3D可视化人体解剖学软件在人体结构功能学教学中的应用

吕晓红，马 晶，张雅芳

（哈尔滨医科大学，黑龙江 哈尔滨 150081）

3D可视化人体解剖学软件在人体结构功能学教学中的应用

吕晓红，马 晶，张雅芳*

（哈尔滨医科大学，黑龙江 哈尔滨 150081）

课程整合及多样化教学手段的应用是目前医学改革的主要途径，人体结构功能学课程就是医学改革中出现的一门较为经典的整合课程。3D可视化人体解剖学软件的应用丰富了该课程的教学形式，提高了学生的学习兴趣，为教学效果的提高奠定了基础。

人体结构功能学；3D可视化人体解剖学软件；整合课程

随着科技和社会的进步，医学专业逐渐分成了两大类：医学类主干专业，如临床医学、口腔、麻醉、预防、影像等；非医学类主干专业，如护理、公共卫生事业管理、法学、生物技术、生物信息、药学等。非医学类主干专业的学生虽然不直接参与临床患者的诊治，但是仍然需要学习人体结构和功能，为专业课程的学习奠定基础。此类专业学生的医学课程教学，已经成为医学教育改革中的一个重要方面。整合课程是将两种或两种以上的学科课程内容融为一个整体，从而实现学科知识融通，提升综合应用能力的一种课程形态[1]。课程整合及多样化教学手段的应用是目前改革的主要途径，人体结构功能学课程就是医学改革中出现的一门较为经典的整合课程，而3D可视化人体解剖学软件的应用丰富了该课程的教学形式，提高了学生的学习兴趣，为教学效果的提高奠定了基础。

1 课程简介

大多数的本科医学院校非医学类主干专业的常规课程设置是，先学习人体解剖学和组织胚胎学课程（人体结构类课程），再学习细胞生物学和生理学课程（人体功能类课程）。授课分阶段进行，由不同教研室的教师分别承担。学生所用的教材均为医学类专业教材，与非医学类主干专业的专业大纲要求相比，教材内容多而复杂，教师只能根据教学大纲的要求进行删减。但是这样既增加了教师的工作量，又不利于学生的课后复习；同时，购买多本教材又增加了学生的经济负担。因此，将人体结构类课程和功能类课程进行整合，并编写一部适应此类专业学生学习特点的教材势在必行。人体结构功能学课程应运而生。

哈尔滨医科大学的人体结构功能学课程理论104学时，实验28学时，与课程整合前相比，理论学时减少了39.53%，实验学时减少了58.82%（见表1）。这一改革大大减轻了学生的学习负担和经济负担。人体结构功能学课程囊括了人体解剖学、组织胚胎学和生理学3门课程的知识，目前还没有与细胞生物学课程进行整合。人体结构功能学课程使用的教材是由徐承焘主编、中国协和医科大学出版社出版的《人体结构功能学》。该教材较好地将人体解剖学、组织胚胎学和生理学的主要内容融合在一起，使学生在了解人体各部基本结构的基础上，更好地理解其生理功能；补充了一些常见病的发生机制，使原来比较枯燥的基础学科知识更生动、更有趣。全书共分13章，各章均先介绍各组织器官的基础结构，然后再阐述其生理功能。但是由于教学内容相对较多，而教学学时数相对较少，加之教材本身的限制，使学生对人体器官的位置、毗邻等的理解存在一定困难，不利于学生对知识的融会贯通。针对这样的情况，我们在人体结构功能学教学中引入了3D可视化人体解剖学软件来辅助教师的教学以及学生的复习。

表1 课程整合前后学时数比较

2 3D可视化人体解剖学软件简介

3D可视化人体解剖学软件是应用现代信息技术，采用人体解剖学和现代影像学方法获取人体解剖结构数据信息，然后在计算机上重建人体结构三维模型的软件[2]。我校购买的3D可视化人体解剖学软件VH Dissector是基于可视化人体工程解剖学软件，由美国科罗拉多州际大学的专家组与美国Touch of Life公司及维拓启创（北京）信息技术有限公司通过计算机虚拟技术共同设计完成。该软件可用于表面解剖学、断层解剖学、局部解剖学、临床解剖学和外科解剖学教学及相关工作。

3D可视化人体解剖学软件设有导航区域、解剖区域、断层区域等，学生可以根据自己的学习目的进行操作。在导航区域点击添加相应的器官和系统，就可以观察该器官或者系统的空间位置；在解剖区域点击去除相应的结构，就可以观察各个结构的毗邻关系。将鼠标悬停在某个结构上，就能够显示该结构的名称，所有位置的名称都配有相应的英文名称，方便学生对照学习。除了能进行解剖操作外，3D可视化人体解剖学软件还提供了交互式课程平台，教师可以利用该平台提供的文字、图片、视频、动画等内容制作课件，也可以应用软件自带的程序创建并编辑课程，直接用于教学。

