前瞻性随机对照研究评估结合视频反馈教学与虚拟模拟在陶瓷贴面牙齿准备中的效果

Summary

这项随机对照研究评估了结合视频反馈和虚拟模拟的教学方案，针对40名学习陶瓷贴面准备的牙科学生，展示了与传统方法相比，实际操作技能和学生满意度有所提升。

Abstract

本研究旨在分析视频反馈教学结合虚拟模拟对陶瓷贴面牙齿准备的影响。2024年4月至7月间，共有40名即将在江苏医科大学开始临床实习的牙科候选生，通过方便抽样随机分为对照组和研究组。教学效果在教学后1、2和3个月进行比较。培训后，两组牙齿准备的分数相较训练前显著提升，手术体位的得分则较训练前显著下降。此外，研究组的操作性评分（14.9±2.07）显著低于对照组（17.1±1.66; p < 0.05）。研究组在培训期结束时，虚拟模拟准确度得分显著提升（89.5±4.2）。两组牙齿预备剂的有效性存在统计学上显著差异（p < 0.05）。问卷结果显示，研究组的满意度和参与度显著高于对照组（均为 p < 0.05）。与传统教学方法相比，结合视频反馈教学与虚拟模拟技术在陶瓷贴面牙齿准备中具有更好的实际训练效果，这既有客观表现指标，也有主观学习者反馈的支持。

Introduction

修复牙科是一个跨学科领域，将理论知识与^{实际应用相结合}。随着生活水平的持续提升，口腔医学中对美学修复技术的重视日益增长。陶瓷贴面作为微创美学牙科的基石，其临床成功高度依赖于牙齿准备的精准度以及修复体贴合和粘结的质量。最新证据强调，贴面的最佳临床表现和寿命与精细的制备几何结构以及先进的数字制造和粘接协议的使用直接相关 ^5,6。牙科教育和执业是一个动态领域，常常需要课程调整。虽然为固定假体准备牙齿是一个常规的临床过程，但实现可预测的效果尤其具有挑战性，尤其是对牙科学生和研究生住院医师而言。牙科学生常常难以在固定假体，尤其是陶瓷贴面的牙齿准备中保持一致的精准度。挑战包括掌握牙齿缩小、边缘设计和轮廓，以及传统教学中缺乏即时反馈。这些困难凸显了改进训练方法的必要性 ^7,8,9。

陶瓷贴面修复技术在口腔美学修复中极为重要，掌握这项技术是衡量从业者未来技能水平的重要指标。牙科学生进入临床工作前接受标准化的实践培训对于确保执业者和患者的健康至关重要 ^2,3.中国口腔医学本科教育采用5+3标准化教学制，实行5年本科和3年标准化培训。前四年，学生学习基础医学、口腔理论和仿头模具操作，^{第五年进入临床实践。}毕业后，他们参加住院医师的标准化执业培训。本研究的教学干预面向三年级初级学院学生，旨在优化他们进入临床实践前的技能储备。与国际通用的四年制或六年制相比，中国强调标准前操作培训，虚拟模拟平台是官方对教学资源的要求。为了提升牙科学生在陶瓷贴面准备方面的技能，牙科教育采用了多种教学方法。传统的教学方法通常由教学指导员解释和演示，学生练习并提交准备好的牙科模型给教学指导老师进行评估、指导和纠正。学生们会根据反馈¹⁰反复训练。然而，教师往往难以实现一对一教学，教师无法观察和指导学生操作的整个过程，导致教师仅关注评估培训成果，无法及时纠正和指导学生。视频反馈教学通过允许学生回顾自己的作品录像，通过反复分析促进自我评估和技能提升来解决这个问题。视频反馈教学——一种互动反馈教学方法——侧重于自我反馈和自我评估。通过视频记录学生操作的全过程，可以反复回顾、分析并反馈录制视频，以提升实际操作的培训效果 11,12,13,14,15,16,17.根据国内外研究，这种视频反馈教学法已被应用于医学教学，并在提升学生认知能力和^{临床技能方面}取得了积极效果。

