李宇紅

（漯河醫(yī)學高等專科學校，河南 漯河 462002）

2014年以來，隨著“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”理念的提出，高等教育創(chuàng)新改革進入快車道，傳統(tǒng)的教學模式因受到師資、場地、資金、設備、時空和環(huán)境等眾多因素的影響，極大地制約著學生的創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)。但是，隨著“互聯網+”、移動互聯網和計算機軟件技術的迅猛發(fā)展，人們充分利用人機互動技術、計算機3D動畫技術、微視頻技術和模擬3D軟件等技術手段，通過復雜的數據處理，構建仿真的虛擬化學習和實訓環(huán)境，解決了學生學習和實訓難的問題[1]。

數字化VR作為一種新的認知工具和知識載體，具有沉浸性、交互性、多感知性和構想性等獨特優(yōu)勢，能夠給醫(yī)學教育事業(yè)注入新的活力，在醫(yī)學教育領域中的應用逐步得到重視。將數字化VR應用于醫(yī)用治療設備維修教學中，不但能夠提高教師的教學水平、改善實訓中心的環(huán)境以及優(yōu)化教學過程，克服傳統(tǒng)教學中的師資、場地、時間和空間等制約因素，更能增強學生的實際動手能力，從根本上滿足師生的共同需求。

1 數字化VR的教學意義和方法

數字化VR（Virtual Reality，VR）即虛擬現實，是一種采用以計算機為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生如同真實環(huán)境的感受和體驗[2]。醫(yī)用治療設備是一門涉及范圍廣泛的多專業(yè)交叉性學科，是醫(yī)學高等院校影像專業(yè)的一門重要的必選課程，學生將來步入醫(yī)院，將親手操作使用、維修和維護醫(yī)用治療設備，為患者提供治療服務，減輕患者痛苦，并為患者提供康復評估報告和醫(yī)囑，因而采用何種教學方法能夠讓學生熟練地掌握醫(yī)用治療設備的結構、工作原理、維護、故障的排除以及預防措施等就顯得十分關鍵和必要[3]。而采用數字化VR教學有諸多優(yōu)點，能夠調動學生學習興趣，模擬真實的維修實訓環(huán)境，突破時間和空間的限制，節(jié)約學校的教育經費等。

1.1 提高學生學習的興趣

在數字化VR實訓中心，學生根據實訓大綱和實訓指導要求，選擇指定范圍內的實訓項目，選取實訓耗材和器材，進行虛擬實訓，達到各種預設的實訓要求，得出實訓結果，自始至終學生都處于主導地位[4]，體驗數字化VR帶來的視覺和聽覺效果，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力，拓寬了學生的知識面，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，鍛煉了學生解決問題的能力。

1.2 模擬真實教學維修環(huán)境

隨著科學技術的發(fā)展，醫(yī)用治療設備在設計上越來越精密，智能化AI程度越來越高，體積也越來越小，但是機械裝置、氣動裝置、電路裝置、傳動馬達、傳感裝置和集成電路一個也不能少，醫(yī)用治療設備內部結構越來越緊湊，電路板集成度越來越高，這給醫(yī)用治療設備維修教學造成了很大的困難，機器不好拆，拆下來不好修，修好不好裝，尤其是向學生講授醫(yī)用治療設備內部結構的時候，沒有辦法拆開儀器設備進行一一對應講解。而引入數字化VR 3D動畫模型，就可以比較容易地讓學生在計算機上操作，對醫(yī)用治療設備進行逐一拆解，對應感知每一個模塊或元件的形狀、顏色等，并分析它們的作用和特性，然后再從內到外一一對應組裝和調試，具體到每一個單元裝置、電路、水路、氣路、電源板、控制板、AD板和集成芯片等，增強了學生的學習實訓效果。

1.3 突破維修時間和空間限制[5]

一臺醫(yī)用治療設備從故障出現到維修調試好重新投入使用，往往需要幾個小時甚至幾天，而一堂實訓課只有90分鐘，在設備維修實訓時，不大可能從分析、拆卸、維修、組裝和調試上面面俱到，時間上大大限制實訓過程。而采用數字化VR，簡化了醫(yī)用治療設備的拆卸、維修、組裝和調試的時間過程，學生不需要再動手拆卸、維修、組裝和調試機器，只需要操作計算機。分析原因，對醫(yī)用治療設備從外到內，一層一層剝去，再按順序從內到外組裝調試，3D動畫直觀、逼真及形象，最終得出實訓結果。節(jié)約的時間可以用來分析醫(yī)用治療設備出現此類故障的原因和今后維修的注意事項，既抓住了實訓課的重點，又解決了維修的難點，還加強了醫(yī)用治療設備維修實訓課的學習效果。

