數(shù)字人解剖系統(tǒng)在前庭蝸器實驗教學中的應用研究

杜文琪 宋亮 王玉蘭 劉志安

[摘? ? ? ? ? ?要]? 數(shù)字化技術能夠應用于教學中是我國面向21世紀高等教育改革的一項重要模式。在人體解剖學教學中，前庭蝸器因其結構比較復雜，體積比較微小，學生要徹底了解其形態(tài)結構及功能相對較難。因此應強化該方面教學，引入數(shù)字化技術是十分必要的。研究證明，數(shù)字人解剖學系統(tǒng)可以提高學生學習的積極性，促進課程教學質量的提升。

[關? ? 鍵? ?詞]? 人體解剖學;前庭蝸器;數(shù)字人解剖學系統(tǒng)

[中圖分類號]? R322? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）28-0054-02

人體解剖學在醫(yī)學中是一門重要的基礎課程[1]。傳統(tǒng)的標本在使用過程中會有損壞從而使一些精細結構無法被辨認，人體解剖結構本身就比較復雜，再加上醫(yī)學生對其辨認度降低，會增加解剖結構知識的學習難度，降低教師的解剖教學質量[2]。而數(shù)字化解剖系統(tǒng)可以有效地整合人體內部各個器官結構的數(shù)據(jù)，將人體三維解剖圖像生動形象地展示在學生面前。在系統(tǒng)解剖學中，前庭蝸器體積比較微小，結構比較復雜，醫(yī)學生要徹底了解其形態(tài)結構和功能相對較難。利用數(shù)字化三維技術可創(chuàng)建出比較立體的、生動的虛擬解剖模型，學生能夠憑借個人意愿對虛擬人體的前庭蝸器進行分離切割，從而更加細致地觀察前庭蝸器的內部結構。故本研究嘗試開展數(shù)字人解剖系統(tǒng)在前庭蝸器實驗教學中的應用研究，這對人體解剖學信息化教學改革有重要的意義。

一、資料與方法

（一）研究對象

將徐州醫(yī)科大學2018級護理專業(yè)4個班的學生分成數(shù)字人解剖系統(tǒng)輔助教學組（實驗組）和傳統(tǒng)教學組（對照組）。實驗組為11、12班共64人，對照為1、2班共64人，兩組在性別、年齡、入學成績以及是否有相關基礎知識等一般資料差異無統(tǒng)計學

意義（P>0.05），因此具有可比性。

（二）研究方法

實驗組與對照組均由有帶教經(jīng)驗的同一專職教師帶教。對照組采用以模型為主的傳統(tǒng)性直觀教學，即理論授課、PPT教學、實物標本模型，實驗組在傳統(tǒng)教學基礎上引入數(shù)字人解剖系統(tǒng)進行輔助教學，即理論授課、PPT教學、實物標本模型+開放虛擬實驗室的數(shù)字人可視化操作系統(tǒng)。我們對實驗組和對照組的前庭蝸器課程教學效果采用問卷調查和客觀考核的方法進行統(tǒng)計分析。

（三）觀察指標

1.比較2018級護理專業(yè)兩組學生前庭蝸器課程結束時調查問卷情況，調查問卷包括學生主觀認為的對解剖知識掌握情況、標本識別滿意度以及教學方式滿意度，三項指標均采用5分制衡量。

2.比較2018級護理專業(yè)實驗組與對照組學生前庭蝸器課程的客觀考核成績，客觀考核成績包括實驗考試以及理論考試，兩項分值各50分。

（四）數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)

使用SPPS13.0統(tǒng)計軟件處理，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，組間比較采用配對t檢驗，P<0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。

二、結果

1.兩組調查問卷結果比較實驗組解剖知識掌握情況、標本識別滿意度以及對教學方式滿意度得分均優(yōu)于對照組，結果顯示差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表1、圖1。

2.兩組客觀考核成績比較實驗組學生前庭蝸器課程客觀考核總分高于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表2、圖2。

三、討論

在傳統(tǒng)的人體解剖學教學過程中，模型及標本有非常重要的作用，然而標本的保存受到環(huán)境、時間等多方面因素的影響，并且學習者無法通過標本建立清晰的三維圖像，對器官的位置、毗鄰等立體關系了解模糊，對人體結構的空間位置和形態(tài)理解比較抽象，不利于學生從多角度、多方面了解機體構造，容易造成畏難情緒[3]。另外隨著信息化的不斷進步，學生的學習方式逐漸發(fā)生了變化，傳統(tǒng)教學方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教學的需要。

