彭亮 陈楚淘 刘小卫 杨舟 葛君芸

[摘 要] 虚拟仿真教学是目前高等教育教学在信息化时代背景下的改革发展重要方向之一。教学团队在“推拿学”虚拟仿真网络教学平台建设过程中，通过将人体结构透视、骨骼3D建模、生物力学、动画情境等虚拟仿真教学展示手段综合运用于不同类别推拿手法和临床应用情境的虚拟仿真教学中，系统地构架了“推拿学”虚拟仿真教学体系，为“推拿学”远程线上教学提供了较好的课程辅助平台和教学形式，对于解决“推拿学”线上教学难点可以起到积极辅助作用。

[关键词] 推拿学；课程教学；虚拟仿真；网络教学平台

[基金项目] 2019年度湖南省普通高校教学改革研究项目“基于虚拟仿真网络学习平台‘推拿学’线上线下混合教学模式的构建”（385）；2019年度湖南省学位与研究生教育改革研究项目“研究生学科交叉课程‘康复推拿学’教学改革探索与实践”（2019JGYB158）

[作者简介] 彭 亮（1980—），男，湖南南县人，博士，湖南中医药大学针灸推拿学院教授，硕士生导师，主要从事推拿教学改革研究。

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）02-0138-04 [收稿日期] 2021-05-12

全球化信息化时代背景下，用于线上远程教学的虚拟仿真教学是发展趋势所在[1，2]。本团队与上海梦之路数字科技有限公司进行了深入的合作，初步构建了“推拿学”虚拟仿真教学实验教学项目平台软件，并应用于教学实践过程中，取得了一定进展，现报告如下。

一、“推拿学”传统教学特点

“推拿学”实验教学课程的目的是使学生通过教师指导、实操训练掌握常用的推拿手法操作技能、动作要领、注意事项和临床应用思维。推拿手法注重技巧与感受的统一，因此学生需要通过观察教师示范操作、感受教师手法动作、实踐操作练习，不断体会，逐步地掌握手法的动作要领。所以传统推拿教学方法主要以课堂教学为主，并且需要教师手把手地教，同时需要分小班上课。“推拿学”实训课的传统教学的特点正是其远程教学的难点所在。

二、“推拿学”虚拟仿真项目建设的意义

在师资力量和教学资源有限的情况下，“推拿学”教学在传统的教学模式下难以推动发展，无法较好地保障教学质量。在面对重大紧急公共事件情况及复杂的国际形势下，为应对不同时期不同情况下的“推拿学”教学要求，急需开发适合“推拿学”教学特点的线上教学方式应对将来远程教学的需要，保证远程教学的质量。

三、“推拿学”虚拟仿真项目建设难点

根据目前教学研究中虚拟仿真建设“能实不需”的共识，“推拿学”大部分内容其实是属于难以虚拟、不需仿真的。许多线上教学平台采用视频示范动作加教师讲解来实现线上教学，即用操作视频代替线下教师示范动作。这种模式基本能从形式上完成教学任务，但学生对于手法力学和动作结构的理解以及手法的感受经验的缺失成了线上教学难以突破的重要方面。虽然多媒体教学中使用的图像、视频、流程图等能达到一定的辅助教学的效果，但难以让学生深入理解其内涵，特别是生物力学和运动解剖方面。而这两方面难以理解的方面正是“推拿学”虚拟仿真教学的突破口。

四、“推拿学”虚拟仿真教学项目的构建

（一）构建设计思路

本系统通过数字化模拟，主要利用人体内部结构透视、骨骼3D建模、生物力学分析、病例情境动画等，展示手法和病例的相关教学内容，有利于解决学生课后深入学习推拿手法技术和临床应用思路的难题，并通过对动作要领和临床应对的判别，辅助教师检验学生对推拿手法和临床思路的掌握程度。（见图1）

对推拿教学中学生最复杂的最难以理解的十余种重点手法采用动作结构生物力学虚拟的形式，通过人体内部结构透视、骨骼3D建模、生物力学分析等，让学习者掌握重点推拿手法核心技巧。可以让学生形象生动的了解蕴藏于传统推拿手法姿势、着力部位、动作结构、注意事项中的要领，让学习者掌握推拿临床应用的思维和方法。

采用动画模拟常见的5种推拿临床常见重点病症的病例，再现临床临证情境，通过虚拟病例的问诊、检查、诊断、处方、操作设计等环节锻炼学生临床思维能力和手法应用能力。本项目基于互联网平台，不受时间、地域的限制，支持PC端、手机端、平板，评价机制合理，与推拿实际操作紧密结合，虚拟推拿手法动作要点，能够服务于广大的学生，是传统中医课堂教学的有效延伸与拓展。

