三維動畫在神經(jīng)病學(xué)多媒體教學(xué)中的運用

神經(jīng)病學(xué)是建立在神經(jīng)解剖學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)病理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科之上的臨床學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容繁多、枯燥，神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容抽象且理論性很強，并隨著學(xué)科發(fā)展內(nèi)容不斷更新，這些都令神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)難度遠超其他學(xué)科，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育模式雖然一定程度上可引導(dǎo)學(xué)生，但仍不足以滿足學(xué)科教學(xué)的發(fā)展。因此，如何運用新型教學(xué)模式，在有限的時間內(nèi)把抽象的理論形象直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，加深學(xué)生的理解、正確系統(tǒng)地把控知識點，在短時間內(nèi)形成正確的臨床思維，是現(xiàn)今神經(jīng)病學(xué)教學(xué)的重點和難點。近年來迅速發(fā)展的三維動畫，是模擬真實場景的有用工具，具有精確性、真實性和無限可操作性，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、軍事、娛樂等諸多領(lǐng)域[1]，其表現(xiàn)形式形象、直觀，可將不易表述的教學(xué)內(nèi)容用仿真、動感、特寫的形式直觀的表現(xiàn)出來。因此，本研究把三維動畫運用到神經(jīng)病學(xué)教學(xué)中，無疑對提高教學(xué)效果具有重要意義。

1 傳統(tǒng)教學(xué)的局限性

神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)難點在于神經(jīng)解剖知識架構(gòu)的有效講解和學(xué)習(xí)。神經(jīng)解剖學(xué)知識是神經(jīng)病學(xué)醫(yī)生定位診斷的基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)生有效、正確掌握神經(jīng)結(jié)構(gòu)的空間架構(gòu)和相互關(guān)系的重要性不言而喻。然而神經(jīng)系統(tǒng)是全身解剖結(jié)構(gòu)中最復(fù)雜的區(qū)域，其復(fù)雜性及抽象性[2]，令沒有很強空間想象力的學(xué)生們難以理解和把握。傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是通過講解結(jié)合掛圖、模型來講解神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)，雖然一定程度上有利于引導(dǎo)學(xué)生的思維，但不計其數(shù)的神經(jīng)核團、復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)及神經(jīng)纖維零亂的走行，依舊令學(xué)生感到抽象，難以理解[3]，沒有很強的空間想象力，很難使學(xué)生形成一個三維立體的概念，更不可能將其運用到臨床上。教師們大量的語言描述與動作往往比不上一個生動直觀的操作演示，極大的限制了教師們的教學(xué)效率，而三維動畫的出現(xiàn)打破了這一局限性。

2 三維動畫在神經(jīng)病學(xué)教學(xué)的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，多媒體教學(xué)逐漸出現(xiàn)在現(xiàn)代教學(xué)中，并且取得顯著的效果。尤其是三維動畫的應(yīng)用，通過教師們的想象力和創(chuàng)作性思維，虛擬了現(xiàn)實場景，直接把客觀的世界直觀的展現(xiàn)出來，利用人的視覺暫留特性，快速播放一系列連續(xù)運動變化的圖形圖像，也包括畫面的縮放、旋轉(zhuǎn)、變換、淡入和淡出等特殊效果，并伴以解說、音響和音樂去補充加強傳送效果，通過聲光效果和互動交談的界面，使抽象的內(nèi)容變得生動、形象和具體[4]，把神經(jīng)系統(tǒng)各部分空間結(jié)構(gòu)的宏觀形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)講清楚，讓學(xué)生對神經(jīng)系統(tǒng)的整體與局部、平面與立體都有清晰的概念，更賦有觀賞性，令學(xué)生們有身臨其境的感覺。此時，教師們用簡略的言語和精煉的語言略加概括，就能讓學(xué)生達到融會貫通的效果。同時，教學(xué)信息的豐富多彩使學(xué)生們受到感染和教育，還增加了學(xué)生們的求知欲，提高學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性[5]。以前學(xué)生們比較懼怕學(xué)習(xí)神經(jīng)病學(xué)，覺得其乏味、抽象、枯燥，對很多神經(jīng)傳導(dǎo)、神經(jīng)解剖概念不清，現(xiàn)今教師們通過運用三維動畫在有限的時間內(nèi)從不同角度、不同視點對神經(jīng)系統(tǒng)的解剖關(guān)系進行清晰準(zhǔn)確的的展示，使得學(xué)生們更容易形成各種三維立體空間結(jié)構(gòu)的概念，輔以大量生動豐富的動畫、音頻、圖像，使教學(xué)內(nèi)容豐富多彩，充分調(diào)動了學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性，達到事半功倍的效果。例如十二對顱神經(jīng)的走行極其復(fù)雜且存在交匯，單純講不同層面的解剖結(jié)構(gòu)，學(xué)生沒有整體的概念，通過死記硬背往往事倍功半。而通過三維動畫，可以從三維立體的角度展現(xiàn)顱神經(jīng)的走行，從不同的視點講解神經(jīng)的交匯，替代了枯燥的文字描述，令細致、抽象的結(jié)構(gòu)宏觀化、直觀化。例如在我們的教學(xué)模式中，利用三維動畫制作了虛擬面神經(jīng)模型，包括面神經(jīng)核在腦干的位置、面神經(jīng)的具體走行、通過具體的部位及支配的肌肉和反射等，清晰呈現(xiàn)了中樞性面癱和周圍性面癱分別有哪些肌肉受累，哪種面癱令角膜反射消失，這樣就令學(xué)生們?nèi)菀桌斫庵袠行悦姘c和周圍性面癱的鑒別。同時對周圍面神經(jīng)管前損害、管內(nèi)損害及莖乳孔外損害的相同點及不同點進行動畫展示，使同學(xué)們耳目一新，加深了同學(xué)們對面神經(jīng)損害的理解。三維動畫使神經(jīng)纖維的走行由靜態(tài)講述變成動態(tài)呈現(xiàn)[6]，提高了學(xué)生們的感性認識，令學(xué)生們感到生動形象、容易理解，有利于學(xué)生們建立宏觀的概念和立體的形象，為定位診斷打下堅實的基礎(chǔ)。這些都是單純文字講述及掛圖講解難以做到的。

