三維動畫在多媒體教學中的運用

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摘要】神經病學教學內容繁多、神經解剖結構復雜、抽象且理論性很強，歷來是醫學教育的重點和難點，新時代下傳統的醫學教育模式已經不能滿足學科教學的發展。而隨著多媒體教學的發展，將三維動畫應用到神經病學的教學中，能夠在有限的時間內從不同角度、不同視點對神經系統的解剖關系進行清晰、準確的展示，使得學生們更容易形成各種三維立體空間結構的概念，可以把抽象、深邃的知識直觀地呈現給學生，調動學生學習的積極性，并加深學生對神經病學知識的理解，有利于學生們將解剖結構與臨床緊密相聯系，培養了學生定位診斷的臨床思維與分析問題的能力，從而提高神經病學的教學水平。

【關鍵詞】新型教學模式；神經解剖；三維動畫；多媒體教學；三維立體；神經病學

1傳統教學的局限性

神經病學的教學難點在于神經解剖知識架構的有效講解和學習。神經解剖學知識是神經病學醫生定位診斷的基礎，醫學生有效、正確掌握神經結構的空間架構和相互關系的重要性不言而喻。然而神經系統是全身解剖結構中最復雜的區域，其復雜性及抽象性[2]，令沒有很強空間想象力的學生們難以理解和把握。傳統的教學模式通常是通過講解結合掛圖、模型來講解神經解剖結構，雖然一定程度上有利于引導學生的思維，但不計其數的神經核團、復雜的神經系統空間結構及神經纖維零亂的走行，依舊令學生感到抽象，難以理解[3]，沒有很強的空間想象力，很難使學生形成一個三維立體的概念，更不可能將其運用到臨床上。教師們大量的語言描述與動作往往比不上一個生動直觀的操作演示，極大的限制了教師們的教學效率，而三維動畫的出現打破了這一局限性。

2三維動畫在神經病學教學的應用

隨著科技的發展，多媒體教學逐漸出現在現代教學中，并且取得顯著的效果。尤其是三維動畫的應用，通過教師們的想象力和創作性思維，虛擬了現實場景，直接把客觀的世界直觀的展現出來，利用人的視覺暫留特性，快速播放一系列連續運動變化的圖形圖像，也包括畫面的縮放、旋轉、變換、淡入和淡出等特殊效果，并伴以解說、音響和音樂去補充加強傳送效果，通過聲光效果和互動交談的界面，使抽象的內容變得生動、形象和具體[4]，把神經系統各部分空間結構的宏觀形態和內部結構講清楚，讓學生對神經系統的整體與局部、平面與立體都有清晰的概念，更賦有觀賞性，令學生們有身臨其境的感覺。此時，教師們用簡略的言語和精煉的語言略加概括，就能讓學生達到融會貫通的效果。同時，教學信息的豐富多彩使學生們受到感染和教育，還增加了學生們的求知欲，提高學生們學習的積極性[5]。以前學生們比較懼怕學習神經病學，覺得其乏味、抽象、枯燥，對很多神經傳導、神經解剖概念不清，現今教師們通過運用三維動畫在有限的時間內從不同角度、不同視點對神經系統的解剖關系進行清晰準確的的展示，使得學生們更容易形成各種三維立體空間結構的概念，輔以大量生動豐富的動畫、音頻、圖像，使教學內容豐富多彩，充分調動了學生們學習的積極性，達到事半功倍的效果。例如十二對顱神經的走行極其復雜且存在交匯，單純講不同層面的解剖結構，學生沒有整體的概念，通過死記硬背往往事倍功半。而通過三維動畫，可以從三維立體的角度展現顱神經的走行，從不同的視點講解神經的交匯，替代了枯燥的文字描述，令細致、抽象的結構宏觀化、直觀化。例如在我們的教學模式中，利用三維動畫制作了虛擬面神經模型，包括面神經核在腦干的位置、面神經的具體走行、通過具體的部位及支配的肌肉和反射等，清晰呈現了中樞性面癱和周圍性面癱分別有哪些肌肉受累，哪種面癱令角膜反射消失，這樣就令學生們容易理解中樞性面癱和周圍性面癱的鑒別。同時對周圍面神經管前損害、管內損害及莖乳孔外損害的相同點及不同點進行動畫展示，使同學們耳目一新，加深了同學們對面神經損害的理解。三維動畫使神經纖維的走行由靜態講述變成動態呈現[6]，提高了學生們的感性認識，令學生們感到生動形象、容易理解，有利于學生們建立宏觀的概念和立體的形象，為定位診斷打下堅實的基礎。這些都是單純文字講述及掛圖講解難以做到的。

