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篇1
一、校企合作的特點
通過分析口腔醫學技術專業實踐教學內涵的分析,可以得出以下結論:①仿真性:在現實教育中有許多環節,學生在工作中承受著壓力,因為學生必須在模擬工作場景中表現。只有活躍、充滿活力和朝氣蓬勃的學生才能與行業成為“零距離”,并擁有職業競爭優勢。②任務導向:多數的學習障礙并不是智力因素,而是非智力因素,在于學習的興趣和態度。③教學、學習和行為的整合:通過學校教師與企業的密切協商,制定一個教學計劃,充分體現“教、學、做一體”性,教師會根據課堂教學的要求盡力而為。這使學生可以在動手過程中組織自學、討論和完成類型的指導,以利用學生的潛在創新能力。校企合作的應用意義如下:(1)口腔醫學技術新的職業能力界定(相關考核指標構建)。(2)鼓勵行業和企業參與職業教育人才培養的全過程。(3)實現職業環境與行業需求,課程體系建設和標準與職業標準,教育與生產課程,畢業證書與職業資格證書,職業教育與終身學習之間的關系,提高人才培養的質量和適用性。(4)促進職業教育體系與勞動就業體系的共同發展,開辟和擴大培育和發展技術工人的道路,促進建立現代職業教育體系的戰略選擇。(5)培養學生社會責任感、創新精神、實踐能力。
(一)口腔醫學技術學科的認識和定位通過校企合作,雙方在專業化領域的信息交流得到了加強。成立了由行業和企業人員參加的專業指導委員會,邀請專家到校園講解企業文化、經營理念、發展計劃、生產和科研成果等。使學生了解以后工作中不僅要會制作義齒,而且還可以學習諸如商業管理等社會學知識,加深對口頭主題的理解,并為培養綜合型人才創造條件。只有經驗豐富的員工才能快速適應生產,管理和服務運營。
(二)口腔醫學技術教學改革(1)從牙科義齒制造有限公司的職位開始,結合實際的教學內容,進行課程整合。根據企業和專業人士的實際生產過程對教師進行操作,避免理論與實踐之間的沖突。討論并就合作伙伴公司的課程提綱和培訓內容做出決策。課程內容以任務為導向,并基于操作過程。此外,通過打破現有的課程體系并根據學生的能力重新組織教科書,如“口腔固定修復工藝技術”課程,將各類固定修復體的制作流程為主線,設計4個典型工作任務:制作鑄造金屬嵌體,鑄造金屬分別根據模型制作、蠟型模型制作、包埋和鑄造、磨削和拋光的過程對立柱和型芯生產;自熔金屬冠的生產和后部金屬固定橋的生產、全瓷冠的生產進行培訓。通過根據過程驅動型培訓的需求創建動手培訓材料,并教給學生常見的任務,業務流程和標準,學生可以建立質量意識并提高技能意識,同時精通企業技能。學生完成程序以完成學習任務并獲得相關知識。通過將學習與實踐整合到學習過程中,我們實現了將實踐技能與理論知識有機結合的目標,并最終適應了工作要求,為學生提供足夠的時間進行練習訓練(例如,與“口腔正畸學”課程的理論和實踐課程的比例為1∶5)。我們聘請兼職企業教師來加強我們的培訓和實習課程,以提高學生的專業技能。(2)通過校級專業學生技能大賽,省級、全國口腔醫學技能大賽為平臺,與省級示范、國家級示范、國際示范等企業進行教學標準接軌。
二、優化措施
(一)改革傳統的兩段式教學模式,采用工序化教學模式這意味著首先要在課堂上教授理論知識,并且將課堂時間分配給實際操作,以便學生入學后就可以獲取專門知識。聘請專業人員進行職業培訓,以鼓勵學生參觀義齒加工工廠,以便學生將來可以確立牙科技術專家角色的概念。在實際生產過程中,全面引入了教育,將基于教科書內容的傳統教學方法轉變為基于課程的教學方法。該課程的內容分為作業和用于完成作業的過程,每個過程的完成均用作判斷知識和技能水平的基礎。在實際操作中,我們選擇與教育工作相對應的知識點,以確保工作過程與學習過程保持一致,提高學生的技能并增加他們對學習的興趣。
