外科實驗教學網絡平臺構建研究

李瑞敏

摘 要 著眼于當前網絡技術發達、學生電腦普及率高等優勢，借助網絡技術構建外科實驗教學網絡平臺，主要包含虛擬手術室構建與“三位一體”實踐教學質量監控體系兩方面內容。

關鍵詞 外科；實驗教學；網絡平臺；虛擬技術

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）03-0021-02

1 引言

在當今醫療環境及教學水平下，外科醫生的培養實屬不易。外科臨床水平的提升要求學生能夠盡可能多地參與臨床實踐，以前外科醫生可以在患體身上直接進行手術練習，而現在復雜的醫療環境使臨床教師不能輕易讓學生直接進行外科臨床操作。尤其是隨著醫患糾紛的逐漸增加，更是不利于外科學生的實踐操作能力的提升，臨床訓練質量較低。

基于此，國內各醫學院校紛紛開展多種有關提升學生臨床實踐能力的教學探索。本文也是在此環境下，提出結合目前先進的網絡信息技術，構建外科實驗教學網絡平臺的大膽構想，以期為解決醫學院學生外科臨床實踐難問題提供新的解決方案。

2 總體設計

本文所涉及的外科實驗教學網絡平臺依托于Internet/Intranet技術，采用典型的B/S結構與Java程序語言進行系統開發。該系統主要包含三個子系統，即虛擬手術室、教學綜合系統與“三位一體”實踐教學質量監控系統，該平臺的建設為臨床教學帶來有益補充。

在該系統中，最重要的就是虛擬手術室的建設，它利用的是虛擬現實技術，虛擬現實技術可以在不受外部干擾的情況下被任意創建和擴充，并能提供操作者以逼真的體驗和認知的感受。它具有感知、沉浸、交互、構想等技術特點，使得操作者可以輔以必要的設備工具與這個虛擬環境中的對象或物品進行交互作用，進而全面獲取虛擬環境所蘊含的各種空間信息和邏輯信息。

虛擬實驗室體系結構 本研究中的實驗系統采用B/S結構，系統體系結構如圖1所示。

B/S結構中瀏覽器是表示層，其主要功能是實現人機交互，通過接收與檢查用戶輸入與請求，將其發送給服務器。服務器為由中間件、數據庫服務器、Web服務器、應用服務器組成的多層結構，其中Web服務器在功能層，其主要作用是實現用戶應用功能，為數據庫服務器和應用服務器與客戶機之間實現交互提供連接通道。數據庫服務器依據應用服務器的請求執行數據庫操作，并向應用服務器輸送請求結果。因此，用戶只需擁有瀏覽器，便可使用該系統。

在系統中，通過利用Java的程序語言Script節點控制，解決Vrml場景中動態行為局限，實現虛擬實驗場景中的信息與Web瀏覽器和數據庫的交互，實現用戶與實驗設備信息、實驗操作判斷的交互。

虛擬實驗室功能設計 虛擬實驗室設計目的是讓外科學生能夠在實際進行手術前掌握更多手術過程中可能出現的問題，以及新的手術方法與程序。虛擬手術室應為學生創造一種網絡虛擬環境，讓學生在這個虛擬環境中進行課程學習、手術實踐，通過網絡設置手術流程，并具備策略控制、錯誤限制、過程提示等功能。學生點擊虛擬實驗室便能直接進入手術模塊，通過3D場景、模擬動畫、流程控制、交互響應進行手術過程的仿真。在整個模擬仿真過程中，學生需要根據情景設置，先將實驗對象放在手術臺上，再從器械庫中選擇所需器械，然后執行手術操作。待學生結束操作之后，系統會對學生的操作情況進行點評。此外，在操作過程中，學生若出現錯誤操作，系統會暫停運行，并提示操作錯誤；若超過3次出現錯誤，系統便會自動提示學生正確的操作方式。

