数字时代人体解剖学实验室教学环境建设与科学管理

Construction and Scientific Management of Teaching Environment of Human Anatomy Laboratory in Digital Age

摘要

随着数字时代的来临，人体解剖教学模式发生了重大变革，解剖学实验室作为解剖学教学的重要场所，其运行环境及内部各种教学设备和系统都发生了很大的变化，全方位的、高效的实验室环境建设和管理是与其高效利用和良好教学质量和效果密切挂钩的。本研究系统地就数字化时代下，人体解剖实验室空气质量保障系统、数字人解剖高清互动系统、高清录播系统等数字化实验室建设，数字化人体解剖实验室在教学中显现出的重要功能和作用，数字化人体解剖学实验室的科学化管理及其与高效教学的关系等进行了剖析和阐述。对于日益普及的数字化实验室建设、管理及功能发挥具有重要的参考价值。

Abstract

With the advent of digital age, the teaching mode of human anatomy has undergone major changes. As an important platform for anatomy teaching, the environment of anatomy laboratory and various indoor teaching equipment and systems have undergone great changes. The construction and management of an all-round and efficient laboratory environment are closely linked with its efficient use and good teaching quality and effect. This paper systematically analyzes and expounds the construction of digital laboratory including air quality assurance system of human anatomy laboratory, digital human anatomy high-definition interactive system and high-definition recording and broadcasting system, the important function and effect of digital human anatomy laboratory in teaching, and the scientific management of digital human anatomy laboratory and its relation with efficient teaching in digital age. It has important reference value for the increasingly popular digital laboratory construction, management and function.

关键词

解剖实验室 / 数字人解剖系统 / 实验室环境建设 / 实验室管理

Key words

human anatomy laboratory / digital human anatomy system / construction of laboratory environment / laboratory management

人体解剖学为每个医学生所必修课程，是基础医学教育的根基和窗口。对所有的医学院校而言，人体解剖学是一门最基础的专业课程，同时也是一门实践性很强的学科。因此，建设智能化的、数字化的人体解剖实验室教学环境和加强科学管理的重要性不言而喻^［1］。一方面有利于促进整个医疗卫生事业的进步与发展；另一方面有利于不断提高教学质量，促进医学生专业知识的补充和专业技能的提高，培养合格的医疗卫生人才。从而带动整个医学学科的发展。

1 数字化人体解剖学实验室教学环境建设与科学管理的必要性

西安交通大学（以下简称“我校”）老旧的人体解剖学教学实验室环境脏、乱，解剖标本和教学遗体挥发出来的刺鼻的甲醛气味必然造成解剖学教师、解剖学实验技术人员不能安心开展实验教学工作，学生也因忍受不了刺鼻难闻的气味而不能安心学习，这些都导致解剖教学效果不佳，最终严重影响了解剖教学质量的提高^［2］。一方面国家及中国解剖学会对人体解剖实验室标准化、数字化建设有严格的标准；另一方面对解剖学教师、解剖学实验技术人员、学生的人文关怀理念的提升，环境保护意识的增强，要求我们必须加强人体解剖学实验室教学环境建设与科学管理。

2 数字化人体解剖教学实验室教学环境建设

2.1 硬件建设

一般来说，甲醛是人体解剖教学实验室的最大危害，它可引起流泪、咳嗽、打喷嚏等呼吸道症状及诱发结膜炎、支气管炎发生，更为严重的是可导致癌症。实验室关闭门窗1 h，室内甲醛浓度可达2.0~5.0 mg/m³。我校原有的老旧实验室的通风系统已经使用了近20年，抽风方式为单纯的下抽风，无送风系统，不能实现室内外空气循环，加上风机使用频率高，每学年开关达300次，使用时间超1 200 h，抽风效率低下，噪音大，导致实验室甲醛浓度严重超标。这样的教学环境，师生难免会出现抵触情绪。迫不得已，每次实验课前值班技术人员必须提前15 min打开解剖教学实验室门和全部窗户以及老旧的排风系统降低实验室内的甲醛浓度，结果导致整个解剖教学楼道内充满了刺鼻的甲醛气味，夏季热风、冬季冷风随之进入实验室，师生们经常夏季汗流浃背，冬季则瑟瑟发抖，严重影响解剖实验课的顺利进行；严重影响解剖教学质量；严重影响教师及学生身心健康。因此，新扩建的教学实验室必须采用高效的、数字化的动态新风系统从源头上净化甲醛，改善人体解剖教学实验室教学环境是所有人体解剖实验室应该而且必须做到的。

