虚拟人体实验技术在留学生局部解剖学实验教学中的应用

金海峰　郭林娜　邓凤春　孙石柱　何军　沈雷　张善强

局部解剖学作为一门重要的基础医学课程，其实验教学是基础理论和临床实践之间的重要桥梁。然而，尸体解剖作为局部解剖学实验教学的重要教学资源，近年来因各医学院校招生规模扩大、遗体捐献者数量减少等诸多原因，出现了可供教学用尸体相对不足的局面[1]。我校自2007年开始招收临床医学专业留学生以来，在留学生局部解剖学实验教学中一直坚持使用尸体解剖进行教学。但是，随着我校留学生人数不断增多，教学用尸体解剖陷入了难以为继的局面。因此，在尸体来源严重不足的情况下，如何有效拓展教学资源、提高标本使用效率，促进留学生局部解剖学实验教学可持续发展，是从事解剖学教育工作者需要直面的问题[2]。

医疗科学技术的飞速发展，使虚拟人体实验成为可能并广泛应用于人体解剖学教学。作为一种全新的教学资源，虚拟人体实验不但可为学习者提供仿真、便捷及可重复操作的实验环境，还能有效规避传统尸体解剖的大规模资源消耗和有毒气体环境等弊端[3]。因此，课题组从教学发展的角度出发，拟利用虚拟人体实验技术充实留学生局部解剖学实验教学资源。在实践过程中，我们发现虚拟人体实验技术虽然具有诸多优势，但也存在一些问题。现将研究成果总结如下，以期为我国留学生解剖学教学发展提供借鉴经验。

1　对象与方法

1.1　研究对象

2017年3—12月，根据局部解剖学实验教学分班制度，选取齐齐哈尔医学院2015级和2016级临床医学专业留学生各30名作为研究对象。其中2015级留学生为对照组，2016级留学生为实验组。两组学生在入学成绩、师资水平和教学内容等一般资料对比，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2　研究方法

1.2.1教学方法对照组留学生采用传统实验教学方法。即在每次实验课中，先由教师带领留学生对理论课内容进行重点回顾，并借助多媒体、图片、模型等辅助性资源为留学生讲授解剖操作要领及注意事项，然后留学生利用教材、图谱等资料分组轮流对4具尸体进行解剖。在解剖过程中，教师负责指导与监督，旨在培养留学生的实践操作与团队合作能力的同时，保证留学生的标本制作质量，解剖完成后进行总结。

实验组留学生采用虚拟人体实验与传统实验教学相结合的方法[4]。在这一过程中，教师先利用虚拟人体实验设备带领留学生复习理论重点知识，阐明虚拟人体实验与现实尸体解剖的区别，然后留学生分组在6台设备上同时进行虚拟人体解剖操作，最后分组轮流对2具尸体进行解剖。在尸体解剖过程中，教师只负责答疑，不再进行指导与提示，操作完成后进行讨论。

1.2.2教学效果评价（1）面对面标本考试：每次实验课结束前，分别对两组留学生进行面对面标本识别考试[5]，即教师根据本次课内容选择重点结构提问，留学生在自己制作的标本上进行指认识别并叙述其功能或临床意义。按照教学计划，面对面标本考试共计实施5次，占期末总成绩10%，其目的在于检验留学生平时学习效果。

（2）数字化标本考试：实验教学整体结束后，统一使用自动限时播放的幻灯片对两组留学生进行数字化标本考试[6]。数字化标本考试包含随机抽取的10幅真实人体结构高清照片，每张照片均有部位及相邻结构提示，留学生对照片上指定的唯一结构进行作答，每题3分，占期末总成绩30%。在成绩等级划分方面，数字化标本考试成绩高于或等于25分为优秀、22～25分之间为良好、18～22分之间为及格、18分以下为不及格。采用数字化标本考试的目的是客观检测两组留学生的整体学习效果。

1.3　统计学方法

采用SPSS 19.0软件对数据进行分析处理，计量资料以（均数±标准差）表示，采用t检验；计数资料以（n，%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2　结果

2.1　面对面标本考试的成绩对比

通过对比两组留学生面对面标本考试的5次累计平均成绩，与对照组比较，实验组留学生的面对面标本考试平均成绩显著提高，差异具有统计学意义（P＜0.01），见表1。

2.2　数字化标本考试的成绩比较

通过构成比方法分析结果显示，实验组和对照组的数字化标本考试成绩在成绩等级和人数分布方面对比，差异具有统计学意义（χ2=8.726 8，P=0.033 2＜0.05）。与对照组相比，实验组中优秀、良好和及格人数显著提高，且不及格人数明显减少，见表2。同时，t检验结果显示，实验组数字化标本考试平均成绩（22.26±4.68）分高于对照组（19.70±5.47）分，差异具有统计学意义（P＜0.05）。

