雨課堂結合虛擬仿真技術在“功能解剖學”教學中的應用

楊春 杜以寬 李文漫 孫艷芹 郭金華

關鍵詞：功能解剖學;虛擬仿真;雨課堂

作為康復學專業的一門專業基礎課程，“功能解剖學”主要介紹正常人體器官結構和功能、結構配布、規律及其在康復中的應用。康復專業的學生學習本門課程后，能明晰建立起對人體正常的生理結構、一般生長發育規律的普遍性認識，更明確體內器官的具體位置、形態、作用和生命活動的規律及其調節機制;了解康復訓練后引起人體器官、功能的變化及相關預防保健等方面的基礎知識;為后續康復課程的學習做前期準備，為今后從事康復工作打基礎。傳統的“功能解剖學”教學還是以教師為中心，基于PPT結合課本、圖譜等填鴨式教學，學生被動接收相關知識信息。課堂教學形式單一、枯燥，互動性不足，切身體驗差，學習積極性降低，嚴重影響了教學效果。而且解剖學教學內容多而雜、學生理解記憶比較差，很難激起學習興趣。而且時常存在學習過程中動態監測、個性化指導缺失的弊端。理論課上時間緊湊，學生很難理解教材內容，導致實驗課上則對知識無法消化，影響教學效果。傳統理論課堂受學時限制，很難發揮實時交互的優勢。學生眾多，無法進行有效互動，不利于及時準確掌握每名學生、每堂課的教學信息，亦無法進行及時的教學反饋和策略調整。其教學效果、學生學習效果只能依靠教師的教學經驗來判斷。目前傳統的教學模式已然不能滿足現有教學的需要，在教學過程中需要不斷尋找新的方法、手段、途徑進而提高教學的質量，進一步激發學生的學習興趣。利用雨課堂教學，可以進行課前預習、課堂互動、課后答疑等多個環節，可以對學生自主學習情況實時監督并反饋，實現個性化學習，這符合教改和提高學生學習興趣等的需求。

沒有解剖學就沒有醫學，因此解剖學知識的掌握對醫學生而言至關重要。因為課時有限，不論是理論課還是實驗課，老師在課堂上傳授的知識點是非常有限的，以選擇教學大綱的重點內容為主，只能拋磚引玉，授人以漁。想要掌握全面的知識，需要學生課后花大量的時間自主學習，這樣才能拓寬其知識體系。如何有效地在網絡上從眾多復雜多樣、質量良莠不齊的學習資料中篩選、鑒別哪些學習資源更合適使用，已經成為部分學生的難題。教師可以將需要講授的相關知識的學習資源鏈接、資料等借助PPT進行展示，借助雨課堂的資源載體功能進行推送。這樣可以使同學們更好地把握學習時間，提升對知識的理解掌握程度。

雨課堂是一款基于微信平臺的免費的新型智能教學平臺。具有簡單熟悉的課件制作、最便攜的智慧教室、最立體的教學數據報表、任務提醒等功能。雨課堂將Power-Point和微信融合在一起，科學的覆蓋了課前、課中及課后3個教學環節。通過二維碼等可以進行課堂簽到，參與隨堂測驗，共享PPT輔助學習等，豐富的互動增加了學生對課題的興趣。同時，課堂互動反饋可及時被記錄，有助于老師手機數據，個性化教學。老師則可以使用雨課堂進行相關學習資源推送、課件的發布、點名等，分析隨堂測驗及評價等反饋情況有助于全面、量化評價其學習情況。雨課堂應用于功能解剖學教學，使冗繁的知識碎片化。通過課前推送資料、預習，課堂事實互動，課后鞏固、答疑等，實時監督、反饋學生自主學習情況，真正地實現個性化的自主學習，契合了教師授課和學生學習的不同需求。

