人体虚拟解剖台在高职影像技术专业人体断层影像解剖学教学中的应用

胡 哲，张 静，刘金晔 ，李志军

（1.包头医学院职业技术学院，内蒙古 包头 014030；2.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010059）

人体断层影像解剖学是影像技术专业基础课与专业课间的重要桥梁课，是实践性与应用性均较强的学科，需在学习系统解剖学、局部解剖学课程的基础上，根据影像诊断学和介入放射学等学科的需要，讲授人体器官在水平、矢状、冠状等各断面上器官、组织的形态、大小、位置及毗邻的形态学结构。我院之前的教学中，教师主要通过多媒体课件、人体标本及塑料模型讲授，学生反映难以理解，尤其对于需要空间想象的结构及毗邻关系理解与掌握更是费时费力。

人体虚拟解剖台是一套采用数字化三维重建技术虚拟人体结构的解剖设备，是具有与真人同比例、解剖结构完整、全息影像和高互动性的虚拟训练操作平台。该设备规格为：长、宽、高分别为2米、0.4米、0.6米，图像大小与人体相当。该设备运用成像技术如磁共振造影对尸体进行全方位三维扫描，再通过计算机软件将扫描的信息还原成仿真三维人体图像，实现从不同方位和层次对人体各系统、器官进行切割和观察[1]。

以我院引进的人体虚拟解剖台为例，该设备采用Anatomage多点触控虚拟解剖系统，具有真实比例的高度仿真解剖结构，操作者可任意旋转、切割、放大、缩小局部结构，可进行多方位观察，能按层次显示解剖结构，也可任意添加与剔除邻近器官，可很好地显示器官的毗邻关系。运用三维解剖切片整合技术，以实现任意角度人体断层和解剖结构的展示与学习，能够满足系统、局部和断层3种解剖学教学要求，广泛地应用于人体解剖学相关的教学中。人体虚拟解剖台的教学优点：让初学者在进行人体标本学习之前对人体器官系统的层次结构和毗邻关系有一个快速的了解熟悉过程，从而慢慢克服对福尔马林浸泡的人体标本的畏惧、抵触心理，且能变被动学习为主动学习，提高学习效率；教师通过多点触控虚拟解剖系统讲解人体结构，同时利用高清数字投影设备供学生观摩学习，在一定程度上减少了对人体标本的依赖，解决了近年来国内外医学院校人体标本严重匮乏的难题[2-3]。另外，运用人体虚拟解剖台，可让学生在看具体人体标本时提高观察效率，从而减少甲醛的接触时间，保护广大师生的身体健康。

本教研室尝试将人体虚拟解剖台应用于高职医学影像技术专业人体断层影像解剖学教学中，探究其可行性和应用效果，为今后广泛推行以人体虚拟解剖台为载体的人体断层影像解剖学教学改革提供依据。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

选取2015级高职影像技术1班（42人）作为对照组，在人体断层影像解剖学教学中采用传统教学方式；2016级高职影像技术1班（41人）作为实验组，在人体断层影像解剖学教学中应用人体虚拟解剖台与传统教学方式相结合的教学，总计83人，均为同年应届中考生。两组学生年龄、性别构成比、入学中考平均分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 教学方法

实验组在授课前一周，利用微信平台观看教师应用人体虚拟解剖台与传统教学方式相结合的教学形式，并请学生提出建议；然后教师根据课程要求，选取适合本节课内容的人体虚拟解剖台断面标本图像与三维结构，精心准备教学PPT、相关教案及教学设计等，并结合授课内容进行测评，教学中发现问题及时展开讨论。教师根据学生在微信平台上的学习反馈情况和提出的问题，进一步阐明本次课的教学目标、重点和难点，并推送与重点、难点相关的断面标本图片，然后教师进行讲解，学生在观察标本图片后提出问题，教师随时答疑；最后教师总结并布置作业，要求学生课下复习并观看相关的断面标本图片，同时完成自测，进行教学评价。

对照组采用传统讲解结合PPT的授课方法，即教师结合PPT讲解、学生实验课观察标本、教师随时答疑、布置作业、完成自测，最后进行教学评价。

1.3 评价方法

采用过程性评价，包括实验报告、理论知识考试和标本考试。

1.3.1 标本考试 在人体断层影像解剖学教学结束后，对学生进行一次标本考试，即指认标本结构，学生通过抽签方法确定考核内容，共计10题，每题1分，总分10分。

1.3.2 实验报告 人体断层影像解剖学共8次实验课，每次实验课后布置实验报告，以画图题为主，教师进行批改打分。每次实验报告以10分为满分，最后取8次实验报告的平均分作为最终实验报告成绩。

1.3.3 理论知识考试 在学期末由学校教务科人员随机从试题库中抽取试题1套，学生以闭卷笔试的方式完成理论知识考试，卷面分值为100分。考试后，由教师根据标准答案进行阅卷打分。

1.3.4 自主学习能力测评 课程结束后，采用Williamson自主学习量表（SRSSDL）[4]对学生的自主学习能力进行测评。此量表包括人际交流、学习评价、学习策略、学习行为及学习意识5个维度，每个维度包括12个条目，共计60个条目。每个条目采用1～5级评分，每个维度总分为60分，得分越高说明自主学习能力越强。

