“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

潘榮斌 李青 胡麗霞 熊自敏 侯吉華

摘 要[目的]探究“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。[方法]：將中藥班69人隨機(jī)均分為標(biāo)本模型學(xué)習(xí)組及“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)+標(biāo)本模型學(xué)習(xí)組，采用隨堂測(cè)試及課后隨機(jī)問卷調(diào)查的形式進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。[結(jié)果] ：成績(jī)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組平均成績(jī)?yōu)?6.44？.12，對(duì)照組成績(jī)?yōu)?7.71？.15，兩組間成績(jī)具有顯著差異（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組優(yōu)秀、良好及中等人數(shù)比例明顯高于對(duì)照組。[結(jié)論]：“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)對(duì)人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果具有積極的促進(jìn)作用，采用數(shù)字人與模型相結(jié)合模式，且使用數(shù)字人課時(shí)數(shù)與模型室學(xué)習(xí)課時(shí)數(shù)比例，為1：1時(shí)，知識(shí)點(diǎn)理解和掌握更加有效。

關(guān)鍵詞 “中國(guó)數(shù)字人” 系統(tǒng)解剖學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

人體解剖學(xué)作為醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)最為重要基礎(chǔ)課程之一，為其他基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，提供正常人體形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)生發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)知識(shí)，以便更好地理解和分析人體的正常生理功能與病理變化，判斷器官與組織的正常與異常，從而對(duì)急病做出正確的診斷和治療。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為解剖教學(xué)的重要組成部分，對(duì)模型及標(biāo)本的要求尤為突出。模型及標(biāo)本具有直觀性、具體性等眾多優(yōu)勢(shì)，但與此同時(shí)，其也有較大的局限性，如占空間大，需要大量存儲(chǔ)室存放;易損壞，同時(shí)損壞后受尸體限制，不易及時(shí)補(bǔ)充;空間限制嚴(yán)重，僅能在解剖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察學(xué)習(xí);器官間空間定位不易觀察等。如何取得高效、形象實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，解決標(biāo)本、模型存在的局限性成為解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索的方向。

2014年我校批準(zhǔn)資助建設(shè)化債資金項(xiàng)目-中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)。建設(shè)成立兩個(gè)中國(guó)數(shù)字人解剖實(shí)驗(yàn)室，室內(nèi)包含152臺(tái)電子計(jì)算機(jī)、多媒體設(shè)備及數(shù)字人解剖系統(tǒng)軟件、數(shù)字人網(wǎng)絡(luò)顯微互動(dòng)軟件。“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)的引入，為解決解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中標(biāo)本、模型的限制提供了有利條件。

1中國(guó)數(shù)字人簡(jiǎn)介

“中國(guó)數(shù)字人”解剖系統(tǒng)是由山東易創(chuàng)電子有限公司研發(fā)，選用重慶第三軍醫(yī)大學(xué)人體斷面解剖學(xué)課題組的數(shù)據(jù)（獲 2007 年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)），通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)，將人體斷面數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)里整合重建成人體的三維立體結(jié)構(gòu)圖像，數(shù)量約為2800個(gè)，為醫(yī)學(xué)教學(xué)提供大量系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)素材。數(shù)字人界面分為系統(tǒng)解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、解剖學(xué)微課及自主學(xué)習(xí)五個(gè)模塊。在模塊界面內(nèi)，可形成三個(gè)展示區(qū)，分別為斷層顯示區(qū)域、三位顯示區(qū)及目錄結(jié)構(gòu)區(qū)，三者相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)效果，三個(gè)區(qū)域中任意選擇任意解剖結(jié)構(gòu)，其他區(qū)域會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整，突出顯示。系統(tǒng)可直接用鼠標(biāo)操作，選擇預(yù)觀測(cè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三維人體平移、縮放：使用鼠標(biāo)或軟云臺(tái)可以對(duì)三維人體任意平移、放大或縮小;三維人體任意角度旋轉(zhuǎn)：使用旋轉(zhuǎn)工具可以任意調(diào)整三維人體角度;透明度調(diào)節(jié)：可以調(diào)節(jié)外層結(jié)構(gòu)的透明度，以便觀察內(nèi)層結(jié)構(gòu);解剖結(jié)構(gòu)的隱藏和顯示：可以對(duì)任意解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行隱藏，通過隱藏工具可以實(shí)現(xiàn)剝離效果;解剖結(jié)構(gòu)的著色：可以對(duì)任意解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行染色，以便突出顯示;預(yù)置位存儲(chǔ)：支持三維人體狀態(tài)記憶，調(diào)用相應(yīng)預(yù)置位可以快速找回先前存儲(chǔ)過的三維人體狀態(tài)。放大縮小、任意角度旋轉(zhuǎn)、剝離、透明處理、單獨(dú)顯示、染色等多項(xiàng)操作。根據(jù)實(shí)際需要展示某器官構(gòu)造，可自行拆分組合，制備實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件。

