虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及展望

張海鋒 汪瀾

【摘 要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)方面的進(jìn)一步應(yīng)用為現(xiàn)代信息化教學(xué)工作的開展創(chuàng)設(shè)了有利的技術(shù)條件，是高?，F(xiàn)代化教學(xué)工作組織進(jìn)行的核心內(nèi)容。近年來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷受到人們的關(guān)注，它的應(yīng)用為醫(yī)學(xué)教學(xué)的發(fā)展提供了動(dòng)力，通過營造逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境加深了學(xué)生的記憶，提供了良好的操作平臺(tái)，切實(shí)推動(dòng)了醫(yī)學(xué)教學(xué)的改革。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；高校；醫(yī)學(xué)教學(xué)；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G434【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2018）24-0284-01

一、導(dǎo)言

當(dāng)今社會(huì)，全球各國都將文化產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)提上日程，這是文化傳播、媒介創(chuàng)新與數(shù)字技術(shù)的跨界融合，通訊技術(shù)、三維技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，促使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和文化產(chǎn)品設(shè)計(jì)更有效的結(jié)合。高校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的課程內(nèi)容涉及人體解剖、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、手術(shù)操作等方面，教學(xué)中借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造的虛擬環(huán)境可以使學(xué)生對一些抽象繁雜的解剖結(jié)構(gòu)、實(shí)踐操作等有一個(gè)直觀的理解，營造良好的教學(xué)氛圍，進(jìn)而切實(shí)提升醫(yī)學(xué)生的專業(yè)能力[1]。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念及特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱VR技術(shù)，是現(xiàn)階段模擬仿真圖像成像技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)具有渲染性強(qiáng)及交互效果較好的基本特點(diǎn)。能夠根據(jù)不同的模擬環(huán)境，進(jìn)行虛擬空間創(chuàng)設(shè)，利用虛擬空間還原真實(shí)視覺感受，從而實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)立體化應(yīng)用。現(xiàn)代VR技術(shù)應(yīng)用已具備模擬、仿真及觸覺感受等相關(guān)功能化特點(diǎn)，相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容也較為成熟，在軍事、教育及醫(yī)療等有關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該項(xiàng)技術(shù)利用與實(shí)現(xiàn)環(huán)境的實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)觸覺互動(dòng)，從而提高虛擬環(huán)境設(shè)置真實(shí)性，同時(shí)具備信息互通及數(shù)據(jù)模擬的基本功能，可在實(shí)際教學(xué)方面，將相關(guān)的教學(xué)信息進(jìn)行錄入并創(chuàng)設(shè)實(shí)際的虛擬教學(xué)情境，以此為現(xiàn)代信息化教學(xué)工作的開展提供科技技術(shù)支持。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）早在1965年就已經(jīng)被伊凡·蘇澤蘭（Ivan Sutherland）在國際信息處理聯(lián)合會(huì)中首次提出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)展示的需求，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸為大眾所接受，“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代。

2000年以后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在整合發(fā)展中引入了XML、JAVA等先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用強(qiáng)大的3D計(jì)算能力和交互技術(shù)，提高渲染質(zhì)量和傳輸速度，進(jìn)入了嶄新的發(fā)展時(shí)代[2]。”在2016年這一技術(shù)成為年度熱點(diǎn)，業(yè)界也稱2016年為“VR元年”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在三維、傳感、技術(shù)、渲染技術(shù)的沉浸式交互技術(shù)。通俗介紹，就是將視覺、聽覺、觸覺等虛擬成一個(gè)相對逼真的真實(shí)環(huán)境，并借助一定的觀看設(shè)備使用戶獲得相對自然和真實(shí)的體驗(yàn)，并可以與虛擬環(huán)境中景物相互作用、相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的真實(shí)感受和視覺體驗(yàn)。

沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、構(gòu)想性（Imagination），是虛擬現(xiàn)實(shí)的3個(gè)基本特征，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)、全息投影技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)想結(jié)合，是未來視覺體驗(yàn)的必然發(fā)展趨勢。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校解剖教學(xué)中的應(yīng)用。

