2-2实验目的

随着信息技术的高速发展，虚拟现实技术（VR）近几年迎来了新的突破，使得 VR 技术开始不断进入各行各业，为他们带来新的解决方案。由于 VR 其身临其境，几乎与现实相同的交互体验，其应用在教育培训上有着得天独厚的优势，特别是在医学方面，人体的复杂性和教学实验材料的特殊性，带来的是高昂的教学成本和有限的实验场地，而 VR 技术可以很好的解决这些难题。

VR 虚拟仿真实验能够构建逼真的实验环境、实验对象和实验内容，让学生在开放、交互的虚拟环境中进行自主的实验操作，给学生提供了更多的训练机会，同时促进了学生学习的积极能动性，最终有效提升学生的实践水平。

本项目的目的在于通过VR虚拟仿真教学平台培养学生对疾病（如“中风之中经络”）一体化的针刺诊疗思维和实践能力，为以后在临床实践中的临床操作奠定基础，充分体现以虚促实、虚实互补的先进教学理念。

2-3实验原理（或对应的知识点）

虚拟现实技术（VR）是一种综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。通常用户头戴一个头盔(用来显示立体图象的头式显示器)，手持传感手套，仿佛置身于一个幻觉世界中，在虚拟环境中漫游，并允许操作其中的“物体”。

本项目以现代化教学方法为指导，运用虚拟现实（VR）、计算机、互联网、智能化教学设备等先进技术手段，将以往的学生被动听讲、阅读课本、观看视频和教师演示等被动学习方式，转变为学生主动操作实践，让学生真正参与到教学当中，以教助学、以练带学、以评验学，从而完成学生主动式，微循环迭代式，练习评价一体式教学过程。

在训练内容上，根据“中风病中医诊疗指南”中对中经络的诊断要点，判断患者是否中经络，并进行相应的针刺治疗，以达到培养学生对“中风之中经络”一体化针刺诊疗的思维与实践能力的目的。

(一)学生自主在线3D训练平台的搭建

学生通过网上训练平台（如PC）进行线上网络3D操作学习、训练，虚拟现实操作视频学习，测评技能操作能力，帮助学生掌握技能操作的正确、完整流程，并提供反馈纠错、智能指导、智能评价，对学生的操作纠错、让学生知错、改错，自主提升操作技能；同时，学生的操作错误和正确数据也会形成报告，发送给老师，帮助老师实时了解学生的技能掌握情况，打通课前、课堂、课后的训练评价，减轻教师负担的同时，增加学生训练机会，让教学指导更精准化，让教学良性循
  环，让评教、评学更精确。

此外，学生可以在课外也可通过多平台的学习，实现随时随地的在线教学资源的浏览、学习、理论题的测评以及通过平台与教师互动，教师利用空余的时间予以答复和反馈。

(二)线下课堂的虚拟现实智能示教、课堂互动

通过教师进行虚拟现实（VR）操作，整个操作过程显示在屏幕上的方式，应用于技能示教及课堂训练，为解决学生众多围观看不清教师操作的问题，使用大屏幕示教解决方案。在学生训练时，每个学生的虚拟现实操作和结果实时在大屏幕显示。学生操作的错误录像可自动或手动截取、便于老师回顾点评。课程结束后，系统自动生成课堂训练报告，将学生的掌握情况、多发错误、综合评价等发送教师，便于教师总结改进。

本系统集成了技能示教全过程所需要的教学、分析、管理工具，形成一体化智能示教室，提高教学效率；同时，使教学、训练过程的表现和问题可视化、数据化，辅助教师、管理者及时全面了解学生技能掌握情况和问题，与智能训练系统一起，帮助提高教学质量。

