3D可視化人體解剖學(xué)軟件在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

呂曉紅，馬 晶，張雅芳

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150081）

3D可視化人體解剖學(xué)軟件在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

呂曉紅，馬 晶，張雅芳*

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150081）

課程整合及多樣化教學(xué)手段的應(yīng)用是目前醫(yī)學(xué)改革的主要途徑，人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程就是醫(yī)學(xué)改革中出現(xiàn)的一門較為經(jīng)典的整合課程。3D可視化人體解剖學(xué)軟件的應(yīng)用豐富了該課程的教學(xué)形式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為教學(xué)效果的提高奠定了基礎(chǔ)。

人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)；3D可視化人體解剖學(xué)軟件；整合課程

隨著科技和社會(huì)的進(jìn)步，醫(yī)學(xué)專業(yè)逐漸分成了兩大類：醫(yī)學(xué)類主干專業(yè)，如臨床醫(yī)學(xué)、口腔、麻醉、預(yù)防、影像等；非醫(yī)學(xué)類主干專業(yè)，如護(hù)理、公共衛(wèi)生事業(yè)管理、法學(xué)、生物技術(shù)、生物信息、藥學(xué)等。非醫(yī)學(xué)類主干專業(yè)的學(xué)生雖然不直接參與臨床患者的診治，但是仍然需要學(xué)習(xí)人體結(jié)構(gòu)和功能，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。此類專業(yè)學(xué)生的醫(yī)學(xué)課程教學(xué)，已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)教育改革中的一個(gè)重要方面。整合課程是將兩種或兩種以上的學(xué)科課程內(nèi)容融為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)融通，提升綜合應(yīng)用能力的一種課程形態(tài)[1]。課程整合及多樣化教學(xué)手段的應(yīng)用是目前改革的主要途徑，人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程就是醫(yī)學(xué)改革中出現(xiàn)的一門較為經(jīng)典的整合課程，而3D可視化人體解剖學(xué)軟件的應(yīng)用豐富了該課程的教學(xué)形式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為教學(xué)效果的提高奠定了基礎(chǔ)。

1 課程簡(jiǎn)介

大多數(shù)的本科醫(yī)學(xué)院校非醫(yī)學(xué)類主干專業(yè)的常規(guī)課程設(shè)置是，先學(xué)習(xí)人體解剖學(xué)和組織胚胎學(xué)課程（人體結(jié)構(gòu)類課程），再學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)和生理學(xué)課程（人體功能類課程）。授課分階段進(jìn)行，由不同教研室的教師分別承擔(dān)。學(xué)生所用的教材均為醫(yī)學(xué)類專業(yè)教材，與非醫(yī)學(xué)類主干專業(yè)的專業(yè)大綱要求相比，教材內(nèi)容多而復(fù)雜，教師只能根據(jù)教學(xué)大綱的要求進(jìn)行刪減。但是這樣既增加了教師的工作量，又不利于學(xué)生的課后復(fù)習(xí)；同時(shí)，購(gòu)買多本教材又增加了學(xué)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，將人體結(jié)構(gòu)類課程和功能類課程進(jìn)行整合，并編寫一部適應(yīng)此類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的教材勢(shì)在必行。人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程應(yīng)運(yùn)而生。

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)的人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程理論104學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)28學(xué)時(shí)，與課程整合前相比，理論學(xué)時(shí)減少了39.53%，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)減少了58.82%（見表1）。這一改革大大減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程囊括了人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)和生理學(xué)3門課程的知識(shí)，目前還沒有與細(xì)胞生物學(xué)課程進(jìn)行整合。人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程使用的教材是由徐承燾主編、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社出版的《人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)》。該教材較好地將人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)和生理學(xué)的主要內(nèi)容融合在一起，使學(xué)生在了解人體各部基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更好地理解其生理功能；補(bǔ)充了一些常見病的發(fā)生機(jī)制，使原來比較枯燥的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)更生動(dòng)、更有趣。全書共分13章，各章均先介紹各組織器官的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，然后再闡述其生理功能。但是由于教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較多，而教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)較少，加之教材本身的限制，使學(xué)生對(duì)人體器官的位置、毗鄰等的理解存在一定困難，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通。針對(duì)這樣的情況，我們?cè)谌梭w結(jié)構(gòu)功能學(xué)教學(xué)中引入了3D可視化人體解剖學(xué)軟件來輔助教師的教學(xué)以及學(xué)生的復(fù)習(xí)。

