系统性地整合到同一教学框架中，旨在提升牙科学生在进入临床实践前的操作技术准确性和人体工程学能力。同时，通过在一个无风险的环境中实现迭代式自我评估、实时错误纠正和标准化技能掌握，视频反馈与虚拟模拟的协同应用有望取得优于传统教学的成效。具体而言，本研究旨在评估以下三个方面：（1）该联合教学方法对学生瓷贴面预备质量的影响（通过标准化形态学标准进行衡量）；（2）其对学生在模拟临床操作过程中人体工程学姿势的影响；（3）学生对该教学方法在参与度、反馈有效性及学习满意度方面的感知。通过对这些维度的深入考察，本研究希望为一种创新的、以技术为支撑的培训模式提供实证依据，以帮助牙科学生更好地适应临床实践的要求。

方案

本实验研究于2024年4月至2024年7月在江苏医药职业学院口腔医学培训中心进行。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的规定，并已获得盐城口腔医院伦理委员会的批准（批准编号：盐城口腔伦理审查〔2024〕09）。本研究已完成事后注册（临床注册号：NCT07398794）。所有参与本研究的受试者均签署了知情同意书。

参与者与分组
根据一项涉及10名学生（未纳入主试验）的预试验的初步测试结果，使用PASS软件进行样本量计算。在预试验中，传统教学组的操作位置评分均值±标准差为18.5 ± 2.1，联合教学组为15.8 ± 2.4，预计均值差异为2.7分。设定显著性水平（α）为0.05，检验效能（1 − β）为80%，组间分配比例为1:1，计算得出每组至少需要17名参与者。为弥补约15%的潜在失访率，每组纳入20名参与者，总样本量为40名。

研究对象选自江苏医学院完成第四学期学习、即将进入三年级实习阶段的单一学生队列，采用便利抽样方法招募。在安排的学术指导会上，邀请该队列中所有符合条件的学生参与研究。分组过程由一名不参与教学或评估的独立研究人员完成，采用计算机生成的随机数字序列，按1:1的比例将学生分配至对照组（传统教学）或研究组（视频反馈结合虚拟仿真教学）。为确保分配隐蔽性，分组结果被密封于按序编号、不透明且密封的信封中。在入组时，由教学助理打开信封以揭晓分组情况。在整个试验过程中，评估人员对分组情况保持盲态。

采用便利抽样方法，纳入即将开始临床实习（三年级）的江苏医学院40名准口腔医学生，其中男性22人，女性18人，年龄17–21岁（平均年龄：18.65 ± 1.8岁）；两组间在性别和年龄上均无显著差异（所有 p > 0.05）。纳入标准如下：所有学生均已完成口腔医学专业的理论与实践课程，即将进入临床实习前的岗前培训阶段； 所有最初入选研究的参与者均完成了整个培训和评估过程。

研究方法
本研究中，所有学生均使用《修复学》教材（第4^th版）²⁰。教学团队由一名经验丰富的副教授组成，该教师同时负责传统教学和基于视频反馈的教学课程。对照组（传统教学）与实验组（视频反馈结合虚拟仿真）的教学方法不同，具体如下所述。

对照组（传统教学方法）：在对照组中，进行20分钟关于1的理论讲授^st 第一天涵盖了瓷贴面的基础知识，包括瓷贴面的定义与应用、适应证与禁忌证、牙体预备技术（如预备深度与边缘设计）、操作过程中的工效学以及所用器械等内容。该理论教学旨在为学生在进入临床示教与实操训练前提供必要的知识基础；临床示教与实践——在理论讲解结束后，指导教师进行瓷贴面预备技术的现场示教（20分钟），为学生提供可观察与模仿的实例；引导式练习——示教结束后，学生进入动手实践阶段（100分钟），期间教师即时提供反馈，纠正错误并指导改进；持续练习——在第2天^nd 当天，学生参加了另一场练习课（100 分钟），在教师指导下进一步提升技能。

