医学解剖学在生物医学工程教育实践解剖教学课件

一、前言演讲人目录

01.

02.前言病例介绍（教学案例背景）

03.

04.护理评估（教学需求评估）护理诊断（教学问题定位）

05.护理目标与措施（教学改

06.并发症的观察及护理（教进方案）学风险应对）

07.

08.健康教育（职业素养渗透）总结医学解剖学在生物医学工程教育实践解剖教学课件前言前言站在解剖实验室的玻璃柜前，指尖轻轻拂过那具陪伴了我十年的断层解剖模型，玻璃上氤氲起一层淡淡的雾气这是我带教生物医学工程专业学生的第十三个年头，每一年，当新一批学生带着对“高端医疗器械研发”“生物仿真技术”的热忱走进实验室时，我总会想起自己初入这个领域时的困惑——那时的我总觉得，解剖学不过是医学专业的“必修课”，与“工程”二字相距甚远直到后来参与开发一款骨科手术导航系统，因对髋臼解剖结构的认知偏差导致建模误差，被临床专家当场指出“这模型连髂耻隆起的位置都标错了”时，我才彻底明白医学解剖学不是生物医学工程的“选修课”，而是连接理论与临床需求的“承重墙”前言生物医学工程（BME）是典型的交叉学科，既要懂工程技术，又要懂医学本质而解剖学作为“认识人体的第一门语言”，其重要性远超“认结构、记名称”——它是理解器官功能的基础，是设计医疗设备的依据，更是评估技术临床可行性的标尺这些年我常和学生说“你们未来设计的假肢要贴合残肢肌肉走向，研发的心脏支架要避开冠状动脉的分支夹角，开发的手术机器人要精准识别神经血管束……这些细节，都藏在解剖刀下的每一层组织里”可现实教学中，矛盾也很突出生物医学工程学生多来自工科背景，对医学知识的接受节奏与临床医学生不同；解剖实验室的标本资源有限，传统“教师示教+学生观察”的模式难以满足工程实践需求；更关键的是，如何将“结构认知”转化为“工程应用”，始终是教学中的难点去年，我牵头设计了一套“以工程需求为导向”的解剖教学课件，试图破解这些问题今天，就以去年带教的2021级生物医学工程（医疗器械方向）班的实践案例为例，和大家分享这套课件的设计与实施过程病例介绍（教学案例背景）病例介绍（教学案例背景）去年9月，我接手了2021级生物医学工程（医疗器械方向）班的《人体解剖与生物力学》实践课，全班32人，其中28人本科为机械工程、电子信息或材料科学专业，仅4人有基础医学背景开课前的问卷调查显示，76%的学生认为“解剖学是医学课，和工程设计关系不大”；52%的学生对解剖操作有明显畏难情绪（“怕碰坏标本”“怕学不会”）；而当被问及“如何将解剖知识应用于未来工作”时，超过90%的学生只能给出“大概能看懂医学图纸”这类模糊答案第一堂实践课的场景我至今难忘实验室里摆着6具福尔马林固定的大体标本，学生们围在标本台边，戴着乳胶手套的手悬在半空不敢落下有个男生举着解剖镊小声问“老师，我们不是要设计智能假肢吗？看大腿肌肉的位置有用吗？”另一个女生翻着解剖图谱嘟囔“病例介绍（教学案例背景）这个坐骨神经的走行，和我要做的关节传感器定位有关系吗？”这些问题像面镜子，照出了教学的痛点学生不理解解剖学的工程价值，自然缺乏学习内驱力；传统教学重结构记忆、轻应用转化，导致“学用脱节”于是，我决定以“智能下肢假肢的解剖适配设计”为核心任务，重构这轮解剖教学——从识别下肢肌肉起止点，到分析步态周期中的肌肉应力分布；从观察神经血管走行，到思考传感器如何避开易损伤区域……让每一次解剖操作都指向一个具体的工程问题护理评估（教学需求评估）护理评估（教学需求评估）这里的“护理”，是我借用医学护理中的“评估-诊断-干预”逻辑，来分析学生的学习需求要设计有效的解剖教学，首先得“评估”学生的“学习状态”前置知识评估开课前，我设计了一份“解剖-工程关联度”测试卷，内容包括