(二)改革教學方法,實現一體化教學強調口腔醫學技術教育中的高職教育特色,將現代教育理念與具體課程內容相結合,采取多種教學方式,引導學生積極思考,樂于實踐,感興趣,激發和發展學生的能力。通過理論與實踐課程的有機結合,實現了教學,學習與實踐的整合。首先,介紹學生可以想到的示例,使用多媒體進行說明,使用教育模型并在生產線上直接觀察,以便學生可以自己練習。最后,教師們倡導“做中教、做中學”的理念,同時根據企業標準指導、修改和解釋學生的工作。同時,根據企業要求,加強牙科雕刻技能培訓,以義齒為載體,以義齒生產工藝為模塊,以臨床案例模型積極開展綜合實驗,為學生提供全面的素質和創新能力設計一個實驗項目。
(三)構建實訓環境建立具有模擬工作環境的綜合培訓測試臺和“三合一”培訓教室。在課堂上,學生可以同時進行理論培訓,視聽實踐課程和生產實踐課程,任何人都可以在綜合培訓測試臺上完成三項教育任務:理論學習、課堂實驗室培訓和生產實踐操作。通過完成將理論與生產和學校實踐相結合的練習,學生可以提高他們的專業和實踐技能。同時,高職院校為合作醫院義齒治療中心建設高質量,高效的生產培訓和實踐基地,以增加投資。除了在“三一”教育課堂上學習,根據他們的受教育程度,將學生帶到醫院的技術中心,在那里他們進入實驗室的制造過程,還按照教學安排分層次、分類別、分崗位、分流程的到附屬醫院技工中心進入實踐生產環節見習[1-3]。高職院校在基礎教育、模擬教育和生產基礎教育的基礎上,建立了集教育、生產、社會實踐、實習和技能發展功能于一體的三級教育中心,為學生提供全面的實踐教育服務。建立實踐研討會,并成為面向生產的社會實踐的基礎。通過生產推動實踐,讓學生在真實的商業環境中進行富有成效的動手實踐,以降低教育成本,并有效地實現生產與教育、工作與學習的整合。
三、教學標準
(一)口腔醫學技術教學考評體系為了保證學生的實踐教育質量,有效提高他們的實踐能力,加大了實踐評價的權重,強調了學生的實踐評價。評估標準基于義齒產品的檢查標準,除理論評估外,還增加了技術操作程序的評估和參加實習的表現評估。對學生進行逐步的實踐評估,主題包括有關理論知識、操作技能和實驗工作評分階段的隨機問題。以上措施使學生在學習理論知識的同時更加注重提高實踐技能,施行站點式考核。①崗位勝任力評分:由考核人員進行實踐能力評分,分值0~100分,分值越高則實踐能力越強;考核最后由考核人員隨機抽取模型修整、蠟型制作、上瓷、型修、拋光、質檢發放6個方面共100道選擇題進行相關理論知識考核,滿分100分。②患者滿意度調查:自制評分表對患者使用滿意度調研,分值0~100分,分值越高表明滿意度越高。③口腔醫師滿意度調查:自制評分表對口腔醫師操作滿意度調研,分值0~100分,分值越高表明滿意度越高。
(二)教學師資水平為了使口腔科學技術人員跟上新知識的快速發展,建立了合理、持續的口腔科學技術教育體系。完整的口腔醫學技術教育系統要求對教師具有必要知識結構和合格專業技能的教師提出了更高的要求。通過校企合作,教師為企業提供了額外的培訓和生產線學習機會,以有效提高教師的教學能力。
(三)多元化設計標準教育評估是檢驗教育效果的工具,可以在一定程度上評估教學質量。制定將職業與口腔技術專業領域的研究與工作相結合的課程標準,應強調過程評估和自我評估。在強調實踐的同時,要考慮理論、行業特征和職業能力評估要求,重點是評估學生在實際工作環境中的實踐能力,并改進幾種評估方法以促進學生的發展。如“口腔固定修復工藝技術”課程采用注重職業能力培養的形成性考核,包括知識考核、技能考核與職業素質考核:通過作業、期末考試考核學生知識,占35%;通過實訓過程、實訓作品及考試考核學生技能,占50%;通過分組合作、質量檢驗、返工率、材料消耗率等考核學生職業素質,占15%。這三種考核貫穿于教學的始終,其中技能考核以項目為節點進行考核,而且考核標準就是企業的質檢標準。另外,通過企業里面的口腔數字化的發展現狀,CAM、CAD在口腔義齒制作有限公司的發展空間大,完成多元化設計,通過將學生派到義齒制作行業及相關企業進行階段性實踐教學,讓學生切身實地的完成口腔義齒制作的全過程,進一步彌補其在校實踐教學欠缺項目,完善操作能力的訓練[4-5]。
