加入3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法研究

李小飞，沈军生，毋涛涛

（河南理工大学医学院，河南 焦作 454000；焦作卫生医药学校，河南 焦作 454000）

加入3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法研究

李小飞，沈军生，毋涛涛

（河南理工大学医学院，河南 焦作 454000；焦作卫生医药学校，河南 焦作 454000）

3D解剖模拟技术与传统教学方法相结合产生的新型人体解剖学教学方法，解决了人体解剖学教学过程中标本数量少、挂图和教科书插图无立体感、解剖名词难以理解等诸多问题，在理论和实验教学中利用其三维立体空间构象，便于学生理解解剖学知识。

3D解剖模拟技术；人体解剖学；教学方法

人体解剖学是研究人体形态结构及其发生发展的科学，属于生物学科中形态学范畴，是医学教育中一门重要的基础课程，其主要任务是研究人体器官组织的形态特征、发生发展及位置毗邻，故要求教师在教学过程中逐步培养学生的空间想象能力和立体构象能力。

人体解剖学教学常采用教科书、图谱、标本和模型辅以教师指导的教学方法，但由于尸源紧缺、模型仿真度不够、挂图和教科书插图无立体感等问题，使得人体解剖学内容抽象且难以理解。本文探讨加入3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法，即3D解剖模拟技术与传统教学方法相结合，以达到教学内容直观明了、学生学习兴趣提高、课堂教学质量提升的目的。

1 3D解剖模拟技术

1.1 3D解剖模拟技术的硬件支持

实施3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法需要有多媒体教室，在多媒体教室安装运行3D解剖学软件、办公软件等多媒体素材的计算机及投影仪和音响设备。

1.2 3D解剖模拟技术的特点

3 D解剖模拟技术是将教学素材以多媒体形式展现出来，应用于人体解剖学教学，达到全方位、多角度、精细、立体展现各器官、系统的目的。

3 D多媒体素材以人体CTMRI扫描数据为基础［1］，经过图像获取、图像预处理、图像分割、三维重建等步骤构建起来的三维模型［2］，可以实现高精度360度旋转、高清晰度放大缩小、独立展示单个结构和整体展示多系统或器官位置等操作。

可供教学使用的3D多媒体素材种类较多，由国内和国外多家公司制作，教学使用过程中各有优势和弊端，所以在教学中应根据教学对象的学历层次、专业方向以及所授课程的章节特点灵活运用［3］，突出重、难点。同时可将多种3D多媒体素材结合使用，以期获得理想的教学效果。

2 新型人体解剖学教学方法的实施

3 D多媒体素材可分为3类：图片、视频、软件。可根据讲授内容的特点，合理地将这3种多媒体素材融入传统人体解剖学教学方法中，使抽象、枯燥的知识变得生动形象。

2.1 3D图片与传统教学方法的结合

利用我国可视化人体CVH数据集创建的PDF文件，在每个解剖局部单独生成一个三维便携式文件［4］。该便携式文件，几乎包括该局部的所有解剖结构，解剖结构被定义它们常用的解剖颜色，三维模型表面光滑、美观。在讲解局部解剖结构时，可以直接观看PDF文件，也可在PPT课件制作时用PDF文件截图，选择合适视角来清晰展示局部解剖结构。

2.2 3D视频与传统教学方法的结合

3 D视频可以通过转换为WMV或者AVI视频格式，嵌入PPT课件，在讲解器官的动态结构功能时播放，变枯燥的文字叙述为动态的视觉展示，降低学生理解的难度。例如，在讲解动脉血管和静脉血管血管壁的区别时，通过3D视频展示动脉血管和静脉血管中的血液流动，让学生自己总结动脉血管和静脉血管的特点。

2.3 3D软件与传统教学方法的结合

3 D软件可以和PPT课件同时运行，WINDOWS XP系统提供在放映PPT课件时通过快捷键“ALT+TAB”进行快捷切换，随后的WIN7和WIN8系统均支持“ALT+TAB”进行快捷切换和“开始+TAB”三维预览界面快捷切换。故讲解系统整体组成和器官局部结构时，可通过快捷方式切换出3D软件，选择合适视角进行解剖学讲解。

3 新型人体解剖学教学方法的应用

3.1 新型人体解剖学教学方法在理论课教学中的应用

人体解剖学理论课传统教学只利用挂图和幻灯片来单纯展示二维平面图，无立体感，层次结构和方位不够清晰；在教学过程中，对于一些名词和描述需要学生利用抽象思维，建立人体各系统和各器官之间的空间结构，学生常感到抽象难懂。

新型人体解剖学教学方法可以将3D图片、3D视频、3D软件运用于理论教学，3D图片和3D视频可以直接插入PPT课件，3D软件在需要展示局部结构或整体方位特点时，可通过快捷切换的方式展现。3D多媒体素材的加入可以直观展示整体和局部特点，清晰展现三维架构，减少学生听课负担，降低教师授课难度。例如，利用3D软件在单独讲解肱骨和肩胛骨局部结构后整体讲解肩关节的组成及特点，运用3D视频展示肩关节运动形式。

3.2 新型人体解剖学教学方法在实验课教学中的应用

在传统人体解剖学实验课教学中，教师拿着标本或者模型在讲台上示教，然后指导学生观察。由于标本少，同时标本无法既显示表面结构又显示内部结构；模型仿真度不高，局部结构小而不易于观察到；尸体标本经甲醛处理，具有非常强烈的挥发性和刺激性，教师和学生长时间吸入甲醛，会严重影响身心健康［5］。

利用新型人体解剖学教学方法，在实验课上通过投影仪展示挂图、标本或是模型上无法观察到的结构，完整、直观地显示在大屏幕上，整体结构和局部结构均清晰可见。所以，新型人体解剖学教学方法可以降低标本的数量需求，减轻教师和学生的负担，提高教师的教学热情和学生学习的主动性。

4 结语

加入3D解剖模拟技术的新型人体解剖学教学方法弥补了传统理论和实验教学的不足，不仅可以激发学生学习人体解剖学的热情，提高对知识的理解和掌握程度，而且减少了学校解剖实验室建设投入，降低了教师授课难度。但是应用新型人体解剖学教学方法还需注意一些问题，教师教学不能完全依赖3D解剖模拟技术而忽略对知识点的讲解和总结；同时，学校要与相关软件公司建立长期的合作关系，对3D多媒体素材进一步加工和修改。

［1］刘明.3D多媒体在人体解剖学教学中的应用［J］.解剖学研究，2012（2）：147-150.

［2］范敏，戴培山.计算机三维模型在解剖教育中的应用［J］.中国医学物理学杂志，2012（6）：3822-3826.

［3］段妍君，袁芳.中医院校解剖教学中3D多媒体技术的科学应用［J］.数理医药学杂志，2012（6）：755-756.

［4］吴毅，罗娜，谭立文，等.三维便携式文件在解剖教学中的应用［J］.西北医学教育，2014（2）：320-321.

［5］王星，史君，张少杰，等.3D多媒体技术在解剖学教学中应用探讨［J］.科技创新导报，2014（1）：163-165.

G434

B

1671-1246（2015）09-0041-02

2014年河南省医学教育教学改革和研究项目“3D模拟技术在人体解剖学教学中的应用研究”（WJLX2014180）