3 教學綜合系統

教學綜合系統主要為教師的教學工作及學生的學習提供溝通交流與獲取信息資源的平臺。本系統主要包括兩個模塊，即在線交流模塊和電子白板。

在線交流模塊可為師生交流提供多元化群組交流平臺，讓師生在該平臺中自由發表個人見解。而且，教師還可對群組進行一定的控制與管理，限制不符合加入交流平臺條件的人員進入。在線交流模塊的主要作用就是將教師全部的有用信息（包括音頻與視頻等）通過瀏覽器傳輸給學生，以便于學生溫習與鞏固所學知識。

電子白板模塊的主要作用就是批注與繪畫，即教師通過其批注與繪畫功能圈出外科實驗教學重點及難點，批注字體與圖形等有多種形式供選擇。電子白板的數據傳輸方式為：將客戶端的操作行為以及任何繪制的圖形傳輸到系統服務器，服務器將它們反映到系統相對應的客戶端。

4 “三位一體”實踐教學質量監控系統

“三位一體”實踐教學質量監控系統由學生、教師、督導構成，通過網絡平臺、信息平臺、座談交流等多種方式相互評價、相互監督、相互促進，各系統在醫學生培養全過程中發揮相應作用，始終監控學生的學習和成長過程。根據教學需要創建學生、教師和督導三個端口，學生、教師、督導從各自端口進入并完成相應事務。教師端口設有系統登錄、參與教學評價及查看教學評價結果三項功能；學生端口設有系統登錄、課程評價及查看教學評價結果功能，評價完畢之后提示將不可以再做修改，評價完畢，退出系

統；督導端口設有系統登錄、開啟或關閉系統、添加信息與查詢功能。

5 外科實驗教學網絡平臺的構建意義

有利于提高醫學生外科實踐操作能力 外科臨床教學一直是外科教學的重點與難點，學生只有在不斷增加實踐操作經驗的基礎上，才能逐步提升外科手術成功率，減少未來實際工作中的醫療事故。本文所設計的外科實驗教學網絡平臺既能為學生創造虛擬手術場景，讓學生在虛擬環境中得到接近真實的手術操作鍛煉，又能通過虛擬實驗室對其操作情況進行評價，讓學生及時了解自身不足，及時改進，為臨床實踐奠定基礎。

有利于提高學生的創新能力 網絡平臺建設為學生創造了更多自主學習的機會，學生可以結合自身實際需求對外科臨床實踐操作及理論知識進行溫習與強化，體現了學生的主體性，有利于學生積極主動地進行學科知識探索。同時，網絡平臺的構建不僅解決了外科實驗經費、場地及儀器等多方面的局限，還可以通過仿真技術挖掘學生的創造力與創新能力。

有利于推進教學評價科學合理化 教學評價是教學活動的重要環節，有利于學生及時發現自身不足與優勢，有利于教師根據評價結果及時改進教學策略。本文借助快速發展的計算機技術和校園網絡，建立了外科實驗教學網絡平臺，靈活地實施教學評價，能夠得到更加全面的評價結果，在數據獲取方面提升了評價的科學合理化。

6 結論

隨著科學技術的快速發展與進步，醫學作為一門具有很強實踐性的學科，其教學不能只局限于理論知識，應為學生創造更多的實踐機會。為此，本文構建了外科實驗教學網絡平臺，包括虛擬實驗室、教學綜合系統及“三位一體”實踐教學質量監控系統。通過虛擬實驗室模擬復制手術場景，讓學生不斷地訓練，以提升學生的外科臨床實踐經驗；通過教學綜合系統加強師生間的交流與溝通，充分挖掘學生的創新能力；并通過教師、學生及督導三方面立體監督，隨時檢驗實驗效果，提高醫學生外科實踐操作能力，增強外科教學效果，提升教學評價的科學合理化。

參考文獻

[1]崔明辰，張靜，康紅鈺，等.基礎醫學實驗教學網絡平臺構建與實踐[J].實驗室研究與探索，2010（2）：184-186.