談醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗課進行電腦繪圖教學(xué)
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摘要：當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)的時代不僅要求老師們利用網(wǎng)絡(luò)和計算機手段輔助教學(xué)，也應(yīng)該讓老師可以培養(yǎng)學(xué)生利用電腦創(chuàng)造適合自己在醫(yī)學(xué)專業(yè)發(fā)展需要的互聯(lián)網(wǎng)工作圈。醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)是一門注重學(xué)習(xí)對象外部形態(tài)、內(nèi)觀結(jié)構(gòu)、器官狀態(tài)變化的多科目課程，其實驗課常要求學(xué)生對觀察對象進行繪圖作為實踐形式。因此本文通過對在形態(tài)學(xué)實驗課堂中引入電腦繪圖的可行性、電腦繪圖的優(yōu)勢等進行分析，以求為日后教學(xué)形式的改變，以更貼切地適合互聯(lián)網(wǎng)信息時展的教學(xué)方式打下基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)；電腦繪圖；醫(yī)學(xué)插圖；互聯(lián)網(wǎng)信息時代
醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，包含以組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、解剖學(xué)為主幾個科目，某些課程體系還囊括有醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等科目。作為理論和實踐性都相當(dāng)強的醫(yī)學(xué)課程，實驗課也是和理論相并重的教學(xué)手段。而醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗課最大的共同點是，需要對學(xué)習(xí)對象的外部形態(tài)、內(nèi)觀結(jié)構(gòu)，及其狀態(tài)變化等有關(guān)鍵深刻的比較區(qū)分。所以在這些科目的理論課上，不僅需要有大量的醫(yī)學(xué)插圖輔以教學(xué)，同時在實驗課上，也會加入大量要求學(xué)生自己動手繪制鏡下觀察圖的內(nèi)容，但目前這種繪圖形式基本停留在傳統(tǒng)的手繪階段。在當(dāng)下生活工作已離不開互聯(lián)網(wǎng)和電腦信息的時代，醫(yī)學(xué)專業(yè)也毫無例外地被這些工具滲透著。單從多媒體領(lǐng)域而言，從課本插圖，科研論文機制圖，到學(xué)術(shù)會議成果展示以及現(xiàn)今上課十分提倡應(yīng)用的微課，從二維，三維靜幀圖片，到動態(tài)視頻，動畫，都離不開電腦的使用，電腦和互聯(lián)網(wǎng)在這方面已經(jīng)把我們從工業(yè)化體系中解放了出來，形成了自身的優(yōu)勢和領(lǐng)域。與此同時，既有醫(yī)學(xué)專業(yè)，又懂得結(jié)合電腦應(yīng)用，制作相關(guān)成品的工作人員，在這個時代也變得相當(dāng)有需求。如果我們從基本的二維繪圖開始，通過結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)實驗課的需要，引入電腦繪圖這種形式，這不僅能讓學(xué)生鞏固所學(xué)，也能讓他們掌握多一門適應(yīng)這個時展的技能，對他們?nèi)蘸蟮陌l(fā)展無疑是一個很好的提升，同時也能為醫(yī)學(xué)教育、臨床、科研、學(xué)術(shù)會議等產(chǎn)業(yè)提供具備這方面技能的專業(yè)能手，為這方面的工作需求打下基礎(chǔ)。
1醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)繪圖的意義