实验组（视频反馈结合虚拟仿真）：实验组的课程将视频反馈教学与虚拟仿真技术相结合，参考相关文献中的教学方法进行实施²¹；理论与虚拟仿真教学——在第1^st 当天，学生接受了20分钟的理论授课，内容与对照组相同。随后，他们完成了国家虚拟仿真开放共享平台上提供的前牙贴面修复虚拟仿真实验课程。²²本课程为交互式三维（3D）模拟模块，而非被动观看的视频演示。学生通过标准计算机界面，在三维数字牙体模型上进行虚拟牙体预备。软件根据预设的理想参数，实时提供关于预备深度、聚合度及边缘形态的视觉反馈。模块包含虚拟高速手机、通过彩色编码映射显示的深度引导（例如，提示预备不足或过度的区域），以及基于操作准确性的自动评分功能。学生需主动、逐步操控虚拟工具以完成预备任务。所有学生必须在虚拟模拟模块（20分钟）中获得≥80分，方可进入下一阶段。临床示教与视频录制——在理论讲授与虚拟模拟训练结束后，教师现场演示贴面预备技术（20分钟）。示教过程中，两名学生使用手机从前侧和侧方两个角度录制教师操作，生成供后续参考、同伴互评及视频反馈的影像资料。随后学生两两分组，轮流进行牙体预备操作，并使用手机录制同伴的操作过程。每次练习后，学生在教师指导下共同回看视频，相互点评操作表现。视频回看与对比分析——教师随机选取一名学生的操作视频，与全体学生共同回看，结合视频表现及最终预备体成品进行点评（20分钟）。教师总结关键改进要点，引导学生将自身技术与标准示范进行对比分析。自主练习与小组讨论——视频回看结束后，学生开展自主分析，将自身录制的操作与标准示范进行对照，并参与小组讨论，交流反馈意见与学习体会。在第2^nd 当天，学生以小组形式继续练习（100分钟），教师提供实时反馈并解答问题；虚拟模拟数据采集——研究组每位学生的虚拟模拟平台表现数据均由系统自动记录，包括最终任务准确率（%）、完成模拟所需时间（min）、达到及格分数（≥80）所需的尝试次数，以及针对特定错误类型的详细反馈（如过度复位、边缘不均等）。这些指标可在无风险环境中对技能掌握情况提供客观、实时的量化评估。

评价指标
学生瓷贴面预备技能的评估在多个时间点进行：培训开始前以及培训后三个时间点（1个月、2个月和3个月）。评估过程包括以下内容：

对照组和实验组的学生均在15分钟的时间限制内完成瓷贴面预备。所有学生的评估由一位具有丰富临床经验的副教授和一位副主任医师完成，副教授与副主任医师同时对同一名学生进行评分，并取其平均分作为最终评估成绩（教授和副主任医师均不知晓分组情况）。为了提高评估的精确性和公平性，使用数字化印模系统对学生的预备牙体进行数字化扫描（图1，图2，图3，和 图4）。数字化图像能够清晰显示牙体预备情况，有助于评估者进行准确评分。

评估包含两个主要组成部分（主要结局指标）。首先，使用改良版牙科操作姿势评估工具（Modified Dental Operator Posture Assessment Instrument, M-DOPAI）²³评估学生在进行瓷贴面预备时的工效学姿势，该工具包含与六个关键身体部位（背部、手部、肩部、颈部、头部和足部）相关的12个评分项目。评分范围为12至32分，分数越低表示工效学姿势越佳。绝对一致性下的组内相关系数（ICC）为0.89（95%置信区间[CI]：0.82–0.94），表明该工具具有极好的可靠性。选择该工具的原因在于其在评估牙科专业人员姿势方面已证实的可靠性和有效性。其次，根据五项标准（牙体预备形态评分，Tooth Preparation Morphology Score）¹⁴评估牙体预备质量：牙体预备量（如颈部和肩台预备）、颈部与肩台的位置、肩台的光滑度与连续性、预备体的修整与抛光，以及对牙龈或邻牙的损伤情况。每项标准满分为20分，总分满分为100分。分数越高表示牙体预备质量越好，组内相关系数（ICC）为0.92（95% CI：0.87–0.96），同样表明具有极好的可靠性。