(四)“項目化”的教學內容在建立課程標準時,我們與企業和行業緊密合作,以改革不適合學生專業和相關行業發展要求的課程內容。根據專業教學要求及行業技術所需的基本知識和技能,創新地整合課程內容,分項目進行教學。前沿的新知識和新技術的發展被納入課程內容,該項目是組織的主線。根據專業崗位的要求,結合相關專業資格準入標準,培訓內容分為“基礎項目”和“擴展項目”。“基礎項目”是專業學科基礎知識和基本技能的基礎,“擴展項目”是指具備專業崗位資格所需的基礎技能和專業知識。
四、結束語
綜上所述可以分析得到:目前口腔醫學技術專業在行業、企業發展中的新設備、新材料、新技術、新理念、新知識等現狀導致“學校培養的學生技術能力與企業需求的技術能力不匹配的情況”,通過“校企合作的培養模式”,使學生到企業實踐學習過程的項目轉化為校內的實訓課程標準建設,制定出新的校內“綜合實訓教學標準”。從專業學生能力教學出發,做到校企無縫對接、與時俱進的培養專業學生。緊跟行業、企業新的職業技術能力需求,構建社會適應性強、就業核心力強的新一套實驗實訓課程標準。最終使專業學生學到新的設備操作、新的技術能力、新的理論知識。
參考文獻:
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[2]楊洪濤,常維巍.新歷史條件下高職口腔醫學技術專業辦學模式淺析[J].中國校外教育(上旬刊),2015(z1).
篇2
1存在的問題
1.1口腔醫學技術專業“雙師型”教師數量不足
目前,口腔醫學技術專業畢業生學歷普遍偏低,多為中專和大專學歷,掌握的專業知識相對較少,不能進入高校當專職教師。因此,口腔醫學技術專業的教師以口腔醫學專業畢業生為主,他們對口腔醫學技術專業學生來說不是“雙師型”教師[3],雖然講授理論課問題不大,但是基本不能勝任各種技工設備的操作和使用以及各類修復體的制作(如嵌體、貼面、烤瓷冠橋、鑄造支架[4])等示教工作。
1.2口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍結構不合理,能力有待提高
由于缺乏系統規劃和經費投入,培養力度不夠,既具有高超的操作水平又具有豐富的教學經驗的“雙師型”教師比例嚴重偏低。口腔醫學技術專業教師學歷、年齡、職稱結構不合理,教學能力參差不齊。在義齒制作方面具有豐富工作經驗的教師學歷普遍偏低,專業知識陳舊;絕大部分學歷較高、理論知識全面的教師實踐能力比較差,雖然對義齒加工流程比較熟悉,但具體操作能力不強,甚至不能勝任實驗課示教工作。
1.3口腔醫學專業與口腔醫學技術專業混淆
教師對口腔醫學技術專業教育教學特點不是很了解,分不清楚口腔醫學專業與口腔醫學技術專業,容易混為一談[5]。但事實上口腔醫學專業與口腔醫學技術專業教學重點不一樣,理論課與實踐課側重點不一樣,如果混為一談,最終的結果就是口腔醫學技術專業學生理論不扎實,實踐操作能力差。
1.4對“雙師型”師資隊伍建設重視程度不夠
如何培養符合口腔醫學技術專業需要的“雙師型”教師,是全國很多開設口腔醫學技術專業學校所面臨的重要問題。但許多學校對口腔醫學技術專業的特點不是很了解,對“雙師型”師資隊伍建設的重要性認識不深,經費投入少,嚴重影響了口腔醫學技術專業師資隊伍建設。1.5缺乏師資隊伍建設總體規劃由于認識不到位等原因,各學校缺乏對口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍建設的整體規劃,在考評、獎勵等方面沒有形成完善的體系,從而影響到學科帶頭人的引進、骨干教師的培養以及兼職教師的積極性。
2解決方法
2.1明確口腔醫學專業和口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍建設的區別
“雙師型”教師是集理論教學能力和實踐教學能力于一體的專業課教師。口腔醫學技術專業的“雙師型”教師是既能勝任固定義齒工藝學、活動義齒工藝學、全口義齒工藝學、活動矯治器工藝學等專業課程的理論教學,又能熟練進行實踐操作,如可卸代型的制作、耐火模型的翻制、鑄造冠烤瓷冠和活動義齒支架的蠟型制作以及各種卡環的彎制等。因此,一定要明確口腔醫學與口腔醫學技術專業“雙師型”教師的區別,加強教師綜合素質培養。