尽管视频反馈和虚拟模拟在医学教育中的益处^{已被广泛认可}，但它们在临床前牙科培训中的结合应用，尤其是在陶瓷贴面处理等高精度操作中，仍需进一步探讨。本研究重点是系统地将视频反馈教学和虚拟模拟技术整合进同一教学框架，重点提升牙科学生进入临床实践前的操作技术准确性和人体工学能力。同时，通过实现迭代自我评估、实时错误更正和标准化技能习得，视频反馈与虚拟模拟的协作应用预计将比单纯传统教学获得更理想的效果。具体而言，本研究旨在评估以下方面：（1）这种结合教学法对学生陶瓷贴面准备质量（以标准化形态标准衡量）的影响;（2）其对模拟临床过程中学生人体工学姿势的影响;（3）学生对该教学方法在参与度、反馈效果和学习满意度方面的感知。通过对这些维度的深入探讨，本研究希望为创新的技术驱动培训模式提供实证证据，帮助牙科学生更好地适应临床实践的需求。

Protocol

该实验研究于2024年4月至7月在江苏职业医学院口腔医学培训中心进行。本研究依据赫尔辛基宣言进行，并获延城口腔医院伦理委员会批准（审批号：延城牙科伦理审查 [2024]09）。我们已对该研究进行了注册（临床注册号：NCT07398794）。本研究所有参与者均获得知情同意。

参与者与团体
样本量计算使用PASS软件，基于一项涉及10名学生的初步测试结果（未纳入主试验）。在试点组中，传统教学组的平均±标准差操作位置得分为18.5±2.1，联合教学组为15.8±2.4，预期平均差为2.7分。显著性水平（α）为0.05，检验效度（1− β）为80%，组间分配比为1：1，计算出的最小样本量为每组17名参与者。为考虑约15%的潜在流失率，每组共招募20名参与者，总样本量为40人。

参与者采用便利抽样法，从江苏医学院完成第四学期、即将进入第三年实习阶段的单一学生队列中招募。所有符合条件的学生均被邀请参加预定的学术导向课程。分配过程由一位未参与教学或评估的独立研究者完成。采用计算机生成的随机数序列，将对照组（传统教学）或学习组（视频反馈结合虚拟模拟）进行1：1分配。为确保分配隐蔽，分组分配被放入顺序编号、不透明且密封的信封中。一名助教在注册时打开信封，显示分组信息。评估人员在整个试验期间对小组分配保持盲法。

通过便利抽样法，40名即将开始临床实习（大三）的江苏医科大学牙科准学生被纳入研究;他们包括22名男性和18名女性，年龄在17至21岁之间（平均年龄：18.65±1.8岁），两组之间性别或年龄无显著差异（均为 p > 0.05）。录取标准如下：所有学生均已完成牙科专业的理论和实践课程，并即将接受临床实习的前期培训; 所有最初报名的参与者均完成了完整的培训和评估过程。

研究方法
在这项研究中，所有学生都使用了修复牙科教材（第^4版）20。教学团队包括一位经验丰富的副教授，他同时进行传统和视频反馈教学。对照组（传统教学）和学习组（结合视频反馈与虚拟模拟）的教学方法不同，详见下文。

对照组（传统教学法）：对照组^第一天的 20分钟理论讲授涵盖陶瓷贴面的基础知识。内容包括陶瓷贴片的定义与用途、适应症和禁忌症、牙齿准备技术（如准备深度和边缘设计）、手术中的人体工学以及所用工具等主题。这些理论内容旨在为学生提供必要的背景知识，然后再进入临床演示和实践;临床示范与实践——理论介绍结束后，讲师演示了陶瓷贴面处理技术（20分钟），为学生提供了一个现场观察和示范的实例;引导练习——示范结束后，学生进行100分钟的动手练习，教师会立即反馈纠正错误并指导改进;持续练习——^第二天， 学员们又参加了一次100分钟的练习，在教练的支持下进一步提升技能。

