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解剖学实验课教学改革论文

【摘要】为了适应现代化与时俱进的教学,为了弥补解剖学实验教学中尸体不足的矛盾,我系解剖学实验课引入虚拟数字化教学。新的教学方式以真实的标本与虚拟实验相结合的教学模式,共同构筑新的本科人才培养的课程体系,以适应社会发展和学生的需求。本文总结教学过程中的经验,以期为虚拟教学更好地应用、更广泛的推广提供经验。

【关键词】人体解剖学;虚拟数字化教学;虚拟实验;教学软件;教学改革

人体解剖学教学是医学教育中的重要根基[1],解剖实验教学又是解剖教学中必不可少的组成部分。因此,推进解剖实验教学改革,对培养适应21世纪高素质、复合型人才至关重要,同样也是加快医学院校教学数字化和现代化的必然趋势[2-3]。虚拟实验室为学生们创造了一个先进而又灵活的实验教学环境,课堂教学将不再局限于在有形的实验室中,教学和动手操作实践的空间和时间可得到无形的扩展,资源共享,降低教育成本,激发学生的学习兴趣,提高了教学质量,适合新世纪人才培养模式,是对传统实地解剖人体标本实验室教学的有力促进和有益补充[4]。

1为何引进虚拟数字化教学

传统的解剖学教学,是以课本结合挂图,模型结合标本的方式来对学生进行教学。但随着高新技术的发展,传统的教学方式已经不能满足日常教学的需要。在这种情况下,依托于虚拟仿真技术,数字人虚拟解剖系统应运而生。因此虚拟仿真数字解剖实验室的建设可以有效提高解剖学的教学效果,增强学生对解剖标本的认知能力,减少尸体标本的浪费,已然成为现代解剖学教学中的必要组成部分。临床医学系本科生的培养与其它学生不同之处,也是基础教学中的重中之重,就是局部解剖学。这门课是临床医学专业的必修课,也是检验一所医学院校临床医学教育教学条件和教学效果的重点课程。局部解剖学的特点是每几位学生解剖一具尸体,医学生通过亲自动手逐层解剖尸体,将理论描述与解剖操作紧密结合,掌握正常人体局部结构、层次和毗邻关系,为将来的临床工作打下坚实的基础。局部解剖学这门课程必备的教材,也是最特殊最难获取的教材即是尸体。为了提高临床医疗专业本科解剖学教学的教学质量,为学生提供更先进的学习环境,同时弥补尸体标本的不足,最好的解决方法就是利用软件进行虚拟教学。将人体解剖学知识和计算机技术充分结合在一起,使同学们在计算机上就能完成仿真的局部解剖操作,可能是解决尸体不足,并课前预习、课后复习最好的解决途径。