（1）基础解剖题（如“股四头肌的组成及止点”）；

（2）工程应用题（如“若设计膝部压力传感器，需避开哪些解剖结构？”）；

（3）主观题（如“你认为解剖学能解决哪些工程问题？”）测试结果显示基础解剖题平均得分42分（满分100），工程应用题平均得分21分，主观题中83%的答案集中在“了解人体结构”层面，无一人提到“生物力学建模”“临床需求转化”等深度关联点操作能力评估第一堂实践课，我让学生分组完成“大腿前群肌肉分离”操作观察发现65%的学生持镊手法错误（过度用力导致组织撕裂）；40%的小组分不清浅筋膜与深筋膜的层次；所有小组都忽略了记录“肌肉纤维走向”这一关键数据（而这是后续假肢力学设计的重要参数）更值得注意的是，学生操作时普遍“重结果轻过程”——他们急于“完整分离肌肉”，却不理解“为什么要保留神经分支”“为什么要测量肌肉横截面积”心理状态评估通过匿名问卷和个别访谈，我发现学生的畏难情绪主要源于三点

（1）“医学知识门槛高”（担心记不住解剖名词）；

（2）“操作责任压力大”（觉得“弄坏标本是严重错误”）；

（3）“目标感缺失”（不清楚学解剖对未来工作的具体帮助）有个学生在访谈中说“老师，我们高中没学过生物，现在突然要记‘胫神经、腓总神经’这些名字，像背外语单词一样难”护理诊断（教学问题定位）认知断层解剖知识与工程需求“两张皮”学生能背下“股二头肌长头起于坐骨结节”，但无法关联到“假肢腘绳肌支具需覆盖坐骨结节区域以分散应力”；能识别“大隐静脉走行于内踝前方”，却想不到“此处若设计压力传感器需避免静脉受压导致血流障碍”这种“知识储备”与“应用场景”的脱节，本质是教学中缺乏“工程问题导向”的引导技能短板操作规范性与数据意识不足解剖操作不是“解剖表演”，而是“获取生物数据的过程”但学生在操作中更关注“是否分离干净”，忽略“肌肉长度、起止点角度、神经血管毗邻关系”等工程设计所需的定量数据例如，在分离缝匠肌时，没有一组学生主动测量“该肌在屈膝30时的拉伸长度”——而这正是假肢膝关节运动范围设计的关键参数动力不足学习内驱力与职业认同感薄弱“学解剖有什么用？”是学生最常问的问题传统教学中，教师常以“打下医学基础”回应，但对工科背景的学生而言，这种回答缺乏说服力他们需要更具体的“应用场景”刺激——比如告诉他们“你们今天测量的跟腱横截面积，未来可能成为定制化跟腱假体材料强度的设计依据”护理目标与措施（教学改进方案）护理目标与措施（教学改进方案）针对以上问题，我将这轮解剖教学的目标设定为通过“工程问题导向”的解剖实践，使学生

（1）建立解剖结构与工程设计的关联思维；

（2）掌握规范的解剖操作及生物数据采集技能；

（3）形成“解剖学是工程创新基础”的职业认知具体措施分三个阶段实施——阶段一锚定问题，激发“为什么学”的内驱力（第1-2周）措施1用临床问题“破冰”第一堂课，我没有直接开讲解剖结构，而是播放了一段视频一位下肢截肢患者因假肢接受腔压迫腓总神经，导致足下垂的临床案例“问题出在哪儿？”我问学生沉默片刻后，有个机械专业的男生试探着说“可能是接受腔的形状没贴合腓总神经的走行？”我顺势展开“腓总神经绕腓骨颈走行，位置表浅，正是易受压区域要设计符合人体解剖的接受腔，首先得清楚神经的体表投影——这就是我们要学的解剖学”类似地，我还引入“心脏起搏器电极需避开冠状血管”“骨科钢板需贴合骨面曲率”等案例，让学生直观看到解剖学与工程设计的直接关联措施2发布“工程任务卡”措施1用临床问题“破冰”提前给每组学生发放“智能下肢假肢设计任务卡”，明确要求“通过解剖实践，需完成

