虛擬形態學綜合實驗室的構建及其在局解實驗中的應用

王龍海，胡光民，張榮軍，張祖志，張驪敏，王南寧，周家梅

(安徽中醫藥大學中西醫結合臨床學院，安徽 合肥 230038)

醫學形態學實驗教學是整個教學過程中重要環節，是學好基礎醫學和臨床醫學知識和技能的必要前提。通過實驗教學可以加深學生對基本理論知識的理解和記憶;可以增強學生對人體形態和結構的感性認識，鞏固理論知識;可以培養學生的空間思維能力、醫學思維方式和獨立的分析問題、解決問題的能力。因此，在教育部、衛生部等部委近年來實施和啟動的“教學質量工程”和“專業認證”中、在各級教育部門和相關院校制定的醫學類高等教育改革和發展規劃中都特別強調實踐性教學的重要性;加強實驗教學，特別是增加綜合性、設計性實驗，推進質量達標，已經成為高等教育界的共識。局部解剖學是臨床類醫學生重要的實驗性很強的課程，是臨床與基礎聯系的橋梁，改進局部解剖學實驗教學具有重要意義。

一、局部解剖學實驗教學現狀以及解決存在問題的思路

傳統的局部解剖學教學過程為老師講授、學生分組操作、期末考核。傳統教學方法的主要問題是教學活動完全依賴于課堂和書本，局部解剖學與其它基礎課程之間以及與臨床課程之間的聯系不夠，學科之間的聯系不同程度地被割裂，一定程度影響了學生的醫學思維模式的建立和醫學知識體系的構建。另外，雖然“迎評促建”和“教學質量工程建設”使大部分學校的實驗條件大為改觀，然而受到多種因素的制約，局部解剖學教學所必須的尸體標本等，很難滿足實驗教學需要。這些狀況都大大地影響了局部解剖學課程的實驗教學質量。

為了改變這種狀況，拓展學生實驗教學的時空，整合醫學教學資源，在“以器官為基礎”的理念啟發下［1］，利用計算機網絡平臺，將虛擬現實技術、視頻處理技術等引入醫學形態學實驗教學是一有益嘗試。把解剖學、組織胚胎學和病理學等相關的醫學形態學課程的實驗教學綜合于一體，并且與臨床醫學實踐有機結合的探索，是近年來的創新且有較好的實際效果的做法。國內，前期開展虛擬實驗室的有:南方醫科大學耿艦等的“病理學遠程虛擬實驗室”［2］，南京醫科大學韓瑩等開展的“生理學虛擬實驗室”，湖州師范學院楊景武的“人體解剖學虛擬實驗室”等。但是，虛擬技術大多未能充分運用于醫學實驗教學中。近年來，第三軍醫大學、第四軍醫大學、上海交通大學醫學院和復旦大學上海醫學院等院校相繼建成的醫學機能虛擬實驗室較之前期的虛擬實驗室有了較大改善。然而，將解剖學、組織胚胎學和病理學等相關的形態學綜合于一體，并結合臨床醫學的虛擬實驗室系統研究，在國內外未見報道。

二、虛擬醫學形態學綜合實驗室的構建及其在局解實驗中的應用

我們研制的虛擬醫學形態學綜合實驗室系統由實驗教學文件、虛擬實驗室、實驗報告提交和虛擬社區四個模塊組成。虛擬實驗室模塊主要為學生提供一個實驗教學平臺，是本系統的主要部分。學生可以根據實驗的目的和內容，進行相應的實驗。在虛擬實驗室模塊內，每一系統以多個重要器官為中心，展示和探究其大體形態、微細結構、病理形態和變化以及相關的臨床知識;為了避免“以器官為基礎的學習”的“整體觀”不足之缺點，在“虛擬場景”中設置了整個人體由整體到局部的過程;在“臨床鏈接”中可以“視頻”的方式演示，以期揚長避短，達到最佳的實驗教學效果。比如，學生選擇的是循環系統的“心臟”這一器官，他可以進入虛擬實驗室觀察心臟的大體形態，還可以了解心臟的微細結構、病理變化和心臟的常見病知識。另外，學生也可以從“臨床鏈接”的常見病入手，學習有關的形態學基礎知識，這實際上體現了另一種教學模式的實踐，即:“以病例為基礎的學習”，它是近幾年，國內外醫學院校正在開展的新的一輪教學改革主要內容。實驗教學文件模塊主要讓學生確定實驗內容，明確實驗目的，熟悉實驗過程和注意事項，是實驗前的準備。實驗報告提交模塊是教師了解學生實驗效果的一個平臺。虛擬社區模塊主要提供一個師生互動的平臺和信息反饋的通道。

