人體解剖學基于三維數字化人體平臺的課程設計與實踐

孫振山 李一帆 楊茂有

人體解剖學是研究人體形態和構造的科學，是臨床醫學課程的橋梁。醫學生對人體解剖學知識掌握得如何，對后續的其他基礎醫學和臨床醫學課程的學習有著舉足輕重的影響[1]。然而尸體標本來源匱乏，學生動手參與操作尸體解剖的機會逐漸減少，不利于學生理解和掌握人體的空間結構，更加影響了學生實踐操作能力的培養和鍛煉，嚴重影響教學效果。如何調動學生學習的積極性、主動性，培養學生的創新能力和動手操作能力成為現代解剖教學過程中的一個急需解決的問題。三維數字虛擬人體解剖軟件的應用，是醫學與信息技術、計算機技術相結合的成果。為醫學、生命科學等的研究和應用提供了基礎與技術支撐，為人體解剖學的教學課程設計提供了新的思路[2]。

1 基于三維數字化人體平臺的課程設計

1.1 三維人體數字化平臺的功能特點 可視化虛擬人體解剖軟件，收集了2000 多個解剖學結構，通過鼠標的點擊、選擇即可完成逐層解剖、添加某結構、器官及系統組建；3 D模型可360°旋轉，實現從不同角度看統一結構，并通過拉動顯示尺度放大或縮小圖像；通過皮膚透明度調節，可選擇透視察看內部結構，學生可以從三維水平更好地理解器官的結構和生理功能。

1.2 三維人體數字化平臺的優勢 三維人體數字化平臺融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支。具有以下優勢：直觀立體的為學生創建人體器官的空間結構，將教學中某些抽象、復雜難于講述的宏觀與微觀的內容，從三維水平生動地展現給學生，幫助學生在頭腦中構建復雜的人體結構?？芍貜蛯吮具M行解剖操作，節省了大量的資源。利用該軟件進行人體解剖實驗教學時，學生可反復進行操作和訓練。通過鼠標的點擊、選擇即可完成逐層解剖、構建結構、器官等[3]。學生在上實驗課之前可利用軟件反復的虛擬練習。在頭腦中形成人體各系統器官的形態和結構特征以及各器官、結構間的空間概念之后，在動手對標本進行實際操作，不僅讓學生感覺到實驗教學的輕松同時可大大提高了實驗的效果，起到了事半功倍的作用。整合了斷層、局部、系統解剖學解剖學的課程，將獨立的課程有機的集合起來。作為解剖學的教學平臺，軟件通過透明度的處理將斷層解剖學、局部解剖學、系統解剖學等有機結合起來[4]，使學習更具連貫性和關聯性，為學生進一步學習后續的醫學基礎課和臨床醫學課程奠定基礎。另外軟件還提供中英文對照，并伴有英文發音，為解剖學的雙語教學、學生專業詞匯學習提供了可能。

1.3 課程設計的理念與思路 人體解剖學實一門實踐性很強的課程，醫學生對人體構造認識理解和記憶都是來源于尸體解剖和模型觀察。為使學生能夠正確掌握人體各系統主要器官的位置、形態、組織結構特點及毗鄰關系，為后續課程及臨床實踐打好基礎，課程的內容和形式都要以培養學生觀察能力、動手能力、創新能力和形象記憶能力為目標。人體解剖學課程設計的表現形式和教學方法是理論和實踐教學同步與三維數字化人體平臺相結合的教學模式。理論課在充分利用多媒體教學課件、實物標本、模型等教學素材的基礎上，同時應用三維數字化人體平臺。對一些直觀、易于理解的系統，如運動系統直接在實驗室授課，充分利用骨骼、尸體等實物標本；對一些復雜、抽象的系統，如神經系統、循環系統、內分泌系統，直接在三維數字化人體平臺多媒體室授課，學生在聽課的同時通過操作鼠標，選擇某一系統、器官、結構，從不同角度觀看人體器官的空間結構，使復雜、抽象的內容易于理解、掌握[5]。實驗課充分發揮解剖實驗室和三維數字化人體平臺的優勢，在提供有限的尸體標本供學生解剖操作的同時，開放三維數字化人體平臺多媒體室；學生可以分組，分別在實驗室和多媒體室輪換進行。通過實驗室和三維數字化人體平臺多媒體室同時開放，學生可充分利用尸體解剖操作，實物標本和三維數字化人體平臺，使學生對人體各系統器官的位置、形態及毗鄰關系等知識點有了立體感和透視感，同時也培養了學生實踐動手操作能力、創新能力和現代化儀器應用的能力。

2 人體解剖學基于三維數字化人體平臺課程設計的實踐反思

三維數字化人體平臺在解剖教學中的應用是我國醫學高等教育改革的一項重要模式，該平臺將教材中抽象、復雜的內容直觀、立體地表現出來，學生可以從三維水平更好地理解器官的形態、結構、位置和毗鄰關系，激發了學生學習的主觀能動性，提高了尸體解剖實踐操作的準確性，受到了教師和學生的歡迎[4]。三維數字化人體平臺呈現出的三維立體空間結構雖然直觀，但畢竟不是實物，學生親自動手解剖操作、親身感受是解剖教學的必須要求，所以在加強三維數字化人體平臺建設的同時，還要加大投入，多方籌措尸源，保證學生有親自動手解剖操作的機會，為提高學生實踐動手能力和進入臨床打下基礎。成功的將三維數字化人體平臺與傳統教學相互結合，取長補短，相輔相成，共同發展。

[1]秦向征，李光照，李良昌.局部解剖學教學所面臨的問題及解決方法[J].解剖學科學進展，2010，16（1）：95-96.

[2]邱明國，張紹祥，劉正津，等.數字化可視人體在解剖學教學中的初步應用[J].四川解剖學雜志，2004，12（10）：41-42.

[3]劉光久，張紹祥.數字化人體圖像和三維模型在解剖教學中的應用[J].局解手術學雜志，2011，20（2）：2.

[4]鄧長弓.數字化可視人體在解剖教學中的應用趨勢初探[J].川北醫學院學報，2010，25（5）：67.

[5]程昊，周波.計算機三維數字人體模型在人體解剖學中的應用[J].現代醫藥衛生，2009，4（24）：3519.