أداة تعليمية متنقلة قائمة على الواقع المعزز لنقش الأسنان: نتائج دراسة أترابية مستقبلية | بي إم سي للتعليم الطبي

أثبتت تقنية الواقع المعزز فعاليتها في عرض المعلومات وتجسيد الأجسام ثلاثية الأبعاد. ورغم شيوع استخدام الطلاب لتطبيقات الواقع المعزز عبر الأجهزة المحمولة، لا تزال النماذج البلاستيكية أو الصور ثنائية الأبعاد شائعة الاستخدام في تمارين نحت الأسنان. ونظرًا لطبيعة الأسنان ثلاثية الأبعاد، يواجه طلاب نحت الأسنان تحديات بسبب نقص الأدوات المتاحة التي توفر إرشادات متسقة. في هذه الدراسة، قمنا بتطوير أداة تدريبية لنحت الأسنان تعتمد على الواقع المعزز (AR-TCPT) وقارناها بنموذج بلاستيكي لتقييم إمكاناتها كأداة تدريبية وتجربة استخدامها.
لمحاكاة عملية بزوغ الأسنان، أنشأنا نموذجًا ثلاثي الأبعاد على مراحل، شمل نابًا علويًا وضاحكًا علويًا أولًا (الخطوة 16)، وضاحكًا سفليًا أولًا (الخطوة 13)، وضرسًا سفليًا أولًا (الخطوة 14). وتمّ ربط علامات صورية، مُنشأة باستخدام برنامج فوتوشوب، بكل سن. ثمّ طوّرنا تطبيقًا للهواتف الذكية بتقنية الواقع المعزز باستخدام محرك Unity. ولنمذجة الأسنان، تمّ توزيع 52 مشاركًا عشوائيًا على مجموعتين: مجموعة ضابطة (ن = 26؛ باستخدام نماذج أسنان بلاستيكية) ومجموعة تجريبية (ن = 26؛ باستخدام تقنية الواقع المعزز لنمذجة الأسنان). واستُخدم استبيان من 22 بندًا لتقييم تجربة المستخدم. وأُجري تحليل مقارن للبيانات باستخدام اختبار مان-ويتني يو غير البارامتري عبر برنامج SPSS.
يستخدم نظام AR-TCPT كاميرا الجهاز المحمول لاكتشاف علامات الصورة وعرض مجسمات ثلاثية الأبعاد لقطع الأسنان. يمكن للمستخدمين التحكم بالجهاز لمراجعة كل خطوة أو دراسة شكل السن. أظهرت نتائج استطلاع تجربة المستخدم أن المجموعة التجريبية التي استخدمت نظام AR-TCPT حققت نتائج أفضل بكثير في تجربة نحت الأسنان مقارنةً بالمجموعة الضابطة التي استخدمت نماذج بلاستيكية.
بالمقارنة مع النماذج البلاستيكية التقليدية، يوفر نظام AR-TCPT تجربة استخدام أفضل عند نحت الأسنان. يتميز هذا النظام بسهولة الوصول إليه، حيث صُمم خصيصًا للاستخدام على الأجهزة المحمولة. ولا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد الأثر التعليمي لنظام AR-TCPT على دقة قياس الأسنان المنقوشة، بالإضافة إلى تقييم قدرات المستخدم الفردية في النحت.
يُعدّ علم مورفولوجيا الأسنان والتدريبات العملية جزءًا أساسيًا من مناهج طب الأسنان. يُقدّم هذا المقرر إرشادات نظرية وعملية حول مورفولوجيا ووظيفة وتشكيل بنية الأسنان [1، 2]. تعتمد الطريقة التقليدية للتدريس على الدراسة النظرية ثم تطبيقها عمليًا في نحت الأسنان بناءً على المبادئ المُتعلّمة. يستخدم الطلاب صورًا ثنائية الأبعاد للأسنان ونماذج بلاستيكية لنحت الأسنان على قوالب من الشمع أو الجبس [3، 4، 5]. يُعدّ فهم مورفولوجيا الأسنان أمرًا بالغ الأهمية للعلاج الترميمي وتصنيع ترميمات الأسنان في الممارسة السريرية. تُعدّ العلاقة الصحيحة بين الأسنان المقابلة والأسنان المجاورة، كما يتضح من شكلها، ضرورية للحفاظ على استقرار الإطباق والموضع [6، 7]. على الرغم من أن مقررات طب الأسنان تُساعد الطلاب على اكتساب فهم شامل لمورفولوجيا الأسنان، إلا أنهم ما زالوا يواجهون تحديات في عملية القطع المرتبطة بالممارسات التقليدية.
