虛擬現實技術在中醫針灸教學中的運用※

蔡曉雯 黃 泳 曲姍姍 鐘 正

(南方醫科大學中醫藥學院2013級本科生，廣東 廣州 510515)

虛擬現實技術在中醫針灸教學中的運用※

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(南方醫科大學中醫藥學院2013級本科生，廣東 廣州 510515)

虛擬現實(VR)技術是現代科技的顯著進步，也是社會熱點之一。把VR技術與中醫針灸教學進行有機結合，將對推動中醫針灸國內外教育起到更大的促進作用。本文從VR技術、國內外VR虛擬教學現狀以及VR技術應用在中醫針灸教學中的設想幾個方面，介紹并探討了VR技術與中醫針灸教學相結合的必要性。

教育，針灸；教學

1 南方醫科大學中醫藥學院針灸推拿教研室，廣東 廣州 510515

中醫針灸歷史悠久，隨著習近平總書記提出“中醫藥是中華文化偉大復興先行者”，要“推動中醫藥走向世界”后，越來越多的人對中醫產生了濃厚的興趣，作為中醫特色療法之一的針灸療法也受到許多海外人士的推崇。對此，中醫針灸的教學和臨床技能的訓練需要進一步完善和提高，其中將虛擬現實(virtual reality,VR)技術應用到中醫針灸的教學中就是一大亮點。VR技術是當代前沿科技之一，將其與中醫針灸進行有機結合，將有利于提高教學效率，推廣中醫針灸的普及和應用。

1 VR技術概述

20世紀60年代，伊凡·蘇澤蘭(Ivan Sutherland)在自己的論文中首次提出虛擬現實系統的思想，而VR一詞則由美國VPL公司創始人杰倫·拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代正式提出。VR技術是一種新的人機交互接口，結合計算機圖形學、傳感器技術、動力學、光學、人工智能及社會心理學等多領域成果，以計算機技術為核心，通過多媒體和三維技術生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境(virtual environment，VE)。用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生親臨等同于真實環境的感受和體驗[1-2]。目前市場上的VR產品主要分為頭戴設備、非頭戴設備和手套，其中頭戴VR設備是虛擬現實的主要形式，通過沉浸式的頭盔或者VR眼鏡，用戶可以直接置身于虛擬世界中，獲得較為直觀的體驗[2]。

VR技術最早運用于航天與軍事部門，且其最新研究成果也率先用于航天和軍事領域[2]。國內對于此項技術的研究相比國外開展得較晚，自20世紀90年代起，一批重點實驗室開展了長期基礎研究，如北京航空航天大學虛擬現實技術與系統國家重點實驗室、浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室、北京理工大學光電學院研究團隊等[3]。如今VR技術的運用已逐步擴展至通信、醫療、教育、娛樂等方面，隨著科技的不斷創新，將會有更大發展空間。

2 VR技術在教學中的應用現狀

VR技術在教育方面的應用主要集中在實驗教學和遠程教育方面。目前，國外的一些公司已經研究出來應用虛擬現實技術的教育系統，并且在一些學院進行推廣。美國是VR技術最先進也是最早將VR技術與教學相結合的國家[1]。例如zSpace公司不僅推出了桌面虛擬現實操作系統，使學生能通過操縱虛擬3D物體以增強學習體驗，還成立了專門的STEAM(science科學，technology技術，engineering工程，art藝術，mathematics數學)實驗室，幫助學生利用zSpace STEAM實驗室課件進行學習[4]。其余的例如卡耐基·梅隆大學、密歇根州立大學、麻省理工學院等高校都開發了虛擬實驗室及教學平臺，以多樣化的教學技術豐富課堂學習，提高學生的學習參與度。盡管國內對VR技術的研究起步較國外晚，在人才引進、硬件設施、軟件內容等方面受到一定的限制[2]，但國家相關部門已對此表示高度重視，將對VR技術的研究計劃納入“十一五”國家科技支撐計劃、國家自然科學基金委員會計劃、國家高技術研究發展計劃等，國內一些重點院校也已積極投入到了這一領域的研究工作[1，3]。現在VR技術在國內尚未普及，技術主要服務于軍用領域，民用領域應用不多，內容較少，設備較貴，在逐步推廣至高校或針對專業人士的教學過程中，還需要進一步提升技術，降低生產和使用成本。

