CN109191972A - 一种基于3d人体器官标本模型的解剖学考试方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法，建立标本模型库、内置试题库、用户数据库；调用标本模型库的3D人体器官标本模型，新增试题；调用内置试题库或用户数据的数据，新增试卷；发布考试。还包括一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试系统，部署于服务器中，通过网络与标本模型库、内置试题库、用户数据库连接并进行数据交互，该考试系统包括：管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统。结合内置试题库和用户数据库，实现了人体解剖学网上考试系统，系统采用了标本模型库，3D人体器官标本模型能够进行任意角度的旋转，取代了传统解剖学考试的实物标本，与目前的无纸化考试系统相比，能够更直观、多角度、更真实的展示人体标本。

Description

一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机通信与教学相结合的技术领域，具体地说是一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法及系统。

背景技术

人体解剖学是一门实践性较强的医学基础课程，实验教学是该学科教学中的重要环节。人体解剖学考试通常包括理论考试与标本考试两部分，标本考试是解剖学考试的重要组成部分，能够检验学生实践能力。

现有解剖学标本考试目前主要以实物标本在实验室考核的方式进行，考生分组依次进入实验室进行考试。目前也存在无纸化解剖学考试系统，但是现有的无纸化考试系统采用标本的图片来展示人体器官，进行考点的标注。这跟纸质考试在本质上基本无区别，都是平面化展示形式。

当前的解剖学标本考试过程中存在一定弊端：考试需提前准备多个实验室和标本；考试需要多个老师；考试时间长；考核内容局限；标本损坏风险高；因考试不是同时进行，容易泄题，导致考试不能做到公平公正。在现有的无纸化考试系统中，二维标本图片展示方式缺乏标本真实性，而标本考试的关键就是真实立体的标本效果；系统只有标本的部分关键照片，无法对标本所有角度进行360度拍摄，因此标本的部分部位无法呈现；单一的二维照片中展示内容较少，因此命题范围小且命题方式相对单一。

发明内容

本发明实施例中提供了一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法及系统，用以解决目前解剖学标本考试中以上所述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法，该方法包括：

建立标本模型库、内置试题库、用户数据库；

调用标本模型库的3D人体器官标本模型，新增试题；

调用内置试题库或用户数据库中自定义的试题，新增试卷；

新增考试；

接收交卷后的试卷；

评卷并统计得分。

结合第一方面，在第一方面第一种可能实现的方式中，所述建立标本模型库的方法包括：

将人体器官标本以固定角度X为间隔，360度拍摄N张照片，形成图片组一；

将人体器官标本翻转90°重复上述操作，形成图片组二；

将两组图片进行压缩，以拍摄轴为单位将图片组一和图片组二分别导入至三维建模软件，建立密集点云，生成网格和纹理，形成原始3D人体器官标本模型；

对原始3D人体器官标本模型进行减面处理，得到减面后的3D人体器官标本模型；

对减面后的3D人体器官标本模型通过Draco算法进行压缩，形成最终适用于网络传输加载的3D人体器官标本模型；

建立标本模型库。

结合第一方面，在第一方面第二种可能实现的方式中，建立标本模型库的方法还包括采用三维设计软件对原始3D人体器官标本模型重拓扑，或重映射进行修复。

结合第一方面，在第一方面第三种可能实现的方式中，新增试题包括以下方法：

调用标本模型库，选取3D人体器官标本模型，在3D人体器官标本模型中标注出要考核的人体部位；

输入题干、答案和题目解析，形成试题。

结合第一方面，在第一方面第四种可能实现的方式中，在新增试卷时还包括设置试卷的用途、组卷形式、试题数量；所述的试卷用途包括正式考试和模拟练习；所述的组卷形式包括固定试题和随机试题；固定试题的顺序包括固定顺序和随机顺序。

结合第一方面，在第一方面第五种可能实现的方式中，在新增考试时还包括选择考试试卷，设置考试开始和结束时间、考试时长、考试说明、考试规则、评卷方式、发布成绩方式、得分模式和及格线；

所述的评卷包括自动评卷。

本发明第二方面提供了一种基于3D人体器官标本模型解剖学的解剖学考试系统，该系统部署于服务器中，与标本模型库、内置试题库、用户数据库相连，该考试系统包括：管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统；

