藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)機(jī)遇及挑戰(zhàn)

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【摘要】隨著科技水平飛速進(jìn)步，一般計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在需求，需要追尋更先進(jìn)的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（virtualreality，VR）突破層層壁障，開始應(yīng)用在多個(gè)層次中，并在實(shí)踐教學(xué)中找到了自己的一席之地。但現(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍舊存在缺陷，需要在實(shí)踐過程中進(jìn)行改善。本文從技術(shù)、道德、藥學(xué)教學(xué)等多個(gè)層面進(jìn)行分析，討論在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用中的所遇到或即將遇到的困難，并提出建設(shè)性意見，與政府、企業(yè)、醫(yī)院等一同進(jìn)步，推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)展，在教學(xué)應(yīng)用中拓展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師積極引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系，為教育工作提供虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)模板。并且結(jié)合實(shí)際，通過未來展望為藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)提出建設(shè)性意見。

【關(guān)鍵詞】“VR”技術(shù)；藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)；機(jī)遇；挑戰(zhàn)；發(fā)展歷程；未來展望

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtualreality，VR）技術(shù)一直屬于高端科技，近年來研發(fā)腳步加快，在部分領(lǐng)域中已經(jīng)開始發(fā)光發(fā)熱。在最近幾年中，通過電子產(chǎn)品展覽會(huì)等大型平臺(tái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)公司將此項(xiàng)技術(shù)搬上舞臺(tái)，使VR技術(shù)發(fā)展速度進(jìn)一步加快。目前VR技術(shù)趨于穩(wěn)定，平穩(wěn)和成熟，面臨機(jī)遇，也經(jīng)受挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種交互式的三維動(dòng)態(tài)視景，其實(shí)體行為的仿真系統(tǒng)能夠使用戶沉浸到該環(huán)境中。原本實(shí)踐教學(xué)一般會(huì)通過PPT課件等方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面教學(xué)，使學(xué)生能能切身體會(huì)教學(xué)內(nèi)容。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用下，會(huì)大大增加教學(xué)效率，使學(xué)生更好學(xué)習(xí)藥學(xué)知識(shí)。

1“VR”技術(shù)的發(fā)展歷程

從2014年起，隨著大量資金注入網(wǎng)絡(luò)公司，“VR”技術(shù)開始嶄露頭角。隨后互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始轉(zhuǎn)移工作重心，將長遠(yuǎn)目光放在VR領(lǐng)域中，成立VR實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)高品質(zhì)VR內(nèi)容。作為一種創(chuàng)新性計(jì)算機(jī)技術(shù)，VR可以利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境，通過虛擬頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，使用戶感知虛擬現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象，使其感同身受。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)相比，VR技術(shù)并不是新鮮事物，早在上個(gè)世紀(jì)七八十年代已經(jīng)出現(xiàn)VR技術(shù)雛形，隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步，VR技術(shù)已經(jīng)不單單應(yīng)用在游戲產(chǎn)業(yè)，在多個(gè)層面均能發(fā)揮出色[1]。（1）突破VR技術(shù)瓶頸。當(dāng)VR現(xiàn)世后，由于技術(shù)限制，使其第一時(shí)間的清晰程度無法達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)時(shí)VR技術(shù)只是一種理論設(shè)想。在計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步的今天，VR技術(shù)逐漸突破技術(shù)限制，通過大數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)聲音和實(shí)時(shí)圖像的的結(jié)合成為可能。同時(shí)硬件設(shè)施得到硬性提升，對(duì)于VR技術(shù)的發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。而且市面上已經(jīng)出現(xiàn)VR體驗(yàn)館等設(shè)施，使每個(gè)用戶對(duì)VR技術(shù)的認(rèn)知清晰，并增加VR技術(shù)體驗(yàn)。（2）降低設(shè)備成本[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的形成依賴于高質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)備，其中，高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔必不可少，同時(shí)要求高質(zhì)量耳機(jī)和高精度數(shù)據(jù)手套，這也導(dǎo)致目前VR產(chǎn)品價(jià)格昂貴，無法進(jìn)行大范圍推廣。通過4k電視機(jī)和數(shù)據(jù)交互技術(shù)的普及和發(fā)展，VR設(shè)備成本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。而且電子設(shè)備更新?lián)Q代速度較快，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備降價(jià)，而且手機(jī)已經(jīng)逐漸接受VR平臺(tái)，通過附帶設(shè)備，可以提前享受VR體驗(yàn)。（3）沉浸感提升。通過借助CAVE系統(tǒng)，并采用180°投影來獲得身臨其境的感覺，而且由于和現(xiàn)實(shí)比例類似，從而使使用人群出現(xiàn)沉浸感。但相應(yīng)的，效果越好，儀器設(shè)備越精密，導(dǎo)致儀器體積較大，操作復(fù)雜，在一定程度上制約了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的瓶頸被攻破，清晰度改進(jìn)，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔發(fā)售渠道穩(wěn)定，致使虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備更易投入社會(huì)，并且也無需大比例屏幕可以完成體驗(yàn)。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)的機(jī)遇

