Complete Anatomy軟件在人體解剖學(xué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用

劉德康 常加松 史婷婷 關(guān)曉偉

南京中醫(yī)藥大學(xué)，醫(yī)學(xué)院·整合醫(yī)學(xué)學(xué)院，人體解剖與組織胚胎學(xué)系 江蘇南京 210000

人體解剖學(xué)是各大醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，可以說(shuō)沒(méi)有解剖學(xué)就沒(méi)有醫(yī)學(xué)，所以促使學(xué)生學(xué)好解剖學(xué)有利于學(xué)生對(duì)整個(gè)醫(yī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)。人體解剖學(xué)是一個(gè)立體形態(tài)學(xué)課程，需要學(xué)生對(duì)人體的各個(gè)器官的形態(tài)、位置和毗鄰有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。而人體結(jié)構(gòu)又是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以立體的實(shí)物標(biāo)本、模型不僅可以幫助學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)的圖像記憶，還可以幫助他們準(zhǔn)確理解解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。但由于各種客觀限制，各大院校只有臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生有標(biāo)本解剖課(局部解剖學(xué))，其他醫(yī)學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在課堂上對(duì)于標(biāo)本模型的可及性很低[1-3]，而且學(xué)生在課后也需要一種工具能隨時(shí)對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行具體化的復(fù)習(xí)。

近年來(lái)，如雨課堂、PBL教學(xué)、混合式教學(xué)模式、網(wǎng)上課程資源豐富了教學(xué)模式，增加了課堂的吸引力，但這些模式都應(yīng)該建立在讓學(xué)生更好地掌握形態(tài)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，若沒(méi)有對(duì)基本知識(shí)的良好把握，這些教學(xué)方式便是空中樓閣。今年以來(lái)，我們教研室在解剖課中使用了Complete anatomy軟件，取得了很好的效果，既能提高教學(xué)效率，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，給傳統(tǒng)解剖學(xué)課堂增加了新的內(nèi)容和活力，取得了較好的教學(xué)效果。

1 CA軟件介紹

Complete anatomy由全世界最大的醫(yī)學(xué)出版集團(tuán)Elsevier旗下的3D4medical結(jié)合“格式解剖學(xué)圖譜”(Gray’s)開(kāi)發(fā)，由來(lái)自多所世界頂尖名校的解剖學(xué)教授進(jìn)行指導(dǎo)。可在Mac、Windows、Android等平臺(tái)上運(yùn)行。已有超過(guò)350所世界頂尖院校使用，其中包括斯坦福大學(xué)、劍橋大學(xué)、杜克大學(xué)、上海交通大學(xué)等。

2 學(xué)情

教學(xué)班級(jí)為醫(yī)學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)大一新生，一班人數(shù)為40人，二班人數(shù)為44人，課程均為63學(xué)時(shí)。教師均為同一人，由于專(zhuān)業(yè)性質(zhì)、資源和課時(shí)限制，課程只安排了一次標(biāo)本觀察實(shí)踐課。

3 課程實(shí)施

骨學(xué)內(nèi)容豐富，目的是讓學(xué)生能掌握骨的形態(tài)、重要骨上的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)和位置以及骨連接(關(guān)節(jié))的特點(diǎn)。骨學(xué)各論中以髖骨和顱骨最為復(fù)雜，傳統(tǒng)課堂中基本都是對(duì)照PPT或者板書(shū)繪圖的方法進(jìn)行講解，對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，平面的圖片無(wú)法使學(xué)生在頭腦中有正確的模型，也無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。雖然有時(shí)候教師能夠引用3D短片介紹，但無(wú)法對(duì)視頻進(jìn)行操作，并有針對(duì)性地讓學(xué)生從各個(gè)角度進(jìn)行觀察。學(xué)生課后問(wèn)題也較多，教師答疑也具有一定的困難。為了驗(yàn)證CA軟件的教學(xué)效果，我們?cè)O(shè)置了兩個(gè)平行班級(jí)，一個(gè)班教學(xué)過(guò)程中穿插CA演示，另一個(gè)班依據(jù)PPT進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)，骨學(xué)教學(xué)完成后進(jìn)行30道選擇題的小測(cè)驗(yàn)，以比較效果。

下面我們將以骨學(xué)教學(xué)中的髖骨和顱骨為例，展現(xiàn)課堂上應(yīng)用CA軟件進(jìn)行教學(xué)的便利性和科學(xué)性。