3 三維動畫將臨床與解剖緊密聯(lián)系

神經(jīng)系統(tǒng)解剖及生理的復(fù)雜性決定了神經(jīng)疾病癥狀和體征復(fù)雜多變，同一病因損害不

同部位會引起不同的臨床癥狀，而不同病因引起同一部位的損害也會引起不同的臨床癥狀。例如中央前回的腦梗塞會引起對側(cè)肢體偏癱，而中央后回的腦梗塞會引起對側(cè)肢體麻木。中央前回腦梗塞會引起缺損癥狀，導(dǎo)致對側(cè)肢體無力，而中央前回癲癇則引起刺激癥狀，導(dǎo)致對側(cè)肢體抽搐。傳統(tǒng)教學(xué)將解剖知識與臨床癥狀體征分開講授，雖然具有系統(tǒng)性，但不利于學(xué)生們記憶和理解。因此，神經(jīng)病學(xué)的授課應(yīng)充分利用三維動畫等先進教學(xué)手段將神經(jīng)解剖知識與臨床癥狀結(jié)合起來講解[7]。在大腦眾多結(jié)構(gòu)中，腦干解剖結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，其中走行的神經(jīng)纖維眾多、集中且所起功能不同，這些都決定了腦干損害的癥狀復(fù)雜多變。例如，一側(cè)中腦大腦腳損害為什么會出現(xiàn)Weber綜合征？為什么僅損害動眼神經(jīng)而不損害展神經(jīng)等其他顱神經(jīng)？當(dāng)出現(xiàn)哪些癥狀和體征時需要考慮診斷為Wallernberg綜合征？這些都與腦干的解剖結(jié)構(gòu)緊密相聯(lián)系，單純靠死記硬背既不現(xiàn)實又容易混淆。因此，唯有充分掌握腦干的解剖結(jié)構(gòu)才能使學(xué)生深刻理解，在患者出現(xiàn)癥狀體征時快速準(zhǔn)確的定位診斷。而三維動畫的出現(xiàn)降低了抽象知識的理解難度、記憶難度，提高了課堂教學(xué)的信息量，緩解了教學(xué)內(nèi)容多而課時少的矛盾，使學(xué)生們對腦干解剖結(jié)構(gòu)的掌握水平得到明顯提高，令神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)質(zhì)量得到了質(zhì)的提升[8-9]。在本次教學(xué)中，通過三維動畫技術(shù)建立立體的造型，可隨意通過360°進行全方位旋轉(zhuǎn)觀察，并通過“層層剝離”表現(xiàn)手法展示各解剖結(jié)構(gòu)的層次，成功構(gòu)建了Weber綜合征、Wallernberg綜合征、一個半綜合征等多個模型。在Weber模型中，利用三維動畫技術(shù)先呈現(xiàn)出腦干損害的具體部位，再通過“層層剝離”的手法展示損害部位中有哪些結(jié)構(gòu)，并展示了同側(cè)動眼神經(jīng)及對側(cè)肢體癱瘓的臨床癥狀，隨后結(jié)合解說聯(lián)系神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出損傷部位在腦干的中腦位置。此外，通過360°全方位展示了中腦內(nèi)部的神經(jīng)核團及纖維走行，分別展示相應(yīng)部位損傷后引起對應(yīng)的臨床癥狀。在Wallernberg綜合征模型中，首先展示了損傷的具體部位，隨后結(jié)合延髓背外側(cè)有哪些神經(jīng)核團及神經(jīng)纖維讓同學(xué)們嘗試自己推倒出對應(yīng)的臨床癥狀，再通過三維動畫展示出相應(yīng)的臨床癥狀，令同學(xué)們耳目一新。核間性眼肌麻痹歷來是神經(jīng)病學(xué)學(xué)習(xí)的重點難點，難在于容易與其他的眼肌麻痹混淆，而本研究構(gòu)建的一個半綜合征模型開創(chuàng)性地將不同類型的眼肌麻痹同時展示出來，同時又以神經(jīng)解剖為導(dǎo)向講述為什么同樣表現(xiàn)的眼肌麻痹卻是不同神經(jīng)損傷引起，令同學(xué)們印象深刻，容易記憶。通過這些新型的多媒體教學(xué)啟發(fā)學(xué)生從解剖結(jié)構(gòu)出發(fā)，推測不同部位損害癥狀的特點、分布及伴隨癥狀，反之從癱瘓的特點、分布、伴隨癥狀及陽性體征推測其病變損害的部位，將解剖知識與臨床緊密相聯(lián)系。