隨著時代的發展和科學技術的進步，醫學領域出現了一系列3D數字虛擬仿真系統的人類研究產品。融合人體斷面標本、CT、MR等相關信息，通過三維可視化軟件進行重建，構成了現在的虛擬解剖教學軟件。該軟件對人體結構可立體展示，可以360度地旋轉，多角度、多層面地觀察。這些數字虛擬仿真系統具有三維、交互、虛擬、可視等特點。聯合這些虛擬仿真重建、虛擬可視化等軟件教學，克服了傳統醫學教學的局限性，受到了醫學教師、學生和臨床工作者的認可。虛擬仿真軟件可人機交互，與傳統解剖教學的圖譜、掛圖相比，其更逼真，互動及沉浸性等方面都具有更明顯的優勢。可以三維立體的從任何角度、方向觀察人體的組織結構是數字虛擬仿真系統的最大特點。可以隨意旋轉移動、隱藏、拉伸、剪切圖像。觸摸屏的操作更增添了互動性。使人體結構的形態、功能、毗鄰、層次結構變化及體表標志等解剖學知識更深入、具體地展示在學生面前。數字虛擬仿真系統操作比較簡單，但教學資源卻十分豐富，具備系統解剖學、局部解剖學、斷面解剖學等多方面資源。學生可模擬實操過程，互動性、參與性都更高，減少標本浪費。還可以改善目前功能解剖標本的短缺的問題。隨著科技的發展，虛實結合的實驗教學方法是目前解剖教學發展的趨勢。因此，可以將數字虛擬仿真系統、雨課堂與傳統“功能解剖學”教學相結合，取長補短，發揮各自優勢，相互融合，提高教改效果。本文論述了雨課堂結合數字虛擬仿真系統在“功能解剖學”教學中的作用效果，以期進一步為相關教學改革提供依據。

1聯合雨課堂、3D數字虛擬仿真可有針對性教學。實時互動，提高學生自主學習能力和教學效果

“功能解剖學”理論教學內容冗雜、枯燥無味，將3D仿真重建、虛擬可視化軟件應用于理論課堂，可提供完整的教學資源，更直觀地展示組織結構的空間關系。教師可以課前利用雨課堂發布課程相關預習內容，基于雨課堂預習數據進一步整合分析，有針對性地在課堂上答疑解惑。課中可以互動、交流，點名、答疑，進行隨堂測驗及實時的監督學生完成課業情況。根據反饋結果一一了解學生的自主學習情況。課后教師針對學生對重難點知識掌握不透徹的情況，及課堂中相關拓展知識制作相關課件。課后作業、優質學習資源等相關資料可隨雨課堂發布，拓展學生學習的時間和空間，使學生自主學習相關內容。

教師可利用雨課堂將抽象的教學內容立體化、形象化;同時使學習具有探索性，學生可根據老師的講解自行操作，課堂氣氛活躍，提高學習積極性。

3D數字虛擬仿真系統是一個完整的體系，可以直觀地顯示人體的系統組成。有助于其基本解剖知識的掌握、吸收。3D解剖圖像具有更高的清晰度、色彩飽和度，較傳統解剖圖片更具優勢。圖像生動、逼真，給人印象深刻，尤其具有空間性，使原本枯燥晦澀的解剖學知識變得形象化。三維立體圖更好地顯示了形態結構的空間的位置關系，使得解剖學不再神秘，尤其是某種體位下空間結構的變化，更增強學生的感知力、理解力。結合虛擬仿真可讓課堂更形象化、具體化、可視化，促進其掌握解剖學相關位置、毗鄰，提高其學習的興趣和信心。

2聯合雨課堂、3D數字虛擬仿真教學可有的放矢。提高實驗效率，減少標本浪費

標本制作效率緩慢、利用率低下、浪費嚴重等問題是傳統解剖實驗教學不可規避的問題。由于解剖學結構冗雜，對局部某些部位解剖，因為區域小，組織結構多，層次不明顯等等問題，學生知識有限，部分還存在變異，故易導致實驗課對標本產生不可逆的破壞。傳統教學模式中，圖像只能靜態顯示，缺乏生動、形象的動圖。在解剖操作過程中，很難辨認細致結構，學生往往會對組織結構造成損傷。這無形當中浪費了標本，也會使學生的焦慮、恐懼等負面情緒高漲，影響其學習的效率及熱情。通過雨課堂提前推送相關視頻結合3D數字虛擬仿真可增強互動性，增加實驗信心。有助于減少標本浪費，提高課堂授課效益。

