虚拟现实技术在中医针灸教学中的运用※

蔡晓雯 黄 泳 曲姗姗 钟 正

(南方医科大学中医药学院2013级本科生，广东 广州 510515)

虚拟现实技术在中医针灸教学中的运用※

蔡晓雯 黄 泳△曲姗姗1钟 正1

(南方医科大学中医药学院2013级本科生，广东 广州 510515)

虚拟现实(VR)技术是现代科技的显著进步，也是社会热点之一。把VR技术与中医针灸教学进行有机结合，将对推动中医针灸国内外教育起到更大的促进作用。本文从VR技术、国内外VR虚拟教学现状以及VR技术应用在中医针灸教学中的设想几个方面，介绍并探讨了VR技术与中医针灸教学相结合的必要性。

教育，针灸；教学

1 南方医科大学中医药学院针灸推拿教研室，广东 广州 510515

中医针灸历史悠久，随着习近平总书记提出“中医药是中华文化伟大复兴先行者”，要“推动中医药走向世界”后，越来越多的人对中医产生了浓厚的兴趣，作为中医特色疗法之一的针灸疗法也受到许多海外人士的推崇。对此，中医针灸的教学和临床技能的训练需要进一步完善和提高，其中将虚拟现实(virtual reality,VR)技术应用到中医针灸的教学中就是一大亮点。VR技术是当代前沿科技之一，将其与中医针灸进行有机结合，将有利于提高教学效率，推广中医针灸的普及和应用。

1 VR技术概述

20世纪60年代，伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)在自己的论文中首次提出虚拟现实系统的思想，而VR一词则由美国VPL公司创始人杰伦·拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代正式提出。VR技术是一种新的人机交互接口，结合计算机图形学、传感器技术、动力学、光学、人工智能及社会心理学等多领域成果，以计算机技术为核心，通过多媒体和三维技术生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境(virtual environment，VE)。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同于真实环境的感受和体验[1-2]。目前市场上的VR产品主要分为头戴设备、非头戴设备和手套，其中头戴VR设备是虚拟现实的主要形式，通过沉浸式的头盔或者VR眼镜，用户可以直接置身于虚拟世界中，获得较为直观的体验[2]。

VR技术最早运用于航天与军事部门，且其最新研究成果也率先用于航天和军事领域[2]。国内对于此项技术的研究相比国外开展得较晚，自20世纪90年代起，一批重点实验室开展了长期基础研究，如北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室、浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室、北京理工大学光电学院研究团队等[3]。如今VR技术的运用已逐步扩展至通信、医疗、教育、娱乐等方面，随着科技的不断创新，将会有更大发展空间。

2 VR技术在教学中的应用现状

VR技术在教育方面的应用主要集中在实验教学和远程教育方面。目前，国外的一些公司已经研究出来应用虚拟现实技术的教育系统，并且在一些学院进行推广。美国是VR技术最先进也是最早将VR技术与教学相结合的国家[1]。例如zSpace公司不仅推出了桌面虚拟现实操作系统，使学生能通过操纵虚拟3D物体以增强学习体验，还成立了专门的STEAM(science科学，technology技术，engineering工程，art艺术，mathematics数学)实验室，帮助学生利用zSpace STEAM实验室课件进行学习[4]。其余的例如卡耐基·梅隆大学、密歇根州立大学、麻省理工学院等高校都开发了虚拟实验室及教学平台，以多样化的教学技术丰富课堂学习，提高学生的学习参与度。尽管国内对VR技术的研究起步较国外晚，在人才引进、硬件设施、软件内容等方面受到一定的限制[2]，但国家相关部门已对此表示高度重视，将对VR技术的研究计划纳入“十一五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金委员会计划、国家高技术研究发展计划等，国内一些重点院校也已积极投入到了这一领域的研究工作[1，3]。现在VR技术在国内尚未普及，技术主要服务于军用领域，民用领域应用不多，内容较少，设备较贵，在逐步推广至高校或针对专业人士的教学过程中，还需要进一步提升技术，降低生产和使用成本。

3 VR技术在中医针灸教学中的运用设想

因为VR技术能使学习者得到更为真实的感受，能进行重复性操作而避免传统道具的磨损和折旧，从而获得更为充分的训练，所以VR技术在医学学习与操作中有着较好的发展前景。而中医针灸的从医者同样需要大量的经验积累，将VR技术融入中医针灸的教学过程中，不仅能激发学生学习兴趣，还能对学科和行业的现代化发展起到促进作用。综合长期的教学经验，我们对VR技术在中医针灸教学中的运用提出以下设想。

3.1 初级学习型VR 中医针灸初级阶段的学习包括中医诊断学、经络腧穴学、刺法灸法学、推拿学等。初级学习型VR教学应与课本知识相结合，可做一定拓展，以助学生思维的发散。中医诊疗基于四诊合参，中医诊断学中一大学习重点是四诊合参，即对望诊、闻诊、问诊、切诊的学习。通过头戴式设备、耳机和麦克风以及触觉反馈手套等工具，学生可在仿真环境中完成：望诊，观察“患者”病症的外在表现；问诊，询问“患者”的主观感受；闻诊和切诊，对“患者”进行初步的体格检查等。由于针灸学与人体解剖的关系密不可分，VR的3D人体可视化大大方便了这2个科目的教学。在针灸学方面，教师讲述腧穴、经络定位及主治作用的时候，学生可在模拟3D人体解剖图像上进行精确定位，了解其解剖结构，利用三维空间跟踪定位器[5]进行点穴操作，为后期学习刺法灸法学和针灸治疗学打下基础。初级阶段的VR教学需涵盖本科教学的基本知识点，利用初级操作以及交互应用，弥补传统课堂的不足，使学生较充分地掌握课本知识。

