基于AR 技術(shù)中醫(yī)藥教育中的可行性研究

吳佳蔚 廣西中醫(yī)藥大學

高校中醫(yī)藥教育強調(diào)理論與實踐并重，但傳統(tǒng)教學方法為學生學習帶來了巨大的壓力。AR 技術(shù)具有交互性等優(yōu)點，目前在中藥教育方面的應(yīng)用較少，本文就AR 技術(shù)在中醫(yī)藥教育中的方法進行詳細探討,以提升中醫(yī)藥教學效果。

1 AR 技術(shù)概述

AR 技術(shù)即增強現(xiàn)實技術(shù)，是將真實環(huán)境與虛擬對象實時疊加到同一畫面，達到超越現(xiàn)實的感官體驗技術(shù)。AR 技術(shù)區(qū)別于VR 技術(shù)呈現(xiàn)完全3D 環(huán)境。AR 技術(shù)具有三維立體的特點。可互動的虛擬對象豐富了現(xiàn)實世界。

AR 技術(shù)的實現(xiàn)以顯示技術(shù)，可視化技術(shù)為基礎(chǔ)，目前平板電腦等移動設(shè)備具備其技術(shù)條件。AR 技術(shù)被廣泛應(yīng)用到軍事等領(lǐng)域。在教育中的應(yīng)用不斷探索。如AR 情景教學等。AR 技術(shù)應(yīng)用于教學實驗中的目標人群包括嬰幼兒，高等院校學生，AR 教育游戲參與者等。中學階段學生應(yīng)用AR 技術(shù)主要為對一些概念的理解，教育游戲參與者應(yīng)用AR 技術(shù)主要為寓教于樂。非正式人群為應(yīng)用AR 技術(shù)為了得到更好的參觀體驗。

高校中學生應(yīng)用AR 技術(shù)目的是為提高學習熱情，方便資料的獲取。職業(yè)教育應(yīng)用AR 技術(shù)教學為提高學生動手實踐能力使其適應(yīng)未來工作需求。AR 技術(shù)在提高認知，寓教于樂及實踐教學中具有很大優(yōu)勢。

AR 技術(shù)應(yīng)用于學科分布中主要為自然學科及社會學科，醫(yī)藥科學應(yīng)用占比較小，目前AR 技術(shù)已在針灸教學應(yīng)用中推廣，將AR 技術(shù)應(yīng)用于高校中醫(yī)藥教育中的可行性有待深入探究。

2 中醫(yī)藥教育中存在的問題

當前高等中醫(yī)藥教育中存在很多問題，主要包括學生實踐技能不足，缺乏學習興趣。基礎(chǔ)理論知識教學是中醫(yī)藥教育的重要內(nèi)容，由于中醫(yī)藥學科的特殊性，專業(yè)知識概念抽象，增加了學習難度，削弱了學生學習的興趣，傳統(tǒng)教學方式陳舊，教師教學水平參差不齊，課堂教學效果不明顯，使得高等中醫(yī)藥院校學生的基礎(chǔ)理論知識授課難以達到預期目標。

中醫(yī)藥學是經(jīng)驗醫(yī)學，中醫(yī)藥經(jīng)驗理論源于臨床實踐。實踐教育是當前中醫(yī)藥院校教育中培養(yǎng)學生的短板。大多數(shù)醫(yī)學專業(yè)學生畢業(yè)后不能熟練熟練的將所學中醫(yī)理論技能運用于臨床。其主要原因是院校缺少開展實踐教學所需的場地等必備資源，無法保證實踐教學質(zhì)量。

中醫(yī)藥具有獨特的理論體系，對傳統(tǒng)文化功底要求較高，醫(yī)學生學習壓力普遍較大，中醫(yī)院校學生要系統(tǒng)學習中醫(yī)藥的各門課程，學習任務(wù)繁重，學生普遍缺乏學習興趣。

3 AR 技術(shù)在中醫(yī)藥教育中的應(yīng)用

3.1 建立AR 課堂

近年來，多媒體教學形式得到普及，以教材為依托，以教師課堂教學為中心的傳統(tǒng)教學模式仍是大多數(shù)高等醫(yī)學院校的主要教育模式，將AR 技術(shù)運用到課堂教學中，有利于創(chuàng)新高效課堂教學模式。張書鵬等進行了實驗對比研究，提出基于AR 虛擬交互的學習方法，可以滿足用戶更好的關(guān)注學習內(nèi)容，深入加強對細節(jié)內(nèi)容的理解技藝。2016 年川大基礎(chǔ)醫(yī)學院利用VR 技術(shù)，研發(fā)出《人衛(wèi)3D 系統(tǒng)解剖學》VR 版。

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入教學課堂已成為許多高校的探索。中醫(yī)藥相關(guān)專業(yè)學生需要掌握的知識點繁雜，通過利用AR 技術(shù)，將復雜數(shù)據(jù)進行可視化操作，為學生提供虛擬環(huán)境與顯示世界結(jié)合的場景。使學生變被動接受為主動學習。將AR 技術(shù)與中藥材圖譜相結(jié)合，將中藥植株立體展示，可進行人機互動。增強現(xiàn)實技術(shù)為學生展現(xiàn)虛擬的人體模型，可演示進針手法等教學。利用AR 及時可向?qū)W生展示穴位下針灸在皮下的進針方向等，讓學生感受真實的進針狀態(tài)，掌握針灸進針技巧。

