3D虛擬解剖模型在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探析

李玉彬，牛倩

摘 要：在康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用3D虛擬解剖模型和學(xué)生手機APP進行學(xué)習(xí)，能很好地解決標本短缺的問題，取得較好的教學(xué)效果。文章介紹3D虛擬解剖模型概況，探討3D虛擬解剖模型的應(yīng)用優(yōu)勢，并指出3D虛擬解剖模型的不足和改進辦法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教師的教與學(xué)生的學(xué)都變得更加輕松。

關(guān)鍵詞：3D虛擬解剖模型;康復(fù)治療技術(shù);解剖教學(xué);學(xué)習(xí)效果

中圖分類號：G642;G804.4 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）03-0012-02

按照高職康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)的教學(xué)計劃要求，人體解剖學(xué)是在入學(xué)的第一個學(xué)期就開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。而教師所教授的學(xué)生是初中畢業(yè)生，他們年齡小、活潑好動、思維敏捷、接受信息快，但自控能力差，對智能手機十分依賴，對互聯(lián)網(wǎng)信息的良莠不能區(qū)分，嚴重影響了正常的教學(xué)秩序。面對此類問題，教師在解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)積極進行改革，加大力度應(yīng)用3D虛擬解剖模型輔助教學(xué)，并指導(dǎo)學(xué)生在手機上下載安裝3D body輔助學(xué)習(xí)。經(jīng)過實踐，不僅能解決學(xué)校尸源標本數(shù)量不足的實際問題，而且能大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)解剖課的積極性，取得較好的教學(xué)效果。

一、3D虛擬解剖模型概況

3D虛擬解剖模型主要是基于計算機虛擬三維成像技術(shù)，能真實、直觀地再現(xiàn)人體結(jié)構(gòu)。本校引進的3D body軟件虛擬仿真解剖教學(xué)平臺，配備了3D body仿真觸控解剖臺和3D投影儀，能夠?qū)⒔虒W(xué)素材以多媒體形式展現(xiàn)出來，達到全方位、多角度、精細化展現(xiàn)各器官、系統(tǒng)的目的，實現(xiàn)了三維立體顯示模式。3D body仿真觸控解剖臺運用三維解剖切片整合技術(shù)來實現(xiàn)任意角度人體斷層和解剖結(jié)構(gòu)的展示與學(xué)習(xí)，并利用醫(yī)學(xué)影像的三維重建技術(shù)實現(xiàn)立體全方位的影像解剖學(xué)習(xí)。它采用了較大的桌面式設(shè)計，可以允許多名師生同時進行觀察和討論，從而更深入、全面地了解人體的解剖結(jié)構(gòu)及功能狀態(tài)。作為教學(xué)的必要補充，其要求學(xué)生在智能手機或平板電腦等移動終端下載3D body手機APP，以更好地配合3D body仿真觸控解剖臺的學(xué)習(xí)。

二、3D虛擬解剖模型的應(yīng)用優(yōu)勢

1.貼近教學(xué)，符合專業(yè)需要

人體解剖學(xué)是高職康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)非常重要的一門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，隸屬形態(tài)學(xué)范疇。學(xué)好這門課重要的手段是理論聯(lián)系實際，而標本實驗課則是完成這一目標的有效途徑。隨著醫(yī)學(xué)院校的擴招和尸源短缺，使得教學(xué)標本不能滿足學(xué)生動手實踐的需要，嚴重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。3D虛擬解剖教學(xué)三維模擬解剖系統(tǒng)提供了真人比例的男、女全身解剖模型，每套5 000多個人體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)來源于斷層影像成像技術(shù)，通過重建處理，把平面圖轉(zhuǎn)變成真實感極強的3D圖形，配合3D投影儀和3D眼鏡可以做到三維立體顯示模式，使人體結(jié)構(gòu)的教學(xué)擺脫了對尸體標本的依賴。

平臺具有簡單直觀、立體生動、靈活開放和可重復(fù)操作等優(yōu)點，能夠最大限度地提升學(xué)生掌握人體結(jié)構(gòu)中各系統(tǒng)各器官的位置、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及毗鄰關(guān)系的能力。同時，也解決了一些學(xué)生抵觸尸體，不敢仔細觀察和觸摸標本的問題，大大提高了教學(xué)過程中的有效性。平臺充分還原了人體各系統(tǒng)精密細節(jié)，涵蓋了人體所有的器官系統(tǒng)，其內(nèi)容包括系統(tǒng)解剖、局部解剖、斷層解剖、中醫(yī)針灸穴位等模塊，并提供了詳細的注釋信息。更重要的是包含了康復(fù)治療臨床實踐的知識內(nèi)容，完全符合高職康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和將來職業(yè)發(fā)展的需要。

