淺談第二代“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

房東亮，高 艷，楊 春，王璐璐

（首都醫(yī)科大學(xué)，北京 100069）

淺談第二代“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

房東亮，高 艷*，楊 春，王璐璐

（首都醫(yī)科大學(xué)，北京 100069）

當(dāng)今時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)與人們的日常生活、學(xué)習(xí)、工作息息相關(guān)，密不可分。將當(dāng)下最先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)引入大學(xué)教學(xué)中，為教師和學(xué)生的教與學(xué)服務(wù)，已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室通過(guò)引進(jìn)目前最先進(jìn)的“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)，有效補(bǔ)充和完善了課堂教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

人體解剖學(xué)；“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)；數(shù)字化技術(shù)

人體解剖學(xué)作為醫(yī)學(xué)生最重要的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，其學(xué)科性質(zhì)和特點(diǎn)決定了這門學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中需要使用大量教學(xué)模型及標(biāo)本，尤其是人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)模型及標(biāo)本常常扮演著重要的角色。但近十余年來(lái)，隨著我國(guó)高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，教學(xué)標(biāo)本使用量不斷增加，人體解剖學(xué)教學(xué)所使用的人體標(biāo)本資源愈發(fā)緊張，標(biāo)本的缺乏嚴(yán)重影響了人體解剖學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于人體解剖學(xué)教學(xué)已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，而“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)的出現(xiàn)，對(duì)人體解剖學(xué)的教學(xué)乃至整個(gè)醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了很大的影響[1]。首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室引進(jìn)了目前最先進(jìn)的第二代“數(shù)字人”觸摸屏解剖系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“數(shù)字人”），通過(guò)師生互動(dòng)，運(yùn)用最先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)服務(wù)于人體解剖學(xué)教學(xué)，在實(shí)際工作中有明顯成效，本文將對(duì)先進(jìn)的“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中運(yùn)用的體會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

1 “數(shù)字人”的特點(diǎn)

觸摸屏的出現(xiàn)使手機(jī)、電腦的發(fā)展邁向了一個(gè)新的階段，如今已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)。“數(shù)字人”結(jié)合最先進(jìn)的觸摸屏技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)，將大量連續(xù)的人體斷面數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)整合重建成人體三維立體結(jié)構(gòu)圖像，它的出現(xiàn)可以說(shuō)是醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合發(fā)展的一個(gè)飛躍[2]。自從“數(shù)字人”出現(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)界，尤其是人體形態(tài)學(xué)科，經(jīng)三維重建的數(shù)字人體可以從任意角度、任意方向上進(jìn)行觀察，使用者通過(guò)觸摸屏可以隨意旋轉(zhuǎn)、拉伸、切割圖像。

2 “數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

我們將2015級(jí)長(zhǎng)學(xué)制4班設(shè)為實(shí)驗(yàn)組，將長(zhǎng)學(xué)制5班設(shè)為對(duì)照組，在人體解剖學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)組使用“數(shù)字人”輔助教學(xué)，具體過(guò)程如下所述；對(duì)照組不使用此設(shè)備。兩組教學(xué)內(nèi)容、授課教師均相同。

2.1 在系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)中，一些教學(xué)內(nèi)容利用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本就可以講明白，例如“骨學(xué)”，實(shí)驗(yàn)室有足夠的骨標(biāo)本供教學(xué)使用，但有些內(nèi)容就很難用標(biāo)本講清楚，例如“周圍神經(jīng)”，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要靠模型和標(biāo)本幫助學(xué)生觀察周圍神經(jīng)，但由于標(biāo)本制作的局限性，不能在一件標(biāo)本上將所有深、淺層的神經(jīng)結(jié)構(gòu)完全顯示，而使用“數(shù)字人”便能解決這一難題。使用者可以由淺入深，逐層進(jìn)行觀察，也可以將淺層結(jié)構(gòu)透明化觀察深層結(jié)構(gòu)，可以比較容易地對(duì)所要觀察的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體把握；再比如“中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦干的內(nèi)部結(jié)構(gòu)”，由于腦干內(nèi)部結(jié)構(gòu)看不見(jiàn)摸不著，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，“數(shù)字人”通過(guò)將腦干透明化，學(xué)生可以將其自由旋轉(zhuǎn)，從任意角度進(jìn)行觀察，從而掌握腦干內(nèi)部神經(jīng)的位置、排列。

2.2 在局部解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在局部解剖學(xué)教學(xué)中，“數(shù)字人”的使用提高了課堂教學(xué)效率和標(biāo)本利用率。以前的局部解剖學(xué)操作課，教師通常會(huì)先給學(xué)生播放一遍操作錄像，由于錄像時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)學(xué)生自己操作時(shí)可能會(huì)忘記操作要點(diǎn)和重要結(jié)構(gòu)，從而影響了教學(xué)效果。有了“數(shù)字人”以后，我們將此設(shè)備安裝在解剖臺(tái)旁邊，操作過(guò)程中，學(xué)生可以隨時(shí)觀看操作錄像，這樣可以在操作時(shí)對(duì)局部結(jié)構(gòu)的層次、毗鄰做到心中有數(shù)，操作起來(lái)更加得心應(yīng)手，遇到問(wèn)題時(shí)，學(xué)生主動(dòng)討論、回放錄像，而不再過(guò)于依賴教師，局部解剖學(xué)的學(xué)習(xí)效果得到了明顯提升。

