人體解剖生理學課程中虛擬現實技術的應用

胡亞

摘 要 虛擬現實技術的發展由來已久，又被學界稱之為“臨鏡”技術，可以搭建虛擬環境，再現出真實、立體的情境，受到了教育、醫學、藝術界的高度重視，在醫學教育領域中，也得到了初步使用。本文從“人體解剖生理學”課程的教學目的出發，分析了虛擬現實（VR技術）的具體應用。

關鍵詞 虛擬現實（VR技術） 人體解剖生理學 運用

中圖分類號：R322文獻標識碼：A

0引言

人體解剖生理學是藥學專業的一門基礎教育內容，研究對象是人體形態、人體功能，對學生空間思維能力要求較高。由于學生在此前并沒有接觸過相關的知識，面對抽象的書本，很難理解人體結構與生理功能，為此，我們嘗試在這門授課內容中采用虛擬現實技術，解決了書本內容抽象的問題。

1虛擬現實技術（VR技術）的概念與特點

虛擬現實技術是建立在計算機、互聯網基礎上發展而來，能夠對各類模型做出仿真，實現“身臨其境”，彌補了傳統三維動畫的不足，交互性、表現力更為理想。“虛擬現實技術”、“網絡教育”、“多媒體教育”并稱之為新時期教育領域的代表技術，相比于其他兩種技術，虛擬現實技術具有更好的發展前景。通過虛擬現實技術的應用，讓學生直接“觸摸”、“操作”，在人體解剖生理學中，應用虛擬現實技術，能夠模擬人體結構，通過其固有的“交互性”、“多感知性”優勢，為教師教學、學生學習提供了很好的輔助。

2人體解剖生理學應用虛擬現實技術（VR技術）的教學改革研究

2.1在課程內容中的應用

2.1.1在心血管解剖中的應用

心血管解剖是人體解剖生理學中的難點，在血液流動過程中，心臟的狀態又會發生變化，這一內容具有極強的邏輯性。在“心血管解剖”內容的傳授上，即可應用“VR技術”來建立模型，幫助學生通過肉眼清晰觀察到血液流動過程，還有心室、心房等內容的變化過程。除了能夠直觀看到影像變化，聽到心音，還能學習心音內容，理解心血管解剖的相關知識。

2.1.2人眼生理教學中的應用

人眼是人體中結構最為復雜的一項內容，由于人眼尺寸小，傳統的說教式教學模式效果不佳，平面解剖圖無法幫助學生從系統上理解人眼生理結構。在人眼生理教學中，也可以借助虛擬現實技術來構建“玻璃體”、“細角膜”、“晶狀體”、“鞏膜”的等結構，對人眼生理過程進行仿真，讓學生在物理模型中觀察各項內容。對于無法掌握、理解的內容，學生可以在課后重復學習，不會受到課堂環境和課堂學習時間的約束。

2.1.3人耳教學中的應用

人體耳部結構復雜、體積小，通過虛擬現實技術能夠構建耳部三維模型，通過其中漫游功能的應用，學生可以清晰觀察到人耳結構，顯示耳部空間關系。

2.2在實驗教學中的應用

在人體解剖生理學課程中，實驗也是一個必不可少的內容。傳統實驗類型有兩類：（1）課堂演示實驗。這是配合教學內容為學生展現實驗現象、實驗原理，幫助其掌握實驗過程，深刻理解人體解剖生理學的內容;（2）實驗室操作。實驗室操作是配合課堂教學開展的實驗活動，由學生自主操作，掌握步驟、了解原理、分析現象。人體解剖生理學課程既有運動狀態、空間結構，也有難度較高的數量分析，要讓學生對這些結構熟記于心，必須要調動他們的形象思維，實驗正是調動形象思維的有益方法。傳統實驗教學對場地、時間等均有嚴格要求，加上器材、設備的限制，很難確保每一個學生都能完成操作，與之相比，虛擬實驗室成本低廉、節約了藥品、實驗、設備費用，省去了實驗者的簡單重復勞動，利用各類新技術的優勢發揮出實驗室的共享學習功能，且容易維護，有效解決了傳統實驗室的種種問題。

借助虛擬現實技術可以構建虛擬實驗，在操作前，學生可以先通過虛擬實驗來掌握實驗過程、原理和具體內容。在逼真的虛擬實驗環境中，學生可以操作各類儀器，觀察實驗狀態，得出結果，對于在真實實驗室中不便于演示的實驗，也能借助虛擬實驗室來模擬。在課后，通過網絡與虛擬現實技術的接入，學生可以通過點擊網站來進行實驗，師生之間實現了即時交流、互動以及數據設備的共享，即便學生畢業后離開學校，也能借助這種方式學習，滿足了終身學習的要求。虛擬實驗室讓靜態的內容變得動態化，簡化了復雜的問題，也降低了人體解剖生理學的教學難度，如“人腦外觀”、“顱的組成”、“側腦室位置”、“側腦室分布”、“背側丘腦、內囊之間的位置關系”等等，此類內容，直接講解，學生很難實現立體認識，通過虛擬實驗室，即可通過立體化的模式來強化實驗教學的視覺呈現質量，讓學生在頭腦中構建立體概念。

實踐顯示，虛擬實驗室的構建，能夠將學生左腦、右腦相結合，改變了以往人體解剖生理學中的照本宣科教學問題，刺激學生的創造性，實現“感知”、“認知”之間的融合，幫助學生從多角度全方位的獲取信息。

3結語

虛擬現實技術已經在教育、醫學、藝術領域有深遠應用，通過在人體解剖生理學教學這門課程中的推廣，可顯著增強學生興趣。虛擬現實技術具有真實、精度高、人機互動性理想的特點，但是，目前來看，很多虛擬現實設備還不完善，處理能力、數據建模能力還有待提升，在下一階段下，需要加強研究，完善現有的圖像處理技術，讓虛擬現實技術在人體解剖生理學上的應用能夠朝著“形象”、“智能”、“開放”的方向發展，提高醫學教育工作的質量。

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