（二）模块设置

本项目包含实验目的、学习简介、手法学习、临床情境及考核测试5大模块。

1.实验目的模块：点击进入第一模块实验教学目的，学生浏览后有后台记录学生学习过程，观看后点击首页可返回主菜单。

2.学习简介模块：点击第二模块学习简介，即可进入相关内容页面，动画观看完毕，点击继续按钮，即可切换内容页面。学习简介介绍了《推拿学》绪论，让学生在开始学习之前先了解《推拿学》的起源，基本内容及学习方法。

3.手法学习模块：返回主菜单，点击手法学习模块，或进入实训按钮，均可进入手法学习页面，页面左侧是重点手法菜单，右侧是重点手法展示内容。软件涉及的重点手法涵盖推拿六大类手法中的重点代表性手法共十一种。以摆动类手法——一指禅推法的教学设计为例：点击播放按钮，可以动态观察到摆动类手法——一指禅推法的重点姿势：例如“沉肩”的手法展示：通过3D解剖结合真人视频（将肩关节骨骼的透视效果在动作示范视频上显示）。其他还包括动作角度的生物力学显示、骨骼肌收缩产生手法动作的显现等，动态地让学生了解到该项手法的主要要领。5个姿势要领均可点击查看，反复学习，关键内容可以暂停观摩。点击动作解析按钮，可观看到该重点手法的肌肉发力动态，通过3D建模，结合真人动态，将动作分解开来，让学生更能直观学习，掌握发力要点，并通过对动作用力方向和大小以及错误动作要领的判别。

4.临床应用模块：点击进入将有5个病例，分别通过动画展现临床常见的颈椎病、腰痛、肩周炎、头痛和失眠的临证情境。病例发声口述症状，系统提示临床检查等病历资料，学生通过分析可进行诊断和推拿治疗手法处方的开列。在学生开设推拿处方时，需从设定好的手法库中选定适宜该疾病、证型的手法，并按合理的手法顺序安排实施。

5.考核模块：以上每一项学习过程均附有考核按钮。点击考核按钮，通过平时教学经验总结了学生常犯的错误，通过视频展示，考核学生掌握情况，对每种错误手法都会标识出错误之处。另外临床情境考核需要学生作出诊断和处方，特别是推拿手法处方的合理应用，由后台程序脚本规定每一种手法的應用范围，当学生应用合理时给予肯定分数。考核结果通过后台最终得出形成性评价，能辅助教师检验学生对推拿手法和临床思路的掌握程度。

（三）主要开发技术

本项目采用3D动画技术进行场景和动画绘制，并对实验内容进行分解，采用了Animate CC技术进行程序合成，实现人机互动。Animate CC 对HTML5 Canvas和WebGL等多种输出提供原生支持，并可以进行扩展以支持SnapSVG等自定义格式。新增HTML 5创作工具，为网页开发者提供更适应现有网页应用的音频、图片、视频、动画等创作支持。

管理平台开发语言及开发工具：本项目管理平台采用Java语言开发，Java是一门面向对象编程语言，Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。本项目管理平台采用了Eclipse作为开发工具，Eclipse基于Java的可扩展开发平台。通过集成的（Java Development Kit）JDK，完成开发工作。

五、实施过程与实施效果

（一）建设实施过程

在教学实施过程中，本软件没有时间空间限制，学生随时可以通过多种数字化终端登录进行学习和实训，以弥补课后自学效果不良的短板。学生在实训的过程中，通过直观视频操作识别进行考核，能够快速发现自己在推拿操作上的误区和差距。系统后台对考核进行数据统计，从而建立对于学生的形成性评价，能够明显提升学生的手法动作学习能力和手法实践操作的信心。在本课程平台初步建立之后的两个学期（2020年秋季学期、2021年春季学期），对我校2018级中医学专业两个试点班，共计128名学生的“推拿学”教学进行了初步的实验教学。实施过程中将本虚拟仿真实验内容作为“线上线下教学”中线上部分，用于学生平时课后复习与练习，并按30%的比例作为形成性评价的一部分。同时对于学生期末成绩进行对照分析以及问卷调查。

（二）实验教学及问卷调查结果

初步的实验教学结果显示，与同年级同学期两个平行班相比较，虚拟仿真实验班的期末考试中笔试成绩平均分提高4.8分（P<0.05），操作考核成绩平均分高6.2分（P<0.05），差异有统计学意义。说明虚拟仿真在一定程度上有助于学生理解手法操作内涵。另外通过“问卷星”小程序问卷调查显示，92%的受访学生认为虚拟仿真网络教学平台操作便利性良好，教学满意度为87%。说明本教学平台基本得到学生认可。

