虛擬現實技術在西醫院校針灸學教學中的應用探索

許嘯虎 鄭翠紅 劉艷娟 余玲玲 宋坤琨 黃冬梅

1.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院中西醫結合科，湖北武漢 430030；2.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院中西醫結合研究所，湖北武漢 430030

針灸學是中醫學教學體系的重要組成部分，是以中醫理論為指導、研究經絡腧穴和刺灸方法、運用針灸防治疾病的一門學科[1]。其中既包含中醫基礎理論，又涵蓋內、外、婦、兒科及西醫解剖學知識，是一門理論與實踐緊密結合的臨床學科[2]。因此，提高針灸學教學質量對于培養合格的綜合性醫學人才十分必要。虛擬現實（VR）技術通過最新的電腦科技及軟件技術手段，生成全方位多感官的認知環境，使用者可以通過一定的輸入輸出設備直接與其進行交互操作，從而達到身臨其境的感覺[3]。如今在航空航天、建筑設計、軍事訓練等領域，VR 技術的應用已經比較普及，而在醫學教育領域，VR 技術也已應用于全身解剖模型、醫學圖像模擬、康復輔助治療，甚至一些外科手術的操作訓練中[4-7]。一些中醫藥院校已經嘗試將VR 技術運用于針灸教學中，取得了不錯的效果。目前大部分西醫院校也已經開展了針灸學教學，但是普遍存在教學課時少、實踐操作少、學生學習興趣少的問題，嚴重影響教學質量，這就需要我們對教學方式進行一些嘗試和改良。因此，本研究對VR 技術在西醫院校針灸學教學中的應用效果進行探索。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為華中科技大學同濟醫學院2016 級和2017 級中西醫結合專業本科班，共24 名學生，采用隨機數字表法按1∶1 比例將其隨機分為兩組，VR 教學組和對照組。兩組學生性別、年齡、中醫基礎理論成績比較，差異無統計學意義（P ＞0.05），具有可比性。見表1。

表1 兩組學生一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 教學內容 教材選用“十三五”全國中醫藥高等教育教材《針灸學》（第3 版）[1]。兩組受試學生均由相同的具有豐富教學經驗的教師講授，選取第三章第7 節足太陽膀胱經經絡腧穴部分，分別進行6 個課時的教學。根據教學大綱，先由教師制訂教學內容，撰寫課件，課件內容主要包括腧穴定位、功效、針刺操作手法等。教師在課前將教學內容告知學生，學生課外自行預習教學內容。

1.2.2 教學方法 VR 教學組采用中醫經絡穴位虛擬可視化教學應用系統（湖北中醫藥大學、武漢大學聯合開發）教學，教師首先通過該系統對相關腧穴、經絡定位、解剖結構在3D 模擬人體模型圖像上進行精確定位并講解，使學生從多角度、更立體、更全面地了解穴位位置、經絡循行以及其與骨骼肌肉的關系。同時對于重點穴位，由教師講述臨床功效，并通過針刺模擬器具演示針刺該穴位的操作過程。然后由每位學生佩戴VR 技術視覺傳導設備，根據教師演示過程及提問找出相應穴位，并通過針刺模擬器具完成進針、行針等一系列過程，即完整的針灸操作。教師針對學生具體操作中的問題，進行有針對性的補充講解。對照組教師通過傳統PPT 投影配合人體經絡穴位模型等方式，對相關腧穴、經絡定位、功效進行講解，采用針灸器具演示針灸操作過程，教師針對學生課堂提問進行答疑和補充。

1.3 觀察指標

為客觀評價VR 技術教學模式的效果，將采用問卷調查、隨堂測試和筆試考核相結合的方式。問卷調查表由華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院中醫學教研室組織教師共同制訂并經相關專家審閱，該量表的Cronbach′s α 系數為0.95，KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值為0.79，具有較高的信效度。問卷調查內容包括所接受的教學方法是否能夠激發學習興趣、提升學習效率、參與課堂互動、掌握理論知識、提高實踐能力、培養自學能力、擴展學習思路和提高教學滿意度等方面，采用無記名方式，由每位學生在課后自行單獨填寫并統一回收。

隨堂測試由教師在完成課程教學后隨機提出穴位名，由學生回答穴位定位、功效及操作手法，教師根據回答判斷是否合格。筆試考試采取閉卷方式統一命題考試，每位學生均單獨完成，考試題型以選擇題為主，以考查學生知識掌握情況。

1.4 統計學方法

數據采用SPSS 21.0 統計軟件進行處理。計量資料用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t 檢驗，計數資料組間比較采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生問卷調查結果比較

本研究共發放問卷調查表24 份，回收24 份，回收率為100%。問卷調查結果顯示，VR 教學組在激發學習興趣、參與課堂互動、提高實踐能力及教學滿意度方面比例高于對照組，差異有統計學意義（P ＜0.05）。兩組在提升學習效率、掌握理論知識、培養自學能力及擴展學習思路方面比較，差異無統計學意義（P ＞0.05）。見表2。

表2 兩組學生問卷調查結果比較[名（%）]