所述的服务器用于接收并响应管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统的功能请求；

所述的标本模型库包括用于存放3D人体器官标本数据，所述的3D人体器官标本数据包括可任意角度旋转的3D人体器官标本模型和3D人体器官标本模型的名称；所述的内置试题库包括用于存放系统中内置的试题；所述的用户数据库包括用于存放用户创建的数据，包括教师创建的试题、试题答案、试卷、考试，学生的考试分数、考试答案数据、模拟练习错题数据、上报的错误题目数据；

所述的管理员系统向服务器发送功能请求，用于对整个系统进行管理，包括组织管理模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和标本模型库管理模块；

所述的教师系统向服务器发送功能和数据请求，用于对标本模型库、内置试题库和用户数据库的调用，对试卷和考试进行管理，包括试题库管理模块、试卷管理模块、考试管理模块、模拟练习管理模块、成绩管理模块、考试统计模块和错题上报模块；

所述的考生系统向服务器发送功能请求，用于进行考试以及试题练习，包括阅读练习模块、模拟练习模块、错题练习模块、我的考试模块和成绩查看模块；

所述的评卷人系统向服务器发送功能请求，用于对试卷进行评分，包括评卷模块。

结合第二方面，在第二方面第一种可能实现的方式中，所述的组织管理模块用于对组织结构进行树状节点操作，包括新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；

所述的用户管理模块用于在相应组织结构下对用户进行新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；

所述的角色管理模块包括对角色进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理；管理员、教师、考生、评卷人四个角色为内置角色，不能删除；

所述的权限管理模块用于对每个角色进行授权，设置每个角色的权限范围和可操作的功能，并发送给服务器进行相应处理；

所述的标本模型库管理模块用于对3D人体器官标本模型进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理。

结合第二方面，在第二方面第二种可能实现的方式中，所述的题库管理模块用于对试题进行维护操作，包括新增、导入、编辑、删除、导出、查询试题，并发送给服务器进行相应处理；

所述的试卷管理模块，用于对试卷的维护操作，包括新增、编辑、删除、查询试卷，并发送给服务器进行相应处理；

所述的考试管理模块，用于对正式考试的信息维护，包括正式考试的新增、编辑、删除、查询、设置评卷人、发布、查看，并发送给服务器进行相应处理；

所述的模拟练习管理模块，用于模拟练习的信息维护，包括练习的新增、编辑、删除、查询、发布，并发送给服务器进行相应处理；

所述的成绩管理模块，用于对考试成绩的发布和查询，包括成绩发布、查看、导出，并发送给服务器进行相应处理；

所述的考试统计模块，用于服务器进行统计每场考试的信息并显示；

所述的错题上报模块，用于服务器进行统计所有考生在练习过程中的错题，以供管理员或教师修改错题。

结合第二方面，在第二方面第四种可能实现的方式中，所述的阅读练习模块，用于通过选择所需行业和专业进行阅读学习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统；

所述的模拟练习模块，用于选择模拟练习试卷，进行模拟练习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统；

所述的错题练习模块，用于显示模拟练习中做错的试题，可向服务器发送请求查看答案和解析、将做错的题目移出用户数据库；

所述的我的考试模块用于显示每一位考生按要求参加其所在组织的考试，并进入考试；

所述的成绩查看模块，用于在考试完成后向服务器请求查看考试成绩。

本发明第二方面所述的系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。

由以上技术方案可见，本发明结合内置试题库和用户数据库，实现了网上考试系统，不需要采取实际的标本，避免了珍贵标本的损坏，节约了人力物力，可统一时间考试，使得考试公平公正。在评卷时，客观题采用系统自动打分机制，减少了教师的工作量。

本发明实施例还采用了标本模型库，标本模型库包括有3D人体器官标本数据，3D人体器官标本模型能够进行任意角度的旋转，取代了传统解剖学考试的实物标本，与目前的无纸化考试系统相比，能够更直观、多角度、更真实的展示人体标本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于3D人体器官标本模型解剖学的考试方法流程示意图；

图2为本发明实施例所应用的建立标本模型库的方法流程示意图；

图3为本发明实施例所应用的新增试题的方法流程示意图；

图4为本发明实施例所应用的一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试系统结构示意图.

