3D數(shù)字人系統(tǒng)在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用體會

1、3D數(shù)字人系統(tǒng)在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用體會作者：周建文來源：衛(wèi)生職業(yè)教育2018年第12期摘要：衛(wèi)生職業(yè)學(xué)校解剖學(xué)教學(xué)存在著尸源缺乏、標(biāo)本模型不完整和維護困難等問題，傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式已不能滿足教學(xué)需要。隨著3D數(shù)字人系統(tǒng)在解剖學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率、課堂和實踐教學(xué)效果等方面優(yōu)勢明顯。關(guān)鍵詞：3D數(shù)字人系統(tǒng)；解剖學(xué)；教學(xué)效果中圖分類號：G436文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1671-1246（2018）12-0061-02隨著我校改革與發(fā)展的需要，以優(yōu)化教學(xué)資源和提高解剖學(xué)教學(xué)質(zhì)量為根本目標(biāo)，我校于2017年引進了數(shù)字人解剖學(xué)教學(xué)系統(tǒng)，以改善和解決解剖實驗室尸源缺乏、標(biāo)本模型不完

2、整和維護困難等問題。通過一個學(xué)期在課堂和實踐教學(xué)中的應(yīng)用，數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)確實在提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率等方面具有明顯的優(yōu)勢，當(dāng)然也存在需要進一步改進和完善之處。本文針對3D數(shù)字人系統(tǒng)在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與同行進行探討。13D數(shù)字人系統(tǒng)應(yīng)用于解剖學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢自21世紀(jì)以來，國外相繼推出了3Dbody、Visiblebody等知名人體模擬仿真3D學(xué)習(xí)軟件，與傳統(tǒng)二維圖片相比優(yōu)勢顯著，得到了醫(yī)學(xué)院校師生的高度認可。隨著校園信息化教學(xué)模式的不斷推進和深入，國內(nèi)部分知名出版社和公司等也開始著眼于推動3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)。3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢是：內(nèi)容系統(tǒng)、完整；3D建模和渲染后的

3、圖像相對逼真、易于理解；廠商多與知名醫(yī)學(xué)院校的專家學(xué)者共同研發(fā)，保障了教學(xué)系統(tǒng)的專業(yè)性；教學(xué)系統(tǒng)操作簡單，只需要使用智能手機即可。此外，除廠商出售的封裝機外，還可建構(gòu)校園服務(wù)器供教師電腦移動端使用，且電腦配置要求也不高。23D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)資源的應(yīng)用體會2.1核心教學(xué)模塊使用體會3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)資源基本緊扣傳統(tǒng)的解剖學(xué)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。以我校購置的3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)為例，核心教學(xué)資源主要包括系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)和斷層解剖學(xué)3個教學(xué)模塊，可供校內(nèi)不同專業(yè)和層次教學(xué)使用，完全可以滿足教學(xué)大綱的教學(xué)需要。教學(xué)模塊內(nèi)容編排基本與主流教材一致，整個系統(tǒng)共有近3000個模型，目錄結(jié)構(gòu)設(shè)計的總綱

4、及索引方便調(diào)用和查找。其中，系統(tǒng)解剖學(xué)按照系統(tǒng)劃分共9個學(xué)習(xí)模塊；局部解剖學(xué)和斷層解剖學(xué)學(xué)習(xí)模塊相同，都分為頭部、頸部、上肢、下肢、胸部、腹部、盆部會陰和脊柱區(qū)共8個學(xué)習(xí)模塊。教師進入每個教學(xué)系統(tǒng)后，都有內(nèi)容列表磁貼以及相對應(yīng)的章節(jié)教學(xué)內(nèi)容磁貼圖標(biāo)，調(diào)用方便快捷，以管理員身份進入還可增減特殊學(xué)習(xí)項目。通過一個學(xué)期的教學(xué)使用，3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)較為突出的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：3個核心教學(xué)模塊既相互獨立又有機結(jié)合，教師可以在講授系統(tǒng)解剖學(xué)某一內(nèi)容后無縫轉(zhuǎn)接到局部解剖學(xué)或斷層解剖學(xué)的內(nèi)容；在斷層教學(xué)場景中，屏幕可同時顯示3個斷面的圖像，講解更加方便；在局部解剖學(xué)教學(xué)模塊中，有逐層剝離功能，可根據(jù)場景教學(xué)內(nèi)

5、容和模型空間關(guān)系進行逐層剝離或添加；在具體的模型展示場景中，除基本的中英文標(biāo)注和發(fā)音功能外，還有標(biāo)記和寫字板、染色、手動或自動分離、單獨顯示或隱藏以及截圖和保存等功能，且通過管理員身份還可進行增減或編輯標(biāo)注等操作。諸多功能都極大地提高了教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實踐教學(xué)中，每個實訓(xùn)室配備有6臺學(xué)習(xí)機供師生使用，解決了以往標(biāo)本模型不夠或損壞、實訓(xùn)室擁擠、實驗室教師管理和維護困難等問題。2.2輔助教學(xué)資源應(yīng)用體會3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)在3個核心模塊教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，還附帶有數(shù)百個形式多樣的微課和動畫資源，涵蓋了諸多教學(xué)中的重難點知識，制作的質(zhì)量和效果也較為滿意。按系統(tǒng)和人體分部設(shè)有子目錄，

