数字化虚拟人在人体解剖学理实一体教学中的应用

王 征，季 华，安国防，徐麟皓

(杭州医学院，浙江 杭州 310053)

·教学研究与管理·

数字化虚拟人在人体解剖学理实一体教学中的应用

王 征，季 华，安国防，徐麟皓

(杭州医学院，浙江 杭州 310053)

目的探讨数字化虚拟人在人体解剖学理实一体教学中的应用。方法将2015级临床医学专业123名学生分成4个教改班，进行“数字化虚拟人”人体解剖学教学。教改实施后，对教改班进行问卷调查。结果学生普遍认为教改有利于提高综合学习能力，对教改的总体满意度较高。结论数字化虚拟人在人体解剖学理实一体教学中的应用有一定意义。

数字化虚拟人；理实一体化教学；人体解剖学教学

Abstract：[Objective]To investigate the application of digital virtual human in theory-practice integration for anthroponomy.[Method]123 students majoring clinical medicine in 2015 grade were assigned into four teaching reform classes. After the implementation of the reform, the students in teaching reform classes were progressed a questionnaire survey to collect feedback message. [Result] The result of questionnaire survey showed that students all considered that this teaching reform could improve the comprehensive learning abilities and highly approved this reform. [Conclusion] The application of digital virtual human in theory and practice integration for anthroponomyis making sense.

Keywords:digital virtual human; theory and practice integration; anthroponomy

目前，医学类大专学校的解剖学教学存在“学制短、课时紧、教学资源少、学生起点低”的问题，学生在学习中往往会遇到“两多两难”的问题，即学习内容多、形态描述多、知识记忆难、实践掌握难。传统的人体解剖学教学方法是依靠图谱进行理论教学,依靠模型和标本进行实验教学,这种教学方法的缺陷在于缺少某个器官或结构在人体中的准确定位、三维测量数据和立体图像，加之实际教学中理论课和实验课的分列，造成了教学进程上的脱节，难以帮助学生形成具体系统的人体结构概念，影响了教学目标的实现和教学质量的提高。

数字化虚拟人是应用数字图像、图形以及现代计算机技术，采用人体解剖学和现代影像学方法， 获取人体解剖结构的数据信息， 在计算机上建立的全数字化的人体真实结构的三维模型[1]。 我们将数字化虚拟人应用于人体解剖学理实一体化教学中，取得较好效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象

在2015级临床医学专业243名学生中随机选取4个自然班共123名学生组成4个教改班，每次授课以1个教改班为单位，即30人左右。

1.2 研究方法

选用闫文升主编，中国科学技术出版社出版，全国医学高等专科学校“十二五”规划教材《人体解剖学与组织胚胎学》。教改班应用3D数字化虚拟人——“中国数字人解剖系统”开展理实一体小班化教学。为了教改的顺利实施，我们专门建立了数字化虚拟人实验室，打破了理论课和实验课的界限，充分利用“中国数字人解剖系统”结合课件、模型、标本在实验室完成理实一体小班化教学。“中国数字人解剖系统”为单机版，由教师示教和学生操作相结合进行教学。该系统的界面分为断层显示、三维显示、目录及结构说明三大区域，可以便捷地行使层面选择、缩放和平移、旋转、透明度调节、隐藏和显示、着色、文字标注、边界提取、图像保存、预置位存储、区域关联、双屏显示、立体显示等功能。

1.3 教改实施

1.3.1 课程设计 开展教学前，对相关教师进行培训，以了解数字化虚拟人教学的背景和意义，熟悉“中国数字人解剖系统”的使用方法，明确教学的具体实施步骤等。教师依据教材内容，结合“中国数字人解剖系统”的功能特点，修订原有的教学大纲和课程教学计划，设计教学方案、测验试卷和评估问卷。每次课前，将教学目的要求和预设问题告知学生，提出相应的预习要求。

1.3.2 课堂教学 (1)课堂讲授。以“中国数字人解剖系统”为基础，结合课件、模型及标本等进行讲授；(2)基础性练习。学生围绕教学大纲和各章节教学目的要求，利用教材结合“中国数字人解剖系统”、模型和标本等对各知识点逐一学习理解掌握；(3)应用性练习。以小组为单位(6～8人/组)围绕与临床知识点及技能操作相关的预设问题进行课堂讨论。先进行小组内讨论，然后由各小组阐述解题思路和答案，若各组间有不同意见可再次展开讨论，并由教师针对讨论中存在的问题进行梳理和补充，最后由教师总结答案并归纳本次课程内容的重点难点；(4)实训。就基础性练习和应用性练习涉及的知识点和技能操作通过“中国数字人解剖系统”进行虚拟演练或在模型和标本上进行指示操作；(5)随堂测验。利用“中国数字人解剖系统”对本次课程内容进行测试；(6)章节测验。某一章节的内容结束后，可对该章节或结合其它章节进行综合测试。

1.4 教改效果评估

1.4.1 成绩考核 将教改班的基础性练习、应用性练习、实训的表现情况与随堂测验成绩、章节测验成绩、期末考核成绩等进行综合处理，得出总评成绩。

1.4.2 问卷调查 对教改班学生进行问卷调查，分别从提高自主学习能力、提高学习兴趣、促进对学习内容的理解、增强沟通与合作能力、促进基础与临床的联系等方面进行评价。

2 初步成效

2.1 考核结果

教改班学生的期末考核平均成绩为(80.50±12.04)分，其中不及格率为5.70%，高分率(85分以上)为46.34%；教改班学生的总评平均成绩为(82.85±8.06)分，其中不及格率为0%，高分率(85分以上)为56.10%。