يواجه المبتدئون في مجال مورفولوجيا الأسنان تحديًا في تفسير الصور ثنائية الأبعاد وإعادة إنتاجها في ثلاثة أبعاد [8، 9، 10]. عادةً ما تُعرض أشكال الأسنان برسومات أو صور ثنائية الأبعاد، مما يُصعّب تصور مورفولوجيا الأسنان. إضافةً إلى ذلك، فإن الحاجة إلى إجراء نحت الأسنان بسرعة في مساحة ووقت محدودين، إلى جانب استخدام الصور ثنائية الأبعاد، تجعل من الصعب على الطلاب استيعاب وتصور الأشكال ثلاثية الأبعاد [11]. على الرغم من أن نماذج الأسنان البلاستيكية (التي يمكن عرضها بشكل جزئي أو نهائي) تُساعد في التدريس، إلا أن استخدامها محدود لأن النماذج البلاستيكية التجارية غالبًا ما تكون مُحددة مسبقًا، مما يُقلل من فرص التدريب للمعلمين والطلاب [4]. علاوةً على ذلك، فإن هذه النماذج التدريبية مملوكة للمؤسسة التعليمية ولا يُمكن للطلاب امتلاكها بشكل فردي، مما يزيد من عبء التدريب خلال وقت الحصة المُخصص. غالبًا ما يُدرّب المدربون أعدادًا كبيرة من الطلاب أثناء التدريب، ويعتمدون في كثير من الأحيان على أساليب التدريب التقليدية، مما قد يؤدي إلى فترات انتظار طويلة للحصول على ملاحظات المدرب حول المراحل المتوسطة من النحت [12]. لذلك، هناك حاجة إلى دليل للنحت لتسهيل ممارسة نحت الأسنان وتخفيف القيود التي تفرضها النماذج البلاستيكية.
برزت تقنية الواقع المعزز كأداة واعدة لتحسين تجربة التعلم. فمن خلال دمج المعلومات الرقمية مع البيئة الواقعية، توفر هذه التقنية للطلاب تجربة تفاعلية وغامرة [13]. استند غارزون [14] إلى خبرة 25 عامًا مع الأجيال الثلاثة الأولى من تصنيف التعليم باستخدام الواقع المعزز، وأكد أن استخدام الأجهزة والتطبيقات المحمولة منخفضة التكلفة في الجيل الثاني من الواقع المعزز قد حسّن بشكل ملحوظ من خصائص التحصيل الدراسي. بمجرد إنشاء التطبيقات المحمولة وتثبيتها، تسمح للكاميرا بالتعرف على الكائنات وعرض معلومات إضافية عنها، مما يُحسّن تجربة المستخدم [15، 16]. تعمل تقنية الواقع المعزز من خلال التعرف السريع على رمز أو علامة صورة من كاميرا الجهاز المحمول، وعرض معلومات ثلاثية الأبعاد عند اكتشافها [17]. ومن خلال التحكم في الأجهزة المحمولة أو علامات الصور، يمكن للمستخدمين بسهولة وبديهية ملاحظة وفهم الهياكل ثلاثية الأبعاد [18]. في مراجعة أجراها أكجاير وأكجاير [19]، وُجد أن الواقع المعزز يزيد من متعة التعلم ويرفع مستويات المشاركة فيه. مع ذلك، ونظرًا لتعقيد البيانات، قد يصعب على الطلاب استخدام هذه التقنية، مما قد يُسبب لهم إرهاقًا ذهنيًا، الأمر الذي يستدعي توصيات تعليمية إضافية [19، 20، 21]. لذا، ينبغي بذل الجهود لتعزيز القيمة التعليمية للواقع المعزز من خلال تحسين سهولة استخدامه وتقليل الإرهاق الناتج عن تعقيد المهام. يجب مراعاة هذه العوامل عند استخدام تقنية الواقع المعزز لإنشاء أدوات تعليمية لتدريب نحت الأسنان.
لضمان توجيه الطلاب بفعالية في مجال نحت الأسنان باستخدام بيئات الواقع المعزز، لا بد من اتباع عملية متواصلة. يُسهم هذا النهج في تقليل التباين وتعزيز اكتساب المهارات [22]. يستطيع النحاتون المبتدئون تحسين جودة عملهم باتباع عملية نحت أسنان رقمية خطوة بخطوة [23]. في الواقع، أثبتت الدراسات فعالية أسلوب التدريب التدريجي في إتقان مهارات النحت في وقت قصير وتقليل الأخطاء في التصميم النهائي للترميم [24]. في مجال ترميم الأسنان، يُعد استخدام عمليات النقش على سطح الأسنان وسيلة فعالة لمساعدة الطلاب على تحسين مهاراتهم [25]. هدفت هذه الدراسة إلى تطوير أداة تدريبية لنحت الأسنان تعتمد على الواقع المعزز (AR-TCPT) وتناسب الأجهزة المحمولة، وتقييم تجربة المستخدم. بالإضافة إلى ذلك، قارنت الدراسة تجربة المستخدم لأداة AR-TCPT مع نماذج الراتنج السنية التقليدية لتقييم إمكانات AR-TCPT كأداة عملية.