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)繪圖包括線條圖、素描、彩色鉛筆、水彩、丙烯顏料等，至今一直存在，目的意義都是為了調(diào)動學(xué)生的主動學(xué)習(xí)性，也因為基于這樣的本質(zhì)，繪圖一直是醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗課上不可缺少的教學(xué)形式［1-2］。
1．1提升學(xué)習(xí)能力
1946年，美國學(xué)者埃德加•戴爾(Ed-garDale)提出了“學(xué)習(xí)金字塔”(ConeofLearning)的理論，之后美國緬因州國家訓(xùn)練實驗室也做了相同的實驗，并了《學(xué)習(xí)金字塔》報告，稱人的學(xué)習(xí)分為“被動學(xué)習(xí)”和“主動學(xué)習(xí)”兩個層次。被動學(xué)習(xí)一般是指聽講、閱讀等學(xué)習(xí)行為，特征為輸入式;主動學(xué)習(xí)則以實踐為主，包括重新組織再演練，比如討論和教授，能將原來被動學(xué)習(xí)的內(nèi)容留存，特征為輸出式［3］。繪圖作為經(jīng)過自己觀察，總結(jié)，提煉再重新表達的一種實踐形式，通過這樣的過程可以讓學(xué)生較只是讀圖有更深入的理解認識，對他們的學(xué)習(xí)能力有更好的提升作用，也有利于鞏固理論知識，提高他們對專業(yè)知識的理解，是對理論課的重要補充。
1．2培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
在能力培養(yǎng)方面，繪畫需要有觀察力，手眼協(xié)調(diào)能力，造型能力，還有創(chuàng)造力。作為從事科學(xué)專業(yè)的理工科生，思考離不開觀察力，動手做實驗離不開手眼協(xié)調(diào)能力，提煉和總結(jié)的其中一種表現(xiàn)形式是造型能力，要設(shè)計科研課題，處理和解決科研中的困難，更加少不了的自然是創(chuàng)造力［4-5］。另外，醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的實驗繪圖主要用于客觀記錄實驗的觀察對象，繪圖需要尊重客觀存在性，講求對象的實際比例、位置、大小及數(shù)量，評價基準(zhǔn)主要是對實驗對象的特點特征進行如實描繪和規(guī)范記錄，在這過程中也考驗了學(xué)生對待自然科學(xué)的嚴謹態(tài)度［6］。因此，雖然繪圖看似更像屬于藝術(shù)的領(lǐng)域，但如果懂得把藝術(shù)中的科學(xué)性合理運用到科學(xué)實踐中，是一種可以互相促進和補充的素質(zhì)體現(xiàn)，這從達•芬奇以來就一直是很提倡和鼓勵的人才發(fā)展方式。
2讓學(xué)生掌握電腦繪圖的意義
引入電腦繪圖的形式，并非是為了取代傳統(tǒng)的繪圖形式，而是為了更好地適合時代的發(fā)展需要。結(jié)合電腦繪圖的優(yōu)勢，我們不僅能讓學(xué)生更有效率地完成實踐內(nèi)容，還能為他們以后更適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展增加能謀求生存的技能。
2．1電腦繪圖在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的應(yīng)用優(yōu)勢
首先，所有繪圖軟件都有一個層的功能，這功能可以讓繪圖者把一些復(fù)雜的繪圖對象拆分成不同的層來進行繪制，比如美國JohnsHop-kins醫(yī)學(xué)院，神經(jīng)與醫(yī)學(xué)藝術(shù)應(yīng)用教研室的IanSuk［7］教授就通過PHOTOSHOP的層功能，分開繪畫人體局部的骨頭、肌肉、神經(jīng)。當(dāng)這些圖層同時顯示時，它是一張復(fù)雜的局部解剖圖，但當(dāng)這些圖層單獨顯示時，它就只是這個局部的單獨的骨頭，肌肉，或者神經(jīng)。這樣，既可以達到以解剖的思維教授學(xué)生，也能同時展示復(fù)雜的局部及整體。另外對于像腫瘤這種要表現(xiàn)不同時期形態(tài)變化的相關(guān)器官，利用層的功能，可以在不重復(fù)繪畫器官的同時，只畫出不同時期的腫瘤形態(tài)。這些在傳統(tǒng)繪畫中，都是只能通過重復(fù)繪制多幅圖片才能達到的效果。