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【摘要】為了適應現(xiàn)代化與時俱進的教學，為了彌補解剖學實驗教學中尸體不足的矛盾，我系解剖學實驗課引入虛擬數(shù)字化教學。新的教學方式以真實的標本與虛擬實驗相結合的教學模式，共同構筑新的本科人才培養(yǎng)的課程體系，以適應社會發(fā)展和學生的需求。本文總結教學過程中的經(jīng)驗，以期為虛擬教學更好地應用、更廣泛的推廣提供經(jīng)驗。

【關鍵詞】人體解剖學；虛擬數(shù)字化教學；虛擬實驗；教學軟件；教學改革

人體解剖學教學是醫(yī)學教育中的重要根基［1］，解剖實驗教學又是解剖教學中必不可少的組成部分。因此，推進解剖實驗教學改革，對培養(yǎng)適應21世紀高素質、復合型人才至關重要，同樣也是加快醫(yī)學院校教學數(shù)字化和現(xiàn)代化的必然趨勢［2-3］。虛擬實驗室為學生們創(chuàng)造了一個先進而又靈活的實驗教學環(huán)境，課堂教學將不再局限于在有形的實驗室中，教學和動手操作實踐的空間和時間可得到無形的擴展，資源共享，降低教育成本，激發(fā)學生的學習興趣，提高了教學質量，適合新世紀人才培養(yǎng)模式，是對傳統(tǒng)實地解剖人體標本實驗室教學的有力促進和有益補充［4］。

1為何引進虛擬數(shù)字化教學

傳統(tǒng)的解剖學教學，是以課本結合掛圖，模型結合標本的方式來對學生進行教學。但隨著高新技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)不能滿足日常教學的需要。在這種情況下，依托于虛擬仿真技術，數(shù)字人虛擬解剖系統(tǒng)應運而生。因此虛擬仿真數(shù)字解剖實驗室的建設可以有效提高解剖學的教學效果，增強學生對解剖標本的認知能力，減少尸體標本的浪費，已然成為現(xiàn)代解剖學教學中的必要組成部分。臨床醫(yī)學系本科生的培養(yǎng)與其它學生不同之處，也是基礎教學中的重中之重，就是局部解剖學。這門課是臨床醫(yī)學專業(yè)的必修課，也是檢驗一所醫(yī)學院校臨床醫(yī)學教育教學條件和教學效果的重點課程。局部解剖學的特點是每幾位學生解剖一具尸體，醫(yī)學生通過親自動手逐層解剖尸體，將理論描述與解剖操作緊密結合，掌握正常人體局部結構、層次和毗鄰關系，為將來的臨床工作打下堅實的基礎。局部解剖學這門課程必備的教材，也是最特殊最難獲取的教材即是尸體。為了提高臨床醫(yī)療專業(yè)本科解剖學教學的教學質量，為學生提供更先進的學習環(huán)境，同時彌補尸體標本的不足，最好的解決方法就是利用軟件進行虛擬教學。將人體解剖學知識和計算機技術充分結合在一起，使同學們在計算機上就能完成仿真的局部解剖操作，可能是解決尸體不足，并課前預習、課后復習最好的解決途徑。

