虛擬現實技術在高校醫學教學中的應用及展望

張海鋒 汪瀾

【摘 要】虛擬現實技術在高校教學方面的進一步應用為現代信息化教學工作的開展創設了有利的技術條件，是高校現代化教學工作組織進行的核心內容。近年來虛擬現實技術不斷受到人們的關注，它的應用為醫學教學的發展提供了動力，通過營造逼真的學習環境加深了學生的記憶，提供了良好的操作平臺，切實推動了醫學教學的改革。

【關鍵詞】虛擬現實技術；高校；醫學教學；應用

【中圖分類號】G434【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）24-0284-01

一、導言

當今社會，全球各國都將文化產品的數字化設計提上日程，這是文化傳播、媒介創新與數字技術的跨界融合，通訊技術、三維技術、數字技術的發展，促使虛擬現實技術和文化產品設計更有效的結合。高校臨床醫學專業的課程內容涉及人體解剖、醫學實驗、手術操作等方面，教學中借助虛擬現實技術創造的虛擬環境可以使學生對一些抽象繁雜的解剖結構、實踐操作等有一個直觀的理解，營造良好的教學氛圍，進而切實提升醫學生的專業能力[1]。

二、虛擬現實技術概念及特點

虛擬現實技術又稱VR技術，是現階段模擬仿真圖像成像技術之一。該項技術具有渲染性強及交互效果較好的基本特點。能夠根據不同的模擬環境，進行虛擬空間創設，利用虛擬空間還原真實視覺感受，從而實現VR技術立體化應用。現代VR技術應用已具備模擬、仿真及觸覺感受等相關功能化特點，相關的技術內容也較為成熟，在軍事、教育及醫療等有關領域應用廣泛。該項技術利用與實現環境的實時交互，實現觸覺互動，從而提高虛擬環境設置真實性，同時具備信息互通及數據模擬的基本功能，可在實際教學方面，將相關的教學信息進行錄入并創設實際的虛擬教學情境，以此為現代信息化教學工作的開展提供科技技術支持。

三、虛擬現實技術發展現狀

虛擬現實（Virtual Reality）早在1965年就已經被伊凡·蘇澤蘭（Ivan Sutherland）在國際信息處理聯合會中首次提出，隨著計算機技術、計算機圖形學、通信技術的發展，網絡展示的需求，虛擬現實技術逐漸為大眾所接受，“虛擬現實技術興起于20世紀90年代。

2000年以后，虛擬現實技術在整合發展中引入了XML、JAVA等先進技術，應用強大的3D計算能力和交互技術，提高渲染質量和傳輸速度，進入了嶄新的發展時代[2]。”在2016年這一技術成為年度熱點，業界也稱2016年為“VR元年”。虛擬現實技術是在三維、傳感、技術、渲染技術的沉浸式交互技術。通俗介紹，就是將視覺、聽覺、觸覺等虛擬成一個相對逼真的真實環境，并借助一定的觀看設備使用戶獲得相對自然和真實的體驗，并可以與虛擬環境中景物相互作用、相互影響，從而產生身臨其境的真實感受和視覺體驗。

沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、構想性（Imagination），是虛擬現實的3個基本特征，虛擬現實技術和人工智能技術、全息投影技術、增強現實技術想結合，是未來視覺體驗的必然發展趨勢。

四、虛擬現實技術在高校醫學教學中的應用

1.虛擬現實技術在高校解剖教學中的應用。

解剖學為基礎醫學中的一門重要學科，通過解剖學教學課程醫學生可以了解人體的各個器官、系統的解剖結構，了解人體各個部位血管、神經的分布情況以及重要功能，為以后臨床課程的學習奠定良好的基礎。由于人體是一個極為精密的整體，解剖結構極為復雜，單純地依靠解剖圖譜和課堂講解很難在腦海中形成深刻的印象，而當前用于學生進行解剖實驗的尸體數量又嚴重短缺，學生的實踐操作能力得不到充分的鍛煉。虛擬現實技術可以有效地解決這一問題，運用計算機技術對人體的皮膚、器官、組織、骨骼等進行精確的數據收集，將其微觀結構充分地模擬出來，數據的采集可以從尸體上進行，首先將已處理好的尸體進行切片，利用掃描儀對每一層切片進行全面的分析，其次將這些數據全面地收集起來并利用計算機合成技術進行圖像的合成，形成人體的三維結構，從而實現人體的虛擬化，并以此作為學生學習與解剖操作的平臺。

2.實驗教學。

實驗教學其目的在于更好的對學生所學的理論知識內容進行驗證，傳統的實驗教學由于學生對于理論知識掌握不扎實，導致其出現實驗操作無從下手的情況，同時對于后續階段教師所講解的教學內容也易出現學不懂及學不通的情況，嚴重影響實驗教學質量。虛擬現實技術應用雖然主要以三維空間結構進行實踐模式，但同時亦可提供有效的實驗信息數據資料，幫助學生明確實驗操作內容，并指明實驗操作方向，使學生在實際實驗方面對理論知識內容進一步鞏固，幫助基礎學習能力較差的學生度過知識學習困惑期，確保學生所學的各項知識內容均可運用于實驗知識學習方面[3]。教師在虛擬現實應用方面，可有效的提高教學效率，無需逐一的進行實驗引導，通過虛擬現實技術即可實現一體化教學，從學生基礎學習能力、實驗操作問題等相關方面，能夠有針對性的制定教學引導方案，進而使學生在虛擬實現技術應用環境下實驗學習能力得以提升。

五、虛擬現實技術在高校醫學教學中的未來展望

當前我國進入社會主義新時代，醫學教學正不斷朝向信息化趨勢發展，由于醫學知識大多比較抽象難懂，虛擬現實技術以其逼真的虛擬場景為醫學教學開辟了一條嶄新的道路。當前虛擬現實技術在多個臨床科室得到了廣泛的應用，針對醫學生的手術教學也不斷開展。美國已在心理健康預防中運用虛擬現實技術[4]，而隨著此項技術的不斷發展與成熟，在醫學教學和臨床診療中將會有廣闊的應用空間。當前由于技術設備的維修保養尚未配套發展，同時模擬的精確度仍然有一定的不足，虛擬現實技術在醫學教學中的應用整體上仍處于初期階段。隨著我國醫療水平的不斷提高和虛擬現實技術的不斷成熟，虛擬現實技術逐漸被醫學工作者所重視，相信在不斷的研究與探索下，虛擬現實技術在醫學教學中會發揮越來越大的作用，為醫療事業作出巨大的貢獻。

結束語

綜上所述，虛擬現實技術在高校教學方面的有效運用，對提高校園基礎性建設及現代化教育水平影響頗深，是現代化教學的主要發展方向，使教學內容實現立體化及多維度呈現，有效彌補高校基礎教學工作方向的諸多不足。相信在不斷的研究與探索下，虛擬現實技術在醫學教學中會發揮越來越大的作用，為醫療事業作出巨大的貢獻。

參考文獻

[1]朱建忠.虛擬現實技術在電大開放教育中的應用[J].電腦編程技巧與維護，2018（07）：147-148+153.

[2]段偉文.虛擬現實技術的社會倫理問題與應對[J].科技中國，2018（07）：98-104.

[3]劉澤根，孫風閣.基于虛擬現實（VR）技術的文化產品設計與研究[J].科技傳播，2018，10（13）：137-138.

[4]張帥.虛擬現實技術在高校教學中的應用研究[J].宿州教育學院學報，2018，21（03）：68-69+133.