3 VR技術在中醫針灸教學中的運用設想

因為VR技術能使學習者得到更為真實的感受，能進行重復性操作而避免傳統道具的磨損和折舊，從而獲得更為充分的訓練，所以VR技術在醫學學習與操作中有著較好的發展前景。而中醫針灸的從醫者同樣需要大量的經驗積累，將VR技術融入中醫針灸的教學過程中，不僅能激發學生學習興趣，還能對學科和行業的現代化發展起到促進作用。綜合長期的教學經驗，我們對VR技術在中醫針灸教學中的運用提出以下設想。

3.1 初級學習型VR 中醫針灸初級階段的學習包括中醫診斷學、經絡腧穴學、刺法灸法學、推拿學等。初級學習型VR教學應與課本知識相結合，可做一定拓展，以助學生思維的發散。中醫診療基于四診合參，中醫診斷學中一大學習重點是四診合參，即對望診、聞診、問診、切診的學習。通過頭戴式設備、耳機和麥克風以及觸覺反饋手套等工具，學生可在仿真環境中完成：望診，觀察“患者”病癥的外在表現；問診，詢問“患者”的主觀感受；聞診和切診，對“患者”進行初步的體格檢查等。由于針灸學與人體解剖的關系密不可分，VR的3D人體可視化大大方便了這2個科目的教學。在針灸學方面，教師講述腧穴、經絡定位及主治作用的時候，學生可在模擬3D人體解剖圖像上進行精確定位，了解其解剖結構，利用三維空間跟蹤定位器[5]進行點穴操作，為后期學習刺法灸法學和針灸治療學打下基礎。初級階段的VR教學需涵蓋本科教學的基本知識點，利用初級操作以及交互應用，彌補傳統課堂的不足，使學生較充分地掌握課本知識。

3.2 綜合提高型VR 在完成初級階段教學后，教師可提高教學內容的復雜性和多樣性，利用綜合提高型VR教學使學生得到更加深層次、多角度的學習。此階段的教學主要基于臨床實際病例，將一些常見病、多發病的癥狀、體征設定為參數，結合虛擬人體模型，建立仿真醫療情境。教師根據臨床經驗以及學生水平選擇相應難易度的病例進行教學，培養學生的臨床綜合思維，提高教學效果。在仿真情境中，學生利用所學基礎知識對“患者”進行四診合參、中醫辨證以及鑒別診斷后，提出適宜的治療方案，采用中醫中藥以及針灸等手段來治療。為了使模擬更加真實，每個病例還可添加后期“患者”病情的演變以及“患者”的復診，使學生根據不同的證候調整治療方案，以提高教學效率。在四診合參和辨證論治的綜合訓練過程中，教師應仔細觀察，總結點評學生診病和操作過程中的優缺點，啟發學生思考并學習治療方案的構建以及治療的實施，培養學生的臨床綜合能力。此類型VR可為知識學習和臨床見習、實習之間的過渡階段提供幫助，緩解學生面臨見習、實習的緊張情緒，同時增加教師和學生之間的互動，減輕門診見習教學壓力。

3.3 游戲型VR 現代生活活動日漸豐富，然而碎片時間也逐漸增多。VR技術在輔助課堂教學以外，還能將這些課余時間充分利用起來，作為課堂的延伸。中醫針灸的學習需要大量的記憶，例如熟記經絡腧穴定位和功效主治等，將這些內容設計成游戲任務，學生利用游戲型VR即可隨時隨地、在碎片時間中相對輕松地進行知識鞏固。這種寓教于樂的方式能夠激發和保持學生的學習興趣，達到事半功倍的效果。目前游戲類VR技術、程序及其配套設備已經較為成熟，將其運用于第二課堂將有良好的前景。

