楊俊+吳杰

【摘要】目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)在全球都備受重視的技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。其中醫(yī)學(xué)科研、教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)更是成為使用該技術(shù)的重要領(lǐng)域。由于該技術(shù)具有可視化程度高，使學(xué)習(xí)者或使用者有沉浸感的特點(diǎn)，給藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革帶來了機(jī)遇。本文結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)探討了開展藥學(xué)類虛擬實(shí)踐教學(xué)的可能性和所需應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)，并針對(duì)挑戰(zhàn)提出了相應(yīng)的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）；藥學(xué)；應(yīng)用；實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號(hào)】G642；R9-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）09-0158-01

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）現(xiàn)已成為科技行業(yè)最熱門的話題之一，2016年被稱為“VR元年”。VR技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)虛擬系統(tǒng)，可以在不受外部干擾地任意創(chuàng)建和擴(kuò)充虛擬場景，從而提供給操作者以逼真的體驗(yàn)即沉浸感[1]。該技術(shù)最早起源于美國。而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）是在VR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型技術(shù)[2]。AR技術(shù)可以實(shí)時(shí)將計(jì)算機(jī)生成的虛擬圖像嵌入到用戶看到的真實(shí)世界中去，故具有實(shí)時(shí)交互和虛實(shí)結(jié)合的特點(diǎn)。VR在我國被作為的一種新的教育手段和工具被用于教學(xué)是最近兩三年的事情?，F(xiàn)使用的領(lǐng)域包括醫(yī)藥學(xué)、建筑、軍事等學(xué)科的教育教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)。以下簡要談?wù)剳?yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)。

一、應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)開展藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)的機(jī)遇

虛擬技術(shù)之所以能在多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，主要是由于該類技術(shù)在很大程度上改變了人們現(xiàn)有的空間感和學(xué)習(xí)方式。同時(shí)使很多不可能變成了可能。有人認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)也許是下一個(gè)顛覆人類生活的新技術(shù)之一。VR技術(shù)可以在藥學(xué)教學(xué)的如下方面得到應(yīng)用：

（一）人體機(jī)能學(xué)實(shí)踐教學(xué)。這部分教學(xué)內(nèi)容包括人體解剖生理學(xué)和藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資金等條件限制原來在這方面能開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目十分有限。應(yīng)用VR技術(shù)時(shí)頭戴式VR設(shè)備使學(xué)習(xí)者離開了真實(shí)世界，而沉浸在他所“看到”的一個(gè)真實(shí)其實(shí)是虛擬的世界。VR技術(shù)使人體上的組織和器官都是三維形式的，且可以隨意移動(dòng)。這種切換帶給學(xué)習(xí)者一種新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，帶給學(xué)習(xí)者愉悅感。因?yàn)閷W(xué)習(xí)者總是對(duì)有立體感的或者是能拿到手里的東西更能夠理解和接受，所以VR提高了教育的效率和可行性。在學(xué)習(xí)人體解剖生理學(xué)時(shí)學(xué)生通過多次進(jìn)行“拆分”和“組裝” 身體，移動(dòng)某些器官、肌肉和骨骼而牢牢記住人體各處的解剖學(xué)知識(shí)。同樣這項(xiàng)技術(shù)用于研究藥物對(duì)人體結(jié)構(gòu)和功能的影響也是可行的。

（二）制藥技術(shù)與設(shè)備、GMP生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)。這些都是制藥工程專業(yè)和中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課。對(duì)于制藥技術(shù)與設(shè)備這門課程中涉及到的大型設(shè)備，用VR技術(shù)很容易將這些設(shè)備可視化，從而解決學(xué)校因?yàn)橹扑幵O(shè)備昂貴而且實(shí)驗(yàn)消耗大而無法開設(shè)相關(guān)課程的問題。應(yīng)用虛擬技術(shù)能讓學(xué)生通過交互的方式在虛擬的設(shè)備上進(jìn)行觀察和操作甚至是測試以獲得核心知識(shí)和操作能力。