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于3D人体器官标本模型解剖学的考试方法，该方法包括：

S101、建立标本模型库、内置试题库、用户数据库；

S102、调用标本模型库的3D人体器官标本模型，新增试题；

S103、调用内置试题库或用户数据库中自定义的试题，新增试卷；

S104、新增考试；

S105、接收交卷后的试卷；

S106、评卷并统计得分。

如图2所示，建立标本模型库的方法包括：

S1011、将人体器官标本以固定角度X为间隔，360度拍摄N张照片，形成图片组一；

S1012、将人体器官标本翻转90°重复上述操作，形成图片组二；

S1013、将两组图片进行压缩，以拍摄轴为单位将图片组一和图片组二分别导入至三维建模软件，建立密集点云，生成网格和纹理，形成原始3D人体器官标本模型；

S1014、对原始3D人体器官标本模型进行减面处理，得到减面后的3D人体器官标本模型；可以直接使用MeshLab三维几何处理软件进行减面操作。在MeshLab中使用“Filters”-“Remeshing，Simplification and Reconstruction”-“Simplification：Quadric Edge Collapse Decimation(with texture)”操作，将模型的面数降到3W面以内。

S1015、对减面后的3D人体器官标本模型通过Draco算法进行压缩，形成最终适用于网络传输加载的3D人体器官标本模型。

S1016、建立标本模型库。

如果在进行人体器官标本组拍时，图片中有安置架的，需要将拍摄后的照片经过Photoshop等图像处理软件进行抠图，去掉安置支架，只留取标本，同时使用ACDSee等看图工具对图片进行压缩，以加快建模软件的合成过程，提高合成效率。

建立标本模型库的方法还包括采用三维设计软件对原始3D人体器官标本模型或重拓扑，或重映射进行修复。

当对于减面后的3D人体器官标本模型存在不平整或者其他问题的，需要在减面后使用ZBursh等三维设计软件(数字雕刻)对模型进行修理，并使用ZRemesher功能进行模型的重拓扑。

对于纹理有问题的3D人体器官标本模型需要使用Photoshop图像处理软件或者ZBursh三维设计软件的重映射功能进行修改。

如图3所示，新增试题包括以下方法：

S1021、调用标本模型库，选取3D人体器官标本模型，在3D人体器官标本模型中标注出要考核的人体部位；

S1022、输入题干、答案和题目解析，形成试题。

在新增试卷时还包括设置试卷的用途、组卷形式、试题数量；所述的试卷用途包括正式考试和模拟练习；所述的组卷形式包括固定试题和随机试题。

固定试题的顺序包括固定顺序和随机顺序。在固定试题的组卷形式下，试卷题目的内容完全一致；随机试题组卷形式下，从内置试题库中随机加载试题，显示的试题内容有所不同。其中固定试题形式还可选择是否随机顺序，在随机顺序下，试卷试题显示顺序不一样，防止作弊行为。输入试卷中各题型的试题数量，填空题，操作题，简答题。试卷中如果含有主观题，则评卷时需要手动评卷方式进行，如果不含有主观题，则评卷时需自动评卷，进行自动评卷的方法包括：将提交的答案与用户数据库中预设的试题答案进行比对；如果一致则得分，不一致则不得分；对得到的所有分数进行统计，得出总分。

从内置试题库中选择试题，选择的试题数量需要大于等于输入的试题个数，否则保存失败。也可随机选择试题，会根据输入的试题数量自动从内置试题库中选取试题。

在新增考试时还包括选择考试试卷，设置考试开始和结束时间、考试时长、考试说明、考试规则、评卷方式、发布成绩方式、得分模式和及格线；

评卷包括自动评卷。当试题中全为客观题时，系统进行自动评卷，将考生的答案与用户数据库中预存的答案进行比对，如果考生的答案与用户数据库中的答案是相一致的，则答题正确，否则，答题错误。

如图4所示，一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试系统，部署于服务器中，通过网络与标本模型库、内置试题库、用户数据库相连，该考试系统包括：管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统。