隨著各個(gè)企業(yè)都開始推廣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，VR技術(shù)趨近成熟，大量VR設(shè)備流入市場(chǎng)，滿足社會(huì)人群對(duì)VR技術(shù)的最低需求。使VR設(shè)備躍上一個(gè)新臺(tái)階，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的一個(gè)挑戰(zhàn)。2.1藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境虛擬化。在過往藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，很多時(shí)候教學(xué)條件受到限制，如設(shè)備費(fèi)用昂貴、實(shí)踐材料損耗量較大、實(shí)踐場(chǎng)地有限等，但如果采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以拋開上述限制因素，創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)踐基地，同時(shí)還可以模擬虛擬儀器設(shè)備，構(gòu)建一個(gè)接近實(shí)際的技能仿真訓(xùn)練環(huán)境[3]。再者，還可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)情景模擬。通過模擬虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬真實(shí)場(chǎng)景，可以解除場(chǎng)地限制和裝備損耗，并且對(duì)于操作復(fù)雜、費(fèi)用高的實(shí)踐教學(xué)，能夠大大增加每位學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)，增加教學(xué)實(shí)踐效率。2.2實(shí)踐教學(xué)時(shí)空自由化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以幫助藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)突破時(shí)空限制，開展反復(fù)且安全的情景實(shí)踐教學(xué)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以隨意設(shè)定時(shí)間、地點(diǎn)，并加入特定實(shí)踐對(duì)象，通過單獨(dú)或科學(xué)組合教學(xué)內(nèi)容和虛擬環(huán)境[4]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不會(huì)拘泥于某一特定時(shí)間、地點(diǎn)，可以根據(jù)需要進(jìn)入相應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，并且由使用者自由安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，從虛擬實(shí)踐教學(xué)中獲得經(jīng)驗(yàn)，在反復(fù)探索中發(fā)揮學(xué)習(xí)主體性以及實(shí)踐積極性。2.3激發(fā)學(xué)習(xí)和實(shí)踐興趣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不單單是具備虛擬圖像，是聲音、圖像、文字并存的一種技術(shù)。通過多個(gè)感官刺激，學(xué)習(xí)者感知水平大大提升，還可以開展人機(jī)交互，進(jìn)行切身學(xué)習(xí)，便于后續(xù)教學(xué)活動(dòng)開展[5]。在介紹某種藥物的藥理時(shí)，可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬藥物分子結(jié)構(gòu)，通過各式各樣的反應(yīng)，切實(shí)掌握藥物藥理，相比于以往PPT、視頻等教學(xué)，更為直觀，也更易使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情。2.4實(shí)現(xiàn)情景化教學(xué)。情景學(xué)習(xí)理論一直要求知識(shí)和情景結(jié)合，學(xué)習(xí)者要在情境之中主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)框架。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用下，可以構(gòu)造富有真實(shí)感的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)者在虛擬學(xué)習(xí)情境中構(gòu)建知識(shí)，如：在藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中，通過患者檢查結(jié)果，給予相應(yīng)治療藥物，做到藥物搭配，囑咐患者按照一定劑量服用。使學(xué)生親身經(jīng)歷，更好的將課本知識(shí)應(yīng)用在實(shí)際當(dāng)中。

3虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)代藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)的挑戰(zhàn)