2.2加強對口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍建設重要性的認識
教育的主導是教師,只有建設一支綜合素質強的師資隊伍,才能開展最有效的教學活動,促進口腔醫學技術專業的長久發展;否則,培養出來的學生理論知識不足、動手能力差,沒辦法高質量就業。因此,學校相關人員必須充分認識到口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍建設的重要性和緊迫性,加大投入及培養力度。
2.3對師資隊伍建設進行總體規劃
對現有專業教師梯隊設置情況進行分析,對“雙師型”教師的實踐能力進行評估,根據專業教學計劃進行長遠、總體的師資隊伍建設規劃。
2.4采取多項措施加強口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍建設
(1)本校高年資教師對年輕教師進行“傳、幫、帶”,以提高教師整體實踐教學能力。(2)利用寒、暑假分批、分專業派送教師到“日進齒科”等專業機構進行口腔技術操作培訓,如雕牙及全口義齒排牙等,這對教師實踐能力的提高有很大幫助。(3)加強校企合作,提高教師實踐操作技能[6]。與我校合作的義齒加工廠有很多高水平的口腔技師,可要求專業教師在不影響正常教學與工作的情況下定期到義齒加工廠進行技術培訓,迅速提高實踐教學水平。(4)聘請義齒加工廠的高級技師到學校兼職授課,提高在校教師實踐教學能力,這也是一個迅速解決“雙師型”教師缺乏問題的有效方法。(5)引進優秀的“雙師型”人才。從企業或行業一線引進既有工作經驗又有較扎實理論基礎的口腔高級技術人員,這不僅是一種補充“雙師型”師資的有效途徑,還有利于改善師資隊伍結構,適應專業發展要求。
2.5創建有利于“雙師型”教師發展的考評機制
“雙師型”教師工作繁忙,既要承擔大量教學工作,又要進行實踐。因此,學校應對“雙師型”教師的職稱晉升、課題申報等給予一定的支持和照顧。同時要尊重、關心并信任“雙師型”教師,堅持“以人為本”的理念,營造口腔醫學技術專業“雙師型”教師成長的良好環境[7]。總之,建設一支技術精湛、結構合理的高水平的口腔醫學技術專業“雙師型”師資隊伍,能夠培養出更多優秀的口腔專業人才。
參考文獻:
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篇3
很多高校都非常注重對學生實踐能力的培養,也更加注重最新教學理念和教學資源的運用。對于一些新開設口腔醫學技術專業的學校來講,創新人才培養模式,利用新的教學理念,使用優勢教學資源進行人才的培養,走校企合作的道路,讓學生學習到理論知識以后,能夠在實踐方面有更多的提升,以滿足市場需要。
一、研究背景
1.社會的發展對口腔技師人才提出了更高的要求。在社會發展過程中,人們的基本生活得到保障以后就會更加關注自身的健康問題,口腔在國外一直被認為是重點醫學項目,但是我國這方面的認識起步比較晚。口腔醫學不僅僅關系到患者的健康,還關系到患者的美觀,因此美容觀念日益增長的今天,人們對于口腔醫學美容也有了新的需求。由于我國材料學、設備、制作工藝的快速發展,每一個醫療衛生機構的口腔修復技術也在不斷地提升,這樣對于口腔從業人員也提出了較高的要求。
2.市場對口腔技師人才的需要。社會的發展和進步,讓口腔醫學人才出現了供不應求的局面。根據筆者對某省口腔機構的現狀調查發現,到2010年為止,該省的醫療機構已經超過了10000家,如果按照一個機構一名牙科醫生的水準計算,大約需要10000名牙科醫生。另外,作者對義齒制作企業進行調查中發現,按照國家藥監局2005年制作的崗位職責說明要求中可以看到,我國在近兩年內所需要的口腔技師人員還在不斷地增長,當前很多齒科制作企業以及口腔用品制造企業都沒有經歷過比較正規的專業性教育,工作人員基本都是經過短期的培訓就上崗就業,這樣制作出來的義齒質量不高,根本不能滿足臨床醫師及病人的需要,因此在當前材料、電子儀器以及化學的飛速發展的情況下,需要培養高素質的人才才能讓口腔醫學技術得到進步[1]。
