以數字化推動高等教育內涵式發展
——真實3D犬科（狗）解剖數據庫的開發與出版實踐

劉 丹 劉 暢

（科學出版社，北京 100717）

十九大報告提出，“中國特色社會主義進入了新時代，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。人民群眾期盼有更好的教育就是其中的需求之一，滿足人民群眾對優質高等教育的需求是中國大學的歷史使命和責任擔當?！?018年6月21日召開的新時代全國高等本科教育工作會議發出的“成都宣言”也把堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力，造就堪當民族復興大任的時代新人作為高等教育的重要任務。作為一名新時代的編輯，把握當前教育需求，推動高等教育內涵式發展是我們不可推卸的責任。

一、數字化是實現高等教育內涵式發展的重要手段

在宏觀生命科學領域，對生物體的結構認知是基礎的生命科學知識，它關乎對生物體功能、機制、進化、生理、病理、生態等多個學科的系統認知。在生命科學的高等教育方面，動物學的系統學習是后續動物生理學學、動物解剖學，動物組織胚胎學等的基礎，也是動物醫學、動物科學、生物科學等多個學科專業的必修課程。傳統的教材以平面圖和文字講解為主，學生難以及時接觸動物解剖學標本，動物的結構與解剖學細節是這幾門課程中學習的重點與難點。同時由于學生眾多，大部分的高校難以滿足每位學生對動物標本的需求。

動物體由于結構的復雜性，各個組織和器官的空間準確位置、大小通過口頭講解和結構示意圖已難以快速、精確地學習掌握，這對高等教育的數字化提出了明確的需求。我們經過充分調研和系統學習動物學相關知識，計劃從兩個角度來解決這個問題。一是，通過建立動物3D仿真模型，從各大系統和組織、器官，模擬出交互式的3D動物模型；二是，通過建立動物真實標本的3D模型來構建系統的解剖數據庫。這兩種解決途徑各有優勢，相互補充。我社已經開發了牛、馬、犬、羊、兔等交互式的3D動物模型，并且市面也有類似產品，比如谷歌公司推出的谷歌人體，因此，本文重點闡述真實3D犬科（狗）解剖數據庫的開發與出版實踐，也即上述第二種解決方案。

二、真實3D犬科（狗）解剖數據庫的內容與特點

本數據庫由東北農業大學動物醫學學院白志坤博士與美國德州農工大學（Texas A&M University）獸醫學院Michelle Pine博士以及該校建筑學院視覺系Jinsil Hwaryoung Seo博士合作完成，并由科學出版社出版發行。本項目獲得國家自然基金委（項目編號31302048）和國家留學基金委資助。本數據庫以真實的動物解剖標本為基礎，學習者可以借助解剖數據庫里的解剖標本增強其解剖經驗，并幫助他們有效地學習解剖，同時對于動物各個系統及結構能有更為直接和便捷的認識和學習。建設的目標以適應互聯網時代的教育和傳播方式，提供真實的3D動物解剖標本，以增強讀者對解剖的學習和理解，同時減少對動物尸體的需要。

在本數據庫上，讀者可以隨時查看犬3D動物（目前已開發了犬，正在開發牛、兔子等）解剖數據庫。它包含了美國德州農工大學獸醫學院用于家畜解剖學教學用犬骨骼系統中頭骨、頸椎、胸椎、腰椎、薦椎、髖骨、前肢骨、后肢骨等典型骨骼真實三維圖形數據，還包含了如犬胸腔和肝臟等三維圖形數據。這些三維數據通過使用高質量的照片，利用Maya 2016以及Sculptris alpha 6，并且通過Agisoft PhotoScan創建并最終生成。

讀者可以通過點擊或拖動鼠標從任何角度和各種縮放級別查看3D犬骨骼解剖。例如，當你按住鼠標左鍵并滑動鼠標可以從不同角度觀察標本；而當你按住鼠標右鍵并上下滑動鼠標可以放大或縮小標本。如果你同時按下“ctrl”鍵和鼠標左鍵并滑動鼠標，可以移動標本。

本數據庫主要有以下優勢：

①該三維數據均以真實標本為基礎獲得，真實、清晰。

②改變了以往二維解剖圖譜的限制，由平面圖形發展到三維立體標本，3D視角，便于觀察，還可以進一步進行AR、VR類教材或其他形式產品的開發。

③所有數據以PDF格式呈現，無需專業軟件支持，方便使用。

④操作極為簡單，點擊或拖動鼠標即可完成學習和交互。

⑤與動物解剖學、動物學、動物組織與胚胎學課程緊密相聯系，滿足課程教學重點、難點的展示與學習。

⑥數據大小合理，方便使用高校或研究機構購買、內部使用，數據持續更新，享受增值服務。

⑦減少對動物標本的需求，減少實驗室標本損耗，人員開支。

下面以犬的頭骨3D標本為例，說明其學習、交互過程（圖1、圖2）：

圖1 犬頭骨3D真實標本水平旋轉（依次90度）

圖2 犬頭骨3D真實標本垂直旋轉（依次90度）

三、犬3D真實標本數字化教育資源的推廣與展望

本數據庫主要面向高校教學及動物醫學、動物科學領域的科技人員。我們在多所高校組織座談，對上百余名一線教師進行了演示與討論，與會老師們認為此種專業化數字資源的開發大大提高了教學效果，節省了人力物力財力，表現出較高興趣。部分學校也在采購多元化的數字教學資源，市場需求旺盛。國內設置有動物醫學或動物科學專業的高校在40余所左右，生命科學類專業的高校300余所，同時各地動物醫院、動物研究所、各級動物衛生防疫機構也是潛在客戶。

本數據庫一期工作已經完畢，資源建設目標以涵蓋動物解剖學常見代表性動物牛（大動物），犬（寵物）、兔子（小動物）的骨骼與淺層肌肉為標志的全部數字化標本數據庫，滿足高校日常教學與科技人員的參考，同時，對標本適當容量的標引，便于數據庫的交互使用和體驗。本數據庫已我社中科云教育平臺上線出版，預期收益主要來自于兩個方面：一是本數據庫的銷售收入，二是本數據庫的后續開發與利用，與紙質圖書的結合，提高圖書銷量等。

四、結語

在黨的十九大報告中，習近平總書記明確要求“實現高等教育內涵式發展”。這是在中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾發生新變化的大背景下，高等教育發展方式必須變革的時代要求，也是我國高等教育自身健康發展的內在要求。高等教育內涵式發展既是教育從業者的責任，也是教育出版者責無旁貸的歷史使命，新時代的編輯理應有這種責任意識和擔當。

《真實3D犬科（狗）解剖數據庫》為這種背景下，面向出版轉型、移動互聯網時代教育變革的全新嘗試，原創度高，已經完成了一期工程，有一定的基礎，持續投入與推廣，對于提高我國生命科學、動物醫學教學質量，契合高校建設一流學科，凝聚一批優秀的教師隊伍、技術隊伍、編輯隊伍將有很大的幫助作用，同時，也是提高出版社在數字領域的核心競爭力的有益嘗試。