AI+教育教学

“智能诊室”:AI驱动口腔临床思维训练的沉浸式实践

AI+教育教学

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关键词:AI 智能评价;AI 虚拟助教;VR 沉浸式口腔实训;临床思维数字化训练;一体化 AI 教考体系;

建设背景

口腔医学是实践性极强的学科,临床思维的系统化培养是口腔医学生实现理论向实践转化的核心环节,更是提升岗位胜任力的关键。传统口腔教学长期面临三大痛点:一是真实病例资源稀缺,受伦理约束与患者资源有限限制,学生实践操作机会不足,难以积累多样化诊疗经验;二是思维训练缺乏体系,理论讲授与头模练习为主的模式无法还原真实诊疗场景,学生难以形成“问诊-检查-诊断-治疗”完整逻辑链;三是教学评价主观化,缺乏标准化量化指标,评价结果的客观性与精准性难以保障。

为破解上述困境,上海交通大学口腔医学院紧扣学校“AI+教育教学”行动方案要求,依托医工交叉优势,研发口腔临床思维训练和考核系统,打造专属“智能诊室”。通过将AI、VR技术与口腔临床教学深度结合,构建沉浸式虚拟诊疗环境,实现临床思维训练的标准化、系统化与量化评估,有效弥补传统教学短板,助力口腔医学人才培养质量全面提升。 

实施路径

“智能诊室”以“解决教学实际问题、贴合临床岗位需求”为核心,按“技术研发-功能搭建-教学应用-迭代优化”科学路径推进,构建“学-练-测-评”一体化AI+口腔临床教学体系。

(一)技术架构搭建,夯实研发基础

系统采用C/S架构适配Windows系统,后端基于MySQL数据库实现标准化病例库与教学数据集中管理,保障数据存储安全与高效存取;深度融合虚拟现实(VR)、人工智能(AI)核心技术,嵌入智能语音识别引擎与自然语言处理(NLP)模块,结合二维图文展示技术,在精准还原临床场景的同时控制研发与运营成本。联合企业技术团队,经过多轮调试优化,完成高仿真虚拟口腔诊室与标准化虚拟病人模型构建,实现诊疗全流程虚拟仿真。

(二)核心功能开发,覆盖诊疗全环节

“智能诊室”采用模块化设计,每个病例完整覆盖问诊、口腔检查、辅助检查、诊断、治疗计划等核心环节,功能精准匹配教学需求。

1.智能双模态问诊:支持语音、文本双输入,语音经智能识别引擎实时转写,虚拟病人以语音+文本形式智能反馈,还原医患沟通场景;通过NLP技术提取关键词并语义匹配,引导学生规范采集病史。

2.仿真临床检查:以二维图文技术精准呈现临床关键信息,学生可自主选择工具、调整视角,完成规范化操作并填写记录表,系统实时记录操作轨迹。

3.量化智能评估:自动生成含各环节明细的标准化评估报告,以可视化图表呈现结果,将病例分析准确率、诊疗流程规范性等核心能力拆解为可量化指标,实现客观评估。

4.个性化教学管理:教师端具备案例管理与学习数据追踪功能,可动态更新病例库、查看学生操作数据,精准定位薄弱点开展针对性指导,自动化评估功能大幅降低教师考核批改工作量。 

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图1“智能诊室”操作界面

(三)教学场景落地,实现教与学双向赋能

“智能诊室”于2024年3月正式投入应用,采用“线上自主训练+线下集中考核+教师针对性指导”混合式教学模式,覆盖本科教学、专业学位研究生教学、住院医师规范化培训等阶段,累计服务学生211人、临床教师14人。

1.学生端:通过独立账号登录,打破时空限制开展自主训练,反复模拟不同类型病例诊疗流程;系统通过“重复训练+智能反馈”闭环推送个性化学习建议,同时作为标准化考核平台应用于课程考核及规培结业考核等场景。

2.教师端:依托系统完成案例上传与管理,截至2025年12月,已结合临床最新诊疗规范新增近40个特色病例,实现教学内容与临床实践同步衔接;通过追踪分析学生数据,开展精准化教学。 

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图2学生与教师在课堂中使用“智能诊室”

(四)持续迭代优化,提升教学适配性

建立“教学反馈-技术优化-功能升级”动态迭代机制,常态化收集师生建议并持续优化。2024-2025年完成口腔模型材质优化、语音识别精准度提升、中英文翻译优化、时间限制等功能;优化问诊语义匹配算法,减少无识别问答情况,提升人机交互流畅性。

教学特色

“智能诊室”是AI、VR技术与口腔临床教学深度融合的创新实践,核心特色体现在五方面:

(一)教学模式创新:沉浸式训练破解实践困境

融合VR与AI技术重构临床思维训练流程,构建高仿真虚拟口腔诊室与标准化虚拟病人模型,学生以第一视角参与全流程诊疗,实现从“被动听课”到“主动操作”的转变,随时随地开展实践训练,根本解决真实病例稀缺、实践机会不足的痛点。

(二)技术融合创新:多技术协同保障仿真实效

深度整合智能语音识别、NLP、虚拟现实和数据库管理等技术,实现双模态问诊、检查、评估和追踪全流程协同;采用二维图文展示技术平衡仿真度与成本,形成技术可行、成本可控、教学适配的AI+教学技术方案。

(三)评价体系创新:量化指标实现客观评估

构建结构化虚拟病例体系,将临床思维能力拆解为可量化指标,系统自动记录操作轨迹与决策逻辑,生成可视化评估报告,替代传统人工主观评价,为教学质量监控与持续改进提供坚实数据支撑。

(四)能力培养创新:聚焦岗位强化综合素养

以多学科团队(MDT)模拟和岗位胜任力为核心设计病例,覆盖口腔颌面外科、口腔修复科和牙周病科等多个专科,贴合真实临床复杂场景,强化学生综合判断、问题解决与医患沟通能力,实现从“知识掌握”到“能力提升”的转变。

(五)教学生态创新:三位一体覆盖全链条需求

以智能诊室(Windows版教考系统)为核心,同步配套研发病例报告收集系统与Android版教考系统,构建三位一体的AI+口腔医学教学生态,全面覆盖学习、训练、考核、评价全链条需求。

其中,病例报告收集系统可实现真实病例的电子化采集、存储与规范化管理,并依托各亚专业专家评分校准,搭建AI智能评分体系,让案例教学评价更智能、更精准、更具个性化;Android版教考系统支持移动端随时随地开展学习、提问与考核,彻底打破设备与时空限制,实现泛在化、轻量化教学。三者协同联动,构建起覆盖全场景、全流程、全周期的AI口腔医学教学新生态。

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图3“智能诊室”的创新教学生态 

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图4“智能诊室”的AI智能评分体系 

教学成效

自2024年3月投入使用以来,“智能诊室”广泛应用于教学,取得显著成效,形成可复制推广的AI+口腔教学解决方案。

(一)学生核心能力显著提升

构建“沉浸式训练+量化评估”闭环,学生病例分析准确率、诊疗流程规范性、治疗方案合理性三项关键指标平均得分,较常规教学年级分别提升18.6%、23.1%和15.8%。超90%学生反馈系统对提升临床思维能力有直接帮助,84.7%的总体满意度覆盖操作便捷性、病例真实性等核心维度,自主学习氛围浓厚。

(二)教师教学效能全面优化

系统提供全流程教学数据支撑,自动记录学生操作轨迹与决策逻辑,生成个性化学习报告,助力教师精准定位薄弱环节;自动化评估功能将考核批改时间缩短60%以上,评估结果更具客观性;教师可实时更新病例库,实现教学内容与临床实践的无缝衔接。

(三)教学成果获行业认可,示范价值突出

2025年9月,项目获中国医学教育协会模拟医学专委会“全国模拟医学创新大赛”技术创新类三等奖;相关研究成果发表于核心期刊《中华医学教育探索杂志》,为同类院校提供理论参考和实践样本。“学-练-测-评”一体化设计思路被多所兄弟口腔医学院校咨询借鉴,为口腔医学教育数字化转型提供可复制方案。

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图5“智能诊室”项目获“全国模拟医学创新大赛”技术创新类三等奖

(四)助力医工交叉融合,推动教学改革创新

项目研发过程中,口腔医学教师与计算机、虚拟现实技术人员深度合作,实现教学需求与数字技术精准对接,不仅打造了优质AI+教学产品,更培养了复合型团队,为后续AI+口腔教学创新实践奠定坚实基础。 

未来规划

下一步将持续深化“智能诊室”研发与应用,紧扣教学需求与技术趋势,从以下四个方面优化升级:一是病例库扩容提质,整合多院校优质资源,丰富专科类型与病例难度;二是深化AI技术融合,引入AIGC优化智能问诊模块,新增病例标准演示功能;三是推进平台与教学体系深度融合,实现与学校教务系统、在线学习平台数据互联互通;四是推动产品普惠化推广,完成轻量化APP开发,采用免费增值模式面向全国院校及基层医疗机构开放,助力教育均衡发展与基层医疗服务能力提升。

 


教务处