3.口腔醫學技術人才培養的現狀。我國口腔醫學技術人才在培養的模式方面相對滯后,根據2014年的市場調研可以看到,很多高職校對該專業定位不清晰,在課程體系上依然沿用口腔醫學的教學體系,導致學生所學與就業崗位嚴重脫節,學生畢業后對專業的認知度和滿意度都不高。此外,由于口腔醫學技術是一個小專業,不僅培養學生的規模比較小,而且學生的數量也不多,因此,不管是從哪一方面講都不能適應當前階段社會對口腔技師人才的需要。
二、口腔醫學技術專業建設過程中的理念創新
1.樹立以人為本,終身學習的教育理念,革新口腔醫學技術的教育模式。口腔醫學技術專業是一門技術類專業,它與口腔醫學專業有著本質不同。目前國內口腔醫學技術專業最高學歷是大專或本科,目前開設有口腔醫學技術類本科的學院全國僅有1~2家。據文獻調查及我校10余年辦學經歷來看,該專業由于學生就業在工廠,專業滿意度不高,且學生繼續升學或深造的機會很少,勢必讓學生看不到自己發展的希望。因此,這個行業的流動性很大,很難留住人才,企業常常處于人才緊缺的狀態。作為高職學院,樹立“以人為本,終身學習”的教育理念非常重要。我們要立足學生的長遠和可持續發展,而不能僅局限于實踐操作,這樣將會限制學生的發展。同時,我們要著力培養學生終身學習的能力,引導學生理解,三年高職學習,不僅是學習一門技能,在未來的人生路上,學習各種自己所需的知識將成為一種常態。目前,許多高職學院都在將學生培養成為生產線上的螺絲釘,而忽略人的全面發展。這樣將導致學生進入工作崗位沒有價值感和幸福感。因此,在口腔醫學技術課程體系中加入通識課程,培養學生人文素養極為重要。具體措施如下:
首先,將口腔醫學技術專業進行準確定位,培養適應我國社會主義現代化建設、醫藥衛生事業發展和科技進步需要的,具備口腔醫學技術基本知識和基本技能、能運用口腔修復高端技術和手段進行各種口腔修復體的制作,適應口腔醫學技術(工藝技術)崗位生產、建設、管理和服務第一線需要,德、智、體、美等全面發展,具有專長和良好職業素養,可持續發展的技術技能型人才。
其次,在課程設置方面進行改革。以往的課程設置與口腔醫學很像,理論知識較多,忽視實踐操作能力培養,人文素養課程開設較少,不利于學生可持續發展。口腔技師制作義齒,本身是創造美的行業。建議除了開設專業課程外,增設《口腔工藝美術》、《美術鑒賞》,還可以選修《大學生禮儀》《國學》等相關課程,提升學生的美學素養。
再次,著力打造校內生產性實訓基地。國外很多學校強調從做中學、從學中做以及邊做邊創的教學理念,以理論知識為基礎,以實踐能力為核心,讓學生的實踐和理論有效地結合,培養學生的動手能力,構建起相對獨立的實踐教學體系,讓人才的發展更加符合自己的特點。另外還要包含比較系統的、專業的能力訓練評價體系,以此保障專業技能人才符合社會的發展需要,符合人們對口腔健康的需求[2]。將沿海發達地區技術一流的義齒制作公司進入校園,實行校企深度合作,打造校企共育人才的目標。使學生在校內就能學到一流的工藝技術,同時,企業通過參與對人才的培養,對企業文化,職業生涯規劃和人才質量等方面有較好保障。企業的兼職教師也彌補了該專業教師工藝制作技術的不足,校企雙贏,共同培養專業人才。與此同時,校方還可以派優秀的教師帶領學生每年去國外參觀學習,由此掌握國外先進的口腔工藝技術,讓學生對自己的所學有個全面的認識,通過參觀、學習或比賽鍛煉學生的制作水平,以此對我國口腔醫學做出更加突出的貢獻,讓世界資源得以共享,提升教學效率,培養出一批又一批的優秀人才。
