局部解剖学的虚实结合教学方法初步研究

刘子建，李忠玉，彭会明，余瑛，雷清华，赵虎

（华中科技大学同济医学院基础医学院解剖系 武汉430030）

“金课”建设是我国当前大力推动教学改革，以建设一流学科和一流专业为重点，以智慧学习环境和技术为支撑，利用信息技术和手段提升教育质量[1]。在医学教育中，随着电脑技术的不断高速发展，越来越多地将各种基于虚拟现实（virtual reality，VR）、增强现实（augmented reality，AR）的虚拟仿真技术应用于教学中，取得较好地效果[2]。

随着我国医学教育改革的不断深化，解剖学日益受到重视，解剖知识在执业医师考试中的比重也加大。局部解剖学是一门重要的医学基础课，为医学生进入临床学习和工作打下坚实的基础。学生在解剖老师的指导下，通过自己解剖尸体，学习和研究人体各个局部的组成结构、形态特点及其层次和毗邻关系。局部解剖学的学习效果直接关系到学生们今后的临床相关专业的学习效果和临床实践的顺利开展。为了顺应“金课”建设的需要，我们开展了将VR技术应用于局部解剖学教学的初步研究。

对象与方法

1 研究对象

以我校医学院2017级八年制临床专业医学生中的学生56人为研究对象，其中男24人，女32人；按随机方法分为2组，其中26人为实验组，30人为对照组，两组之间的一般资料无显著差异。

2 方法

对照组采用常规教学方法，即局部解剖学的全部内容分为在22次课，每次4学时，教师根据幻灯片讲解操作要求和内容后，学生分组在老师指导下开始解剖标本，下课前由老师做总结。实验组选择在“腋窝”和“盆腔及会阴”两次内容，教师利用某公司数字人解剖系统V6.0讲解，学生则运用个人移动设备中的3D body或Visible Body应用软件进行虚拟解剖后，在教师指导下开始解剖标本。

3 教学反馈与效果评估

教学效果的评估通过问卷调查和考试成绩分析来完成。参照Wormley ME等方法，设计学生调查问卷[3]。两组学生对不同教学模式的满意程度分为非常满意、满意、及不满意。主观问题为：对局部解剖学教学的意见和建议。

教学效果的评估分为短期效果和长期效果两种。短期教学效果评估为每次课结束前10min的随堂小测验，每次计10分，两次共计20分。长期教学效果则通过统计分析所有学生的期末考试成绩，采用Prism 5.01 软件 （GraphPad Software， San Diego，CA，USA ）进行统计学分析。数据采用均数±标准差（¯x±s）表示，计数资料采用卡方检验，计量资料采用t检验，以P＜0.05为具有统计学意义。

结 果

1 不同教学模式问卷调查结果

在课程结束前发放调查问卷56份，回收56份。实验组学生对教学模式的总体满意度为93.33%，高于对照组（表1）。根据问卷，多数学生认为数字人体系统及3D body等应用有助于理解复杂的局部结构，理清血管神经的位置关系。部分学生反映图像的分辨率有待提高，虚拟仿真技术应用应更广泛等。

表1.两组学生对教学模式的满意度问卷情况Tab.1 The results of the questionnaire survey on the satisfaction of two groups of students with two different teaching modes

2 学习效果评价

通过课后小测验得分评价教学的短期效果，统计分析表明，实验组学生的课后小测验的平均分明显高于对照组。实验组学生的期末考试成绩平均分高于对照组，但统计分析显示两组无显著差异（表2）。

表2 两组学生短、长期期教学效果比较Tab. 2 Comparison of short-term and long-term teaching effect between two groups of students

讨 论

近十年来，随着计算机技术的快熟发展，虚拟仿真技术在医学教育中的应用日益广泛，无论是在医学基础课，还是临床相关技能培训等方面都取得了较好的教学效果[3]。解剖学是重要的医学基础课，是现代医学的基石。然而，我国各医学院校的解剖学教学的课时数与十年前相比有较大减少。因此，为了快速适应新的形势，面对新的挑战，不断提升教学水平和教学效果，是解剖教学必须解决的问题，而虚拟仿真技术在教学中的应用将是必要的解决手段[4]。

目前我校局部解剖学的教学安排仍继承了传统的教学方法，以学生在教师的指导下分组解剖标本为主。我校绝大多数临床医学专业的学生对于学习局部解剖学的积极性高，学习态度好。医学院和教研室也在教学资源、师资力量上全力保障，教学效果是良好的。但是，我们也注意看到，我们在局部解剖学的教学中，还存在一些不足，具体表现在以下几点：①局部解剖学的教学内容与临床结合不够紧密。局部解剖教学的内容安排与临床实际的联系较弱，有关解剖知识的临床应用介绍偏少，不太符合目前对于医学生“早临床”的要求，不太有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。②局部解剖学的教学内容不能反映现代医学的最新进展。当前，医学的新理论和新技术发展速度非常迅速。新的临床技术和治疗方法，如内镜微创技术、手术机器人技术、3D打印技术等，逐步得到广泛运用，这些新技术、新方法的学习和运用必须有坚实的相关的解剖学知识作为基础，而我们局部解剖学的教学内容则变化不大，对于某些新的手术方法仅凭语言和图片的介绍，较为困难。③局部解剖学的操作方法与临床实际操作之间存在差距，不利于学生的建立对人体结构的三维立体认识。学生操作的主要要求是暴露充分、层次清楚，对重要结构的位置毗邻关系一直是学生学习和记忆的难点。不少学生反映局部解剖学内容难度较大，枯燥乏味。④大体标本的课前准备、课后处理，花费巨大，对环境仍有不良影响。此外，我们的标本多是来自老年人或长期病患，部分结构与正常人体之间存在差异。为解决上述问题，我们尝试将虚拟仿真技术应用于局部解剖教学之中。

我们在八年制学生的局部解剖学中，初步尝试了在两个结构比较复杂的部分（腋窝、盆腔与会阴）采用虚拟仿真技术教学，解决了学生在判断血管、神经空间位置关系时的困难，为知识点的理解、记忆提供了便利。课后的随堂测验得分统计分析也证实了，采用虚拟仿真技术教学的实验组学生的得分更高，提示虚拟仿真技术有助于这些学生对知识点的理解和短期记忆。期末考试得分则未显示出两组学生之间有显著差异。主要原因是八年制学生的学习能力极强，善于总结，善于考试。学生之间交流也较多，部分对照组学生在复习阶段也在个人移动设备中下载了3D body或Visible Body应用软件进行学习。从实验组学生的主观反馈来看，他们对于新技术的接受层度很高，对应用软件的使用得心应手，并且对应用软件的素材要求较高。

虚拟仿真系统在人体解剖学教学中的优点是明确的，但其也存在一定问题。如虚拟仿真系统难以显示出正常人体中的解剖变异，图像细节有待加强，人机互动方式需多样化等，现阶段难以完全替代学生对标本的实际解剖。我们认为在不久的将来，VR、AR和3D打印技术会更多地应用于解剖教学，成为主要的教辅手段。