3.4 執業醫師考試模擬 除了教學方面，VR技術在考試模擬、醫學培訓等項目中也大有用武之地。例如為了中醫、中西醫執業醫師考試中的實踐技能訓練，傳統操作訓練往往受道具、場地、時間等諸多因素的制約，而VR技術則解決了以上問題。對于執業醫師考試中第二站的實踐技能考核，VR技術可進行全程的模擬，并根據考生的需要調整訓練方案。

目前一些針對執業醫師考試開發出來的VR系統仿真度已達到較高水平，通過對考場實景的模擬，考生能夠得到較為充分的訓練。VR考試模擬系統不僅節省了用人和場地，在減少培訓費用投入的同時還能獲得良好訓練效果，其優越性和效果均高于傳統的訓練方式。

3.5 繼續教育專題 VR技術可以在醫學繼續教育中為在職醫務人員的深造提供幫助，使其更好地學習新理論、新知識、新技術、新方法，不斷提高專業工作能力和業務水平。運用VR技術，醫務工作者可了解到學科以及行業的最新進展，例如各種新型針灸技術和各家各地針灸流派等，開拓視野；還可根據工作與個人深造需求，結合社會熱點，選擇不同的專題進行學習，例如針灸減肥、針灸美容等。以VR為教學手段的繼續教育主要包括理論培訓、觀摩培訓、臨床技能訓練等，其中在3D情景中的觀摩培訓能使醫生在異地遠程學習臨床技能操作、手術示教和專家會診過程等視頻資料；在掌握了理論知識后，醫生可在VR中的虛擬診室和手術室中對“患者”進行診療[6]。VR技術與醫學繼續教育相結合可豐富教學資源，滿足廣大醫務人員的個性化需求。這將成為青年醫師臨床技能培訓的一個有效途徑，更能促進學科以及行業的長遠發展。

綜上所述，VR技術作為一項科技含量較高的高端技術，相比于傳統教學方法，教學內容豐富度更高、師生互動性更強、學生參與度更高，在中醫針灸的教學中具有較好的應用前景。但由于技術水平的限制，目前的應用還很有限。隨著國家研究的投入加大，VR技術將會對中醫針灸教學產生深遠的影響。

[1] 郭勇陳，賈佳麗，王皎琳,等.VR技術在高校經管類實驗教學中的應用研究[J].實驗室科學，2016，19(2):70-75.

[2] 張良杰，朱麗敏，鐘石根,等.VR技術現狀與應用領域研究[J].傳感器世界，2017，23(5):26-31.

[3] 趙沁平，周彬，李甲,等.虛擬現實技術研究進展[J].科技導報，2016，34(14):71-75.

[4] 劉園.VR技術在教育領域的研究與應用[J].電腦知識與技術，2016，12(16):207-208.

[5] 李強，王雪婧.VR技術在中醫針灸取穴中的應用[J].亞太傳統醫藥，2016，12(23):75-76.

[6] 盧永平.慕課+虛擬現實:助力繼續醫學教育培訓模式升級[J].繼續教育，2017，31(1):44-46.

中醫教育

10.3969/j.issn.1002-2619.2017.11.037

R-42

A

1002-2619(2017)11-1758-03

※ 項目來源：2013—2014年南方醫科大學本科教學改革發展工程建設；南方醫科大學2015年混合式教學改革課程建設；南方醫科大學2016年度高水平大學-創新人才培養項目

△ 通訊作者：南方醫科大學中醫藥學院針灸推拿教研室，廣東 廣州 510515

蔡曉雯(1994—)，女，本科在讀。研究方向：中醫學(針灸推拿)專業。

2017-07-15)

李珊珊)