صُمم تطبيق AR-TCPT للأجهزة المحمولة باستخدام تقنية الواقع المعزز. يُتيح هذا التطبيق إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد خطوة بخطوة للأنياب العلوية، والضواحك الأولى العلوية، والضواحك الأولى السفلية، والأضراس الأولى السفلية. أُجريت عملية النمذجة ثلاثية الأبعاد الأولية باستخدام برنامج 3D Studio Max (إصدار 2019، شركة Autodesk، الولايات المتحدة الأمريكية)، بينما أُجريت عملية النمذجة النهائية باستخدام برنامج Zbrush 3D (إصدار 2019، شركة Pixologic، الولايات المتحدة الأمريكية). تمت عملية تحديد الصور باستخدام برنامج Photoshop (مجموعة Adobe Master Collection CC 2019، شركة Adobe، الولايات المتحدة الأمريكية)، المصمم للتعرف الثابت بواسطة كاميرات الهواتف المحمولة، وذلك ضمن محرك Vuforia (شركة PTC، الولايات المتحدة الأمريكية؛ http://developer.vuforia.com). تم تنفيذ تطبيق الواقع المعزز باستخدام محرك Unity (إصدار 12 مارس 2019، شركة Unity Technologies، الولايات المتحدة الأمريكية)، ثم تم تثبيته وتشغيله على الجهاز المحمول. لتقييم فعالية تقنية الواقع المعزز لنمذجة الأسنان (AR-TCPT) كأداة لتدريب نحت الأسنان، تم اختيار المشاركين عشوائيًا من طلاب قسم مورفولوجيا الأسنان لعام 2023 لتشكيل مجموعتين: مجموعة ضابطة ومجموعة تجريبية. استخدمت المجموعة التجريبية تقنية الواقع المعزز لنمذجة الأسنان، بينما استخدمت المجموعة الضابطة نماذج بلاستيكية من مجموعة أدوات نحت الأسنان التدريجية (شركة نيسين لطب الأسنان، اليابان). بعد إتمام مهمة نحت الأسنان، تم تقييم تجربة المستخدم لكل أداة عملية ومقارنتها. يوضح الشكل 1 مخطط تصميم الدراسة. أُجريت هذه الدراسة بموافقة لجنة المراجعة المؤسسية بجامعة جنوب سيول الوطنية (رقم IRB: NSU-202210-003).
يُستخدم النمذجة ثلاثية الأبعاد لتصوير الخصائص المورفولوجية للبنى البارزة والمقعرة للأسطح الإنسية والوحشية والشفوية واللسانية والإطباقية للأسنان بدقة أثناء عملية النحت. تم نمذجة الناب العلوي والضاحك الأول العلوي كمستوى 16، والضاحك الأول السفلي كمستوى 13، والضرس الأول السفلي كمستوى 14. يوضح النمذجة الأولية الأجزاء التي يجب إزالتها والاحتفاظ بها وفقًا لترتيب صور الأشعة السنية، كما هو موضح في الشكل 2. يوضح الشكل 3 تسلسل نمذجة السن النهائي. في النموذج النهائي، تصف الأنسجة والنتوءات والأخاديد البنية المنخفضة للسن، وتُضاف معلومات الصورة لتوجيه عملية النحت وإبراز البنى التي تتطلب عناية فائقة. في بداية مرحلة النحت، يُرمز لكل سطح بلونٍ ما للإشارة إلى اتجاهه، ويُحدد قالب الشمع بخطوط متصلة تشير إلى الأجزاء التي يجب إزالتها. تُعلَّم الأسطح الإنسية والوحشية للسن بنقاط حمراء لتحديد نقاط تلامس السن التي ستبقى بارزة ولن تُزال أثناء عملية القطع. على السطح الإطباقي، تُعلِّم النقاط الحمراء كل حدبة على أنها محفوظة، وتشير الأسهم الحمراء إلى اتجاه النقش عند قطع قالب الشمع. يسمح النمذجة ثلاثية الأبعاد للأجزاء المحفوظة والمزالة بتأكيد شكل الأجزاء المُزالة خلال خطوات نحت قالب الشمع اللاحقة.
أنشئ محاكاة أولية لأجسام ثلاثية الأبعاد في عملية نحت الأسنان خطوة بخطوة. أ: السطح الإنسي للضاحك الأول العلوي؛ ب: السطحان الشفويان العلويان والإنسيان للضاحك الأول العلوي؛ ج: السطح الإنسي للضرس الأول العلوي؛ د: السطح العلوي للضرس الأول العلوي والسطح الإنسي الشدقي. ب - الخد؛ ش - الشفوي؛ م - الإنسي.
تمثل المجسمات ثلاثية الأبعاد عملية تشكيل الأسنان خطوة بخطوة. تُظهر هذه الصورة المجسم ثلاثي الأبعاد النهائي بعد عملية تشكيل الضرس الأول العلوي، مع توضيح التفاصيل والتركيبات لكل خطوة لاحقة. تتضمن بيانات النمذجة ثلاثية الأبعاد الثانية المجسم النهائي بعد تحسينه على الجهاز المحمول. تمثل الخطوط المنقطة أقسامًا متساوية من السن، بينما تمثل الأقسام المنفصلة تلك التي يجب إزالتها قبل تضمين القسم الذي يحتوي على الخط المتصل. يشير السهم الأحمر ثلاثي الأبعاد إلى اتجاه قطع السن، وتشير الدائرة الحمراء على السطح البعيد إلى منطقة تلامس السن، بينما تشير الأسطوانة الحمراء على السطح الإطباقي إلى حدبة السن. أ: خطوط منقطة، خطوط متصلة، دوائر حمراء على السطح البعيد، وخطوات توضح كتلة الشمع القابلة للفصل. ب: اكتمال تقريبي لتشكيل الضرس الأول العلوي. ج: صورة تفصيلية للضرس العلوي الأول، يشير السهم الأحمر إلى اتجاه السن وخيط الفاصل، والحدبة الأسطوانية الحمراء، والخط المتصل يشير إلى الجزء المراد قطعه على السطح الإطباقي. د: الضرس العلوي الأول كاملاً.
