人体解剖生理学课程中虚拟现实技术的应用

胡亚

摘 要 虚拟现实技术的发展由来已久，又被学界称之为“临镜”技术，可以搭建虚拟环境，再现出真实、立体的情境，受到了教育、医学、艺术界的高度重视，在医学教育领域中，也得到了初步使用。本文从“人体解剖生理学”课程的教学目的出发，分析了虚拟现实（VR技术）的具体应用。

关键词 虚拟现实（VR技术） 人体解剖生理学 运用

中图分类号：R322文献标识码：A

0引言

人体解剖生理学是药学专业的一门基础教育内容，研究对象是人体形态、人体功能，对学生空间思维能力要求较高。由于学生在此前并没有接触过相关的知识，面对抽象的书本，很难理解人体结构与生理功能，为此，我们尝试在这门授课内容中采用虚拟现实技术，解决了书本内容抽象的问题。

1虚拟现实技术（VR技术）的概念与特点

虚拟现实技术是建立在计算机、互联网基础上发展而来，能够对各类模型做出仿真，实现“身临其境”，弥补了传统三维动画的不足，交互性、表现力更为理想。“虚拟现实技术”、“网络教育”、“多媒体教育”并称之为新时期教育领域的代表技术，相比于其他两种技术，虚拟现实技术具有更好的发展前景。通过虚拟现实技术的应用，让学生直接“触摸”、“操作”，在人体解剖生理学中，应用虚拟现实技术，能够模拟人体结构，通过其固有的“交互性”、“多感知性”优势，为教师教学、学生学习提供了很好的辅助。

2人体解剖生理学应用虚拟现实技术（VR技术）的教学改革研究

2.1在课程内容中的應用

2.1.1在心血管解剖中的应用

心血管解剖是人体解剖生理学中的难点，在血液流动过程中，心脏的状态又会发生变化，这一内容具有极强的逻辑性。在“心血管解剖”内容的传授上，即可应用“VR技术”来建立模型，帮助学生通过肉眼清晰观察到血液流动过程，还有心室、心房等内容的变化过程。除了能够直观看到影像变化，听到心音，还能学习心音内容，理解心血管解剖的相关知识。

2.1.2人眼生理教学中的应用

人眼是人体中结构最为复杂的一项内容，由于人眼尺寸小，传统的说教式教学模式效果不佳，平面解剖图无法帮助学生从系统上理解人眼生理结构。在人眼生理教学中，也可以借助虚拟现实技术来构建“玻璃体”、“细角膜”、“晶状体”、“巩膜”的等结构，对人眼生理过程进行仿真，让学生在物理模型中观察各项内容。对于无法掌握、理解的内容，学生可以在课后重复学习，不会受到课堂环境和课堂学习时间的约束。

2.1.3人耳教学中的应用

人体耳部结构复杂、体积小，通过虚拟现实技术能够构建耳部三维模型，通过其中漫游功能的应用，学生可以清晰观察到人耳结构，显示耳部空间关系。

2.2在实验教学中的应用

在人体解剖生理学课程中，实验也是一个必不可少的内容。传统实验类型有两类：（1）课堂演示实验。这是配合教学内容为学生展现实验现象、实验原理，帮助其掌握实验过程，深刻理解人体解剖生理学的内容;（2）实验室操作。实验室操作是配合课堂教学开展的实验活动，由学生自主操作，掌握步骤、了解原理、分析现象。人体解剖生理学课程既有运动状态、空间结构，也有难度较高的数量分析，要让学生对这些结构熟记于心，必须要调动他们的形象思维，实验正是调动形象思维的有益方法。传统实验教学对场地、时间等均有严格要求，加上器材、设备的限制，很难确保每一个学生都能完成操作，与之相比，虚拟实验室成本低廉、节约了药品、实验、设备费用，省去了实验者的简单重复劳动，利用各类新技术的优势发挥出实验室的共享学习功能，且容易维护，有效解决了传统实验室的种种问题。

借助虚拟现实技术可以构建虚拟实验，在操作前，学生可以先通过虚拟实验来掌握实验过程、原理和具体内容。在逼真的虚拟实验环境中，学生可以操作各类仪器，观察实验状态，得出结果，对于在真实实验室中不便于演示的实验，也能借助虚拟实验室来模拟。在课后，通过网络与虚拟现实技术的接入，学生可以通过点击网站来进行实验，师生之间实现了即时交流、互动以及数据设备的共享，即便学生毕业后离开学校，也能借助这种方式学习，满足了终身学习的要求。虚拟实验室让静态的内容变得动态化，简化了复杂的问题，也降低了人体解剖生理学的教学难度，如“人脑外观”、“颅的组成”、“侧脑室位置”、“侧脑室分布”、“背侧丘脑、内囊之间的位置关系”等等，此类内容，直接讲解，学生很难实现立体认识，通过虚拟实验室，即可通过立体化的模式来强化实验教学的视觉呈现质量，让学生在头脑中构建立体概念。

实践显示，虚拟实验室的构建，能够将学生左脑、右脑相结合，改变了以往人体解剖生理学中的照本宣科教学问题，刺激学生的创造性，实现“感知”、“认知”之间的融合，帮助学生从多角度全方位的获取信息。

3结语

虚拟现实技术已经在教育、医学、艺术领域有深远应用，通过在人体解剖生理学教学这门课程中的推广，可显著增强学生兴趣。虚拟现实技术具有真实、精度高、人机互动性理想的特点，但是，目前来看，很多虚拟现实设备还不完善，处理能力、数据建模能力还有待提升，在下一阶段下，需要加强研究，完善现有的图像处理技术，让虚拟现实技术在人体解剖生理学上的应用能够朝着“形象”、“智能”、“开放”的方向发展，提高医学教育工作的质量。

参考文献

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