虛擬實驗室在斷面解剖學與影像解剖學實驗教學的應用研究

郭林娜，李永濤，沈 雷，姚立杰，廉 潔，姜 楊

(齊齊哈爾醫學院基礎醫學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

虛擬實驗室在1989年由美國的William Wolf教授最早提出，通過計算機網絡設備對實驗場景進行模擬和仿真[1]，教師或學生進行操作觀察的一種新模式下的教學手段。虛擬實驗室在國內外應用較廣泛，效果較理想，現已逐漸發展到醫學領域范疇。醫學課程斷面解剖學與影像解剖學是醫學影像專業學生必修的一門基礎課程，本課程講授內容繁多，結構記憶復雜。實驗教學是本門課程的重要組成部分，通過對比觀察三維斷面標本及結合CT、MRI膠片，輔助學生記憶人體器官和結構位置、形態、毗鄰及連續變化規律，培養學生由整體向斷層過渡，由標本向活體過渡，培養更高質量的醫學人才。由于解剖學教研室斷面標本數量有限，標本結構細小，保存效果不佳，導致學生觀察不清晰，學習效果不好。在2015年教研室引進Visual Human(可視化人體)解剖學軟件，成功建立虛擬實驗室。可視化人體解剖軟件特點智能性、仿真性、形象性和趣味性[2]，可以通過不同方位放大觀察人體器官、結構及其毗鄰結構，也可以連續進行多種方位觀察。每個解剖實驗室配備6-7臺計算機，每臺計算機均裝備此軟件，在實驗室內學生可以充分利用此軟件來進行學習，為將來在外科學、影像學等專業的學習和工作中奠定堅實的基礎[3]。

一、研究對象及方法

1．研究對象。選取齊齊哈爾醫學院2013級影像本科1、2班學生100人隨機分成兩組。實驗組采用虛擬實驗室結合標本教學(50人)，對照組采用傳統式教學標本觀察(50人)，兩組學生在入學成績和授課教師、授課內容等無明顯差異性。

2．授課內容。根據斷面解剖學與影像解剖學實驗教學大綱設計選取教材三個重點章節進行嘗試，分別為頭部、胸部、腹部實驗課。此三章內容較復雜，斷面上結構細小，標本觀察效果較差。

3．方法。(1)實驗組：每次實驗授課中觀察斷面標本和操作人體可視化軟件。具體步驟如下：①分組：50人分成四組，每組10-12人；②實施：其中兩組觀察斷面標本，另外兩組操作人體可視化軟件進行學習，20-30分鐘后兩組學生進行互換學習，20-30分鐘后四組學生交流學習經驗，最后學生主要講授知識內容，教師進行總結；(2)對照組：每次實驗授課只觀察斷面標本。50人分成四組進行討論觀察，學生主要講授知識內容，教師進行總結。

4．教學評價。通過調查問卷形式和實驗考核成績對兩組學生進行評價。(1)調查問卷：發放兩組學生調查問卷100份，全部收回，調查問卷有效率100%，通過獨立分析和解決問題能力、學習知識的主動性、學習知識的效率、聯系臨床能力四方面進行調查。學生評分標準：0沒有幫助；1比較有幫助；2很有幫助；(2)實驗考核：通過頭部、胸部、腹部三章內容的實驗標本考核測試，分值設定為30分，考核15個結構，授課教師不參與出題，兩組學生的閱卷教師為同一教師，減少差異性。

二、結 果

實驗組在問卷調查各項內容中給予“很有幫助”的學生有顯著關系(P<0.05)(見表1)；實驗組考核成績明顯高于對照組，具有統計學意義(P<0.05)，表明虛擬實驗室教學法明顯提高了教學效果(見表2)。

表1 2013級影像專業兩組教學法調查問卷分)

表2 虛擬實驗室教學法在2013級影像本科專業?實驗組和對照組實驗考試成績分)

三、討 論

當代社會已步入到信息化時代，隨著各種電子產品的日新月異，實驗教學也進入到一個新的教學模式，運用虛擬實驗室軟件進行實驗教學，區別以往的傳統實驗教學，以學生為中心進行教學，改善了實驗室缺乏標本的主要問題，加強學生觀察、動腦及分析問題等綜合能力，激發學生學習興趣，提高學習效率[4]。

1．虛擬實驗室優點。(1)操作簡潔：學生打開界面，可以按照人體九大系統觀察到每個器官、結構的正常解剖形態、位置，也可通過定位線觀察不同方位斷面上的器官、結構的位置、形態及毗鄰關系，學生可以自行觀察、學習；(2)實用性：學生觀察某一結構，難以確認結構名稱時，可以運用軟件“標記”功能點指到本結構上即出現該結構的名稱，方便學生自行觀察辨認結構，減少教師一一回答學生問題時間，學生學習時間增多，學習效率增高。同時本軟件具有“解剖”功能，觀察人體結構層次關系清晰，如腹前外側壁肌肉三層肌肉關系可運用本軟件此功能解剖觀察，仿真實際人體解剖操作，學生記憶知識深刻、準確；(3)可連續觀察：斷面解剖學與影像解剖學作為醫學影像專業學生必學的一門基礎課程，課程較重要，為以后學習影像診斷學打下堅實的基礎，學習本門課程的基礎是斷面標本上結構的識別，但由于斷面標本上結構的復雜性，學生很難記憶，必須連續觀察進行學習，但是由于實驗標本保存效果不好，數量較少，結構細小，學生觀察標本連續性缺乏，學生識別結構很難，效果不佳。配備此軟件學生可以在電腦上連續觀察斷面標本，建立學生整體思維，從整體轉變斷面、從斷面轉變整體的過程，也深受學生的歡迎。

2．虛擬實驗室缺點。 虛擬實驗室軟件費用較高，無法大范圍普及[5]，學生學習只能在實驗室運用本軟件學習，學習時間有限。

綜上所述，運用多種教學手段是目前各大高校提倡的教育方式，隨著大學生素質的不斷提高，教育方式也隨著提升，虛擬實驗室近幾年的發展改善了傳統的教學方式，本門課程在實驗授課過程中通過采用不同的教學方法，最后進行問卷調查和實驗標本考核方式對比，發現運用虛擬實驗室教學教學效果明顯性，可提高學生學習效率，激發學生學習興趣。將在以后實驗教學中進一步改革，例如錄制微視頻、慕課等現代化教學模式，培養出適合當今時代要求的高質量醫學人才。