劉俊英，李光仲，王 東，薛海波，閆 鵬

(1.濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院；2．濱州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院，山東 濱州 256603)

在基礎(chǔ)解剖、病理解剖、組織胚胎以及各臨床課的網(wǎng)絡(luò)課程中，有大量醫(yī)學(xué)實體標(biāo)本、醫(yī)學(xué)場景、醫(yī)療儀器等需要展示，通常教學(xué)中只能展示這些內(nèi)容的平面圖片或錄像，缺少立體感和真實性，且無互動功能，而互動虛擬課程資源則可以很好的解決以上問題。利用虛擬全景技術(shù)可以將在不同方位拍攝的物體或者空間的照片無縫的連接在一起，從而在視覺上形成對物體或空間的整體呈現(xiàn)，全面的向?qū)W生呈現(xiàn)相應(yīng)內(nèi)容的整體形態(tài)、真實結(jié)構(gòu)以及顏色對比等，提高學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)內(nèi)容的興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，更利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)[1]。

一、網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源的應(yīng)用優(yōu)勢

(一)可以實現(xiàn)實時準(zhǔn)確的交互操作。

在網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源中，學(xué)生可以自己掌握學(xué)習(xí)的進(jìn)程和順序，同時也可以通過鼠標(biāo)和鍵盤對相應(yīng)的標(biāo)本、醫(yī)學(xué)場景、醫(yī)療儀器等進(jìn)行細(xì)節(jié)放大、整體縮小以及多角度觀察等操作，加深對相應(yīng)實體形狀、基本結(jié)構(gòu)和特征的了解，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行全方位的觀察和學(xué)習(xí)，克服了傳統(tǒng)影視媒體只能按照一定的順序播放，缺乏交互操作的不足[2]。

(二)能夠真實的展示相關(guān)內(nèi)容。

利用互動虛擬全景技術(shù)開發(fā)互動虛擬課程資源，可以應(yīng)用照片、錄像或者數(shù)字圖象來創(chuàng)建虛擬標(biāo)本、醫(yī)學(xué)場景、醫(yī)療儀器等虛擬資源，展示的內(nèi)容真實感更高、圖像更豐富以及細(xì)節(jié)特征更鮮明；同時還可以將視頻、音頻利用各種鏈接加入，使演示具有強(qiáng)大的多場景交互功能，給學(xué)生帶來身臨其境的感覺。

(三)開發(fā)制作效率較高。

開發(fā)軟件使用簡單，教師比較容易掌握其使用方法，課程資源制作的周期較短，實用性較強(qiáng)，在醫(yī)學(xué)類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的開發(fā)中具有較大的優(yōu)勢，有較好的推廣的應(yīng)用價值。

二、互動虛擬課程資源在醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

(一)提高自主學(xué)習(xí)抽象知識效率。

利用基于網(wǎng)絡(luò)的互動虛擬課程資源，學(xué)生可以在瀏覽器中對相關(guān)資源實現(xiàn)交互式操作，對具有立體結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)標(biāo)本或陽性體征等教學(xué)資源進(jìn)行充分的展示。在瀏覽器中，學(xué)生可以隨意地旋轉(zhuǎn)虛擬醫(yī)學(xué)資源、放大其局部結(jié)構(gòu)，已實現(xiàn)從各個角度進(jìn)行觀察和研究。特別是對于一些畸形標(biāo)本，其形狀非常不規(guī)則，為更好地滿足教學(xué)要求，可以采用互動虛擬全景技術(shù)進(jìn)行相關(guān)資源的設(shè)計，從而更加形象逼真地表達(dá)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，便于學(xué)生直觀的認(rèn)識實體形狀和結(jié)構(gòu)[3]。

