謝瑋銘
(玉林市衛(wèi)生學校,廣西 玉林 537000)
Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中的應用
謝瑋銘
(玉林市衛(wèi)生學校,廣西 玉林 537000)
在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機,探討其在任意角度觀察、切割虛擬人體解剖結構等方面的優(yōu)勢及不足之處。
Z Space虛擬全息3D一體機;人體解剖學;互聯網
隨著現代計算機技術和互聯網云技術的發(fā)展,人體解剖學教學中開始大量應用多媒體課件[1]。但在中職人體解剖學教學實踐中,仍然有相當部分教師講解人體結構時以標本或模型靜態(tài)展示為主,這就導致教學中學生與教師之間缺乏互動性[2]、課堂的生動性受到限制、學生學習主動性無法體現等問題突顯。
21世紀以來,由信息技術、人體科學、計算機技術三者結合而成的三維虛擬技術在醫(yī)學領域得到廣泛的應用[3]。近幾年,三維動畫技術的發(fā)展,使人體解剖學教學面臨挑戰(zhàn)。美國Z Space公司的虛擬現實教育一體機作為一種新型的人體解剖軟件技術,以生動交互性、真實再現性和自由可塑性等特點,逐漸進入醫(yī)學教育領域,對社會發(fā)展與人類醫(yī)學進步起到了越來越重要的作用[4]。該平臺可對人體各系統的器官和結構進行三維呈現,對比平面圖片、教學課件,其優(yōu)勢明顯。
Z Space虛擬全息3D一體機是一款全新的第三代3D一體機,以桌面方式虛擬現實與增強現實,其在人體解剖學教學中的應用主有以下3方面特點:(1)該一體機配備了人體解剖學各系統的3D清晰圖像,有助于學生正確認識人體解剖結構;(2)Z Space虛擬全息3D一體機配備的光筆具有多維度操作功能,使用時,光筆可隨操作者的手部動作模擬師生從側面、上面或底面等多角度觀察到的人體解剖結構3D圖像,或者對其中某一部位人體解剖結構進行拆分與組合;(3)Z Space虛擬全息3D一體機特殊的3D眼鏡,可使師生在觀察人體解剖結構時不僅能看到結構的3D圖像,還可以反射紅外線至主機,讓內置在主顯示屏內的接收器跟蹤師生的頭部運動(包括眼球運動),達到隨使用者頭部或眼部姿態(tài)變化而調整3D解剖圖像的效果。
在學習人體解剖學時,人體標本十分重要。然而,當前醫(yī)學教育普遍存在著人體解剖標本供應受限的現象,尸源嚴重短缺,學生進行尸體觀察和尸體解剖的機會越來越少[5]。即使有解剖標本,但在儲存和處理過程中容易破壞其原有結構,使用的福爾馬林溶液也容易對師生造成傷害,這些已成為目前阻礙人體解剖學教學發(fā)展的瓶頸[6]。
借助Z Space虛擬全息3D一體機進行教學,其呈現的人體解剖結構清晰,觀察角度多變,三維立體效果逼真,圖像穩(wěn)定。在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機,通過使用光筆教學,師生不僅可以對單個器官進行觀察,還可以瀏覽系統全貌,并對其進行任意縮放、隱藏、旋轉、模擬分層解剖與切割等操作。此外,在傳統的人體解剖學實驗教學中,學生使用外科手術刀進行解剖操作時,一旦出現失誤,就可能破壞標本結構,影響以后的教學。如人體神經、血管實驗教學中,展示人體神經、血管的標本被許多學生不適當的牽拉與翻動,某些神經、血管的位置失去固定而發(fā)生變動甚至缺失,給下次觀察帶來困難。在進行人體標本深部解剖結構觀察時,會出現因其他解剖結構的阻擋而導致觀察效果不好的情況。比如顱底內面結構教學中,因標本區(qū)域不大,多名學生同時觀察一個顱底標本,教師無法以較好的角度將標本展示給學生,影響了教學效果。此外,福爾馬林溶液浸泡標本不方便搬動和對環(huán)境造成不好的影響等,也是傳統人體解剖標本的缺點。而在人體解剖學教學中運用Z Space虛擬全息3D一體機,就能很好地解決上述問題。
研究發(fā)現,使用模擬實驗室后,學生學習效果有所提升,當傳統教學方法與數字技術結合時,效果更是有明顯的提升[7]。通過使用Z Space虛擬全息3D一體機,營造良好的學習氛圍,使學生由被動學習轉變?yōu)橹鲃訁⑴c、積極思考[8]。結合Z Space虛擬全息3D一體機進行人體解剖學教學,能清晰地顯示人體解剖結構的立體形態(tài),加深學生對人體解剖結構的直觀印象,深化學生對復雜人體解剖結構的理解,增強自信,提高教學效果[9]。比如在講解中樞神經系統中端腦的內部結構時,因其內部結構多且復雜,學生學習難度大,存有畏難情緒。通過運用Z Space虛擬全息3D一體機,使學生直觀認識中框神經系統中端腦內部結構層次,簡化原本較難的知識點,提高學生學習積極性。
Z Space虛擬全息3D一體機的3D人體解剖學軟件包含各解剖標本、模型等,理論上可以被重復使用。因此,在讓學生進行尸體解剖之前,可以讓學生在數字實驗室利用虛擬標本、模型等進行反復學習,這不僅能節(jié)省人體解剖標本成本,還能加深學生對知識的理解,提高學習效果[10]。
雖然在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機能夠擺脫實驗條件的限制,吸引學生注意力,提高學習積極性和學習能力,增加師生互動,但Z Space虛擬全息3D一體機數據庫中都是標準化的數字人,其解剖結構相對單一,無差異性,無法顯示在人體解剖結構中存在的畸形或變異等現象。例如絕大多數人心臟的2/3位于前正中線左側,可有些人的卻位于前正中線右側。針對這種變異情況,Z Space虛擬全息3D一體機則無法顯示,影響學生對人體解剖學知識廣度與深度的拓展。
在人體解剖學實驗教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機,替代傳統的解剖實驗(訓),會減少學生與尸體、標本之間的接觸,導致學生人文素質、職業(yè)素質等的提升受到限制。善待死者實為善待生者,對遺體的尊重和保護是死者親屬的精神需求與道德要求,也是社會公眾的精神需求和道德要求,因為這樣可使我們更加尊重生命,從而創(chuàng)造一個純潔的精神家園,維系和促進文明的道德體系[10]。
由于Z Space虛擬全息3D一體機設備價格昂貴,若廣泛應用,則會受到一定的限制,導致創(chuàng)新性不足,缺乏龐大的資源庫[11]。當前,網絡已逐漸成為學生學習和生活中不可或缺的一部分?!盎ヂ摼W+教育”的提出,推動了我國智慧教育的發(fā)展。借助互聯網,使Z Space虛擬全息3D一體機所含的人體解剖學教學內容與方式實現遠程傳輸和資源共享,突破時空限制,讓師生、生生之間進行全方位的雙向互動與交流[12]。
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