虚拟现实技术在“药学服务”人才培养实训中的应用研究

孙莹 陆郝凌 汪岩 刘诗音 文世良

[摘要] 该文介绍了虚拟仿真技术及其在“药学服务”方向人才培养中的应用，从场景的搭建到模型的建立及学习模式的设计详细介绍了仿真系统的研制过程，对现代信息技术在教学中的作用进行了深入探讨。

[关键词] 虚拟现实技术；药学服务仿真教学系统；实训应用

[中图分类号] R95 [文献标识码] A [文章编号] 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

“药学服务”是药学专业人才所必须掌握的核心技能之一，而医院药学服务除了需要学生掌握与之相适应的药学基本理论外，还需要熟知流程、相关规定和基本技能等。学生毕业以后可进入各级医疗机构药学部门和社会药房开展处方调剂、用药咨询与指导和药物不良反应监测及处理等药学工作[1]。学生在掌握了较扎实的理论知识后，崗位实操能力的训练就显得尤为重要，对于高职高专学生来说，只有通过不断的模拟演练才能熟练掌握，而校内实训场所有限，不能完全完成岗位技能的训练。虚拟现实技术可创建仿真场景，方便学生多次模拟演练工作中所需要面对的情景，解决了学校实训环境无法满足实践教学需求的问题。

1 虚拟现实技术的介绍

1.1 虚拟仿真技术的历史和特征

虚拟现实技术起源于20世纪50年代的美国，进入90年代相应的研究不断深入，各种虚拟设备不断出现，到了90年代后期，随着图形渲染、建模技术和Internet的分布式虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术也得到了长足的发展[2]。虚拟现实技术汇集了多媒体技术、人工智能、传感器技术、网络技术等多项关键技术，可生成逼真的三维虚拟环境，虚拟世界的各种对象可以通过多项的传感设备及实时交互功能传递给使用者，让使用者可以获得身临其境的体验。

虚拟现实技术的特征包括：①沉浸性，使用者可感受到模拟环境的真实感；②交互性，使用者可操作模拟环境内的物体，并得到环境的反馈；③构想性，虚拟现实技术可再现真实存在的环境，也可构造客观不存在的环境[3]。

1.2 虚拟现实系统的分类和应用

①桌面式虚拟现实系统，以计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口，用户通过鼠标等设备，操作虚拟情景中的各种物体。

②沉浸式虚拟现实系统，利用头盔显示器、位置跟踪器、数据手套、其他手控输入设备和声音等，虽在虚拟环境，但可以让使用者全身心地投入和沉浸其中。

③共享性虚拟现实系统，使多个用户通过客户端进入由服务器构筑的虚拟空间，共同体验虚拟经历[4]。

虚拟现实技术在近几年发展迅速，以此为基础的各领域实际应用也取得了显著的发展。虚拟现实可以用于模拟化学、物理等实验，方便学生理解抽象的知识；可以模拟产品的生产线，操作工人可利用其进行培训；可模拟复杂机械的内部构造，技师可利用其进行研究和实践；虚拟现实技术可以模拟人体的各个器官，医生可利用其研究病症和模拟手术[5]。

2 虚拟仿真技术在“药学服务”人才培养中的的应用

“药学服务”教学内容涵盖理论与实训两部分，涉及到从医疗机构到社会药店的药学工作过程。其中实训部分主要是通过场景和案例教学，以及不断的模拟演练为学生构建实际工作情景，提高学生对未来工作的感知度，培养学生独立思考、融会贯通使用所学知识解决实际问题的能力。其中工作场景的再现是是否能完成教学目标的关键，尤其是校内实训场地有限，不能完全重现全部工作场景，而虚拟仿真技术恰好解决了这个问题，而且能满足不同场景转换教学和反复模拟训练的要求。为此，我们将医疗机构药学部的工作场景，按照高等职业教育中“药学服务”的教学标准要求，通过虚拟仿真技术，结合国家相关法律法规，现场采集场地和人员的实际情况进行高标准建模。搭建药品仓库、仓库办公室、住院药房和门诊药房的三维仿真场景（见图1）和相应人员对象，对场地和设备器材进行实地采集，并对详细参数进行收集和计算，力求场景的真实性，根据国家规定和医院的规章对岗位中的操作流程、连锁效应、互动方式和操作面板动作进行设计和编排形成相应的脚本文件，再将脚本中的参数与场景中的对象模型映射起来，利用程序来实现其中的逻辑关系，再用三维仿真引擎实时渲染交互结果，形成了三维交互式药学服务仿真系统。

药学服务仿真系统主要模拟了医院药学部的相关场景，包括药品仓库、住院药房和门诊药房；将各场景中的岗位标准化操作流程、管理控制规定和设备器械使用方式等内容都囊括在内，以游戏的模式，引导学生完成整个学习过程，具有较强的操作性、趣味性和互动性。 相比于角色模拟教学法[6]，仿真系统搭建的三维场景更加逼真，而且场景中互动的元素更加多样，可以让每位学生都充分参与到实践中；相比于 PBL学习这种以问题为导向的教学方式[7]，仿真系统具有较强的智能化水平，通过交互提问的方式，可让学生借助仿真模拟系统实现自主式探究学习。虚拟仿真系统引导性的教学方式和无限重复性的练习模式，可以使学生的学习效率明显的提升，让学生的视野更加开阔，让实践教学与理论教学相结合，提高了学生对药学服务的认识和理解。

