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

胡亞

摘 要 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展由來已久，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、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（VR技術(shù)）的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實（VR技術(shù)） 人體解剖生理學(xué) 運用

中圖分類號：R322文獻標(biāo)識碼：A

0引言

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

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)）的概念與特點

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是建立在計算機、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，能夠?qū)Ω黝惸Ｐ妥龀龇抡妫瑢崿F(xiàn)“身臨其境”，彌補了傳統(tǒng)三維動畫的不足，交互性、表現(xiàn)力更為理想?！疤摂M現(xiàn)實技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)教育”、“多媒體教育”并稱之為新時期教育領(lǐng)域的代表技術(shù)，相比于其他兩種技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有更好的發(fā)展前景。通過虛擬現(xiàn)實技術(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)實技術(shù)，能夠模擬人體結(jié)構(gòu)，通過其固有的“交互性”、“多感知性”優(yōu)勢，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，在血液流動過程中，心臟的狀態(tài)又會發(fā)生變化，這一內(nèi)容具有極強的邏輯性。在“心血管解剖”內(nèi)容的傳授上，即可應(yīng)用“VR技術(shù)”來建立模型，幫助學(xué)生通過肉眼清晰觀察到血液流動過程，還有心室、心房等內(nèi)容的變化過程。除了能夠直觀看到影像變化，聽到心音，還能學(xué)習(xí)心音內(nèi)容，理解心血管解剖的相關(guān)知識。

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)雜的一項內(nèi)容，由于人眼尺寸小，傳統(tǒng)的說教式教學(xué)模式效果不佳，平面解剖圖無法幫助學(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)實技術(shù)來構(gòu)建“玻璃體”、“細(xì)角膜”、“晶狀體”、“鞏膜”的等結(jié)構(gòu)，對人眼生理過程進行仿真，讓學(xué)生在物理模型中觀察各項內(nèi)容。對于無法掌握、理解的內(nèi)容，學(xué)生可以在課后重復(fù)學(xué)習(xí)，不會受到課堂環(huán)境和課堂學(xué)習(xí)時間的約束。

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，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠構(gòu)建耳部三維模型，通過其中漫游功能的應(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在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

在人體解剖生理學(xué)課程中，實驗也是一個必不可少的內(nèi)容。傳統(tǒng)實驗類型有兩類：（1）課堂演示實驗。這是配合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生展現(xiàn)實驗現(xiàn)象、實驗原理，幫助其掌握實驗過程，深刻理解人體解剖生理學(xué)的內(nèi)容;（2）實驗室操作。實驗室操作是配合課堂教學(xué)開展的實驗活動，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)課程既有運動狀態(tài)、空間結(jié)構(gòu)，也有難度較高的數(shù)量分析，要讓學(xué)生對這些結(jié)構(gòu)熟記于心，必須要調(diào)動他們的形象思維，實驗正是調(diào)動形象思維的有益方法。傳統(tǒng)實驗教學(xué)對場地、時間等均有嚴(yán)格要求，加上器材、設(shè)備的限制，很難確保每一個學(xué)生都能完成操作，與之相比，虛擬實驗室成本低廉、節(jié)約了藥品、實驗、設(shè)備費用，省去了實驗者的簡單重復(fù)勞動，利用各類新技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出實驗室的共享學(xué)習(xí)功能，且容易維護，有效解決了傳統(tǒng)實驗室的種種問題。

借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以構(gòu)建虛擬實驗，在操作前，學(xué)生可以先通過虛擬實驗來掌握實驗過程、原理和具體內(nèi)容。在逼真的虛擬實驗環(huán)境中，學(xué)生可以操作各類儀器，觀察實驗狀態(tài)，得出結(jié)果，對于在真實實驗室中不便于演示的實驗，也能借助虛擬實驗室來模擬。在課后，通過網(wǎng)絡(luò)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的接入，學(xué)生可以通過點擊網(wǎng)站來進行實驗，師生之間實現(xiàn)了即時交流、互動以及數(shù)據(jù)設(shè)備的共享，即便學(xué)生畢業(yè)后離開學(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。虛擬實驗室讓靜態(tài)的內(nèi)容變得動態(tài)化，簡化了復(fù)雜的問題，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)生很難實現(xiàn)立體認(rèn)識，通過虛擬實驗室，即可通過立體化的模式來強化實驗教學(xué)的視覺呈現(xiàn)質(zhì)量，讓學(xué)生在頭腦中構(gòu)建立體概念。

實踐顯示，虛擬實驗室的構(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)問題，刺激學(xué)生的創(chuàng)造性，實現(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

虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在教育、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)領(lǐng)域有深遠(yuǎn)應(yīng)用，通過在人體解剖生理學(xué)教學(xué)這門課程中的推廣，可顯著增強學(xué)生興趣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有真實、精度高、人機互動性理想的特點，但是，目前來看，很多虛擬現(xiàn)實設(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，需要加強研究，完善現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)，讓虛擬現(xiàn)實技術(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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