2“中國(guó)數(shù)字人”在系統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

2.1實(shí)踐設(shè)計(jì)

以2016中藥1班（72人）與中藥2班（73人）作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，1班實(shí)驗(yàn)組、2班作為對(duì)照組，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)容作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，在相同教學(xué)時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組在觀測(cè)標(biāo)本模型學(xué)習(xí)2課時(shí)，后轉(zhuǎn)移至“數(shù)字人”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室操作“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)2課時(shí);對(duì)照組一直在標(biāo)本模型室觀察模型標(biāo)本。布置相同教學(xué)任務(wù)：識(shí)別理論教學(xué)中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)各器官的名稱、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。

2.2進(jìn)行隨堂測(cè)試

應(yīng)用問卷星進(jìn)行閉卷隨堂測(cè)試，檢測(cè)課程知識(shí)掌握效果?？偝煽?jī)?yōu)?00分，根據(jù)兩班級(jí)測(cè)試后測(cè)試后成績(jī)計(jì)算平均值。設(shè)定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為≥90分為優(yōu)秀，80-90分為良好，70-79分為中等，60-69分為及格，<60分為不及格。

2.3課后進(jìn)行問卷調(diào)查

設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，對(duì)上系統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行“數(shù)字人”使用情況做初步調(diào)查（調(diào)查問卷見圖1），針對(duì)：（1）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)占實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)比例方面;（2）解剖實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中，教學(xué)方式的認(rèn)可度方面;（3）數(shù)字人系統(tǒng)運(yùn)用教學(xué)，作用大小方面;（4）數(shù)字人應(yīng)用中適應(yīng)性問題等方面進(jìn)行調(diào)查。

3結(jié)果

3.1隨堂測(cè)試成績(jī)

成績(jī)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組平均成績(jī)?yōu)?6.44？.12，對(duì)照組成績(jī)?yōu)?7.71？.15，兩組間成績(jī)具有顯著差異（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組優(yōu)秀、良好及中等人數(shù)比例明顯高于對(duì)照組（表1）。

3.2問卷調(diào)查結(jié)果

在不同隨機(jī)發(fā)放調(diào)查問卷，發(fā)放問卷共145份，回收143份，有效答卷143份，經(jīng)統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，84.6%的學(xué)生使用過數(shù)字人，但學(xué)時(shí)各有差異，根據(jù)不同帶教老師，時(shí)間分配不一;在使用過數(shù)字人的同學(xué)中，有70.25%同學(xué)認(rèn)為數(shù)字人實(shí)驗(yàn)教學(xué)與標(biāo)本模型教學(xué)并重，交叉學(xué)習(xí)解剖知識(shí)最有效的學(xué)習(xí)方式，較少同學(xué)愿意只看標(biāo)本模型;有94.2%同學(xué)認(rèn)為使用數(shù)字人對(duì)于解剖知識(shí)的理解是否有幫助很大，不僅有利于知識(shí)的理解，還能系統(tǒng)而整體的進(jìn)行學(xué)習(xí)，在復(fù)習(xí)中亦有很好的效果;并有70%同學(xué)能夠較快的適應(yīng)數(shù)字人操作;對(duì)數(shù)字人課時(shí)數(shù)與模型室學(xué)習(xí)課時(shí)數(shù)比例，有93.3%的同學(xué)認(rèn)為1：1學(xué)習(xí)更為有效。