4 CA教學(xué)示例

髖骨左右兩塊，屬于下肢帶骨。髖骨形狀十分不規(guī)則，從各個(gè)角度觀察呈現(xiàn)不同的形態(tài)，骨表面的結(jié)構(gòu)標(biāo)志眾多，如何在課堂上使學(xué)生對(duì)髖骨的形態(tài)有感性的認(rèn)識(shí)一直是教學(xué)的難點(diǎn)。PPT演示中我們往往以髖骨的內(nèi)側(cè)面觀和外側(cè)面觀介紹髖骨，難以給學(xué)生一個(gè)立體的整體形象，也不能方便地演示髖骨的位置和毗鄰。

我們利用CA軟件，則可很方便地旋轉(zhuǎn)，從各個(gè)角度向?qū)W生演示髖骨的立體結(jié)構(gòu)、毗鄰。另外，從軟件中我們可以點(diǎn)擊髖骨的各個(gè)部分，得到圖1左邊的詳細(xì)介紹，還可以在左邊選擇顯示結(jié)構(gòu)上部位的名稱(chēng)，查看關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式、疾病的視頻等。如果我們想顯示關(guān)節(jié)的韌帶，還可以在下方自由添加韌帶結(jié)構(gòu)。

圖1

顱骨多為不規(guī)則骨，一般以整體觀去學(xué)習(xí)，其中的難點(diǎn)為組成鼻腔以及顱腔顱底內(nèi)外面的結(jié)構(gòu)。其中，鼻腔中篩骨、犁骨以及顎骨的位置比較隱蔽，鼻腔中內(nèi)部的立體結(jié)構(gòu)難以觀察到。

如果利用CA軟件，如下左圖，我們可以隱藏右邊的鼻骨，則內(nèi)部鼻腔內(nèi)的篩骨的位置包括上鼻甲中鼻甲則看得很清楚。甚至我們可以影藏右邊上頜骨(下右圖)，可以很清楚地觀察右邊顎骨的位置和形態(tài)，右邊鼻后孔也可以很清楚地看到。

顱底內(nèi)外面觀一些比較隱蔽的孔和裂，從平面上難以看到其具體的位置、走向和通道，比如頸動(dòng)脈內(nèi)口、舌下神經(jīng)管內(nèi)口。

通過(guò)CA軟件，旋轉(zhuǎn)至合適的角度，可以觀察到頸動(dòng)脈內(nèi)口(左圖紅色描邊)的具體位置和走向，以及它和破裂孔、垂體窩和鞍背的相對(duì)關(guān)系，靜態(tài)圖頂面觀上則無(wú)法看到。同樣地，圓孔和舌下神經(jīng)管內(nèi)口的位置和孔內(nèi)走行通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度在CA軟件中看得也很準(zhǔn)確(下圖中、右紅框)。

5 課程總結(jié)

以上只是以骨學(xué)為例介紹了CA軟件使用及使用中的優(yōu)勢(shì)，另外對(duì)于其他章節(jié)的內(nèi)容，我們發(fā)現(xiàn)利用CA在課堂上的演示也能夠極大地提高教學(xué)效率和質(zhì)量，比如內(nèi)臟學(xué)中胰的位置、肝外膽道的走行、心臟的位置和心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)、動(dòng)脈和靜脈的走行和其他器官的相對(duì)位置等。課中筆者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)利用CA軟件在課上對(duì)解剖學(xué)中的難點(diǎn)進(jìn)行演示旋轉(zhuǎn)配合講解時(shí)，很多難以講解的內(nèi)容教師解釋起來(lái)十分省力，學(xué)生的思想也十分集中，表現(xiàn)出了極大的學(xué)習(xí)興趣。另外，學(xué)生也可以將軟件安裝到自己的電腦上，課外進(jìn)行自我復(fù)習(xí)鞏固。

小調(diào)查顯示，全班同學(xué)中86%認(rèn)為軟件對(duì)課上理解解剖學(xué)知識(shí)幫助很大，另有14%的同學(xué)認(rèn)為幫助有限。另外，有28%的同學(xué)在課外復(fù)習(xí)的時(shí)候用得很多，有50%的同學(xué)偶爾用，另有22%的同學(xué)沒(méi)用過(guò)，沒(méi)用過(guò)的原因?yàn)殡娔X系統(tǒng)不支持、不會(huì)安裝、用的3Dbody(另外一款相似的軟件)。

同時(shí)兩班的小測(cè)試成績(jī)顯示：應(yīng)用CA軟件平均分(滿分30分)為23.1±2.5，未應(yīng)用的為19.2±1.8，P為0.04，具有顯著性差異。

