基于3D Body移动应用程序的脑解剖教学与传统教学的比较研究

《Frontiers in Neuroanatomy》：A comparative study of cerebral anatomy teaching based on 3D body mobile application versus traditional teaching

　　

目标：观察3D Body移动应用程序（App）在神经解剖学教学中的应用效果。方法：选取西安医学院临床医学专业卓越班100名学生作为研究对象，随机分为实验组（50名学生）和对照组（50名学生）。在颅脑解剖教学中，对照组采用传统教学模式，实验组在传统教学模式基础上结合三维（3D）Body移动App。两组完成颅脑解剖教学后，设计试卷分析并统计考试成绩。同时，分别调查教学方法趣味性、教学内容灵活性、丰富性及学习效率的满意度；最后，20名同行临床教师从教学新颖性、教学逻辑性、教学严谨性、教学目标导向、学生专注度、价值导向引导及课程思政融入度等方面进行同行教学评价。结果：在教学方法趣味性、教学内容灵活性、丰富性和学习效率方面，对照组满意度百分比分别为64%、54%、44%和38%；实验组分别为90%、84%、88%和82%。实验组优于对照组（p < 0.05）。在教学满意度和同行教学评价方面，实验组评分高于对照组，差异有统计学意义（p < 0.05）。在平均实验考试成绩和平均理论考试成绩方面，实验组均高于对照组，差异有统计学意义（p < 0.05）。结论：在颅脑解剖教学中使用3D Body移动应用程序可以在一定程度上增强教学内容趣味性和直观性。通过三维模型、交互操作和动态演示，以往抽象的解剖结构变得生动、直观、易于理解。该工具优化了教学方法和教学资源配置，为学生提供了更灵活和自主的学习方式。同时，它弥补了传统教学方法的一些不足，为未来教学提供了新策略和参考。

神经解剖学是医学教育中的核心难点。神经系统结构精细、功能复杂，相关概念和术语繁多，学生常面临空间想象困难与理解障碍。传统教学以教材理论讲解、PPT静态图像和实体模型演示为主，难以充分展示三维空间结构，教学效果受限。近年来，三维重建技术与虚拟仿真技术飞速发展，3D Body移动应用程序（App）作为一种基于虚拟现实技术的解剖学教学工具，能够提供高精度三维数字人体模型和交互式操作，为改善神经解剖教学提供了新可能。然而，该工具在颅脑解剖教学中的实际应用效果尚缺乏系统性对照验证。为此，研究人员在《Frontiers in Neuroanatomy》发表了一项随机对照研究，旨在客观比较基于3D Body移动App的教学与传统教学在脑解剖教学中的效果差异。

研究人员选取西安医学院2020级临床医学专业卓越班100名学生作为研究对象，随机分为实验组（50人）和对照组（50人）。对照组采用传统教学模式，即教材理论讲解、PPT图片及人体器官模型辅助教学；实验组在传统教学模式基础上，结合3D Body移动App开展辅助教学。该软件包含系统解剖学、局部解剖学、断面解剖学、解剖微课堂和自主练习五大模块，内置超过6000个人体结构的三维数字模型，支持隐藏、显示、透明化、独立显示以及多触点拖拽、旋转、缩放等交互操作，并可基于断面标本图像匹配相应CT和磁共振影像，实现虚拟与现实结合。两组均由同一位教师授课，教学条件一致，干预时长为一个学期（10节课），学生每天至少接触App 1小时。教学结束后，研究人员对两组学生进行实验考试和理论考试（满分均为100分），并采用自编问卷（经20名资深专家审核）调查学生对教学方法趣味性、灵活性、内容丰富性和学习效率的满意度；同时邀请20名同行临床教师从教学新颖性、逻辑性、严谨性、目标导向、学生专注度、价值导向和课程思政融入度七个维度进行同行评价。数据采用SPSS 20.0软件处理，定量资料以均值±标准差表示，组间比较采用t检验，定性资料以率表示，采用χ²检验，以p < 0.05为差异有统计学意义。

研究结果主要体现在以下四个方面。第一，学生教学评价方面：在教学方法趣味性、教学内容灵活性、丰富性和学习效率满意度方面，对照组分别为64%、54%、44%和38%，实验组分别为90%、84%、88%和82%，实验组均显著优于对照组（p < 0.05）；实验组总体满意度为92%，对照组为72%，差异有统计学意义（p < 0.01）。第二，同行教学评价方面：实验组在教学新颖性、教学逻辑性、教学严谨性、教学目标导向、学生专注度和价值导向六个维度上的评分均高于对照组，其中教学新颖性、逻辑性和学生专注度的差异具有统计学意义（p < 0.05或p < 0.001），而课程思政融入度两组间差异无统计学意义（p > 0.05）。第三，实验考试成绩比较：学习前两组实验考试成绩基线水平相当（p > 0.05），学习后实验组平均实验考试成绩为（95.00 ± 0.55）分，显著高于对照组的（85.50 ± 0.75）分（p < 0.001）。第四，理论考试成绩比较：学习前两组理论考试成绩无明显差异（p > 0.05），学习后实验组平均理论考试成绩为（92.2 ± 0.70）分，显著高于对照组的（83.60 ± 0.60）分（p < 0.001）。

讨论部分指出，3D Body移动App能够通过三维模型、交互操作和动态演示，将抽象难懂的神经解剖结构转化为生动直观的视觉内容，从而降低学生的认知负荷，增强空间认知能力，促进主动学习和多媒体学习。该工具还赋予学生课外自主学习的灵活性，弥补了传统课堂在时间和空间上的限制。然而，研究存在诸多局限：样本仅来自单一医学院校，代表性有限；技术应用受硬件设备、操作系统兼容性和学生技术熟悉度影响；干预周期短，缺乏长期随访；评估工具可能存在主观性，未能全面覆盖不同认知层次；课外学习时间、先前知识水平等混杂变量控制不足；教学环境与资源分配不均；对交互性、沉浸感的评估较为简略；且对照组教学方式标准化难以完全保证。因此，研究结论的普适性和长期效果仍需进一步验证。结论：3D Body移动应用程序能够在短期内提升颅脑解剖教学质量，优化学习过程，并为学习者提供更灵活和自主的学习方式。然而，该应用程序的长期教学效果仍需进一步深入研究加以验证。目前建议将其作为颅脑解剖教学的辅助教学工具。