6、可供教師在強化重點、突破難點的過程中隨時調(diào)用。此外，教學(xué)系統(tǒng)還配備系統(tǒng)和完整的自主學(xué)習(xí)課件及配套習(xí)題，可供師生在教學(xué)活動中共同使用。其中的配套課件制作質(zhì)量較高，課件中的視頻、圖片和模型直接調(diào)用系統(tǒng)自帶資源。33D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量調(diào)查通過引入3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)，以往不完整的教學(xué)模型和破損的標(biāo)本將逐步被淘汰，以標(biāo)本模型為主的傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式將被數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)取代。為了比較新的教學(xué)系統(tǒng)資源和傳統(tǒng)教學(xué)資源的教學(xué)效果，教研室對五年制高級護理專業(yè)共308名學(xué)生和不同專業(yè)層次10名解剖學(xué)任課教師進行對比調(diào)研，主要項目統(tǒng)計結(jié)果見表12。從學(xué)生學(xué)習(xí)情況對比調(diào)研結(jié)果分析可知，學(xué)生對3D數(shù)字

7、人教學(xué)系統(tǒng)的認可程度較高，考核結(jié)果也較為理想，但在某些項目上，學(xué)生仍然認可傳統(tǒng)的標(biāo)本模型教學(xué)資源，主要原因是學(xué)習(xí)體驗的不同。從任課教師教學(xué)情況對比調(diào)研結(jié)果分析可知，教師也對新引入的3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)有較高的認可度，主要認為它方便快捷、容易突破難點，且學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率更高。4討論4.13D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)在解剖學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)模式相比，教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量方面的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：教學(xué)資源豐富且更加系統(tǒng)和完整，調(diào)用方便、快捷；一次性成本投入高但使用周期長、設(shè)備維護方便，且可隨廠商進行教學(xué)系統(tǒng)更新；部分模型圖像仿真度高，加之設(shè)計有形式多樣的學(xué)習(xí)輔助工具系統(tǒng)，極大地提

8、高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率；通過三維場景操作和隨意縮放效果展示，促進了教師突破教學(xué)難點和對抽象內(nèi)容的講授。如在心血管系統(tǒng)和神經(jīng)傳導(dǎo)通路教學(xué)中，雖然模型圖像逼真度并不高，但其清晰的圖像、立體感和層次感，更容易促進學(xué)生對新知識的理解和提高對新知識的接受能力。此外，新的教學(xué)系統(tǒng)資源附帶了完整的課件和微課資源，教師課件制作將更加便利和高效。雖然中職衛(wèi)校解剖學(xué)教學(xué)大多數(shù)專業(yè)并不涉及局部解剖學(xué)和斷層解剖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，但在心血管、周圍神經(jīng)系統(tǒng)等教學(xué)內(nèi)容中，3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)可輕松調(diào)用兩個模塊圖像，能更好地幫助學(xué)生理解。4.23D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)的缺陷和不足通過一個學(xué)期的教學(xué)應(yīng)用，3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)存在以下幾

9、個方面的問題。第一，3D模型由于建模和渲染的特殊性，其成像和仿真度受場景角度和方位的影響較大。如運動系統(tǒng)中骨骼部分的模型圖像較為逼真，但骨骼肌的模型圖像逼真度卻極不理想；再如想。第二，中職學(xué)校包括五年制護理專業(yè)等，解剖學(xué)教學(xué)都涉及基本組織和重要器官微細結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容，但目前國內(nèi)外各廠商3D數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)并未涵蓋此內(nèi)容，都作為獨立的組織胚胎學(xué)數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品，需要另行購買。因此，需要學(xué)校和廠商在購進產(chǎn)品時進行協(xié)商。第三，雖然3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)確實對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率起到了推動作用，但不可否認學(xué)生沒有了以往可以實實在在觸摸標(biāo)本模型的學(xué)習(xí)體驗。在上述調(diào)查結(jié)果中，很大一部分學(xué)生還是樂于接

10、受實實在在標(biāo)本模型的學(xué)習(xí)體驗。第四，3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置有豐富的標(biāo)注內(nèi)容、微課和自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)等，在實踐教學(xué)過程中師生互動變得越來越少。第五，我校理論課教學(xué)多媒體投影仍然是較為落后的幕布形式，圖像極不清晰，受光線影響較大，而3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)背景基本為黑色，因此成像不夠清晰。4.3教學(xué)建議第一，善于將新老教學(xué)模式相結(jié)合，以期達到較好的教學(xué)效果。特別是在實踐教學(xué)活動中，教師不應(yīng)完全依賴3D數(shù)字人系統(tǒng)開展理論和實踐教學(xué)活動，應(yīng)選擇性地穿插教學(xué)效果好的標(biāo)本和模型開展教學(xué)活動，以往教學(xué)效果較理想的二維圖片也不應(yīng)棄之。有的模型圖像直觀但不夠仿真，也需結(jié)合標(biāo)本模型才能達到滿意的教學(xué)效果。如在骨骼肌內(nèi)容的實踐教學(xué)中，以往的模型可學(xué)內(nèi)容較少且毗鄰關(guān)系和肌肉界線不夠清晰，標(biāo)本的學(xué)習(xí)難度又過大。第二，善于引導(dǎo)學(xué)生用好各類系統(tǒng)工具，以提高學(xué)習(xí)效率。3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)附帶有豐富的應(yīng)用工具，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生不要只顧好玩和好奇而濫用各種系統(tǒng)工具。如學(xué)生經(jīng)常隨手點擊使用的“分離”“染色”“畫筆”等系統(tǒng)工具，在某些內(nèi)容的學(xué)習(xí)中不太適合使用，過分使用將會擾亂學(xué)習(xí)思路。此外，3D數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)中模型的結(jié)構(gòu)名稱和標(biāo)注較多，需要教師根據(jù)不同專業(yè)和層次的教學(xué)要求進行學(xué)習(xí)指引，以最大限度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。第三，我校主要以分組的形式開展實踐教學(xué)活動，教師應(yīng)充分