药学服务虚拟仿真系统的使用非常方便，首先将软件服务器端安装在教师机上，然后将客户端安装在学生机上。学生以学号登录系统进行上机操作，先在知识库模块，看电子教材和微课视频进行自学，其中涉及到的设备会有三维模型展示，待熟悉相关内容后，可进入虚拟仿真模块，利用鼠标和键盘控制系统中的仿真人按照操作流程领取任务，然后完成，如果操作错误，系统会出现错误的提示。除了练习模式，还有考核模式，教师可利用其中的题库编写试卷，组织学生进行考试，考核学生的理论知识；虚拟仿真考核，可对学生的实训情况进行打分，以帮助学生在实践方面查漏补缺。通过这一系列的学习，学生对药学服务的知识点掌握、问题分析能力和实际操作能力都会得到不断的提高，使学生可以在学习结束以后直接上岗工作。

以其中药品采购及药库管理模块举例，首先知识库部分，采用文字、图片、视频结合的形式，对以下知识点进行了讲解：①如何制定药品采购计划；②药库人员各岗位的职责；③药品用量审核流程；④特殊药品采购注意事项及资料准备；⑤采购前如何对供应商资质进行审核；⑥入库前对药品的检查流程；⑦冷链药品及特殊药品验收的注意事项；⑧验收入库后药品的摆放、养护和保管；⑨药品出库前遵循的原则。学生在学习完这些知识点后，能够大致掌握了药品采购和药库管理的流程和知识点。然后在虚拟仿真模块中，学生控制仿真人在药库办公室、药库和各病房等场景中，完成各种任务，如制定采购计划、提供需求信息给供货商、供货商配送药品和药库人员检验药品、药品验收合格、签收登记入库和出库至各病房等。学生通过虚拟仿真系统，练习整个流程操作，其中在各个场景会弹出知识点和考题，对学生进行考核，帮助其掌握重要知识点，学生练习完虚拟系统后再完成考核，就相当于完成了药品采购和入库的岗位实践。

当然，目前的药学服务虚拟仿真系统在教学过程中仍然还有一定的限制。比如：虚拟仿真系统场景中设置的操作点、触发点、交互点和考核知识点，还有仿真人物都比较固定，学生在多次操作掌握相应的知识点和流程以后，只能不断巩固这些知识点，难以完全模拟复杂多变的真实情况，为此后续将对系统进行升级换代，不断增加新的场景和互动点和考核知识点，以帮助学生体验更多的真实情况，提升相应的能力。此外，通过电脑屏幕接入虚拟仿真系统，鼠标和键盘操作其中的交互过程，没有实物感，学生只是用肉眼去看见，而不能真实的感受，可以利用沉浸式的虚拟仿真系统来代替电脑，使学生产生一种身临其境的感受，从而真实地感受整个药学服务过程。但是整套設备比较昂贵，普及到人手一台比较困难，如何利用其与现有的教学模式相结合，还需要进一步研究。

综上所述，虚拟仿真实训系统具有使用方便、场景多样和可反复使用等特点，增强并扩展了实训的方式。学生可利用虚拟仿真实训系统自主探究学习，领悟到理论知识运用到实际的过程和方法，显著提高教学质量，并且可减少学校实训教学的成本。虚拟仿真实训系统在激发学生学习兴趣的同时极大地方便教师对实训教学学时和质量的把控，系统的应用可以提升师生分析真实环境下遇到的问题并解决的能力，是真实实训教学的补充，提高教学质量效果显著。运用虚拟仿真技术开发“药学服务实训系统”是我们对信息化教学的探索，还需要我们在实践中不断地检验和改进。

[参考文献]

[1] 张晴岚.药学服务的教学探索[J].科技信息，2010（30）：385.

[2] 苗壮，李凡长.基于虚拟现实技术的教学改革研究[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2007（1）：129-130.

[3] 卞锋，江漫清，桑永英.虚拟现实及其应用进展[J].计算机仿真，2007，24（6）：1-4.

[4] 周洪玉，王慧英.虚拟现实及应用的研究[J].哈尔滨理工大学学报，2000，5（4）：49-51.

[5] 姜学智，李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状[J].辽宁工程技术大学学报，2004，23（2）：238-240.

[6] 向敏.角色模拟法在卫生类高职“基础药学服务”教学中的应用[J].教育与职业，2011（3）：164-165.

[7] 邓颖慧，马莎.探究式与PBL教学法在药学服务实务教学中的应用实践[J].课程教育研究：新教师教学，2016（36）.

（收稿日期：2018-08-16）