*通訊作者

(二)提高臨床實踐技能的學(xué)習(xí)效果。

網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源能夠在逼真的虛擬環(huán)境中以自然的方式進(jìn)行交互，非常適合臨床實踐技能的學(xué)習(xí)，學(xué)生在接近真實的虛擬環(huán)境中更易于掌握相應(yīng)的技能。如在傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡診療教學(xué)中，只能通過講解、圖示或視頻來介紹內(nèi)窺鏡在相應(yīng)的檢查部位環(huán)繞觀察的情形，缺少相應(yīng)的互動控制，學(xué)生無法自主控制學(xué)習(xí)進(jìn)度和檢查部位的觀察視角。而利用網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源能夠虛擬出“真實的診療環(huán)境”，學(xué)生在虛擬的“診療環(huán)境”內(nèi)可以任意選擇觀察的視角，交互地進(jìn)行全方位的觀察和學(xué)習(xí)，全面了解相關(guān)診療部位的實際形狀、空間的位置分布、變形情況以及時序和顏色紋理等。通過在虛擬環(huán)境中進(jìn)行有關(guān)的交互學(xué)習(xí)，提高相關(guān)技能的培訓(xùn)的效率[4]。

(三)精密儀器設(shè)備的認(rèn)識與操控。

醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)和實驗儀器可以利用網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源逼真地展示出來，學(xué)生可以在瀏覽器中無風(fēng)險地對虛擬儀器進(jìn)行各種旋轉(zhuǎn)和放大，從不同角度進(jìn)行觀察，詳盡了解儀器設(shè)備的實體形狀、結(jié)構(gòu)和使用方法，更快地學(xué)習(xí)相關(guān)儀器設(shè)備的操控知識[5]。

在實驗教學(xué)中，實物教學(xué)條件的不足完全可以通過互動虛擬課程資源加以彌補(bǔ)，而且真實感強(qiáng)、趣味性高的虛擬環(huán)境，可以使教學(xué)內(nèi)容更加形象直觀，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性會得到極大的提高[6]。

(四)強(qiáng)化對醫(yī)療設(shè)施整體空間的了解與認(rèn)知。

對于重癥監(jiān)護(hù)室、高壓氧治療室、實驗中心或精密儀器室等一些學(xué)生不能直接深入其中進(jìn)行觀察和體驗的特殊情境，利用網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源的虛擬場景可以容易的復(fù)現(xiàn)。通過虛擬全景圖，學(xué)生可以對相關(guān)設(shè)施進(jìn)行全方位的環(huán)視和學(xué)習(xí)，這是傳統(tǒng)的文字、圖片以及錄像等展示方式所無法實現(xiàn)的。

三、課程資源制作范例及其應(yīng)用

(一)課程資源的制作范例。

下面我們介紹一個醫(yī)學(xué)標(biāo)本展示范例的制作，根據(jù)教學(xué)設(shè)計及標(biāo)本展示的要求，采用PixMaker虛擬全景制作軟件制作此醫(yī)學(xué)標(biāo)本展示范例，可使其效果最為逼真，其制作的主要步驟包括：

1．靜態(tài)圖像的拍攝及后期處理。首先，使用數(shù)碼照相機(jī)拍攝標(biāo)本沿順時針方向的環(huán)視照片。每拍攝一張照片，就將放置標(biāo)本的轉(zhuǎn)盤順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度，相鄰兩張照片要有四分之一左右的重疊區(qū)域。然后，將按順序編號的全部照片放在同一文件夾內(nèi)，再應(yīng)用圖像軟件對照片的對比度、亮度、色調(diào)、銳化等進(jìn)行相應(yīng)的處理，使全部照片的大小相同，整體視覺效果一致[7]。

2．圖片導(dǎo)入。將后處理過的照片輸入到PixMaker的處理窗口。全部照片導(dǎo)入后，使用影像編輯欄中的編輯工具，可對照片做次序、刪除、旋轉(zhuǎn)、復(fù)制等操作。

3．圖片拼接。將導(dǎo)入的全部照片無縫地連接在一起，形成一個360°的“標(biāo)本影視”全景圖。完成拼接后，在PixMaker的顯示區(qū)域即會出現(xiàn)一幅360°環(huán)繞的立體標(biāo)本。我們可以用鼠標(biāo)指針操縱圖片，橫向拖動鼠標(biāo)可以左右移動圖片，按住“Shift”鍵并上下移多鼠標(biāo)指針可以放大和縮小“標(biāo)本”的影像。用鼠標(biāo)指針點(diǎn)擊場景圖片內(nèi)任意位置，可停止場景的移動，操作方式非常靈活方便。

