藥學實踐教學機遇及挑戰
時間:2022-03-23 11:25:51
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【摘要】隨著科技水平飛速進步,一般計算機技術已經無法滿足現在需求,需要追尋更先進的技術。虛擬現實技術(virtualreality,VR)突破層層壁障,開始應用在多個層次中,并在實踐教學中找到了自己的一席之地。但現如今虛擬現實技術仍舊存在缺陷,需要在實踐過程中進行改善。本文從技術、道德、藥學教學等多個層面進行分析,討論在虛擬現實技術應用中的所遇到或即將遇到的困難,并提出建設性意見,與政府、企業、醫院等一同進步,推動虛擬現實技術進展,在教學應用中拓展虛擬現實技術,教師積極引導學生正確認識虛擬與現實之間的聯系,為教育工作提供虛擬現實技術教學模板。并且結合實際,通過未來展望為藥學實踐教學提出建設性意見。
【關鍵詞】“VR”技術;藥學實踐教學;機遇;挑戰;發展歷程;未來展望
虛擬現實(virtualreality,VR)技術一直屬于高端科技,近年來研發腳步加快,在部分領域中已經開始發光發熱。在最近幾年中,通過電子產品展覽會等大型平臺,虛擬現實技術研發公司將此項技術搬上舞臺,使VR技術發展速度進一步加快。目前VR技術趨于穩定,平穩和成熟,面臨機遇,也經受挑戰。虛擬現實技術是一種能夠創建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術,它利用計算機生成一種交互式的三維動態視景,其實體行為的仿真系統能夠使用戶沉浸到該環境中。原本實踐教學一般會通過PPT課件等方式,對學生進行全面教學,使學生能能切身體會教學內容。在虛擬現實技術的應用下,會大大增加教學效率,使學生更好學習藥學知識。
1“VR”技術的發展歷程
從2014年起,隨著大量資金注入網絡公司,“VR”技術開始嶄露頭角。隨后互聯網巨頭開始轉移工作重心,將長遠目光放在VR領域中,成立VR實驗室,推動高品質VR內容。作為一種創新性計算機技術,VR可以利用計算機生成模擬環境,通過虛擬頭盔、數據手套等設備,使用戶感知虛擬現實世界中的對象,使其感同身受。與傳統計算機技術相比,VR技術并不是新鮮事物,早在上個世紀七八十年代已經出現VR技術雛形,隨著現代技術進步,VR技術已經不單單應用在游戲產業,在多個層面均能發揮出色[1]。(1)突破VR技術瓶頸。當VR現世后,由于技術限制,使其第一時間的清晰程度無法達到理想標準,所以當時VR技術只是一種理論設想。在計算機技術進步的今天,VR技術逐漸突破技術限制,通過大數據將實時聲音和實時圖像的的結合成為可能。同時硬件設施得到硬性提升,對于VR技術的發展起到決定性作用。而且市面上已經出現VR體驗館等設施,使每個用戶對VR技術的認知清晰,并增加VR技術體驗。(2)降低設備成本[2]。虛擬現實場景的形成依賴于高質量的基礎設備,其中,高質量虛擬現實頭盔必不可少,同時要求高質量耳機和高精度數據手套,這也導致目前VR產品價格昂貴,無法進行大范圍推廣。通過4k電視機和數據交互技術的普及和發展,VR設備成本呈現下降趨勢。而且電子設備更新換代速度較快,促進虛擬現實設備降價,而且手機已經逐漸接受VR平臺,通過附帶設備,可以提前享受VR體驗。(3)沉浸感提升。通過借助CAVE系統,并采用180°投影來獲得身臨其境的感覺,而且由于和現實比例類似,從而使使用人群出現沉浸感。但相應的,效果越好,儀器設備越精密,導致儀器體積較大,操作復雜,在一定程度上制約了虛擬現實技術的推廣和應用。但虛擬現實技術的瓶頸被攻破,清晰度改進,虛擬現實頭盔發售渠道穩定,致使虛擬現實設備更易投入社會,并且也無需大比例屏幕可以完成體驗。
2虛擬現實技術開展藥學實踐教學的機遇
隨著各個企業都開始推廣虛擬現實技術,VR技術趨近成熟,大量VR設備流入市場,滿足社會人群對VR技術的最低需求。使VR設備躍上一個新臺階,這也是虛擬現實技術在藥學實踐教學中的一個挑戰。2.1藥學實踐教學環境虛擬化。在過往藥學實踐教學中,很多時候教學條件受到限制,如設備費用昂貴、實踐材料損耗量較大、實踐場地有限等,但如果采用虛擬現實技術,可以拋開上述限制因素,創建虛擬實驗室和虛擬實踐基地,同時還可以模擬虛擬儀器設備,構建一個接近實際的技能仿真訓練環境[3]。再者,還可以在計算機上進行藥學實踐教學情景模擬。通過模擬虛擬現實技術,模擬真實場景,可以解除場地限制和裝備損耗,并且對于操作復雜、費用高的實踐教學,能夠大大增加每位學生的實踐機會,增加教學實踐效率。2.2實踐教學時空自由化。虛擬現實技術的應用可以幫助藥學實踐教學突破時空限制,開展反復且安全的情景實踐教學。