3D打印在《家畜解剖學》教學中的應用

譚立 王一強 劉豐圖 馬君艷 馬林 陳雪龍

摘要：采用3D打印技術替代甲醛浸制法和塑化法進行動物解剖標本的制作，對標本數字化模型構建、打印材料的優化等方面進行探討，改進并完善基于3D打印解剖標本的制作技術;同時也降低了解剖標本制作過程中有毒有害物質的使用與殘留，在規模應用中降低標本制作費用，提高標本制作效率，改善多期標本的一致性與準確性，并擴展3D打印技術在動物解剖等課程中的應用，為豐富動物解剖學課程的教學手段提供新的技術方向和保障。

關鍵詞：3D打印;解剖學;標本制作;塑化標本;教學改革

中圖分類號：S852.1 ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：2095-9737（2019）05-0012-02

《家畜解剖學》是農業院校動物醫學、動物科學、動物藥學等專業一門重要的基礎專業課。熟練掌握此課程是其他基礎課程和專業課程是學習的關鍵。《家畜解剖學》作為一門形態學描述學科的課程，其特殊性是具有直觀性、名詞多、術語多、理解難、記憶難等[1]。2011年黑龍江八一農墾大學動物科學專業被黑龍江省“十二五”規劃確定為省級特色專業后，培養扎實的基礎知識、實踐能力強的本科生成為主要目標。《家畜解剖學》實驗教學是其教學中的重要組成部分，是決定該學科教學質量的重要因素。實驗教學質量直接影響學生自主解剖操作技能的提高和思維能力的提升，也決定了動物科學應用型人才培養，教研室的所有專業老師都是根據實驗室標本的現狀和臨床實踐的價值以及實驗內容的應用，將原有的理論基礎轉化為實踐操作，讓學生在實踐中學習，更可以加深學生們的印象[2]。

在實驗中最重要的便是解剖模型，原始的辦法都是由甲醛浸泡的而甲醛卻對人體有很大的危害，采用3D打印技術替代甲醛浸制法和塑化法進行動物解剖標本的制作，對標本數字化模型構建、打印材料的優化等方面進行探討，改進并完善基于3D打印解剖標本的制作技術[3];也降低了解剖標本制作過程中有毒有害物質的使用與殘留，在規模應用中降低標本制作費用，提高標本制作效率，改善多期標本的一致性與準確性，并擴展3D打印技術在動物解剖等課程中的應用，為豐富動物解剖學課程的教學手段提供新的技術方向和保障。

1 3D打印制作解剖標本基本步驟

首先使用計算機建模軟件對模型進行建模，然后將3D模型“分段”為逐層切片或切片，以指導打印機逐層打印。PLY是掃描3D文件的掃描儀，生成的VRML或WRL文件通常用作全彩色打印輸入文件。3D打印機的工作方式與傳統打印機的工作方式大致相同，包括控制組件、機械組件、打印機、耗材和介質。該體系結構由相同的打印原理組成。3D打印機主要在計算機上構建完整的3D模型，然后打印出來。

2 3D打印技術制作標本的優勢與局限

與傳統塑化標本相比，塑化標本無味、無毒、對人體刺激性小，消除了學生接觸標本時的恐懼和惡心反應。形態清晰直觀，易于觀察和識別，便于學生完成實驗[4]。明確教學目標，提高教學效果，補充教學的不足。這樣進行教學，節約教學資源。塑化標本雖然有許多優點，但也存在不足。因此在實驗教學中，除了充分利用塑化試樣外，還要合理配置相應的傳統塑料試件使用后，應放置在通風、陰涼、干燥處，以保證其質量和使用。塑化標本在學生的教學實驗上是有一定的缺陷的，塑化標本的成本相對較高，保存方法相對復雜，制作周期長。因此在《家畜解剖學》的教學實驗中塑化標本技術相對完善。

3D打印技術不僅能使學生更容易接受和掌握知識，還可以結合計算機知識和解剖學知識擴展技能提高學習能力[5]。由于肌肉、骨骼、血管和神經的復雜性，解剖學的難點在于掌握解剖技能掌握解剖技能是非常困難的，單憑記憶知識點并不是有效和無聊的。利用該技術制作樣本，通過觀察樣本，可以看到原因，所學知識可以用于進一步分析和判斷，可以獲得診斷和治療計劃，并可以制定解剖計劃。學生的動手能力和團隊合作能力可以在解剖學實踐中逐步培養。在選拔、生產、改進等過程中，團隊需要相互協商、學習和提升。從而可以使《家畜解剖學》教學質量進一步提高。

3 3D打印技術展望

3D打印技術具有廣闊的應用前景，在大規模社會生產領域具有革命意義。在工業、農業、教育業都有很大的應用。可以為人們帶來很大的幫助。因此作為中華民族偉大復興的不懈追求，中國應該毫不猶豫地接受這場技術革命的指揮，努力追趕它[6]。3D打印技術已成為當今世界技術創新的趨勢，這是不可逆轉的。但首先， 我們必須弄清楚這項技術是否對我國有實質性的影響，以便做出更有效的科學判斷和合理的規劃，從而使其有更好的發展[7]。

參考文獻：

[1] 楊彬，楊雋，張旭，等.塑化標本在畜禽解剖學教學中的應用[J].畜牧與飼料科學，2016，37（05）：67-68.

[2] 包慧君.動物標本在《動物解剖學》課程中的應用[J].畜牧與飼料科學，2015，36（09）：62-64.

[3] 李勇，巴發海，許鶴君.3D打印技術的發展和挑戰[J].理化檢驗（物理分冊），2018，54（11）：799-804，825.

[4] 徐松鶴，郭永明，杜章.小型動物整體標本的塑化制作方法[J].集寧師范學院學報，2016，38（05）：14-16，22.

[5] 王元楨.3D打印技術應用簡介[J].中國設備工程，2018（15）：169-170.

[6] 任旭陽，崔玉影，王曉旭，等.“動物標本制作技能訓練”開放實驗室項目的建設與實踐[J].實驗室科學，2016，19（03）：164-166，171.

[7] 楊彩霞. 3D打印技術如何影響未來[N].學習時報，2018-11-21.