لتسهيل تحديد خطوات النحت المتتالية باستخدام الجهاز المحمول، تم إعداد أربع علامات صورية للضرس الأول السفلي، والضاحك الأول السفلي، والضرس الأول العلوي، والناب العلوي. صُممت هذه العلامات باستخدام برنامج فوتوشوب (إصدار 2020، شركة أدوبي المحدودة، سان خوسيه، كاليفورنيا)، واستُخدمت رموز أرقام دائرية ونمط خلفية متكرر لتمييز كل سن، كما هو موضح في الشكل 4. يتم إنشاء علامات صورية عالية الجودة باستخدام محرك Vuforia (برنامج إنشاء علامات الواقع المعزز)، ثم تُنشأ وتُحفظ باستخدام محرك Unity بعد الحصول على تقييم خمس نجوم لنوع واحد من الصور. يتم ربط نموذج السن ثلاثي الأبعاد تدريجيًا بالعلامات، ويُحدد موضعه وحجمه بناءً على هذه العلامات. يستخدم التطبيق محرك Unity وتطبيقات أندرويد قابلة للتثبيت على الأجهزة المحمولة.
علامة الصورة. تُظهر هذه الصور علامات الصور المستخدمة في هذه الدراسة، والتي تعرفت عليها كاميرا الجهاز المحمول حسب نوع السن (الرقم داخل كل دائرة). أ: الضرس الأول السفلي؛ ب: الضاحك الأول السفلي؛ ج: الضرس الأول العلوي؛ د: الناب العلوي.
تم اختيار المشاركين من طلاب السنة الأولى في الفصل العملي لمادة مورفولوجيا الأسنان بقسم صحة الأسنان في جامعة سيونغ، مقاطعة غيونغي. وأُبلغ المشاركون المحتملون بما يلي: (1) المشاركة طوعية ولا تتضمن أي مقابل مادي أو أكاديمي؛ (2) ستستخدم المجموعة الضابطة نماذج بلاستيكية، بينما ستستخدم المجموعة التجريبية تطبيق الواقع المعزز للهواتف المحمولة؛ (3) ستستمر التجربة ثلاثة أسابيع وتشمل ثلاثة أسنان؛ (4) سيتلقى مستخدمو نظام أندرويد رابطًا لتثبيت التطبيق، بينما سيتلقى مستخدمو نظام iOS جهاز أندرويد مثبتًا عليه تطبيق AR-TCPT؛ (5) سيعمل تطبيق AR-TCPT بنفس الطريقة على كلا النظامين؛ (6) سيتم توزيع المشاركين عشوائيًا على المجموعتين الضابطة والتجريبية؛ (7) سيتم إجراء نحت الأسنان في مختبرات مختلفة؛ (8) سيتم إجراء 22 دراسة بعد انتهاء التجربة؛ (9) يمكن للمجموعة الضابطة استخدام تطبيق AR-TCPT بعد انتهاء التجربة. وقد تطوع 52 مشاركًا، وتم الحصول على نموذج موافقة إلكتروني من كل مشارك. تم توزيع مجموعتي الضبط (ن = ٢٦) والتجربة (ن = ٢٦) عشوائيًا باستخدام دالة التوزيع العشوائي في برنامج مايكروسوفت إكسل (٢٠١٦، ريدموند، الولايات المتحدة الأمريكية). يوضح الشكل ٥ عملية اختيار المشاركين والتصميم التجريبي في مخطط انسيابي.
تصميم دراسة لاستكشاف تجارب المشاركين مع النماذج البلاستيكية وتطبيقات الواقع المعزز.
ابتداءً من 27 مارس 2023، استخدمت المجموعة التجريبية والمجموعة الضابطة تقنية الواقع المعزز ثلاثي الأبعاد (AR-TCPT) ونماذج بلاستيكية لنحت ثلاثة أسنان، على التوالي، لمدة ثلاثة أسابيع. قام المشاركون بنحت الضواحك والأضراس، بما في ذلك الضرس الأول السفلي، والضاحك الأول السفلي، والضاحك الأول العلوي، جميعها ذات ملامح مورفولوجية معقدة. لم يتم تضمين الأنياب العلوية في النحت. خصص لكل مشارك ثلاث ساعات أسبوعيًا لنحت سن واحد. بعد الانتهاء من نحت السن، تم استخراج النماذج البلاستيكية وعلامات الصور الخاصة بالمجموعتين الضابطة والتجريبية، على التوالي. بدون خاصية التعرف على علامات الصور، لا يتم تحسين مجسمات الأسنان ثلاثية الأبعاد بواسطة تقنية الواقع المعزز ثلاثي الأبعاد. ولمنع استخدام أدوات تدريب أخرى، تدربت المجموعتان التجريبية والضابطة على نحت الأسنان في غرف منفصلة. تم تقديم ملاحظات حول شكل السن بعد ثلاثة أسابيع من انتهاء التجربة للحد من تأثير تعليمات المدرب. تم توزيع الاستبيان بعد الانتهاء من نحت الضرس الأول السفلي في الأسبوع الثالث من شهر أبريل. استُخدم استبيان مُعدَّل من دراسة ساندرز وآخرون، وألفالا وآخرون، 23 سؤالًا من [26]. قيّم [27] الاختلافات في شكل القلب بين أدوات التدريب. مع ذلك، في هذه الدراسة، استُبعد بند واحد للتلاعب المباشر في كل مستوى من استبيان ألفالا وآخرون [27]. تُبيّن الجدول 1 البنود الـ 22 المستخدمة في هذه الدراسة. بلغت قيم معامل ألفا لكرونباخ للمجموعتين الضابطة والتجريبية 0.587 و0.912 على التوالي.