学习小组（视频反馈配合虚拟模拟）：学习小组的课程将视频反馈教学与虚拟模拟技术相结合，遵循相关文献引用的教学方法²¹;理论与虚拟模拟教学——^第一天， 学生接受了与对照组类似的20分钟理论教学。随后，他们完成了国家虚拟模拟开放共享平台²²上的前贴面修复虚拟模拟实验课程。该课程是一个互动三维（3D）模拟模块，而非被动视频演示。学生们通过标准计算机界面，在3D数字牙齿模型上进行虚拟牙齿准备。该软件提供针对预设理想参数的备料深度、角度和边缘几何的实时视觉反馈。它包括虚拟高速指针、通过颜色编码地图可视化的深度指南（例如，显示减少不足或过度缩减区域），以及基于准确度的自动计分功能。该模块需要主动、逐步操作虚拟工具以完成准备任务。所有学生在虚拟模拟模块（20分钟）中必须达到≥80分才能继续;临床演示与视频录制——理论和虚拟模拟结束后，讲师现场演示了贴面准备技术（20分钟）。演示期间，两名学生用手机从正面和侧面角度录制了教师的演示，制作了供参考、同伴点评和视频反馈的视频。学生随后被分成两人一组。每位学生轮流进行牙齿准备和用手机录制搭档的练习过程。每次练习结束后，学生们一起回顾视频，在教练的指导下互相点评对方的作品;视频评审与比较分析——教师随机选出一名学生的视频与全组一起评阅，基于视频演示和最终准备成果进行点评（20分钟）。讲师总结了改进的关键点，鼓励学生将自己的技巧与示范进行比较;独立练习与小组讨论——视频复习后，学生进行自我指导分析，将录制的表现与标准进行比较。他们参与小组讨论，交流反馈和见解。第二^天， 学生们恢复小组练习（100分钟），教练提供实时反馈并回答问题;虚拟模拟数据收集——虚拟模拟平台的表现数据自动记录了每位学习小组学生的成绩。这些分数包括最终任务准确率得分（%）、完成模拟所需时间（最小）、达到及格分数的尝试次数（≥80）以及对特定误差类型的详细反馈（如过度减少、间距不均）。这些指标在无风险环境中为技能习得提供了客观、实时的衡量标准。

评估指标
学员的陶瓷贴面准备技能在多个时间点进行评估：培训开始前及培训后三个月间隔（1、2和3个月）。以下组成部分是评估过程的一部分：

对照组和研究组的学生在15分钟内完成了陶瓷贴面的准备工作。所有学生的评估均由一位具有丰富临床经验的副教授和一位副首席内科医师完成，副教授和副首席内科医师同时对同一学生进行评分，最终以平均分作为终考分数（教授和副首席内科医师并不知道分组）。为了提高评估的准确性和公平性，学生准备好的牙齿通过数字印模系统进行数字扫描（见图1、图2、图3和 图4）。数字图像使牙齿准备过程能够清晰可见，有助于评估者的准确评分。

评估包含两个主要组成部分（主要结局）。首先，学生在陶瓷贴面准备过程中的人体工学姿势使用了改进型牙科操作员姿势评估工具（M-DOPAI）²³，该工具包含12项评分项目，涉及六个关键身体部位（背部、手部、肩膀、颈部、头部和脚部）。分数范围在12到32之间，分数越低表示体位越符合人体工学。绝对一致的班内相关系数（ICC）为0.89（95%置信区间[CI]：0.82–0.94），显示出极佳的信度。该工具因其在评估牙科专业人员姿势方面已被证明的可靠性和效度而被选中。其次，根据五项标准（牙齿准备形态评分）¹⁴：牙齿准备量（如颈部和肩部准备）、颈部和肩部位置、肩部的平滑度与连续性、准备物的完成和抛光，以及牙龈或邻近牙齿的损伤情况。每个标准均以20分制计分，总分可达100分。得分越高，牙齿预备质量越好，ICC为0.92（95%置信区间：0.87–0.96），同样显示极高的可靠性。