4．在標(biāo)本影視上增加各種注釋鏈接。在完成標(biāo)本影視的制作后，可應(yīng)用軟件的熱點(diǎn)編輯命令，在標(biāo)本圖片上增加各種注釋性鏈，接指向另一資源的場景、網(wǎng)頁、音頻文件或視頻文件等，從而對標(biāo)本上相應(yīng)部分進(jìn)行更詳細(xì)的介紹和說明。增加各種注釋的點(diǎn)都會在標(biāo)本圖片上顯示一個小圖框，學(xué)習(xí)者可以點(diǎn)擊該小圖框進(jìn)行互動。

5．標(biāo)本影視的導(dǎo)出。PixMaker具有多種輸出格式，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實際需要選擇相應(yīng)的格式輸出標(biāo)本影視。基于網(wǎng)絡(luò)的課程資源可以選擇多種方式導(dǎo)出，如網(wǎng)頁格式“web page(.html)”或可以單獨(dú)播放的明信片格式“Postcard(.exe)”等[8]。

(二)課程資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用。

在相應(yīng)的教學(xué)網(wǎng)頁中嵌入上述發(fā)布的標(biāo)本影視文件，并在網(wǎng)絡(luò)課程中設(shè)計其鏈接，然后將相關(guān)網(wǎng)頁和文件傳至服務(wù)器的同一目錄中。至此學(xué)生即可上網(wǎng)瀏覽該標(biāo)本影視的內(nèi)容，并可控制標(biāo)本影視的轉(zhuǎn)動、縮放以及移動等各種交互運(yùn)動，以便仔細(xì)觀察標(biāo)本的各部位，實現(xiàn)如同直接觀察標(biāo)本一樣的學(xué)習(xí)效果。

(三)應(yīng)用分析。

對于整體形狀極不規(guī)則的一些醫(yī)學(xué)立體標(biāo)本，不易采用基于幾何模型的虛擬技術(shù)進(jìn)行較全面的表達(dá)，而采用基于圖像的互動虛擬技術(shù)則可非常逼真地表達(dá)這些教學(xué)內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)資源開發(fā)過程和實施應(yīng)用中，應(yīng)切實結(jié)合影視圖像質(zhì)量與數(shù)據(jù)量及網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的關(guān)系，以確保影視圖像的流式播放[9]。

四、結(jié)束語

通過網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源的開發(fā)，可以使網(wǎng)絡(luò)課程的教育性與技術(shù)性更加完善，更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從而構(gòu)建一種全新的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段。具有強(qiáng)大的交互性、沉浸度以及多感知等人性化特性的網(wǎng)絡(luò)互動虛擬課程資源，為學(xué)生提供了一種可以進(jìn)行交互操作、自主探索的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方法[10]，從而極大地改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和思維方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高醫(yī)學(xué)教育質(zhì)量。

[1]周樹海.讓虛擬全景技術(shù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)課程[J].中國遠(yuǎn)程教育,2007(5):65-67.

[2]陳 敏,劉曉秋,伍勝男.QTVR技術(shù)及其在教育教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2006(11):36-38.

[3]李光仲,劉俊英,王云創(chuàng)，等.計算機(jī)模擬技術(shù)在醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2009,26(4),1352-1360.

[4]范立冬,李曙光.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].創(chuàng)傷外科雜志,2008,10(6)：568-570.

[5]李光仲,劉俊英.基于靜態(tài)圖像的互動虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2010,27(5):2196-2200.

[6]余勝泉,古素梅.基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2000(3):47-51.

[7]劉俊英,李光仲.基于靜態(tài)圖像的互動虛擬全景技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù),2011,25(6)：620-622.

[8]楊景武.基于平面圖像的虛擬全景技術(shù)(PixMaker)在解剖實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2004,14(5):59-61.

[9]張 力.應(yīng)用虛擬全景技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的研究[J].電化教育研究,2003,122(6):56-60.

[10]史志國,田秋艷,艾 婷.基于虛擬全景技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代教育科學(xué)2008(1):127.