我們將該實驗室系統運用于我校2010級中西醫結合骨傷專業本科生的《局部解剖學》課程的實驗教學。為了了解運用虛擬形態學綜合實驗室的實驗教學效果與傳統實驗教學的差異，我們將我校2010級中西醫結合骨傷專業本科生62人按照年齡、性別、學習動機以及專業知識水平、學習情況相近作為配對條件分成兩組，每組中的兩個同學隨機分到實驗組和傳統實驗教學組，實驗組將虛擬實驗室與局解操作有機結合，對照組采用傳統實驗方法教學;實驗教學學時相同，教學內容相同，授課教師相同。課后進行實驗效果測試和問卷調查。

三、虛擬醫學形態學綜合實驗室的應用效果與啟示

我們對我校2010級中西醫結合骨傷專業本科生的《局部解剖學》課程實驗組和對照組的測試成績進行分析，發現實驗組顯著高于傳統組成績，經配對設計資料的t檢驗，P＜0.05，可以認為實驗組的成績高于傳統組成績有顯著性差異，即運用虛擬形態學綜合實驗室的實驗教學效果優于傳統實驗教學。

實驗教師和學生的調查問卷提示:運用虛擬形態學綜合實驗室的形態學實驗教學，極大地提高教學效率，減輕了教師反復重復的工作量;教學內容形象生動，易于接受;提高了學生的學習興趣;有利于學生醫學思維模式的建立和醫學知識體系的構建;能更好地開闊學生的視野，激發學生自主學習的興趣。

總之，以現代教學技術為手段，結合傳統教學構建的虛擬形態學綜合實驗室，使實驗教學不再是理論教學的重復，而是知識的延伸、拓展和能力的訓練;它使教學資源得到合理的整合，有利于學生掌握人體形態學理論知識和技能;有利于學生綜合素質的培養;有利于加強學生在實驗教學過程中的主體地位，有利于學生創新意識的培養和實踐能力的加強;有利于學生對醫學形態學基礎課相互關系及其與臨床學科關系的理解。

目前，虛擬實驗室也存在一些不足:虛擬技術很難完整全面反映現實人體形態學的復雜性;設備昂貴，無法普及［3］;對教學者的操作水平要求高、技能范圍要求廣;既熟悉本專業知識又熟悉計算機相關知識的綜合性人才缺乏。因此，虛擬形態學綜合實驗室的改進和發展必須加大實驗教學投入，加強多學科合作，重視師資隊伍建設，著力培養教師的綜合素質，以期適應教學改革和發展的需要［4］。

［1］賈書花，王改琴，張旭東，等.“以器官系統為中心”醫學基礎課程模式的探索與實踐［J］.中國高等醫學教育，2010(2):84-85.

［2］耿 艦，丁彥青，李學農.病理學遠程虛擬實驗室的建設及應用［J］.中國醫學教育技術，2005，19(4):256.

［3］張云龍，陶 偉，尚 波，等.虛擬解剖學實驗室在高等醫學院校的應用現狀與分析［J］.解剖學研究，2011，33(4):310-311.

［4］郭建國，陳海英，王建中，等.提高醫學院校青年教師教學能力的探討［J］.中國高等醫學教育，2012(1):17-18.