数字人应用于“麻醉解剖实验”教学

王润景，刘 富

（厦门医学院 解剖教研室，福建 厦门 361023）

麻醉解剖学是以麻醉学的角度研究人体局部结构的学科，作为人体解剖学的分支，它侧重于关注麻醉相关的局部解剖知识和基本技能［1］。“麻醉解剖学”课程每个章节内，除了包含大量的局部解剖学知识外，还包括体表标志和麻醉阻滞定位，麻醉解剖学相比于局部解剖学实践性强。实验课是学生将理论知识转化成实践、形成感性认识的重要环节，所以对于整个课程而言至关重要。

传统的“麻醉解剖实验”课程，教师一般先通过幻灯片讲解，然后要求学生对标本进行解剖操作，实验过程中教师进行答疑，整个课堂学生缺乏主动性和体验感。主要原因是在传统的教学方式中，实验课分组后真正进行解剖操作的一般是各组组长，其他组员只能观看，没有做到人人参与。传统的“麻醉解剖实验”课，教师讲解后学生直接面对标本进行练习，缺乏一种过渡的机制，学生反馈解剖操作比较困难。而且传统的解剖操作方式是在一具标本的左右两侧同时进行，实验结束后，整个标本的结构被破坏，不利于学生根据标本左侧和右侧进行对比学习和阻滞穿刺练习。此外学生在实验过程中还缺乏随时翻阅的“字典”，学生遇到困难后经常犹豫不决，导致实验进度缓慢。

传统的教学方式已经不能满足现阶段人才培养的需要，各个医学院校对教学模式进行了积极探索。如雨课堂、反思日记、思维导图等，将这些方法融入“麻醉解剖学”教学中［2-4］。我校将数字人融入了案例分析教学法，结合改良的解剖方式应用于“麻醉解剖学实验”，对教学方式进行了初步探索。该方法弥补了传统教学方式的不足，取得了良好的效果。教学方法汇报如下。

一、对象与方法

（一）研究对象

我校以2021级麻醉专业两个班级的学生为研究对象，其中1班30人，2班31人，一共61人。

（二）研究方法

通过随机抽样，1班为对照组，一共30人；2班为实验组，一共31人。实验组每间实验室配备4台虚拟数字人，4具尸体标本，4套解剖和穿刺器械；对照组配备4具尸体标本，4套解剖和穿刺器械。

（三）授课方式

两个班由同一位教师授课，教学进度保持一致。根据学号将每个班的学生分为4个小组，每组7～8人。实验顺序为头面部、颈部、胸部、腹部、盆部及会阴、上肢、下肢和脊柱区。下面以头面部为例。对照组采用传统的实验教学，即教师通过幻灯片讲解后，学生对标本的头面进行解剖操作，解剖过程中教师进行答疑。实验组通过数字人虚拟平台与改良的解剖操作方式进行实验教学，教学过程主要分为两个阶段。

1.第一阶段在每次实验课前。教师使用学习通通知学生进入实验室，要求学生自主学习数字人虚拟平台上特定部位的内容，教师也可以在黑板上进行板书，如学生需在平台上对比面神经和三叉神经的分布及浅深关系，面动、静脉的走行；需要描述腮腺的位置和穿经腮腺的结构；需要分清颅顶的层次结构。同时，学生可在数字人平台上找出三叉神经的终末支，如眶上神经、眶下神经、颏神经等。教师将每个小组分成两个小队，每个小队4人左右，在辨识过程中，组内的两个小队之间可以相互汇报。

然后学生以组为单位进行虚拟解剖操作，数字人平台中融入案例分析，可以还原临床场景。如头面部的学习，在虚拟解剖操作前给出一个案例，案例中介绍了患者的基本信息、症状和体征，以及解决方案。学生根据界面提示点击“开始”，此时鼠标如同手术刀，鼠标单击头面部某个部位时，便会自动去除浅层结构，显示深面结构。虚拟数字人中的肌肉、血管、神经等结构都用不同颜色进行了处理，相比大体标本颜色灰暗，学生在虚拟解剖时更加得心应手。这个过程对接下来的标本解剖操作起到了很好的过渡作用。学生还可以选择工具栏中的“结构标注”，对头面部不熟悉的结构名称进行辨识。教师可根据学生的操作情况，对重难点知识展开小组讨论。