أُجري تحليل البيانات باستخدام برنامج SPSS الإحصائي (الإصدار 25.0، شركة IBM، أرمونك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية). وتم إجراء اختبار دلالة ثنائي الاتجاه عند مستوى دلالة 0.05. واستُخدم اختبار فيشر الدقيق لتحليل الخصائص العامة كالجنس والعمر ومكان الإقامة وخبرة نحت الأسنان، وذلك لتأكيد توزيع هذه الخصائص بين مجموعتي الضبط والتجربة. وأظهرت نتائج اختبار شابيرو-ويلك أن بيانات الاستبيان لم تكن موزعة توزيعًا طبيعيًا (p < 0.05). لذا، استُخدم اختبار مان-ويتني U غير البارامتري لمقارنة مجموعتي الضبط والتجربة.
تُظهر الصورة 6 الأدوات التي استخدمها المشاركون خلال تمرين نحت الأسنان. تُظهر الصورة 6أ النموذج البلاستيكي، بينما تُظهر الصور 6ب-6د تطبيق AR-TCPT المُستخدم على جهاز محمول. يستخدم تطبيق AR-TCPT كاميرا الجهاز لتحديد علامات الصورة، ويعرض نموذجًا ثلاثي الأبعاد مُحسّنًا للأسنان على الشاشة، ما يُمكّن المشاركين من التفاعل معه وملاحظته في الوقت الفعلي. يتيح زرا "التالي" و"السابق" على الجهاز المحمول مُشاهدة مراحل النحت والخصائص الشكلية للأسنان بالتفصيل. لإنشاء سن، يُقارن مُستخدمو تطبيق AR-TCPT نموذجًا ثلاثي الأبعاد مُحسّنًا للسن على الشاشة مع قالب شمعي.
تدريب على نحت الأسنان. تُظهر هذه الصورة مقارنة بين ممارسة نحت الأسنان التقليدية باستخدام نماذج بلاستيكية، وممارسة نحت الأسنان خطوة بخطوة باستخدام أدوات الواقع المعزز. يمكن للطلاب مشاهدة خطوات النحت ثلاثية الأبعاد بالنقر على زري "التالي" و"السابق". أ: نموذج بلاستيكي ضمن مجموعة نماذج خطوة بخطوة لنحت الأسنان. ب: ممارسة نحت الأسنان التقليدية باستخدام أداة الواقع المعزز في المرحلة الأولى من تكوين الضاحك الأول السفلي. ج: ممارسة نحت الأسنان التقليدية باستخدام أداة الواقع المعزز خلال المرحلة النهائية من تكوين الضاحك الأول السفلي. د: عملية تحديد الحواف والأخاديد. IM: تسمية الصورة؛ MD: جهاز محمول؛ NSB: زر "التالي"؛ PSB: زر "السابق"؛ SMD: حامل الجهاز المحمول؛ TC: آلة نقش الأسنان؛ W: كتلة شمعية
لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية بين مجموعتي المشاركين المختارين عشوائيًا من حيث الجنس والعمر ومكان الإقامة وخبرة نحت الأسنان (قيمة الاحتمال > 0.05). تألفت المجموعة الضابطة من 96.2% من النساء (ن = 25) و3.8% من الرجال (ن = 1)، بينما تألفت المجموعة التجريبية من النساء فقط (ن = 26). ضمت المجموعة الضابطة 61.5% (ن = 16) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 20 عامًا، و26.9% (ن = 7) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 21 عامًا، و11.5% (ن = 3) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 22 عامًا فأكثر. أما المجموعة التجريبية الضابطة، فقد ضمت 73.1% (ن = 19) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 20 عامًا، و19.2% (ن = 5) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 21 عامًا، و7.7% (ن = 2) من المشاركين الذين تبلغ أعمارهم 22 عامًا فأكثر. من حيث مكان الإقامة، سكن 69.2% (ن=18) من المجموعة الضابطة في مقاطعة غيونغي، و23.1% (ن=6) في سيول. في المقابل، سكن 50.0% (ن=13) من المجموعة التجريبية في مقاطعة غيونغي، و46.2% (ن=12) في سيول. بلغت نسبة سكن المجموعتين الضابطة والتجريبية في إنتشون 7.7% (ن=2) و3.8% (ن=1) على التوالي. في المجموعة الضابطة، لم يكن لدى 25 مشاركًا (96.2%) أي خبرة سابقة في نحت الأسنان. وبالمثل، لم يكن لدى 26 مشاركًا (100%) في المجموعة التجريبية أي خبرة سابقة في نحت الأسنان.