解剖學(xué)為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的一門重要學(xué)科，通過解剖學(xué)教學(xué)課程醫(yī)學(xué)生可以了解人體的各個(gè)器官、系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，了解人體各個(gè)部位血管、神經(jīng)的分布情況以及重要功能，為以后臨床課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。由于人體是一個(gè)極為精密的整體，解剖結(jié)構(gòu)極為復(fù)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(dāng)前用于學(xué)生進(jìn)行解剖實(shí)驗(yàn)的尸體數(shù)量又嚴(yán)重短缺，學(xué)生的實(shí)踐操作能力得不到充分的鍛煉。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效地解決這一問題，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對人體的皮膚、器官、組織、骨骼等進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)收集，將其微觀結(jié)構(gòu)充分地模擬出來，數(shù)據(jù)的采集可以從尸體上進(jìn)行，首先將已處理好的尸體進(jìn)行切片，利用掃描儀對每一層切片進(jìn)行全面的分析，其次將這些數(shù)據(jù)全面地收集起來并利用計(jì)算機(jī)合成技術(shù)進(jìn)行圖像的合成，形成人體的三維結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)人體的虛擬化，并以此作為學(xué)生學(xué)習(xí)與解剖操作的平臺(tái)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)其目的在于更好的對學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于學(xué)生對于理論知識(shí)掌握不扎實(shí)，導(dǎo)致其出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作無從下手的情況，同時(shí)對于后續(xù)階段教師所講解的教學(xué)內(nèi)容也易出現(xiàn)學(xué)不懂及學(xué)不通的情況，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用雖然主要以三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)踐模式，但同時(shí)亦可提供有效的實(shí)驗(yàn)信息數(shù)據(jù)資料，幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容，并指明實(shí)驗(yàn)操作方向，使學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)方面對理論知識(shí)內(nèi)容進(jìn)一步鞏固，幫助基礎(chǔ)學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生度過知識(shí)學(xué)習(xí)困惑期，確保學(xué)生所學(xué)的各項(xiàng)知識(shí)內(nèi)容均可運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)方面[3]。教師在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面，可有效的提高教學(xué)效率，無需逐一的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)，從學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)操作問題等相關(guān)方面，能夠有針對性的制定教學(xué)引導(dǎo)方案，進(jìn)而使學(xué)生在虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用環(huán)境下實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力得以提升。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校醫(yī)學(xué)教學(xué)中的未來展望

當(dāng)前我國進(jìn)入社會(huì)主義新時(shí)代，醫(yī)學(xué)教學(xué)正不斷朝向信息化趨勢發(fā)展，由于醫(yī)學(xué)知識(shí)大多比較抽象難懂，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其逼真的虛擬場景為醫(yī)學(xué)教學(xué)開辟了一條嶄新的道路。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多個(gè)臨床科室得到了廣泛的應(yīng)用，針對醫(yī)學(xué)生的手術(shù)教學(xué)也不斷開展。美國已在心理健康預(yù)防中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[4]，而隨著此項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，在醫(yī)學(xué)教學(xué)和臨床診療中將會(huì)有廣闊的應(yīng)用空間。當(dāng)前由于技術(shù)設(shè)備的維修保養(yǎng)尚未配套發(fā)展，同時(shí)模擬的精確度仍然有一定的不足，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用整體上仍處于初期階段。隨著我國醫(yī)療水平的不斷提高和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸被醫(yī)學(xué)工作者所重視，相信在不斷的研究與探索下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中會(huì)發(fā)揮越來越大的作用，為醫(yī)療事業(yè)作出巨大的貢獻(xiàn)。

結(jié)束語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)方面的有效運(yùn)用，對提高校園基礎(chǔ)性建設(shè)及現(xiàn)代化教育水平影響頗深，是現(xiàn)代化教學(xué)的主要發(fā)展方向，使教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)立體化及多維度呈現(xiàn)，有效彌補(bǔ)高?；A(chǔ)教學(xué)工作方向的諸多不足。相信在不斷的研究與探索下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中會(huì)發(fā)揮越來越大的作用，為醫(yī)療事業(yè)作出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱建忠.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電大開放教育中的應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018（07）：147-148+153.

[2]段偉文.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的社會(huì)倫理問題與應(yīng)對[J].科技中國，2018（07）：98-104.

[3]劉澤根，孫風(fēng)閣.基于虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的文化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研究[J].科技傳播，2018，10（13）：137-138.

[4]張帥.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，21（03）：68-69+133.