在本研究中，牙体预备质量根据五个标准进行评估，每个标准均按照改良自既定修复学教学指南及既往验证研究的标准化评分量表，以0–20分进行评分^14,24。具体评分标准如下：牙体磨除量（0–20分）——根据磨除的深度和均匀性进行评估。20分为理想评分，表示唇面磨除量均匀，控制在0.5–0.8 mm，切端磨除量为0.3–0.5 mm，无过度或不足磨除。若磨除不足（与理想值偏差>1.0 mm），得0–5分；磨除不均匀，出现明显沟槽或台阶者，得6–10分；局部过度磨除导致牙髓暴露风险者，得11–15分；肩台边缘（颈缘肩台）位置（0–20分）——评估其是否清晰、连续，并位于龈缘三分之一处。20分表示肩台或斜面边缘清晰、光滑，位于龈下0.5 mm或齐龈位置，无台阶或不规则。若肩台位于龈下超过>1 mm，得0–5分；边缘不均匀或定义不清者，得6–10分；在应为龈下位置时肩台位于龈上者，得11–15分；肩台的光滑性与连续性（0–20分）——根据整个肩台区域是否存在不规则、沟槽或锐利线角进行判断。20分表示肩台光滑连续，在10倍放大镜下无可察觉的不规则。轻微不规则（深度<0.2 mm）得6–10分，明显沟槽或不连续（0.2–0.5 mm）得11–15分，严重不规则或断裂（>0.5 mm）得0–5分；预备体表面的修整与抛光（0–20分）——根据表面光滑度及是否存在划痕或粗糙区域进行评分。20分表示表面均匀光滑，在10倍放大镜下无可见划痕。轻度表面粗糙者得16–19分，中度划痕或粗糙者得11–15分，严重未完成表面伴深划痕者得0–10分；牙龈或邻牙损伤（0–20分）——通过检查是否对软组织或邻近牙齿造成医源性损伤进行评估。20分表示牙龈及邻牙表面无可见损伤。轻微牙龈擦伤者得16–19分，邻牙明显损伤（如釉质划痕）者得11–15分，严重牙龈撕裂或邻牙折断者得0–10分。

培训期结束后，向实验组和对照组的学生发放了匿名问卷，以收集他们对各自教学方法有效性的反馈。该问卷旨在从多个方面评估学生对学习体验的看法，获取有关教学方法有效性和参与度的定性与定量数据。本研究根据教学目标及技术增强学习领域的相关文献专门设计了该问卷^11,20。为评估内容效度，三位经验丰富的口腔医学教育专家对初始条目进行了评审，以确保其清晰性、相关性以及对关键学习领域的覆盖。根据专家意见，对问卷的措辞和结构进行了修改和完善。最终问卷包含六个条目，用于评估学习过程中的关键组成部分。学生使用5点李克特量表对每个条目进行评分，其中1表示完全不同意，3表示中立，5表示完全同意。得分越高，表明对教学方法的评价越积极。六个条目分别为：（1）增强了师生之间的沟通，（2）提高了课堂热情与参与度，（3）能够实时发现并纠正错误，（4）增强了学习兴趣，（5）改善了关键操作步骤和概念的记忆保持，（6）愿意在未来实践课程中继续使用该综合教学方法。在本样本中，问卷表现出良好的内部一致性（Cronbach’s α = 0.87）。分析结果基于各条目的平均得分，得分越高，表明对教学方法在提升学习体验方面的有效性反馈越积极（表1）。该问卷为了解学生对这一创新教学方法的态度提供了有价值的见解。

问卷比较分析——为了直接比较教学方法的认知情况，在培训结束后，也向对照组发放了经过修改的满意度问卷。该问卷评估了相同的六个方面：师生沟通、课堂参与度、实时纠错、学习兴趣、关键概念的记忆保持以及未来课程中使用该方法的意愿。这使得能够对不同组之间的主观学习体验进行组间分析。

学生反馈问卷（次要结局）——在培训结束后向两组学生发放了一份5点李克特量表问卷（1 = 完全不同意，5 = 完全同意），以比较对教学方法的看法。该问卷评估了六个方面：（1）增强师生沟通，（2）提高课堂参与度，（3）实时识别/纠正错误的能力，（4）提高学习兴趣，（5）加强关键概念的记忆保持，以及（6）未来课程中使用该方法的意愿。该问卷显示出良好的内部一致性（Cronbach’s α = 0.87）。