2虛擬仿真實驗教學體系建設的方案和內容

2.1開發(fā)具有自主知識產權的虛擬實驗軟件。虛擬實驗是解剖學虛擬實驗室的主要內容，虛擬實驗室實為電腦軟件。在電腦普及，網(wǎng)絡化普及的當今社會，開發(fā)和利用軟件進行網(wǎng)絡教學是高速發(fā)展的現(xiàn)代社會提出的必然要求。我系經(jīng)驗豐富的教師利用假期、業(yè)余時間按照教學大綱的要求，逐層解剖尸體標本，拍攝照片和錄像每個詳細步驟，后期和軟件工程師共同將其加工成在電腦上用鼠標可反復操作的虛擬教學軟件，并申請了自主產權和專利。軟件的試用獲得廣大師生的一致好評。軟件的具體操作步驟（圖1）：進人目錄界面，選擇解剖內容，點擊進入。學生可以根據(jù)實驗步驟的要求，用鼠標拖動虛擬手術器械，進行虛擬解剖。若操作正確則虛擬實驗就會順利進入下一步，顯示該操作的結果；若操作不正確則無法進入下一步，需重新操作。這樣學生通過自己準確的操作，由淺入深逐層解剖，不斷提高手術操作的準確性。此外，操作過程中可同時顯示任何一個層面或重要結構的名稱。對于一些深層結構和細微結構，還可點擊圖片上的放大鏡，任意放大所需觀察區(qū)域的結構便于細致觀察。通過緊貼真實的器械和標本操作，讓學生達到解剖學實驗教學的仿真訓練。虛擬實驗的可操作性和豐富的輔助功能，實現(xiàn)了學生對實驗的高度自主性。目前由我系自主開發(fā)的局部解剖學虛擬實驗操作軟件已獲得國家版權局計算機軟件著作權登記證書。達到了：①操作方法步驟與實地解剖完全一致，圖片來源于真實的標本；；②可重復，可以作為實地操作的預習，復習用，通過虛擬操作的練習，提高學生實地解剖的準確性，避免了標本不必要的損耗，彌補了實地解剖不可重復的缺陷，成為實地解剖非常有益的補充。2.2實驗室補充購買的數(shù)字化教學軟件參與實驗教學。雖然由我系和軟件學院自主開發(fā)的“局部解剖學虛擬實驗操作軟件”已獲國家專利，有許多優(yōu)勢，比如完全真人標本，學生可按教學大綱要求在電腦上逐層解剖，每一層次重點結構都清楚的標注，醫(yī)學生可以在學校互聯(lián)網(wǎng)上隨時隨地學習使用，但是因為人力物力有限不能包容系統(tǒng)解剖學、斷層解剖學、慕課、微課等海量教學，標本結構不能分離、3D旋轉和360°觀察。而一些實力較強的軟件公司開發(fā)的軟件內容更加豐富，將多具人體標本逐層掃描，并轉換為數(shù)字化信息，重新制作為數(shù)字化標本。雖然不像我系開發(fā)的軟件基于純實物標本，但其優(yōu)勢在于更加強大的體系和內容及軟件功能。軟件包含4000多個解剖學結構，對系統(tǒng)解剖學教學非常有利，可以分系統(tǒng)教學，比如骨學、肌學、神經(jīng)系統(tǒng)，而每個系統(tǒng)的每個器官可以單獨顯示，360°旋轉顯示，方便學習（圖2）。尤其對一些珍貴易損標本如篩管、蝶骨、耳蝸等，其教學效果很好的彌補了這一缺陷。另外，這種軟件對于斷層解剖也非常實用，醫(yī)學生可以對電腦上的虛擬人體任何橫斷面、矢狀切面隨意隨手一畫，就能看見該層次的斷面的解剖結構，器官毗鄰關系、CT影像圖片，是傳統(tǒng)的斷層切割標本遠遠不能比擬的先進的教學方法（圖3）。我系給每個實驗室配備了教師端和學生端，在實驗課上取得學生的認可和好評。兩種虛擬教學的共同使用，起到更好的互補，為現(xiàn)代化的虛擬教學提供了新的方案和思路。

3虛擬實驗教學效果

為了了解學生對虛擬教學融入解剖學實驗課的滿意度，我系組織了學生匿名訪談了臨床醫(yī)學系的學生，得到學生一致好評并舉手稱贊。此外，我們詢問了學校教學質量管理科相關負責人員，并開展網(wǎng)上教評教評工作，教務處提供的評價數(shù)據(jù)表明，學生對虛擬軟件進入實驗教學給予認可，比傳統(tǒng)單一的實驗課教學的綜合評價要高很多。虛擬實驗教學的引入、教學模式的改變，現(xiàn)代化的教育理念、給學生帶來耳目一新的教學方式，用信息技術手段和方法組織教學、更好地激勵和啟發(fā)學生思維、豐富了教學信息量、加深了學生對解剖學內容的領悟。另外，我們設計了5分表格調查問卷表（堅決不同意-1分；不同意-2分；可有可無-3分；同意-4分；超級贊同-5分）（表1）［5］，通過300名學生的學習情況總結學習效果。由表1可見，虛擬實驗教學方法積極可取。當然傳統(tǒng)的大體標本必不可少，只是相對于傳統(tǒng)面授教學而言，虛擬實驗教學無論從學生主觀感受，還是學生的學業(yè)成績來看都更具優(yōu)勢，在醫(yī)學生中解剖教學采用虛擬環(huán)境支持的教學相結合的混合教學模式具有積極良好的教學效果。

4虛擬實驗教學的意義

虛擬實驗教學積極響應了國家建設互聯(lián)網(wǎng)社會的號召［6］。虛擬解剖實驗教學的建設提高了高校醫(yī)學生創(chuàng)新能力和實踐能力，以共享優(yōu)質實驗教學資源為核心，極大地節(jié)約了尸體標本，緩解了醫(yī)學院校大體標本的不足，推進了實驗教學資源的開放共享，促進了實驗教學信息化的建設，推動了醫(yī)學院校實驗教學的改革與創(chuàng)新［7］。解剖學虛擬實驗教學提高了基礎醫(yī)學教學質量，使軟件教學進入基礎教學，為學生提供了先進的學習平臺。虛擬解剖學實驗是按本科教學大綱精心設計而成，完全貼合本科教學的學習要求。該教學方法充分體現(xiàn)虛實結合、相互補充的原則，實現(xiàn)真實的實驗和虛擬解剖相互結合、相互幫助的教學功能。解剖實驗教學虛擬和實物相結合的教學方法，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有人力、物力，通過開放共享使學生有更多機會利用高水平的解剖實驗標本和先進的可視方法學習，享用優(yōu)質實驗教學資源，實踐能力和創(chuàng)新精神得到提升；也可以使教師的教學理念得到更新，教學能力得到提升，教學水平進一步提高［8-9］。

作者:邵金平 曹靖 張振華 徐高磊 張士強 李鳴 單位:鄭州大學基礎醫(yī)學院人體解剖學系