数字人在解剖教学中的应用及教学调查

数字人在解剖教学中的应用及教学调查

李静怡李傲杜硕

（华北理工大学口腔医学院；华北理工大学基础医学院河北唐山063000）

解剖学是一门形态学科学，直观性很强，名词多，描述多是其特点。因此，在学习过程中就需要充分利用各种标本，模型，图片等直观道具，多看，多模，多想，多记，以加深对形态知识的理解和掌握。然而，由于近几年招生规模较大，给本校人体解剖教学带来较大负担，对人体标本的需求更是难以为继。针对此现状，本校引入了“数字人”解剖系统，实现了人体结构的数字可视化，为人体解剖学的教学研究提供了新的思路和方法。

1.数字人解剖系统概况

所谓“数字人”，实际上是在电脑里合成的三维人体详细结构。数据来自真实的人体。“数字人”既不是真人，也不是机器人。它是利用现代信息技术实现人体从分子到细胞、组织、器官和整体层次的精确模拟，从而构建人体的组织形态、物理功能和生物功能的信息系统。我们在教学中使用的是山东易创电子公司研发，采用第三军医大学的断层数据。整个系统包括10大系统，共有2300多个解剖结构的三维形态，以及按照各个系统而划分出来的教学短视频。且解剖结构可以任意角度旋转、缩小与放大，标语转变视角、多方位观察，每个解剖结构都家住了文字说明和关键结构标注，同时操作界面设置了一些特殊功能，例如分离显示功能、透明淡化功能、染色功能、逐层剥离功能等。

2.数字人解剖系统的教学探究

2.1调查前的准备

调查对象是华北理工大学麻醉与医学影像专业的295名学生，为了比较传统标本授课与应用数字人的实验教学效果，利用近一学期的时间（每周1次实验课，共计15周）进行。授课过程中采用传统标本与数字人多媒体混合的模式，即采用传统标本授课，继而利用数字人解剖系统进行进一步的分析与讲解。然后由学生自由采用自己喜欢的方式进行学习讨论，教师答疑总结。通过15周的教学过程让学生对各类方法有了深刻的了解和体会，于期末临近时进行了问卷调查。

2.2调查过程

问卷采用无记名的方式让学生进行填写，并告知其本调查旨在提高解剖教学，不记名，要填写自己的真实想法。问卷从以下五个方面进行探究：

1.对解剖学的认知。

2.学习解剖学的方法与时间安排。

3.学习过程中的问题。

4.对网上学习解剖的兴趣。

5.教学过程的评估

问卷答案是按照立克特量表的5个等级设计，包括A.完全同意B比较同意C还可以D不太同意E完全不同意。利克特量表具有很高的可信度，而且5种答案形式使回答者能够很方便地标出自己的位置。

2.3结果与讨论

对295份问卷的选项进行赋值：A=1、B=2、C=3、D=4、E=5，运用SPSS13.0对问卷进行数据分析，得出资料的分布规律。

统计结果①：经常使用3Dbody学习解剖的平均数±标准差为3.2271±1.1728；经常利用手机电脑多媒体学习解剖的平均数±标准差为3.1458±1.0459；只看教材，很少利用其他资源的为2.6136±1.1015。

统计结果②：认为学习解剖存在的问题：认为解剖学内容多的平均数±标准差为1.6339±0.7734；我学习解剖存在的问题：抓不住重点的平均数±标准差为2.0237±0.9475；认为学习解剖存在的问题：授课速度快，思维跟不上的平均数±标准差为2.0034±0.7876。

讨论：通过两组数据的比较，以及课下的访问，95%以上的学生认为：数字人系统在学习过程中起到了很重要的作用，对于解决自己的学习问题起到了良好的效果。由统计结果①中的结果可见：学生在自主学习解剖过程中使用手机电脑应用中的类似数字人系统的意识仍然比较低，仍喜欢通过读教材来获取知识。但对于解剖学这样一门形态学学科来说，结合图形结构来记忆相关知识点则会容易掌握。课本上的解剖结构存在平面图的限制，因而可能会造成在后期临床学习中的困惑。并且，由统计结果②可见学生在学习学习过程出现的一些问题，也反映了解剖学的学科特点。由此则更应指导学生以正确的学习方法、结合正确的学习工具，从而提高学习效率，更好地学习解剖学。从课下对学生的访问来看，数字人无疑是学习辅助工具的优选。

3.“数字人”在人体解剖教学与学习过程中的优势

3.1缓解标本紧张和破损的局面

解剖学的学科特点决定了实验课程中将会用到大量标本和模型。但是随着医学招生规模扩大，实验室对尸体标本的需求与日俱增，加之标本在学生使用过程中出现不同程度的破损，导致标本供应量出现了紧张的局势。实验教室通常是30人一起上课，往往是30人只有一个尸体标本，很难保证每个人都能接触到人体结构从而加深理解。而引入数字人系统后，则可以班内同学轮换进行学习，从而使得资源最大化利用，也缓解了尸体标本紧张的现状。

3.2灵活授课方式

在对实体标本进行讲解后，结合数字人系统讲解尸体标本不宜找到的结构，或者由于尸体标本长期使用而导致的破损可以由此做清晰的讲解。以神经系统举例，抽象难懂的中枢神经系统很难在标本上看到具体的结构，这时数字人就可以很好地解决这一问题。数字人系统非但可以看到清晰模拟的模拟皮质核束、皮质脊髓束，而且还有示教视频清晰地将各级传导通路展现给学生，因而解剖教学变得生动有趣而且让学生能够以整体观念把握神经系统的相关知识点。甚至有利于长期记忆这部分的抽象知识。

3.3提高学生学习兴趣

数字解剖实验系统实用性较高，每间实验室配备一台“数字人”显示屏，每个教室都可以满足小班教学的要求。崭新的解剖实验硬件和良好的实验环境，现代的人体解剖系统，给学生良好的学习环境和简单易懂的视觉感受。事实证明，自从学校引进新的数字人系统后，学生通过操作显示屏的模拟人体结构，从而更深入地了解极大地促进了学生学习解剖的兴趣。避免了平面图形的理解障碍，使得学生自由遨游在三维解剖世界，使得学习过程变得简单易行，增强了学习的主观能动性。

4.结语

“数字人”系统仍在不断探索阶段，且在未来具有很大的发展前途。应用以来，受到教师与学生的广泛好评，教师愿意用数字人讲解课程，也愿意以此方式来对学生进行课后指导，对理论知识起到客观的巩固作用。也要诱导学生自主学习能力，增强课堂时间的吸收效率。可以预见，未来的数字人虚拟操作过程将无限地接近真实人体解剖操作过程，类似的技术将无限接近真实人体解剖操作过程，从而应用于临床课程。数字人也可在未来被列入考试系统，通过指认结构来完成期末结构，熟识相关的比邻关系等等。因此，正确使用数字人系统无疑为课堂注入了新的血液。

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