人體解剖生理學(xué)課程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

胡亞

摘 要 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展由來(lái)已久，又被學(xué)界稱之為“臨鏡”技術(shù)，可以搭建虛擬環(huán)境，再現(xiàn)出真實(shí)、立體的情境，受到了教育、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)界的高度重視，在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中，也得到了初步使用。本文從“人體解剖生理學(xué)”課程的教學(xué)目的出發(fā)，分析了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR技術(shù)）的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR技術(shù)） 人體解剖生理學(xué) 運(yùn)用

中圖分類號(hào)：R322文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

人體解剖生理學(xué)是藥學(xué)專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)教育內(nèi)容，研究對(duì)象是人體形態(tài)、人體功能，對(duì)學(xué)生空間思維能力要求較高。由于學(xué)生在此前并沒(méi)有接觸過(guò)相關(guān)的知識(shí)，面對(duì)抽象的書(shū)本，很難理解人體結(jié)構(gòu)與生理功能，為此，我們嘗試在這門(mén)授課內(nèi)容中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，解決了書(shū)本內(nèi)容抽象的問(wèn)題。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR技術(shù)）的概念與特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，能夠?qū)Ω黝惸Ｐ妥龀龇抡妫瑢?shí)現(xiàn)“身臨其境”，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)三維動(dòng)畫(huà)的不足，交互性、表現(xiàn)力更為理想。“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)教育”、“多媒體教育”并稱之為新時(shí)期教育領(lǐng)域的代表技術(shù)，相比于其他兩種技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有更好的發(fā)展前景。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，讓學(xué)生直接“觸摸”、“操作”，在人體解剖生理學(xué)中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠模擬人體結(jié)構(gòu)，通過(guò)其固有的“交互性”、“多感知性”優(yōu)勢(shì)，為教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)提供了很好的輔助。

2人體解剖生理學(xué)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR技術(shù)）的教學(xué)改革研究

2.1在課程內(nèi)容中的應(yīng)用

2.1.1在心血管解剖中的應(yīng)用

心血管解剖是人體解剖生理學(xué)中的難點(diǎn)，在血液流動(dòng)過(guò)程中，心臟的狀態(tài)又會(huì)發(fā)生變化，這一內(nèi)容具有極強(qiáng)的邏輯性。在“心血管解剖”內(nèi)容的傳授上，即可應(yīng)用“VR技術(shù)”來(lái)建立模型，幫助學(xué)生通過(guò)肉眼清晰觀察到血液流動(dòng)過(guò)程，還有心室、心房等內(nèi)容的變化過(guò)程。除了能夠直觀看到影像變化，聽(tīng)到心音，還能學(xué)習(xí)心音內(nèi)容，理解心血管解剖的相關(guān)知識(shí)。

2.1.2人眼生理教學(xué)中的應(yīng)用

人眼是人體中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的一項(xiàng)內(nèi)容，由于人眼尺寸小，傳統(tǒng)的說(shuō)教式教學(xué)模式效果不佳，平面解剖圖無(wú)法幫助學(xué)生從系統(tǒng)上理解人眼生理結(jié)構(gòu)。在人眼生理教學(xué)中，也可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)構(gòu)建“玻璃體”、“細(xì)角膜”、“晶狀體”、“鞏膜”的等結(jié)構(gòu)，對(duì)人眼生理過(guò)程進(jìn)行仿真，讓學(xué)生在物理模型中觀察各項(xiàng)內(nèi)容。對(duì)于無(wú)法掌握、理解的內(nèi)容，學(xué)生可以在課后重復(fù)學(xué)習(xí)，不會(huì)受到課堂環(huán)境和課堂學(xué)習(xí)時(shí)間的約束。

2.1.3人耳教學(xué)中的應(yīng)用

人體耳部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積小，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠構(gòu)建耳部三維模型，通過(guò)其中漫游功能的應(yīng)用，學(xué)生可以清晰觀察到人耳結(jié)構(gòu)，顯示耳部空間關(guān)系。

