以數(shù)字化推動高等教育內涵式發(fā)展

　　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告中習近平總書記明確要求“實現(xiàn)高等教育內涵式發(fā)展”的有益嘗試。為解決動物學相關教學中依賴標本的實際問題，我們開發(fā)并出版了真實3D犬科（狗）解剖數(shù)據庫。本數(shù)據庫以真實的動物解剖標本為基礎，學習者可以借助解剖數(shù)據庫里的解剖標本增強其解剖經驗，并幫助他們有效地學習解剖，同時對于動物各個系統(tǒng)及結構能有更為直接和便捷的認識和學習。以此適應互聯(lián)網時代的教育和傳播方式，提供真實的3D動物解剖標本，以增強讀者對解剖的學習和理解，同時減少對動物尸體的需要。
　　關鍵詞：生命科學;動物醫(yī)學;犬;3D;解剖數(shù)據庫
　　中圖分類號：G237文獻標識碼：A文章編號：2096-5079 （2019） 07-0-02
　　十九大報告提出，“中國特色社會主義進入了新時代，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長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，滿足人民群眾對優(yōu)質高等教育的需求是中國大學的歷史使命和責任擔當�！�2018年6月21日召開的新時代全國高等本科教育工作會議發(fā)出的“成都宣言”也把堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當民族復興大任的時代新人作為高等教育的重要任務。作為一名新時代的編輯，把握當前教育需求，推動高等教育內涵式發(fā)展是我們不可推卸的責任。
　　一、數(shù)字化是實現(xiàn)高等教育內涵式發(fā)展的重要手段
　　在宏觀生命科學領域，對生物體的結構認知是基礎的生命科學知識，它關乎對生物體功能、機制、進化、生理、病理、生態(tài)等多個學科的系統(tǒng)認知。在生命科學的高等教育方面，動物學的系統(tǒng)學習是后續(xù)動物生理學學、動物解剖學，動物組織胚胎學等的基礎，也是動物醫(yī)學、動物科學、生物科學等多個學科專業(yè)的必修課程。傳統(tǒng)的教材以平面圖和文字講解為主，學生難以及時接觸動物解剖學標本，動物的結構與解剖學細節(jié)是這幾門課程中學習的重點與難點。同時由于學生眾多，大部分的高校難以滿足每位學生對動物標本的需求。
　　動物體由于結構的復雜性，各個組織和器官的空間準確位置、大小通過口頭講解和結構示意圖已難以快速、精確地學習掌握，這對高等教育的數(shù)字化提出了明確的需求。我們經過充分調研和系統(tǒng)學習動物學相關知識，計劃從兩個角度來解決這個問題。一是，通過建立動物3D仿真模型，從各大系統(tǒng)和組織、器官，模擬出交互式的3D動物模型;二是，通過建立動物真實標本的3D模型來構建系統(tǒng)的解剖數(shù)據庫。這兩種解決途徑各有優(yōu)勢，相互補充。我社已經開發(fā)了牛、馬、犬、羊、兔等交互式的3D動物模型，并且市面也有類似產品，比如谷歌公司推出的谷歌人體，因此，本文重點闡述真實3D犬科（狗）解剖數(shù)據庫的開發(fā)與出版實踐，也即上述第二種解決方案。
　　二、真實3D犬科（狗）解剖數(shù)據庫的內容與特點
　　本數(shù)據庫由東北農業(yè)大學動物醫(yī)學學院白志坤博士與美國德州農工大學（Texas A&M University）獸醫(yī)學院Michelle Pine博士以及該校建筑學院視覺系Jinsil Hwaryoung Seo博士合作完成，并由科學出版社出版發(fā)行。本項目獲得國家自然基金委（項目編號31302048）和國家留學基金委資助。本數(shù)據庫以真實的動物解剖標本為基礎，學習者可以借助解剖數(shù)據庫里的解剖標本增強其解剖經驗，并幫助他們有效地學習解剖，同時對于動物各個系統(tǒng)及結構能有更為直接和便捷的認識和學習。建設的目標以適應互聯(lián)網時代的教育和傳播方式，提供真實的3D動物解剖標本，以增強讀者對解剖的學習和理解，同時減少對動物尸體的需要。
　　在本數(shù)據庫上，讀者可以隨時查看犬3D動物（目前已開發(fā)了犬，正在開發(fā)牛、兔子等）解剖數(shù)據庫。它包含了美國德州農工大學獸醫(yī)學院用于家畜解剖學教學用犬骨骼系統(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三維圖形數(shù)據，還包含了如犬胸腔和肝臟等三維圖形數(shù)據。這些三維數(shù)據通過使用高質量的照片，利用Maya 2016以及Sculptris alpha 6，并且通過Agisoft PhotoScan創(chuàng)建并最終生成。
　　讀者可以通過點擊或拖動鼠標從任何角度和各種縮放級別查看3D犬骨骼解剖。例如，當你按住鼠標左鍵并滑動鼠標可以從不同角度觀察標本;而當你按住鼠標右鍵并上下滑動鼠標可以放大或縮小標本。如果你同時按下“ctrl”鍵和鼠標左鍵并滑動鼠標，可以移動標本。
　　本數(shù)據庫主要有以下優(yōu)勢：
　�、僭撊�維數(shù)據均以真實標本為基礎獲得，真實、清晰。
　�、诟淖兞艘酝�二維解剖圖譜的限制，由平面圖形發(fā)展到三維立體標本，3D視角，便于觀察，還可以進一步進行AR、VR類教材或其他形式產品的開發(fā)。
　�、鬯�有數(shù)據以PDF格式呈現(xiàn)，無需專業(yè)軟件支持，方便使用。
　�、懿僮鳂O為簡單，點擊或拖動鼠標即可完成學習和交互。
　　⑤與動物解剖學、動物學、動物組織與胚胎學課程緊密相聯(lián)系，滿足課程教學重點、難點的展示與學習。
　　⑥數(shù)據大小合理，方便使用高�；蜓芯繖C構購買、內部使用，數(shù)據持續(xù)更新，享受增值服務。
　�、邷p少對動物標本的需求，減少實驗室標本損耗，人員開支。
　　下面以犬的頭骨3D標本為例，說明其學習、交互過程（圖1、圖2）：
　　三、犬3D真實標本數(shù)字化教育資源的推廣與展望
　　本數(shù)據庫主要面向高校教學及動物醫(yī)學、動物科學領域的科技人員。我們在多所高校組織座談，對上百余名一線教師進行了演示與討論，與會老師們認為此種專業(yè)化數(shù)字資源的開發(fā)大大提高了教學效果，節(jié)省了人力物力財力，表現(xiàn)出較高興趣。部分學校也在采購多元化的數(shù)字教學資源，市場需求旺盛。國內設置有動物醫(yī)學或動物科學專業(yè)的高校在40余所左右，生命科學類專業(yè)的高校300余所，同時各地動物醫(yī)院、動物研究所、各級動物衛(wèi)生防疫機構也是潛在客戶。

相關熱詞搜索：高等教育 數(shù)字化 內涵 推動 發(fā)展