2.1.1 动态新风系统

新扩建实验室采用顶送风，下排风的通风形式，实现室内、室外空气循环。在解剖台正上方的吊顶上布置送风罩向解剖台垂直送风，配合自带排风口的下排风解剖台抽排系统，可以实现实验室高效空气净化^［3］。由于实验室内甲醛的散发主要源于解剖台上的教学遗体和解剖手摸标本，通过这种垂直送风方式能更加有效地以最短的路径捕获挥发的甲醛并加以排出，使得整个解剖台处于送风气流的“包裹”内，大大降低师生接触、吸入甲醛的可能性，并有效防止散发出的甲醛向室内其他空间扩散，最终达到室内较低的甲醛浓度要求。

2.1.2 离子空气净化系统

通过离子空气净化系统，对实验室内的甲醛等有害气体进行化学分解，转化为二氧化碳和水，达到环保排放标准，最终实现甲醛无害化处理，彻底杜绝二次污染。数字化人体解剖实验室教学环境是维护学校整体绿色环境，实现绿色环保发展的必然要求。

2.1.3 室内空气智能控制系统

移动APP客户端可以实现随时随地观看并监测实验室的污染指数，在教师及学生进入实验室前10 min，实验室管理人员可利用App客户端远程启动实验室内的数字化新风系统，迅速清洁实验室内的空气，为上课做准备，从而实现实验室环保自动化检测和维护。

2.1.4 电动升降冷藏解剖台应用

我校原有解剖台已经使用了近20年，采用手动绞轮升降系统，费时费力，箱体为单层，抽风口位于箱体内，效果差，且箱体底部密封不严，经常导致甲醛液体渗漏至地面挥发出刺鼻的味道。在每学期局部解剖学教学过程中，由于没有冷藏保湿系统，而教学遗体又长时间反复解剖操作，时间可达4个多月，长时间抽风且暴露于外环境当中，导致教学遗体表面发干，难以继续解剖，不得不用喷壶向遗体表面洒水来防止发干，但在夏季高温条件下，遗体表面又容易产生霉变^［4］。如果改用喷洒甲醛溶液保湿，整个实验室刺激性的气味则让师生更加难以忍受，学生更不愿意长时间待在实验室，局部解剖不彻底，精细结构难以被发现，导致教学效果低下。新扩建实验室的采用我国最先进的电动升降解剖台极大大规避了弊端，升降系统为电动，箱体分为内外2层，内附分子筛过滤层可吸附甲醛分子。冷藏保湿系统置于外箱体底部，内有解剖新型无味无刺激保存液，可将每次解剖完的教学遗体浸泡于保存液中，防止表面发干。保鲜与冷冻两用，最低制冷温度-25 ℃，有效降低了教学遗体发干的现象，有效减少了甲醛的挥发。

2.2 智能化数字人解剖高清互动系统的建设

人体解剖学是一门古老的形态学，在以往的教学中，采用的是传统的课堂教学模式，辅助以人体解剖学挂图、人体解剖教学标本、人体解剖教学模型等教学工具开展教学活动。然后再通过解剖手摸标本展示，学生对教学遗体的实际动手操作，从而掌握人体器官的形态、位置、毗邻、结构等，这对学生解剖知识的掌握和临床技能的提高，有不可替代的重要意义和作用。但是随着医学办学规模的扩大，各个医学院校都普遍存在用于人体解剖教学的资源缺乏。同时，解剖学教师和技术人员队伍严重不足的问题也制约着解剖学科的发展，我校也存在同样的问题，这势必对解剖学的教学水平和教学质量产生不良的影响。我校引进的数字人解剖高清互动系统有效地解决了上述难题。

