数字化技术在人体解剖学教学中的应用

任银祥 王德贵 宋焱峰 景玉宏 刘向文 张朗 洪建平 尹洁

随着信息科学的迅速发展，尤其是计算机及网络技术的快速发展，人类社会已经进入了数字化时代，数字化技术也已深入到了不同的领域。随之，医学领域中也大量的运用了数字化技术，而数字化技术在基础医学教育中的广泛应用，也大大地改变了现代医学的面貌。

人体解剖学作为一门重要的医学形态学基础课程，在整个医学教育过程中的凸显其重要性。为了进一步提高教学质量，拓展教学思路，将人类文明的新成果运用到人体解剖学教学过程中，我们正在逐步将数字化技术引入到教学中来，以期能使解剖学的教学模式变得更加科学化、精确化、合理化。

1 将数字化虚拟人体应用于解剖学教学中

1.1 数字化虚拟人体的研究为虚拟解剖学提供了数据基础和技术支撑 自美国率先开展“可视人计划”(Visible Human Project，VHP)以来，1994年11月美国国家医学图书馆就宣布男性VHP解剖数据集开发成功[1]，之后依托这个数据集为平台，国际上开发了大量相关的应用软件。在国内，自2001年的香山科学会议第174次学术讨论会提出我国数字化虚拟人体研究的规划和建议后，“数字化虚拟人体若干关键技术”和“数字化虚拟人体模型构建及海量储存”列入国家高技术研究发展“863”计划项目。经过多所院校和研究部门的共同努力，于2003年2月提交了虚拟中国人女性一号（VCH-F1）的数据集[2]。这些数字化虚拟人体将人体生物学信息数字化与可视化，使计算机的定量分析计算和精确模拟成为可能，也为数字化技术和人体解剖学的渗透融合提供了基础。

1.2 传统人体解剖学教学实践中存在的问题 首先，传统的人体解剖学教学方法是以课堂教学为主，结合挂图、模型、标本、人体等辅助教学工具进行教学，再配合尸体解剖来加深学生对课堂内容的理解。学生对尸体进行的解剖操作是人体解剖学教学必不可少的环节，而近年来全国各大医学院校都不同程度地存在教学尸体紧缺的现象，尸源不足导致用于学生解剖操作的尸体和教学示教标本缺乏严重影响了教学质量的提高。

其次，传统解剖学教学中用到的尸体和标本一般是经过具有挥发性和致癌性的甲醛处理过的，这种尸体标本不但带有刺鼻的气味，而且教师和学生在进行解剖操作过程中如果长时间吸入甲醛更会对健康造成不良影响，这些因素都不同程度地影响了学生学习解剖学的积极性。在解剖学实践教学过程中经常会有学生受不了甲醛刺鼻的气味而不仔细解剖和观察尸体标本，甚至在老师进行标本示教时远远地站在一边，这些都严重影响了解剖学教学质量的提高。

再次，由于缺乏对人体结构的整体认识，导致在操作中盲目切割，破坏标本现象严重，也导致不可再生资源严重浪费，如果能通过数字资源使学生对解剖结构有个整体认识将使这一现象大大缓解。

1.3 将数字化技术应用于解剖学教学中的优势 数字化虚拟人体数据集提供了完整、连续、精细的人体二维解剖图像，并可建立三维可视化模型和构建虚拟人体解剖模型。使用这种模型，学生不但可以从任意角度、任何剖面观察人体结构，还可以在三维空间对要观察的结构进行放大、旋转和平移等操作，通过仔细地观察清楚地了解人体内各器官组织的空间关系，并对人体的各结构能够在脑海中形成一个整体的影像。这样，通过数字技术让学生先对人体结构有了基本认识后再去探究真实的人体会大大提高学习效率，减少资源浪费。

数字化虚拟人体的产生不但能使学生更直观更清晰地看到所要观察的结构，还可以缓解目前解剖学教学中尸体标本紧缺以及标本不可重复使用等缺陷，能够降低教学成本，提高教学质量，弥补教学资源和条件的不足。同时还提高了学生的学习兴趣，增加学习的积极性。