4結(jié)論

“中國(guó)數(shù)字人”系統(tǒng)對(duì)人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果具有積極的促進(jìn)作用，采用數(shù)字人與模型相結(jié)合模式，且使用數(shù)字人課時(shí)數(shù)與模型室學(xué)習(xí)課時(shí)數(shù)比例，為1：1時(shí)，知識(shí)點(diǎn)理解和掌握更加有效。

5討論

“數(shù)字人”系統(tǒng)以系統(tǒng)教學(xué)大綱要求，將人體分為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、脈管系統(tǒng)、感覺器、神經(jīng)系統(tǒng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)九大系統(tǒng)，且每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各器官展示的知識(shí)要點(diǎn)內(nèi)容完整，并加以標(biāo)注。根據(jù)各器官功能特點(diǎn)，配置小動(dòng)畫加以輔助，增強(qiáng)趣味性的同時(shí)，也讓所學(xué)知識(shí)點(diǎn)更易于理解和記憶。在解剖實(shí)驗(yàn)中，器官所在位置、毗鄰關(guān)系及脈管神經(jīng)走行一直是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)?！皵?shù)字人”系統(tǒng)通過對(duì)目標(biāo)位置周圍器官透明調(diào)節(jié)處理后，能有效的觀測(cè)目標(biāo)器官的空間位置及毗鄰器官，借助剝離工具，加深對(duì)學(xué)習(xí)者對(duì)器官（特別是肌肉、神經(jīng)等）結(jié)構(gòu)層次關(guān)系。與此同時(shí)，在自主學(xué)習(xí)模塊中，設(shè)有解剖理論學(xué)習(xí)及解剖標(biāo)本練習(xí)題庫（圖示四），可進(jìn)行自測(cè)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

通過對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隨堂測(cè)試后，可以看出“數(shù)字人”對(duì)于當(dāng)前大學(xué)生解剖學(xué)習(xí)更具有吸引力。采用“數(shù)字人”+模型標(biāo)本的學(xué)習(xí)方式，在使用標(biāo)本模型學(xué)習(xí)時(shí)，直觀、具體的展現(xiàn)器官結(jié)構(gòu)，借助“數(shù)字人”鼠標(biāo)點(diǎn)擊所需器官，拆分組合最小單元器官，形成特定系統(tǒng)展示，并出現(xiàn)相應(yīng)文字說明，補(bǔ)充標(biāo)本模型的不足。此外，數(shù)字人的出現(xiàn)，解決了標(biāo)本展示時(shí)氣味濃、占空間大、不易保存的問題，還可以發(fā)揮其不受空空間位置限制的優(yōu)勢(shì)，通過平臺(tái)共享，實(shí)現(xiàn)在校學(xué)生隨時(shí)、隨地的自行學(xué)習(xí)。

“數(shù)字人”資源豐富，在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用仍需進(jìn)一步挖掘，通過“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的在不斷探索中趨于成熟，期望能推廣應(yīng)用至國(guó)內(nèi)外各大高校的系統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)及理論教學(xué)中，且定會(huì)取得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)而顯著的教學(xué)效果，而對(duì)于此種教學(xué)法是否對(duì)學(xué)生產(chǎn)生長(zhǎng)期有利效應(yīng)，今后的教學(xué)活動(dòng)會(huì)不斷的總結(jié)補(bǔ)充，以不斷完善該種教學(xué)法的應(yīng)用。

（通訊作者：侯吉華）

參考文獻(xiàn)

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