2.引進國外先進的教學資源,實現學校專業教學的高起點。先進教學資源的引進能夠讓國外的教學成果和研究成果被我國所運用,國外的醫學技術課程已經有多年的發展經驗,因此各個高校可以再認真總結自己的實際情況以后,去其糟粕取其精華,大膽地加以借鑒和合理化的運用,口腔醫學技術的發展,日本比較突出,也處于一直領先的位置上,因此高校的口腔醫學技術專業可以培養骨干教師赴日本學習,對當地的齒科制作企業進行現場的考查。除了學習國外先進的技術以外,還要把日本以及其他國家先進的教育教學理念融入到我國的口腔醫學教育過程中,建立起比較完善的口腔技術人才培養方案和課程體系。在口腔醫學技術專業的教學方面建立中日學習班和中德學習班主要從以下幾部分進行研究和分析:
首先,對現有的課程體系加以完善和整合。很多繁雜的內容并不適合我國當前的發展情況,因此需要在立足我國國情與社會情況的基礎上,展開對醫學技術人才的培養和定位,用專業的課程體系引導學生進行學習,并且也對口腔醫學技術有更加準確的定位。
其次,引進國外教材和教具,對國內一些舊知識以及落后水平的教材與此剔除。對國內口腔技術教材加以革新,刪除一些陳舊的技術知識學習,通過對國外的對比和考查,感受國外先進齒科材料公司的口腔修復技術教學教材的超前性、規范性以及全面性,不但有一般性口腔修復學知識的理論性基礎,還有關于修復口腔技術方面的操作技巧以及各個流程和步驟,以此最大化地反映出世界領先的口腔工藝科技。引進這樣的教材不僅僅能夠提升學生學習的積極性,還能引用教材中的創新思想以及色彩圖片讓學生對理論知識有更深層次的理解,促進實踐教學的開展。因此在這方面,需要我國的各個高校大膽突破常規,用國外先進的齒科材料口腔修復技術作為基礎,改變以往教材過于陳舊,和過于空洞的現象,以此作為口腔醫學技術專業課程的教材。
3.中外合作以及校企合作在口腔醫學技術專業的運用。高校要想培養出合格的人才,需要鍛煉學生的實踐能力,因此可以采取校企合作的形式。將義齒加工企業引入校園,形成校企深度融合,使我們的師資和學生培養更能滿足企業的需要。在國內外選擇一些比較有名氣的齒科材料公司,和學校展開合作,讓學生通過見習的方式進入企業中工作,企業也可以指派一些資深的專家學者進入學校對學生們進行指導,更可以培訓教師的教學,示范性授課的這種形式可以讓學校教師創新教育教學模式,讓學生感受到全新的課堂形式,企業嚴謹的工作態度和規范的操作技巧以及精湛的操作技能也能讓學生對自己以后的工作有初步的認識。學生進入企業進行見習的過程中,需要嚴格化的管理,通過專業的技術學習和完善的考核機制,提升自己的實踐能力。另外,還要有產學結合以及互惠互利的教學模式。口腔醫學技術相對于其他技術相比具有一定的特殊性,學生實習的單位主要是義齒公司或者口腔技工所。從企業聘請行業專家和能工巧匠充實到教學隊伍,對人才培養和課程設置進行指導,學院派專業教師到企業學習鍛煉,進行產品研發或教材開發,同時參與實訓學生管理,實現校企真正意義的雙贏。
結束語:
綜上所述,本文對引進國外教學理念和資源加快口腔醫學技術專業建設與發展進行了探討,指出了本專業在專業定位、課程設置、校內實訓、師資培養等方面向國外學習的思路。當前對口腔醫學技術專業人才的匱乏,也讓各大高校開始重視這一專業的發展和完善,通過本文的敘述,希望對高職口腔醫學技術教學同行提供參考。
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20世紀后期,CAD/CAM技術在口腔修復領域中的應用使得口腔修復技術取得了里程碑式的發展。我國口腔醫學計算機的應用與研究開始于20世紀80年代,起步相對較晚,而且主要集中在理論方面。近幾年在口腔修復CAD/CAM方面研究取得了實質性的進展,如高勃等[1]利用UG和二次開發軟件研究了全冠的計算機輔助設計,呂培軍等[2]初步實現了冠修復體的計算機輔助設計和制造,韓景蕓等[3]研究了金屬全冠的CAM工藝,張翔等[4]研究了烤瓷冠基底冠模型重構方法,戴寧等[5]研究了基于DFFD的牙齒修復冠約束設計方法;但是由于起步較晚,在理論研究和軟、硬件水平方面與國外差距比較大。目前國內報道的研究主要集中在磨牙全冠的制作上,尚無關于制作上頜中切牙內冠的研究報道。采用CAD/CAM技術制作上頜中切牙內冠可以在虛擬的環境中完成上頜中切牙內冠的設計,與傳統方法相比克服了純手工雕塑蠟模的不穩定、不精確的問題,用數控銑削加工代替了鑄造方法,可以避免鑄造工藝固有的材料收縮和表面需要再次拋光的問題,具有效率高、精度高、加工方便的特點,有效地保證了修復體的質量。