يعرض الجدول 2 الإحصاءات الوصفية والمقارنات الإحصائية لاستجابات كل مجموعة على بنود الاستبيان الـ 22. وُجدت فروق دالة إحصائيًا بين المجموعات في الاستجابات على كل بند من بنود الاستبيان الـ 22 (p < 0.01). بالمقارنة مع المجموعة الضابطة، سجلت المجموعة التجريبية متوسط ​​درجات أعلى في بنود الاستبيان الـ 21. فقط في السؤال 20 (Q20) من الاستبيان، سجلت المجموعة الضابطة درجة أعلى من المجموعة التجريبية. يوضح الرسم البياني في الشكل 7 الفرق في متوسط ​​الدرجات بين المجموعات. كما يُظهر الجدول 2 والشكل 7 نتائج تجربة المستخدم لكل مشروع. في المجموعة الضابطة، كان السؤال Q21 هو الأعلى درجة، والسؤال Q6 هو الأقل درجة. في المجموعة التجريبية، كان السؤال Q13 هو الأعلى درجة، والسؤال Q20 هو الأقل درجة. كما هو موضح في الشكل 7، لوحظ أكبر فرق في المتوسط ​​بين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية في السؤال Q6، وأصغر فرق في السؤال Q22.
مقارنة نتائج الاستبيان. رسم بياني شريطي يقارن متوسط ​​نتائج المجموعة الضابطة التي استخدمت النموذج البلاستيكي والمجموعة التجريبية التي استخدمت تطبيق الواقع المعزز. AR-TCPT، أداة تدريب على نحت الأسنان تعتمد على الواقع المعزز.
تزداد شعبية تقنية الواقع المعزز في مختلف مجالات طب الأسنان، بما في ذلك التجميل السريري، وجراحة الفم، وتقنيات الترميم، وشكل الأسنان، وزراعة الأسنان، والمحاكاة [28، 29، 30، 31]. فعلى سبيل المثال، يوفر جهاز مايكروسوفت هولولينز أدوات متطورة للواقع المعزز لتحسين تعليم طب الأسنان والتخطيط الجراحي [32]. كما توفر تقنية الواقع الافتراضي بيئة محاكاة لتدريس شكل الأسنان [33]. ورغم أن هذه الشاشات المثبتة على الرأس، والتي تعتمد على أجهزة متطورة، لم تنتشر بعد على نطاق واسع في تعليم طب الأسنان، إلا أن تطبيقات الواقع المعزز على الأجهزة المحمولة قادرة على تحسين مهارات التطبيق السريري ومساعدة المستخدمين على فهم التشريح بسرعة [34، 35]. كما يمكن لتقنية الواقع المعزز أن تزيد من دافعية الطلاب واهتمامهم بتعلم شكل الأسنان، وتوفر تجربة تعليمية أكثر تفاعلية وجاذبية [36]. وتساعد أدوات التعلم بالواقع المعزز الطلاب على تصور إجراءات طب الأسنان المعقدة والتشريح ثلاثي الأبعاد [37]، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم شكل الأسنان.
لقد تفوقت نماذج الأسنان البلاستيكية المطبوعة ثلاثية الأبعاد على الكتب الدراسية التي تعتمد على الصور والشروحات ثنائية الأبعاد في تدريس علم مورفولوجيا الأسنان [38]. ومع ذلك، فقد فرض التحول الرقمي في التعليم والتقدم التكنولوجي ضرورة إدخال أجهزة وتقنيات متنوعة في الرعاية الصحية والتعليم الطبي، بما في ذلك تعليم طب الأسنان [35]. ويواجه المعلمون تحدي تدريس المفاهيم المعقدة في مجال سريع التطور والديناميكية [39]، مما يستلزم استخدام أدوات عملية متنوعة بالإضافة إلى نماذج راتنج الأسنان التقليدية لمساعدة الطلاب في ممارسة نحت الأسنان. لذلك، تقدم هذه الدراسة أداة عملية للواقع المعزز تعتمد على تقنية الواقع المعزز (AR-TCPT) للمساعدة في ممارسة علم مورفولوجيا الأسنان.
يُعدّ البحث في تجربة المستخدم لتطبيقات الواقع المعزز أمرًا بالغ الأهمية لفهم العوامل المؤثرة في استخدام الوسائط المتعددة [40]. ويمكن لتجربة المستخدم الإيجابية للواقع المعزز أن تحدد مسار تطويره وتحسينه، بما في ذلك الغرض منه، وسهولة استخدامه، وسلاسة تشغيله، وعرض المعلومات، والتفاعل معه [41]. وكما هو موضح في الجدول 2، باستثناء السؤال 20، حصلت المجموعة التجريبية التي استخدمت تقنية الواقع المعزز في التدريب على نحت الأسنان (AR-TCPT) على تقييمات أعلى لتجربة المستخدم مقارنةً بالمجموعة الضابطة التي استخدمت النماذج البلاستيكية. وبالمقارنة مع النماذج البلاستيكية، حظيت تجربة استخدام تقنية الواقع المعزز في التدريب على نحت الأسنان بتقييم عالٍ. وتشمل التقييمات الفهم، والتصور، والملاحظة، والتكرار، وفائدة الأدوات، وتنوع وجهات النظر. وتشمل فوائد استخدام تقنية الواقع المعزز في التدريب على نحت الأسنان سرعة الفهم، وكفاءة التنقل، وتوفير الوقت، وتطوير مهارات النقش قبل السريرية، والتغطية الشاملة، وتحسين التعلم، وتقليل الاعتماد على الكتب الدراسية، والطبيعة التفاعلية والممتعة والغنية بالمعلومات للتجربة. كما تُسهّل تقنية الواقع المعزز في التدريب على نحت الأسنان التفاعل مع أدوات التدريب الأخرى، وتوفر رؤى واضحة من وجهات نظر متعددة.