表1 課程整合前后學(xué)時(shí)數(shù)比較

2 3D可視化人體解剖學(xué)軟件簡(jiǎn)介

3D可視化人體解剖學(xué)軟件是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，采用人體解剖學(xué)和現(xiàn)代影像學(xué)方法獲取人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息，然后在計(jì)算機(jī)上重建人體結(jié)構(gòu)三維模型的軟件[2]。我校購(gòu)買的3D可視化人體解剖學(xué)軟件VH Dissector是基于可視化人體工程解剖學(xué)軟件，由美國(guó)科羅拉多州際大學(xué)的專家組與美國(guó)Touch of Life公司及維拓啟創(chuàng)（北京）信息技術(shù)有限公司通過計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)共同設(shè)計(jì)完成。該軟件可用于表面解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、臨床解剖學(xué)和外科解剖學(xué)教學(xué)及相關(guān)工作。

3D可視化人體解剖學(xué)軟件設(shè)有導(dǎo)航區(qū)域、解剖區(qū)域、斷層區(qū)域等，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)目的進(jìn)行操作。在導(dǎo)航區(qū)域點(diǎn)擊添加相應(yīng)的器官和系統(tǒng)，就可以觀察該器官或者系統(tǒng)的空間位置；在解剖區(qū)域點(diǎn)擊去除相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，就可以觀察各個(gè)結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系。將鼠標(biāo)懸停在某個(gè)結(jié)構(gòu)上，就能夠顯示該結(jié)構(gòu)的名稱，所有位置的名稱都配有相應(yīng)的英文名稱，方便學(xué)生對(duì)照學(xué)習(xí)。除了能進(jìn)行解剖操作外，3D可視化人體解剖學(xué)軟件還提供了交互式課程平臺(tái)，教師可以利用該平臺(tái)提供的文字、圖片、視頻、動(dòng)畫等內(nèi)容制作課件，也可以應(yīng)用軟件自帶的程序創(chuàng)建并編輯課程，直接用于教學(xué)。

3 3D可視化人體解剖學(xué)軟件在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

3D可視化人體解剖學(xué)軟件具有自主設(shè)計(jì)和可重復(fù)操作的優(yōu)勢(shì)，教師可以按照課程內(nèi)容的需要來編輯課程，學(xué)生可以進(jìn)行虛擬操作來模擬解剖過程，對(duì)于教師教學(xué)及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)都比較適用。

3.1 3D可視化人體解剖學(xué)軟件在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)理論課中的應(yīng)用

人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程是一門整合課程，雖然其實(shí)際的理論課學(xué)時(shí)數(shù)（104學(xué)時(shí)）與其他課程相比是比較多的，但是與整合前3門課程的總學(xué)時(shí)數(shù)相比明顯減少。教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較多，傳統(tǒng)的教學(xué)手段不能滿足教學(xué)需要。正常人體結(jié)構(gòu)是本門課程的重要內(nèi)容，對(duì)器官、系統(tǒng)的形態(tài)和位置的記憶十分重要，直接影響對(duì)其功能的理解。在教學(xué)中需要學(xué)生建立人體各器官和系統(tǒng)之間的空間結(jié)構(gòu)，而學(xué)生常感到抽象難懂[3]。3D可視化人體解剖學(xué)軟件可以根據(jù)課程內(nèi)容自主設(shè)計(jì)相應(yīng)的圖片和視頻動(dòng)畫，教師能在較短的時(shí)間內(nèi)描述清楚所講結(jié)構(gòu)，學(xué)生能較快記住結(jié)構(gòu)位置并進(jìn)行空間定位，為進(jìn)一步的功能學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。如肝外膽道系統(tǒng)的組成與引流方向、十二指腸的形態(tài)及其與胰頭之間的毗鄰關(guān)系，胰頭癌患者為何會(huì)出現(xiàn)黃疸癥狀等。既可以清楚描述器官的形態(tài)與空間位置，又能夠明確其功能及發(fā)病原理，同時(shí)增加學(xué)習(xí)樂趣、很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2 3D可視化人體解剖學(xué)軟件在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用