1 材料與方法
11 材料與設備
111 標本 選擇上頜中切牙修復病例,常規方法備牙、取模、灌注石膏模型。
112 硬件組成 德國ATOS Ⅱ光學測量儀。該測量儀具有1個激光發生器、2個CCD攝像頭、1副移動旋轉支架和1個回轉工作臺。主要參數:相機分辨率為1280×1024像素,7s最多可測定130萬個點,照片精度為±002mm。測量采用投影光柵的原理,投射一束光線到被測物體上,CCD攝像頭通過捕捉物體表面反射光角度的變化,計算物體表面三維坐標。通過旋轉將物體表面所有信息采集完全后,自動完成各次掃描數據的拼合。微型計算機一臺(基本配置:CPU P 26 G,內存256 M,硬盤80 G,顯卡GeForce2 MX400 64 M);北京精雕 (JDSign60)三軸高速數控銑削加工中心;試切材料為有機玻璃。
113 軟件組成 操作系統Windows XP; Geomagic 80、UG NX、三維口腔修復CAD軟件原形系統(自行研制)。
12 設計流程
121 預備體表面數據獲取與處理 利用德國ATOS Ⅱ光學測量儀對預備體石膏模型進行測量。測量時,將石膏模型固定在專用工作臺上,并在工作臺上按照測量的需要粘貼分布均勻的參考點。一次掃描完成后,工作臺自動按照固定方向旋轉固定角度。每次旋轉必須確保當前狀態與前一次共享3個以上的參考點,以保證各次掃描數據可以準確拼合。測量完成后,系統自動完成各次掃描結果的拼合,輸出數字模型。因為牙體表面形狀復雜,所得三角片模型必然存在孔洞、噪音等缺陷,所以需要將測得的數據導入Geomagic軟件處理,修補孔洞,去除表面噪音,平滑毛刺點。最終所得數據模型應保證表面完整、光滑(圖1)。
圖1 處理后的數據模型(略)
Fig 1 The model after fixed
122 預備體曲面重構 利用ATOS Ⅱ測量所得數據格式為STL文件,無法直接用于內冠重構,必須將其擬合為曲面后才能在該曲面的基礎上進行設計。首先,自動提取并擬合頸緣線。利用測量數據在頸緣線處的曲率明顯大于其它部位且成環狀的特征,先對整個三角片模型的曲率進行計算,確定出頸緣線可能處于的大致區域,最后對該區域進行擬合,確定頸緣線的具置(圖2)。
圖2 頸緣線自動識別結果(略)
Fig 2 The automatically painted preparation line
其次,進行三角片切分,去除頸緣線以下的冗余數據,對剩余的預備體表面數據進行曲面擬合[6]。曲面擬合完成后,對曲面進行誤差檢測以保證曲面質量。如超出誤差要求則返回前一步,調整擬合參數重新擬合。圖3為擬合后的曲面。
圖3 擬合后的曲面(略)
Fig 3 The surfaces after fitted
123 內冠的內表面與外表面設計 預備體表面重構完成之后,就可以在該曲面的基礎上進行內冠設計。本研究分別針對無頸環和半頸環兩種樣式進行設計[7]。(1)將內頸緣線以上的曲面向外等距005mm生成等距曲面,這樣粘固時可為填充粘結劑留出空間,同時也能防止因擬合和加工的誤差導致內冠的內表面與預備體不匹配而無法佩戴的發生。(2)按照臨床要求,對生成的等距曲面向外增厚04mm,形成上頜中切牙內冠外表面階臺以上的部分。(3)在外表面底部曲線環與外頸緣線之間,根據無頸環內冠和半頸環內冠的不同要求,生成外形輪廓線,通過掃描得到階臺部分,從而形成一個完整的內冠外表面。(4)根據患者頜牙的情況對內冠外表面形態作微小調整,確保內冠設計的精確性。圖4為設計完成的無頸環內冠與半頸環內冠。
圖4 無頸環內冠與半頸環內冠(略)
Fig 4 The non collor coping crowns on maxillary incisor(略)
