虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在西醫(yī)院校針灸學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索

許嘯虎 鄭翠紅 劉艷娟 余玲玲 宋坤琨 黃冬梅

1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科，湖北武漢 430030；2.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合研究所，湖北武漢 430030

針灸學(xué)是中醫(yī)學(xué)教學(xué)體系的重要組成部分，是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)、研究經(jīng)絡(luò)腧穴和刺灸方法、運(yùn)用針灸防治疾病的一門學(xué)科[1]。其中既包含中醫(yī)基礎(chǔ)理論，又涵蓋內(nèi)、外、婦、兒科及西醫(yī)解剖學(xué)知識(shí)，是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的臨床學(xué)科[2]。因此，提高針灸學(xué)教學(xué)質(zhì)量對(duì)于培養(yǎng)合格的綜合性醫(yī)學(xué)人才十分必要。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)通過(guò)最新的電腦科技及軟件技術(shù)手段，生成全方位多感官的認(rèn)知環(huán)境，使用者可以通過(guò)一定的輸入輸出設(shè)備直接與其進(jìn)行交互操作，從而達(dá)到身臨其境的感覺[3]。如今在航空航天、建筑設(shè)計(jì)、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域，VR 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較普及，而在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，VR 技術(shù)也已應(yīng)用于全身解剖模型、醫(yī)學(xué)圖像模擬、康復(fù)輔助治療，甚至一些外科手術(shù)的操作訓(xùn)練中[4-7]。一些中醫(yī)藥院校已經(jīng)嘗試將VR 技術(shù)運(yùn)用于針灸教學(xué)中，取得了不錯(cuò)的效果。目前大部分西醫(yī)院校也已經(jīng)開展了針灸學(xué)教學(xué)，但是普遍存在教學(xué)課時(shí)少、實(shí)踐操作少、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣少的問(wèn)題，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量，這就需要我們對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行一些嘗試和改良。因此，本研究對(duì)VR 技術(shù)在西醫(yī)院校針灸學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行探索。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對(duì)象為華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院2016 級(jí)和2017 級(jí)中西醫(yī)結(jié)合專業(yè)本科班，共24 名學(xué)生，采用隨機(jī)數(shù)字表法按1∶1 比例將其隨機(jī)分為兩組，VR 教學(xué)組和對(duì)照組。兩組學(xué)生性別、年齡、中醫(yī)基礎(chǔ)理論成績(jī)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05），具有可比性。見表1。

表1 兩組學(xué)生一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 教學(xué)內(nèi)容 教材選用“十三五”全國(guó)中醫(yī)藥高等教育教材《針灸學(xué)》（第3 版）[1]。兩組受試學(xué)生均由相同的具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師講授，選取第三章第7 節(jié)足太陽(yáng)膀胱經(jīng)經(jīng)絡(luò)腧穴部分，分別進(jìn)行6 個(gè)課時(shí)的教學(xué)。根據(jù)教學(xué)大綱，先由教師制訂教學(xué)內(nèi)容，撰寫課件，課件內(nèi)容主要包括腧穴定位、功效、針刺操作手法等。教師在課前將教學(xué)內(nèi)容告知學(xué)生，學(xué)生課外自行預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。

1.2.2 教學(xué)方法 VR 教學(xué)組采用中醫(yī)經(jīng)絡(luò)穴位虛擬可視化教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)（湖北中醫(yī)藥大學(xué)、武漢大學(xué)聯(lián)合開發(fā)）教學(xué)，教師首先通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)相關(guān)腧穴、經(jīng)絡(luò)定位、解剖結(jié)構(gòu)在3D 模擬人體模型圖像上進(jìn)行精確定位并講解，使學(xué)生從多角度、更立體、更全面地了解穴位位置、經(jīng)絡(luò)循行以及其與骨骼肌肉的關(guān)系。同時(shí)對(duì)于重點(diǎn)穴位，由教師講述臨床功效，并通過(guò)針刺模擬器具演示針刺該穴位的操作過(guò)程。然后由每位學(xué)生佩戴VR 技術(shù)視覺傳導(dǎo)設(shè)備，根據(jù)教師演示過(guò)程及提問(wèn)找出相應(yīng)穴位，并通過(guò)針刺模擬器具完成進(jìn)針、行針等一系列過(guò)程，即完整的針灸操作。教師針對(duì)學(xué)生具體操作中的問(wèn)題，進(jìn)行有針對(duì)性的補(bǔ)充講解。對(duì)照組教師通過(guò)傳統(tǒng)PPT 投影配合人體經(jīng)絡(luò)穴位模型等方式，對(duì)相關(guān)腧穴、經(jīng)絡(luò)定位、功效進(jìn)行講解，采用針灸器具演示針灸操作過(guò)程，教師針對(duì)學(xué)生課堂提問(wèn)進(jìn)行答疑和補(bǔ)充。

1.3 觀察指標(biāo)

