3D打印在《家畜解剖学》教学中的应用

谭立 王一强 刘丰图 马君艳 马林 陈雪龙

摘要：采用3D打印技术替代甲醛浸制法和塑化法进行动物解剖标本的制作，对标本数字化模型构建、打印材料的优化等方面进行探讨，改进并完善基于3D打印解剖标本的制作技术;同时也降低了解剖标本制作过程中有毒有害物质的使用与残留，在规模应用中降低标本制作费用，提高标本制作效率，改善多期标本的一致性与准确性，并扩展3D打印技术在动物解剖等课程中的应用，为丰富动物解剖学课程的教学手段提供新的技术方向和保障。

关键词：3D打印;解剖学;标本制作;塑化标本;教学改革

中图分类号：S852.1     文献标识码：A

文章编号：2095-9737（2019）05-0012-02

《家畜解剖学》是农业院校动物医学、动物科学、动物药学等专业一门重要的基础专业课。熟练掌握此课程是其他基础课程和专业课程是学习的关键。《家畜解剖学》作为一门形态学描述学科的课程，其特殊性是具有直观性、名词多、术语多、理解难、记忆难等[1]。2011年黑龙江八一农垦大学动物科学专业被黑龙江省“十二五”规划确定为省级特色专业后，培养扎实的基础知识、实践能力强的本科生成为主要目标。《家畜解剖学》实验教学是其教学中的重要组成部分，是决定该学科教学质量的重要因素。实验教学质量直接影响学生自主解剖操作技能的提高和思维能力的提升，也决定了动物科学应用型人才培养，教研室的所有专业老师都是根据实验室标本的现状和临床实践的价值以及实验内容的应用，将原有的理论基础转化为实践操作，让学生在实践中学习，更可以加深学生们的印象[2]。

在实验中最重要的便是解剖模型，原始的办法都是由甲醛浸泡的而甲醛却对人体有很大的危害，采用3D打印技术替代甲醛浸制法和塑化法进行动物解剖标本的制作，对标本数字化模型构建、打印材料的优化等方面进行探讨，改进并完善基于3D打印解剖标本的制作技术[3];也降低了解剖标本制作过程中有毒有害物质的使用与残留，在规模应用中降低标本制作费用，提高标本制作效率，改善多期标本的一致性与准确性，并扩展3D打印技术在动物解剖等课程中的应用，为丰富动物解剖学课程的教学手段提供新的技术方向和保障。

1 3D打印制作解剖标本基本步骤

首先使用计算机建模软件对模型进行建模，然后将3D模型“分段”为逐层切片或切片，以指导打印机逐层打印。PLY是扫描3D文件的扫描仪，生成的VRML或WRL文件通常用作全彩色打印输入文件。3D打印机的工作方式与传统打印机的工作方式大致相同，包括控制组件、机械组件、打印机、耗材和介质。该体系结构由相同的打印原理组成。3D打印机主要在计算机上构建完整的3D模型，然后打印出来。

2 3D打印技术制作标本的优势与局限

与传统塑化标本相比，塑化标本无味、无毒、对人体刺激性小，消除了学生接触标本时的恐惧和恶心反应。形态清晰直观，易于观察和识别，便于学生完成实验[4]。明确教学目标，提高教学效果，补充教学的不足。这样进行教学，节约教学资源。塑化标本虽然有许多优点，但也存在不足。因此在实验教学中，除了充分利用塑化试样外，还要合理配置相应的传统塑料试件使用后，应放置在通风、阴凉、干燥处，以保证其质量和使用。塑化标本在学生的教学实验上是有一定的缺陷的，塑化标本的成本相对较高，保存方法相对复杂，制作周期长。因此在《家畜解剖学》的教学实验中塑化标本技术相对完善。

3D打印技术不仅能使学生更容易接受和掌握知识，还可以结合计算机知识和解剖学知识扩展技能提高学习能力[5]。由于肌肉、骨骼、血管和神经的复杂性，解剖学的难点在于掌握解剖技能掌握解剖技能是非常困难的，单凭记忆知识点并不是有效和无聊的。利用该技术制作样本，通过观察样本，可以看到原因，所学知识可以用于进一步分析和判断，可以获得诊断和治疗计划，并可以制定解剖计划。学生的动手能力和团队合作能力可以在解剖学实践中逐步培养。在选拔、生产、改进等过程中，团队需要相互协商、学习和提升。从而可以使《家畜解剖学》教学质量进一步提高。

3 3D打印技术展望

3D打印技术具有广阔的应用前景，在大规模社会生产领域具有革命意义。在工业、农业、教育业都有很大的应用。可以为人们带来很大的帮助。因此作为中华民族伟大复兴的不懈追求，中国应该毫不犹豫地接受这场技术革命的指挥，努力追赶它[6]。3D打印技术已成为当今世界技术创新的趋势，这是不可逆转的。但首先， 我们必须弄清楚这项技术是否对我国有实质性的影响，以便做出更有效的科学判断和合理的规划，从而使其有更好的发展[7]。

参考文献：

[1] 杨彬，杨隽，张旭，等.塑化标本在畜禽解剖学教学中的应用[J].畜牧与饲料科学，2016，37（05）：67-68.

[2] 包慧君.动物标本在《动物解剖学》课程中的应用[J].畜牧与饲料科学，2015，36（09）：62-64.

[3] 李勇，巴发海，许鹤君.3D打印技术的发展和挑战[J].理化检验（物理分册），2018，54（11）：799-804，825.

[4] 徐松鹤，郭永明，杜章.小型动物整体标本的塑化制作方法[J].集宁师范学院学报，2016，38（05）：14-16，22.

[5] 王元桢.3D打印技术应用简介[J].中国设备工程，2018（15）：169-170.

[6] 任旭陽，崔玉影，王晓旭，等.“动物标本制作技能训练”开放实验室项目的建设与实践[J].实验室科学，2016，19（03）：164-166，171.

[7] 杨彩霞. 3D打印技术如何影响未来[N].学习时报，2018-11-21.