“推拿學”虛擬仿真網絡教學平臺的構建與實踐

彭亮 陳楚淘 劉小衛 楊舟 葛君蕓

[摘 要] 虛擬仿真教學是目前高等教育教學在信息化時代背景下的改革發展重要方向之一。教學團隊在“推拿學”虛擬仿真網絡教學平臺建設過程中，通過將人體結構透視、骨骼3D建模、生物力學、動畫情境等虛擬仿真教學展示手段綜合運用于不同類別推拿手法和臨床應用情境的虛擬仿真教學中，系統地構架了“推拿學”虛擬仿真教學體系，為“推拿學”遠程線上教學提供了較好的課程輔助平臺和教學形式，對于解決“推拿學”線上教學難點可以起到積極輔助作用。

[關鍵詞] 推拿學；課程教學；虛擬仿真；網絡教學平臺

[基金項目] 2019年度湖南省普通高校教學改革研究項目“基于虛擬仿真網絡學習平臺‘推拿學’線上線下混合教學模式的構建”（385）；2019年度湖南省學位與研究生教育改革研究項目“研究生學科交叉課程‘康復推拿學’教學改革探索與實踐”（2019JGYB158）

[作者簡介] 彭 亮（1980—），男，湖南南縣人，博士，湖南中醫藥大學針灸推拿學院教授，碩士生導師，主要從事推拿教學改革研究。

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）02-0138-04 [收稿日期] 2021-05-12

全球化信息化時代背景下，用于線上遠程教學的虛擬仿真教學是發展趨勢所在[1，2]。本團隊與上海夢之路數字科技有限公司進行了深入的合作，初步構建了“推拿學”虛擬仿真教學實驗教學項目平臺軟件，并應用于教學實踐過程中，取得了一定進展，現報告如下。

一、“推拿學”傳統教學特點

“推拿學”實驗教學課程的目的是使學生通過教師指導、實操訓練掌握常用的推拿手法操作技能、動作要領、注意事項和臨床應用思維。推拿手法注重技巧與感受的統一，因此學生需要通過觀察教師示范操作、感受教師手法動作、實踐操作練習，不斷體會，逐步地掌握手法的動作要領。所以傳統推拿教學方法主要以課堂教學為主，并且需要教師手把手地教，同時需要分小班上課。“推拿學”實訓課的傳統教學的特點正是其遠程教學的難點所在。

二、“推拿學”虛擬仿真項目建設的意義

在師資力量和教學資源有限的情況下，“推拿學”教學在傳統的教學模式下難以推動發展，無法較好地保障教學質量。在面對重大緊急公共事件情況及復雜的國際形勢下，為應對不同時期不同情況下的“推拿學”教學要求，急需開發適合“推拿學”教學特點的線上教學方式應對將來遠程教學的需要，保證遠程教學的質量。

三、“推拿學”虛擬仿真項目建設難點

根據目前教學研究中虛擬仿真建設“能實不需”的共識，“推拿學”大部分內容其實是屬于難以虛擬、不需仿真的。許多線上教學平臺采用視頻示范動作加教師講解來實現線上教學，即用操作視頻代替線下教師示范動作。這種模式基本能從形式上完成教學任務，但學生對于手法力學和動作結構的理解以及手法的感受經驗的缺失成了線上教學難以突破的重要方面。雖然多媒體教學中使用的圖像、視頻、流程圖等能達到一定的輔助教學的效果，但難以讓學生深入理解其內涵，特別是生物力學和運動解剖方面。而這兩方面難以理解的方面正是“推拿學”虛擬仿真教學的突破口。

四、“推拿學”虛擬仿真教學項目的構建

（一）構建設計思路

本系統通過數字化模擬，主要利用人體內部結構透視、骨骼3D建模、生物力學分析、病例情境動畫等，展示手法和病例的相關教學內容，有利于解決學生課后深入學習推拿手法技術和臨床應用思路的難題，并通過對動作要領和臨床應對的判別，輔助教師檢驗學生對推拿手法和臨床思路的掌握程度。（見圖1）

對推拿教學中學生最復雜的最難以理解的十余種重點手法采用動作結構生物力學虛擬的形式，通過人體內部結構透視、骨骼3D建模、生物力學分析等，讓學習者掌握重點推拿手法核心技巧。可以讓學生形象生動的了解蘊藏于傳統推拿手法姿勢、著力部位、動作結構、注意事項中的要領，讓學習者掌握推拿臨床應用的思維和方法。