2.3 在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

“數(shù)字人”設(shè)置了自主學(xué)習(xí)模塊，有大量根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)制作的學(xué)習(xí)視頻和教學(xué)課件，能全面輔助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課前預(yù)習(xí)：系統(tǒng)帶有按教材章節(jié)編寫(xiě)的練習(xí)題，每個(gè)解剖結(jié)構(gòu)都加注了文字說(shuō)明和英文名稱及發(fā)音。學(xué)生可以系統(tǒng)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，便于初步了解各解剖結(jié)構(gòu)的基本位置、功能特點(diǎn)等，上課更有針對(duì)性；課后復(fù)習(xí)：系統(tǒng)帶有大量實(shí)景解剖資料，其中的解剖結(jié)構(gòu)可以觸控操作，任意旋轉(zhuǎn)、放大或縮小，便于多方位多角度觀察，鞏固課堂學(xué)習(xí)效果。

3 “數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)方法

為客觀評(píng)價(jià)“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果，我們采用了閉卷筆試和問(wèn)卷調(diào)查兩種方法。

3.1 閉卷筆試

人體解剖學(xué)教學(xué)結(jié)束后，對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行閉卷筆試。采用雙盲法集體流水閱卷，考試成績(jī)滿分為100分。使用SPSS21.0軟件對(duì)成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.2 問(wèn)卷調(diào)查

對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行無(wú)記名問(wèn)卷調(diào)查，以了解學(xué)生對(duì)“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組人體解剖學(xué)考試成績(jī)?yōu)椋?3.62±5.93)分，對(duì)照組人體解剖學(xué)考試成績(jī)?yōu)椋?7.49±7.26)分，實(shí)驗(yàn)組考試成績(jī)高于對(duì)照組，兩組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05)。這提示，“數(shù)字人”作為教學(xué)輔助工具，對(duì)人體解剖學(xué)考試成績(jī)的提升有促進(jìn)作用。此外，問(wèn)卷調(diào)查顯示，97%以上的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，加深了對(duì)知識(shí)的理解和記憶。

5 “數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)教學(xué)模型、掛圖相比，“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用具有一定優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：（1）圖像清晰、結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)、表面紋理真實(shí)，特別對(duì)一些細(xì)小的結(jié)構(gòu)能夠清晰顯示。（2）在點(diǎn)擊某個(gè)器官時(shí)，該器官各個(gè)結(jié)構(gòu)能顯示不同顏色，便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。（3）可以幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)、理解一些實(shí)體標(biāo)本上不容易看到的結(jié)構(gòu)，例如血管、神經(jīng)等。（4）在點(diǎn)擊某個(gè)器官或名詞時(shí)，屏幕的一角可顯示該器官或名詞的中、英文名稱對(duì)照并帶有發(fā)音，有利于學(xué)生專業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)。

6 結(jié)語(yǔ)

“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用尚處于起步階段，未來(lái)隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字人”將在人體解剖學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。教師在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)更加積極地運(yùn)用“數(shù)字人”，構(gòu)建更多人機(jī)互動(dòng)模塊[3]，以便于學(xué)生獲得更加真實(shí)的感受。

將“數(shù)字人”應(yīng)用于人體解剖學(xué)教學(xué)中，近年來(lái)收到了教師和學(xué)生的一致好評(píng)。當(dāng)然，數(shù)字化技術(shù)有其優(yōu)勢(shì)，也有劣勢(shì)，人體解剖學(xué)是一門研究正常人體形態(tài)和構(gòu)造的科學(xué)，是一門重要的基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是揭示人體各系統(tǒng)和器官的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，各器官、結(jié)構(gòu)間的毗鄰和聯(lián)屬關(guān)系，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和臨床醫(yī)學(xué)課程奠定基礎(chǔ)，要求學(xué)生不僅掌握正常人體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，還應(yīng)具備動(dòng)手操作能力。因此，教師在教學(xué)中要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情等靈活應(yīng)用“數(shù)字人”，利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)為人體解剖學(xué)課堂注入新的活力。

[1]任銀祥，王德貴，宋焱峰，等.數(shù)字化技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．當(dāng)代醫(yī)學(xué)，2012（31）：162-163．

[2]程昊，周波，李宏偉，等．計(jì)算機(jī)三維數(shù)字人體模型在人體解剖學(xué)中的應(yīng)用[J]．現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2009，25（22）：3519.

[3]管吉，楊樹(shù)欣，管葉，等.3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2014，29（4）：71-72.

（*通訊作者：高艷）

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