药学实践教学机遇及挑战

【摘要】随着科技水平飞速进步，一般计算机技术已经无法满足现在需求，需要追寻更先进的技术。虚拟现实技术（virtualreality，VR）突破层层壁障，开始应用在多个层次中，并在实践教学中找到了自己的一席之地。但现如今虚拟现实技术仍旧存在缺陷，需要在实践过程中进行改善。本文从技术、道德、药学教学等多个层面进行分析，讨论在虚拟现实技术应用中的所遇到或即将遇到的困难，并提出建设性意见，与政府、企业、医院等一同进步，推动虚拟现实技术进展，在教学应用中拓展虚拟现实技术，教师积极引导学生正确认识虚拟与现实之间的联系，为教育工作提供虚拟现实技术教学模板。并且结合实际，通过未来展望为药学实践教学提出建设性意见。

【关键词】“VR”技术；药学实践教学；机遇；挑战；发展历程；未来展望

虚拟现实（virtualreality，VR）技术一直属于高端科技，近年来研发脚步加快，在部分领域中已经开始发光发热。在最近几年中，通过电子产品展览会等大型平台，虚拟现实技术研发公司将此项技术搬上舞台，使VR技术发展速度进一步加快。目前VR技术趋于稳定，平稳和成熟，面临机遇，也经受挑战。虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成一种交互式的三维动态视景，其实体行为的仿真系统能够使用户沉浸到该环境中。原本实践教学一般会通过PPT课件等方式，对学生进行全面教学，使学生能能切身体会教学内容。在虚拟现实技术的应用下，会大大增加教学效率，使学生更好学习药学知识。

1“VR”技术的发展历程

从2014年起，随着大量资金注入网络公司，“VR”技术开始崭露头角。随后互联网巨头开始转移工作重心，将长远目光放在VR领域中，成立VR实验室，推动高品质VR内容。作为一种创新性计算机技术，VR可以利用计算机生成模拟环境，通过虚拟头盔、数据手套等设备，使用户感知虚拟现实世界中的对象，使其感同身受。与传统计算机技术相比，VR技术并不是新鲜事物，早在上个世纪七八十年代已经出现VR技术雏形，随着现代技术进步，VR技术已经不单单应用在游戏产业，在多个层面均能发挥出色[1]。（1）突破VR技术瓶颈。当VR现世后，由于技术限制，使其第一时间的清晰程度无法达到理想标准，所以当时VR技术只是一种理论设想。在计算机技术进步的今天，VR技术逐渐突破技术限制，通过大数据将实时声音和实时图像的的结合成为可能。同时硬件设施得到硬性提升，对于VR技术的发展起到决定性作用。而且市面上已经出现VR体验馆等设施，使每个用户对VR技术的认知清晰，并增加VR技术体验。（2）降低设备成本[2]。虚拟现实场景的形成依赖于高质量的基础设备，其中，高质量虚拟现实头盔必不可少，同时要求高质量耳机和高精度数据手套，这也导致目前VR产品价格昂贵，无法进行大范围推广。通过4k电视机和数据交互技术的普及和发展，VR设备成本呈现下降趋势。而且电子设备更新换代速度较快，促进虚拟现实设备降价，而且手机已经逐渐接受VR平台，通过附带设备，可以提前享受VR体验。（3）沉浸感提升。通过借助CAVE系统，并采用180°投影来获得身临其境的感觉，而且由于和现实比例类似，从而使使用人群出现沉浸感。但相应的，效果越好，仪器设备越精密，导致仪器体积较大，操作复杂，在一定程度上制约了虚拟现实技术的推广和应用。但虚拟现实技术的瓶颈被攻破，清晰度改进，虚拟现实头盔发售渠道稳定，致使虚拟现实设备更易投入社会，并且也无需大比例屏幕可以完成体验。

