虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“藥學(xué)服務(wù)”人才培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

孫瑩 陸郝凌 汪巖 劉詩音 文世良

[摘要] 該文介紹了虛擬仿真技術(shù)及其在“藥學(xué)服務(wù)”方向人才培養(yǎng)中的應(yīng)用，從場景的搭建到模型的建立及學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了仿真系統(tǒng)的研制過程，對現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的作用進(jìn)行了深入探討。

[關(guān)鍵詞] 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；藥學(xué)服務(wù)仿真教學(xué)系統(tǒng)；實(shí)訓(xùn)應(yīng)用

[中圖分類號] R95 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-5654（2018）11（b）-0123-03

Application Research of Virtual Reality Technology in the Training of Talents Training in Pharmaceutical Service

SUN Ying1， LU Hao-ling2， WANG Yan1， LIU Shi-yin1， WEN Shi-liang1

1.Changchun Medical College， Changchun， Jilin Province， 130031 China；2.Nanjing Pharmaceutical Education Intelligent Technology Co， Ltd， Nanjing， Jiangsu Province， 210002 China

[Abstract] This paper introduces the virtual simulation technology and its application in the cultivation of talents in the direction of "pharmacy service". From the construction of the scene to the establishment of the model and the design of the learning model， the development process of the simulation system is introduced in detail， and the modern information technology is taught. The role of this has been explored in depth.

[Key words] Virtual reality technology； Pharmaceutical service simulation teaching system； Training application

“藥學(xué)服務(wù)”是藥學(xué)專業(yè)人才所必須掌握的核心技能之一，而醫(yī)院藥學(xué)服務(wù)除了需要學(xué)生掌握與之相適應(yīng)的藥學(xué)基本理論外，還需要熟知流程、相關(guān)規(guī)定和基本技能等。學(xué)生畢業(yè)以后可進(jìn)入各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥學(xué)部門和社會(huì)藥房開展處方調(diào)劑、用藥咨詢與指導(dǎo)和藥物不良反應(yīng)監(jiān)測及處理等藥學(xué)工作[1]。學(xué)生在掌握了較扎實(shí)的理論知識后，崗位實(shí)操能力的訓(xùn)練就顯得尤為重要，對于高職高專學(xué)生來說，只有通過不斷的模擬演練才能熟練掌握，而校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場所有限，不能完全完成崗位技能的訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可創(chuàng)建仿真場景，方便學(xué)生多次模擬演練工作中所需要面對的情景，解決了學(xué)校實(shí)訓(xùn)環(huán)境無法滿足實(shí)踐教學(xué)需求的問題。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介紹

1.1 虛擬仿真技術(shù)的歷史和特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代的美國，進(jìn)入90年代相應(yīng)的研究不斷深入，各種虛擬設(shè)備不斷出現(xiàn)，到了90年代后期，隨著圖形渲染、建模技術(shù)和Internet的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也得到了長足的發(fā)展[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)匯集了多媒體技術(shù)、人工智能、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可生成逼真的三維虛擬環(huán)境，虛擬世界的各種對象可以通過多項(xiàng)的傳感設(shè)備及實(shí)時(shí)交互功能傳遞給使用者，讓使用者可以獲得身臨其境的體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征包括：①沉浸性，使用者可感受到模擬環(huán)境的真實(shí)感；②交互性，使用者可操作模擬環(huán)境內(nèi)的物體，并得到環(huán)境的反饋；③構(gòu)想性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可構(gòu)造客觀不存在的環(huán)境[3]。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類和應(yīng)用

①桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)屏幕作為用戶觀察虛擬環(huán)境的窗口，用戶通過鼠標(biāo)等設(shè)備，操作虛擬情景中的各種物體。

②沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，利用頭盔顯示器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其他手控輸入設(shè)備和聲音等，雖在虛擬環(huán)境，但可以讓使用者全身心地投入和沉浸其中。

③共享性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使多個(gè)用戶通過客戶端進(jìn)入由服務(wù)器構(gòu)筑的虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷[4]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近幾年發(fā)展迅速，以此為基礎(chǔ)的各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用也取得了顯著的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)可以用于模擬化學(xué)、物理等實(shí)驗(yàn)，方便學(xué)生理解抽象的知識；可以模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)線，操作工人可利用其進(jìn)行培訓(xùn)；可模擬復(fù)雜機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)造，技師可利用其進(jìn)行研究和實(shí)踐；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬人體的各個(gè)器官，醫(yī)生可利用其研究病癥和模擬手術(shù)[5]。

