基于“数字人系统”三段序贯式教学模式在人体解剖学实验教学中的设计与探索

郭燕君 沈忠飞 侯杰 叶先才 王志坚

摘 要：实验教学是人体解剖学课程的重要环节，该文对解剖实验教学模式进行“创新”，建立以数字人解剖系统为基础，形成“理论课-讨论互动课-情景再现课”阶段性序贯式三段序贯式新的教学模式。

关键词：数字人系统 教学模式 人体解剖学 实验教学

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0155-02

1 研究背景

人体解剖学是属于形态学的范畴，它是研究正常人体器官的位置，形态，结构和功能的学科。解剖学实验课是医学专业学生正确理解，掌握基本医学知识的一个重要途径和主要方法，同时实验教学也是自然科学的一个重要组成部分。人体解剖学包括系统解剖学和局部解剖学，期中系统解剖学主要是将人体按九大系统分类来讲授，系解实验课可以直观的让学生接受人体标本，给学生主观上和视觉上的冲击认识，使学生的理论基础知识容易理解和记忆。人体解剖学是医学课程中一门非常重要的基础课，学科的性质决定了系统解剖学试验中需要用到大量的标本和模型。但是，随着科学技术的迅猛发展，计算机辅助教学是全球教学改革的一个方向，它可以改变传统的医学教育观念，提高医学的教学效果。数字医学和虚拟仿真技术的应用已经变成当代医学实践教育改革的热点，也给医学教育改革提供了一个机遇。

2 研究现状

数字人解剖系统是通过三维重建技术将大量的人体标本断面扫描信息重建为人体的三维立体图像。现代医学教育与计算机的整合是时代发展的必然。自从数字人解剖学系统出现以来，他已经被广泛应用到临床外科领域和教育领域，数字人解剖学系统可以让学生在课堂之外在电脑上自由操作三维数字人，可以从任意角度方向随意拉伸和旋转，具有传统解剖学不可比拟的优点。

三维虚拟数字人系统图像逼真，即使是向神经血管等细微的解剖结构都能通过数字人系统清晰显示出来，为一学生的解剖学学习和专业研究人员的研究提供了新的教学模式三维数字化虚拟人体系统具有扩展性，可以及时更新系统内容，与其它学科交互应用，是对医学教学模式的创新。数字人解剖系统的出现，将对未来人体解剖学的教学乃至整个医学教育领域产生跨时代的影响。

3 研究意义

构建基于“数字人解剖系统”的三段序贯式教学模式在人体解剖学实验教学新模式，不但能适应当前高等医学教育实践改革的要求，缓解尸源不足、标本供应紧张问题，避免接触有毒有害物质。而且增加了学生自主学习能力和自主思维能力、动手操作、能力的锻炼，通过加强与临床的联系，激发学生学习的积极性和主动性为后续相关医学课程和临床工作打下坚实基础。

4 教学方法改革

该院2015级临床医学专业中选取2个自然班，《系统解剖学》实验课中开展，对照组学生采用传统实验课教学方法，由任课教师对实验课前实验员准备好的解剖学标本进行逐一讲解，讲解完成之后由学生自行学习和辨认标本。实验组学生采用“课堂理论课→互动讨论课→情景再现课”三个层次组成，形成逐渐递进的序贯式分阶段教学方法。具体方法如下以下几点。

（1）课堂理论课，回顾由专业教师讲解的理论知识，对所学的基本概念、知识点等进行总结，使学生对每次课的理论知识有一个完整的概念。

（2）互动讨论课，由任课教师在实验课教室内进行授课，授课过程中采用多媒体进行本节课的所学内容的整体概括，然后通过数字化虚拟人解剖系统以及教学相关视频学习相关内容，随后讨论该节课所学的知识，使得学生获得初步的感性认识。

（3）情景再现课，以5～7个人为一个小组，1名学生负责组织工作。学生以小组为单位进行分配角色，一个小组中一个人是病人，其他人都是医生的角色，按照教学视频以及教师授课内容所示，医生给患者做体格检查，并在带教老师的帮助下，学生模拟医生对患者进行查体，边查体边叙述相关的解剖学知识（如：心脏的体表投影、阑尾炎的体表投影等相关知识点）等。

教师根据实验课课堂状态、学生参与程度、相关知识掌握情况、问题回答正确率以及期末成绩等做出相关评价，并以问卷形式观察学生对两种教学法的接受程度、是否感兴趣、对相关知识点的理解及掌握情况等。

5 数字人系统在教学中的作用和优点

数字人技术具有重要的科学意义与广阔的市场前景[1]。三维虚拟数字人解剖系统可以安装到学校的校园网上，学生在课余时间可以自学，也可以在解剖课堂中作为辅助教学系统来应用。在一定的条件下，可以缓解当今中国解剖标本普片比较欠缺的实验环境，大量节约标本的用量。

（1）大量节约标本不足，标本供应的问题。传统的人体解剖学实验教学常常是实验教辅人员制作标本提供学生观察使用。传统的教学模式需要消耗实验员大量的时间和精力，而近年来，随着医学院校招生的扩大，标本相对的不足，从而出现了实验课标本供不应求的问题，尤其是局部解剖学实验过程，原来4～5个学生可以解剖一具尸体，到如今一个班30名学生共同解剖一具尸体[2]，这就导致了部分学生动手机会减少。数字人解剖系统的数据来源于真实人体，其位置形态与真实人体一致，包括9大系统，2 300多个解剖结构的三维形态，按照系统解剖学或局部解剖学教材编订的树形目录展示人体各解剖结构，解剖结构可以任意组合，多方位观察和解剖，操作界面友好，实现局部分离，层次分离，透明化。实验教学过程中，学生可以由浅入深的按层次解剖自由学习。由于该系统使用的不是传统的尸体标本及模型，因而不受尸体来源和制作标本的限制。

（2）不受传统的实验地点和实验时间的限制，可以让学生和教师避免接触有毒的福尔马林溶液和高浓度甲醛。为了防止腐烂，尸体灌注过程中都是用福尔马林溶液灌注，但是经过福尔马林溶液和高浓度甲醛灌注的尸体在解剖操作过程中会发出强烈的刺激的味道，长期接触，会致癌，严重影响学生和教师的身体健康。使用数字人系统后，可以避免接触刺激的有毒的福尔马林溶液和高浓度甲醛，学生和老师通过互联网实现解剖学实验教学的所有教学目标。

（3）数字人解剖系统可以不断地升级重新使用。避免了在教学过冲中教学标本的使用损耗率非常大。使用数字人系统进行实验教学不存在消耗尸体标本的问题，而且数字人系统可以随着相关技术的成熟而不断地升级换代，可以预见，未来的数字人虚拟操作过程将无限地接近真实的人体解剖操作过程，类似的技术将越来越广泛地应用于临床医学的各行各业。

6 结语

针对该院人体解剖学实验教学的问题和矛盾，对解剖学实践教学模式进行全面、系统的研究和改革。通过基于“数字人系统”三段序贯式教学模式的改革研究为学生提供了理论与实践相结合的机会，解决医学教学中理论与实践应用脱节的现象，促进医学教育改革。

参考文献

[1] 刘洋，郭伟.数字医学技术在肝胆外科的临床应用[J].中华肝脏外科手术学电子杂志，2013，2（4）：213，215.

[2] 秦向征，李光照，李良昌，等.局部解剖学教学所面临的问题及解决方法[J].解剖科学进展，2010，16（1）：95-96.