服务器用于接收并响应管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统的功能请求。标本模型库包括用于存放3D人体器官标本数据；所述的3D人体器官标本数据包括可任意角度旋转的3D人体器官标本模型和3D人体器官标本模型的名称；所述的内置试题库包括用于存放系统中内置的试题；所述的用户数据库包括用于存放用户创建的数据，包括教师创建的试题、试卷、考试，学生的考试分数、考试答案数据、模拟练习错题数据、上报的错误题目数据。

管理员系统向服务器发送功能请求，用于对整个系统进行管理，包括组织管理模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和标本模型库管理模块。

组织管理模块用于对组织结构进行树状节点操作，包括新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；用户管理模块用于在相应组织结构下对用户进行新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；角色管理模块包括对角色进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理；管理员、教师、考生、评卷人四个角色为内置角色，不能删除；权限管理模块用于对每个角色进行授权，设置每个角色的权限范围和可操作的功能，并发送给服务器进行相应处理；标本模型库管理模块用于对标本模型进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理。

教师系统向服务器发送功能请求，用于对标本模型库、内置试题库和用户数据库的调用，对试卷和考试进行管理，包括试题库管理模块、试卷管理模块、考试管理模块、模拟练习管理模块、成绩管理模块、考试统计模块和错题上报模块。

题库管理模块用于对试题进行维护操作，包括新增、导入、编辑、删除、导出、查询试题，并发送给服务器进行相应处理。试卷管理模块，用于对试卷的维护操作，包括新增、编辑、删除、查询试卷，并发送给服务器进行相应处理。考试管理模块，用于对正式考试的信息维护，包括正式考试的新增、编辑、删除、查询、设置评卷人、发布、查看，并发送给服务器进行相应处理。模拟练习管理模块，用于模拟练习的信息维护，包括练习的新增、编辑、删除、查询、发布，并发送给服务器进行相应处理。成绩管理模块，用于对考试成绩的发布和查询，包括成绩发布、查看、导出，并发送给服务器进行相应处理。考试统计模块，用于统计每场考试的信息，并发送给服务器进行相应处理。错题上报模块，用于服务器进行统计所有考生在练习过程中的错题，以供管理员或教师修改错题。

考生系统向服务器发送功能和数据请求，用于进行考试以及试题练习，包括阅读练习模块、模拟练习模块、错题练习模块、我的考试模块和成绩查看模块。

阅读练习模块，用于通过选择所需行业和专业进行阅读学习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统。模拟练习模块，用于选择模拟练习试卷，进行模拟练习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统。如果试题归属于内置试题库，则上报至管理员系统，如果试题归属于用户数据库，则上报至教师系统。

错题练习模块，用于显示模拟练习中做错的试题，可向服务器发送请求查看答案和解析、将做错的题目移出用户数据库。我的考试模块用于显示每一位考生按要求参加其所在组织的考试，并进入考试成绩查看模块，用于在考试完成后向服务器请求查看考试成绩。

评卷人系统向服务器发送功能请求，用于对试卷进行评分，包括评卷模块。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试方法，其特征是，该方法包括：

建立标本模型库、内置试题库、用户数据库；

调用标本模型库的3D人体器官标本模型，新增试题；

调用内置试题库或用户数据库中自定义的试题，新增试卷；

新增考试；

接收交卷后的试卷；

评卷并统计得分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述建立标本模型库的方法包括：

将人体器官标本以固定角度X为间隔，360度拍摄N张照片，形成图片组一；

将人体器官标本翻转90°重复上述操作，形成图片组二；

将两组图片进行压缩，以拍摄轴为单位将图片组一和图片组二分别导入至三维建模软件，建立密集点云，生成网格和纹理，形成原始3D人体器官标本模型；

对原始3D人体器官标本模型进行减面处理，得到减面后的3D人体器官标本模型；

对减面后的3D人体器官标本模型通过Draco算法进行压缩，形成最终适用于网络传输加载的3D人体器官标本模型；

建立标本模型库。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，建立标本模型库的方法还包括采用三维设计软件对原始3D人体器官标本模型重拓扑，或重映射进行修复。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，新增试题包括以下方法：