2虚拟仿真实验教学体系建设的方案和内容

2.1开发具有自主知识产权的虚拟实验软件。虚拟实验是解剖学虚拟实验室的主要内容,虚拟实验室实为电脑软件。在电脑普及,网络化普及的当今社会,开发和利用软件进行网络教学是高速发展的现代社会提出的必然要求。我系经验丰富的教师利用假期、业余时间按照教学大纲的要求,逐层解剖尸体标本,拍摄照片和录像每个详细步骤,后期和软件工程师共同将其加工成在电脑上用鼠标可反复操作的虚拟教学软件,并申请了自主产权和专利。软件的试用获得广大师生的一致好评。软件的具体操作步骤(图1):进人目录界面,选择解剖内容,点击进入。学生可以根据实验步骤的要求,用鼠标拖动虚拟手术器械,进行虚拟解剖。若操作正确则虚拟实验就会顺利进入下一步,显示该操作的结果;若操作不正确则无法进入下一步,需重新操作。这样学生通过自己准确的操作,由浅入深逐层解剖,不断提高手术操作的准确性。此外,操作过程中可同时显示任何一个层面或重要结构的名称。对于一些深层结构和细微结构,还可点击图片上的放大镜,任意放大所需观察区域的结构便于细致观察。通过紧贴真实的器械和标本操作,让学生达到解剖学实验教学的仿真训练。虚拟实验的可操作性和丰富的辅助功能,实现了学生对实验的高度自主性。目前由我系自主开发的局部解剖学虚拟实验操作软件已获得国家版权局计算机软件著作权登记证书。达到了:①操作方法步骤与实地解剖完全一致,图片来源于真实的标本;;②可重复,可以作为实地操作的预习,复习用,通过虚拟操作的练习,提高学生实地解剖的准确性,避免了标本不必要的损耗,弥补了实地解剖不可重复的缺陷,成为实地解剖非常有益的补充。2.2实验室补充购买的数字化教学软件参与实验教学。虽然由我系和软件学院自主开发的“局部解剖学虚拟实验操作软件”已获国家专利,有许多优势,比如完全真人标本,学生可按教学大纲要求在电脑上逐层解剖,每一层次重点结构都清楚的标注,医学生可以在学校互联网上随时随地学习使用,但是因为人力物力有限不能包容系统解剖学、断层解剖学、慕课、微课等海量教学,标本结构不能分离、3D旋转和360°观察。而一些实力较强的软件公司开发的软件内容更加丰富,将多具人体标本逐层扫描,并转换为数字化信息,重新制作为数字化标本。虽然不像我系开发的软件基于纯实物标本,但其优势在于更加强大的体系和内容及软件功能。软件包含4000多个解剖学结构,对系统解剖学教学非常有利,可以分系统教学,比如骨学、肌学、神经系统,而每个系统的每个器官可以单独显示,360°旋转显示,方便学习(图2)。尤其对一些珍贵易损标本如筛管、蝶骨、耳蜗等,其教学效果很好的弥补了这一缺陷。另外,这种软件对于断层解剖也非常实用,医学生可以对电脑上的虚拟人体任何横断面、矢状切面随意随手一画,就能看见该层次的断面的解剖结构,器官毗邻关系、CT影像图片,是传统的断层切割标本远远不能比拟的先进的教学方法(图3)。我系给每个实验室配备了教师端和学生端,在实验课上取得学生的认可和好评。两种虚拟教学的共同使用,起到更好的互补,为现代化的虚拟教学提供了新的方案和思路。

3虚拟实验教学效果

为了了解学生对虚拟教学融入解剖学实验课的满意度,我系组织了学生匿名访谈了临床医学系的学生,得到学生一致好评并举手称赞。此外,我们询问了学校教学质量管理科相关负责人员,并开展网上教评教评工作,教务处提供的评价数据表明,学生对虚拟软件进入实验教学给予认可,比传统单一的实验课教学的综合评价要高很多。虚拟实验教学的引入、教学模式的改变,现代化的教育理念、给学生带来耳目一新的教学方式,用信息技术手段和方法组织教学、更好地激励和启发学生思维、丰富了教学信息量、加深了学生对解剖学内容的领悟。另外,我们设计了5分表格调查问卷表(坚决不同意-1分;不同意-2分;可有可无-3分;同意-4分;超级赞同-5分)(表1)[5],通过300名学生的学习情况总结学习效果。由表1可见,虚拟实验教学方法积极可取。当然传统的大体标本必不可少,只是相对于传统面授教学而言,虚拟实验教学无论从学生主观感受,还是学生的学业成绩来看都更具优势,在医学生中解剖教学采用虚拟环境支持的教学相结合的混合教学模式具有积极良好的教学效果。

4虚拟实验教学的意义

虚拟实验教学积极响应了国家建设互联网社会的号召[6]。虚拟解剖实验教学的建设提高了高校医学生创新能力和实践能力,以共享优质实验教学资源为核心,极大地节约了尸体标本,缓解了医学院校大体标本的不足,推进了实验教学资源的开放共享,促进了实验教学信息化的建设,推动了医学院校实验教学的改革与创新[7]。解剖学虚拟实验教学提高了基础医学教学质量,使软件教学进入基础教学,为学生提供了先进的学习平台。虚拟解剖学实验是按本科教学大纲精心设计而成,完全贴合本科教学的学习要求。该教学方法充分体现虚实结合、相互补充的原则,实现真实的实验和虚拟解剖相互结合、相互帮助的教学功能。解剖实验教学虚拟和实物相结合的教学方法,最大限度地发挥现有人力、物力,通过开放共享使学生有更多机会利用高水平的解剖实验标本和先进的可视方法学习,享用优质实验教学资源,实践能力和创新精神得到提升;也可以使教师的教学理念得到更新,教学能力得到提升,教学水平进一步提高[8-9]。

作者:邵金平 曹靖 张振华 徐高磊 张士强 李鸣 单位:郑州大学基础医学院人体解剖学系

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