（1）下肢主要肌肉的起止点、走行方向及收缩时的长度变化数据；

（2）下肢神经血管的体表投影及易损伤区域分析；

（3）提出3个假肢设计中需规避的解剖风险点”任务卡像一根“红线”，贯穿整个解剖教学，让学生每一步操作都有明确的目标阶段二规范操作，培养“如何学”的实践能力（第3-6周）措施1“双导师制”带教邀请临床解剖学教师与医疗器械工程师共同带教临床教师负责规范解剖操作（如“如何用组织镊轻提筋膜，避免撕裂血管”）、讲解结构功能（如“股直肌的双关节作用对步态的影响”）；工程师则从设计需求出发提问（如“你们测量的股四头肌生理横截面积，对电机功率选型有什么意义？”）措施1用临床问题“破冰”有次操作中，学生分离腓深神经时不小心扯断了分支，工程师立刻提醒“这条神经负责足背伸，若假肢传感器在此区域施压，可能误判肌肉活动信号——所以操作时要像保护电路线一样保护神经”这种“解剖-工程”双视角的指导，让学生真正理解“为什么要细致操作”措施2“数据采集表”强化目标设计《下肢解剖生物数据表》，要求学生在操作中记录肌肉长度（静息/收缩状态）、肌纤维角度、神经血管与骨面的距离、关节活动时组织的位移范围等数据例如，分离股二头肌时，不仅要识别其“长头+短头”的结构，还要用软尺测量“屈膝90时，长头起点（坐骨结节）至止点（腓骨头）的直线距离”——这些数据后来被学生用于仿真软件建模，验证假肢膝关节的最大屈伸角度是否符合人体生物力学措施1用临床问题“破冰”阶段三成果转化，深化“学了怎么用”的职业认知（第7-8周）措施1“解剖-工程”方案答辩课程最后，每组学生需基于解剖数据完成《智能下肢假肢解剖适配设计方案》，内容包括

（1）针对易损伤神经血管的传感器避障设计；

（2）基于肌肉收缩数据的动力单元功率匹配；

（3）接受腔曲面设计的解剖学依据答辩时，我邀请了企业工程师作为评委有组学生提出“在腓骨颈区域设置弹性缓冲层”以保护腓总神经，工程师当场点评“这个思路和我们正在研发的新一代接受腔设计不谋而合，你们的解剖数据为方案提供了生物力学支撑”措施2解剖标本“对话”临床案例措施1用临床问题“破冰”组织学生参观骨科病房，让他们用解剖知识分析患者的病理改变例如，看到一位膝骨关节炎患者的X光片，学生们能指出“关节间隙狭窄发生在胫股关节内侧，与内侧半月板承担更多应力（解剖学上内侧半月板活动度小，易损伤）有关”；观察截肢患者的残肢时，他们会讨论“残端肌肉萎缩是否与神经损伤（解剖学上神经支配区域）有关，进而影响假肢控制”这种“从标本到临床”的转化，让学生真正体会到解剖学的“实用价值”并发症的观察及护理（教学风险应对）并发症的观察及护理（教学风险应对）解剖教学中，“并发症”指可能影响教学效果的意外情况这轮教学中，我们重点关注了三类问题操作失误导致的“标本损伤”观察初期学生因操作生硬，曾出现腓总神经扯断、肌肉撕裂等情况，个别学生因担心被批评而隐瞒失误护理

（1）建立“安全操作规范”，强调“保护标本是责任，但允许合理失误”；

（2）将“失误分析”纳入考核——要求学生记录失误原因（如“持镊角度过大导致组织撕裂”），并提出改进方案（如“改用无齿镊轻提组织”）；

（3）展示修复后的标本，说明“即使损伤，也能通过细致操作获取可用数据”，缓解学生的心理压力知识过载引发的“学习倦怠”观察第3周左右，部分学生因需记忆大量解剖名词（如“腓肠肌内外侧头”“胫后动脉分支”）出现倦怠，课堂参与度下降护理