2.2.1 数字人解剖系统

数字人解剖系统通过计算机三维重建技术建立的人体三维立体结构图像，是医学与现代信息技术、计算机技术相结合的必然产物^［5］，是现阶段最新、最方便的教学工具。数字人解剖系统简便灵活，多点触屏操作方式可将3D虚拟人体的九大系统的各器官、形态、结构进行360°旋转、随意放缩、分离整合，重要的解剖结构配以中英文注解使抽象的内容变得具体、简单化，碎片化内容变得整体化^［6］。数字人软件内部分为“系统解剖学”“局部解剖学”“断层解剖学”“临床病例”“解剖学微课”“自主学习”等六个模块，紧扣教学大纲，按照教学顺序进行了内容的整合和安排，方便了教师进行数字化教学。学生可以在课堂及课余利用局域网进行课前、课中、课后自主学习。有效缓解了人体解剖教学遗体及教学标本不足的现象，节约了教学成本，解决了教学资源不足的问题。

2.2.2 平衡臂式无影灯和高清录播系统

LED无影灯可提供理想的照明，一体化两组手拉设计，实现了多方位的照明，解决了学生局部解剖操作过程中照明不足的问题。在局部解剖学中，充足的照明保证了学生操作的准确性，以便更好发现人体的精细结构^［7］。高清录播系统可对学生的解剖过程进行实时摄像，并传输到录播主机进行局部网络直播，实现教学资源共享。

3 数字化人体解剖实验室教学环境建设在教学和学习中应用

3.1 数字化人体解剖实验室教学环境在基础教学中的应用

在学校教学实验室资源统筹安排下，数字化人体解剖教学实验室每学年承担临床医学、口腔医学、法医学、药学、制药学、医工交叉、护理学、基础医学等不同专业的研究生、留学生、本科生约1 000人次人体解剖实验教学任务。人体解剖学是实践性很强的一门学科，无害化、数字化人体解剖教学实验室的投入使用，调动了教师授课的积极性、主动性。新的教学管理体制下，鼓励基础与临床早结合、多结合，原来解剖学教师因临床实践知识缺乏，在讲授解剖学知识时不能有效地结合临床病例进行讨论。课堂枯燥乏味，学生学习效率低下。而数字化人体解剖实验教学环境建设有效地弥补了这一缺陷。解剖学教师们备课时，利用数字人系统教学工具中大量的、常见多发的临床病例课件，把基础理论讲解和临床病例讨论有效地结合，使备课和讲解更加科学化、规范化。例如，在讲解肘关节解剖结构时，引入临床儿科常见的肘关节脱位病例，让学生清晰地认识到由于小孩桡骨环状韧带尚未发育完全，在受到外力牵拉时，桡骨小头就容易从桡骨环状韧带脱出，造成肘关节活动受限。这样的课堂教学更容易为学生接受并且记忆深刻。又比如，在局部解剖学学习过程中，学生在局解股三角结构时，可以利用数字人系统中的局部解剖学课件，动态实体演示股三角区域的解剖层次和解剖结构，学生操作前对此区域有了进一步的认识，避免了实际解剖操作的盲从性、破坏性和教学资源的浪费。这种教学模式现已大力推广，并逐渐为师生接受，效果明显。

3.2 数字化人体解剖实验室教学环境在临床教学中的应用

学生在进入临床阶段学习后，部分学生由于解剖学理论知识不扎实，不得不重新翻阅解剖学课本补充基础理论，既浪费了时间，又增加了负担。数字化人体解剖实验教学环境的建设有效地解决了这一矛盾。例如，数字人系统客户端的自主学习课件使学生利用电脑、手机随时随地都能进行自主学习，而且每个自主学习单元都配备相应的习题集并附标准答案，学习形式由单一化变为多元化，基础理论学习与临床实践相结合，有效提高了学生学习效率和学习效果。