3.2 综合提高型VR 在完成初级阶段教学后，教师可提高教学内容的复杂性和多样性，利用综合提高型VR教学使学生得到更加深层次、多角度的学习。此阶段的教学主要基于临床实际病例，将一些常见病、多发病的症状、体征设定为参数，结合虚拟人体模型，建立仿真医疗情境。教师根据临床经验以及学生水平选择相应难易度的病例进行教学，培养学生的临床综合思维，提高教学效果。在仿真情境中，学生利用所学基础知识对“患者”进行四诊合参、中医辨证以及鉴别诊断后，提出适宜的治疗方案，采用中医中药以及针灸等手段来治疗。为了使模拟更加真实，每个病例还可添加后期“患者”病情的演变以及“患者”的复诊，使学生根据不同的证候调整治疗方案，以提高教学效率。在四诊合参和辨证论治的综合训练过程中，教师应仔细观察，总结点评学生诊病和操作过程中的优缺点，启发学生思考并学习治疗方案的构建以及治疗的实施，培养学生的临床综合能力。此类型VR可为知识学习和临床见习、实习之间的过渡阶段提供帮助，缓解学生面临见习、实习的紧张情绪，同时增加教师和学生之间的互动，减轻门诊见习教学压力。

3.3 游戏型VR 现代生活活动日渐丰富，然而碎片时间也逐渐增多。VR技术在辅助课堂教学以外，还能将这些课余时间充分利用起来，作为课堂的延伸。中医针灸的学习需要大量的记忆，例如熟记经络腧穴定位和功效主治等，将这些内容设计成游戏任务，学生利用游戏型VR即可随时随地、在碎片时间中相对轻松地进行知识巩固。这种寓教于乐的方式能够激发和保持学生的学习兴趣，达到事半功倍的效果。目前游戏类VR技术、程序及其配套设备已经较为成熟，将其运用于第二课堂将有良好的前景。

3.4 执业医师考试模拟 除了教学方面，VR技术在考试模拟、医学培训等项目中也大有用武之地。例如为了中医、中西医执业医师考试中的实践技能训练，传统操作训练往往受道具、场地、时间等诸多因素的制约，而VR技术则解决了以上问题。对于执业医师考试中第二站的实践技能考核，VR技术可进行全程的模拟，并根据考生的需要调整训练方案。

目前一些针对执业医师考试开发出来的VR系统仿真度已达到较高水平，通过对考场实景的模拟，考生能够得到较为充分的训练。VR考试模拟系统不仅节省了用人和场地，在减少培训费用投入的同时还能获得良好训练效果，其优越性和效果均高于传统的训练方式。

3.5 继续教育专题 VR技术可以在医学继续教育中为在职医务人员的深造提供帮助，使其更好地学习新理论、新知识、新技术、新方法，不断提高专业工作能力和业务水平。运用VR技术，医务工作者可了解到学科以及行业的最新进展，例如各种新型针灸技术和各家各地针灸流派等，开拓视野；还可根据工作与个人深造需求，结合社会热点，选择不同的专题进行学习，例如针灸减肥、针灸美容等。以VR为教学手段的继续教育主要包括理论培训、观摩培训、临床技能训练等，其中在3D情景中的观摩培训能使医生在异地远程学习临床技能操作、手术示教和专家会诊过程等视频资料；在掌握了理论知识后，医生可在VR中的虚拟诊室和手术室中对“患者”进行诊疗[6]。VR技术与医学继续教育相结合可丰富教学资源，满足广大医务人员的个性化需求。这将成为青年医师临床技能培训的一个有效途径，更能促进学科以及行业的长远发展。

综上所述，VR技术作为一项科技含量较高的高端技术，相比于传统教学方法，教学内容丰富度更高、师生互动性更强、学生参与度更高，在中医针灸的教学中具有较好的应用前景。但由于技术水平的限制，目前的应用还很有限。随着国家研究的投入加大，VR技术将会对中医针灸教学产生深远的影响。

[1] 郭勇陈，贾佳丽，王皎琳,等.VR技术在高校经管类实验教学中的应用研究[J].实验室科学，2016，19(2):70-75.

[2] 张良杰，朱丽敏，钟石根,等.VR技术现状与应用领域研究[J].传感器世界，2017，23(5):26-31.

[3] 赵沁平，周彬，李甲,等.虚拟现实技术研究进展[J].科技导报，2016，34(14):71-75.

[4] 刘园.VR技术在教育领域的研究与应用[J].电脑知识与技术，2016，12(16):207-208.

[5] 李强，王雪婧.VR技术在中医针灸取穴中的应用[J].亚太传统医药，2016，12(23):75-76.

[6] 卢永平.慕课+虚拟现实:助力继续医学教育培训模式升级[J].继续教育，2017，31(1):44-46.

中医教育

10.3969/j.issn.1002-2619.2017.11.037

R-42

A

1002-2619(2017)11-1758-03

※ 项目来源：2013—2014年南方医科大学本科教学改革发展工程建设；南方医科大学2015年混合式教学改革课程建设；南方医科大学2016年度高水平大学-创新人才培养项目

△ 通讯作者：南方医科大学中医药学院针灸推拿教研室，广东 广州 510515

蔡晓雯(1994—)，女，本科在读。研究方向：中医学(针灸推拿)专业。

2017-07-15)

李珊珊)