虚拟仿真系统在专科学校解剖学实验教学中的应用

李姗珊

【摘要】虚拟仿真数字人系统是信息技术和医学科学相结合的立体可视化产物，对高职高专医学教育人体解剖学课程产生重要影响，本学期在专科院校临床专业的系统解剖学实验课程当中使用虚拟仿真数字人系统，本文探讨这套系统的应用对于实验教学所产生的积极影响以及不足。

【关键词】数字人 虚拟仿真 实验教学

【中图分类号】R47-4；G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）02-0222-02

在解剖学课程当中，实验课占到非常重要的比例，根据《高职高专院校人体解剖学教学大纲》，人体解剖课程实验课教学的目的在令学生科学有效地学习人体各系统，器官形态与结构特点，为之后学习其他基础课程和临床课程打下的基础。在课程改革完善当中，利用新兴技术提高教学效率成为新的趋势。本校引进虚拟仿真数字人系统并应用于部分章节的系统解剖学实验课教学。

一、虚拟仿真数字人系统概述

虚拟仿真数字人系统是医学学科与计算机技术相结合的产物[1]，本校引进的数字人为易创虚拟仿真系统，根据男女真实人体断层数据合成立体三维结构图像，男性2110层，精确度0.1mm至1mm，女性3640层，精度0.1mm至0.5mm，最大程度还原重建了人体5000多个解剖结构[2]。数字人系统应用于虚拟仿真实验室的建立，按照系统解剖学相关词条展示各个解剖结构，分层次，分系统，解剖结构可以分细微结构单独展示，也可以组合展示，并且能够360度旋转，用于全方位观察，操作界面设置逐层剥离功能[3]，便于理解各结构立体空间结构。

二、本校学情与教情分析

对参与到虚拟仿真实验室的教学的2017级课程教学目标相同的康复和影像专业六个班级308名学生开展调查问卷显示，80%为理科生，20%为文科生，从以往的知识基础来讲，理科生对解剖结构空间位置理解能力较好，文科生对解剖学词条背诵效率较高。约16%的学生为春季高考生，之前接触过解剖学相关专业内容，剩余学生在大学之前没有接触过解剖学课程。除理论课及实验课课堂以外，60%左右的同学表示晚自习会复习近期学习的内容，12%的同学表示课外文体活动较多，课下从来不复习。

从学习计划来看，实验课程在《人体解剖学》课程当中占比重大，所授内容包含人体各系统各器官知识，内容繁多，需要大量记忆知识点，普遍存在学生容易疲劳，记忆效率低下，学生与教师均需要更多的互动来提升课堂教学和学习的效率。

三、教学实施

（一）前期调查及可行性分析

调差问卷显示，在随机选取的308名临床专业学生当中，约80%学生表示期待虚拟仿真实验室的实验课程，5%的同学更期望进行传统人体标本的解剖，认为仿真数字人系统不能与实际解剖操作相比。15%的同学表示对实验课上课方式无所谓。

（二）观察样本的选取

因为学校仿真数字人配备数量的限制，不能满足所有人应用数字人系统的需求。影像专业和康复专业是在解剖学这门课程当中课程目标与考核要求都一致的专业，在本学期的实验课进行当中，影像专业应用数字人仿真系统，康复专业应用传统的标本解剖和模型教具授课模式。选取特定几个章節的课程内容，随机选取影像专业三个班共155人，康复专业三个班共153人进行追踪调查，统计分析学生课后习题正确率，调查学生对虚拟数字人系统应用的反馈

（三）统计数据

数据使用SPSS20.0软件进行处理，使用t检验，X2检验等多种方法进行分析。

1.两组学生课后作业正确率比较实验组155人，对照组153人。结果显示，虚拟仿真数字人实验组课后作业正确率为75.9±7.44%，高于传统教学对照组72.60±7.50%，P<0.05，具有统计学意义。此结果说明虚拟仿真数字人实验组对知识点具有更好的掌握。

2.课后调查问卷结果评价项目给予学生的问题是：你是否赞同虚拟仿真数字人系统对实验课教学的促进作用。给予赞同、不确定、不赞同三个选项，调查问卷显示76%的同学选择赞同，6%的同学选择不赞同。虚拟仿真数字人系统受到大部分学生的赞同，对数字人辅助教学持反对意见的同学占比较小。

四、讨论与思考

在本次调查研究当中，虚拟仿真数字人系统的应用受到大部分学生的认可。

对于解剖实验课教学来讲，解剖标本实操一直是实验课教学的重要手段，但是近年来可用于操作的标本来源逐渐减少，学校资源配置也不能满足专科实验课教学的基本需求。从最早的学生数量少，到现在学校生源扩招，标本源减少，人均标本使用数大幅下降，对于本校而言，解剖实验课由分组解剖标本，逐渐过渡到标本回收利用分组观察，再到现在实体标本与教学模型混用的实验课教学模式。解剖实验课的最大矛盾，是人均稀少的标本源与实操所需解剖结构标本需求量大的矛盾[4]。学校基于解剖实验课标本源逐渐减少的趋势，及学生培养标本升级的需求，尝试引进了虚拟仿真数字人系统用于解剖学实验教学。

与传统实验课实体标本与教具教学方法相比，数字人系统缓解了标本源不足的情况，并且系统根据真实断层人体数据建模，三维重建5000多个解剖结构，解剖结构的展示更为细致清晰[5]。

数字人系统用户操作系统界面友好，易于学生与系统操作互动，调动学生的主观能动性，对解剖学实验教学起到促进作用。但也有部分学生反映，数字电子模拟系统在实际操作手感上不能完全替代传统的解剖标本操作。所以在今后的教学进行当中，我们需要不断探索和完善在现有的设备资源条件下最有效的可操作性的解剖实验课教学模式。

参考文献：

[1]孔祥照等，PBL教学法应用于人体解剖学第二课堂教学的探索.基础医学教育，2017（01）：第1-3页.

[2]郭燕君等，基于“数字人系统”三段序贯式教学模式在人体解剖学实验教学中的设计与探索.科技创新导报，2016（02）：第155-156页.

[3]房东亮等，浅谈第二代“数字人”触摸屏解剖系统在人体解剖学教学中的应用.卫生职业教育，2017（04）：第31-32页.

[4]谢玮铭，ZSpace虚拟全息3D一体机在人体解剖学教学中的应用.卫生职业教育，2018（01）：第44-45页.

[5]王晓静与马小根，“以人为本”的高职人体解剖学课程设计——以“肾”为例.卫生职业教育，2018（01）：第51-52页.