2.2 问卷调查结果

教改班学生学习积极性及主动性高，课前预习深入，课上专心听讲，认真实践，尤其在应用性练习环节，组内分析细致，组间讨论热烈，学生合作完成学习目标，课堂气氛活跃，课后能够主动地及时复习总结。对教改班学生进行问卷调查，结果显示，各调查项目的认同度(完全认同与基本认同累加)均超过80.0%，对本教改的总体满意度为94.3%，结果详见表1。

表1 2015级临床医学专业123名学生对教改效果的评价[N=123，N(%)]

3 体会与思考

3.1 数字化虚拟人在人体解剖学教学中的优势

数字化虚拟人体现出很多优势：(1)直观生动地展示知识点：只要将光标移至某个解剖结构，此结构的详尽说明便会显示出来；(2)既能看到某个器官或结构的横断面、矢状面和冠状面形态特点，又可以绕不同轴线旋转以观察立体结构；(3)具有逼真的连续数字化图像、鲜明的色彩及清晰的层次，并拥有与CT、MRI工作站相同的3D医学影像重建技术；(4)可以进行虚拟手术，手术可以反复进行，不断纠错，熟练操作[2-3]。

3.2 应用数字化虚拟人的积极意义

数字化虚拟人的应用弥补了传统教学方法“缺少准确定位、三维测量数据和立体图像”的缺陷，有利于教师更系统直观地阐述各个知识点，帮助学生形成全面立体的人体结构概念，从而在一定程度上解决“两多两难”的问题。将数字化虚拟人应用于人体解剖学理实一体化教学有利于学生综合学习能力的培养和教师业务素质的提高。自主学习能力是21世纪人类生存的基本能力[4]，沟通、合作能力和批判性思维能力已被定为全球医学教育的基本要求[5]。上述能力均属于综合学习能力的重要组成部分，而强化综合学习能力是培养新型医学人才的迫切需要。在数字化虚拟人应用的实施环节中，课前预习要求学生利用课余时间完成规定的内容，这就要求学生根据自己的具体情况调节学习时间、安排学习内容、摸索学习方法，从而锻炼自主调控能力；各项练习和测验能充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性，尤其是应用性练习环节可以加强师生互动、激发学习的竞争性、活跃课堂氛围、培养沟通和协作能力。这些都有利于学生综合学习能力的培养，符合现代医学教育“教会学生学习，使之成为一种终身受用的行为习惯”的理念。数字化虚拟人的灵活应用和熟练掌握，对教师也是新的挑战。为此，我们专门选拔了有丰富教学经验的教师参加了数字化虚拟人的相关培训；在每个章节的教学过程中，我们均安排了集体备课，教师互相交流沟通，共同制定和调整教学方案；在教学实践中，教师观察和指导学生在整个学习过程中的学习行为，并起到积极的引导作用，创造良好的学习氛围，激发学生学习的主动性和创造性；课后，教师及时收集信息、总结分析、不断改进，从而保证教学目标的顺利实现。这些都有利于教师理论功底的夯实、实践技能的打磨和学术水平的提升。

3.3 目前存在的问题和展望

数字化虚拟人是对传统解剖学教学方法的丰富和补充，能够帮助学生更好地识记实物标本，形成系统、全面、立体的人体结构概念，并将这些知识和技能用于后续课程的学习和临床实践。由于受到课程设置、教学时数和班级分配等影响，数字化虚拟人在人体解剖学教学中的应用目前尚处于试点实验阶段，全面铺开还需要各个部门的协调统筹。由于经费的限制，现有的“中国数字人解剖系统”为单机版，如能升级为网络版将进一步打破时间和空间的限制，扩大受益范围，提升教改成果。目前，新一代平台交互式数字化解剖台已经在国外开始推广，这项发明将数字化虚拟人技术推上了新的高度，也将是今后教改中教学设备引进的主要方向。当然，这些都需要得到相关部门和领导的大力支持。此外，我校已经开始招收本科专业学生，如何利用本科专业小班化教学的优势，结合本科教学的内容和特点，更好地发挥数字化虚拟人的作用，亦将是我们今后的研究方向。

[1]白娟, 邵水金, 刘红菊. 数字化虚拟人体研究在医学领域的应用前景[J].上海中医药杂志, 2005，39 (2): 3-5.

[2]方琼.数字化虚拟人体在医学中的应用进展[J]，安徽卫生职业技术学院学报，2008，Vol.7, No.1: 81-83.

[3]周多奇，钱振宇.数字化虚拟人体在运动解剖学教学中的应用[J]，赤峰学院学报(自然科学版)，2012，Vol.28, No.6: 69-70.

[4]林格，程鸿勋，唐曾磊．自主学习[M]．北京：新世界出版社，2010：4-8．

[5]章雅青，李丽莎，吴平，等．医学生批判能力的调查与分析[J]．上海交通大学学报(医学版)，2009，29(7)：869-872．

Theapplicationofdigitalvirtualhumanintheory-practiceintegrationforanthroponomy

WANGZheng,JIHua,ANGuofang,XULinhao

(Hangzhou Medical College, Hangzhou 310053,China)

G642.0

B

1672-0024(2016)05-0008-04

王 征(1978-)，男，浙江杭州人，硕士，讲师。研究方向：人体形态学教学

浙江省医学形态实训基地建设项目(浙教高教[2010]90号)；浙江省高等教育课堂教学改革研究项目(编号：kg2013632)；杭州医学院教学改革项目(编号： 2013XJJG09)