而在脊髓講授章節(jié)中，通過三維動畫清晰地從不同側(cè)面、不同顏色展示感覺傳導(dǎo)通路與運動傳導(dǎo)通路在脊髓的位置關(guān)系，運動傳導(dǎo)纖維對應(yīng)支配的肌肉，感覺纖維控制的感覺區(qū)域，同時應(yīng)用影像學(xué)剪輯鏈接實際患者各神經(jīng)通路損傷后的臨床表現(xiàn)，這樣就令學(xué)生們有了更深刻的認識。又如在內(nèi)囊損害時，為什么會引起偏側(cè)肢體無力麻木等癥狀？什么時候會引起“三偏”？什么時候引起“二偏”？單純應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)往往令學(xué)生感到迷茫難懂，而三維動畫的出現(xiàn)可從不同角度清晰地展示內(nèi)囊中各種神經(jīng)纖維在內(nèi)囊處的位置關(guān)系、在脊髓處的走行，包括纖維束在延髓的交叉，并能通過不同顏色標(biāo)注不同傳導(dǎo)功能的纖維束，還能展示不同傳導(dǎo)束損傷后引起的臨床表現(xiàn)，這樣就將機械性的記憶轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬓詮姷睦斫庥洃洠岣吡藢W(xué)生們的感知，降低了理解難度，并幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成正確的臨床思維。通過這樣的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生易于系統(tǒng)地理解臨床癥狀，又能把臨床癥狀與神經(jīng)解剖聯(lián)系起來，培養(yǎng)了學(xué)生定位診斷的臨床思維與分析問題的能力[10]。通過三維動畫將神經(jīng)解剖知識與臨床癥狀結(jié)合起來講授，避免了生硬的、機械的回憶，轉(zhuǎn)為邏輯性強的理解記憶，使學(xué)生對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的癥狀、體征就會有完整、清晰的概念，才能將所學(xué)的知識靈活運用[11]。在之后的教學(xué)活動中，將學(xué)生分為兩組，分別為三維動畫教學(xué)組與傳統(tǒng)教學(xué)組，通過考核神經(jīng)解剖位置、神經(jīng)缺損癥狀和時及病例分析，發(fā)現(xiàn)接受三維動畫教學(xué)的學(xué)生在理解、記憶等方面均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生，證實了三維動畫的教學(xué)成果顯著。

4 展望

三維動畫是新教學(xué)思想、新教學(xué)手段的體現(xiàn)，它改變了傳統(tǒng)教學(xué)中知識傳播、存儲和提取的方式，利用大量三維立體動畫伴以“層層剝離”的表現(xiàn)手法及聲頻、解說等，具有交互性、共享性和可視性等多種優(yōu)勢[12]，增加了學(xué)生們的求知欲，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性。在神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)中，采用三維動畫的教學(xué)方法明顯提高教師的教學(xué)效率，可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率并改善學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的記憶，并在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系實際，從而形成正確的臨床思維，使學(xué)生們對神經(jīng)病學(xué)疾病的理解更準(zhǔn)確、更形象，從而顯著提高神經(jīng)病學(xué)的教學(xué)效果。在未來的神經(jīng)病學(xué)教學(xué)中，三維動畫必將發(fā)揮出越來越重要的作用。