加入3D解剖模擬技術的新型人體解剖學教學方法研究

李小飛，沈軍生，毋濤濤

（河南理工大學醫學院，河南 焦作 454000；焦作衛生醫藥學校，河南 焦作 454000）

加入3D解剖模擬技術的新型人體解剖學教學方法研究

李小飛，沈軍生，毋濤濤

（河南理工大學醫學院，河南 焦作 454000；焦作衛生醫藥學校，河南 焦作 454000）

3D解剖模擬技術與傳統教學方法相結合產生的新型人體解剖學教學方法，解決了人體解剖學教學過程中標本數量少、掛圖和教科書插圖無立體感、解剖名詞難以理解等諸多問題，在理論和實驗教學中利用其三維立體空間構象，便于學生理解解剖學知識。

3D解剖模擬技術；人體解剖學；教學方法

人體解剖學是研究人體形態結構及其發生發展的科學，屬于生物學科中形態學范疇，是醫學教育中一門重要的基礎課程，其主要任務是研究人體器官組織的形態特征、發生發展及位置毗鄰，故要求教師在教學過程中逐步培養學生的空間想象能力和立體構象能力。

人體解剖學教學常采用教科書、圖譜、標本和模型輔以教師指導的教學方法，但由于尸源緊缺、模型仿真度不夠、掛圖和教科書插圖無立體感等問題，使得人體解剖學內容抽象且難以理解。本文探討加入3D解剖模擬技術的新型人體解剖學教學方法，即3D解剖模擬技術與傳統教學方法相結合，以達到教學內容直觀明了、學生學習興趣提高、課堂教學質量提升的目的。

1 3D解剖模擬技術

1.1 3D解剖模擬技術的硬件支持

實施3D解剖模擬技術的新型人體解剖學教學方法需要有多媒體教室，在多媒體教室安裝運行3D解剖學軟件、辦公軟件等多媒體素材的計算機及投影儀和音響設備。

1.2 3D解剖模擬技術的特點

3 D解剖模擬技術是將教學素材以多媒體形式展現出來，應用于人體解剖學教學，達到全方位、多角度、精細、立體展現各器官、系統的目的。

3 D多媒體素材以人體CTMRI掃描數據為基礎［1］，經過圖像獲取、圖像預處理、圖像分割、三維重建等步驟構建起來的三維模型［2］，可以實現高精度360度旋轉、高清晰度放大縮小、獨立展示單個結構和整體展示多系統或器官位置等操作。

可供教學使用的3D多媒體素材種類較多，由國內和國外多家公司制作，教學使用過程中各有優勢和弊端，所以在教學中應根據教學對象的學歷層次、專業方向以及所授課程的章節特點靈活運用［3］，突出重、難點。同時可將多種3D多媒體素材結合使用，以期獲得理想的教學效果。

2 新型人體解剖學教學方法的實施

3 D多媒體素材可分為3類：圖片、視頻、軟件。可根據講授內容的特點，合理地將這3種多媒體素材融入傳統人體解剖學教學方法中，使抽象、枯燥的知識變得生動形象。

2.1 3D圖片與傳統教學方法的結合

利用我國可視化人體CVH數據集創建的PDF文件，在每個解剖局部單獨生成一個三維便攜式文件［4］。該便攜式文件，幾乎包括該局部的所有解剖結構，解剖結構被定義它們常用的解剖顏色，三維模型表面光滑、美觀。在講解局部解剖結構時，可以直接觀看PDF文件，也可在PPT課件制作時用PDF文件截圖，選擇合適視角來清晰展示局部解剖結構。

2.2 3D視頻與傳統教學方法的結合

3 D視頻可以通過轉換為WMV或者AVI視頻格式，嵌入PPT課件，在講解器官的動態結構功能時播放，變枯燥的文字敘述為動態的視覺展示，降低學生理解的難度。例如，在講解動脈血管和靜脈血管血管壁的區別時，通過3D視頻展示動脈血管和靜脈血管中的血液流動，讓學生自己總結動脈血管和靜脈血管的特點。