另外關(guān)于醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)方面的電腦繪圖論文，在國外還有FrankM．Corl講解如何教授用電腦軟件繪畫解剖學(xué)、神經(jīng)學(xué)方面的報道［8］。其次，繪圖軟件里面的工具有網(wǎng)格，有標(biāo)尺，包括顏色在內(nèi)，都有國際統(tǒng)一的數(shù)字標(biāo)注，這些都是傳統(tǒng)繪圖工具所無法給予的。在這些工具的利用下，可以做出更符合比例要求，更統(tǒng)一規(guī)范的圖，因此也更切合醫(yī)學(xué)繪圖嚴謹、精準(zhǔn)的要求。同時對重復(fù)批量的圖像形式，電腦繪圖也有相關(guān)功能可以有效提高繪圖的效率。最后，無論社會發(fā)展如何，醫(yī)學(xué)課本、參考書的插圖、論文的部分解說圖、論文會議的展板等宣傳資料，曾經(jīng)用在課堂的掛圖，現(xiàn)在新興的多媒體教學(xué)手段，對醫(yī)學(xué)繪圖都有很大的需求，這些東西為了更符合經(jīng)濟效益和工作效率需要，所用到的技術(shù)手段都離不開現(xiàn)代的電腦繪圖技術(shù)。通過課堂教授電腦繪圖技術(shù)，同時結(jié)合基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的理論知識，可以讓醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生在掌握基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識的同時，也掌握多一門基本切合時展趨勢的繪圖技能，為既有醫(yī)學(xué)專業(yè)知識，又通曉電腦繪圖軟件的市場需求提供了人才勞動力。
2．2更切合當(dāng)下時代的教學(xué)模式
在互聯(lián)網(wǎng)交流已成為生活的一部分，電腦逐步取代一些傳統(tǒng)表達方式，比如書寫、攝影等的時代，日常的生活和工作方式也越來越離不開數(shù)字化工具的使用，也正是在這樣的發(fā)展背景下，2015年3月，總理在政府工作報告中提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”這一互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”也成為其重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在這樣的社會發(fā)展背景下，我們老師不僅要引入以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的授課方式，也應(yīng)該讓學(xué)生有建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”的能力。醫(yī)學(xué)作為一門由始至終不會被時代拋棄的學(xué)科，教學(xué)的途徑和方式還是依然需要與社會發(fā)展相并軌。除了引入多媒體的教學(xué)方式，自然也還會有數(shù)字化的實驗操作方式。在需要依賴儀器和實驗工具作為實驗手段的實驗課，已逐漸有虛擬實驗室的形式出現(xiàn)，但制作這些軟件和課程的技術(shù)手段大多數(shù)要么依賴專業(yè)老師課余自學(xué)，要么付費讓非專業(yè)人士制作。而我們現(xiàn)在要考慮的是，應(yīng)該培養(yǎng)這一領(lǐng)域，既有專業(yè)醫(yī)學(xué)知識，又懂使用電腦工具制作多媒體課程的人才。這方面的人才固然需要掌握更多軟件的使用及編程的知識，但在還沒有形成這方面的專業(yè)前，我們可以先從最簡單的2D繪圖嘗試做這樣的跨學(xué)科教學(xué)結(jié)合。
3電腦繪圖引入實驗課堂的可行性分析
3．1軟件的選擇
電腦繪圖軟件如今已是發(fā)展相當(dāng)成熟的工具，只要掌握基本技能，再加點創(chuàng)意想象，就可以在各類繪圖產(chǎn)業(yè)謀得一席之位。常用的主流電腦繪圖軟件有ADOBA公司的PHOTOSHOP，ILLUSTRATOR，COREL公司的COREL-DRAW。其中ILLUSTRATOR，CORELDRAW是用于繪制矢量圖的，PHOTOSHOP是繪制位圖的，但只要掌握其中一個，其他軟件，包括周邊不主流的皆可觸類旁通［9］。主流的軟件基本是通過三種方式進行繪圖，一種通過布爾運算(可以把幾何圖形組合或者相切進行造型)，一種是通過貝茲曲線，還有一種是鼠繪，或者通過外置硬件———繪畫板繪制。除了最后一種方式，前面兩種都不需要繪畫基礎(chǔ)，而是注重圖像思維，讓沒有繪畫基礎(chǔ)的人都能通過學(xué)習(xí)掌握。