2.手機APP是教學(xué)的必要補充

3D body手機APP為免費版手機教學(xué)軟件，無須上網(wǎng)就可使用，其信息內(nèi)容、操作方式幾乎和3D body仿真觸控解剖臺一致，便于學(xué)生課下應(yīng)用學(xué)習(xí)。APP所展示的畫面逼真、貼圖精細，3D真實還原，可以360°任意旋轉(zhuǎn)觀察，將不易理解的三維空間真實呈現(xiàn)出來，使解剖結(jié)構(gòu)更易理解和記憶。所呈現(xiàn)的解剖模型教師可以根據(jù)教學(xué)需要進行設(shè)置，如在教學(xué)骨骼肌肉時可選用任意角度的旋轉(zhuǎn)和拆解拆分功能，為看清細小結(jié)構(gòu)可選用任意比率放大功能，肌肉可以一鍵分層從深層肌到淺層肌分步顯示，還有平移、隱藏、透明和檢索查詢等功能。學(xué)生通過對3D解剖模型進行任意組合顯示、透明、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作，可以做到有的放矢，重點顯示個人的困惑之處，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)能力，有效促進對人體結(jié)構(gòu)知識的理解和掌握。

3.3D虛擬解剖模型在教學(xué)中的應(yīng)用

對于康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，在解剖學(xué)中最重要的學(xué)習(xí)部分莫過于運動系統(tǒng)。下面，筆者就以運動系統(tǒng)為例，說明3D虛擬解剖模型在教學(xué)中的應(yīng)用。例如教學(xué)“骨學(xué)”時，在標本不足的條件下，教師要更多地利用模型來補充，并讓學(xué)生通過觸摸來真實感受一些體表標志。而使用3D虛擬解剖模型，應(yīng)用其縮放功能，能夠讓學(xué)生觀察到骨的形態(tài)和特殊部位。尤其對于有些體表標志的位置不方便進行活體示范，教師通過3D虛擬解剖模型示教該標志的詳細位置和毗鄰，能更好地幫助學(xué)生在課后進行觸摸尋找。又如教學(xué)“關(guān)節(jié)和肌肉”時，3D虛擬解剖模型能夠體現(xiàn)出其不可替代的作用。傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)標本因為反復(fù)運動，使用周期較短，并且顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要把一些韌帶和關(guān)節(jié)囊都要切開，這也縮短了使用壽命。利用3D虛擬解剖模型既可以全方位地展示關(guān)節(jié)周圍的結(jié)構(gòu)，又可以使用“手術(shù)刀”功能，用手代替解剖刀具，根據(jù)需要進行“解剖”。而且教師在屏幕上選擇圖像切面、旋轉(zhuǎn)、縮放來顯示關(guān)節(jié)腔內(nèi)結(jié)構(gòu)，立體化展示效果非常好。肌肉的收縮能使關(guān)節(jié)呈現(xiàn)運動功能，但要使肌肉動起來，卻是標本和模型做不到的。教師借助3D虛擬解剖模型，充分利用其功能模塊，顯示某一關(guān)節(jié)和附著的肌肉，循環(huán)動畫展示肌肉收縮與關(guān)節(jié)運動方式的關(guān)系，能使學(xué)生在視覺體驗中強化和掌握運動系統(tǒng)的解剖學(xué)知識。

三、3D虛擬解剖模型的不足和改進

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，3D body手機APP圖文并茂、動靜結(jié)合，能讓學(xué)生真正實現(xiàn)隨時隨地進行學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)效率。但虛擬畢竟不比真實，虛擬呈現(xiàn)的3D結(jié)構(gòu)體驗無法替代用手觸摸標本的真實體驗和感受，在心理上也無法滿足學(xué)生對解剖課要觸摸標本的期待。所以，教師在教學(xué)中要認識到3D body軟件的優(yōu)勢和不足，不能過分依賴虛擬軟件，否則將會淡化學(xué)生對人體真實器官結(jié)構(gòu)的認識。因此，在“人體結(jié)構(gòu)”教學(xué)中引入3D body軟件，需要進行準確的定位，使其與傳統(tǒng)教學(xué)進行科學(xué)整合，做到虛實結(jié)合、互相依托，才能起到良好的教學(xué)效果。將3D body手機APP應(yīng)用于教學(xué)時還要注意使用頻率不能過高，過高容易導(dǎo)致學(xué)生的視覺新鮮感弱化。在課堂教學(xué)中教師也不能過度依賴3D body軟件，否則會喪失教師教學(xué)的主導(dǎo)性。

總之，在高職康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)解剖學(xué)教學(xué)中，教師適當加入3D虛擬解剖模型輔助教學(xué)，能使枯燥的學(xué)習(xí)過程變得生動。尤其學(xué)生在智能手機上利用APP完成某些章節(jié)的學(xué)習(xí)后，能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，使他們的學(xué)習(xí)變得更加輕松。但如何加強教學(xué)管理，限制學(xué)生使用學(xué)習(xí)APP以外的手機功能，把注意力放在輔助學(xué)習(xí)軟件上，將是教師努力的方向。

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Exploration of the Application of 3D Virtual?Anatomy Model in Anatomy Teaching

Li Yubin， Niu Qian

（Wuxi Higher Health Vocational Technology School， Wuxi 214028， China）

Abstract： The 3D virtual anatomy model and students' mobile APP are applied in the anatomy teaching for the major of rehabilitation technology， which can well solve the problem of specimen shortage and achieve good teaching effect. This paper analyzes the general situation of 3D virtual anatomy model， discusses the advantages of 3D virtual anatomy model， and points out the shortcomings and improvement methods of 3D virtual anatomy model so as to stimulate students' interest in learning and realize more relaxed teaching for teachers and more relaxed learning for students.

Key words： 3D virtual anatomy model; rehabilitation technology; anatomy teaching; learning effect