人體解剖學基于三維數(shù)字化人體平臺的課程設(shè)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(tài)和構(gòu)造的科學，是臨床醫(yī)學課程的橋梁。醫(yī)學生對人體解剖學知識掌握得如何，對后續(xù)的其他基礎(chǔ)醫(yī)學和臨床醫(yī)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(jié)構(gòu)，更加影響了學生實踐操作能力的培養(yǎng)和鍛煉，嚴重影響教學效果。如何調(diào)動學生學習的積極性、主動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手操作能力成為現(xiàn)代解剖教學過程中的一個急需解決的問題。三維數(shù)字虛擬人體解剖軟件的應(yīng)用，是醫(yī)學與信息技術(shù)、計算機技術(shù)相結(jié)合的成果。為醫(yī)學、生命科學等的研究和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)與技術(shù)支撐，為人體解剖學的教學課程設(shè)計提供了新的思路[2]。

1 基于三維數(shù)字化人體平臺的課程設(shè)計

1.1 三維人體數(shù)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(jié)構(gòu)，通過鼠標的點擊、選擇即可完成逐層解剖、添加某結(jié)構(gòu)、器官及系統(tǒng)組建；3 D模型可360°旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)從不同角度看統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，并通過拉動顯示尺度放大或縮小圖像；通過皮膚透明度調(diào)節(jié)，可選擇透視察看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學生可以從三維水平更好地理解器官的結(jié)構(gòu)和生理功能。

1.2 三維人體數(shù)字化平臺的優(yōu)勢 三維人體數(shù)字化平臺融合了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支。具有以下優(yōu)勢：直觀立體的為學生創(chuàng)建人體器官的空間結(jié)構(gòu)，將教學中某些抽象、復雜難于講述的宏觀與微觀的內(nèi)容，從三維水平生動地展現(xiàn)給學生，幫助學生在頭腦中構(gòu)建復雜的人體結(jié)構(gòu)。可重復對標本進行解剖操作，節(jié)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(gòu)建結(jié)構(gòu)、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(tǒng)器官的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征以及各器官、結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(tǒng)解剖學等有機結(jié)合起來[4]，使學習更具連貫性和關(guān)聯(lián)性，為學生進一步學習后續(xù)的醫(yī)學基礎(chǔ)課和臨床醫(yī)學課程奠定基礎(chǔ)。另外軟件還提供中英文對照，并伴有英文發(fā)音，為解剖學的雙語教學、學生專業(yè)詞匯學習提供了可能。

1.3 課程設(shè)計的理念與思路 人體解剖學實一門實踐性很強的課程，醫(yī)學生對人體構(gòu)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(tǒng)主要器官的位置、形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)特點及毗鄰關(guān)系，為后續(xù)課程及臨床實踐打好基礎(chǔ)，課程的內(nèi)容和形式都要以培養(yǎng)學生觀察能力、動手能力、創(chuàng)新能力和形象記憶能力為目標。人體解剖學課程設(shè)計的表現(xiàn)形式和教學方法是理論和實踐教學同步與三維數(shù)字化人體平臺相結(jié)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(chǔ)上，同時應(yīng)用三維數(shù)字化人體平臺。對一些直觀、易于理解的系統(tǒng)，如運動系統(tǒng)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(tǒng)，如神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)，直接在三維數(shù)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(tǒng)、器官、結(jié)構(gòu)，從不同角度觀看人體器官的空間結(jié)構(gòu)，使復雜、抽象的內(nèi)容易于理解、掌握[5]。實驗課充分發(fā)揮解剖實驗室和三維數(shù)字化人體平臺的優(yōu)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(shù)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(shù)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(shù)字化人體平臺，使學生對人體各系統(tǒng)器官的位置、形態(tài)及毗鄰關(guān)系等知識點有了立體感和透視感，同時也培養(yǎng)了學生實踐動手操作能力、創(chuàng)新能力和現(xiàn)代化儀器應(yīng)用的能力。

2 人體解剖學基于三維數(shù)字化人體平臺課程設(shè)計的實踐反思

三維數(shù)字化人體平臺在解剖教學中的應(yīng)用是我國醫(yī)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(nèi)容直觀、立體地表現(xiàn)出來，學生可以從三維水平更好地理解器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、位置和毗鄰關(guān)系，激發(fā)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(shù)字化人體平臺呈現(xiàn)出的三維立體空間結(jié)構(gòu)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(shù)字化人體平臺建設(shè)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(chǔ)。成功的將三維數(shù)字化人體平臺與傳統(tǒng)教學相互結(jié)合，取長補短，相輔相成，共同發(fā)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(shù)字化可視人體在解剖學教學中的初步應(yīng)用[J].四川解剖學雜志，2004，12（10）：41-42.

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

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

[5]程昊，周波.計算機三維數(shù)字人體模型在人體解剖學中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2009，4（24）：3519.