理大研遊戲化教學系統 玩VR逃脫探索病理機制
為將抽象理論轉化為真實體驗,香港理工大學工業及系統工程學系助理教授李力恒率領的研究團隊,將生物醫學知識與虛擬實境(VR)密室逃脫遊戲結合,開發出沉浸式教育系統MetaRoundWorm,成功將微觀的寄生蟲病理機制具象化,讓學生從被動接收轉變為主動探索。該項將遊戲化教學發揮到極致的突破性研究,去年更於電機電子工程師學會(IEEE)國際混合與增強現實研討會(ISMAR)上,榮獲最佳論文榮譽提名獎,為新時代的創新遊戲教學立下標杆。
獲獎論文由李力恒帶領該系的博士生成宣儒、王嫻及理大專業及持續教育學院工商及款待業管理學部副主任戴志樂共同完成。傳統生物醫學教育中,微觀病理機制往往極為抽象,論文第一作者成宣儒解釋,多數人對蛔蟲等寄生蟲的具體感染機制並不清楚,而MetaRoundWorm(元蛔蟲)結合VR、密室逃脫遊戲機制與具身學習原則,突破傳統靜態教材的限制,打造出首個將微觀寄生蟲與宿主互動、免疫反應視覺化的沉浸式遊戲。
「密室逃脫一關接一關的模式,與蛔蟲在人體內的生命周期完美契合。」成宣儒解釋,蛔蟲會從口腔進入小腸,途經肝臟、肺部,再上行至喉嚨並隨吞嚥重返小腸。玩家將穿梭這些器官中,透過第一與第三人稱視角切換,化身巨噬細胞等免疫細胞對抗寄生蟲。成宣儒以「肺部關卡」為例,遊戲巧妙結合物理動作模擬生理反應,當幼蟲到達肺部引發咳嗽,玩家需向上轉動控制器來模擬深呼吸與咳嗽,藉此排出寄生蟲。為降低大眾對寄生蟲的恐懼,團隊刻意將蟲體設計得巨大且帶有卡通感,希望更易讓人接受。
記憶留存率顯著高於傳統教學
論文第二作者王嫻補充,遊戲最終的「小腸關卡」會教導玩家使用何種藥物消滅蛔蟲,希望藉此提升大眾的醫療常識與防範意識。王嫻又指,為驗證這套系統的實際教學價值,團隊招募48名非醫學系研究生進行對照實驗。結果顯示,相對傳統互動式PPT教學,VR遊戲能促使學生進行自主探索而非被動接收。學生不僅認為學習過程更有趣,在一星期後的測驗中,VR組的得分與記憶留存率均顯著高於PPT組;證明系統不僅適用於大眾科普,更具備應用於醫學課堂的潛力。
研究團隊現已成功開發MetaRoundWorm的多用戶版本,並部署於理大工業中心的混合沉浸式虛擬環境(HiVE)中。展望未來,團隊深信數字健康教育將邁向結合視、聽、觸覺的多模態互動,透過高自由度的試錯策略與空間導航,顛覆傳統依賴反覆閱讀的學習模式。