2 虛擬仿真技術(shù)在“藥學(xué)服務(wù)”人才培養(yǎng)中的的應(yīng)用

“藥學(xué)服務(wù)”教學(xué)內(nèi)容涵蓋理論與實(shí)訓(xùn)兩部分，涉及到從醫(yī)療機(jī)構(gòu)到社會(huì)藥店的藥學(xué)工作過程。其中實(shí)訓(xùn)部分主要是通過場景和案例教學(xué)，以及不斷的模擬演練為學(xué)生構(gòu)建實(shí)際工作情景，提高學(xué)生對未來工作的感知度，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、融會(huì)貫通使用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。其中工作場景的再現(xiàn)是是否能完成教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵，尤其是校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場地有限，不能完全重現(xiàn)全部工作場景，而虛擬仿真技術(shù)恰好解決了這個(gè)問題，而且能滿足不同場景轉(zhuǎn)換教學(xué)和反復(fù)模擬訓(xùn)練的要求。為此，我們將醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥學(xué)部的工作場景，按照高等職業(yè)教育中“藥學(xué)服務(wù)”的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過虛擬仿真技術(shù)，結(jié)合國家相關(guān)法律法規(guī)，現(xiàn)場采集場地和人員的實(shí)際情況進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)建模。搭建藥品倉庫、倉庫辦公室、住院藥房和門診藥房的三維仿真場景（見圖1）和相應(yīng)人員對象，對場地和設(shè)備器材進(jìn)行實(shí)地采集，并對詳細(xì)參數(shù)進(jìn)行收集和計(jì)算，力求場景的真實(shí)性，根據(jù)國家規(guī)定和醫(yī)院的規(guī)章對崗位中的操作流程、連鎖效應(yīng)、互動(dòng)方式和操作面板動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)和編排形成相應(yīng)的腳本文件，再將腳本中的參數(shù)與場景中的對象模型映射起來，利用程序來實(shí)現(xiàn)其中的邏輯關(guān)系，再用三維仿真引擎實(shí)時(shí)渲染交互結(jié)果，形成了三維交互式藥學(xué)服務(wù)仿真系統(tǒng)。

藥學(xué)服務(wù)仿真系統(tǒng)主要模擬了醫(yī)院藥學(xué)部的相關(guān)場景，包括藥品倉庫、住院藥房和門診藥房；將各場景中的崗位標(biāo)準(zhǔn)化操作流程、管理控制規(guī)定和設(shè)備器械使用方式等內(nèi)容都囊括在內(nèi)，以游戲的模式，引導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)學(xué)習(xí)過程，具有較強(qiáng)的操作性、趣味性和互動(dòng)性。 相比于角色模擬教學(xué)法[6]，仿真系統(tǒng)搭建的三維場景更加逼真，而且場景中互動(dòng)的元素更加多樣，可以讓每位學(xué)生都充分參與到實(shí)踐中；相比于 PBL學(xué)習(xí)這種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方式[7]，仿真系統(tǒng)具有較強(qiáng)的智能化水平，通過交互提問的方式，可讓學(xué)生借助仿真模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主式探究學(xué)習(xí)。虛擬仿真系統(tǒng)引導(dǎo)性的教學(xué)方式和無限重復(fù)性的練習(xí)模式，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率明顯的提升，讓學(xué)生的視野更加開闊，讓實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，提高了學(xué)生對藥學(xué)服務(wù)的認(rèn)識和理解。

藥學(xué)服務(wù)虛擬仿真系統(tǒng)的使用非常方便，首先將軟件服務(wù)器端安裝在教師機(jī)上，然后將客戶端安裝在學(xué)生機(jī)上。學(xué)生以學(xué)號登錄系統(tǒng)進(jìn)行上機(jī)操作，先在知識庫模塊，看電子教材和微課視頻進(jìn)行自學(xué)，其中涉及到的設(shè)備會(huì)有三維模型展示，待熟悉相關(guān)內(nèi)容后，可進(jìn)入虛擬仿真模塊，利用鼠標(biāo)和鍵盤控制系統(tǒng)中的仿真人按照操作流程領(lǐng)取任務(wù)，然后完成，如果操作錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的提示。除了練習(xí)模式，還有考核模式，教師可利用其中的題庫編寫試卷，組織學(xué)生進(jìn)行考試，考核學(xué)生的理論知識；虛擬仿真考核，可對學(xué)生的實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行打分，以幫助學(xué)生在實(shí)踐方面查漏補(bǔ)缺。通過這一系列的學(xué)習(xí)，學(xué)生對藥學(xué)服務(wù)的知識點(diǎn)掌握、問題分析能力和實(shí)際操作能力都會(huì)得到不斷的提高，使學(xué)生可以在學(xué)習(xí)結(jié)束以后直接上崗工作。