3.3 数字化人体解剖实验室教学环境在临床培训中的应用

数字化人体解剖实验室教学环境还积极开展了附属临床教学医院医师临床解剖知识的培训。西安交通大学第一、第二附属医院耳鼻喉及头颈外科、神经外科、骨科、肝胆外科及其他的附属教学医院每年约有200余人次进行临床解剖知识的培训。在培训的过程中解剖学教师利用数字化的教学资源讲授理论知识，临床教师讲授临床实践，交叉授课，互补所欠缺的知识，真正做到了基础与临床相融合。临床医师利用数字化教学资源中的断层解剖学课件，通过正常人体的断层解剖学图像，临床医师可以获取更加清晰和准确的人体解剖信息，从而辅助诊断^［8］。例如，在肿瘤诊断的过程中，通过断层解剖学图像，可以确定肿瘤的位置、大小、与周围组织的关系，为诊断肿瘤及治疗方案的选择提供有力的依据。

3.4 数字化人体解剖实验室教学环境在实验研究、科普方面的应用

同时，数字化人体解剖实验室教学环境还承担大学生创新性实验、科学研究以及科普宣传的任务，这对人才培养及扩大学校的社会影响起到了非常重要的作用，得到了师生和社会的一致好评。

4 数字化人体解剖学实验室教学环境的科学管理

4.1 建设一支高素质、高水平、专业技能强的人体解剖实验技术人员队伍

人体解剖学实验教学是一项专业性、技术性很强的工作，培养一名合格的人体解剖实验技术人员周期最少需3~5年。人体解剖实验技术人员是数字化教学环境的管理主体，是最先接触并掌握数字化教学设备的团队^［9］。不仅承担着对新进教师和第一次进入实验室的学生进行数字化教学设备标准化、规范化操作流程的培训，而且承担着数字化教学设备安全管理、维护保养的工作。这都离不开一支高素质、高水平、高专业技能的人体解剖实验技术人员队伍。目前，我校人体解剖实验队伍由5人组成，1名年龄偏大，2名技术骨干，2名新进人员，技术团队的梯队性、稳定性都需要进一步加强。因此，制定了符合我校实际情况的解剖实验技术队伍人才培养计划。首先，必须加强思想教育，解剖实验教学是一项团队工作，培养团队协作的观念和热爱专业的信念尤为重要^［10］；其次，新进解剖技术员通过听取理论课、参加集体备课、利用数字化的教学资源自主学习等形式不断强化自己的专业理论知识；最后，必须进行数字化实践培训和操作技能培训，由经验丰富的技术教师进行传、帮、带加强实际动手能力，以提高专业操作技能。从思想教育、理论学习、数字化实践、操技能作学习、最后到独立完成操作，经过一系列完整的人才培养计划，最终独立完成解剖实验教学各项工作任务，为数字化教学提供强有力的保障。此外，所有解剖实验技术人员积极参加校内外各种培训，积极参加解剖技术年会，学习兄弟院校先进的数字化教学实验室的管理经验和创新性的技术方法，积极参与教学改革，以适应新时代下“数字化”的发展需要。

4.2 建立完善严格的数字化人体解剖实验室教学环境规章制度

顺利开展人体解剖学各项教学工作必须要有完善、严格的数字化解剖实验室规章制度作为保障。完善严格的规章制度是解剖实验技术人员在管理实验室过程中有章可依、权责明确的保障，避免了工作中的随意性^［11］。在制定规章制度时，既要符合国家相关部门的要求，又要结合自身的实际情况进行相应的调整，从而制定出适合我校数字化解剖学实验室管理的科学、规范化的规章制度。具体应该包括：数字化实验室管理人员职责、数字化实验室操作流程及安全管理制度、数字化实验室仪器设备日常使用及维护制度、数字化实验室消防安全、数字化实验室仪器设备损坏赔偿制度等^［12］。首先，对第一次进入数字化人体解剖实验教学环境的师生必须进行相关制度的培训，学习如何做好个人防护措施，学习如何预防安全事故发生，掌握必要的数字化仪器设备安全操作技能及应急处理方案。例如：在局部解剖学开课前，让全体师生深刻认识到解剖器械部分为利器，极易刺伤、划伤、割伤人体及其他物品。因此，各个班级以小组为单位，小组长为责任人，从器械管理老师处领取器械、保管器械，每次实验课开始前分发给组员，实验课结束后负责收集、清点、消毒、保管器械。必须做到专人负责，杜绝安全事故发生。其次，定期联系学校保卫处、消防部门，积极组织老师和学生学习消防知识，进行消防演练，让师生从自己的切身体会，意识到防火防灾重要性，从制度上保障实验室及师生的人身财产安全。