3.2 AR 與實踐教學

實踐教育是醫(yī)藥專業(yè)學生培養(yǎng)中的重要的環(huán)節(jié)，中醫(yī)藥院校實踐教育主要包括藥學專業(yè)理化實驗等，實踐教育對教學手段多個層面有很高的要求。教學效果的實現(xiàn)受很多復雜特殊的現(xiàn)實因素影響。如中藥炮制課需耗費大量中藥材，理化實驗中受到多種因素影響實驗結(jié)果。利用AR 技術(shù)，學生通過真實的體驗實驗，節(jié)約了實驗所需成本。

AR 技術(shù)可以突破實驗設(shè)備與經(jīng)費等方面的限制。AR 技術(shù)可以為醫(yī)生創(chuàng)造完全真實的體驗經(jīng)歷，可重復使用真實場景。解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科利用多模態(tài)導航AR 技術(shù)。將AR 技術(shù)與臨床培訓結(jié)合的教學方式得到初步的發(fā)展，中醫(yī)正骨手法等中醫(yī)藥教育實踐教學，利用AR 技術(shù)可將模擬三維立體人體疊加在現(xiàn)實中，將傳統(tǒng)的抽象想象實訓教學變?yōu)橹庇^可視化全年新模式。

3.3 開發(fā)APP

智能手機已成為大學生學習中的重要部分，現(xiàn)已有醫(yī)藥與AR手機應(yīng)用結(jié)合的輔助工具。如Augment3D 被應(yīng)用于娛樂，醫(yī)藥教育等各領(lǐng)域。如利用Augment3D 學習C60 分子結(jié)構(gòu)式，可與平面結(jié)構(gòu)圖建立對應(yīng)關(guān)系，呈現(xiàn)出分子結(jié)構(gòu)曾慶現(xiàn)實環(huán)境。

《AR 中藥材》APP 呈現(xiàn)三維高精度中藥材，，用戶可為模型庫添加3D 模型圖。可根據(jù)用戶要求提供眾多中藥材3D 模型，人體穴位的3D 定位圖。

手游備受青少年學生的喜愛，AR 游戲APP 開發(fā)逐漸火熱，很多AR 益智類游戲如《水果算你狠》等，通過游戲娛樂方式將知識傳遞給用戶。開發(fā)具有中醫(yī)藥特色的AR 益智游戲，將枯燥的中醫(yī)藥知識與趣味游戲結(jié)合，可以實現(xiàn)寓教于樂的效果。

4 AR 技術(shù)在中醫(yī)藥教育中的應(yīng)用挑戰(zhàn)

AR 技術(shù)在中醫(yī)藥教育中的應(yīng)用為傳統(tǒng)教學模式改革發(fā)展帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)，對傳統(tǒng)教學模式的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在對教師學生的影響等方面。AR 出現(xiàn)于課堂是對傳統(tǒng)教育方式的挑戰(zhàn)。教師要掌握AR 系統(tǒng)操作，接受AR 應(yīng)用特點。相應(yīng)降低對知識的獲取，要求教師引導學生分清主次。

AR 應(yīng)用于中醫(yī)藥教育中資源短缺，AR 軟硬件與生態(tài)系統(tǒng)需不斷發(fā)展，AR 教育應(yīng)用資源開發(fā)設(shè)計相對不足。

現(xiàn)有的AR 教材，視頻等學習資源是對學習中的某一環(huán)節(jié)設(shè)計，在中醫(yī)藥教育中，AR 教學不能為學生帶來完整的學習體驗。AR 教學設(shè)備價格較昂貴，必定邀請券學校投入較多的資金及場地。

AR 沒有以物理為基礎(chǔ)的方案好用，AR 設(shè)備需要有更方便實用的交互設(shè)計，以提高學生的學習興趣與效率。針灸等在人體上操作的設(shè)備，應(yīng)用AR 技術(shù)對部位精確度高，需要精準的導航設(shè)備，高分辨率的顯示設(shè)備，最大的減少操作誤差。

高等中醫(yī)藥教育要求對知識有深入的理解及牢固掌握技藝，AR技術(shù)在呈現(xiàn)純粹文本信息方面的優(yōu)勢不如傳統(tǒng)紙媒，AR 技術(shù)不能完全取代傳統(tǒng)教學方式。

5 結(jié)語

AR 技術(shù)交互性強等優(yōu)點使其被大眾接受。AR 技術(shù)與中醫(yī)藥教育結(jié)合，讓學生的學習過程充滿趣味，吸引更多的人了解中醫(yī)。AR 技術(shù)，資源方面面臨眾多的挑戰(zhàn)，但未來發(fā)展前景良好，AR 技術(shù)與中醫(yī)藥教育結(jié)合能提高中醫(yī)藥教學質(zhì)量。