2.2 兩組學生隨堂測試合格率和理論考核成績比較

VR 教學組隨堂測試合格率高于對照組，差異有統計學意義（P ＜0.05）。兩組理論考核成績比較，差異無統計學意義（P ＞0.05）。見表3。

表3 兩組學生隨堂測試合格率和理論考核成績比較

3 討論

針灸作為中國傳統醫學的重要組成部分，又是臨床診療的常用手段，在當前醫療體系中發揮著重要作用[8]。由于其具有“簡便效廉”的特點，越來越受到臨床重視，這就要求我們培養的醫學生不僅要具有扎實的理論知識，還要有較強的臨床操作能力[9]。但是長期以來，針灸學教學基本是以教師為主導，教師根據教學大綱對知識點逐一介紹這一“灌輸”式模式進行[10]。特別是對于西醫院校學生來說，針灸教學內容中比如經絡、腧穴、主治功效等概念太過抽象，難于理解和記憶。學生基本靠死記硬背來應付考試，學過即忘，整個教學過程枯燥無味，難以引起學生學習針灸的興趣[11]。另一方面，西醫院校針灸操作實踐課時少，又受到學生數量、教學工具、場地條件等限制，基本通過教師演示腧穴定位、取穴方法和針刺手法后完成針灸操作教學，學生缺乏主動練習和實踐的機會[12]。這就導致培養的學生“高分低能”，今后一旦涉及臨床運用時，往往“心中了了，指下難明”，很難保證以后可以很好地服務于臨床。這一理論教學與臨床實踐脫節的現象普遍存在，并且在西醫院校針灸教學中尤為明顯，嚴重影響針灸科目的教學質量[13]。因此，如何更好地在西醫院校開展中醫針灸學教學顯得尤為重要[14]。

VR 技術早期應用于航天與軍事領域人員培訓，隨著國內相關領域技術成果的開發，其運用范圍已擴展至醫學教育領域?？梢灶A見，VR 技術的日益成熟完善對于中醫藥相關學科的教學將產生深遠影響[15]。目前，基于VR 技術的中醫相關教學系統和針灸教學課程在我國部分中醫藥院校中已經開發完成并試行開展，取得了不錯的反響[16-19]。該系統可以將穴位、經絡循行及其與骨骼肌肉的關系在虛擬的人體模型上實時顯現，使學習者易于記憶[20-22]。同時，通過模擬針具控制虛擬針灸針的運動，以此模擬針刺進針、行針等一系列過程，實現完整的針灸操作，使學習者易于理解與掌握。因此，在西醫院校進行VR 技術針灸教學的探索和實踐勢在必行。首先，將VR 技術運用于西醫院校針灸學教學，一方面可以將穴位、經絡循行以立體形式直觀形象地呈現出來，使針灸的學習由抽象轉為生動，學生身臨其境，增加其學習針灸的興趣[23-24]。另一方面，它又為學生提供生動、逼真的操作環境，使學生在虛擬環境中操作針刺，調動其學習針灸的積極性[25]。其次，學生可以在虛擬環境中扮演醫師角色，針對病癥辨證取穴，并模擬完成整個扎針過程，以此反復練習持針、進針、行針手法，從而增強實踐操作能力，促進理論與實踐相結合。此外，對于西醫院校醫學生而言，針灸學教學內容抽象難懂，傳統的針灸教學主要通過語言講解，學生缺乏切實感受，往往突擊記憶應付考試，考過即忘。虛擬現實突破原有言語教授的局限性，又可以與PBL、慕課、案例等教學方式相結合，使針灸教學更有針對性、生動性、實用性，從而全面提升教學效果。而教師可以通過多媒體課件進行教學內容介紹，動畫視頻播放展示針灸操作過程，針灸器具演示使學生親身感受針感，VR 技術系統進行實際操作、考試，充分利用各種教學設備，使學生能在較短的時間內理解和掌握教學內容，提高教學質量。

本研究結果顯示，學生對于VR 技術教學模式在激發學習興趣、參與課堂互動、提高實踐能力以及教學滿意度方面比較認可。提示相對于傳統講授式教學，將VR 技術運用于針灸學教學對于調動學生學習針灸知識積極性有一定幫助，有助于提高針灸實踐操作能力，激發學習興趣，學生對于這一教學模式普遍能夠接受。VR 技術在提升學習效率、掌握理論知識、培養自學能力及擴展學習思路等方面雖有改變，但與傳統教學模式相比差異不明顯。然而，本研究還存在一些不足之處。首先是納入研究樣本量較少，一方面是由于西醫院校中西醫專業學生數量較少；另一方面受VR技術設備數量和教學時間限制，無法同時大范圍開展研究，可能對研究結果產生影響。其次，VR 技術教學學時較少，無法觀察教學效果是否存在持續性，需要后期增加教學課時，跟蹤學生學習效果。此外，運用VR 技術教學法對授課教師提出了更高的要求，授課教師不僅要具有豐富的針灸教學經驗，掌握針灸的理論知識，還要熟悉VR 技術教學系統以及與計算機仿真有關的跨學科知識。目前尚在相互磨合階段，可能對教學效果有一定影響，需后期合理安排教學流程，加強教師培訓，提高整體教學水平和教學效果。

綜上所述，VR 技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，使學生從傳統的知識技能接收者成為一名參與者。本項目作為探索性研究，初步反映出將VR 技術運用于針灸學教學對調動學生學習積極性、提高學習興趣和針灸操作技能有一定幫助，對于西醫院校學生學習針灸學課程能夠發揮積極的作用。但是本研究仍存在一些不足之處，需要今后進一步完善。相信隨著教學設備、教學軟件和教師熟悉程度的提高，VR技術能夠在針灸學教學中得到更好的推廣運用，促進教學質量的提高。