3D-Body人体解剖学虚拟软件在解剖学教学中的实践

刘阳名，李兵

（长沙医学院解剖学教研室，长沙 410219）

人体解剖学作为一门重要的医学基础形态学科，包括系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学等多门课程，知识量大，名词概念也很多，学生学习感觉枯燥、压力大，如何提高学生学习积极性和解剖学教学质量，一直是解剖学教学面临的主要问题。我们一直认为，课本的知识是“死”的，但将书本知识转化为自己知识的过程是“活”的。针对3D多媒体软件，我们做了长时间的调研和实践，笔者作为教学的管理、实践者，在此谈谈自己的一些体会。

1 3D多媒体应用于解剖学教学的必要性和可行性

1.1 3D多媒体应用于解剖学教学的必要性

近二十年来，随着医学院校的扩招，生源剧增，制作解剖标本的尸源越来越紧张，造成解剖学实验教学标本紧缺，尤其是学生动手操作机会减少。同时，随着互联网、移动终端技术的快速发展，大数据时代、“云”技术等手段已经在教育领域展露出可喜的成果[1]。人体解剖学虚拟教学软件的开发、研究取得了可喜的成果。

3D多媒体软件以真实人体的CT＼MRI数据描述为基础，全面汇集了人体系统和器官的高精度三维动态互动式解剖模型，我院已安装了3D-Body8.0版和3D-Body7.0版软件。3D-Body8.0版安装在各实验室用于教学，3D-Body7.0版用于学生自学，两种软件均可在校园网内下载、使用。3D-Body8.0版人体解剖学软件内容丰富，包括男、女两套完整的数字模型，每套拥有近6000个人体结构，包括系统解剖和局部解剖，同时提供了结构的文字注释、肌肉起止点与动作动画、断层解剖学等信息；3D-Body8.0版人体解剖学软件功能强大，有缩小与放大、隐藏、透明化、旋转、截图和手术刀等功能。适当开设虚拟实验教学，能弥补教学中标本的不足，同时有利于培养学生自主学习和动手能力的培养。

1.2 3D多媒体应用于解剖学理论课教学的可行性

如何选择更好的教学手段和方法是当前医学教育急需解决的问题之一[2]。随着社会的发展，信息技术的不断进步，医学教学手段日新月异，解剖学课堂教学也不例外，从原先的课堂加粉笔到挂图伴模型，再到近二十年来的多媒体辅助教学课件的广泛使用，解剖学课堂教学质量有了明显的提高。具有最新科技成果的3D-Body8.0版人体解剖学教学软件应用于解剖学教学不仅可行，更是一种必然的趋势。

针对解剖学课程特点，将3D-Body8.0版人体解剖学教学软件应用于解剖学教学能提高课堂教学质量。传统的系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学传统的多媒体教学课件，幻灯片显示仍为二维平面结构，而人体结构是三维立体的，学生在理解器官毗邻、局部层次等方面依然十分困难。3D多媒体的应用，教师可利用该软件制作3D多媒体课件，能很好的解决这一问题，更有利于学生对人体知识的掌握。例如：学习泌尿系统中肾的毗邻，传统课件显示肾前、后面的毗邻结构，所有结构均在同一层面，学生很难理解，而利用3D多媒体课件的旋转功能和手术刀功能能很清晰看到肾前、后毗邻的器官和结构，明显提高了教学效果。

1.3 3D多媒体应用于解剖学实验课教学的可行性

我校现已建设了两间大的解剖学多媒体互动实验室，每间可供120人（一个大班）同时上机操作；学校的虚拟实验中心正在建设中，为虚拟实验的开设提供了硬件保障。

教研室先后组织了三次由软件公司技术人员主讲的虚拟软件操作培训课，上课教师的虚拟实验教学水平达到了开设虚拟实验要求。

3D多媒体用鼠标控制，可多角度、多层次观察人体结构，能解决标本和挂图学习的不足。另外利用3D多媒体进行教学还有一个好处，教师示教完之后，可以让学生自己在电脑前使用鼠标来控制3D多媒体，让他们自己操作电脑和多媒体，令他们觉得实验室是自己的地盘，有自己说了算那种感觉。学生学习兴趣大大提高。

2 3D多媒体在解剖学教学中的实践

2.1 3D多媒体在理论课教学中的实践

2.1.1 制作解剖学3D多媒体课件

利用计算机辅助教学是我国面向21世纪高等教育改革的一项重要模式，它对推动和培养具有独立思维和创新精神的高素质人才具有重要作用。多媒体教学已成为解剖学理论课教学的主要手段，但目前解剖学理论课教学主要采用幻灯片多媒体，所显示的器官和结构均为二维结构，对器官的毗邻、局部的层次、血管和神经的走行等不能完整显示，学生对这些知识很难理解，直接影响到学生的学习兴趣和教学质量。3D多媒体可以多角度旋转人体，形成清晰的层次感和立体感，正好弥补了挂图和幻灯片多媒体教学的不足，这恰恰是3D多媒体的优势[3]。例如，学习心包横窦和心包斜窦时，传统课件很难显示它们的构成和范围，尤其是它们与左心房的关系，学生总是不能理解为什么左心房前壁参与构成心包横窦？左心房后壁参与构成心包斜窦？利用3D多媒体旋转心脏，就能多角度、多层次观察心包横窦和心包斜窦，可以清晰地看到它们的构成和范围，学生的学习兴趣和学习效果得到显著提高。目前教研室部分教师根据上课需要，利用该软件制作了3D多媒体系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学课件，既体现了解剖课程教学特点，更提高了课件制作质量，提升了教学质量。

