全景技术在医学免疫学实验准备过程中的应用探索*

韩志俊，马玉兰，李明强，申铁印

(1.遵义医科大学，贵州 遵义 563000；2.遵义医科大学第一附属医院，贵州 遵义 563000)

医学免疫学是重要的医学基础课程。是理论性、实践性、应用性很强的学科，具有多学科交叉、信息量大、知识点多、内容更新快、记忆性知识多而推理性内容少的特点[1]。实验课程的开设对深入学习课程理论知识，促进理论知识的理解与掌握，培养严谨的科学态度和工作作风,提高学生动手能力及综合分析问题、解决问题的能力都具有重要意义。而且实验教学作为高等医学教育中的重要组成部分，也作为理论联系实际的桥梁，在培养医学生综合素质和创新能力方面有着重要的作用。现如今，随着互联网等信息化手段在教学过程中的应用，单纯的传统实验教学已经渐渐不能满足学生对实践教学的要求。那么，将传统的实验教学过程合理适时地与新的信息化技术结合，发展实验教学的新形式也是目前实验室建设与实验教学发展的新思路[2]。

全景技术——一种基于图像绘制技术生成真实感图形的视觉新技术[3]。全景(Panorama)一词源于希腊，其含义即是“都能看见”。从广义上讲，全景即是指视角超过人类正常视角范围的图像。21世纪后，随着网络、数字媒体等技术的迅猛发展，全景技术的发展取得了极大进步并逐渐成为虚拟现实技术的热门应用领域。其基本数据表示是由一组光学观察组成的,不需要明确的几何表示就能提供令人满意的效果。应用此技术生成的全景图像是可以从任何角度进行观察的景象，可以为观看者全方位呈现真实的场景，给人们带来全新的真实现场感和交互的感受[4]。全景技术以其独特的真实性、沉浸性和易用性，为制作者提供了一种全新的叙事手法，同时也为观影者提供了一种前所未有的观影体验。因此，将全景技术用于医学教学，制作全景视频，不仅能拓宽教学视频的画面范围，而且可通过提供更直观沉浸式的视角，给学生身临其境的感觉。这样无疑会提升学生的学习兴趣和学习专注度，进一步加深其对教学内容的理解[5]。

1 医学免疫学实验教学现状

随着教育的深入发展，教育工作者发现，教学过程中应该激发学生的积极性与主动性，使学生成为学习过程的主动构建者，而不是处于被动位置的接受者，改变传统教学以教师为中心并作为主动施教者主宰整个教学过程的模式[6]。为此，免疫学实验课采用了“以学生为主体”的实验教学模式，该模式下实验内容的设置更具系统性与逻辑性。各个实验操作之间也不再是独立的存在，而是有机地联系在一起。学生自己动手制备好标本，并用于后续一系列实验如免疫电泳、免疫比浊、酶联免疫吸附试验(ELISA)及淋巴细胞表面标志检测等实验操作中。教师通过提前布置学生预习实验教学的内容，提出问题，学生以小组为单位组织学习; 课堂上教师会对预习情况进行检查，且要作为实验考核项目之一。每小组选派1名学生讲解实验原理、操作及结果预分析; 最后教师进行点评并补充或者校正某些知识点。该教学模式的运用确实有效调动了学生学习的积极性，加强了学生对基本技能的训练也提高了学生的实验操作能力[7]。但从近几年的实验教学过程中仍可以看到，有些学生进入实验室前，对即将进入实验室环境不清楚，对实验操作所需的材料设备更是知之甚少。学生通过理论课的学习虽对课程内容有一定的了解，但是实验基础普遍薄弱。对于某些实验用品更是完全没有见过，在整个实验过程中也显得很被动，有的做，有的看，仍不能有效地达到实验教学的目的。针对这些问题并结合全景技术的特点，实验室对每次课的实验准备情况制作了全景视频，建立实验准备全景视频展示库。用以帮助学生了解即将进入的实验环境及实验中的要用到的实验材料及实验注意事项等内容。学生通过视频观看可更加有针对性地做课前预习准备，提高学习效率。

2 视频制作与应用

2.1视频内容设置 全景视频根据医学免疫学实验课程设置分次拍摄制作。每次视频的内容包括：(1)实验室的整体环境，实验室各区域的设置等基本情况介绍。(2)实验课内容基本介绍。(3)实验课中的注意事项。(4)实验材料的摆放，实验物品的分配情况。(5)实验中使用到的仪器设备。(6)实验课中具体产生的实验垃圾或实验后物品的处理，处置。

