“3D body”人体地图在中学生物学教学中的应用

邱乙伟

(江苏省南京市红山初级中学 南京 210028)

“3D body”即“三维人体”，是一款3D交互解剖教育软件平台。它不同于普通的图片拼接技术，是以人体的CTMRI扫描数据为基础建立的男、女共两套全三维的数字模型，每套有5 000多个人体结构，是目前国内外最完整、最全面的解剖学、穴位学免费数据库。它涵盖了人体所有系统，包括系统解剖和局部解剖。同时，提供了呼吸动画、中西医口诀和关节动画等信息。它不仅数据详实，而且交互操作功能强大。通过实时三维操作，可为有关人体相关内容的教学提供丰富素材。

1 “3D body”的下载与安装

“3D body”可以在手机、平板电脑、电脑、三维互动VR体验系统和激光立体成像虚拟实训系统等设备上轻松安装，快速体验。本文推荐使用智能手机或平板电脑(iOS或Android系统均可)在应用商店搜索“3D body”，免费下载并安装。进入平台后，目前无需注册即可免费使用8个模块，需注册会员非免费有10个模块。本文以永久免费“解剖”模块使用为例(表1)，介绍“3D body”在中学生物学教学中的应用。

表1 “3D body”平台功能模块

2 “3D body”在生物学教学中的应用

《义务教育生物学课程标准(2011年版)》将“生物圈中的人”列为10个一级主题之一，并认为： 人体结构和生理的知识对学生理解人体结构和功能相适应的关系、人的各种生命活动以及自觉养成卫生习惯具有重要作用[1]。由此可见，使学生对人体自身充分的认知和了解是生物学教学的重要任务之一。而“3D body”的出现，给生物学带来了人体教学革命，主要体现在以下几个方面：

2.1 截图功能丰富了人体教学备课资源 苏教版初中生物学教学参考书七年级(下)在教学资源(以下简称： 参考书)中建议： 每一课时教师都要准备相关挂图、投影片和视频[2]。可见多媒体教学资源对辅助教学效率提升的重要性。如果课堂教学直接以教师讲解方式为主，讲课内容会枯燥无味，学生也无兴趣，教学效果一般。

例如，在苏教版初中生物学教材七年级(下)“精卵结合孕育新的生命”一节(以下简称： 教材)教学中，教学目标要求： 概述男女生殖系统的结构和功能，说明睾丸和卵巢分别是男性和女性的主要生殖器官[3]。这就需要教师为学生提供清晰、可直观地观察女性或男性生殖系统的器官形态和内部结构的图片资源，进而学生才能更轻松地理解各生殖器官的功能。应用“3D body”解剖平台，教师只要利用平台中的“截图功能”便可获取男女生殖器官、生殖系统任何部位清晰的三维图片，人体生殖系统教学备课资源获取较轻松便捷，能有效地提高教师备课效率。

2.2 三维立体使人体教学变得更直观、更有趣 课标中针对“生物圈中的人”的教学内容指出，教师在教学中要帮助学生形成以下的重要概念： 消化系统、呼吸系统、血液循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统、生殖系统和运动系统等系统各自的器官组成、分布和功能[1]。“3D body”不仅可以提供清晰的图片供学生观察，学生还可以动手自主地操作体验： 通过对“三维立体模型”的旋转、放大或缩小，可自主、自由地选择“整体到局部”或“局部到整体”，来回随机自主切换，从任意角度清晰、直观地观察各系统。

例如，在教材的“人体的血液循环”一节教学中，在讲述人体三种血管： 动脉、静脉和毛细血管的分布、特征及功能时，教师可提供硬件设备，学生通过操作和观察“3D body”三维解剖模型，对人体血管类型、血管分布、血管与心脏连接方式、动脉大多分布在较深处和静脉分布位置等基本知识的理解和认识有了更为直观的观察和体验。再进一步结合教材[3]、人体模型等素材，对学生进行适当的点拨和简单的软件操作指导，就达到了较好的教学效果。

2.3 交互操作实现对人体多器官系统虚拟解剖 人体解剖实验多数在医学类院校开设，并且开设成本较高，限于资金、资源配置和实验成本等诸多客观因素，在中学生物学教学中开设人体解剖实验几乎没有可能。“3D body”的出现，实现了对人体更多器官系统更全面的虚拟解剖，并且软件的交互操作功能更强大，革新了教师的教和学生的学。

例如，在“人体的血液循环”一节观察“心脏结构”的实验中，建议以猪、羊或兔的心脏作为实验材料，实际教学中是较难坚持实践的[3]。利用“3D body”提供的“手术刀”功能，只要选定人体心脏，一步步“解剖”出心脏的内部结构(图1)，学生就可直观准确地观察人体心脏各腔室及其与血管之间的连接情况。其他器官的“解剖”情况类似，操作简便快捷，操作错误也可返回重新操作，给予学生试错的机会。又如，人体“眼”的结构解剖观察，使教学不再只停留于教材上的图片，学生可在三维立体环境中，从各个角度全方位地观察并解剖眼球(图2)。

图1 人体心脏三维结构

图2 人体眼球三维结构

2.4 拓宽学习内容、拓展学习时间 “3D body”的引入能有效地激发学生主动探知人体奥秘的兴趣。目前平台有8个模块(表1)是免费使用的，人体解剖模块又是永久免费使用的，这就为学生课前自主预习，课后复习自学提供了便利。学生还可通过平台进行交流互动、与医学专家零距离接触等学习方式，有效地拓宽了学习内容、拓展了学习时间，提高了学习效率。

例如，在教材的“消化系统的组成”一节教学中，多数消化道和消化腺器官是按照一定的次序紧密排列、堆叠在腹腔中。这样，不利于直观观察各器官的准确位置和器官之间的毗邻关系。“3D body”提供了器官或结构的透明、隐藏等交互操作功能，在解剖模块中，学生可任意选定某一系统或器官进行观察，也可任意选定多系统联合观察，还可获得相关结构准确的文字介绍。无论教师还是学生都能够非常直观地、准确地掌握和理解人体各器官的位置、毗邻及层次关系等。

这为学生和教师课前或课后自主、深入地了解人体，拓宽学习内容和时间提供了有利的条件。

当然，“3D body”平台该如何更好地为教学服务，提升教学的效率，还有待于教师的进一步开发、探索和实践。