虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉曉東，溫雯靜

1 漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校解剖教研室；2 漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校微生物與免疫學(xué)教研室，河南 漯河 462002

虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉曉東1，溫雯靜2

1 漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校解剖教研室；2 漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校微生物與免疫學(xué)教研室，河南 漯河 462002

虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室具有優(yōu)化教學(xué)資源、激發(fā)學(xué)生興趣、有害刺激較少、提高學(xué)習(xí)效果等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。

虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室；解剖學(xué)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在我國(guó)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)規(guī)模日益龐大，醫(yī)學(xué)院校教學(xué)資源特別是解剖教學(xué)資源日益匱乏的背景下，使用計(jì)算機(jī)，聲光電等高科技技術(shù)建立的虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有優(yōu)化教學(xué)資源、激發(fā)學(xué)生興趣、有害刺激較少、提高學(xué)習(xí)效果等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，值得推廣和應(yīng)用。

1 虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室的基本特征

現(xiàn)在醫(yī)學(xué)院校生源越來(lái)越多，而解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師日益減少，由于人體標(biāo)本來(lái)源非常有限，各個(gè)醫(yī)學(xué)院校都面臨著標(biāo)本陳舊，老化，損壞嚴(yán)重，且日益匱乏的境界。如何利用有限的教學(xué)資源更好地為學(xué)生服務(wù)是一個(gè)緊迫的課題。利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科技建立虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，其所應(yīng)具備的基本特征有：（1）逼真，指可以產(chǎn)生高度仿真的三維圖像，可以實(shí)現(xiàn)逼真的視覺(jué)效果。（2）互動(dòng)，指可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)，師生對(duì)話(huà)交流的即時(shí)性。（3）節(jié)約，指利用有限的教學(xué)資源（教師，教室，標(biāo)本儀器等）可以達(dá)到讓更多學(xué)生有效學(xué)習(xí)的效果。

2 虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)

我們教研室與生物公司合作在構(gòu)建虛擬數(shù)字人模型[1]的基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)軟硬件的支持構(gòu)建出虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。

2.1 軟件

包括虛擬數(shù)字人軟件，投影顯示軟件，電子白板演示軟件和虛擬互動(dòng)軟件等。

2.2 硬件

主要是高性能計(jì)算機(jī)，高存儲(chǔ)量數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和處理設(shè)備、大尺寸高分辨率顯示設(shè)備、高清晰投影設(shè)備、電子白板設(shè)備、高清晰圖像攝取設(shè)備、人機(jī)互動(dòng)設(shè)備和師生互動(dòng)設(shè)備等。

2.3 主要實(shí)現(xiàn)功能

（1）在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬數(shù)字人的演示和講解時(shí)可以在相關(guān)設(shè)備顯示圖像和播放聲音。（2）在電子白板上進(jìn)行圖像演示和講解時(shí)可以在相關(guān)設(shè)備顯示圖像和播放聲音。（3）在對(duì)標(biāo)本或模型進(jìn)行演示和講解時(shí)可以在相關(guān)設(shè)備顯示圖像和播放聲音。（4）實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)和師生互動(dòng)。

3 虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 優(yōu)化教學(xué)資源

隨著醫(yī)學(xué)院校招生規(guī)模的擴(kuò)大，教學(xué)資源顯的日益匱乏，主要表現(xiàn)在標(biāo)本不足、尸源緊張、人均教師數(shù)量下降、教學(xué)設(shè)備不足等。利用虛擬互動(dòng)解剖實(shí)驗(yàn)室可以有效緩解資源壓力，優(yōu)化教學(xué)資源，例如我們利用高清晰圖像攝取和高清晰投影顯示設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)老師標(biāo)本演示或者尸體解剖時(shí),全部實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生均可以觀看到圖像和聽(tīng)到老師的講解，并可以隨時(shí)與老師互動(dòng)交流，達(dá)到最大效率利用資源的目的。

3.2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的解剖學(xué)教學(xué)往往止步于標(biāo)本展示和二維掛圖，數(shù)字人技術(shù)結(jié)合現(xiàn)在聲光電設(shè)備可以動(dòng)態(tài)展示每一個(gè)系統(tǒng)和器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系等，并可展示之間的機(jī)能關(guān)系，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在展示肋間肌群與呼吸運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)往往靠教師口口相傳和學(xué)生的抽象理解，而利用虛擬數(shù)字人技術(shù)可以形象地進(jìn)行演示，達(dá)到逼真和直觀的學(xué)習(xí)效果。

3.3 減少有害刺激

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須使用尸體標(biāo)本進(jìn)行展示，而這些標(biāo)本大多進(jìn)行過(guò)福爾馬林的浸泡，教學(xué)過(guò)程中散發(fā)的刺激性氣味具有致癌性,且對(duì)眼角膜和呼吸道粘膜等具有刺激性，學(xué)生們也有一定的抵觸情緒，影響教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室多進(jìn)行數(shù)字人教學(xué)，有限使用標(biāo)本，可以減少有害刺激，減少對(duì)人體的危害。

3.4 提高學(xué)習(xí)效果

使用虛擬互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行預(yù)習(xí)、多角度展示、復(fù)習(xí)、人機(jī)互動(dòng)和師生互動(dòng)，并可根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行習(xí)題自我測(cè)試，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高，學(xué)習(xí)方式多樣化，學(xué)習(xí)效果好。速發(fā)展，將該技術(shù)與傳統(tǒng)的尸體操作相結(jié)合，必定可以讓學(xué)習(xí)者達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。

4 總結(jié)

虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)是一種新型的教學(xué)技術(shù)，虛擬解剖互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)是將數(shù)字人技術(shù)與現(xiàn)代科技手段相結(jié)合的一種教學(xué)模式，目前已在國(guó)內(nèi)多所醫(yī)學(xué)院校推廣應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果[2]。但虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)還存在著諸多不足，例如不能讓學(xué)生親自操作尸體解剖[3]，虛擬展示技術(shù)展示“標(biāo)準(zhǔn)”不能覆蓋標(biāo)本的差異化和變異等。筆者認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)以其諸多優(yōu)勢(shì)必將在解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中迅

[1]唐寧，李澤宇，劉暢，等. 構(gòu)建高分辨率中國(guó)數(shù)字人男性數(shù)據(jù)集[J].醫(yī)學(xué)生物力學(xué)，2006，21(3): 179-182.

[2]劉光久，張紹祥，譚立文，等. 數(shù)字化人體圖像和三維模型在解剖教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 局部手術(shù)學(xué)雜志，2011，20(2): 210.

[3]赫海峰. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的利弊分析[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)論壇，2009，13(1): 59-60.

G642.4

B

1674-9308（2014）02-0100-02

10.3969/J.ISSN.1674-9308.2014.02.070