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        以數(shù)字化推動(dòng)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展

        發(fā)布時(shí)間:2019-08-11 來(lái)源: 人生感悟 點(diǎn)擊:

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          摘 要:高等教育的數(shù)字化需求迫在眉睫,也是踐行黨的十九大報(bào)告中習(xí)近平總書記明確要求“實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”的有益嘗試。為解決動(dòng)物學(xué)相關(guān)教學(xué)中依賴標(biāo)本的實(shí)際問(wèn)題,我們開(kāi)發(fā)并出版了真實(shí)3D犬科(狗)解剖數(shù)據(jù)庫(kù)。本數(shù)據(jù)庫(kù)以真實(shí)的動(dòng)物解剖標(biāo)本為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)者可以借助解剖數(shù)據(jù)庫(kù)里的解剖標(biāo)本增強(qiáng)其解剖經(jīng)驗(yàn),并幫助他們有效地學(xué)習(xí)解剖,同時(shí)對(duì)于動(dòng)物各個(gè)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)能有更為直接和便捷的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。以此適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教育和傳播方式,提供真實(shí)的3D動(dòng)物解剖標(biāo)本,以增強(qiáng)讀者對(duì)解剖的學(xué)習(xí)和理解,同時(shí)減少對(duì)動(dòng)物尸體的需要。
          關(guān)鍵詞:生命科學(xué);動(dòng)物醫(yī)學(xué);犬;3D;解剖數(shù)據(jù)庫(kù)
          中圖分類號(hào):G237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2096-5079 (2019) 07-0-02
          十九大報(bào)告提出,“中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代,我國(guó)社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。人民群眾期盼有更好的教育就是其中的需求之一,滿足人民群眾對(duì)優(yōu)質(zhì)高等教育的需求是中國(guó)大學(xué)的歷史使命和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。”2018年6月21日召開(kāi)的新時(shí)代全國(guó)高等本科教育工作會(huì)議發(fā)出的“成都宣言”也把堅(jiān)持“以本為本”,推進(jìn)“四個(gè)回歸”,加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力,造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人作為高等教育的重要任務(wù)。作為一名新時(shí)代的編輯,把握當(dāng)前教育需求,推動(dòng)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展是我們不可推卸的責(zé)任。
          一、數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要手段
          在宏觀生命科學(xué)領(lǐng)域,對(duì)生物體的結(jié)構(gòu)認(rèn)知是基礎(chǔ)的生命科學(xué)知識(shí),它關(guān)乎對(duì)生物體功能、機(jī)制、進(jìn)化、生理、病理、生態(tài)等多個(gè)學(xué)科的系統(tǒng)認(rèn)知。在生命科學(xué)的高等教育方面,動(dòng)物學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)是后續(xù)動(dòng)物生理學(xué)學(xué)、動(dòng)物解剖學(xué),動(dòng)物組織胚胎學(xué)等的基礎(chǔ),也是動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)、生物科學(xué)等多個(gè)學(xué)科專業(yè)的必修課程。傳統(tǒng)的教材以平面圖和文字講解為主,學(xué)生難以及時(shí)接觸動(dòng)物解剖學(xué)標(biāo)本,動(dòng)物的結(jié)構(gòu)與解剖學(xué)細(xì)節(jié)是這幾門課程中學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。同時(shí)由于學(xué)生眾多,大部分的高校難以滿足每位學(xué)生對(duì)動(dòng)物標(biāo)本的需求。
          動(dòng)物體由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,各個(gè)組織和器官的空間準(zhǔn)確位置、大小通過(guò)口頭講解和結(jié)構(gòu)示意圖已難以快速、精確地學(xué)習(xí)掌握,這對(duì)高等教育的數(shù)字化提出了明確的需求。我們經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和系統(tǒng)學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)相關(guān)知識(shí),計(jì)劃從兩個(gè)角度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。一是,通過(guò)建立動(dòng)物3D仿真模型,從各大系統(tǒng)和組織、器官,模擬出交互式的3D動(dòng)物模型;二是,通過(guò)建立動(dòng)物真實(shí)標(biāo)本的3D模型來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)的解剖數(shù)據(jù)庫(kù)。這兩種解決途徑各有優(yōu)勢(shì),相互補(bǔ)充。我社已經(jīng)開(kāi)發(fā)了牛、馬、犬、羊、兔等交互式的3D動(dòng)物模型,并且市面也有類似產(chǎn)品,比如谷歌公司推出的谷歌人體,因此,本文重點(diǎn)闡述真實(shí)3D犬科(狗)解剖數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)與出版實(shí)踐,也即上述第二種解決方案。
