生命科學(xué)館在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的促進(jìn)作用

劉睿 姚淞元 王配軍

摘要：人體生命科學(xué)館是一個(gè)融醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)標(biāo)本、人體全息成像系統(tǒng)、VR/AR數(shù)字人等于一體的綜合性互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)。本文主要介紹了生命科學(xué)館的豐富館藏資源與先進(jìn)技術(shù)支撐，概括了科學(xué)館對(duì)醫(yī)學(xué)院校人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)及病理學(xué)三大基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用，總結(jié)了生命科學(xué)館將經(jīng)典標(biāo)本與先進(jìn)信息技術(shù)的融合在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)館;醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.18.001

文章編號(hào)：1006-1959（2019）18-0001-02

Abstract：The Human Life Science Museum is a comprehensive interactive teaching system that integrates medical morphology specimens， human holographic imaging systems， and VR/AR digital humans. This paper mainly introduces the rich collection resources and advanced technology support of the Life Science Museum， and summarizes the promotion effect of the Science Museum on the experimental teaching of the three basic medical morphology disciplines of human anatomy， histology and pathology in medical colleges， and summarizes the life sciences. The museum's integration of classic specimens and advanced information technology is an important application value in experimental teaching of medical morphology.

Key words：Life science museum;Medical morphology;Experimental teaching;Information technology

醫(yī)學(xué)是一門極其復(fù)雜且實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)。醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)主要涵蓋人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)通向臨床醫(yī)學(xué)的重要橋梁[1]。近年來，根據(jù)社會(huì)發(fā)展需求，我校招生人數(shù)不斷增加，醫(yī)學(xué)專業(yè)的設(shè)置也更加細(xì)化。醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)是各個(gè)醫(yī)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的教學(xué)中，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，對(duì)人體各部位結(jié)構(gòu)要求掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)也不同，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要大量的盒裝標(biāo)本和大體標(biāo)本（尸體）。而因尸體資源的缺乏，局部標(biāo)本的制作及大體標(biāo)本的解剖操作示教均受到極大的限制。生命科學(xué)館是一個(gè)多學(xué)科經(jīng)典標(biāo)本與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，除了具有豐富的大體標(biāo)本、顯微標(biāo)本，還有海量的數(shù)字標(biāo)本和切片，并輔以3D技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)數(shù)字技術(shù)（VR/AR）的應(yīng)用。本文通過介紹生命科學(xué)館在人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科教學(xué)過程中的促進(jìn)作用，旨在推廣和說明生命科學(xué)館在醫(yī)學(xué)院校的應(yīng)用是適應(yīng)新形勢發(fā)展的需求，不僅能夠緩解由于當(dāng)今尸體資源不充足所帶來的醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)教學(xué)困難和壓力，也能使學(xué)生更直觀、更全面、更生動(dòng)地學(xué)習(xí)各系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)和微觀組成，比較正常結(jié)構(gòu)與病變結(jié)構(gòu)之間的差異，動(dòng)態(tài)了解胚胎發(fā)育的全過程;從而使形態(tài)學(xué)教學(xué)課堂成為教師、學(xué)生、數(shù)字人系統(tǒng)等多元主體共同參與、多種智慧互相碰撞的場所，進(jìn)而提高醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

1生命科學(xué)館概況

湖北醫(yī)藥學(xué)院生命科學(xué)館是集教學(xué)、科研及科普教育于一體，現(xiàn)代化的、省屬一流的人體科學(xué)場館和科普教育基地。館藏人體標(biāo)本1000余件（套），包括人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、寄生蟲學(xué)標(biāo)本，不僅有實(shí)體標(biāo)本、塑化標(biāo)本、鑄型標(biāo)本、斷層標(biāo)本，還有大量數(shù)碼切片標(biāo)本，能夠充分展示正常的或異常的人體形態(tài)結(jié)構(gòu)。生命科學(xué)館融合先進(jìn)高科技信息技術(shù)，如虛擬翻書、虛擬講解員（小胖機(jī)器人）、互動(dòng)魔鏡、全息成像、VR/AR、3D投影等現(xiàn)代化先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)，與傳統(tǒng)經(jīng)典、精致的標(biāo)本展示有機(jī)結(jié)合，形成了虛實(shí)結(jié)合的交互學(xué)習(xí)平臺(tái)。在生命科學(xué)館教學(xué)方面，除了科學(xué)館本身的硬件設(shè)備，人才儲(chǔ)備方面也及其重要，我校配備了高素質(zhì)的教師隊(duì)伍、高水平的博士教授團(tuán)隊(duì)以及優(yōu)秀臨床醫(yī)生，針對(duì)不同專業(yè)進(jìn)行醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)教學(xué)。