3.1技術(shù)層次和標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)。（1）虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔存在技術(shù)問題[6]。在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，虛擬頭盔的分辨率超過4k時(shí)，才能獲得更好的畫質(zhì)。但目前大部分虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔尚未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，并且設(shè)備在使用過程中所遇到的眩暈問題也難以解決。（2）感知效果有限。在虛擬世界感知上，基本上是以視覺合成研究較多，較少關(guān)注人體嗅覺、觸覺，基于以上兩點(diǎn)的相關(guān)設(shè)備尚未成型。簡(jiǎn)單而言，在虛擬世界中，自然交互性不強(qiáng)，在語音識(shí)別人工智能方面效果堪憂。（3）尚無統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[7]。現(xiàn)階段市場(chǎng)上的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品較多，各廠商均有自身的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同類型虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備無法進(jìn)行交互，使虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備大范圍推廣受到一定阻礙。由于以上三點(diǎn)原因，在一定程度上影響了藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施。3.2案例教學(xué)和教學(xué)挑戰(zhàn)。當(dāng)下VR技術(shù)在藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)中處于初級(jí)應(yīng)用階段，相關(guān)案例成果不夠豐富，很多時(shí)候仍保持經(jīng)驗(yàn)研究，缺乏配套理論指導(dǎo)和模式構(gòu)建。同時(shí)還面臨其他方面的挑戰(zhàn)。（1）教學(xué)技術(shù)門檻過高[8]。在虛擬實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，進(jìn)行大量技術(shù)和教學(xué)資源相結(jié)合的研究工作，需要解決交互技術(shù)、仿真技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，只能轉(zhuǎn)而加大研發(fā)量，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行準(zhǔn)確把握和理解。但對(duì)于現(xiàn)階段而言，教學(xué)開發(fā)技術(shù)門檻較高，很難如同開發(fā)軟件那樣去開發(fā)相關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源。（2）教學(xué)設(shè)計(jì)在新環(huán)境的挑戰(zhàn)[9]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要體現(xiàn)在教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果上，通過教師評(píng)價(jià)，提供新的教學(xué)可能。當(dāng)進(jìn)入新環(huán)境后，該如何設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，評(píng)價(jià)教學(xué)結(jié)果，都已經(jīng)成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)亟待解決的問題。3.3虛擬上癮和道德挑戰(zhàn)。通過VR技術(shù)會(huì)展現(xiàn)出一個(gè)接近現(xiàn)實(shí)的虛擬世界，這個(gè)世界比真實(shí)生活更加吸引人群，且更易于被使用者掌控。學(xué)生在面對(duì)如此誘惑時(shí)，可能因?yàn)樽陨碜灾屏Σ粡?qiáng)，使自己深陷虛擬世界，難以自拔，出現(xiàn)上癮現(xiàn)象[10]。虛擬教學(xué)和現(xiàn)實(shí)教學(xué)之間本就存在一定反差，通過比對(duì)，學(xué)生更易傾向于虛擬教學(xué)，對(duì)現(xiàn)實(shí)教學(xué)產(chǎn)生厭惡心理，所以在實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)過程中，也會(huì)付諸相應(yīng)代價(jià)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將學(xué)生引入一個(gè)圖像聲效時(shí)代，體驗(yàn)到生平很難遇到的病例等，而且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不會(huì)對(duì)人體造成實(shí)質(zhì)性損傷，所以很多學(xué)生擅自而為，形成不負(fù)責(zé)任的習(xí)慣和態(tài)度，這對(duì)實(shí)踐性教學(xué)結(jié)果十分不利[11]。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用次數(shù)沒有限制，但隨著使用時(shí)間延長，學(xué)生新鮮感下降，會(huì)對(duì)后續(xù)教學(xué)造成一定阻礙。

4VR時(shí)代開展藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)的未來展望

從VR技術(shù)的發(fā)展情況來看，以后還需要不斷升級(jí)裝備，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的更新?lián)Q代。而且要盡快突破虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心技術(shù)，將人體的所有感官納入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，增加用戶體驗(yàn)[12-13]。同時(shí)，還要快速完成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，政府會(huì)投入一定資金，明確產(chǎn)業(yè)政策，并提供相應(yīng)支持，推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)。在藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中，要設(shè)計(jì)一些典型案例，設(shè)計(jì)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，支持虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)理論的摸索。在引入VR過后，要求搭建虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，對(duì)授課教師進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，讓教師可以熟練開展虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)。最后，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，青少年的思想尚未成熟，自我控制能力有限，很容易受到外界誤導(dǎo)。需要教師幫他們認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，防止學(xué)生虛擬成癮，將全身心投入虛擬世界，從而忽略現(xiàn)實(shí)世界，誤入歧途。

作者:賈琳 單位:錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院藥物臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)