本研究基于五项标准评估牙齿准备质量，每个标准均根据标准化评分标准，评分标准为0至20分，该评分标准基于既定的修复教学指南及以往验证研究^14,24。详细评分标准如下：牙齿减少的程度（0–20分）——根据减少的深度和均匀性进行评估。得分20表示面部表面均一缩小在0.5–0.8毫米以内，切牙边缘在0.3–0.5毫米内，且无过度缩小或不足缩小。评分因减少不足（偏离理想值>1.0毫米，0–5分）、不均匀且有明显沟槽或凸起的减少（6–10分）或局部过度减少导致牙髓暴露风险（11–15分）而降低;终点线（宫颈-肩）位置（0–20分）——评估是否在牙龈三分之一处保持清晰、连续的间隙。得分20表示肩部终点线清晰、平滑，且在龈下或对跖处放置0.5毫米，无阶梯或不规则。终点线位于龈下>1毫米（0–5分）、间距不平或界限模糊（6–10分）或位于上方的终点线（11–15分）被扣分;肩部的平滑度和连续性（0–20点）——通过整个肩部没有不规则、沟槽或锐利的线角来判断。20分表示肩部平滑、连续，在10倍放大下无明显异常。轻微不规则（<0.2毫米深度）得分6–10分，明显沟槽或不连续处11–15分（0.2–0.5毫米），严重不规则或断裂（>0.5毫米）得分0–5分;准备的表面处理和抛光（0–20分）——根据表面光滑度及无划痕或粗糙区域进行评分。得分20表示表面均匀光滑、抛光，10倍放大下无明显划痕。对轻度表面粗糙度（16–19分）、中度划痕或粗糙度（11–15分）或严重未完成且划痕较深的表面（0–10分）进行扣分;牙龈或邻近牙齿损伤（0–20分）——通过检查软组织或邻近牙齿是否有医源性损伤来评估。得分20意味着牙龈或邻近牙齿表面没有明显损伤。轻微牙龈擦伤（16–19点）、明显邻近牙齿损伤（釉质划痕，11–15点）或严重牙龈撕裂或邻近牙齿骨折（0–10点）则扣分。

培训结束后，对学习组和对照组的学生进行了匿名问卷，收集对其教学方法有效性的反馈。问卷旨在评估学生对学习体验的各个方面感知，收集方法有效性和参与度的定性和定量数据。该问卷是专门为本研究设计的，基于教学目标和相关技术增强学习文献^11,20。为评估内容有效性，三位经验丰富的牙科教育者对初始试题进行了审查，以确保其清晰度、相关性及关键学习领域的覆盖性。他们的反馈被用来完善最终乐器的措辞和结构。该报告由六条陈述组成，旨在评估学习过程的关键组成部分。学生们用5分的李克特量表评分每个陈述，1表示完全不同意，3表示中立，5表示完全同意。得分越高，教学方法的评价越积极。这六项声明分别是：（1）师生沟通增强，（2）课堂热情和参与度提升，（3）实时识别和纠正错误的能力，（4）学习兴趣增加，（5）提升关键程序和概念的记忆，以及（6）未来实践课程中愿意使用该组合方法。在当前样本中，问卷显示出良好的内部一致性（克朗巴赫α = 0.87）。结果基于每条的平均分进行分析，得分越高反映出对方法改善学习体验效果的积极反馈越多（见表1）。这份问卷为学生对这种创新教学方式的态度提供了宝贵见解。

比较问卷分析——为实现教学方法感知的直接比较，培训后对对照组也进行了修改版满意度问卷。问卷评估了相同的六个领域：师生沟通、课堂参与度、实时纠错、学习兴趣、关键概念的记忆以及未来课程中使用该方法的意愿。这使得对主观学习体验进行了群体间分析。

学生反馈问卷（次要结局）——培训后对两组进行了5分李克特量表问卷（1=完全不同意，5=完全同意），以比较对教学方法的感知。评估涵盖六个领域：（1）师生沟通增强，（2）课堂参与度提升，（3）实时识别/纠正错误的能力，（4）学习兴趣提升，（5）关键概念的记忆改善，以及（6）未来课程中愿意使用该方法。问卷显示内部一致性良好（克朗巴赫 α = 0.87）。

