3D动画技术在人体解剖学实验教学中的应用探索

朱振东，张 林，任铭新

(新乡医学院，河南 新乡 453003)

三维(three-dimensional，3D)动画技术，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术[1]。它具有高度的真实性、可操作性、趣味性和丰富的质感表现，目前被广泛应用于医学、教育等诸多领域。基于3D动画技术的众多优势，我们也对其在医学人体解剖学教学中的应用做一探索，利用3D Studio Max软件制作了端脑内部结构及其功能的动画，插入到课堂教学过程中，并从多方面进行评估，为人体解剖学中枢神经系统教学的改革提供参考依据。

一、研究对象和方法

(一)研究对象。

研究对象为我校临床医学专业本科学生4个班，共计122人，其中实验组两个班共61人，对照组两个班共61人，实验组及对照组授课教师为同一人，4个班年龄、性别、入学成绩无显著性差异。

(二)研究方法。

对照组：采用传统的教学方法，即实物标本加静态图片结合的形式进行讲解。

实验组：采用3D动画技术将端脑内部结构进行多方位立体展示，结合结构位置进行功能讲解。

(三)教学效果考核。

1．学生问卷调查。课程结束后发放调查问卷，了解学生对于不同教学方法的评价。问卷包括学习兴趣等5项内容(详见表1)，每项最高分10分，最低分0分，采用不记名打分。共发放问卷122份，回收122份。

2．课堂随堂测验。随机选定试题库中有关本章节的具有代表性的10个问题(每题最高10分，最低0分)，分别考察学生对位置结构(满分40分)、功能及纤维联系(满分40分)、临床应用(满分20分)的掌握程度。以考试成绩来比较教学效果差异。

(四)统计学处理。

实验所有数据使用SPSS 13.0统计软件进行分析,采用配对t检验方法。

二、结 果

(一)问卷调查。

问卷调查结果对比如下(见表1)。3D动画辅助教学在提高学习兴趣、吸引注意力、知识易接受性，图像真实性、生动趣味性各方面都较传统教学法有明显优势(P<0.05)。

表1 课堂问卷调查结果

(二)课堂随堂测验结果。

对照组与实验组学生课堂随堂测验成绩比较如下(见表2)。在比较中我们发现，三种题型中实验组学生的整体分数高于对照组学生，其中在位置结构和功能两类题型中分数差异具有统计学意义(P<0.05)，考试总成绩也显示出实验组学生整体水平明显高于对照组学生，差异具有统计学意义(P<0.05)。

表2 随堂测验成绩

三、讨 论

人体解剖学是医学生首先接触的一门重要的医学基础课程，在整个医学教育教学中的基础性地位无可替代[2]。在人体解剖学教学过程中，人体各器官的形态、结构特征和位置关系等内容都不可避免的要向学生清晰展示，才能有助于学生的记忆和理解。中枢神经系统教学是最难以展示、最难以讲解清楚但又最重要的内容之一。首先，该系统授课过程中充斥着各式各样、枯燥乏味的解剖学名词，令学生昏昏欲睡、兴趣全无；其次由于中枢神经系统结构复杂、空间位置抽象，标本、模型难以全面展示，学生既看不到也难以想象，整体形态自然难以理解掌握；另外，由于标本的日趋匮乏，教学标本所能展示的结构已经远远达不到本科教学的要求；最后，学生数量逐年增加，教学条件有限，不得不增加课堂轮转数量，实习过程中标本进行性破坏，首轮上课和末轮上课的教学质量差别较大。这些困难的存在都直接影响着解剖学中枢神经系统教学的质量。

3D动画技术是利用三维动画软件，按照真实物体的形状、尺寸建立模型及场景，并根据要求设定模型的运动轨迹，最后生成运动画面的一种技术[3]。它所提供信息的可塑性、立体性、真实性、可重复性都恰好弥补了中枢神经系统解剖教学中的缺陷。以端脑实验教学为例，端脑内部结构及功能联系复杂，如内囊各纤维走行及投射位置、侧脑室整体结构以及与端脑各部分的位置关系、海马的位置及穹窿的纤维走行、基底核的整体形态及功能联系等都是演示的难点，传统的实物标本演示和模型演示都不能很好的将形态位置及功能联系起来，学生单凭想象难以全面掌握，而引入3D动画辅助教学法后，端脑内部每个结构都可以在动画中被整体或独立的显示出来，每部分的位置毗邻、功能结构都可以完整清晰的被演示出来，并且在这种仿真的演示过程中不仅为学生提供了许多重复视觉刺激和学习训练的机会，而且还为教师随时进行教学效果评价提供了便利性，实验组学生对端脑课程改革都表示较传统教学法有明显优势(P<0.05)。

3D动画辅助教学法虽然刚刚初步应用于本校的人体解剖学实验教学，但是已取得了显著的教学成果，经实验课随堂测验成绩对比来看，实验组随堂测验成绩显著高于与对照组,二者之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。这就使我们越来越有信心坚持3D动画辅助教学法在人体解剖学教学过程中的不断探索。

实践证明，3D辅助教学法应用于人体解剖学教学可以充分调动学生的学习主体能动性，并将教学资源得到最大化的利用。我们坚信通过不断的完善与发展，这种教学法能更成熟更普遍的应用于人体解剖学实验及理论教学过程中，取得更加长远而显著的教学成果。对于此种教学法是否对学生产生长期有利效应，我们在今后的实践过程中会不断的总结和统计，以便该种教学法的推广和应用。

[1]李 蕾，王 健，曹 俊.3D影像资源在教育中的应用探析[J].中国电化教育,2011,289(2)：77-80.

[2]刘光久，张绍祥，谭立文.数字化人体图像和三维模型在解剖教学中的应用[J].局解手术学杂志,2011,20(2)：210.

[3]邓 敏，黎淑芳，陈海波.虚拟3D牙体模型在牙体解剖学教学中的探索研究[J].解剖学研究,2012,34(1)：67-69.