三维影像模型辅助解剖教学对护理学生知识掌握和视觉空间能力及满意度的影响〔1〕

傅敏生，曹文元，林艳红

(闽西职业技术学院医学护理学院，福建 龙岩 364000)

近来，3D技术在解剖教学中的应用越来越多，形式也多种多样，初步研究发现其对提高学生学习兴趣、效率和成绩可能有一定帮助，但确切结论和内在机制仍在探讨之中[1]。前期研究表明解剖知识的理解和记忆掌握与学生个人的视觉空间能力密切相关，视觉空间能力越强，学习成绩越好；而视觉空间能力通常又存在性别差异，一般而言男性比女性的视觉空间能力更强[2-3]。最近，又有学者发现3D技术辅助解剖教学对视觉空间能力较低学生的帮助作用更大[4]。鉴于护理学生几乎全部为女性，其视觉空间能力整体水平较低，理论上可能更适用于3D教学模式，但目前尚缺乏相关研究。本研究旨在评估3D影像模型辅助解剖教学对护理学生知识掌握、视觉空间能力和满意度的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性随机选取2019年新学期开始《人体解剖学》课程的同年级2个班级的高职护理学生共90名，每个班级45名，均为女性，年龄(20.5±0.8) 岁，最高学历均为高中；文科生32名，理科生58名；居住农村27名，城镇63名；现专业均为三年全日制高职护理学。根据解剖教学方法不同随机分为3D教学组和传统教学组，每组45名，分别采用三维重建技术建立的多层螺旋CT 3D立体影像模型辅助教学方法和传统教学方法。两组学生一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 教学方法

两组《人体解剖学》均包括理论和实验课程，且章节设置、总课时、理论和实验课时安排相同，并均由同一名高年资讲师授课。传统教学组理论教学采用传统教学模式，以Power Point 2D平面多媒体形式为主。3D教学组理论教学以三维重建技术建立的多层螺旋CT 3D立体影像模型辅助教学，结合3D解剖图像、3D动画视频等形式，通过多媒体综合展示正常和异常解剖结构。3D立体影像模型可360°旋转展示，并可放大或缩小控制。授课语言讲解内容与传统教学组基本一致。以颈部动脉部分为例，通过3D立体影像模型形象地展示了颈部动脉的走行分布，包括主动脉弓、头臂干、锁骨下动脉、颈总动脉、椎动脉、颈内动脉、颈外动脉，全方位、多角度、立体式的展示可帮助学生学习和记忆各动脉走行、毗邻的空间结构及位置关系。两组实验教学均以标本、模型为主。

1.3 观察指标

解剖专业知识成绩：全部课程结束后，两组学生使用相同考卷进行解剖学专业理论知识测试，考题均为客观选择题，重点考察学生对各个系统和器官形态、结构、位置和毗邻关系的掌握程度。视觉空间能力：通过心理旋转(MRT)测试评估两组学生解剖课程开始前(授课前)和结束后(授课后)的视觉空间能力变化。MRT测试是目前国际通用的心理旋转能力图形测试，最早由Vandenberg和Kuse于1978年编制，并于1995年由Peters修订，具有较好的信效度，Cronbach α系数0.87，内部一致性系数为0.80。该测试共24题，分为4页，每页6题，前两页限时4 min，后两页限时4 min，中间短暂休息时间为30 s。每题有5个三维Shepard和Metzler物体，最左边为目标物体，右边4个为测试物体(分别编号为A，B，C，D)，要求被试者从右边4个物体中选出2个与最左边目标物体完全相同的物体，只有将两个正确选项全部选出时，才能得1分；答错、多答、少答或不作答均不得分，最大限度地避免了猜测得分情况的出现。该测试最高分为24分，得分越高表示视觉空间能力越强。该测试采用计算机网页版，每次测试中每道题的4个选项均为随机排列，得分由后台实时生成，且不对学生公布正确答案[4]。满意度：通过问卷调查两组学生对教学方法的满意度，从对授课形式的兴趣性、理解记忆的难易性、考前复习耗费时间长短、是否愿意其他课程的讲授采用相同形式等方面进行评估，按照非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意5个等级进行评定。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 两组学生解剖理论知识测试成绩比较

全部课程结束后，3D教学组解剖理论知识测试成绩分数显著高于传统教学组，成绩分布情况也显著优于传统教学组，差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 两组学生理论测试成绩比较

2.2 两组学生视觉空间能力比较

授课前，两组MRT得分比较差异无统计学意义(P>0.05)。授课后，两组MRT得分均较授课前显著提高，且3D教学组MRT得分显著高于传统教学组，差异有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表2 两组学生MRT得分比较 分

2.3 两组学生满意度比较

3D教学组学生对授课满意度显著优于传统教学组，差异均有统计学意义(Z=2.170，P<0.05)(见表3)。

表3 两组学生满意度比较 例

3 讨 论

人体解剖学知识点繁多，不容易理解和记忆，传统教学理论授课以教科书和解剖图谱为主，虽辅以2D平面多媒体模式，但缺乏整体观和立体感；实验教学课时和标本极其有限，师生互动少和学生动手能力差，导致很多学生对解剖课兴趣不高、理解不准、印象不深、记忆不牢[5]。因此，多年来解剖教学一直面临较大挑战。有研究显示，解剖学掌握程度与个人视觉空间能力密切相关，个人空间能力越强则解剖学成绩越好，而个人空间能力的高低存在明显的性别差异，一般而言女性的视觉空间能力显著低于男性[6]。护理学生几乎全部都是女性，个人视觉空间能力较差，更不擅长于解剖学的学习和掌握，因此，加强对这一学生群体的解剖教学研究具有重要意义。近来，3D技术辅助解剖教学已被证实可以更加直观地展示人体各种复杂解剖结构和毗邻关系，帮助学生在脑海中留下立体而准确的图像信息，便于学习理解和长时间记忆[7]。前期有研究显示3D技术辅助解剖教学可以增强学生个人的视觉空间能力，尤其对视觉空间能力较低学生的作用更明显，有利于提高其解剖学成绩[8]。本研究选取同年级2个班级的高职护理学生(均为女性)进行研究，采用国际上通用的MRT测试评估个人视觉空间能力，通过与传统教学方法对比，发现3D模型教学组学生知识成绩显著提高，个人视觉空间能力和满意度显著提高。前期研究表明，解剖学的学习与个人的视觉空间能力相互影响，一方面个人视觉空间能力越强则解剖学的成绩越好，另一方面解剖学的学习在一定程度上也会促进个人视觉空间能力的提升[9-10]。本研究发现，传统教学组学生经过一个学期的解剖课程学习，其视觉空间能力较授课前也有显著提高，但提高幅度显著低于3D模型教学组。因此，本研究认为3D辅助解剖教学对学生理论成绩的提高有赖于个人视觉空间能力的进一步改善。Hoyek等[11]发现，3D技术辅助解剖教学对学生理论成绩的提高主要体现在空间结构和毗邻关系相关的解剖知识方面，由于这些内容是解剖学的主要知识点，也是决定今后临床实际运用能力的关键所在，因此3D技术辅助解剖教学具有重要意义。Nguyen等[12]研究也发现，个人视觉空间能力越高，其解剖学理论成绩越好，在解剖学学习中花费时间也越少，解决解剖学相关实际临床问题的能力也越强。因此，在今后解剖学教学中，不但要关注学生理论成绩的好坏，还要重视对学生个人视觉空间能力的培养，3D立体影像模型辅助解剖教学不仅可以提高学生的学习效率，还能增强临床操作和实际运用能力。