課程整合后，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)大大減少。人體解剖學(xué)知識(shí)作為人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程中的基礎(chǔ)部分，在課程教學(xué)中占有很大的比重。實(shí)驗(yàn)課作為理論課的補(bǔ)充，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)來完善對(duì)各個(gè)器官、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)及毗鄰關(guān)系的理解。課程整合前實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)較多，學(xué)生有比較充足的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，課堂上基本能夠完成對(duì)知識(shí)的掌握；課程整合后實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)減少，不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，學(xué)生需要利用課余時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是又受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，3D可視化軟件的應(yīng)用在一定程度上解決了這一矛盾。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是學(xué)生先自主觀察實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，教師統(tǒng)一講解；然后學(xué)生再有針對(duì)性地觀察，教師巡視答疑?，F(xiàn)在的學(xué)時(shí)數(shù)不能滿足這種教學(xué)模式的需要，而3D可視化人體解剖學(xué)軟件是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，學(xué)生既能單獨(dú)觀察某個(gè)器官的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)，又可以模擬解剖操作過程。教師在課堂上簡(jiǎn)單介紹一下軟件的使用方法，學(xué)生可以在課后登錄學(xué)校的局域網(wǎng)進(jìn)行操作。雖然實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)減少了，但是通過3D可視化人體解剖學(xué)軟件的應(yīng)用，學(xué)生可以更有針對(duì)性地強(qiáng)化自己薄弱的地方。學(xué)生課后有效的人機(jī)交互，不僅可以解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，而且能提高學(xué)生的探索性學(xué)習(xí)能力和解決問題能力[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)作為一門整合課程，是醫(yī)學(xué)教育不斷發(fā)展的結(jié)果，也將伴隨醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展而逐步完善。3D可視化人體解剖學(xué)軟件是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代高科技技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，對(duì)教學(xué)方法的創(chuàng)新和教學(xué)模式的改革都起到積極的推進(jìn)作用。在人體結(jié)構(gòu)功能學(xué)課程中應(yīng)用3D可視化人體解剖學(xué)軟件，既豐富了教師的教學(xué)內(nèi)容，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尸源短缺已經(jīng)成為限制國(guó)內(nèi)外人體解剖學(xué)教學(xué)發(fā)展的瓶頸[5]，在非醫(yī)學(xué)主干類專業(yè)的教學(xué)中應(yīng)用3D可視化人體解剖學(xué)軟件，既能在一定程度上節(jié)約教學(xué)標(biāo)本，又能促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

[1]孫鵬，黃繼東，柏楊，等．整合課程教學(xué)在醫(yī)學(xué)教育中的歷程與展望[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2012（5）：62-63．

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

[3]李小飛，沈軍生，毋濤濤．加入3D解剖模擬技術(shù)的新型人體解剖學(xué)教學(xué)方法研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2015，33（9）：41-42.

[4]李德華，姜東，單偉．系統(tǒng)解剖學(xué)的多媒體互動(dòng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J]．解剖科學(xué)進(jìn)展，2015，21（1）：103-104.

[5]任銀祥，宋焱峰，王德貴，等.解剖學(xué)教學(xué)中如何解決尸源匱乏的問題[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué)，2014，20（1）：17-18.

（*通訊作者：張雅芳）

G40-057

A

1671-1246（2016）24-0032-03

黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題（GBC1213119）；黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)“十三五”高等教育科研課題（青年專項(xiàng)）（16Q067）