1.3.5 问卷调查 课程结束后对实验组进行问卷调查，了解他们对本组教学法的评价。共发放问卷41份，回收有效问卷41份，有效问卷回收率100%。

1.4 变量控制与实验材料

对照组与实验组均由同一教师授课，使用相同教材、课程标准和授课进度表，授课后采用相同的试卷进行闭卷考试[5]。实验组使用人体虚拟解剖台（3.0版），两组均使用人民卫生出版社出版的卫计委“十三五”规划教材《人体断层影像解剖学》，由王振宇、徐文坚主编，教学大纲为我院医学影像技术专业自编大纲。

1.5 统计学处理

采用SPSS 19.0统计软件进行数据处理，计量资料采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生过程性评价成绩比较

实验组标本考试、实验报告和理论知识考试成绩均高于对照组（P＜0.05），见表 1。

表1 两组学生过程性评价成绩比较（±s，分）

表1 两组学生过程性评价成绩比较（±s，分）

组别对照组实验组P理论知识考试7 2.8 0±7.6 5 8 4.7 6±7.3 6＜0.0 5标本考试7.3 2±1.3 0 8.4 0±1.4 6＜0.0 5实验报告7.7 0±1.1 8 9.3 1±1.1 7＜0.0 5

2.2 问卷调查

对实验组进行问卷调查，具体结果见表2。调查结果显示，多数实验组学生本组教学法的评价较高。

表2 实验组问卷调查结果[n（%）]

2.3 两组学生自主学习能力得分比较

实验组自主学习能力各维度得分均较对照组高（P＜0.05），见表3。

表3 两组学生自主学习能力得分比较（±s，分）

表3 两组学生自主学习能力得分比较（±s，分）

组别对照组实验组P人际交流4 1.7 5±2.2 3 4 4.5 2±3.1 0＜0.0 5学习评价4 0.5 6±3.9 7 4 5.1 8±2.7 5＜0.0 5学习意识4 1.8 4±2.5 3 4 6.1 9±2.5 1＜0.0 5学习行为4 0.3 8±2.9 7 4 4.8 3±2.1 9＜0.0 5学习策略4 1.9 7±3.0 1 4 5.3 6±2.6 6＜0.0 5

3 讨论

表1～3结果表明，应用人体虚拟解剖台的教学效果明显好于使用传统教学法的教学效果。

3.1 人体虚拟解剖台的优势

以PPT课件和人体标本为主的传统教学模式已无法跟上现代教育教学的发展。人体虚拟解剖台基于正常人体结构设计，具有与正常人相同的尺寸，色彩逼真且可以任意旋转、切割，可随意复原，能够观察各器官的三维结构和附近其他器官与之的毗邻关系；使用中基本无污染，学生乐于上手，可结合临床知识，利于加深对知识的理解；克服了在传统教学中图谱、人体标本、模型的不足（如图谱往往是二维的，普遍缺乏立体感及整体感；人体标本作为教学的良好辅助，实际应用中往往为了观察某个器官的形态，需对尸体不断翻动，操作费时费力；再者在局部解剖结构的学习中需切除部分器官或结构，观察后却无法复原，失去了再次观察整体的机会）；在观察过程中伴随着人体标本的甲醛气味，对眼睛的刺激性较大，不利于观察；还存在尸源紧缺等不利条件[6]。基于以上原因，导致学生动手操作机会减少，进而使学生主动观察学习的积极性降低，学习效率下降。通过结合人体虚拟解剖台进行教学，对教学内容进行优化，三维立体图像可培养学生的空间立体感，把原本二维的形态学转化为三维立体的整体印象[7]，可大大激发学生的学习兴趣，帮助学生对知识的理解，提高学生的主动性学习。

3.2 使用人体虚拟解剖台应注意的问题

首先，仪器的应用需与教学模式紧密结合，相得益彰，不应为应用而应用。随着教学技术与教学工具的不断创新，各种应用不断涌现（如VR技术），但人体标本始终不能被完全替代，因为学生学习的最终目的是为临床应用服务，要在活体上进行操作，现在虚拟图像的某些方面还没有达到人体标本的效果。对器官的辨认应让学生从人体标本入手，方可最直接地观察器官的形态结构与毗邻关系，然后利用人体虚拟解剖台间接观察，从而弥补其不足之处，进而发挥其优势，促进和提高教学效果。其次，利用人体虚拟解剖台教学时应紧密与教学目标、内容相整合，授课中教师不能充当仪器的操作者，否则易造成教学过程与内容不衔接，甚至脱节，导致学生抓不住教学重点。在教学中尽量做到“教什么演示什么”，通过严谨的选取、恰到好处的展现，以发挥人体虚拟解剖台应有的最佳教学效果。再次，教师是课堂的主导者，仪器的应用是辅助手段，不宜过多过长，否则易导致学生注意力分散，反而降低教学效果。

4 展望

人体虚拟解剖台还是一个较新且先进的教学工具，在人体断层影像解剖学教学中的应用尚有一些问题需研究解决，这对教师提出了更高的要求。首先要求教师除了掌握本学科的专业知识外，还应具备一定的外语知识，才能对这些先进仪器熟练应用。我院引进的人体虚拟解剖台是美国原装进口，应用界面全英文，对教师提出了外语要求，只有掌握相关外语知识才能更好地将传统教学模式与新科学技术相结合[8]。此外，教师也要与时俱进，转变教学观念，积极利用先进教学手段来进行教学设计、优化教学过程，激发学生学习的积极性，真正实现互动教学，提高人体断层影像解剖学的教学效果。