4.3 定期打扫卫生，确保数字化人体解剖实验室教学环境整洁

整洁的实验室，有利于为师生提供一个良好的教学及学习环境，带给师生愉悦的心情；也有利于保证人体解剖实验教学的科学无误。因此，必须配备一定

数量的消毒用品和清洁用品，必须责任到人^［13］。一方面建立学生值日制度。由小班班长安排值日生轮流打扫。每次实验课结束后，按照规定的标准、规定的地点清理实验室的各种垃圾，严禁将实验室内垃圾倒入楼道内公共垃圾桶内，并分类处理。让学生在学习专业知识的同时也学习如何以主人翁的精神维护学校环境，维护实验室环境，认识到绿色环保，人人有责的发展理念，做整体素质过硬的合格医学生。另一方面，实验室管理人员须认真督促检查环境卫生，合格后值日生方可离开，并将此项工作纳入实验室管理人员年度考核和学生平时成绩考评，这也是思政教育在工作和学习中的具体体现，以确保数字化人体解剖实验教学环境整洁干净。

5 结语

人体解剖学是最重要的一门基础医学学科，数字化人体解剖实验室教学环境是解剖教学依托的平台。只有不断地适应数字化时代发展的要求，加强人体解剖教学环境的数字化建设以及提升科学管理水平，以人为本，才能促进解剖学教学整体质量的提高，才能够适应现代医学教育迅猛发展的要求，为我们国家培养合格的、高质量的创新及应用型医疗卫生人才。

参考文献

[1] 解举民，柯伟，曹中兵，等 ．高校智能化人体解剖学实验室标准化建设的探索与实践：以湖北理工学院为例［J］．湖北理工学院学报，2023，39（4）：65-68．

[2] 计胜峰，马延兵，董炜疆，等 ．基于“数字人”功能拓展化在系统解剖学实验教学中的应用［J］．解剖学杂志，2022，45（3）：294-296．

[3] 张珊珊，任萌，闫鹏，等 ．“双一流”背景下中医药高校实验室管理与人才队伍建设：以山东中医药大学为例［J］．中医药管理杂志，2022，30（6）：112-113．

[4] 牛家峰，张东方，杨舒乔 ．中国数字人系统应用于解剖学实验教学的效果［J］．菏泽医学专科学校学报，2023，35（2）：95-97.

[5] 刘镇，黄会龙，刘芳，等 ．数字化人体解剖学实验室的建设［J］．解剖学杂志，2022，45（5）：467-469.

[6] 韩华，张峰昌，马延兵，等 ．人体解剖学实验室管理分析［J］．医学信息，2019，32（2）：20-22.

[7] 孙至娴 ．高校解剖实验室管理运行中存在的问题与对策研究［J］．大众标准化，2021（18）：185-187．

[8] 雷有杰，史杰 ．数字化临床应用解剖实验室的建设与应用［J］．解剖学研究，2018，40（4）：334-335.

[9] 胡徐意，骆锦辉，刘健华 ．现代化解剖实验室建设与管理［J］．解剖科学进展，2022，28（3）：374-376.

[10] 李芬，黄焱平，方安宁 ．规范解剖实验室管理，提高教学效果［J］．科技视界，2021（19）：142-143.

[11] 欧阳思维，樊洁，海向军，等 ．系统解剖学实验教学中应用“数字人解剖系统”的体会［J］．解剖学研究，2018，40（5）：452-454.

[12] 彭建安 ．解剖实验室教学改革与新型实验室建设探索［J］．产业与科技论坛，2021，20（14）：233-234.

[13] 李兵，徐四元，姚伟 ．青年解剖学实验技术人员的培养［J］．解剖学杂志，2018，41（5）：627-628．