(三)学生分组互动学习

学生分组利用虚拟现实教学系统进行互助练习，学生间可以约定同伴，结伴学习互相帮助评判、纠错、知错、采集错误。

(四)教学大数据平台建立

    分析所有学生线上和线下的训练数据，判断学生表现出的优点以及不足点，指导下一轮教学过程。

2-4实验仪器设备（装置或软件等）

2-5实验材料（或预设参数等）

中风之中经络的针刺课程

1.个人报告：

1.1操作结束后系统自动发送训练报告

1.2实时推送学生训练报告，学生可以收到每次完成训练任务训练报告

1.3个人报告包括：总成绩，每个技能考核点对应的扣分点、错误详情、错误视频，帮助学生自我找出错误点

2.班级报告：

2.1自动统计分析班级课前答题与操作情况，汇总生成报告

2.2报告在课前24小时发送给讲课教师

2.3报告包括：

2.3.1完成率：课前作业任务完成率统计，完成人数、未完成人数

2.3.2错误率统计：学生答题正确与错误点、错误人数、错误率

2.3.3学生训练中各种错误的犯错人数、错误率

2.3.4错误率超过阈值的项目高亮显示

2.3.5典型错误统计

2.3.6记录错误操作的视频，在报告中提供链接

2.3.7上课时可以调取错误视频，作为上课点评参考

2.4课表管理：

2.4.1课程提醒:显示课程内容，上课时间，上课地点，授课老师

2.4.2课程表显示：当天，一周，一个月，一学期。

2.5个人中心通知管理：通知管理，课程提醒通知，课程更改通知，课后未评价通知，技能中心管理通知，训练任务通知。

2.6已完成任务

2.6.1显示训练任务名称、授课老师、完成情况、训练最高成绩、训练次数、查看报告详情

2.6.2显示阅读资料名称、次数

2.6.3显示自主训练项目的名称、训练的次数、训练时长、训练成绩、查看报告详情

2.6.4筛选类别：自主训练、自主学习、训练任务

2.7我的评价：

2.7.1筛选查看已评价、未评价

2.7.2已评价列表：显示课程内容、授课老师、评论时间

2.7.3未评价：待评价教师及课程

2-6 实验教学方法（举例说明采用的教学方法的使用目的、实施过程与实施效果）

针刺模拟诊疗的进阶式教学（即线上线下相结合的教学模式）。

（一）使用目的

利用虚拟现实（VR）技术改变传统以“老师为中心”的教学方法，开展紧紧围绕以“学生为中心”的教学方法，培养学生自主学习。通过有趣、形象、生动的方式，帮助学生掌握“中风之中经络”一体化的针灸诊疗思维与方法。

（二）实施过程

1、课前部分

1.1老师通过在线训练平台上传学习资料，如PPT、教案、虚拟现实操作视频、理论测试等，并发布课前预习要求；

1.2学生通过在线训练系统学习相关资料，通过在线3D操作系统可进行虚拟操作，在这过程中系统会记录学生的学习情况，并形成个人和班级的课前训练报告，包括错误点、训练成绩、训练次数等内容；

1.3老师通过智能助教可以查看班级的课前训练报告，根据学生预习情况，准备上课资料；

2、课堂部分

2.1老师理论讲解与虚拟现实（VR）示教：通过智能助教系统，根据班级课前训练报告学习基线情况，有针对性地进行讲解和示教操作，通过虚拟现实操作，并通过大屏幕将操作过程和结果实时显示出来；

2.3自主练习

2.3.1学生在虚拟现实设备上进行学习；

2.3.1利用虚拟现实设备进行分组互助学习；

学生们自主结伴使用虚拟现实系统进行学习，同时互相纠错，互相评价，有效提高学生的学习效率。

2.4老师查看课堂训练报告，进行课堂总结；

3、课后部分

3.1系统形成课后训练报告，并对比课前、课后的数据变化；

3.2学生可网络预约开放实验室，进行课后练习；

3.3可通过虚拟现实智能设备进行考核，了解该技能的掌握情况；

3.4学生通过智能助教系统评价老师上课情况；

（三）教学效果

中心的《针灸学》课程组教师为比较应用虚拟现实（VR）自主学习方法与传统自主学习方法在中风之中经络的针刺诊疗专题学习中的应用效果，以2013级五年制针灸推拿专业学生作为研究对象，将学生分别通过采用虚拟仿真项目模拟诊疗、观看讲解视频两种自主学习方法，在学习开始前、学习结束后即刻、学习结束后一周对学生进行理论和实践操作考核以评价自主学习效果，并在学习结束后即可应用《学习动机策略问卷》（MSLQ）测定学生的自主学习能力，结果发现虚拟自主学习方法组高于观看视频自主学习方法组，结果表明，虚拟仿真方法教学提高学习效果，提高了自主学习能力。

2017年9月，对56名同学组织问卷调查，结果显示有94.6%(53名)的学生对针刺虚拟诊疗非常感兴趣并愿意尝试。

通过平台学习，实现了线上诊疗思维训练与线下临床技能训练的有机结合，促进学生自主学习，使学生的医学知识、临床技能、临床思维、沟通技巧以及信息管理能力得到充分训练与有效提高，同时改善了教师教学水平。

2-7实验方法与步骤要求（学生操作步骤应不少于10步）

（一）线上学生自主在线训练

让学生在课前、课后使用线上网页3D虚拟平台训练，完成对“中风之中经络”的诊断及针刺操作的学习，建立对中风针刺诊断及治疗的基本认识；并对其技能操作能力进行测评，提供反馈纠错、智能指导、智能评价，帮助学生掌握技能操作的正确、完整流程。同时，学生的操作错误和正确数据也会形成报告，发送给老师，帮助老师实时了解学生的技能掌握情况，让教学指导更精准化。

具体操作步骤如下：

1.“中风”之中经络的诊断：

1.1中风病因病机的学习

表 1 中风之病因病机

1.2中风（中经络）诊断依据的学习

表 2 中风（中经络）的诊断依据

1.3脑梗塞的西医诊断要点

1.3.1突然起病，迅速出现局灶性神经功能缺损症状和体征，持续24小时以上。部分病例在发病前有一过性脑缺血（TIA）发作。患者多有高血压、糖尿病、高脂血症、心脏病、吸烟等脑卒中的危险因素。

