“3D body”人體地圖在中學生物學教學中的應用

邱乙偉

(江蘇省南京市紅山初級中學 南京 210028)

“3D body”即“三維人體”，是一款3D交互解剖教育軟件平臺。它不同于普通的圖片拼接技術，是以人體的CTMRI掃描數據為基礎建立的男、女共兩套全三維的數字模型，每套有5 000多個人體結構，是目前國內外最完整、最全面的解剖學、穴位學免費數據庫。它涵蓋了人體所有系統，包括系統解剖和局部解剖。同時，提供了呼吸動畫、中西醫口訣和關節動畫等信息。它不僅數據詳實，而且交互操作功能強大。通過實時三維操作，可為有關人體相關內容的教學提供豐富素材。

1 “3D body”的下載與安裝

“3D body”可以在手機、平板電腦、電腦、三維互動VR體驗系統和激光立體成像虛擬實訓系統等設備上輕松安裝，快速體驗。本文推薦使用智能手機或平板電腦(iOS或Android系統均可)在應用商店搜索“3D body”，免費下載并安裝。進入平臺后，目前無需注冊即可免費使用8個模塊，需注冊會員非免費有10個模塊。本文以永久免費“解剖”模塊使用為例(表1)，介紹“3D body”在中學生物學教學中的應用。

表1 “3D body”平臺功能模塊

2 “3D body”在生物學教學中的應用

《義務教育生物學課程標準(2011年版)》將“生物圈中的人”列為10個一級主題之一，并認為： 人體結構和生理的知識對學生理解人體結構和功能相適應的關系、人的各種生命活動以及自覺養成衛生習慣具有重要作用[1]。由此可見，使學生對人體自身充分的認知和了解是生物學教學的重要任務之一。而“3D body”的出現，給生物學帶來了人體教學革命，主要體現在以下幾個方面：

2.1 截圖功能豐富了人體教學備課資源 蘇教版初中生物學教學參考書七年級(下)在教學資源(以下簡稱： 參考書)中建議： 每一課時教師都要準備相關掛圖、投影片和視頻[2]?？梢姸嗝襟w教學資源對輔助教學效率提升的重要性。如果課堂教學直接以教師講解方式為主，講課內容會枯燥無味，學生也無興趣，教學效果一般。

例如，在蘇教版初中生物學教材七年級(下)“精卵結合孕育新的生命”一節(以下簡稱： 教材)教學中，教學目標要求： 概述男女生殖系統的結構和功能，說明睪丸和卵巢分別是男性和女性的主要生殖器官[3]。這就需要教師為學生提供清晰、可直觀地觀察女性或男性生殖系統的器官形態和內部結構的圖片資源，進而學生才能更輕松地理解各生殖器官的功能。應用“3D body”解剖平臺，教師只要利用平臺中的“截圖功能”便可獲取男女生殖器官、生殖系統任何部位清晰的三維圖片，人體生殖系統教學備課資源獲取較輕松便捷，能有效地提高教師備課效率。

2.2 三維立體使人體教學變得更直觀、更有趣 課標中針對“生物圈中的人”的教學內容指出，教師在教學中要幫助學生形成以下的重要概念： 消化系統、呼吸系統、血液循環系統、泌尿系統、神經系統、內分泌系統、生殖系統和運動系統等系統各自的器官組成、分布和功能[1]?！?D body”不僅可以提供清晰的圖片供學生觀察，學生還可以動手自主地操作體驗： 通過對“三維立體模型”的旋轉、放大或縮小，可自主、自由地選擇“整體到局部”或“局部到整體”，來回隨機自主切換，從任意角度清晰、直觀地觀察各系統。

例如，在教材的“人體的血液循環”一節教學中，在講述人體三種血管： 動脈、靜脈和毛細血管的分布、特征及功能時，教師可提供硬件設備，學生通過操作和觀察“3D body”三維解剖模型，對人體血管類型、血管分布、血管與心臟連接方式、動脈大多分布在較深處和靜脈分布位置等基本知識的理解和認識有了更為直觀的觀察和體驗。再進一步結合教材[3]、人體模型等素材，對學生進行適當的點撥和簡單的軟件操作指導，就達到了較好的教學效果。

2.3 交互操作實現對人體多器官系統虛擬解剖 人體解剖實驗多數在醫學類院校開設，并且開設成本較高，限于資金、資源配置和實驗成本等諸多客觀因素，在中學生物學教學中開設人體解剖實驗幾乎沒有可能?！?D body”的出現，實現了對人體更多器官系統更全面的虛擬解剖，并且軟件的交互操作功能更強大，革新了教師的教和學生的學。

例如，在“人體的血液循環”一節觀察“心臟結構”的實驗中，建議以豬、羊或兔的心臟作為實驗材料，實際教學中是較難堅持實踐的[3]。利用“3D body”提供的“手術刀”功能，只要選定人體心臟，一步步“解剖”出心臟的內部結構(圖1)，學生就可直觀準確地觀察人體心臟各腔室及其與血管之間的連接情況。其他器官的“解剖”情況類似，操作簡便快捷，操作錯誤也可返回重新操作，給予學生試錯的機會。又如，人體“眼”的結構解剖觀察，使教學不再只停留于教材上的圖片，學生可在三維立體環境中，從各個角度全方位地觀察并解剖眼球(圖2)。

圖1 人體心臟三維結構

圖2 人體眼球三維結構

2.4 拓寬學習內容、拓展學習時間 “3D body”的引入能有效地激發學生主動探知人體奧秘的興趣。目前平臺有8個模塊(表1)是免費使用的，人體解剖模塊又是永久免費使用的，這就為學生課前自主預習，課后復習自學提供了便利。學生還可通過平臺進行交流互動、與醫學專家零距離接觸等學習方式，有效地拓寬了學習內容、拓展了學習時間，提高了學習效率。

例如，在教材的“消化系統的組成”一節教學中，多數消化道和消化腺器官是按照一定的次序緊密排列、堆疊在腹腔中。這樣，不利于直觀觀察各器官的準確位置和器官之間的毗鄰關系?！?D body”提供了器官或結構的透明、隱藏等交互操作功能，在解剖模塊中，學生可任意選定某一系統或器官進行觀察，也可任意選定多系統聯合觀察，還可獲得相關結構準確的文字介紹。無論教師還是學生都能夠非常直觀地、準確地掌握和理解人體各器官的位置、毗鄰及層次關系等。

這為學生和教師課前或課后自主、深入地了解人體，拓寬學習內容和時間提供了有利的條件。

當然，“3D body”平臺該如何更好地為教學服務，提升教學的效率，還有待于教師的進一步開發、探索和實踐。