3 3D可视化人体解剖学软件在人体结构功能学教学中的应用

3D可视化人体解剖学软件具有自主设计和可重复操作的优势，教师可以按照课程内容的需要来编辑课程，学生可以进行虚拟操作来模拟解剖过程，对于教师教学及学生的自主学习都比较适用。

3.1 3D可视化人体解剖学软件在人体结构功能学理论课中的应用

人体结构功能学课程是一门整合课程，虽然其实际的理论课学时数（104学时）与其他课程相比是比较多的，但是与整合前3门课程的总学时数相比明显减少。教学内容相对较多，传统的教学手段不能满足教学需要。正常人体结构是本门课程的重要内容，对器官、系统的形态和位置的记忆十分重要，直接影响对其功能的理解。在教学中需要学生建立人体各器官和系统之间的空间结构，而学生常感到抽象难懂[3]。3D可视化人体解剖学软件可以根据课程内容自主设计相应的图片和视频动画，教师能在较短的时间内描述清楚所讲结构，学生能较快记住结构位置并进行空间定位，为进一步的功能学习奠定良好的基础。如肝外胆道系统的组成与引流方向、十二指肠的形态及其与胰头之间的毗邻关系，胰头癌患者为何会出现黄疸症状等。既可以清楚描述器官的形态与空间位置，又能够明确其功能及发病原理，同时增加学习乐趣、很好地调动学生的学习积极性。

3.2 3D可视化人体解剖学软件在人体结构功能学实验课中的应用

课程整合后，实验课学时数大大减少。人体解剖学知识作为人体结构功能学课程中的基础部分，在课程教学中占有很大的比重。实验课作为理论课的补充，学生可以通过实验课的学习来完善对各个器官、系统的认识及毗邻关系的理解。课程整合前实验课学时较多，学生有比较充足的时间进行学习，课堂上基本能够完成对知识的掌握；课程整合后实验课学时减少，不能满足学生学习的需要，学生需要利用课余时间进行学习，但是又受到实验条件的限制，3D可视化软件的应用在一定程度上解决了这一矛盾。传统的实验课教学是学生先自主观察实验标本，教师统一讲解；然后学生再有针对性地观察，教师巡视答疑。现在的学时数不能满足这种教学模式的需要，而3D可视化人体解剖学软件是在计算机上进行操作，学生既能单独观察某个器官的三维形态结构，又可以模拟解剖操作过程。教师在课堂上简单介绍一下软件的使用方法，学生可以在课后登录学校的局域网进行操作。虽然实验课的学时减少了，但是通过3D可视化人体解剖学软件的应用，学生可以更有针对性地强化自己薄弱的地方。学生课后有效的人机交互，不仅可以解决学习中遇到的问题，而且能提高学生的探索性学习能力和解决问题能力[4]。

4 结语

人体结构功能学作为一门整合课程，是医学教育不断发展的结果，也将伴随医学教育的发展而逐步完善。3D可视化人体解剖学软件是传统医学与现代高科技技术结合的产物，对教学方法的创新和教学模式的改革都起到积极的推进作用。在人体结构功能学课程中应用3D可视化人体解剖学软件，既丰富了教师的教学内容，又提高了学生的学习兴趣。尸源短缺已经成为限制国内外人体解剖学教学发展的瓶颈[5]，在非医学主干类专业的教学中应用3D可视化人体解剖学软件，既能在一定程度上节约教学标本，又能促进教学效果的提升。

[1]孙鹏，黄继东，柏杨，等．整合课程教学在医学教育中的历程与展望[J].中国高等医学教育，2012（5）：62-63．

[2]刘光久，张绍祥，谭立文，等．数字化人体图像和三维模型在解剖教学中的应用[J].局解手术学杂志，2011，20（2）：210.

[3]李小飞，沈军生，毋涛涛．加入3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法研究[J].卫生职业教育，2015，33（9）：41-42.

[4]李德华，姜东，单伟．系统解剖学的多媒体互动教学改革与实践[J]．解剖科学进展，2015，21（1）：103-104.

[5]任银祥，宋焱峰，王德贵，等.解剖学教学中如何解决尸源匮乏的问题[J].当代医学，2014，20（1）：17-18.

（*通讯作者：张雅芳）

G40-057

A

1671-1246（2016）24-0032-03

黑龙江省教育科学规划课题（GBC1213119）；黑龙江省高等教育学会“十三五”高等教育科研课题（青年专项）（16Q067）