3　讨论

3.1　充实教学资源，促进留学生自主学习

在传统模式的局部解剖学实验教学中，尸体解剖是培养留学生实践操作能力的唯一教学资源[7]。然而，教学用尸体的严重不足，极大降低了留学生参与尸体解剖的兴趣。虚拟人体实验技术的应用不但拓展了留学生实践操作途径，还促进了留学生自主学习。首先，留学生利用虚拟人体实验设备进行实践操作，有效缓解了长期以来实验教学对尸体解剖的依赖。其次，虚拟人体实验技术有效激发了留学生对现代医疗科学技术的好奇心，使其怀着高昂的学习兴趣主动参与到虚拟实验操作当中。最后，虚拟人体实验设备中所有的视频、图片和结构注释均有中英文对照，这在很大程度上为留学生自主学习提供了便利。留学生在实践操作过程中主动借助虚拟实验设备进行学习，减少了对教师的依赖，由被动学习转为主动学习。在本研究中，实验组的面对面标本考试平均成绩和数字化标本考试平均成绩均高于对照组，说明虚拟人体实验技术可有效作为局部解剖学实验教学资源的补充形式，具有较高的推广价值。

表1　两组留学生面对面标本考试平均成绩比较（n=60）

表2　两组留学生数字化标本考试成绩等级及人数分布比较（n=30）

3.2　提高标本利用效率，促进实验教学可持续发展

由于教师人数有限和语言沟通存在一定障碍，留学生在进行人体结构探查时往往不能及时辨认清楚结构和明确操作目标，导致部分重要结构在解剖过程中产生破损，从而影响了标本的制作质量和利用效率[8]。虚拟人体实验技术的应用，为留学生提供了良好的预实验环境。留学生在虚拟操作环境中可实现对人体各部位结构的随意拆分、组合和全方位旋转观察，从而对学习内容建立了系统性的认识，并在虚拟实验设备的指导下提高了尸体解剖质量，减少了标本资源的损耗。在本研究中，发现实验组的2具人体标本制作质量好于对照组的4具标本质量，而在尸体资源减少的情况下，实验组的留学生面对面标本考试成绩和数字化标本考试成绩仍显著高于对照组，说明虚拟人体实验结合传统尸体解剖的方法可有效促进留学生局部解剖学实验教学的可持续发展。

3.3　虚拟人体实验技术的局限性

虚拟人体实验技术虽然有许多优点，但也存在一定的局限性[9]。首先，虚拟人体实验依托灵境技术多以触屏操作进行人体结构的拆分、组合与旋转，而现实尸体解剖则使用手术器械进行操作。因此，虚拟人体实验在本质上无法完全替代尸体解剖对留学生外科操作能力的培养。其次，虚拟人体实验技术虽然已广泛应用于人体解剖学实验教学，但虚拟人体在细小结构方面的展示程度仍不全面，同时结构与结构之间精确位置关系、层次表达尚有欠缺。最后，在教学过程中发现，部分留学生因心理、宗教等因素仍然对尸体解剖存在抵触情绪，而完全依赖虚拟人体实验设备进行学习。因此，部分留学生在标本考试中无法有效识别真实的人体结构，出现成绩不及格的现象。

4　结语

综上所述，本研究认为虽然单独虚拟人体实验技术仍无法替代传统的实验教学方法，但就目前我国高等医学教育的总体改革方向来看，虚拟人体实验技术在教学中的应用已成为不可逆转的趋势。因此，我们在探索教学改革和发展的过程中，应注重发挥新兴教育技术和传统教学方法的长处，形成优势互补，才能有效推动留学生局部解剖学实验教学的良性发展。

[1]李文明， 田志逢. 数码互动技术在人体解剖学实验教学中的应用[J]. 中国继续医学教育，2015，7（20）：22-23.

[2]解玲，房艳，曾瑞霞，等. 留学生局解实验教学中“解剖数码互动系统”的探究[J]. 解剖科学进展，2016，22（4）：469-470.

[3]吴毅，宋艳，方彬吉，等. 基于中国数字化人体的虚拟解剖学系统的建立[J]. 解剖学杂志，2017，40（1）：44-46.

[4]谭文波，万秋英. 虚实结合的解剖操作模式初探[J]. 解剖学杂志，2016，39（2）：251-252.

[5]何军，高恒宇，马勇，等. 面对面考核在局部解剖学标本考试中的应用研究[J]. 中国中医药现代远程教育，2016，14（20）：27-29.

[6]张善强，张晓东，纪亮，等. 局部解剖学数字化考试系统的构建与实施效果[J]. 中华医学教育杂志，2015，35（3）：466-469.

[7]聂政，雍刘军，肖莉，等. 解剖虚拟仿真系统在护理专业解剖学实验教学的探索与实践[J]. 解剖学研究，2015，37（4）：328-329.

[8]李亮，杨萍，陈安，等. 留学生局部解剖学教学探讨[J]. 湖南中医药大学学报，2014，34（8）：60-61.

[9]沈雷，何军，马勇，等. 促进虚拟人体解剖实验教学效果提高的策略研究[J]. 继续医学教育，2016，30（1）：75-77.