2.第二阶段在实验课上。教师要求每组的两个小队分别站在一具标本的左右两侧，用记号笔将标本以正中线为界标记为左右对称的两个部分。每组都配备有注射器、染料、皮尺、记号笔等。与传统的麻醉解剖实验课不同，标本的左侧不进行解剖操作，主要用于组内成员模拟穿刺和体表定位练习，左右两侧的小队按学号依次进行操作。组员需要用记号笔标记体表标志，比如眶上切迹、眶下孔、颏孔、乳突等。模拟穿刺练习时教师同样可以融入相关的临床案例，比如针对眶上神经阻滞操作，教师给出一个场景：女性，30岁，三天前佩戴护目镜游泳，现两侧眶上区持续性疼痛、前额部偶发感觉异常，入院后诊断为眶上神经压迫，需要进行眶上神经阻滞。根据相关场景，组内每个成员轮流完成穿刺操作并注入染料，体会穿刺手感。

右侧的小队配备有手术刀、镊子，止血钳等器械，主要任务是代表该组进行标本的层次解剖操作，验证左侧小队的穿刺是否成功。在右侧小队进行标本解剖前，教师一般先做皮肤的示范切口，最后让学生完成接下来的层次解剖操作。需要注意的是，与传统解剖方式不同，操作过程中切开的皮肤应该尽量保留，并与标本左侧进行对比，便于体表定位的“再学习”。学生进行解剖操作时，可参考第一阶段在数字人平台中的虚拟解剖过程。解剖过程一般由右侧小队中的两位组员进行，另外两位组员进行“指导”，若遇到问题，负责“指导”的两位组员需返回数字人平台中寻找答案，并在组内讨论。若问题经讨论后仍未解决，每组将问题记录后统一上交，由教师进行解答。

二、教学效果评价

教学效果评价包括问卷调查和标本考试，问卷调查面对实验组，以不记名的方式收集学生对数字人平台与标本结合教学的满意度。标本考试面对实验组和对照组，教师选取20张拍摄的真实标本图片，制作成20道选择题，每题下方有5个选项，学生每题选择正确得5分，一共100分。

（一）问卷调查结果

问卷调查针对实验组，实际发放问卷31份，回收30份，回收率96.8%。调查结果显示：83%的学生对数字人平台的结构和标注感兴趣。96%的学生认为虚拟平台上的结构比尸体标本更容易辨识。93%的学生在尸体解剖操作过程中，若遇见困难，会在数字人虚拟实验平台中寻找答案。80%的学生认为进行数字人虚拟解剖操作，对培养自主学习能力有帮助。86%的学生认为在平台上通过手动分离进行解剖操作可以锻炼空间思维。96%的学生认为数字人虚拟平台可以弥补尸体标本解剖操作过程中破坏性强这方面的不足。

（二）标本考试结果

对照组平均分为76分，实验组平均分为88分，实验组高于对照组。对照组30人，实验组31人。考试成绩在90～100分之间为优秀，75～89之间为良好，60～74分之间为合格。两个班的学生实验成绩都多于60分，对照组成绩优秀的学生有8人，占总人数的27%；良好的学生有7人，占总人数的23%；合格的学生有15人，占总人数的50%。实验组优秀的学生有19人，占总人数的61%；良好的学生有9人，占总人数的29%；合格的学生有3人，占总人数的10%。实验组标本考试成绩的优秀率明显高于对照组。

三、讨论

关于“麻醉解剖学”的教学研究，近年来不同院校进行了积极探索。雨课堂是将复杂的信息技术与微信、PPT结合，有效地增强学生和教师的线上互动。高校将该教学工具运用于“麻醉解剖学”中，教师与学生注册和登录雨课堂，整个教学活动都在雨课堂上进行，包括学生的出勤考核、教师的提问及答疑等，学生还可以发表弹幕的形式和教师交流，使整个课堂永不下线［2］。研究显示，雨课堂应用于“麻醉解剖学”教学提高了学生的理论成绩，有助于学生学习能力的培养。但是麻醉解剖学作为一门实践性较强的形态学科，涵盖大量体表定位的测量、体表投影的观察等，若在实验课上使用雨课堂教学，学生的关注点都在线上的互动中，学生没有时间将其转化成实操，不利于实践能力的培养。而数字人与改良的解剖方式结合进行教学，实验全程学生为主，教师为辅，整个过程以提高动手能力为目的。