采用動畫模擬常見的5種推拿臨床常見重點病癥的病例，再現臨床臨證情境，通過虛擬病例的問診、檢查、診斷、處方、操作設計等環節鍛煉學生臨床思維能力和手法應用能力。本項目基于互聯網平臺，不受時間、地域的限制，支持PC端、手機端、平板，評價機制合理，與推拿實際操作緊密結合，虛擬推拿手法動作要點，能夠服務于廣大的學生，是傳統中醫課堂教學的有效延伸與拓展。

（二）模塊設置

本項目包含實驗目的、學習簡介、手法學習、臨床情境及考核測試5大模塊。

1.實驗目的模塊：點擊進入第一模塊實驗教學目的，學生瀏覽后有后臺記錄學生學習過程，觀看后點擊首頁可返回主菜單。

2.學習簡介模塊：點擊第二模塊學習簡介，即可進入相關內容頁面，動畫觀看完畢，點擊繼續按鈕，即可切換內容頁面。學習簡介介紹了《推拿學》緒論，讓學生在開始學習之前先了解《推拿學》的起源，基本內容及學習方法。

3.手法學習模塊：返回主菜單，點擊手法學習模塊，或進入實訓按鈕，均可進入手法學習頁面，頁面左側是重點手法菜單，右側是重點手法展示內容。軟件涉及的重點手法涵蓋推拿六大類手法中的重點代表性手法共十一種。以擺動類手法——一指禪推法的教學設計為例：點擊播放按鈕，可以動態觀察到擺動類手法——一指禪推法的重點姿勢：例如“沉肩”的手法展示：通過3D解剖結合真人視頻（將肩關節骨骼的透視效果在動作示范視頻上顯示）。其他還包括動作角度的生物力學顯示、骨骼肌收縮產生手法動作的顯現等，動態地讓學生了解到該項手法的主要要領。5個姿勢要領均可點擊查看，反復學習，關鍵內容可以暫停觀摩。點擊動作解析按鈕，可觀看到該重點手法的肌肉發力動態，通過3D建模，結合真人動態，將動作分解開來，讓學生更能直觀學習，掌握發力要點，并通過對動作用力方向和大小以及錯誤動作要領的判別。

4.臨床應用模塊：點擊進入將有5個病例，分別通過動畫展現臨床常見的頸椎病、腰痛、肩周炎、頭痛和失眠的臨證情境。病例發聲口述癥狀，系統提示臨床檢查等病歷資料，學生通過分析可進行診斷和推拿治療手法處方的開列。在學生開設推拿處方時，需從設定好的手法庫中選定適宜該疾病、證型的手法，并按合理的手法順序安排實施。

5.考核模塊：以上每一項學習過程均附有考核按鈕。點擊考核按鈕，通過平時教學經驗總結了學生常犯的錯誤，通過視頻展示，考核學生掌握情況，對每種錯誤手法都會標識出錯誤之處。另外臨床情境考核需要學生作出診斷和處方，特別是推拿手法處方的合理應用，由后臺程序腳本規定每一種手法的應用范圍，當學生應用合理時給予肯定分數。考核結果通過后臺最終得出形成性評價，能輔助教師檢驗學生對推拿手法和臨床思路的掌握程度。

（三）主要開發技術

本項目采用3D動畫技術進行場景和動畫繪制，并對實驗內容進行分解，采用了Animate CC技術進行程序合成，實現人機互動。Animate CC 對HTML5 Canvas和WebGL等多種輸出提供原生支持，并可以進行擴展以支持SnapSVG等自定義格式。新增HTML 5創作工具，為網頁開發者提供更適應現有網頁應用的音頻、圖片、視頻、動畫等創作支持。

管理平臺開發語言及開發工具：本項目管理平臺采用Java語言開發，Java是一門面向對象編程語言，Java語言作為靜態面向對象編程語言的代表，極好地實現了面向對象理論，允許程序員以優雅的思維方式進行復雜的編程。本項目管理平臺采用了Eclipse作為開發工具，Eclipse基于Java的可擴展開發平臺。通過集成的（Java Development Kit）JDK，完成開發工作。