為客觀評(píng)價(jià)VR 技術(shù)教學(xué)模式的效果，將采用問(wèn)卷調(diào)查、隨堂測(cè)試和筆試考核相結(jié)合的方式。問(wèn)卷調(diào)查表由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中醫(yī)學(xué)教研室組織教師共同制訂并經(jīng)相關(guān)專家審閱，該量表的Cronbach′s α 系數(shù)為0.95，KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值為0.79，具有較高的信效度。問(wèn)卷調(diào)查內(nèi)容包括所接受的教學(xué)方法是否能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)習(xí)效率、參與課堂互動(dòng)、掌握理論知識(shí)、提高實(shí)踐能力、培養(yǎng)自學(xué)能力、擴(kuò)展學(xué)習(xí)思路和提高教學(xué)滿意度等方面，采用無(wú)記名方式，由每位學(xué)生在課后自行單獨(dú)填寫并統(tǒng)一回收。

隨堂測(cè)試由教師在完成課程教學(xué)后隨機(jī)提出穴位名，由學(xué)生回答穴位定位、功效及操作手法，教師根據(jù)回答判斷是否合格。筆試考試采取閉卷方式統(tǒng)一命題考試，每位學(xué)生均單獨(dú)完成，考試題型以選擇題為主，以考查學(xué)生知識(shí)掌握情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher 確切概率法。以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果比較

本研究共發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查表24 份，回收24 份，回收率為100%。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，VR 教學(xué)組在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、參與課堂互動(dòng)、提高實(shí)踐能力及教學(xué)滿意度方面比例高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。兩組在提升學(xué)習(xí)效率、掌握理論知識(shí)、培養(yǎng)自學(xué)能力及擴(kuò)展學(xué)習(xí)思路方面比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。見表2。

表2 兩組學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果比較[名（%）]

2.2 兩組學(xué)生隨堂測(cè)試合格率和理論考核成績(jī)比較

VR 教學(xué)組隨堂測(cè)試合格率高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。兩組理論考核成績(jī)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。見表3。

表3 兩組學(xué)生隨堂測(cè)試合格率和理論考核成績(jī)比較

3 討論

針灸作為中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分，又是臨床診療的常用手段，在當(dāng)前醫(yī)療體系中發(fā)揮著重要作用[8]。由于其具有“簡(jiǎn)便效廉”的特點(diǎn)，越來(lái)越受到臨床重視，這就要求我們培養(yǎng)的醫(yī)學(xué)生不僅要具有扎實(shí)的理論知識(shí)，還要有較強(qiáng)的臨床操作能力[9]。但是長(zhǎng)期以來(lái)，針灸學(xué)教學(xué)基本是以教師為主導(dǎo)，教師根據(jù)教學(xué)大綱對(duì)知識(shí)點(diǎn)逐一介紹這一“灌輸”式模式進(jìn)行[10]。特別是對(duì)于西醫(yī)院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，針灸教學(xué)內(nèi)容中比如經(jīng)絡(luò)、腧穴、主治功效等概念太過(guò)抽象，難于理解和記憶。學(xué)生基本靠死記硬背來(lái)應(yīng)付考試，學(xué)過(guò)即忘，整個(gè)教學(xué)過(guò)程枯燥無(wú)味，難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)針灸的興趣[11]。另一方面，西醫(yī)院校針灸操作實(shí)踐課時(shí)少，又受到學(xué)生數(shù)量、教學(xué)工具、場(chǎng)地條件等限制，基本通過(guò)教師演示腧穴定位、取穴方法和針刺手法后完成針灸操作教學(xué)，學(xué)生缺乏主動(dòng)練習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)[12]。這就導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生“高分低能”，今后一旦涉及臨床運(yùn)用時(shí)，往往“心中了了，指下難明”，很難保證以后可以很好地服務(wù)于臨床。這一理論教學(xué)與臨床實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象普遍存在，并且在西醫(yī)院校針灸教學(xué)中尤為明顯，嚴(yán)重影響針灸科目的教學(xué)質(zhì)量[13]。因此，如何更好地在西醫(yī)院校開展中醫(yī)針灸學(xué)教學(xué)顯得尤為重要[14]。