有学者使用反思教学法打破僵化的教学模式，将反思日记融入麻醉解剖教学［3］。学生课后对上节课掌握的内容和未理解的内容进行反思、查找资料并解决未理解的内容、记录查找过程中遇到的困难，最后写成反思日记并上交。反思教学法是在下一次课上，教师对学生的反思日记进行收集或讲评，具有延迟性，可能影响当天的教学进度。每个学校麻醉解剖课程的理论和实验学时存在差异，对于理论或实验学时较少的院校，采用反思日记进行教学并不适合。笔者将数字人与改良的解剖方式结合进行教学，在实验课的后半段，各组组员通过查找数字人，在组内对解剖遇到的困难进行讨论，和反思日记的教学方式相比，解决问题更加注重时效性，而且有助于培养团队协作能力。

还有学者将思维导图应用于“麻醉解剖学”教学中，主要方法是在每次课程结束后，学生以小组为单位，课下制作思维导图［4］。这种方法图文并茂，把各级主题的关系用相互隶属以及相关的层级图表现出来，将复杂的内容简化，层次清晰，可以有效地巩固大量的解剖学知识点。思维导图适合对重要知识点的轮廓进行勾画，麻醉解剖学含有许多没有隶属关系或层级关系的知识点，有些内容比较零散，比如体表定位、体表投影，通过思维导图很难将其完整地串联在一起。这些体表投影和体表定位需要学生在尸体标本上进行实际测量和触摸，将理论知识形成感性认识。

数字人与改良的解剖方式结合进行教学，相比两段式实验教学，模拟阻滞穿刺和解剖操作分别在一个标本的左右两侧进行，而且与传统的解剖方式不同，标本一侧不进行解剖［5］。学生可在标本未被解剖的一侧反复穿刺练习，穿刺过程可以将标本解剖的一侧作为参考进行“翻看”学习，有助于学生对局部层次结构的理解。两段式实验教学将局部解剖过程与模拟穿刺分为不同学时，人为地将解剖与模拟穿刺分为两个部分，在不同的时间段进行授课，学生在进行模拟穿刺时，局部解剖的知识可能大部分已经遗忘。若学生先做完局部解剖，标本的体表标志会被破坏，深层组织比如血管和神经会发生一定的位移，后续课程进行模拟穿刺时，会导致人为的误差。

还有学者提出体表标记的教学方法，实验课上学生找一个搭档，使用记号笔相互在各自身上做体表标记［6］。这种方式特点是在活体上进行，初衷是想更贴近临床场景。但实际操作起来比较困难，除了面部和颈部的体表定位操作，学生相互之间可以触摸定位外，其他比如胸部、背部、腋部、臀部、会阴等部位不方便暴露。因为这些都涉及学生的隐私，实验课上不是每名学生都愿意去主动暴露各个穿刺部位。同时男女学生之间也不宜进行体表标记，存在着伦理问题。这种实验教学方式还受到环境气候和季节因素等影响，在不同地区的不同院校广泛实践不太现实。我们将数字人虚拟平台与标本结合进行教学，学生先虚拟解剖，后在尸体标本上进行操作，虚拟操作对实操起到很好的过渡作用，更利于学生理解。

数字人与改良的解剖操作应用于麻醉解剖实验教学，学生在数字人平台中自主学习，小组成员之间进行讨论，可以充分激发学生的探索欲。传统的麻醉解剖实验课每名学生操作的机会并不多，一般都是组长进行，组员作为助手没有动手解剖的机会。我们将数字人和改良的解剖操作融入麻醉解剖实验教学，可以改善这种情况，有的组员进行了虚拟解剖操作，有的组员完成标本解剖，组内分工明确，每个组员都能参与其中。传统的解剖操作破坏性强，标本相对浅层的结构经过解剖后一般需要切除，无法再次观察。而改良的解剖操作核心是标本的一侧只用于穿刺，另一侧只用于解剖，尽可能地保留浅层的结构，学生在模拟穿刺过程中可由浅入深，对结构比邻进行左右对比和“翻看”学习。

结语

数字人应用于“麻醉解剖实验”课程，可培养学生学习的主动性，提高他们的实验成绩。与传统的教学方式不同，数字人中融入案例分析和操作场景，将虚拟仿真技术真正应用于医学教育，培养学生的临床思维和动手能力。改良的解剖操作方式给予学生对比学习、反复穿刺练习的机会，标本的利用率更高。随着人工智能时代的到来，虚拟与实体的结合将是未来医学教育的趋势。数字人平台应用于“麻醉解剖实验”教学，希望能为教学质量的提高提供参考。