虚拟实验室在断面解剖学与影像解剖学实验教学的应用研究

郭林娜，李永涛，沈 雷，姚立杰，廉 洁，姜 杨

(齐齐哈尔医学院基础医学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

虚拟实验室在1989年由美国的William Wolf教授最早提出，通过计算机网络设备对实验场景进行模拟和仿真[1]，教师或学生进行操作观察的一种新模式下的教学手段。虚拟实验室在国内外应用较广泛，效果较理想，现已逐渐发展到医学领域范畴。医学课程断面解剖学与影像解剖学是医学影像专业学生必修的一门基础课程，本课程讲授内容繁多，结构记忆复杂。实验教学是本门课程的重要组成部分，通过对比观察三维断面标本及结合CT、MRI胶片，辅助学生记忆人体器官和结构位置、形态、毗邻及连续变化规律，培养学生由整体向断层过渡，由标本向活体过渡，培养更高质量的医学人才。由于解剖学教研室断面标本数量有限，标本结构细小，保存效果不佳，导致学生观察不清晰，学习效果不好。在2015年教研室引进Visual Human(可视化人体)解剖学软件，成功建立虚拟实验室。可视化人体解剖软件特点智能性、仿真性、形象性和趣味性[2]，可以通过不同方位放大观察人体器官、结构及其毗邻结构，也可以连续进行多种方位观察。每个解剖实验室配备6-7台计算机，每台计算机均装备此软件，在实验室内学生可以充分利用此软件来进行学习，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[3]。

一、研究对象及方法

1．研究对象。选取齐齐哈尔医学院2013级影像本科1、2班学生100人随机分成两组。实验组采用虚拟实验室结合标本教学(50人)，对照组采用传统式教学标本观察(50人)，两组学生在入学成绩和授课教师、授课内容等无明显差异性。

2．授课内容。根据断面解剖学与影像解剖学实验教学大纲设计选取教材三个重点章节进行尝试，分别为头部、胸部、腹部实验课。此三章内容较复杂，断面上结构细小，标本观察效果较差。

3．方法。(1)实验组：每次实验授课中观察断面标本和操作人体可视化软件。具体步骤如下：①分组：50人分成四组，每组10-12人；②实施：其中两组观察断面标本，另外两组操作人体可视化软件进行学习，20-30分钟后两组学生进行互换学习，20-30分钟后四组学生交流学习经验，最后学生主要讲授知识内容，教师进行总结；(2)对照组：每次实验授课只观察断面标本。50人分成四组进行讨论观察，学生主要讲授知识内容，教师进行总结。

4．教学评价。通过调查问卷形式和实验考核成绩对两组学生进行评价。(1)调查问卷：发放两组学生调查问卷100份，全部收回，调查问卷有效率100%，通过独立分析和解决问题能力、学习知识的主动性、学习知识的效率、联系临床能力四方面进行调查。学生评分标准：0没有帮助；1比较有帮助；2很有帮助；(2)实验考核：通过头部、胸部、腹部三章内容的实验标本考核测试，分值设定为30分，考核15个结构，授课教师不参与出题，两组学生的阅卷教师为同一教师，减少差异性。

二、结 果

实验组在问卷调查各项内容中给予“很有帮助”的学生有显著关系(P<0.05)(见表1)；实验组考核成绩明显高于对照组，具有统计学意义(P<0.05)，表明虚拟实验室教学法明显提高了教学效果(见表2)。

表1 2013级影像专业两组教学法调查问卷分)

表2 虚拟实验室教学法在2013级影像本科专业?实验组和对照组实验考试成绩分)

三、讨 论

当代社会已步入到信息化时代，随着各种电子产品的日新月异，实验教学也进入到一个新的教学模式，运用虚拟实验室软件进行实验教学，区别以往的传统实验教学，以学生为中心进行教学，改善了实验室缺乏标本的主要问题，加强学生观察、动脑及分析问题等综合能力，激发学生学习兴趣，提高学习效率[4]。

1．虚拟实验室优点。(1)操作简洁：学生打开界面，可以按照人体九大系统观察到每个器官、结构的正常解剖形态、位置，也可通过定位线观察不同方位断面上的器官、结构的位置、形态及毗邻关系，学生可以自行观察、学习；(2)实用性：学生观察某一结构，难以确认结构名称时，可以运用软件“标记”功能点指到本结构上即出现该结构的名称，方便学生自行观察辨认结构，减少教师一一回答学生问题时间，学生学习时间增多，学习效率增高。同时本软件具有“解剖”功能，观察人体结构层次关系清晰，如腹前外侧壁肌肉三层肌肉关系可运用本软件此功能解剖观察，仿真实际人体解剖操作，学生记忆知识深刻、准确；(3)可连续观察：断面解剖学与影像解剖学作为医学影像专业学生必学的一门基础课程，课程较重要，为以后学习影像诊断学打下坚实的基础，学习本门课程的基础是断面标本上结构的识别，但由于断面标本上结构的复杂性，学生很难记忆，必须连续观察进行学习，但是由于实验标本保存效果不好，数量较少，结构细小，学生观察标本连续性缺乏，学生识别结构很难，效果不佳。配备此软件学生可以在电脑上连续观察断面标本，建立学生整体思维，从整体转变断面、从断面转变整体的过程，也深受学生的欢迎。

2．虚拟实验室缺点。 虚拟实验室软件费用较高，无法大范围普及[5]，学生学习只能在实验室运用本软件学习，学习时间有限。

综上所述，运用多种教学手段是目前各大高校提倡的教育方式，随着大学生素质的不断提高，教育方式也随着提升，虚拟实验室近几年的发展改善了传统的教学方式，本门课程在实验授课过程中通过采用不同的教学方法，最后进行问卷调查和实验标本考核方式对比，发现运用虚拟实验室教学教学效果明显性，可提高学生学习效率，激发学生学习兴趣。将在以后实验教学中进一步改革，例如录制微视频、慕课等现代化教学模式，培养出适合当今时代要求的高质量医学人才。