五、實施過程與實施效果

（一）建設實施過程

在教學實施過程中，本軟件沒有時間空間限制，學生隨時可以通過多種數字化終端登錄進行學習和實訓，以彌補課后自學效果不良的短板。學生在實訓的過程中，通過直觀視頻操作識別進行考核，能夠快速發現自己在推拿操作上的誤區和差距。系統后臺對考核進行數據統計，從而建立對于學生的形成性評價，能夠明顯提升學生的手法動作學習能力和手法實踐操作的信心。在本課程平臺初步建立之后的兩個學期（2020年秋季學期、2021年春季學期），對我校2018級中醫學專業兩個試點班，共計128名學生的“推拿學”教學進行了初步的實驗教學。實施過程中將本虛擬仿真實驗內容作為“線上線下教學”中線上部分，用于學生平時課后復習與練習，并按30%的比例作為形成性評價的一部分。同時對于學生期末成績進行對照分析以及問卷調查。

（二）實驗教學及問卷調查結果

初步的實驗教學結果顯示，與同年級同學期兩個平行班相比較，虛擬仿真實驗班的期末考試中筆試成績平均分提高4.8分（P<0.05），操作考核成績平均分高6.2分（P<0.05），差異有統計學意義。說明虛擬仿真在一定程度上有助于學生理解手法操作內涵。另外通過“問卷星”小程序問卷調查顯示，92%的受訪學生認為虛擬仿真網絡教學平臺操作便利性良好，教學滿意度為87%。說明本教學平臺基本得到學生認可。

討論

以虛擬情境（Virtual Reality Technology， VR）等為代表的虛擬現實世界，突破了傳統教學的時間、空間和安全等限制，構建高度仿真的實驗教學環境，通過人機交互和網絡通信等技術實現遠程操作流程和場景[3]。自2013年教育部推動建設級虛擬仿真實驗教學工作以來[4]，許多高校都開展了虛擬仿真實驗建設，成績斐然[5-7]。

雖然虛擬仿真教學具有很多顯示的和潛在的優點，但需要肯定和強調的是，傳統的實驗教學方式和手段對提高學生的動手能力與思維能力有著不可替代的作用，因此虛擬仿真教學設計理念中有“能實不虛”的原則和共識。推拿學作為注重動手能力和手法感受的一門實踐性操作性學科，在虛擬仿真建設中有一定難度，同時也存在一定爭議，認為推拿學不能也不需要虛擬仿真教學改革。隨著時代的發展，特別是全球化諸多的不確定因素存在的背景下，為了應對可能存在的線上教學需要，“推拿學”虛擬仿真的需求顯而易見，近年來有不少學校開始嘗試“推拿學”虛擬仿真教學平臺建設[5]。所采用的方法有線上講解、視頻多媒體、動畫、VR等形式。這些方法中，VR技術的使用相對傳統線上教學更貼近虛擬仿真情境模擬。有學者認為將VR技術運用于針灸推拿教學訓練，是醫學教育發展的必然趨勢，VR技術在針灸推拿教學訓練中的應用也取得了一定進展[8]。同時指出VR技術存在一些不足。特別是推拿教學中力量檢測和力學反饋技術還遠不夠成熟[9，10]。

基于以上考慮，本教學團隊在項目設計時經過反復斟酌考慮，確定暫時拋棄設備依賴的VR技術的使用，轉而采用人體結構透視、骨骼三維建模、生物力學以及動畫情境等多種相對較為成熟的易于可及的虛擬仿真手段，綜合應用于“推拿學”不同種類不同特點的手法和臨床應用的教學，基本實現了較為普及的應用終端上的使用，如智能手機、PC端、平板設備等，實現了虛擬仿真教學的可及性。根據目前教學反饋，在一定程度上達到了虛擬仿真教學的要求。

參考文獻

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Construction and Practice of Virtual Simulation Network Teaching Platform of “Tuina”

PENG Liang， CHEN Chu-tao， LIU Xiao-wei， YANG Zhou， GE Jun-yun

（College of Acupuncture and Tuina， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208， China）

Abstract： Virtual simulation teaching is an important developing direction of teaching reform of higher education in the context of the information age. During the construction of virtual simulation network teaching platform of “Tuina”， the teaching team of “Tuina” has comprehensively applied the virtual simulation teaching display methods such as human body structure perspective， 3D skeleton modeling， biomechanics， and animation scenarios to different types of “Tuina” techniques and clinical application scenarios. The virtual simulation teaching system of “Tuina” is systematically constructed， which provides a better course auxiliary platform and form for distance online teaching of “Tuina” and plays an important role in solving the difficulties of online teaching of“Tuina”.

Key words： “Tuina”； course teaching； virtual simulation； network teaching platform