（三）生藥學(xué)實(shí)驗(yàn)、病理學(xué)實(shí)驗(yàn)。生藥學(xué)實(shí)驗(yàn)課上使用VR技術(shù)可以三維地顯示各種中藥標(biāo)本供學(xué)生觀察和反復(fù)研究，同時(shí)VR技術(shù)再配合3D打印技術(shù)更可以讓“標(biāo)本”永久性的被保存。病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課也是能應(yīng)用VR的領(lǐng)域。對(duì)于不容易得到的病理切片和大體標(biāo)本可以使用VR技術(shù)將之制成動(dòng)態(tài)的360°的旋轉(zhuǎn)標(biāo)本，可以取得比在實(shí)驗(yàn)室看實(shí)體標(biāo)本更好的效果。要是能使用VR技術(shù)來動(dòng)態(tài)展示一個(gè)器官從正常狀態(tài)變?yōu)椴±頎顟B(tài)的過程，而使生理學(xué)和病理學(xué)知識(shí)進(jìn)行融合將是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的超越，將使學(xué)習(xí)者更感興趣和受益。

二、應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)開展藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)的挑戰(zhàn)

目前，VR 技術(shù)在虛擬實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，相關(guān)的案例研究成果不多，且大多屬于探索性研究。我們認(rèn)為虛擬實(shí)踐教學(xué)主要面臨著兩方面的挑戰(zhàn)：

（一）技術(shù)開發(fā)難度大。在虛擬實(shí)踐教學(xué)前，需要進(jìn)行大量的技術(shù)與教學(xué)資源相結(jié)合的研究工作，這類工作需要研發(fā)公司的技術(shù)人員與實(shí)踐課程教師進(jìn)行密切合作。學(xué)科教師單方面很難像開發(fā)課件那樣去熟練地設(shè)計(jì)、開發(fā)相關(guān)的虛擬教學(xué)資源。所以教學(xué)資源開發(fā)難度制約了把VR技術(shù)迅速應(yīng)用于不同學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)中。

（二）設(shè)備方面。（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要使用頭盔，有研究顯示現(xiàn)在使用的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔的分辨率不夠高而使使用者在使用中產(chǎn)生眩暈問題；而且要進(jìn)行講學(xué)需要的電腦和頭盔等設(shè)備數(shù)量較多，這對(duì)于教學(xué)單位來說是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)；（2）使用頭盔等設(shè)備使使用者進(jìn)入到虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，而其他人包括老師和學(xué)生并不在那個(gè)體系里。所以使用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)與傳統(tǒng)模式有著根本的不同。

（三）新教學(xué)環(huán)境下教師職責(zé)的轉(zhuǎn)換。（1）教師思路的轉(zhuǎn)變：教師在VR/AR 教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要敢于扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的教學(xué)思維，在教學(xué)設(shè)計(jì)上體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，并從教學(xué)者轉(zhuǎn)成教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)者和新技術(shù)的推動(dòng)者[3]。（2）引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)虛擬與現(xiàn)實(shí)的關(guān)系。虛擬現(xiàn)實(shí)是科技創(chuàng)新，對(duì)大學(xué)生有著很強(qiáng)的誘惑性。教師需讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到虛擬體驗(yàn)是教學(xué)手段、也可以是娛樂工具，但生活應(yīng)建立在現(xiàn)實(shí)上。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究內(nèi)容涉及到人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域，是許多相關(guān)學(xué)科知識(shí)交叉、集成的產(chǎn)物，是科技和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物。面對(duì)VR技術(shù)挑戰(zhàn)，我們可以從升級(jí)設(shè)備、加大技術(shù)研發(fā)力度和拓展教學(xué)應(yīng)用上來改進(jìn)?？傊?，基于VR形態(tài)的實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)，將為教育理念的轉(zhuǎn)換和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)提供支持。并為教育教學(xué)模式的改革創(chuàng)新實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)和啟示。

參考文獻(xiàn)

[1]黎學(xué)堅(jiān)，黃澤文，蘇淵湖.淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].廣東科技2015，7（14），76-77.

[2]郭飛雁.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在泛在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究[J]電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（20）：232-233.

[3]李小平，張琳，趙豐，等.虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下混合形態(tài)教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].電化教育研究，2017（7）：20-25.