（1）采用“工程关联记忆法”——将难记的结构与设计需求绑定（如“记住‘腓深神经伴行胫前动脉’，是为了避免假肢传感器同时压迫神经和动脉，导致感觉异常与缺血”）；

（2）设计“解剖名词卡”，正面写结构名称，背面写对应的工程应用（如“坐骨结节假肢坐具支撑点，需考虑压力分布”），帮助学生在应用中记忆团队协作中的“角色失衡”观察个别小组出现“操作能手”包揽任务，其他成员“旁观”的情况，导致部分学生实践机会不足护理

（1）实行“角色轮换制”——每组设“主刀（操作）”“记录（数据采集）”“汇报（总结关联）”三个角色，每2次课轮换；

（2）要求“记录员”必须向“主刀”提问（如“你刚才分离的是股薄肌还是缝匠肌？为什么？”），确保全员参与思考；

（3）将团队协作度纳入考核，强调“工程设计需要跨角色配合，解剖实践就是早期演练”健康教育（职业素养渗透）健康教育（职业素养渗透）这里的“健康教育”，是借医学术语强调对学生“职业核心素养”的培养解剖教学不仅要传授知识技能，更要传递“尊重生命、严谨求实、临床导向”的职业态度生命教育敬畏每一具标本第一堂实践课，我会带领学生向标本默哀1分钟，并讲述“这些标本的主人用最后的方式帮助我们学习，每一次下刀都要专注、每一份数据都要准确，这是对生命最基本的尊重”有次操作中，一个学生不小心将标本的髌骨碰落，他主动找到我“老师，我想重新固定它，并且多测几组数据弥补失误”这种自觉，正是生命教育的成果严谨教育数据决定产品安全我常和学生说“你们今天记录的

0.1mm误差，可能导致未来假肢接受腔与残肢不贴合；你们忽略的神经走行，可能引发患者的终身疼痛”课程中，所有数据需经“操作组测量-记录组复核-教师抽查”三重验证有组学生因“股四头肌长度数据前后差异超过2mm”被要求重新测量，他们抱怨“差不多就行”，我拿出临床案例“某款假肢因肌肉长度数据偏差，导致患者行走时膝关节过伸，最终被召回——解剖数据没有‘差不多’，只有‘必须准’”临床教育从“设计者”到“需求解读者”邀请截肢患者参与课堂分享，让学生直接听患者讲述“假肢磨破皮肤的位置”“行走时最不舒服的区域”有位患者说“我最希望假肢的膝盖能像真腿一样，上下楼梯时不卡壳”课后，学生们重新审视解剖数据，发现“膝关节旋转时，股二头肌短头的牵拉角度”可能是影响灵活性的关键——这种“患者需求-解剖分析-设计改进”的闭环，让学生真正理解“工程设计要以临床需求为起点”总结总结课程结束时，学生的反馈问卷让我很欣慰92%的学生认为“解剖学对工程设计有直接帮助”，87%的学生能独立分析“解剖结构与具体设计问题的关联”，所有小组的《假肢设计方案》都被企业工程师评价为“具有参考价值”更让我感动的是，有个学生在总结中写道“以前我觉得解剖学是‘医学课’，现在才明白，它是我们工程师的‘临床语言’——只有用这门语言和医生、患者对话，我们设计的产品才能真正‘懂’人体”这轮教学让我深刻体会到生物医学工程的解剖教学，不是“医学知识的简化版”，而是“工程思维的医学化”它要求教师跳出“结构记忆”的传统框架，用工程问题串联解剖知识，用实践任务激发学习动力，用职业素养厚植责任意识未来，我计划将这种“问题导向+工程应用+素养渗透”的模式拓展到其他解剖章节（如心血管系统与医疗设备设计、神经系统与生物传感器开发），让更多生物医学工程学生真正掌握这门“连接人体与工程的语言”总结最后，我想对所有生物医学工程教育者说解剖实验室的每一把解剖刀，切开的不仅是人体组织，更是工程创新与临床需求之间的“最后一公里”我们要做的，就是带学生看清这层“解剖-工程”的关联，然后送他们带着敬畏、带着知识、带着温度，走向更广阔的创新天地谢谢。