3三維動畫將臨床與解剖緊密聯系

神經系統解剖及生理的復雜性決定了神經疾病癥狀和體征復雜多變，同一病因損害不同部位會引起不同的臨床癥狀，而不同病因引起同一部位的損害也會引起不同的臨床癥狀。例如中央前回的腦梗塞會引起對側肢體偏癱，而中央后回的腦梗塞會引起對側肢體麻木。中央前回腦梗塞會引起缺損癥狀，導致對側肢體無力，而中央前回癲癇則引起刺激癥狀，導致對側肢體抽搐。傳統教學將解剖知識與臨床癥狀體征分開講授，雖然具有系統性，但不利于學生們記憶和理解。因此，神經病學的授課應充分利用三維動畫等先進教學手段將神經解剖知識與臨床癥狀結合起來講解[7]。在大腦眾多結構中，腦干解剖結構極為復雜，其中走行的神經纖維眾多、集中且所起功能不同，這些都決定了腦干損害的癥狀復雜多變。例如，一側中腦大腦腳損害為什么會出現Weber綜合征？為什么僅損害動眼神經而不損害展神經等其他顱神經？當出現哪些癥狀和體征時需要考慮診斷為Wallernberg綜合征？這些都與腦干的解剖結構緊密相聯系，單純靠死記硬背既不現實又容易混淆。因此，唯有充分掌握腦干的解剖結構才能使學生深刻理解，在患者出現癥狀體征時快速準確的定位診斷。而三維動畫的出現降低了抽象知識的理解難度、記憶難度，提高了課堂教學的信息量，緩解了教學內容多而課時少的矛盾，使學生們對腦干解剖結構的掌握水平得到明顯提高，令神經病學的教學質量得到了質的提升[8-9]。在本次教學中，通過三維動畫技術建立立體的造型，可隨意通過360°進行全方位旋轉觀察，并通過“層層剝離”表現手法展示各解剖結構的層次，成功構建了Weber綜合征、Wallernberg綜合征、一個半綜合征等多個模型。在Weber模型中，利用三維動畫技術先呈現出腦干損害的具體部位，再通過“層層剝離”的手法展示損害部位中有哪些結構，并展示了同側動眼神經及對側肢體癱瘓的臨床癥狀，隨后結合解說聯系神經解剖結構推導出損傷部位在腦干的中腦位置。此外，通過360°全方位展示了中腦內部的神經核團及纖維走行，分別展示相應部位損傷后引起對應的臨床癥狀。在Wallernberg綜合征模型中，首先展示了損傷的具體部位，隨后結合延髓背外側有哪些神經核團及神經纖維讓同學們嘗試自己推倒出對應的臨床癥狀，再通過三維動畫展示出相應的臨床癥狀，令同學們耳目一新。核間性眼肌麻痹歷來是神經病學學習的重點難點，難在于容易與其他的眼肌麻痹混淆，而本研究構建的一個半綜合征模型開創性地將不同類型的眼肌麻痹同時展示出來，同時又以神經解剖為導向講述為什么同樣表現的眼肌麻痹卻是不同神經損傷引起，令同學們印象深刻，容易記憶。通過這些新型的多媒體教學啟發學生從解剖結構出發，推測不同部位損害癥狀的特點、分布及伴隨癥狀，反之從癱瘓的特點、分布、伴隨癥狀及陽性體征推測其病變損害的部位，將解剖知識與臨床緊密相聯系。而在脊髓講授章節中，通過三維動畫清晰地從不同側面、不同顏色展示感覺傳導通路與運動傳導通路在脊髓的位置關系，運動傳導纖維對應支配的肌肉，感覺纖維控制的感覺區域，同時應用影像學剪輯鏈接實際患者各神經通路損傷后的臨床表現，這樣就令學生們有了更深刻的認識。又如在內囊損害時，為什么會引起偏側肢體無力麻木等癥狀？什么時候會引起“三偏”？什么時候引起“二偏”？單純應用傳統教學往往令學生感到迷茫難懂，而三維動畫的出現可從不同角度清晰地展示內囊中各種神經纖維在內囊處的位置關系、在脊髓處的走行，包括纖維束在延髓的交叉，并能通過不同顏色標注不同傳導功能的纖維束，還能展示不同傳導束損傷后引起的臨床表現，這樣就將機械性的記憶轉變為邏輯性強的理解記憶，提高了學生們的感知，降低了理解難度，并幫助學生在學習過程中形成正確的臨床思維。通過這樣的學習過程，使學生易于系統地理解臨床癥狀，又能把臨床癥狀與神經解剖聯系起來，培養了學生定位診斷的臨床思維與分析問題的能力[10]。通過三維動畫將神經解剖知識與臨床癥狀結合起來講授，避免了生硬的、機械的回憶，轉為邏輯性強的理解記憶，使學生對神經系統疾病的癥狀、體征就會有完整、清晰的概念，才能將所學的知識靈活運用[11]。在之后的教學活動中，將學生分為兩組，分別為三維動畫教學組與傳統教學組，通過考核神經解剖位置、神經缺損癥狀和時及病例分析，發現接受三維動畫教學的學生在理解、記憶等方面均明顯優于傳統教學的學生，證實了三維動畫的教學成果顯著。

4展望

三維動畫是新教學思想、新教學手段的體現，它改變了傳統教學中知識傳播、存儲和提取的方式，利用大量三維立體動畫伴以“層層剝離”的表現手法及聲頻、解說等，具有交互性、共享性和可視性等多種優勢[12]，增加了學生們的求知欲，充分調動學習的積極性。在神經病學的教學中，采用三維動畫的教學方法明顯提高教師的教學效率，可大大提高學生的學習效率并改善學習效果，加深學生對神經解剖結構的記憶，并在學習中理論聯系實際，從而形成正確的臨床思維，使學生們對神經病學疾病的理解更準確、更形象，從而顯著提高神經病學的教學效果。在未來的神經病學教學中，三維動畫必將發揮出越來越重要的作用。

作者：吳麗 高慶春 單位：廣州醫科大學附屬第二醫院神經內科