3．2硬件的配備
隨著醫(yī)學(xué)實驗課堂的改革，數(shù)字切片、互動實驗室、虛擬實驗室的引入，在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的實驗室利用電腦教學(xué)已經(jīng)相當(dāng)普遍，每桌一臺電腦及顯微鏡相當(dāng)于基本配置，因此在電腦中安裝繪圖軟件也可以是順理成章的事。如果條件好的學(xué)校，甚至可以置上數(shù)碼繪圖板，讓學(xué)生可以有更完整的選擇方式選擇適合自己習(xí)慣的繪圖方法。
3．3學(xué)生的素質(zhì)條件
隨著電腦應(yīng)用的普及，現(xiàn)在的學(xué)生都是在習(xí)慣使用電腦，互聯(lián)網(wǎng)生活也是他們生活無法離開的一部分。個人對電腦的基本應(yīng)用軟件和辦公軟件的概念已不像從前那樣，需要專門的培訓(xùn)教授才能掌握，而是隨手就能熟悉的生活工具。電腦繪圖軟件在使用上很多功能也和電腦辦公軟件有相當(dāng)?shù)幕ネㄐ裕踔劣行W(xué)生在早期的學(xué)習(xí)階段，如中小學(xué)階段已經(jīng)有電腦繪圖課程的初步接觸，有機會在學(xué)校的組織下，自己能制作一些小課件參加相關(guān)的比賽，也或者有通過自學(xué)摸熟了PHOTOSHOP這類軟件的，很多繪圖軟件對于他們而言，門檻都不會太高，因此對于接受電腦繪圖軟件的學(xué)習(xí)，是可行的。
3．4教學(xué)應(yīng)用的方式
首先我們需要制訂教材。教材會以形態(tài)學(xué)實驗課中要求，選取部分要求進行作業(yè)的繪圖案例，結(jié)合如何使用軟件繪制的技巧編著教程，建立教學(xué)有據(jù)可依的重要工具。在編寫教材中，要注意巧妙融合兩個科目的撰寫設(shè)計，其次應(yīng)用到教學(xué)上的方式可以有多種:(1)我們可以通過在實驗室，每臺已配置有數(shù)字顯微鏡的電腦上，加上外置繪圖板，讓學(xué)生直接通過繪圖板和相關(guān)繪圖軟件，進行繪制;(2)可以不需要繪圖板，通過布爾運算或者貝茲曲線的方式進行繪制;(3)還可以在專門的互動實驗室，配置電腦和繪畫板，通過課外選修課堂，讓感興趣的學(xué)生選擇掌握這一技能;(4)隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)課程和慕課的普遍應(yīng)用，老師也可以通過錄屏制作課程，在網(wǎng)上讓學(xué)生課后進行自學(xué)。另外，我們還可以通過不定期舉辦一些醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)方面的電腦繪圖大賽，這也將會是激勵學(xué)生多運用電腦繪圖和熟悉電腦繪圖技能的有效手段?；ヂ?lián)網(wǎng)+的教育時代不應(yīng)該只有慕課和微課，形態(tài)學(xué)醫(yī)學(xué)實驗課也不應(yīng)只有數(shù)字切片和互動實驗室。醫(yī)學(xué)實驗課應(yīng)是重點強調(diào)讓學(xué)生多動手的課程，而作為以繪圖為主要實踐手段的醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)，則應(yīng)該讓學(xué)生更好地運用數(shù)字工具和所學(xué)所實踐的內(nèi)容進行接軌，讓他們能夠走在時展的前方，這不僅僅是適應(yīng)社會發(fā)展的教學(xué)手段，更是培養(yǎng)他們可以切實利用數(shù)碼工具創(chuàng)建屬于他們的互聯(lián)網(wǎng)+時代的教學(xué)方式，這也是授人以魚不如授人以漁的教學(xué)方式。
參考文獻
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作者：邱懷娜 朱郇憫 單位：廣州醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)教研室