كما هو موضح في الشكل 7، اقترح تطبيق AR-TCPT نقطة إضافية في السؤال 20: الحاجة إلى واجهة مستخدم رسومية شاملة تُظهر جميع خطوات نحت الأسنان لمساعدة الطلاب على أداء هذه العملية. يُعدّ عرض عملية نحت الأسنان بأكملها أمرًا بالغ الأهمية لتطوير مهارات نحت الأسنان قبل معالجة المرضى. حصلت المجموعة التجريبية على أعلى درجة في السؤال 13، وهو سؤال أساسي يتعلق بالمساعدة في تطوير مهارات نحت الأسنان وتحسين مهارات المستخدم قبل معالجة المرضى، مما يُبرز إمكانات هذه الأداة في ممارسة نحت الأسنان. يرغب المستخدمون في تطبيق المهارات التي يتعلمونها في بيئة سريرية. ومع ذلك، هناك حاجة إلى دراسات متابعة لتقييم تطور وفعالية مهارات نحت الأسنان الفعلية. سأل السؤال 6 عما إذا كان من الممكن استخدام النماذج البلاستيكية وتطبيق AR-TCPT عند الضرورة، وأظهرت الإجابات على هذا السؤال أكبر فرق بين المجموعتين. كتطبيق جوال، أثبت تطبيق AR-TCPT أنه أكثر ملاءمة للاستخدام مقارنةً بالنماذج البلاستيكية. ومع ذلك، لا يزال من الصعب إثبات الفعالية التعليمية لتطبيقات الواقع المعزز بناءً على تجربة المستخدم وحدها. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتقييم تأثير تطبيق AR-TCPT على أجهزة الكمبيوتر اللوحية السنية الجاهزة. ومع ذلك، في هذه الدراسة، تشير تقييمات تجربة المستخدم العالية لـ AR-TCPT إلى إمكاناتها كأداة عملية.
تُظهر هذه الدراسة المقارنة أن تقنية الواقع المعزز للتصوير المقطعي المحوسب (AR-TCPT) تُعدّ بديلاً قيماً أو مكملاً للنماذج البلاستيكية التقليدية في عيادات طب الأسنان، إذ حازت على تقييمات ممتازة من حيث تجربة المستخدم. مع ذلك، يتطلب تحديد تفوقها مزيداً من التقييم الكمي من قِبل مُدرّبي نحت العظام في المراحل المتوسطة والنهائية. إضافةً إلى ذلك، لا بد من تحليل تأثير الاختلافات الفردية في القدرات الإدراكية المكانية على عملية النحت والسن النهائي. تتفاوت القدرات السنية من شخص لآخر، ما قد يؤثر على عملية النحت والسن النهائي. لذا، ثمة حاجة إلى مزيد من البحث لإثبات فعالية تقنية الواقع المعزز للتصوير المقطعي المحوسب (AR-TCPT) كأداة لتدريب نحت الأسنان، وفهم دور تطبيق الواقع المعزز في تعديل عملية النحت والوساطة فيها. ينبغي أن تُركّز الأبحاث المستقبلية على تقييم تطوير أدوات مورفولوجيا الأسنان باستخدام تقنية الواقع المعزز المتقدمة HoloLens.
باختصار، تُظهر هذه الدراسة إمكانات تقنية الواقع المعزز للتصوير ثلاثي الأبعاد (AR-TCPT) كأداةٍ فعّالةٍ لتدريب نحت الأسنان، إذ تُتيح للطلاب تجربة تعليمية مبتكرة وتفاعلية. وبالمقارنة مع مجموعة النماذج البلاستيكية التقليدية، حققت مجموعة AR-TCPT نتائج أفضل بكثير في تجربة المستخدم، بما في ذلك مزايا مثل سرعة الفهم، وتحسين التعلم، وتقليل الاعتماد على الكتب الدراسية. وبفضل تقنيتها المألوفة وسهولة استخدامها، تُقدم AR-TCPT بديلاً واعداً للأدوات البلاستيكية التقليدية، وتُساعد المبتدئين في فن النحت ثلاثي الأبعاد. مع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتقييم فعاليتها التعليمية، بما في ذلك تأثيرها على مهارات النحت لدى الأفراد، وقياس جودة الأسنان المنحوتة.
تتوفر مجموعات البيانات المستخدمة في هذه الدراسة عن طريق الاتصال بالمؤلف المسؤول بناءً على طلب معقول.
بوغاكي، ر. إي.، بيست، أ.، آبي، ل. م. دراسة تكافؤ لبرنامج تعليمي قائم على الحاسوب في علم تشريح الأسنان. مجلة جاي دينت إد. 2004؛ 68: 867-71.
أبو عيد ر، إيوان ك، فولي ج، عويس ي، جاياسينغ ج. التعلم الذاتي وصنع نماذج الأسنان لدراسة مورفولوجيا الأسنان: وجهات نظر الطلاب في جامعة أبردين، اسكتلندا. مجلة طب الأسنان. 2013؛77:1147-53.