2 建立和开放数字化教学资源平台

教育部2007年发布了教高[2007]1号《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》和教高[2007]2号《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》两个文件，明确提出要加强课程优质网络资源建设，并把多媒体网络技术作为提高教学质量的重要手段，广泛采用多媒体网络技术，改变高校人才培养模式，不断推进教学资源的共建共享，逐步实现教学及管理的网络化和数字化[3]。为了响应教育部的号召，进一步深化教学改革，提高教学质量，通过校园网建立了网络学习平台，将数字化教学资源上传至网络共享，取得了比较好的效果和反响。

2.1 数字化图像资源在课内外教学中的应用 数字化图像资源可以提供大量互动性学习素材，通过教学配套数据库和相应的软件，可以提供互动式案例教学，让学生了解一些相关的临床内容，进行交互式学习。另外，高年级的学生在学习临床课的过程中如果遇到不熟悉的内容或者已经淡忘的相关知识，还可以通过平台对这些内容进行重温复习。

2.2 将实验室原有的珍贵标本数字化处理后共享 实验室的标本陈列室拥有一些珍贵的教学标本，受陈列室开放时间和容量限制，平时学生没有更多的时间来仔细观察，我们将实验室的这些珍贵标本也制作成图片上传共享，供同学们随时浏览。实验室所用的教学课件、教学录像等资源，我们也共享到平台，这样可以让学生随时随处都能够进行学习，不但可以节约课堂时间，还增强了学习的自主性和积极性。

随着近年来各大院校招生规模不断扩大，教学改革不断深化，教学工作中越来越注重培养学生的自学能力和创新能力，所以传统的课堂教学时数相对有所减少，且传统的教学模式极易养成学生消极依赖老师学习的氛围，效率比较低下，实验效果更是差强人意。与传统的教学模式相比，数字化教学资源平台的建立可以让学生自由地通过上网获取学习资源，这不但有利于学生自学能力的培养，也非常有利于进行自我测验和复习课堂讲授过的知识；数字图像都附有详实的文字说明，学生很容易看懂且可以对照图片与说明加深理解和记忆；数字技术同时整合了图像、动画、音频、视频及文字内容等多种教学素材，多样化的表现形式更能够刺激学生的学习兴趣和热情，学生可自主安排学习时间、学习地点、学习内容及进度来进行自学，而不需要考虑当天是否有老师授课，如果有需要还可以自由下载相关学习内容或直接向老师和同学请教[4]。

通过初步问卷调查，有超过90%的同学认为数字化教学资源平台的建立对自己的学习有帮助，超过82%的同学表示对通过这种方式进行学习感兴趣或比较感兴趣。当然，由于数字化图像数据库建立比较复杂，教学资源数量有限，所包含的信息量并不能完全满足学生的学习需要，所以数字化教学虽然很受学生欢迎，但并不能完全取代传统的教学模式，只能作为传统教学模式的补充和拓展。

总之，将数字化技术应用于人体解剖学的教学，使之与传统的教学模式相辅相成，发挥各自的特点，不但可以增加学生学习的自主性和积极性，丰富教学资源，提高教学质量，也是我们培养具有国际竞争力的创新型人才的需要。

[1]Spitzer VM,Whit lock DG.The visible Human dataset:the anatomical platform for human simulation[J].Anat Rec,1998,253(2):49-57.

[2]ZHONG Shi-zhen,YUAN Lin,TANG Lei,et al.Research report of experimental database establishment of digitized virtual Chinese No.1 female[J].J First Mil,Med Univ,2003(3):196-203.

[3]马合木提·买买提明，刘海，王涛.浅谈开发网络教学资源的理论依据和教学模式[J].中国高等医学教育，2012,2:73-74.

[4]Piemme TE.Computer-assisted learning and evaluation in medicine[J].JAMA,2007,260(5):367-372.