6 討論

我們知道，醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課的人體解剖學(xué)和組織學(xué)都是形態(tài)學(xué)課程。組織學(xué)的標(biāo)本觀察都是平面的，所以在課堂上利于演示。而解剖學(xué)，研究的是正常人體各個(gè)器官和各個(gè)系統(tǒng)的形態(tài)位置和毗鄰。人體是三維的立體結(jié)構(gòu)，所以課堂教學(xué)的平面圖不能很好地反映立體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以課上的大段文字的描述和二維圖片也就成了無(wú)根之木，不僅教學(xué)效率很低，而且容易引起學(xué)生的誤解，給之后的醫(yī)學(xué)教學(xué)帶來(lái)困難。目前的解決辦法是上標(biāo)本觀察課，也就是觀察大體老師標(biāo)本。但實(shí)物標(biāo)本由于成本原因可及性比較差，標(biāo)本質(zhì)量也良莠不齊，學(xué)生和老師上課時(shí)候由于標(biāo)本保存液污染，不利于健康。更重要的是，學(xué)生課后無(wú)法復(fù)習(xí)。現(xiàn)在解剖學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新方法基本都集中在教學(xué)形式上，比如混合式課堂、雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)法等，但這些方法沒(méi)有解決上述解剖學(xué)教學(xué)存在的根本問(wèn)題。

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，在線的軟件可以模擬人體結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了不少基于正常人體解剖學(xué)的教學(xué)軟件，但其軟件的便利性以及最重要的準(zhǔn)確性往往還達(dá)不到課堂標(biāo)準(zhǔn)。為此，本文介紹了一款可以在課上邊教學(xué)邊展示的三維解剖模擬軟件Complete Anatomy。經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為該軟件相較于其他類(lèi)似軟件具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)該產(chǎn)品依托全球最大的醫(yī)學(xué)出版商Elsevier，集結(jié)了15年的經(jīng)典教材和最新數(shù)據(jù)，包括《格氏解剖學(xué)》教科書(shū)的圖片、整合Elsevier影像學(xué)圖片等，包含了17000多個(gè)人體結(jié)構(gòu)3D模型、微觀結(jié)構(gòu)模型，有超過(guò)1500個(gè)視頻材料，是目前全球最精準(zhǔn)和內(nèi)容最完備的模擬解剖軟件。

(2)支持多平臺(tái)安裝，包括Windows、Mac、Android等平臺(tái)，有利于課堂進(jìn)行展示，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，可及性好，可隨時(shí)隨地進(jìn)行復(fù)習(xí)和參考。

(3)該產(chǎn)品在技術(shù)上目前處于領(lǐng)先的地位，包含了跳動(dòng)的心臟模型、虛擬解剖、2D/3D筆記、自定義標(biāo)簽、自定義圖像導(dǎo)入等，能夠幫助教師和學(xué)生進(jìn)行更好的教學(xué)實(shí)踐。

(4)該產(chǎn)品有學(xué)生版和教師版，為教師和學(xué)生構(gòu)建整套的交互式解剖學(xué)習(xí)課程及管理線上工具，有助于線上線下混合式教學(xué)。

為了驗(yàn)證此教學(xué)軟件的效果，我們?cè)O(shè)置了兩個(gè)平行班，一個(gè)班級(jí)對(duì)照PPT進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)，另外一個(gè)班在講解一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的時(shí)候配合CA軟件進(jìn)行講解。骨學(xué)的小測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用CA軟件輔助教學(xué)的班級(jí)分?jǐn)?shù)較高，比傳統(tǒng)教學(xué)班級(jí)有顯著性差異，并且使用CA的班級(jí)在講解一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的同時(shí)，明顯學(xué)生愿意聽(tīng)，老師講解輕松，課后還可以根據(jù)重難點(diǎn)給學(xué)生布置作業(yè)，學(xué)生反饋也比較好。當(dāng)然，由于樣本數(shù)量較少，此軟件的教學(xué)效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐使用，我們也發(fā)現(xiàn)該軟件有如下不足的地方：

(1)軟件體積大，對(duì)電腦和手機(jī)硬件有一定要求。

(2)醫(yī)學(xué)類(lèi)視頻有些沒(méi)有中文版本。

(3)軟件內(nèi)沒(méi)有討論模塊，不利于線上同學(xué)們之間進(jìn)行交流討論。

綜合來(lái)看，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為Complete anatomy是解剖學(xué)教學(xué)課中和課外的有力幫手，能夠提高教師教學(xué)效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和熱情。但我們發(fā)現(xiàn)課中如果使用過(guò)多，則會(huì)對(duì)教學(xué)的進(jìn)度速度有一定的影響，下面我們將進(jìn)一步優(yōu)化CA軟件課中的使用方式方法，使得其能與傳統(tǒng)的解剖學(xué)課堂有更好的融合。另外，我們還將探索利用此軟件進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等，探索解剖學(xué)課堂的多元化發(fā)展，給解剖學(xué)課堂注入新的活力。