调用标本模型库，选取3D人体器官标本模型，在3D人体器官标本模型中标注出要考核的人体部位；

输入题干、答案和题目解析，形成试题。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在新增试卷时还包括设置试卷的用途、组卷形式、试题数量；所述的试卷用途包括正式考试和模拟练习；所述的组卷形式包括固定试题和随机试题；固定试题的顺序包括固定顺序和随机顺序。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在新增考试时还包括选择考试试卷，设置考试开始和结束时间、考试时长、考试说明、考试规则、评卷方式、发布成绩方式、得分模式和及格线；

所述的评卷包括自动评卷。

7.一种基于3D人体器官标本模型的解剖学考试系统，利用权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征是，该系统部署于服务器中，通过网络与标本模型库、内置试题库、用户数据库连接并进行数据交互，该考试系统包括：管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统；

所述的服务器用于接收并响应管理员系统、教师系统、考生系统和评卷人系统的功能请求；

所述的标本模型库包括用于存放3D人体器官标本数据，所述的3D人体器官标本数据包括可任意角度旋转的3D人体器官标本模型和3D人体器官标本模型的名称；所述的内置试题库包括用于存放系统中内置的试题；所述的用户数据库包括用于存放用户创建的数据，包括教师创建的试题、试题答案、试卷、考试，学生的考试分数、考试答案数据、模拟练习错题数据、上报的错误题目数据；

所述的管理员系统向服务器发送功能请求，用于对整个系统进行管理，包括组织管理模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和标本模型库管理模块；

所述的教师系统向服务器发送功能请求，用于调用标本模型库、内置试题库和用户数据库中的数据，对试题、试卷和考试进行管理，包括试题库管理模块、试卷管理模块、考试管理模块、模拟练习管理模块、成绩管理模块、考试统计模块和错题上报模块；

所述的考生系统向服务器发送功能请求，用于进行考试以及试题练习，包括阅读练习模块、模拟练习模块、错题练习模块、我的考试模块和成绩查看模块；

所述的评卷人系统向服务器发送功能请求，用于对试卷进行评分，包括评卷模块。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述的组织管理模块用于对组织结构进行树状节点操作，包括新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；

所述的用户管理模块用于在相应组织结构下对用户进行新增，编辑，删除，导入，并发送给服务器进行相应处理；

所述的角色管理模块包括对角色进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理；管理员、教师、考生、评卷人四个角色为内置角色，不能删除；

所述的权限管理模块用于对每个角色进行授权，设置每个角色的权限范围和可操作的功能，并发送给服务器进行相应处理；

所述的标本模型库管理模块用于对3D人体器官标本模型进行新增、编辑、删除操作，并发送给服务器进行相应处理。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述的题库管理模块用于对试题进行维护操作，包括新增、导入、编辑、删除、导出、查询试题，并发送给服务器进行相应处理；

所述的试卷管理模块，用于对试卷的维护操作，包括新增、编辑、删除、查询试卷，并发送给服务器进行相应处理；

所述的考试管理模块，用于对正式考试的信息维护，包括正式考试的新增、编辑、删除、查询、设置评卷人、发布、查看，并发送给服务器进行相应处理；

所述的模拟练习管理模块，用于模拟练习的信息维护，包括练习的新增、编辑、删除、查询、发布，并发送给服务器进行相应处理；

所述的成绩管理模块，用于对考试成绩的发布和查询，包括成绩发布、查看、导出，并发送给服务器进行相应处理；

所述的考试统计模块，用于服务器进行统计每场考试的信息并显示；

所述的错题上报模块，用于服务器进行统计所有考生在练习过程中上报的错题，以供管理员或教师修改错题。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述的阅读练习模块，用于通过选择所需行业和专业进行阅读学习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统；

所述的模拟练习模块，用于选择模拟练习试卷，进行模拟练习，并且可将错误的试题、答案、解析上报至管理员系统或教师系统；

所述的错题练习模块，用于显示模拟练习中做错的试题，可向服务器发送请求查看答案和解析、将做错的题目移出用户数据库；

所述的我的考试模块用于显示每一位考生按要求参加其所在组织的考试，并进入考试；

所述的成绩查看模块，用于在考试完成后向服务器请求查看考试成绩。