2.2全景视频制作

2.2.1源文件的采集 通过专业相机(CanonEOS 90D)结合720Mini二代全景云台连接三脚架来捕捉实验室场景图像信息。使用专业的三维建模软件PTGui(10.0.7汉化版)渲染图片，将二维的平面图片拼接模拟成真实的三维空间来呈现。建模软件是基于2张画面相关性进行拼接的，故画面拼接过程中，彼此相邻的2张图片需有部分重叠用以进行相互参考才可以完成识别拼接。这就要求前期图片采集要注意控制图片重叠部分，一般拍摄时图片应有25%的重叠。以此为依据，计算每个场景需要的图片数量并完成源图片采集。

2.2.2全景图像的拼接与处理修饰 使用线形传输将素材导入电脑中。图片素材导入后，利用Adobe Photoshop CS6 软件对图片的曝光度、色温、高光和阴影等进行调节。调节好图片以JPG的格式进行储存。接着，打开三维建模软件PTGui软件加载预存图像，将之前处理好的图片素材导入软件，选择自动对准图像，软件系统将自动识别相邻图像的相似处进行计算拼接。自动拼接好后，利用软件放大镜按钮观察拼接是否有误差。如某些地方拼接不妥可手动进行微调。如有错位，可再次利用软件中增加控制点及蒙版功能进行错位修正。然后需利用图像角度调节按钮，运行优化器自动校正画面，点击创建全景图，即可完成创建输出。

2.2.3后期制作发布与使用 根据每次实验内容设计编辑全景视频脚本，录制音频文件并保存。将需要的背景音乐和录制好的音频文件添加到视频中，并在需要文字标记的地方(如当次实验使用的仪器设备)嵌入文字标记。制备好的全景视频传送至实验室微信公众号平台，学生和授课教师进入公众号即可进行观看。

全景视频是新型的视频类型。将视频应用于医学免疫学实验教学中，利于构建高效的个性化，开放的学习场景。授课过程中采用匿名调查问卷的方式将学生对全景视频使用后学习心理感受、自我评估等方面进行调查评估。以2018级，2019级检验技术专业学生为例，完成问卷调查(发出152份，共收回148份，回收率为97.4%)。结果显示，约91.9%(136/148)的学生认为，结合全景视频可以提高他们的学习兴趣和学习主动性(表1)。绝大部分学生认为无论是从空间认知效果，知识掌握效果还是学习心理感受等方面均有积极影响。授课教师也反馈，学生普遍认为视频形式新颖，可以激发学习热情，提升学习效果，利于课前预习准备，使实验课更顺利，有收获。

表1 学生对全景视频使用的感知及评价(n=148)

3 小 结

综上所述，本课题结合全景技术建立医学免疫学实验教学全景视频，对每次课前的实验准备情况进行全景展示。实验准备是实验教学过程中的重要环节，实验准备的充分与否，直接影响学生实验结果，影响实验教学的效果。单纯的传统实验教学是以教师为主体，教师详细地介绍实验原理、内容及实验步骤，操作示教，然后学生模仿操作，得出预定的实验结果。整个实验教学过程，未能积极地激发学生学习主动性。本文在原有医学免疫学实验教学模式的基础上，制作全景视频呈现实验准备情况。视频整个制作过程简单易操作。视频内容根据实验课程内容设置，具有可更新、可追溯、可持续性的特点。对学生而言，学生可以通过手机、计算机接入互联网进行访问，不受时间、地点限制[8]。便于学生提前了解即将进入的实验环境，了解实验课的基本情况。视频亦可用于集体备课，结合全景展示，更直观，向授课教师介绍实验室的实验准备情况，利于教师更好地完成实验教学。重要的是利用这样具有真实性、沉浸性和易用性等特点的新信息化技术，可以极大地激发学生的学习兴趣[9]。

全景视频呈现内容涵盖了实验材料的摆放，实验物品的分配，对每次实验中用到的仪器设备进行标记、标注，并插入音频，对基本的实验内容、实验环境、实验中注意事项等均进行介绍。这样线上、线下虚实结合，相互补充又彼此独立，是二者的有机结合[10]。学生可从实验准备阶段就开始了解实验课的整体进程，极大地提高了教学参与度。利用兼具趣味性的全景技术进行课前展示还可以给学生预留出充分的空间进行实验课前知识回顾，有针对性地做相关知识储备与预习等课前准备。利于学生整体把握课程安排，合理规划学习，使得整个实验教学环节更加流畅，提高学习效率。进一步提高实验教学质量，达成培养专业能力强医学人才的最终目标。