VR 技術(shù)早期應(yīng)用于航天與軍事領(lǐng)域人員培訓(xùn)，隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)成果的開發(fā)，其運(yùn)用范圍已擴(kuò)展至醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，VR 技術(shù)的日益成熟完善對(duì)于中醫(yī)藥相關(guān)學(xué)科的教學(xué)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[15]。目前，基于VR 技術(shù)的中醫(yī)相關(guān)教學(xué)系統(tǒng)和針灸教學(xué)課程在我國(guó)部分中醫(yī)藥院校中已經(jīng)開發(fā)完成并試行開展，取得了不錯(cuò)的反響[16-19]。該系統(tǒng)可以將穴位、經(jīng)絡(luò)循行及其與骨骼肌肉的關(guān)系在虛擬的人體模型上實(shí)時(shí)顯現(xiàn)，使學(xué)習(xí)者易于記憶[20-22]。同時(shí)，通過(guò)模擬針具控制虛擬針灸針的運(yùn)動(dòng)，以此模擬針刺進(jìn)針、行針等一系列過(guò)程，實(shí)現(xiàn)完整的針灸操作，使學(xué)習(xí)者易于理解與掌握。因此，在西醫(yī)院校進(jìn)行VR 技術(shù)針灸教學(xué)的探索和實(shí)踐勢(shì)在必行。首先，將VR 技術(shù)運(yùn)用于西醫(yī)院校針灸學(xué)教學(xué)，一方面可以將穴位、經(jīng)絡(luò)循行以立體形式直觀形象地呈現(xiàn)出來(lái)，使針灸的學(xué)習(xí)由抽象轉(zhuǎn)為生動(dòng)，學(xué)生身臨其境，增加其學(xué)習(xí)針灸的興趣[23-24]。另一方面，它又為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真的操作環(huán)境，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中操作針刺，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)針灸的積極性[25]。其次，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中扮演醫(yī)師角色，針對(duì)病癥辨證取穴，并模擬完成整個(gè)扎針過(guò)程，以此反復(fù)練習(xí)持針、進(jìn)針、行針手法，從而增強(qiáng)實(shí)踐操作能力，促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。此外，對(duì)于西醫(yī)院校醫(yī)學(xué)生而言，針灸學(xué)教學(xué)內(nèi)容抽象難懂，傳統(tǒng)的針灸教學(xué)主要通過(guò)語(yǔ)言講解，學(xué)生缺乏切實(shí)感受，往往突擊記憶應(yīng)付考試，考過(guò)即忘。虛擬現(xiàn)實(shí)突破原有言語(yǔ)教授的局限性，又可以與PBL、慕課、案例等教學(xué)方式相結(jié)合，使針灸教學(xué)更有針對(duì)性、生動(dòng)性、實(shí)用性，從而全面提升教學(xué)效果。而教師可以通過(guò)多媒體課件進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容介紹，動(dòng)畫視頻播放展示針灸操作過(guò)程，針灸器具演示使學(xué)生親身感受針感，VR 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際操作、考試，充分利用各種教學(xué)設(shè)備，使學(xué)生能在較短的時(shí)間內(nèi)理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

本研究結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)于VR 技術(shù)教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、參與課堂互動(dòng)、提高實(shí)踐能力以及教學(xué)滿意度方面比較認(rèn)可。提示相對(duì)于傳統(tǒng)講授式教學(xué)，將VR 技術(shù)運(yùn)用于針灸學(xué)教學(xué)對(duì)于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)針灸知識(shí)積極性有一定幫助，有助于提高針灸實(shí)踐操作能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)于這一教學(xué)模式普遍能夠接受。VR 技術(shù)在提升學(xué)習(xí)效率、掌握理論知識(shí)、培養(yǎng)自學(xué)能力及擴(kuò)展學(xué)習(xí)思路等方面雖有改變，但與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比差異不明顯。然而，本研究還存在一些不足之處。首先是納入研究樣本量較少，一方面是由于西醫(yī)院校中西醫(yī)專業(yè)學(xué)生數(shù)量較少；另一方面受VR技術(shù)設(shè)備數(shù)量和教學(xué)時(shí)間限制，無(wú)法同時(shí)大范圍開展研究，可能對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生影響。其次，VR 技術(shù)教學(xué)學(xué)時(shí)較少，無(wú)法觀察教學(xué)效果是否存在持續(xù)性，需要后期增加教學(xué)課時(shí)，跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)效果。此外，運(yùn)用VR 技術(shù)教學(xué)法對(duì)授課教師提出了更高的要求，授課教師不僅要具有豐富的針灸教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，掌握針灸的理論知識(shí)，還要熟悉VR 技術(shù)教學(xué)系統(tǒng)以及與計(jì)算機(jī)仿真有關(guān)的跨學(xué)科知識(shí)。目前尚在相互磨合階段，可能對(duì)教學(xué)效果有一定影響，需后期合理安排教學(xué)流程，加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提高整體教學(xué)水平和教學(xué)效果。

綜上所述，VR 技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生從傳統(tǒng)的知識(shí)技能接收者成為一名參與者。本項(xiàng)目作為探索性研究，初步反映出將VR 技術(shù)運(yùn)用于針灸學(xué)教學(xué)對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)習(xí)興趣和針灸操作技能有一定幫助，對(duì)于西醫(yī)院校學(xué)生學(xué)習(xí)針灸學(xué)課程能夠發(fā)揮積極的作用。但是本研究仍存在一些不足之處，需要今后進(jìn)一步完善。相信隨著教學(xué)設(shè)備、教學(xué)軟件和教師熟悉程度的提高，VR技術(shù)能夠在針灸學(xué)教學(xué)中得到更好的推廣運(yùn)用，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。