讨论

以虚拟情境（Virtual Reality Technology， VR）等为代表的虚拟现实世界，突破了传统教学的时间、空间和安全等限制，构建高度仿真的实验教学环境，通过人机交互和网络通信等技术实现远程操作流程和场景[3]。自2013年教育部推动建设级虚拟仿真实验教学工作以来[4]，许多高校都开展了虚拟仿真实验建设，成绩斐然[5-7]。

虽然虚拟仿真教学具有很多显示的和潜在的优点，但需要肯定和强调的是，传统的实验教学方式和手段对提高学生的动手能力与思维能力有着不可替代的作用，因此虚拟仿真教学设计理念中有“能实不虚”的原则和共识。推拿学作为注重动手能力和手法感受的一门实践性操作性学科，在虚拟仿真建设中有一定难度，同时也存在一定争议，认为推拿学不能也不需要虚拟仿真教学改革。随着时代的发展，特别是全球化诸多的不确定因素存在的背景下，为了应对可能存在的线上教学需要，“推拿学”虚拟仿真的需求显而易见，近年来有不少学校开始尝试“推拿学”虚拟仿真教学平台建设[5]。所采用的方法有线上讲解、视频多媒体、动画、VR等形式。这些方法中，VR技术的使用相对传统线上教学更贴近虚拟仿真情境模拟。有学者认为将VR技术运用于针灸推拿教学训练，是医学教育发展的必然趋势，VR技术在针灸推拿教学训练中的应用也取得了一定进展[8]。同时指出VR技术存在一些不足。特别是推拿教学中力量检测和力学反馈技术还远不够成熟[9，10]。

基于以上考虑，本教学团队在项目设计时经过反复斟酌考虑，确定暂时抛弃设备依赖的VR技术的使用，转而采用人体结构透视、骨骼三维建模、生物力学以及动画情境等多种相对较为成熟的易于可及的虚拟仿真手段，综合应用于“推拿学”不同种类不同特点的手法和临床应用的教学，基本实现了较为普及的应用终端上的使用，如智能手机、PC端、平板设备等，实现了虚拟仿真教学的可及性。根据目前教学反馈，在一定程度上达到了虚拟仿真教学的要求。

参考文献

[1]姜姗，林燕，闫永红，等.基于虚拟仿真技术构建虚实结合的实践教学体系[J].中国中医药现代远程教育，2017，15（21）：20-22.

[2]吴若霞，刘慧萍，李玲，等.建设虚拟仿真实验平台的意义与内容初探[J].中国中医药现代远程教育，2017，15（5）：48-49.

[3]倪萍.VR技术在微生物实验教学中的应用[J].科技创新导报，2018，15（13）：230+232.

[4]徐進.2013年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作小结及2014年申报建议[J].实验室研究与探索，2014，33（8）：1-5+25.

[5]季静，刘娜，寇蕊蕊，等.虚拟仿真实验技术在预防医学实验教学中的应用与研究[J].预防医学论坛，2019，25（6）：417-420.

[6]安红，母小云，陶欧，等.基于虚拟仿真技术物理实验教学模式的创新实践[J].中国中医药现代远程教育，2020，18（23）：6-8.

[7]车萍，夏雷，郑志娟，等.中医院校虚拟仿真系统在病理学实验教学中的应用[J].中国中医药现代远程教育，2019，17（6）：15-17.

[8]祁赛，谭涛，李华南，等.虚拟现实技术在针灸推拿教学训练中的应用[J].中医药导报，2019，25（10）：135-137+141.

[9]罗溪，李松声，王月帆，等.虚拟现实技术在高等医学教育中的应用[J].中国医学教育技术，2016，30（4）：420-423.

[10]陈勇，杨敏，闵志强.现代教育技术在中医药教育中的应用及问题[J].四川中医，2017，35（10）：205-209.

Construction and Practice of Virtual Simulation Network Teaching Platform of “Tuina”

PENG Liang， CHEN Chu-tao， LIU Xiao-wei， YANG Zhou， GE Jun-yun

（College of Acupuncture and Tuina， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208， China）

Abstract： Virtual simulation teaching is an important developing direction of teaching reform of higher education in the context of the information age. During the construction of virtual simulation network teaching platform of “Tuina”， the teaching team of “Tuina” has comprehensively applied the virtual simulation teaching display methods such as human body structure perspective， 3D skeleton modeling， biomechanics， and animation scenarios to different types of “Tuina” techniques and clinical application scenarios. The virtual simulation teaching system of “Tuina” is systematically constructed， which provides a better course auxiliary platform and form for distance online teaching of “Tuina” and plays an important role in solving the difficulties of online teaching of“Tuina”.

Key words： “Tuina”； course teaching； virtual simulation； network teaching platform