1.3.2常见的局灶性神经功能缺损的症状和体征，包括偏瘫、偏身感觉障碍、偏盲、言语障碍、眩晕、吞咽困难、共济失调等，常于发病后1-2天内达到高峰。发病多无/或仅有轻度意识障碍，病情严重者可呈进行性加重甚至昏迷。

1.3.3神经影像学检查：发病24小时内常规头颅CT扫描多无明显改变，24-48小时后可有梗死区低密度改变；头颅MRI扫描能早期发现梗死灶，T1呈低信号，T2呈高信号，弥散加权成像（DMI）和灌注加权成像（PMI）有助于缺血半暗带判断；磁共振血管成像（MRA）、CT血管成像（CTA）等检查，对明确病因或确定闭塞或狭窄血管有益。

1.4中风与其他疾病的鉴别诊断的学习

表 3 鉴别诊断

1.5中经络之辩证的学习

表 4 中经络之辩证

1.6相关辅助检查的学习

表 5 相关辅助检查

2.“中风”的针刺治疗

2.1针刺选穴

表 6 针刺选穴

2.2针刺操作

图 1 针刺操作步骤图

2.2.1施术体位：一般为仰卧位，侧卧位、仰靠坐位。

2.2.2针刺前消毒：治疗室内消毒，针具器械为一次性针具，医者手指消毒，从针刺部位中心点向外绕圈消毒。

2.2.3进针、行针

表 7腧穴定位及具体针刺操作

表 8 进针手法

表 9 行针手法

2.2.4留针

留针即毫针刺入腧穴并施行手法后，将针留置于腧穴内。一般留针时间为15-30分钟。分为静留针和动留针，即留针期间是否施行手法为区别。临床一般以患者具体病情而定。

2.2.5出针

一般是以左手持无菌干棉球轻轻按压于针刺部位，右手持针做小幅度捻转，并随势将针缓慢提至皮下，静留片刻，然后出针。出针后，除特殊需要外，都要用无菌干棉球轻压针孔片刻，以防出血，也可减轻疼痛。当针退出后，仔细查看针孔是否出血，询问有无不适，核对针数有无遗漏，患者是否有晕针延迟现象。

2.2.6针刺异常情况的处理

表 10 针刺异常情况的处理

2.3其他治疗方法

电针法：患侧上下肢各选2个穴位，采用电针治疗。

头针法；顶颞前斜线、顶旁1线及顶旁2线。用1.5-2寸毫针平刺入头皮下，快速捻转2-3分钟，留针30分钟，留针期间反复行针。行针时和留针后嘱患者活动患侧肢体，此法在半身不遂早期应用疗效更好，留针时间可延长至数小时。

穴位注射法：选四肢穴位2-4个。丹参注射液或复方当归注射液，每穴注射1毫升，隔日1次。适用于半身不遂。

(二)线下课堂的智能示教、课堂互动

其一，老师可以调取课前学生对“中风之中经络”的针灸诊疗训练基线测试报告进行分析讲解，将PPT教学等功能与课件集中管理；也可在课程中采取课堂投票问答、网络化分组讨论等方式进行教学辅助管理，并且使用虚拟现实（VR）结合大屏幕示教解决方案。

其二，在学生训练时，每个学生通过虚拟现实（VR）进行针刺操作，并通过系统将整个超过过程和结果实时在大屏幕显示；学生操作的错误录像可自动或手动截取，便于老师回顾点评。课程结束后，系统自动生成课堂训练报告（包括掌握情况、多发错误、综合评价等）发送教师，便于教师总结改进。

 其三，同伴互评的方式是学生间约定同伴，一名学生通过在虚拟现实中进行针刺操作，另一名学生进行观察，并进行评估，形成此次训练数据并上传，形成学生间互相帮助评判、纠错、知错、采集错误的这种模式。

其四，每一次所有学生线上和线下的训练数据均可上传分析，判断教师和学生表现出的优点以及不足点，教师可通过此数据指导下一轮教学过程，而学生可以随时查阅、重新测评。

使用智能化一体化课堂能够更好的让学生完成诊断、选穴、针刺、留针和出针等操作，并通过教师、同学以及智能化设备给予的评价来提高学生对课程和技能的掌握程度。

2-8实验结果与结论要求

1.纵向学习掌握“中风之中经络”的诊断及针刺治疗；

2.横向学习掌握针刺的进针、行针的各种手法及针刺异常情况的处理。

2-9考核要求

1.学生线上训练次数不低于五次，线上测试成绩不低于85分

2.学生需完成同伴互助测评四次

3.学生需在线下虚拟现实（VR）智能设备上完成训练及考核要求

4.学生能熟练掌握“中风之中经络”疾病的诊断和鉴别诊断，并能运用正确的针刺手法进行治疗。

2-10面向学生要求

（1）    专业与年级要求              

大三及以上学生、中医相关专业

（2）    基本知识和能力要求等

熟悉、掌握基本中医基础理论、中医内科学、经络腧穴学等学科