1.4 節(jié)約教學經費

隨著高校的不斷擴招，人數大幅增加，學校實訓室的使用日趨緊張，不僅影響到正常實訓教學，而且影響到教師的科研工作，逐漸成為科研開展的“瓶頸”[6]，一直以來是困擾醫(yī)學實訓教學的難題。充分利用數字化VR，采用移動互聯網和計算機輔助教學虛擬軟件，模擬實訓過程，分析實訓步驟，思索實訓中可能出現的每個細節(jié)，再進行實訓操作，可以避免因實訓某一步驟出錯，或實訓試劑計量過高，導致該實訓無法繼續(xù)進行，從而節(jié)約教學實訓經費。數字化VR可以彌補教學條件的不足，打破教學時間和空間的限制，避免或減少真實操作所帶來的不可控風險。

2 數字化VR的應用與結果

把數字化VR積極有效應用到教學中來，利用實訓室現有的設備器材，根據教學大綱和實訓指導的要求，結合我校的實際情況，制作盡可能多的實訓模塊。數字化VR使教學內容變得生動具體，形象逼真，學生更容易接受，學習更有效果，大大拓寬了學生的視野，大幅提高了學生的學習成績和學習興趣。

2.1 應用方法

數字化VR的應用分為3個步驟：第一，激發(fā)學習興趣，教師向學生介紹數字化VR的基礎知識、采用的必要性和現實意義等，并聽取學生的建設性意見，激發(fā)學生了解數字化VR的興趣；第二，制作實訓模塊和應用，根據實訓室的實際情況和學生的反饋意見，制作切合課程實際的數字化VR實訓模塊[7]，適當增加擴展性實訓，必要時安排學生走進實訓室實地觀察或動手操作；第三，建立數字化VR實訓考核模塊，評估學生的學習成績和實訓效果。

2.2 應用對象

選取漯河醫(yī)學高等?？茖W校2016級三年制?？朴跋?班共120名學生作為實訓對象，分為對照組和實訓組，各60人，年齡在18～20周歲之間，均為統(tǒng)招普通三年制?？茖W生。學生所學課程相同，年齡、性別和愛好沒有大的差異。對比已學的上一年的人體解剖學、生理學、病理學、醫(yī)用化學、生物化學、藥理學、疾病概要、生物免疫學、寄生蟲學、傳染病學、衛(wèi)生統(tǒng)計學和毛澤東概論12門學科的平均成績，對照組為（84.7±4.1）分，實訓組為（84.9±5.4）分，兩組相比無顯著性差異（P＞0.05）[8]。對照組學生采用傳統(tǒng)教學模式，實訓組學生采用引入數字化VR有機結合模式。學期課程結束后，通過考試測評學生的學習成績，包括筆試成績和實訓技能考試成績，使用統(tǒng)計學軟件SPSS22.0進行數據統(tǒng)計、處理并分析得出結果。見表1。計量資料用（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

表1 實訓組與對照組學生成績（±s，分）

表1 實訓組與對照組學生成績（±s，分）

組別實訓組對照組t值P值人數6 0 6 0--理論成績8 9.1±7.2 8 3.9±7.5 2.1 7＜0.0 5實訓技能考試成績9 2.4±5.5 8 0.6±1 0.8 2.1 5＜0.0 5

2.3 應用結果

從表1可以看出，實訓組的理論成績及實訓技能考核成績均優(yōu)于對照組（P＜0.05）。說明采用數字化VR模式，在一定程度上提高了學生的學習成績和學習效果，優(yōu)于傳統(tǒng)的教學模式。

數字化VR作為一種新的認知工具和知識載體，必將給醫(yī)療設備維修教學注入新的活力。將數字化VR應用于臨床醫(yī)用治療設備維修教學中，不但能夠提高教師的教學水平、改善實訓中心的實訓環(huán)境，而且能夠優(yōu)化教學過程，克服傳統(tǒng)教學中的師資、場地、時間和空間等不利因素的制約，更能夠提高學生的學習成績、學習興趣和動手能力[9]，從根本上滿足了學校和師生的共同需求。