统计分析
统计分析使用IBM SPSS统计系统进行。连续变量使用Shapiro–Wilk检验进行正态性检验（p > 0.05）。正态分布数据以平均±标准差（x̄ ±s）表示，置信区间95%，非正态分布数据以中位数（四分位区间）表示。组间比较使用独立样本t检验（方差均质性由Levene检验p> 0.05确认）或Mann–Whitney U检验进行。对于显著的组间比较，效果量采用Cohen's d计算（解释：小≥0.2，中等≥0.5，大≥0.8），均值差异报告了95%置信区间。纵向数据分析采用了重复测量方差分析（ANOVA），球面性由莫克利检验验证（p > 0.05）;如果球面性被破坏，则应用温室–盖瑟修正。主要结局采用双向（混合）重复测量方差分析，其中一项是参与者间因素（组组对对照组），一项是参与者内因素（时间：基线，1、2、3个月）。对于重复测量方差分析中的显著效应，部分eta平方（η_{p 2}）被报告为效应大小（解释：小≥0.01，中等≥0.06，大≥0.14），以及估算边际均值的95%置信区间。如发现显著组×时间交互作用，则对多项比较进行简单效应分析（即参与者内对比和参与者间效应的检验）并对多重比较进行Bonferroni调整。为检验样本量下重复测量结果的稳健性，使用非参数弗里德曼检验对组内随时间的变化进行了敏感性分析。分类数据被汇总为频率（%），并采用χ²检验或费舍尔精确检验进行分析。评估者间评估分数的信度采用ICC和双向随机效应模型，以实现绝对一致性。所有检验均为双尾，统计显著性设为p < 0.05。

Results

结果显示，研究组共有20名参与者，其中10名男性和10名女性，平均年龄为18.19±1.82岁。对照组共有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、年龄或惯用手方面无显著差异，如 表2所示。

采用双向重复测量方差分析（混合方差分析），探讨教学方法（参与者间因素）和时间（参与者内因素）对操作姿势得分和牙齿准备形态评分在三个月内的影响。Shapiro–Wilk检验表明，每个组的数据都遵循近似正态分布（p > 0.05）。数据的正态性通过Shapiro–Wilk检验得到确认（p > 0.05），通过Levene检验验证了方差均匀性（p > 0.05），重复测量方差分析的球面性假设也被满足（Mauchly检验， p > 0.05）。数据以x̄ ±s表示，基线时两组在操作姿势评分和牙齿准备形态评分上无显著差异（均为 p > 0.05），显示良好可比性（见

Discussion

牙科准备是修复学中不可或缺的技术，准备的质量决定了最终的修复效果。这对陶瓷贴面尤为关键，因为准备深度、边缘几何形状或表面光滑度的亚毫米级不准确，可能影响最终修复的边缘贴合度、美观效果和长期粘结^完整性。由于磨牙后牙齿组合不可逆，这是一项不可逆的临床手术，准备质量直接影响剩余牙齿的健康。为了确保治疗的质量、安全和有效性，学生需要在对患者进行牙齿准备手术前接受系统化且标准化的集中培训。也就是说，他们需要在头部模拟器上进行大量重复的实际操作。只有通过数量积累，他们才能实现质的飞跃。只有在教师通过评估确认学生已熟练掌握该操作技巧后，学生才能在教师指导下进行诊断和治疗活动。

传统的常规牙齿准备训练主要通过教师讲解和示范、学生反复练习以及教师指导来进行。研究结果显示，对照组学生在传统训练后，陶瓷贴面准备的形状分数显著提升。然而，在实践教学过程中...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
IBM SPSS 统计	IBM公司，美国纽约州阿蒙克	版本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.，美国犹他州凯斯维尔	版本22	用于样本量计算，且 α=0.05，检验度=80%。