统计分析
统计分析使用 IBM SPSS Statistics 软件进行。连续变量的正态性通过 Shapiro–Wilk 检验进行评估（p > 0.05）。符合正态分布的数据以均值 ± 标准差（x̄ ± s）表示，并报告 95% 置信区间（CIs）；非正态分布的数据以中位数（四分位距）表示。组间比较根据情况采用独立样本 t 检验（通过 Levene 检验确认方差齐性，p > 0.05）或 Mann–Whitney U 检验。对于具有显著差异的组间比较，计算 Cohen’s d 作为效应量（解释标准：小效应 ≥0.2，中等效应 ≥0.5，大效应 ≥0.8），并报告均值差异的 95% 置信区间。纵向数据分析采用重复测量方差分析（ANOVA），球形假设通过 Mauchly 检验验证（p > 0.05）；若违反球形假设，则应用 Greenhouse–Geisser 校正。对于主要结局指标，采用双因素（混合设计）重复测量 ANOVA，包含一个组间因素（分组：研究组 vs 对照组）和一个组内因素（时间：基线、1、2、3 个月）。在重复测量 ANOVA 中发现显著效应时，报告偏 eta 平方（η_p²）作为效应量（解释标准：小效应 ≥0.01，中等效应 ≥0.06，大效应 ≥0.14），并提供估计边际均值的 95% 置信区间。若发现显著的组别 × 时间交互作用，则进行简单效应分析（在每个时间点上分别进行组内对比和组间效应检验），并采用 Bonferroni 法对多重比较进行校正。为检验在样本量条件下重复测量结果的稳健性，使用非参数 Friedman 检验对组内随时间的变化进行敏感性分析。分类变量以频数（%）汇总，并采用 χ² 检验或 Fisher 精确检验进行分析。评估评分的评分者间信度采用组内相关系数（ICC），模型为双因素随机效应模型，用于绝对一致性。所有检验均为双侧检验，统计学显著性阈值设为 p < 0.05。

结果

结果显示，实验组共有20名参与者，包括10名男性和10名女性，平均年龄为18.19 ± 1.82岁。对照组也有20名参与者，包括12名男性和8名女性，平均年龄为18.43 ± 2.10岁。两组在性别、年龄和惯用手方面均无显著差异，如表2所示。

采用双因素重复测量方差分析（混合方差分析）探讨教学方法（组间因素）和时间（组内因素）在3个月内对操作体位评分和牙体预备形态评分的影响。Shapiro–Wilk 检验表明，各组数据均服从近似正态分布（p > 0.05）。Shapiro–Wilk 检验确认了数据的正态性（p > 0.05），Levene 检验验证了方差齐性（p > 0.05），重复测量方差分析的球对称性假设亦得到满足（Mauchly 检验，p > 0.05）。数据以 x̄ ± s 表示，基线时两组在操作体位评分和牙体预备形态评分上均无显著差异（所有 p > 0.05），表明组间可比性良好（见表3...

讨论

牙体预备是口腔修复学中的一项基本技术，预备质量直接决定了最终修复效果。对于瓷贴面而言，这一技术尤为重要，预备深度、边缘形态或表面光滑度上亚毫米级的误差都可能影响最终修复体的边缘密合性、美学效果以及长期粘接的完整性^11,25,26。由于牙体磨除后无法逆转，牙体预备属于不可逆的临床操作，其预备质量直接影响余留牙体组织的健康。为确保治疗的质量、安全性和有效性，学生在对患者实施牙体预备操作前，必须接受系统化、标准化的集中培训，即在头模模拟器上进行大量重复性的实践操作。只有通过量化积累，才能实现质的飞跃。只有在教师通过考核确认学生已熟练掌握该项操作技术后，方可允许其在教师指导下开展诊疗活动。

传统的常规牙体预备训练主要通过教师讲解与示教、学生反复练习以及教师指导来完成。本研究结果显示，对照组学生在接受传统培训后，瓷贴面预备形态评分显著提高。然而，在实际教学过程中，教师难以全程兼顾每一位学生，无法及时纠正各种...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
IBM SPSS Statistics	IBM Corp., Armonk, NY, USA	Version 26	用于统计分析，包括Shapiro-Wilk检验和重复测量方差分析。
PASS 软件	NCSS, LLC., Kaysville, UT, USA	Version 22	用于样本量计算，设定显著性水平 α=0.05，检验效能为80%。