以其中藥品采購及藥庫管理模塊舉例，首先知識庫部分，采用文字、圖片、視頻結(jié)合的形式，對以下知識點(diǎn)進(jìn)行了講解：①如何制定藥品采購計(jì)劃；②藥庫人員各崗位的職責(zé)；③藥品用量審核流程；④特殊藥品采購注意事項(xiàng)及資料準(zhǔn)備；⑤采購前如何對供應(yīng)商資質(zhì)進(jìn)行審核；⑥入庫前對藥品的檢查流程；⑦冷鏈藥品及特殊藥品驗(yàn)收的注意事項(xiàng)；⑧驗(yàn)收入庫后藥品的擺放、養(yǎng)護(hù)和保管；⑨藥品出庫前遵循的原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)完這些知識點(diǎn)后，能夠大致掌握了藥品采購和藥庫管理的流程和知識點(diǎn)。然后在虛擬仿真模塊中，學(xué)生控制仿真人在藥庫辦公室、藥庫和各病房等場景中，完成各種任務(wù)，如制定采購計(jì)劃、提供需求信息給供貨商、供貨商配送藥品和藥庫人員檢驗(yàn)藥品、藥品驗(yàn)收合格、簽收登記入庫和出庫至各病房等。學(xué)生通過虛擬仿真系統(tǒng)，練習(xí)整個(gè)流程操作，其中在各個(gè)場景會(huì)彈出知識點(diǎn)和考題，對學(xué)生進(jìn)行考核，幫助其掌握重要知識點(diǎn)，學(xué)生練習(xí)完虛擬系統(tǒng)后再完成考核，就相當(dāng)于完成了藥品采購和入庫的崗位實(shí)踐。

當(dāng)然，目前的藥學(xué)服務(wù)虛擬仿真系統(tǒng)在教學(xué)過程中仍然還有一定的限制。比如：虛擬仿真系統(tǒng)場景中設(shè)置的操作點(diǎn)、觸發(fā)點(diǎn)、交互點(diǎn)和考核知識點(diǎn)，還有仿真人物都比較固定，學(xué)生在多次操作掌握相應(yīng)的知識點(diǎn)和流程以后，只能不斷鞏固這些知識點(diǎn)，難以完全模擬復(fù)雜多變的真實(shí)情況，為此后續(xù)將對系統(tǒng)進(jìn)行升級換代，不斷增加新的場景和互動(dòng)點(diǎn)和考核知識點(diǎn)，以幫助學(xué)生體驗(yàn)更多的真實(shí)情況，提升相應(yīng)的能力。此外，通過電腦屏幕接入虛擬仿真系統(tǒng)，鼠標(biāo)和鍵盤操作其中的交互過程，沒有實(shí)物感，學(xué)生只是用肉眼去看見，而不能真實(shí)的感受，可以利用沉浸式的虛擬仿真系統(tǒng)來代替電腦，使學(xué)生產(chǎn)生一種身臨其境的感受，從而真實(shí)地感受整個(gè)藥學(xué)服務(wù)過程。但是整套設(shè)備比較昂貴，普及到人手一臺(tái)比較困難，如何利用其與現(xiàn)有的教學(xué)模式相結(jié)合，還需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有使用方便、場景多樣和可反復(fù)使用等特點(diǎn)，增強(qiáng)并擴(kuò)展了實(shí)訓(xùn)的方式。學(xué)生可利用虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)自主探究學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟到理論知識運(yùn)用到實(shí)際的過程和方法，顯著提高教學(xué)質(zhì)量，并且可減少學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的成本。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)極大地方便教師對實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)時(shí)和質(zhì)量的把控，系統(tǒng)的應(yīng)用可以提升師生分析真實(shí)環(huán)境下遇到的問題并解決的能力，是真實(shí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的補(bǔ)充，提高教學(xué)質(zhì)量效果顯著。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)開發(fā)“藥學(xué)服務(wù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”是我們對信息化教學(xué)的探索，還需要我們在實(shí)踐中不斷地檢驗(yàn)和改進(jìn)。

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（收稿日期：2018-08-16）