2.3 3D軟件與傳統教學方法的結合

3 D軟件可以和PPT課件同時運行，WINDOWS XP系統提供在放映PPT課件時通過快捷鍵“ALT+TAB”進行快捷切換，隨后的WIN7和WIN8系統均支持“ALT+TAB”進行快捷切換和“開始+TAB”三維預覽界面快捷切換。故講解系統整體組成和器官局部結構時，可通過快捷方式切換出3D軟件，選擇合適視角進行解剖學講解。

3 新型人體解剖學教學方法的應用

3.1 新型人體解剖學教學方法在理論課教學中的應用

人體解剖學理論課傳統教學只利用掛圖和幻燈片來單純展示二維平面圖，無立體感，層次結構和方位不夠清晰；在教學過程中，對于一些名詞和描述需要學生利用抽象思維，建立人體各系統和各器官之間的空間結構，學生常感到抽象難懂。

新型人體解剖學教學方法可以將3D圖片、3D視頻、3D軟件運用于理論教學，3D圖片和3D視頻可以直接插入PPT課件，3D軟件在需要展示局部結構或整體方位特點時，可通過快捷切換的方式展現。3D多媒體素材的加入可以直觀展示整體和局部特點，清晰展現三維架構，減少學生聽課負擔，降低教師授課難度。例如，利用3D軟件在單獨講解肱骨和肩胛骨局部結構后整體講解肩關節的組成及特點，運用3D視頻展示肩關節運動形式。

3.2 新型人體解剖學教學方法在實驗課教學中的應用

在傳統人體解剖學實驗課教學中，教師拿著標本或者模型在講臺上示教，然后指導學生觀察。由于標本少，同時標本無法既顯示表面結構又顯示內部結構；模型仿真度不高，局部結構小而不易于觀察到；尸體標本經甲醛處理，具有非常強烈的揮發性和刺激性，教師和學生長時間吸入甲醛，會嚴重影響身心健康［5］。

利用新型人體解剖學教學方法，在實驗課上通過投影儀展示掛圖、標本或是模型上無法觀察到的結構，完整、直觀地顯示在大屏幕上，整體結構和局部結構均清晰可見。所以，新型人體解剖學教學方法可以降低標本的數量需求，減輕教師和學生的負擔，提高教師的教學熱情和學生學習的主動性。

4 結語

加入3D解剖模擬技術的新型人體解剖學教學方法彌補了傳統理論和實驗教學的不足，不僅可以激發學生學習人體解剖學的熱情，提高對知識的理解和掌握程度，而且減少了學校解剖實驗室建設投入，降低了教師授課難度。但是應用新型人體解剖學教學方法還需注意一些問題，教師教學不能完全依賴3D解剖模擬技術而忽略對知識點的講解和總結；同時，學校要與相關軟件公司建立長期的合作關系，對3D多媒體素材進一步加工和修改。

［1］劉明.3D多媒體在人體解剖學教學中的應用［J］.解剖學研究，2012（2）：147-150.

［2］范敏，戴培山.計算機三維模型在解剖教育中的應用［J］.中國醫學物理學雜志，2012（6）：3822-3826.

［3］段妍君，袁芳.中醫院校解剖教學中3D多媒體技術的科學應用［J］.數理醫藥學雜志，2012（6）：755-756.

［4］吳毅，羅娜，譚立文，等.三維便攜式文件在解剖教學中的應用［J］.西北醫學教育，2014（2）：320-321.

［5］王星，史君，張少杰，等.3D多媒體技術在解剖學教學中應用探討［J］.科技創新導報，2014（1）：163-165.

G434

B

1671-1246（2015）09-0041-02

2014年河南省醫學教育教學改革和研究項目“3D模擬技術在人體解剖學教學中的應用研究”（WJLX2014180）