لون إم، ماكينا جيه بي، كريان جيه إف، داونر إي جيه، تولوز إيه. مراجعة لأساليب تدريس مورفولوجيا الأسنان المستخدمة في المملكة المتحدة وأيرلندا. المجلة الأوروبية لتعليم طب الأسنان. 2018؛22:e438–43.
أوبريز أ.، بريغز س.، باكمان ج.، غولدشتاين ل.، لامب س.، نايت و.ج. تدريس تشريح الأسنان ذي الصلة سريريًا في مناهج طب الأسنان: وصف وتقييم وحدة مبتكرة. مجلة جاي دينت إد. 2011؛75:797-804.
كوستا إيه كيه، خافيير تي إيه، بايس جونيور تي دي، أندرياتا فيلهو أو دي، بورخيس إيه إل. تأثير مساحة التلامس الإطباقي على عيوب الحدبات وتوزيع الإجهاد. مجلة الممارسة لطب الأسنان المعاصر. 2014؛15:699-704.
Sugars DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF. عواقب عدم استبدال الأسنان الخلفية المفقودة. مجلة الجمعية الأمريكية لطب الأسنان. 2000؛131:1317-23.
وانغ هوي، شو هوي، تشانغ جينغ، يو شنغ، وانغ مينغ، تشيو جينغ، وآخرون. تأثير الأسنان البلاستيكية المطبوعة ثلاثية الأبعاد على أداء مقرر مورفولوجيا الأسنان في إحدى الجامعات الصينية. مجلة BMC للتعليم الطبي. 2020؛20:469.
ريسنيس إس، هان ك، هادلر-أولسن إي، سهيك أ. لغز تحديد الأسنان: طريقة لتدريس وتعلم مورفولوجيا الأسنان. المجلة الأوروبية لتعليم طب الأسنان. 2019؛23:62-7.
كيركوب إم إل، آدامز بي إن، ريفز بي إي، هيسيلبارت جيه إل، ويليس إل إتش: هل الصورة تساوي ألف كلمة؟ فعالية تقنية الآيباد في دورات مختبرات طب الأسنان ما قبل السريرية. مجلة جاي دينت إد. 2019؛83:398-406.
جوداكر سي جيه، يونان آر، كيربي دبليو، فيتزباتريك إم. تجربة تعليمية بدأت بسبب جائحة كوفيد-19: استخدام إزالة الشعر بالشمع في المنزل والندوات عبر الإنترنت لتدريس دورة مكثفة في علم مورفولوجيا الأسنان لمدة ثلاثة أسابيع لطلاب السنة الأولى الجامعية. مجلة طب الأسنان التعويضي. 2021؛30:202-209.
روي إي، بكر إم إم، جورج آر. الحاجة إلى محاكاة الواقع الافتراضي في تعليم طب الأسنان: مراجعة. مجلة طب الأسنان السعودية 2017؛ 29: 41-7.
غارسون ج. مراجعة لخمسة وعشرين عامًا من التعليم بالواقع المعزز. التفاعل التكنولوجي متعدد الوسائط. 2021؛5:37.
تان إس واي، أرشاد إتش، عبد الله إيه. تطبيقات الواقع المعزز للهواتف المحمولة الفعالة والقوية. المجلة الدولية للعلوم المتقدمة والهندسة وتكنولوجيا المعلومات. 2018؛8:1672-8.
وانغ م.، كالاغان و.، برنهاردت ج.، وايت ك.، بينيا-ريوس أ. الواقع المعزز في التعليم والتدريب: أساليب التدريس وأمثلة توضيحية. مجلة الذكاء المحيطي. الحوسبة البشرية. 2018؛9:1391-402.
بيلاس ن، فوتاريس ب، كازانيديس إ، ويلز د. تحسين تجربة التعلم في التعليم الابتدائي والثانوي: مراجعة منهجية للاتجاهات الحديثة في التعلم بالواقع المعزز القائم على الألعاب. الواقع الافتراضي. 2019؛23:329-46.
مازوكو أ.، كراسمان أ.ل.، رياتيغي إ.، غوميز ر.س. مراجعة منهجية للواقع المعزز في تعليم الكيمياء. مجلة التربية الرعوية. 2022؛10:e3325.
أكجاير م، أكجاير ج. فوائد وتحديات الواقع المعزز في التعليم: مراجعة منهجية للأدبيات. دراسات تربوية، طبعة 2017؛ 20: 1-11.
دانليفي إم، ديدي إس، ميتشل آر. إمكانيات وقيود محاكاة الواقع المعزز التعاونية الغامرة للتعليم والتعلم. مجلة تكنولوجيا تعليم العلوم. 2009؛18:7-22.
تشنغ كيه إتش، تساي إس كيه. فرص الواقع المعزز في تعلم العلوم: اقتراحات للبحوث المستقبلية. مجلة تكنولوجيا تعليم العلوم. 2013؛22:449-62.
كيليستوف إيه جيه، ماكنزي إل، دي إيون إم، تريندر كيه. فعالية تقنيات النحت التدريجي لطلاب طب الأسنان. مجلة جاي دينت إد. 2013؛77:63-7.