前庭蝸器由前庭器和聽器組成，按結構可分為外耳、中耳、內耳三部分。本研究之所以選擇前庭蝸器課程，是因為其形態(tài)結構比較復雜，尤其是內耳埋于顳骨巖部，形態(tài)不規(guī)則，其方位較難辨識，難以建立立體概念，是人體解剖學教學的難點之一。在解剖學教學過程中，我們基于外耳、中耳和內耳的三維解剖，著重于未來的臨床應用來講授前庭蝸器與其臨近組織器官、神經(jīng)的關聯(lián)關系，串聯(lián)與毗鄰器官生物學功能相關的知識點，引導學生在腦海中建立其解剖結構的空間影像。這就需要通過傳統(tǒng)解剖標本與數(shù)字人解剖系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)實虛擬結合，利用數(shù)字人解剖系統(tǒng)從虛擬三維空間顯示人體的形態(tài)結構。

在21世紀，數(shù)字化學習已經(jīng)成為現(xiàn)代教育發(fā)展的主流，學校需要迎合科技潮流，逐步改善教師的教育模式。數(shù)字人使信息與生命科學有效地融合在一起，其利用信息化科學對人體在不同水平的形態(tài)進行虛擬仿真，在人體解剖、物理及生理等多領域有應用[4]。我們利用數(shù)字人解剖系統(tǒng)的三維模型教學對前庭蝸器解剖形態(tài)結構進行合理展現(xiàn)、分割，將現(xiàn)實中的人體標本在虛擬世界中進行數(shù)字化展現(xiàn)，使學生通過不同角度了解人體解剖結構，它可為學生提供更直觀的體驗并增強視覺沖擊力，有利于學生熟悉以及掌握解剖學專業(yè)知識[5]。本研究表明利用數(shù)字人解剖系統(tǒng)的實驗組學生前庭蝸器解剖知識掌握情況得分優(yōu)于對照組的學生，同時實驗組學生前庭蝸器客觀考核總分明顯高于對照組（P<0.05），這說明實驗組學生應用數(shù)字人解剖系統(tǒng)效果明顯，使學生能夠更好地理解并記憶所學的內容，能夠以更加直觀的方式學習解剖結構。另外調查問卷結果顯示，實驗組學生的標本識別滿意度以及對教學方式滿意度得分均優(yōu)于對照組的學生（P<0.05），

這表明學生應用數(shù)字人解剖系統(tǒng)不僅能較好地掌握專業(yè)知識，更能夠充分激發(fā)他們的學習興趣，使人體解剖課程不再枯燥難懂，讓枯燥的解剖基礎課程變得更加生動形象，從而讓學生對較抽象的內容能夠較輕松地理解并且記憶更加牢固。但是數(shù)字人畢竟是虛擬的數(shù)字人，缺乏傳統(tǒng)上比較真實的實驗操作場景。所以我們在教學過程中在使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)的同時保留標本觀察和實體解剖，兩者的有機結合才能更好地為解剖學教學服務。

總之，在解剖學教學過程中，教師應合理分析數(shù)字人解剖系統(tǒng)應用的優(yōu)勢與不足之處，并采用正確的方式進行教學改革，培養(yǎng)學生的空間思維能力與學習能力，提升教學質量。此次研究也有不足之處，我們沒有對這些班級學生的學習狀況進行后續(xù)的跟蹤調查，也沒有對其他的解剖課程成績進行分析。希望以后多收集數(shù)字人的應用信息進行深入研究，為人體解剖教學質量的提高提供新模式的嘗試。

參考文獻：

[1]陳幽婷，王德廣.系統(tǒng)解剖學[M].3版.上海：第二軍醫(yī)大學出版社，2015.

[2]周啟良，鄧雪英，胡明華，等.數(shù)字化人體圖像和三維模型在解剖教學中的應用[J].中國衛(wèi)生產業(yè)，2015，3（6），54-55.

[3]易學龍.數(shù)字化人體圖像和三維模型在解剖教學中的應用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2015，15（20）：54-55.

[4]張紹祥.數(shù)字化人體與數(shù)字醫(yī)學的研究概況及發(fā)展趨勢[J].第三軍醫(yī)大學學報，2009，31（1）：1-2.

[5]王勇.數(shù)字化人體圖像和三維模型在解剖教學中的應用[J].大家健康（上旬版），2017，11（2）：287-288.

◎編輯 趙瑞峰