13 加工流程采用北京精雕三軸高速數控銑削加工中心對設計完成的模型進行加工。加工材料可選取鈀銀合金、不銹鋼等,本研究采用有機玻璃進行試切。加工時,機床主軸轉速為20000r?min-1,粗加工采用2平底銑刀,走刀方式為等高線型,進給速度1m?s-1;精加工選用1球頭銑刀,采用Z字型刀軌,進給速度為04m?s-1。加工采用內外表面分別加工的方法,首先加工精度要求較高的內表面,完成后填充石膏,加強內表面強度,打定位銷,再翻面利用定位銷將毛坯精確定位于原位完成外表面的加工。
2 結果
根據設計出的模型利用數控精雕銑床加工出的實物(圖5)符合設計要求,加工質量穩定,精度高,與預備體的貼合程度較好(圖6)。利用CAD/CAM技術設計制作上頜中切牙內冠,與傳統方法相比具有省時、省力、精確的特點,具有很高的臨床實用價值。
圖5 半頸環內冠內外表面(略)
Fig 5 The inner and outer surfaces of the half collor coping crowns
圖6 半頸環內冠佩戴圖(略)
Fig 6 The half collar coping crown fits the model
3 討論
CAD/CAM技術在口腔修復領域的應用使口腔修復學取得了革命性的發展,大大縮短了治療周期,減少了病人的痛苦,提高了修復體的制作效率和質量。德、日等國已經推出多種商品化的齒科CAD/CAM軟硬件系統。我國相關研究開展較晚,在設計、制造等方面與國外還有相當大的差距。引進國外設備存在價格過高等問題,所以開發具有自主知識產權的齒科CAD/CAM系統是十分必要的。本研究內冠又稱烤瓷金屬基底冠,是制作烤瓷熔附金屬全冠的金屬基底,通常由鎳鉻、鈀銀等合金制成,通過在其表面覆蓋與天然牙相似的低熔瓷粉,再在真空高溫瓷爐中燒結熔附得到烤瓷金屬全冠。根據是否具有頸環特征,內冠可以分為無頸環內冠、半頸環內冠和全頸環內冠。我們采用通用CAD軟件與自行開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統相結合的方法設計了上頜中切牙內冠,并利用高速精雕銑床加工出實物,大大提高了設計和加工過程的自動化程度。整個設計和加工過程可以在2h內完成。設計階段:(1)所采用的簡單、可靠的虛擬可視化設計方法完全避免了手工雕塑蠟模的過程,縮短了治療時間,降低了醫生的工作量。(2)頸緣線采用計算機自動提取,使得頸緣線的提取精度相對手工提取大大提高,保證了內冠的密合度,提高了修復體質量。(3)外表面設計完成后可以針對患者對頜牙的情況對其進行微小變形調整,進一步滿足了患者的個性化要求。制造階段:采用的三軸數控精雕銑床加工的方式精度很高,而且材料不受熱,所以可以完全避免鑄造帶來的材料收縮問題。所用刀具很細,刀軌也很細密,所以加工后的表面比較光滑,完全可以直接佩戴,省去了再次拋光的過程。加工時間和簡易程度均明顯優于傳統鑄造方法。目前自主開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統在制作上頜中切牙內冠的過程中發揮了重要的作用,但還有一些設計模塊需要進一步完善功能和改進算法。曲面擬合的精度雖然已經滿足臨床要求,但仍需進一步提高。加工過程中采用的定位銷定位方法,精度雖然可以滿足要求,但是增加了加工步驟,使得加工的不確定因素增多,所以在今后的工作中還應對夾具做進一步改進,以減少內外表面的定位誤差,提高加工效率。隨著患者對口腔修復體制作質量、效率等要求的不斷提高,在口腔修復領域應用CAD/CAM的數字化快速設計技術將是今后我國口腔修復技術研究發展的重點。本研究使用自主開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統,通過模型測量、預備體表面擬合、內冠設計和數控加工等步驟,設計、制作上頜中切牙內冠的方法高效、簡單、精確,為上頜中切牙內冠的數字化設計和制造提供了新的思路,為研制國產口腔修復CAD系統提供了第一手的資料。
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