虛擬現實技術在現代中醫教學環境中的應用

卜景旭

北京衛生職業學院

虛擬現實技術在現代中醫教學環境中的應用

卜景旭

北京衛生職業學院

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)一詞最早是由美國 VPL 公司的創建人Jaron Lanier 提出的。狹義的虛擬現實技術主要是指通過計算機與立體眼鏡、傳感手套等傳感輔助設備進行數據交換，使人們得到相應的視覺、聽覺、觸覺、力覺甚至嗅覺等感官信息，從而建立三維信息的人工環境，產生逼真的三維現實感覺。廣義的虛擬現實的涵義已經得到大大的擴充，它不僅包括狹義的內容，還泛指一切與之有關的能夠實現模擬仿真的軟硬件，以及所使用的技術與方法。

一.虛擬現實技術在中醫教學中的引入和發展

虛擬現實技術在美國已被研究了將近五十年了，但應用到教育教學中是近三十年的事。美國較早的將虛擬現實技術引入課堂。醫學教育與其它學科的教學手段有所不同，尤其是中醫教學，它不僅要向學習者傳授醫學知識，更要注重實踐動手能力的培養。傳統醫學的教學模式已遠遠跟不上知識更新的速度，許多抽象的教學內容難以表達，許多實踐性強的教學內容和情感體驗在教學過程中難以實現，而且實驗教學資源有限、某些醫學實驗危險性大、臨床實踐機會不多，這些矛盾都嚴重影響著醫學教育的質量和效果。虛擬現實系統具有三個重要特征：臨境性，交互性，想象性。這些特性對解決上述問題非常有幫助。作為一名在中醫藥教育領域的從業者，筆者認為：如果將虛擬現實的技術引入到中醫教學領域必將給這個教育領域注入了新的活力，從而引起教學手段和教學方式的變革。

目前由于虛擬現實技術有了長足的進步，在醫學方面的應用也是有目共睹的。據統計，市場上的虛擬現實應用系統中就有60%個應用于醫學。因此，虛擬現實技術在醫學教育中的應用研究也就顯得尤為重要。同時也涌現了許多積極的案例，比如在2016年6月7日，好醫術VR團隊和上海六院張長青院長合作，第一次在國內實現VR手術APP直播，通過好醫術APP向來自20個省區3000多位執業醫師進行了手術的現場直播，醫生們第一次體驗到VR技術給醫學教育帶來的便利與創新。

二.虛擬技術在中醫教學中的應用場景

虛擬現實技術應用于醫學教育的領域有：基礎醫學、臨床醫學、中醫學、醫學遠程教育等多種。在中醫學教學中的應用分以下兩個方面：

針灸學是中醫臨床教學實踐操作的重要方面，針灸治病是根據病變部位和性質等，選取最佳的穴位和確定最佳的刺激方法、最適宜的刺激量，從而獲得最有效的針灸治療效果。由于針灸操作中存在著交互性，所以利用虛擬現實的關鍵技術，如動態環境建模技術、立體顯示和傳感器技術、實時三維圖形生成技術，是解決針灸教學和研究復雜問題的重要途徑。、虛擬現實技術利用真實的人體數據集，運用信息技術建立數字化的人體計算機模型，為針灸研究與教學提供形象而真實的模型。在針灸手法教學上，以往培訓一位技藝高超的針灸醫生，要長時間在患者身上積累針刺手法的經驗和技巧。這種“練手藝”的過程，可以通過虛擬現實技術提供模型進行演練完成。

脈診是中醫學特色的診病方法之一，在臨床上有豐富的經驗和知識可借鑒，具有經受千錘百煉的客觀效果。脈象儀是脈診中重要的儀器設備，人們對它的研究已有多年，但由于其成本高、操作不靈活、模擬人體三指脈診法不夠真實等缺點沒有得到廣泛的推廣，只能用于科研和教學。由于虛擬現實技術的出現，近年來人們在研究儀器、儀表領域有了很大的突破，打破了原有儀器模擬、傳送、顯示等方面的限制，使學習者可以方便靈活的使用、維護。采用基于虛擬現實技術開發中醫三指脈象儀可以充分地利用現有的計算機軟件和硬件資源 提升脈象儀各種功能和性價比，適合用于臨床診斷與電子病歷等。

遠程教學，在現代醫學遠程教育中，虛擬現實技術的最大優勢是它和仿真模擬結合起來，既能創造出逼真的情景，模擬出不同條件下的救治，還能避免真實操作所帶來的各種危險，使教學更加貼近實際，既突出了對學習者心理素質的訓練，又擴大了學習者的體驗和對現實救治的經驗等。

三.虛擬現實技術在中醫學教育中的應用價值

3.1 將抽象的理論問題形象化，激發學生的學習興趣

VR技術可以再現實際生活中無法看到的自然現象或事物的變化過程，為學習者提供生動的、逼真的感性學習材料，幫助學習者解決學習中的知識難點。VR技術有助于培養學生的學習興趣，拓寬學生的知識面，有效地充實理論知識學習。在虛擬實驗中學生把虛擬環境與真實相比較，在合作的基礎上進行探究，發展醫學領域的概念、解決問題的基本技能以及從虛擬真實情境遷移的能力，必將產生極大的教育價值。

3.2 打破教學空間和時間的限制

虛擬現實技術徹底打破了空間的限制，學習者可以直接進入物體的內部進行動態觀察。如藥學課程中藥物的分子結構與化學反應，傳統的授課就是教師向學習者口頭表達它的反應過程，而虛擬現實技術則把學習者帶入了分子反應的內部，以獲得真實感受和第一手概念資料，大大提高他們的學習效率。比如生物遺傳學中的某些遺傳定律，利用虛擬現實技術在一堂課內就可以完成動物需要幾個月內的變化。

3.3 因材施教、因人施教，提供自主的學習環境

傳統的醫學教學模式下，教師就只提供了一種教學計劃，這樣就使所有的學習者必須同一步驟同一進度的進行學習，不利于個性化發展。虛擬現實技術所提供的人機交互的虛擬場景適用于個性化學習，每個學習者可以根據自己的實際情況選擇適合自己難易程度的學習內容、制定自己的學習計劃，以取得因材施教的效果。這種因人施教、因材施教的方式給學習者提供了更大的學習空間，培養出高素質的綜合型人才。

3.4 彌補教學資源的不足

在實驗教學中，由于實驗設備、場地及經費等方面的因素，使一些應該開設的實驗項目無法進行，不能滿足實驗教學的需要。在虛擬的學環境中實驗設備可以重復使用，且不會有任何物理上的損耗，最大程度的節約了教育教學資源，彌補了傳統教學環境的不足。

四.展望

虛擬現實技術應用于醫學教育是教育技術研究的一個重要方向。有效整合現有的醫學教育資源，幫助學生獲取醫學知識、精進臨床技術、培養科研思維，促進了醫學教育的改革創新。

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