2生命科學(xué)館對(duì)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用

2.1對(duì)人體解剖學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用 ?人體解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的支柱學(xué)科，名詞繁多、內(nèi)容抽象、構(gòu)造復(fù)雜、聯(lián)系廣泛，是難度系數(shù)極高的醫(yī)學(xué)學(xué)科，學(xué)生往往不能充分理解和掌握[2]。如神經(jīng)系統(tǒng)位于人體深部，分布廣泛，且聯(lián)系十分緊密和復(fù)雜。傳統(tǒng)的實(shí)體標(biāo)本雖然能局部展示某條神經(jīng)的分支與分布，但并不能充分地顯示神經(jīng)系統(tǒng)的全貌，也無法體現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)各部分之間的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生不能產(chǎn)生整體認(rèn)識(shí)和印象，不能掌握各部分的相互關(guān)系，將中樞神經(jīng)與周圍神經(jīng)、結(jié)構(gòu)與功能有機(jī)的聯(lián)系起來。生命科學(xué)館將神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)體標(biāo)本、鑄型標(biāo)本、數(shù)碼圖片及VR/AR數(shù)字人人體解剖系統(tǒng)相結(jié)合，使學(xué)生不僅能夠直觀地觀察神經(jīng)系統(tǒng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)，還可以通過VR/AR數(shù)字人人體解剖系統(tǒng)的輔助作用，體驗(yàn)各種結(jié)構(gòu)的三維重建過程，使學(xué)生“身臨其境”對(duì)人體進(jìn)行層層“解剖”，既可輕松地觀察神經(jīng)的走形、分布，又可清晰地了解整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的分布、纖維聯(lián)系，從而幫助學(xué)生建立整體構(gòu)象并培養(yǎng)抽象思維。不僅降低了神經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)難度，還增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情及學(xué)習(xí)信心。心血管系統(tǒng)是解剖學(xué)課程中邏輯性和應(yīng)用性均較強(qiáng)、重難點(diǎn)較多的內(nèi)容，且與消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)等緊密相連，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大，不易掌握。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)單純應(yīng)用圖片、標(biāo)本、模型教授學(xué)生心血管系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)和功能，如體循環(huán)和肺循環(huán)的途徑、心傳導(dǎo)系的組成、位置和功能，房間隔、室間隔結(jié)構(gòu)與功能等，教學(xué)效果不佳，尤其對(duì)大、小循環(huán)的教學(xué)效果較差。而生命科學(xué)館多媒體和信息技術(shù)的應(yīng)用，將傳統(tǒng)教學(xué)孤立應(yīng)用的圖片、標(biāo)本、模型有機(jī)連接起來，動(dòng)態(tài)、全方位、全過程展示，為學(xué)生提供了視聽交融、層次感清晰、真實(shí)感強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓心血管系統(tǒng)的組成、血管的分支分布、毗鄰關(guān)系、血液循環(huán)等一目了然，使原本枯燥難以理解和記憶的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，從而使人體解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)煥發(fā)出嶄新的活力。

