外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建研究

◆李瑞敏

外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建研究

◆李瑞敏

著眼于當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達、學生電腦普及率高等優(yōu)勢，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺，主要包含虛擬手術(shù)室構(gòu)建與“三位一體”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系兩方面內(nèi)容。

外科；實驗教學；網(wǎng)絡(luò)平臺；虛擬技術(shù)

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.03.021

1　引言

在當今醫(yī)療環(huán)境及教學水平下，外科醫(yī)生的培養(yǎng)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(yī)生可以在患體身上直接進行手術(shù)練習，而現(xiàn)在復雜的醫(yī)療環(huán)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(yī)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(zhì)量較低。

基于此，國內(nèi)各醫(yī)學院校紛紛開展多種有關(guān)提升學生臨床實踐能力的教學探索。本文也是在此環(huán)境下，提出結(jié)合目前先進的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，構(gòu)建外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺的大膽構(gòu)想，以期為解決醫(yī)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(shè)計

本文所涉及的外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺依托于Internet/ Intranet技術(shù)，采用典型的B/S結(jié)構(gòu)與Java程序語言進行系統(tǒng)開發(fā)。該系統(tǒng)主要包含三個子系統(tǒng)，即虛擬手術(shù)室、教學綜合系統(tǒng)與“三位一體”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，該平臺的建設(shè)為臨床教學帶來有益補充。

在該系統(tǒng)中，最重要的就是虛擬手術(shù)室的建設(shè)，它利用的是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在不受外部干擾的情況下被任意創(chuàng)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(gòu)想等技術(shù)特點，使得操作者可以輔以必要的設(shè)備工具與這個虛擬環(huán)境中的對象或物品進行交互作用，進而全面獲取虛擬環(huán)境所蘊含的各種空間信息和邏輯信息。

虛擬實驗室體系結(jié)構(gòu)本研究中的實驗系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　虛擬實驗室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)中瀏覽器是表示層，其主要功能是實現(xiàn)人機交互，通過接收與檢查用戶輸入與請求，將其發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器為由中間件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器組成的多層結(jié)構(gòu)，其中Web服務(wù)器在功能層，其主要作用是實現(xiàn)用戶應(yīng)用功能，為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器與客戶機之間實現(xiàn)交互提供連接通道。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器依據(jù)應(yīng)用服務(wù)器的請求執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作，并向應(yīng)用服務(wù)器輸送請求結(jié)果。因此，用戶只需擁有瀏覽器，便可使用該系統(tǒng)。

在系統(tǒng)中，通過利用Java的程序語言Script節(jié)點控制，解決Vrml場景中動態(tài)行為局限，實現(xiàn)虛擬實驗場景中的信息與Web瀏覽器和數(shù)據(jù)庫的交互，實現(xiàn)用戶與實驗設(shè)備信息、實驗操作判斷的交互。

虛擬實驗室功能設(shè)計虛擬實驗室設(shè)計目的是讓外科學生能夠在實際進行手術(shù)前掌握更多手術(shù)過程中可能出現(xiàn)的問題，以及新的手術(shù)方法與程序。虛擬手術(shù)室應(yīng)為學生創(chuàng)造一種網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境，讓學生在這個虛擬環(huán)境中進行課程學習、手術(shù)實踐，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置手術(shù)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(shù)模塊，通過3D場景、模擬動畫、流程控制、交互響應(yīng)進行手術(shù)過程的仿真。在整個模擬仿真過程中，學生需要根據(jù)情景設(shè)置，先將實驗對象放在手術(shù)臺上，再從器械庫中選擇所需器械，然后執(zhí)行手術(shù)操作。待學生結(jié)束操作之后，系統(tǒng)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(xiàn)錯誤操作，系統(tǒng)會暫停運行，并提示操作錯誤；若超過3次出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)便會自動提示學生正確的操作方式。

3　教學綜合系統(tǒng)

教學綜合系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(shù)據(jù)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?shù)较到y(tǒng)服務(wù)器，服務(wù)器將它們反映到系統(tǒng)相對應(yīng)的客戶端。

4　“三位一體”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)

“三位一體”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)由學生、教師、督導構(gòu)成，通過網(wǎng)絡(luò)平臺、信息平臺、座談交流等多種方式相互評價、相互監(jiān)督、相互促進，各系統(tǒng)在醫(yī)學生培養(yǎng)全過程中發(fā)揮相應(yīng)作用，始終監(jiān)控學生的學習和成長過程。根據(jù)教學需要創(chuàng)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(yīng)事務(wù)。教師端口設(shè)有系統(tǒng)登錄、參與教學評價及查看教學評價結(jié)果三項功能；學生端口設(shè)有系統(tǒng)登錄、課程評價及查看教學評價結(jié)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(tǒng)；督導端口設(shè)有系統(tǒng)登錄、開啟或關(guān)閉系統(tǒng)、添加信息與查詢功能。

5　外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建意義

有利于提高醫(yī)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(jīng)驗的基礎(chǔ)上，才能逐步提升外科手術(shù)成功率，減少未來實際工作中的醫(yī)療事故。本文所設(shè)計的外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺既能為學生創(chuàng)造虛擬手術(shù)場景，讓學生在虛擬環(huán)境中得到接近真實的手術(shù)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(chǔ)。

有利于提高學生的創(chuàng)新能力網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)為學生創(chuàng)造了更多自主學習的機會，學生可以結(jié)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(xiàn)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(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建不僅解決了外科實驗經(jīng)費、場地及儀器等多方面的局限，還可以通過仿真技術(shù)挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力與創(chuàng)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(huán)節(jié)，有利于學生及時發(fā)現(xiàn)自身不足與優(yōu)勢，有利于教師根據(jù)評價結(jié)果及時改進教學策略。本文借助快速發(fā)展的計算機技術(shù)和校園網(wǎng)絡(luò)，建立了外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺，靈活地實施教學評價，能夠得到更加全面的評價結(jié)果，在數(shù)據(jù)獲取方面提升了評價的科學合理化。

6　結(jié)論

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展與進步，醫(yī)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(yīng)為學生創(chuàng)造更多的實踐機會。為此，本文構(gòu)建了外科實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺，包括虛擬實驗室、教學綜合系統(tǒng)及“三位一體”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。通過虛擬實驗室模擬復制手術(shù)場景，讓學生不斷地訓練，以提升學生的外科臨床實踐經(jīng)驗；通過教學綜合系統(tǒng)加強師生間的交流與溝通，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力；并通過教師、學生及督導三方面立體監(jiān)督，隨時檢驗實驗效果，提高醫(yī)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。

［1］崔明辰，張靜，康紅鈺，等.基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建與實踐［J］.實驗室研究與探索，2010（2）：184-186.

G642.423

B

1671-489X（2016）03-0021-02

作者：李瑞敏，曲靖醫(yī)學高等專科學校，研究方向為外科實踐教學、實驗室管理（655000）。