2.1.2 改革理论课教学设计

解剖学以正常人体作为研究对象，而人体作为三维立体结构，名词多、结构复杂，理论课教学中，学生普遍感觉学习枯燥，学习兴趣低下。如何提高学生的学习兴趣和让学生打下坚实的基础知识，一直是困扰解剖学教学工作者的难题[4]。针对3D多媒体软件可视化的特点，我们进行了理论课课堂教学设计的改革，重点是器官的毗邻、血管神经的走行和局部层次。利用软件的放大、旋转、透明度、隐藏和手术刀等功能让学生非常直观地进行学习。例如：学习右肾前、后面毗邻的知识时，先在软件上找到右肾并局部放大，先讲述右肾前面的毗邻的结构，同时改变肝、结肠右曲和十二指肠降部的透明度，让学生观察右肾前上部与肝毗邻、下部与结肠右曲相接触、内侧缘与十二指肠降部相邻；然后隐藏肝、结肠右曲、十二指肠降部和右肾，让学生观察右肾后面的膈、腰大肌、腰方肌和腹横肌。右肾后面的毗邻，也可以通过先旋转后隐藏的方式来学习、理解。

2.2 3D多媒体在实验课教学中的实践

2.2.1 建立虚拟解剖实验室

针对传统解剖学消耗大量尸体、甲醛刺激性气味严重、实验室条简陋等诸多弊端，建立虚拟解剖实验室可有效缓解以上解剖学教学的客观条件与学生学习之间的矛盾，有利于建立三维图像，为将来在外科学、影像学等专业的学习和工作中奠定坚实的基础[5]。为此，在2015年下学期基础医学院形态学实验室建立了两间虚拟解剖实验室，每间有120台电脑，可供一个大班的学生同时上课。

2.2.2 改革实验课教学设计

传统的解剖学实验课教学采用标本、模型和挂图结合，多为验证性试验，学生所观察到的是二维平面图像，只能通过发挥自己的空间想象力来构建三维立体结构，学习难度大。3D多媒体可对数字化的解剖标本进行任意组合显示隐藏、透明、放大、缩小、旋转等操作，可充分展示人体器官结构的大小、形态、空间位置及其毗邻关系，可以使教师及学生对人体器官的形态结构、位置、血供、神经支配等有准确的了解[6]。为此，教研室经过多次教学研讨、反复论证，决定了利用3D-Body8.0版人体解剖学教学软件的互动优势、针对专业特点，选择2016级医学影像学专业四个大班，在医学形态学实验课教学中开设了两次虚拟综合性实验，一次是运动系统，一次是脉管系统。在实验课中，一是要求学生按照虚拟实验项目的要求、操作内容进行学习；二是我们还设计了一些结合临床的问题。例如，在脉管系统的虚拟综合性实验中提问：从大隐静脉滴注抗生素治疗阑尾炎，药物经何途径到达阑尾？通过提出的问题，让学生自己思考，并在软件上寻找解决问题的途径。最后由老师解答正确的途径，让学生能够明白正确途径的原因，从而达到脉管系统综合学习和临床思维能力培养的目的。

2.2.3 改革形成性评价

我校解剖学成绩评价中，采用百分制，形成性评价占30分，主要是标本考核分。原来的标本考核分，因实验教师打分标准不一致的主观因素和所考标本不同等客观因素，导致形成性评价各实验小班的成绩差别较大。教研室组织了三次研讨会，对考核方式、内容和评分标准做了统一要求，在2016级医学影像学专业四个大班的医学形态学实验课中开设了一次虚拟操作考核，考核的目的是检查学生对软件的熟练使用程度和对人体解剖结构的基本知识、基本理论和基本技能的掌握程度。

2.3 3D多媒体在学生自主学习中的实践

2.3.1 自主学习是大学生学习的重要形式

我校局域网内安装了3D多媒体软件，所有专业的学生在上第一次实验课时，实验课教师均会告知学生下载方式、讲解该软件的特点和操作使用的基本方法。

2.3.2 互动平台是大学生对知识点的反馈

学生在校局部网内下载到寝室电脑或手机上，打破了时间与空间的限制，随时、随地可通过3DBody多媒体软件进行学习，为学生提供了多样化自主学习平台[7]。同时，在解剖学各实验课教学中，学生可以将标本学习与虚拟软件学习同步进行，并可将学习中的问题与实验教师实时交流以得到及时的解决。

2.3.3 3D-Body软件具有“一图胜千言”的优势

3D-Body多媒体软件涵盖人体解剖学的所有相关课程，临床医学、医学影像学和口腔医学等专业的学生可利用软件进行系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学的学习、复习，从而更全面地掌握人体解剖学知识，为以后课程的学习打下更好的基础。

讨 论

我校自2015年安装3D多媒体软件后，教研室针对该软件进行了全面的评估、培训与研究，并将它用于实际教学中，笔者有以下体会：①3D多媒体内容信息量大、功能强大，在解剖教学中结合专业要求、开展教学实践，学生成绩提高明显。②通过对2016级医学影像学专业学生的形成性评价和终结性评价的全面分析，《系统解剖学》学生成绩较往届同专业学生成绩有显著提高。③要求学生下载、使用该软件，在整体上提高了学生的学习兴趣、动手能力和科学思维能力。④鉴于利用虚拟解剖学教学不能替代真实的动手解剖尸体、接触和观察标本等实践活动，对培养学生动手能力为主的医学教育来说，略显不足，因此，理顺虚拟解剖学训练与实际操作和训练之间的关系尤为重要[8]。所以虚拟项目的开设应与教研室实际、专业培养要求相结合，不能开设过多。

实践证明，3D多媒体用于教学可提高学生成绩，但不能忽视传统教学的作用。因此，在解剖学各专业教学中，如何将3D多媒体教学模式与传统教学模式结合，成为下一阶段我们教研室教学面临的重要课题。