2.2對(duì)組織胚胎學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用 ?組織胚胎學(xué)是組織學(xué)與胚胎學(xué)整合在一起的學(xué)科，組織學(xué)主要通過顯微鏡觀察組織切片的方式來研究機(jī)體微細(xì)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能，胚胎學(xué)主要研究胚胎的形成及其發(fā)育過程[3]。傳統(tǒng)的授課方式是以教師為中心的課堂教育，需要大量的組織切片圖片用于課堂，而教師制作及在互聯(lián)網(wǎng)上搜集的切片圖片的質(zhì)量和數(shù)量有限，這極大地制約和影響組織胚胎學(xué)的教學(xué)效果和質(zhì)量[4]。生命科學(xué)館有專門的組織學(xué)數(shù)字切片，并且通過數(shù)字信息化技術(shù)，由表入里，由淺入深，參與者或?qū)W習(xí)者對(duì)所學(xué)習(xí)的部位進(jìn)行點(diǎn)擊，可以直接觀看相關(guān)結(jié)構(gòu)組織的數(shù)字切片，且每一張切片均有詳細(xì)解釋，便于對(duì)所觀察結(jié)構(gòu)進(jìn)行更多的了解。另外，生命科學(xué)館的胚胎發(fā)育展示區(qū)，有各個(gè)月份胚胎發(fā)育的標(biāo)本，并設(shè)置有胚胎發(fā)育的互動(dòng)觸摸屏，可以清晰了解人類受精卵形成過程、觀察虛擬3D胎兒在母體中不同時(shí)期的發(fā)育狀態(tài)及胎兒分娩的整個(gè)過程;可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)組織胚胎學(xué)的興趣，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各微觀結(jié)構(gòu)的理解、記憶，提高學(xué)習(xí)效率。

2.3對(duì)病理學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用 ?病理學(xué)是研究人體疾病發(fā)生原因、發(fā)生機(jī)制、發(fā)展規(guī)律以及疾病過程中機(jī)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能代謝變化和病變轉(zhuǎn)歸的一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科學(xué)[5]。病理學(xué)的教學(xué)需將人體正常結(jié)構(gòu)、組織特點(diǎn)與疾病狀態(tài)下的異常改變與病理變化相結(jié)合，生命科學(xué)館不僅有人體正常結(jié)構(gòu)的大量實(shí)體標(biāo)本、數(shù)字標(biāo)本，也有實(shí)體病理學(xué)標(biāo)本、病理學(xué)數(shù)字標(biāo)本、切片，且病理學(xué)切片庫可進(jìn)行BT級(jí)圖像的快速瀏覽，定倍縮放與無級(jí)縮放等。通過對(duì)比教學(xué)，使學(xué)生對(duì)正常結(jié)構(gòu)的病理改變有更清晰的認(rèn)識(shí)和記憶，更容易將人體正常結(jié)構(gòu)與病理改變及調(diào)節(jié)聯(lián)系起來，為將來走向臨床打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3總結(jié)

生命科學(xué)館借助現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)勢，在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的教學(xué)促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①人體解剖學(xué)教學(xué)方面，生命科學(xué)館將經(jīng)典實(shí)體標(biāo)本、鑄型標(biāo)本、塑化標(biāo)本、數(shù)碼標(biāo)本與全息成像系統(tǒng)、VR/AR數(shù)字人人體解剖系統(tǒng)等有機(jī)地連接、融合在一起，更加直觀、清晰、逼真地展示人體各系統(tǒng)、器官的結(jié)構(gòu)、毗鄰，對(duì)人體解剖學(xué)中難度較大、聯(lián)系復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容，特別是神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有明顯促進(jìn)作用，幫助學(xué)生更透徹深入的理解和掌握相關(guān)難點(diǎn);②組織胚胎學(xué)教學(xué)方面，生命科學(xué)館彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)僅用標(biāo)本、模型分離表達(dá)的不足，通過實(shí)體標(biāo)本、數(shù)字切片標(biāo)本與互動(dòng)觸摸、虛擬3D系統(tǒng)相結(jié)合，使組織胚胎學(xué)的教學(xué)生動(dòng)、豐富起來，也使得學(xué)生對(duì)人體各大系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)、組成以及胎兒不同階段的發(fā)育有更深刻的理解和認(rèn)識(shí);③病理學(xué)教學(xué)方面，利用生命科學(xué)館的大量實(shí)體標(biāo)本、數(shù)字標(biāo)本及先進(jìn)的信息化技術(shù)，可在教學(xué)過程中直接、便捷的將人體正常結(jié)構(gòu)與病理改變進(jìn)行多方面的對(duì)比，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

生命科學(xué)館經(jīng)典標(biāo)本與信息技術(shù)深度融合所帶來的生動(dòng)性、互動(dòng)性及體驗(yàn)感、沉浸感可明顯地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，對(duì)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有明顯的促進(jìn)作用。

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收稿日期：2019-7-19;修回日期：2019-7-30

編輯/成森