通過虛擬現實技術,可以隨意設定時間、地點,并加入特定實踐對象,通過單獨或科學組合教學內容和虛擬環境[4]。虛擬現實技術不會拘泥于某一特定時間、地點,可以根據需要進入相應學習環境,并且由使用者自由安排學習進度,從虛擬實踐教學中獲得經驗,在反復探索中發揮學習主體性以及實踐積極性。2.3激發學習和實踐興趣。虛擬現實技術不單單是具備虛擬圖像,是聲音、圖像、文字并存的一種技術。通過多個感官刺激,學習者感知水平大大提升,還可以開展人機交互,進行切身學習,便于后續教學活動開展[5]。在介紹某種藥物的藥理時,可以通過虛擬現實技術,模擬藥物分子結構,通過各式各樣的反應,切實掌握藥物藥理,相比于以往PPT、視頻等教學,更為直觀,也更易使學生產生學習熱情。2.4實現情景化教學。情景學習理論一直要求知識和情景結合,學習者要在情境之中主動構建知識框架。在虛擬現實技術的應用下,可以構造富有真實感的學習情境,學習者在虛擬學習情境中構建知識,如:在藥學實踐教學過程中,通過患者檢查結果,給予相應治療藥物,做到藥物搭配,囑咐患者按照一定劑量服用。使學生親身經歷,更好的將課本知識應用在實際當中。
3虛擬現實時代藥學實踐教學的挑戰
3.1技術層次和標準挑戰。(1)虛擬現實頭盔存在技術問題[6]。在相關實驗中發現,虛擬頭盔的分辨率超過4k時,才能獲得更好的畫質。但目前大部分虛擬現實頭盔尚未達到這一標準,并且設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,較少關注人體嗅覺、觸覺,基于以上兩點的相關設備尚未成型。簡單而言,在虛擬世界中,自然交互性不強,在語音識別人工智能方面效果堪憂。(3)尚無統一行業標準[7]。現階段市場上的虛擬現實產品較多,各廠商均有自身的生產標準,導致不同類型虛擬現實設備無法進行交互,使虛擬現實設備大范圍推廣受到一定阻礙。由于以上三點原因,在一定程度上影響了藥學實踐教學設計和實施。3.2案例教學和教學挑戰。當下VR技術在藥學實踐教學中處于初級應用階段,相關案例成果不夠豐富,很多時候仍保持經驗研究,缺乏配套理論指導和模式構建。同時還面臨其他方面的挑戰。(1)教學技術門檻過高[8]。在虛擬實踐教學當中,進行大量技術和教學資源相結合的研究工作,需要解決交互技術、仿真技術等一系列關鍵技術問題,只能轉而加大研發量,對教學內容和教學方法進行準確把握和理解。但對于現階段而言,教學開發技術門檻較高,很難如同開發軟件那樣去開發相關虛擬現實教學資源。(2)教學設計在新環境的挑戰[9]。虛擬現實技術主要體現在教學過程和教學結果上,通過教師評價,提供新的教學可能。當進入新環境后,該如何設計教學活動,評價教學結果,都已經成為虛擬現實技術教學亟待解決的問題。3.3虛擬上癮和道德挑戰。通過VR技術會展現出一個接近現實的虛擬世界,這個世界比真實生活更加吸引人群,且更易于被使用者掌控。學生在面對如此誘惑時,可能因為自身自制力不強,使自己深陷虛擬世界,難以自拔,出現上癮現象[10]。虛擬教學和現實教學之間本就存在一定反差,通過比對,學生更易傾向于虛擬教學,對現實教學產生厭惡心理,所以在實施虛擬現實技術教學過程中,也會付諸相應代價。通過虛擬現實技術,將學生引入一個圖像聲效時代,體驗到生平很難遇到的病例等,而且虛擬現實技術不會對人體造成實質性損傷,所以很多學生擅自而為,形成不負責任的習慣和態度,這對實踐性教學結果十分不利[11]。此外,虛擬現實技術的使用次數沒有限制,但隨著使用時間延長,學生新鮮感下降,會對后續教學造成一定阻礙。
4VR時代開展藥學實踐教學的未來展望
從VR技術的發展情況來看,以后還需要不斷升級裝備,實現電子設備的更新換代。而且要盡快突破虛擬現實技術的核心技術,將人體的所有感官納入虛擬現實技術中,增加用戶體驗[12-13]。同時,還要快速完成行業標準統一。在此基礎上,政府會投入一定資金,明確產業政策,并提供相應支持,推動虛擬現實技術的研發。在藥學實踐教學過程中,要設計一些典型案例,設計開發虛擬現實學習系統,支持虛擬現實教學理論的摸索。在引入VR過后,要求搭建虛擬現實平臺,對授課教師進行針對性培訓,讓教師可以熟練開展虛擬現實教學。最后,教師要對學生進行引導,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。需要教師幫他們認清現實,防止學生虛擬成癮,將全身心投入虛擬世界,從而忽略現實世界,誤入歧途。
作者:賈琳 單位:錦州醫科大學附屬第一醫院藥物臨床試驗機構
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