3聯合雨課堂、3D數字虛擬仿真教學。可以使學生積極主動地參與課程。實驗滿足感、成就感增強

3D仿真重建、虛擬可視化人體解剖學軟件提供了豐富的資源，操作簡便，設置了不同的模塊，包含系統解剖學、局部解剖學、斷面解剖學等基本知識結構及微課、模擬操作等，學生可個性化依據自身需求進行相關操作。虛擬仿真系統拓展了學生學習的時間和空間，課后學生可反復觀察、操作學習，使其自主學習能力大大提高。鞏固已有知識的同時，可以拓展自己的知識網，掌握新知識，無形當中提高了自我探索、獨立學習的能力。雨課堂作為智慧化教學工具，為開展智慧教學的課堂改革提供了嶄新的平臺，結合課程前發布任務、課堂中實時互動、課后自主學習等教學全過程中動態的學習數據的收集、分析，使冗繁無趣的解剖教學變得生動、有趣。教師授課有了針對性，個性化突出，降低了授課的難度，提高了教學質量。對于課中學習，教師針對雨課堂反饋的難點，進行面對面答疑指導。對于“膝關節結果復雜，運動中容易損傷”的教學中，教師先了解學生反饋的重難點部分，特殊強調結合標本進行重點演示講解，與臨床的病例相結合講解“膝關節損傷修復”，加深學生對膝關節的理解。

采用3D數字虛擬仿真系統教學，無須教師陪伴左右，親身指導，也可以使學生主觀意識提高。3D數字虛擬仿真系統通過將動態的實驗內容呈現出來，多角度、多方位顯示組織器官的具體位置。使學生的參與性增強，主觀體驗、實踐能力提高的同時也提高了其實踐成就感和主動性，進一步使教學效率提高。

4聯合雨課堂、3D數字虛擬仿真教學。有助于完成學生課前預習和課后復習

基于雨課堂的解剖學智慧課堂可以實時教學互動，增加學生的主動性和參與感。及時評價與反饋以及提供個性化服務均有效減少師生的距離感，提高教學效率。扭轉傳統解剖依賴教學經驗的局面，繼而轉向客觀大數據。教師可依據個性化制定教學策略，有的放矢的安排、調整教學;通過學情分析，學生能更好地了解自身學習情況，及時而有目的的調整自己的學習計劃、狀態，使學習熱情進一步激發。自主學習能力提升，虛擬仿真軟件便于安裝攜帶，隨學隨用，可實現“功能解剖學”教學資源的時空共享。傳統的“功能解剖學”受時空的限制，課堂遺留的重難點問題，課后難以解決便容易堆積，制約著“功能解剖學”教學質量提高。課前學生進行虛擬的解剖過程，能夠掌握整個實驗的相關知識，實現時空資源共享，發現及解決問題，提升個人能力，養成自主學習的能力。課后，雨課堂推送相關知識、結合3D數字虛擬仿真系統能更好地幫助學生及時進行知識回顧，同時可以溫習操作過程，答疑解惑并及時總結經驗，有助于自主學習能力的提升。

綜上所述，通過運用雨課堂、3D數字虛擬仿真相關軟件，可增加課堂互動性使學生主動、積極學習，有助于授課效率提高，促進教學改革的推進。隨著科技的發展，結合虛擬解剖軟件、實物標本的實驗教學方法，也是解剖教學發展的趨勢。

結合雨課堂、3D可視化動態互動式教學的混合式教學模式，符合以學生為中心的教學理念，將自主學習能力和終身學習能力作為培養的目標。“功能解剖學”教學改革可獲得學習效率及教學成效的最大化。這不僅能促進自主學習能力的提升，還有助于激發其學習熱情，調動學習積極性。拓展了學習的時間和空間軸。課下的時間可以拓展學習的內容，更深入的掌握解剖學知識。而教師也能夠有的放矢的傳授知識。在“功能解剖學”教學過程中引入數字化教學，與培養創新型人才的教學理念一致，滿足師生的共同需求和利益，彌補了傳統教學模式的不足，同時，也為其他學科的教學改革提供了借鑒。現代高新科技的發展，推動了教師教學方法變革，促進了解剖學的發展。