2虚拟现实技术开展药学实践教学的机遇

随着各个企业都开始推广虚拟现实技术，VR技术趋近成熟，大量VR设备流入市场，满足社会人群对VR技术的最低需求。使VR设备跃上一个新台阶，这也是虚拟现实技术在药学实践教学中的一个挑战。2.1药学实践教学环境虚拟化。在过往药学实践教学中，很多时候教学条件受到限制，如设备费用昂贵、实践材料损耗量较大、实践场地有限等，但如果采用虚拟现实技术，可以抛开上述限制因素，创建虚拟实验室和虚拟实践基地，同时还可以模拟虚拟仪器设备，构建一个接近实际的技能仿真训练环境[3]。再者，还可以在计算机上进行药学实践教学情景模拟。通过模拟虚拟现实技术，模拟真实场景，可以解除场地限制和装备损耗，并且对于操作复杂、费用高的实践教学，能够大大增加每位学生的实践机会，增加教学实践效率。2.2实践教学时空自由化。虚拟现实技术的应用可以帮助药学实践教学突破时空限制，开展反复且安全的情景实践教学。通过虚拟现实技术，可以随意设定时间、地点，并加入特定实践对象，通过单独或科学组合教学内容和虚拟环境[4]。虚拟现实技术不会拘泥于某一特定时间、地点，可以根据需要进入相应学习环境，并且由使用者自由安排学习进度，从虚拟实践教学中获得经验，在反复探索中发挥学习主体性以及实践积极性。2.3激发学习和实践兴趣。虚拟现实技术不单单是具备虚拟图像，是声音、图像、文字并存的一种技术。通过多个感官刺激，学习者感知水平大大提升，还可以开展人机交互，进行切身学习，便于后续教学活动开展[5]。在介绍某种药物的药理时，可以通过虚拟现实技术，模拟药物分子结构，通过各式各样的反应，切实掌握药物药理，相比于以往PPT、视频等教学，更为直观，也更易使学生产生学习热情。2.4实现情景化教学。情景学习理论一直要求知识和情景结合，学习者要在情境之中主动构建知识框架。在虚拟现实技术的应用下，可以构造富有真实感的学习情境，学习者在虚拟学习情境中构建知识，如：在药学实践教学过程中，通过患者检查结果，给予相应治疗药物，做到药物搭配，嘱咐患者按照一定剂量服用。使学生亲身经历，更好的将课本知识应用在实际当中。

3虚拟现实时代药学实践教学的挑战

3.1技术层次和标准挑战。（1）虚拟现实头盔存在技术问题[6]。在相关实验中发现，虚拟头盔的分辨率超过4k时，才能获得更好的画质。但目前大部分虚拟现实头盔尚未达到这一标准，并且设备在使用过程中所遇到的眩晕问题也难以解决。（2）感知效果有限。在虚拟世界感知上，基本上是以视觉合成研究较多，较少关注人体嗅觉、触觉，基于以上两点的相关设备尚未成型。简单而言，在虚拟世界中，自然交互性不强，在语音识别人工智能方面效果堪忧。（3）尚无统一行业标准[7]。现阶段市场上的虚拟现实产品较多，各厂商均有自身的生产标准，导致不同类型虚拟现实设备无法进行交互，使虚拟现实设备大范围推广受到一定阻碍。由于以上三点原因，在一定程度上影响了药学实践教学设计和实施。3.2案例教学和教学挑战。当下VR技术在药学实践教学中处于初级应用阶段，相关案例成果不够丰富，很多时候仍保持经验研究，缺乏配套理论指导和模式构建。同时还面临其他方面的挑战。（1）教学技术门槛过高[8]。在虚拟实践教学当中，进行大量技术和教学资源相结合的研究工作，需要解决交互技术、仿真技术等一系列关键技术问题，只能转而加大研发量，对教学内容和教学方法进行准确把握和理解。但对于现阶段而言，教学开发技术门槛较高，很难如同开发软件那样去开发相关虚拟现实教学资源。（2）教学设计在新环境的挑战[9]。虚拟现实技术主要体现在教学过程和教学结果上，通过教师评价，提供新的教学可能。当进入新环境后，该如何设计教学活动，评价教学结果，都已经成为虚拟现实技术教学亟待解决的问题。3.3虚拟上瘾和道德挑战。通过VR技术会展现出一个接近现实的虚拟世界，这个世界比真实生活更加吸引人群，且更易于被使用者掌控。学生在面对如此诱惑时，可能因为自身自制力不强，使自己深陷虚拟世界，难以自拔，出现上瘾现象[10]。虚拟教学和现实教学之间本就存在一定反差，通过比对，学生更易倾向于虚拟教学，对现实教学产生厌恶心理，所以在实施虚拟现实技术教学过程中，也会付诸相应代价。通过虚拟现实技术，将学生引入一个图像声效时代，体验到生平很难遇到的病例等，而且虚拟现实技术不会对人体造成实质性损伤，所以很多学生擅自而为，形成不负责任的习惯和态度，这对实践性教学结果十分不利[11]。此外，虚拟现实技术的使用次数没有限制，但随着使用时间延长，学生新鲜感下降，会对后续教学造成一定阻碍。

4VR时代开展药学实践教学的未来展望

从VR技术的发展情况来看，以后还需要不断升级装备，实现电子设备的更新换代。而且要尽快突破虚拟现实技术的核心技术，将人体的所有感官纳入虚拟现实技术中，增加用户体验[12-13]。同时，还要快速完成行业标准统一。在此基础上，政府会投入一定资金，明确产业政策，并提供相应支持，推动虚拟现实技术的研发。在药学实践教学过程中，要设计一些典型案例，设计开发虚拟现实学习系统，支持虚拟现实教学理论的摸索。在引入VR过后，要求搭建虚拟现实平台，对授课教师进行针对性培训，让教师可以熟练开展虚拟现实教学。最后，教师要对学生进行引导，青少年的思想尚未成熟，自我控制能力有限，很容易受到外界误导。需要教师帮他们认清现实，防止学生虚拟成瘾，将全身心投入虚拟世界，从而忽略现实世界，误入歧途。

作者:贾琳 单位:锦州医科大学附属第一医院药物临床试验机构