          二、真實(shí)3D犬科(狗)解剖數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容與特點(diǎn)
          本數(shù)據(jù)庫(kù)由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院白志坤博士與美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M University)獸醫(yī)學(xué)院Michelle Pine博士以及該校建筑學(xué)院視覺(jué)系Jinsil Hwaryoung Seo博士合作完成,并由科學(xué)出版社出版發(fā)行。本項(xiàng)目獲得國(guó)家自然基金委(項(xiàng)目編號(hào)31302048)和國(guó)家留學(xué)基金委資助。本數(shù)據(jù)庫(kù)以真實(shí)的動(dòng)物解剖標(biāo)本為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)者可以借助解剖數(shù)據(jù)庫(kù)里的解剖標(biāo)本增強(qiáng)其解剖經(jīng)驗(yàn),并幫助他們有效地學(xué)習(xí)解剖,同時(shí)對(duì)于動(dòng)物各個(gè)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)能有更為直接和便捷的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。建設(shè)的目標(biāo)以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教育和傳播方式,提供真實(shí)的3D動(dòng)物解剖標(biāo)本,以增強(qiáng)讀者對(duì)解剖的學(xué)習(xí)和理解,同時(shí)減少對(duì)動(dòng)物尸體的需要。
          在本數(shù)據(jù)庫(kù)上,讀者可以隨時(shí)查看犬3D動(dòng)物(目前已開(kāi)發(fā)了犬,正在開(kāi)發(fā)牛、兔子等)解剖數(shù)據(jù)庫(kù)。它包含了美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院用于家畜解剖學(xué)教學(xué)用犬骨骼系統(tǒng)中頭骨、頸椎、胸椎、腰椎、薦椎、髖骨、前肢骨、后肢骨等典型骨骼真實(shí)三維圖形數(shù)據(jù),還包含了如犬胸腔和肝臟等三維圖形數(shù)據(jù)。這些三維數(shù)據(jù)通過(guò)使用高質(zhì)量的照片,利用Maya 2016以及Sculptris alpha 6,并且通過(guò)Agisoft PhotoScan創(chuàng)建并最終生成。
          讀者可以通過(guò)點(diǎn)擊或拖動(dòng)鼠標(biāo)從任何角度和各種縮放級(jí)別查看3D犬骨骼解剖。例如,當(dāng)你按住鼠標(biāo)左鍵并滑動(dòng)鼠標(biāo)可以從不同角度觀察標(biāo)本;而當(dāng)你按住鼠標(biāo)右鍵并上下滑動(dòng)鼠標(biāo)可以放大或縮小標(biāo)本。如果你同時(shí)按下“ctrl”鍵和鼠標(biāo)左鍵并滑動(dòng)鼠標(biāo),可以移動(dòng)標(biāo)本。
          本數(shù)據(jù)庫(kù)主要有以下優(yōu)勢(shì):
          ①該三維數(shù)據(jù)均以真實(shí)標(biāo)本為基礎(chǔ)獲得,真實(shí)、清晰。
          ②改變了以往二維解剖圖譜的限制,由平面圖形發(fā)展到三維立體標(biāo)本,3D視角,便于觀察,還可以進(jìn)一步進(jìn)行AR、VR類教材或其他形式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。
         、鬯袛(shù)據(jù)以PDF格式呈現(xiàn),無(wú)需專業(yè)軟件支持,方便使用。
         、懿僮鳂O為簡(jiǎn)單,點(diǎn)擊或拖動(dòng)鼠標(biāo)即可完成學(xué)習(xí)和交互。
         、菖c動(dòng)物解剖學(xué)、動(dòng)物學(xué)、動(dòng)物組織與胚胎學(xué)課程緊密相聯(lián)系,滿足課程教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的展示與學(xué)習(xí)。
          ⑥數(shù)據(jù)大小合理,方便使用高;蜓芯繖C(jī)構(gòu)購(gòu)買、內(nèi)部使用,數(shù)據(jù)持續(xù)更新,享受增值服務(wù)。
          ⑦減少對(duì)動(dòng)物標(biāo)本的需求,減少實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本損耗,人員開(kāi)支。
          下面以犬的頭骨3D標(biāo)本為例,說(shuō)明其學(xué)習(xí)、交互過(guò)程(圖1、圖2):
          三、犬3D真實(shí)標(biāo)本數(shù)字化教育資源的推廣與展望
          本數(shù)據(jù)庫(kù)主要面向高校教學(xué)及動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)領(lǐng)域的科技人員。我們?cè)诙嗨咝=M織座談,對(duì)上百余名一線教師進(jìn)行了演示與討論,與會(huì)老師們認(rèn)為此種專業(yè)化數(shù)字資源的開(kāi)發(fā)大大提高了教學(xué)效果,節(jié)省了人力物力財(cái)力,表現(xiàn)出較高興趣。部分學(xué)校也在采購(gòu)多元化的數(shù)字教學(xué)資源,市場(chǎng)需求旺盛。國(guó)內(nèi)設(shè)置有動(dòng)物醫(yī)學(xué)或動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的高校在40余所左右,生命科學(xué)類專業(yè)的高校300余所,同時(shí)各地動(dòng)物醫(yī)院、動(dòng)物研究所、各級(jí)動(dòng)物衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)也是潛在客戶。

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