2.2在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在人體解剖生理學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)必不可少的內(nèi)容。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)類型有兩類：（1）課堂演示實(shí)驗(yàn)。這是配合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)原理，幫助其掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程，深刻理解人體解剖生理學(xué)的內(nèi)容;（2）實(shí)驗(yàn)室操作。實(shí)驗(yàn)室操作是配合課堂教學(xué)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，由學(xué)生自主操作，掌握步驟、了解原理、分析現(xiàn)象。人體解剖生理學(xué)課程既有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、空間結(jié)構(gòu)，也有難度較高的數(shù)量分析，要讓學(xué)生對(duì)這些結(jié)構(gòu)熟記于心，必須要調(diào)動(dòng)他們的形象思維，實(shí)驗(yàn)正是調(diào)動(dòng)形象思維的有益方法。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)場(chǎng)地、時(shí)間等均有嚴(yán)格要求，加上器材、設(shè)備的限制，很難確保每一個(gè)學(xué)生都能完成操作，與之相比，虛擬實(shí)驗(yàn)室成本低廉、節(jié)約了藥品、實(shí)驗(yàn)、設(shè)備費(fèi)用，省去了實(shí)驗(yàn)者的簡(jiǎn)單重復(fù)勞動(dòng)，利用各類新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)室的共享學(xué)習(xí)功能，且容易維護(hù)，有效解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的種種問(wèn)題。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)，在操作前，學(xué)生可以先通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程、原理和具體內(nèi)容。在逼真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)生可以操作各類儀器，觀察實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，得出結(jié)果，對(duì)于在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中不便于演示的實(shí)驗(yàn)，也能借助虛擬實(shí)驗(yàn)室來(lái)模擬。在課后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的接入，學(xué)生可以通過(guò)點(diǎn)擊網(wǎng)站來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，師生之間實(shí)現(xiàn)了即時(shí)交流、互動(dòng)以及數(shù)據(jù)設(shè)備的共享，即便學(xué)生畢業(yè)后離開(kāi)學(xué)校，也能借助這種方式學(xué)習(xí)，滿足了終身學(xué)習(xí)的要求。虛擬實(shí)驗(yàn)室讓靜態(tài)的內(nèi)容變得動(dòng)態(tài)化，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的問(wèn)題，也降低了人體解剖生理學(xué)的教學(xué)難度，如“人腦外觀”、“顱的組成”、“側(cè)腦室位置”、“側(cè)腦室分布”、“背側(cè)丘腦、內(nèi)囊之間的位置關(guān)系”等等，此類內(nèi)容，直接講解，學(xué)生很難實(shí)現(xiàn)立體認(rèn)識(shí)，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，即可通過(guò)立體化的模式來(lái)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的視覺(jué)呈現(xiàn)質(zhì)量，讓學(xué)生在頭腦中構(gòu)建立體概念。

實(shí)踐顯示，虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建，能夠?qū)W(xué)生左腦、右腦相結(jié)合，改變了以往人體解剖生理學(xué)中的照本宣科教學(xué)問(wèn)題，刺激學(xué)生的創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)“感知”、“認(rèn)知”之間的融合，幫助學(xué)生從多角度全方位的獲取信息。

3結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在教育、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)領(lǐng)域有深遠(yuǎn)應(yīng)用，通過(guò)在人體解剖生理學(xué)教學(xué)這門(mén)課程中的推廣，可顯著增強(qiáng)學(xué)生興趣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有真實(shí)、精度高、人機(jī)互動(dòng)性理想的特點(diǎn)，但是，目前來(lái)看，很多虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備還不完善，處理能力、數(shù)據(jù)建模能力還有待提升，在下一階段下，需要加強(qiáng)研究，完善現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)，讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖生理學(xué)上的應(yīng)用能夠朝著“形象”、“智能”、“開(kāi)放”的方向發(fā)展，提高醫(yī)學(xué)教育工作的質(zhì)量。

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