淺論康復(fù)工程課程的課堂教學(xué)方法

李滾

以人體功能代償為中心的康復(fù)工程醫(yī)學(xué)的任務(wù)是利用輔助技術(shù)最大程度地恢復(fù)殘疾人的功能障礙，促進(jìn)殘疾人最大限度地融入社會(huì)生活[1]。康復(fù)工程作為生物醫(yī)學(xué)工程的重要分支學(xué)科,該領(lǐng)域已經(jīng)得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注[2]，但目前康復(fù)工程學(xué)科的人才培養(yǎng)與我國殘疾人事業(yè)發(fā)展還存在一定的差距。國家衛(wèi)計(jì)委、民政部以及中國殘聯(lián)等部門發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)殘疾人康復(fù)工作的意見》中提出到2015年全面實(shí)現(xiàn)殘疾人每個(gè)人都可以享有康復(fù)服務(wù)。生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)畢業(yè)生作為康復(fù)工程從業(yè)人員的主要來源之一，在該專業(yè)進(jìn)行康復(fù)工程相關(guān)知識(shí)的教學(xué)已成為社會(huì)殘疾人事業(yè)發(fā)展的必然需求，也是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容，本文以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的該門課程教學(xué)為例探討了假肢、康復(fù)機(jī)器人以及虛擬現(xiàn)實(shí)等內(nèi)容的課堂教學(xué)方法。

1 開設(shè)康復(fù)工程課程教學(xué)的意義

康復(fù)醫(yī)學(xué)作為醫(yī)學(xué)的重要分支，已經(jīng)和保健醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)一起共同形成了全面的醫(yī)學(xué)體系[3]。雖然近年來我國在假肢、矯形器技術(shù)較過去有較大進(jìn)步，但由于專業(yè)人才缺乏,使康復(fù)工程整體學(xué)科未能得到更好的發(fā)展。在康復(fù)工程方向的人才培養(yǎng)方面，除依靠專業(yè)培訓(xùn)以滿足康復(fù)工程人才需要外，對(duì)于該領(lǐng)域基本知識(shí)的普及也不容忽視。我國雖然有相關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行相應(yīng)專業(yè)人才的培訓(xùn)，但缺乏系統(tǒng)性的安排，所培訓(xùn)的人員無法適應(yīng)殘疾人事業(yè)發(fā)展的需求，而且一些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)培訓(xùn)內(nèi)容缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所培訓(xùn)的人才質(zhì)量無法得到保障。因此，迫切需要大量的專業(yè)技術(shù)人才從事該領(lǐng)域的研究與開發(fā)[4]。

當(dāng)前，我國殘疾人和老年人的人數(shù)居世界前列，而我國的康復(fù)工程學(xué)科的發(fā)展起步較晚，因此也需要加強(qiáng)該方面從業(yè)人員的培養(yǎng)，通過對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)該門課程的教學(xué)，可使得學(xué)生掌握系統(tǒng)的康復(fù)工程相關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，能夠了解當(dāng)前殘疾人事業(yè)發(fā)展概況，掌握常見輔助技術(shù)器具的工作原理及其設(shè)計(jì)技術(shù)，畢業(yè)后能夠從事該方面的企事業(yè)單位工作，最終達(dá)到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。

2 康復(fù)工程課程的課堂教學(xué)方法

2.1 假肢技術(shù)的教學(xué) 通過肌電假肢技術(shù)教學(xué)可以使學(xué)生能夠掌握截肢患者康復(fù)的整體流程，即掌握肌電假肢的構(gòu)造、原理與設(shè)計(jì)和使用過程中存在的問題及具體的解決方法。具體教學(xué)中可以首先介紹肌電假肢設(shè)計(jì)中電極的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其抗干擾性能的改善策略，使得學(xué)生通過該部分內(nèi)容學(xué)習(xí)以后能夠掌握舒適性和具有有效性的假肢的設(shè)計(jì)方法。因?yàn)榧‰娦盘?hào)的采集對(duì)于殘疾人的個(gè)體特征應(yīng)該用不同的體表部位，同時(shí)對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的肌電假肢應(yīng)該在工作人員指導(dǎo)下由使用者長期訓(xùn)練才能使用自如。因此對(duì)于該部分教學(xué)可結(jié)合國際前沿問題開展，并著重講解肌電假肢制造與使用過程中需要解決的一些關(guān)鍵問題，例如假肢材料的選取、接受腔的設(shè)計(jì)以及肌電假肢的能源動(dòng)力等問題，還可以對(duì)當(dāng)前該領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)問題如植入式骨整合假肢進(jìn)行介紹，使學(xué)生不但掌握該部分涉及的基本理論與技術(shù)，還可以對(duì)當(dāng)前涌現(xiàn)的新技術(shù)能夠有所了解。

2.2 康復(fù)機(jī)器人教學(xué) 康復(fù)工程領(lǐng)域的機(jī)器人技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，該部分內(nèi)容是學(xué)生非常感興趣的內(nèi)容之一，開展該部分內(nèi)容的教學(xué)主要應(yīng)該注重康復(fù)機(jī)器人操作界面的人性化，系統(tǒng)的精準(zhǔn)化以及安全性等，因此在教學(xué)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)康復(fù)機(jī)器人在功能和技術(shù)上的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，特別是要強(qiáng)調(diào)人-機(jī)接口在康復(fù)機(jī)器人技術(shù)中的重要性。通過該部分內(nèi)容的教學(xué)使得學(xué)生能夠掌握常見的康復(fù)機(jī)器人如智能輪椅、康復(fù)機(jī)械手等工作原理及其應(yīng)該具有的功能。在實(shí)際的康復(fù)機(jī)器人教學(xué)中需要對(duì)康復(fù)機(jī)器人的工作原理進(jìn)行詳細(xì)講解，例如重點(diǎn)講解康復(fù)機(jī)器人的模塊化動(dòng)力系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作原理。并結(jié)合當(dāng)前該領(lǐng)域的研究進(jìn)展介紹康復(fù)機(jī)器人工作過程涉及的一些關(guān)鍵問題，如圖像處理，計(jì)算機(jī)視覺和語音識(shí)別等技術(shù)。另外對(duì)于一些特殊康復(fù)機(jī)器人研究進(jìn)展也需要給予介紹，例如爬樓梯智能輪椅等[5]。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué) 虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)是近年來發(fā)展較快的新技術(shù)，該技術(shù)可以以仿真的方式給患者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維虛擬世界，并通過頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套等輔助傳感設(shè)備給患者提供一個(gè)觀測與該虛擬世界交互的三維界面，使患者可直接參與并探索仿真對(duì)象在所處環(huán)境中的作用與變化[6]。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入康復(fù)工程教學(xué)有助于使患者對(duì)康復(fù)環(huán)境的接受，使功能障礙者對(duì)環(huán)境獲得身臨其境的感受，從而可以提高其認(rèn)知的廣度與深度，拓寬其認(rèn)識(shí)客觀世界的空間，最終達(dá)到更本質(zhì)地反映客觀世界實(shí)質(zhì)的目的。例如可以使用虛擬環(huán)境診療精神病和心理學(xué)上的疾病，并且為患者身體訓(xùn)練提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境，采用模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，根據(jù)殘疾人的活動(dòng)能力參數(shù)的變化，及時(shí)適度地變換訓(xùn)練場景，調(diào)整康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容及訓(xùn)練強(qiáng)度。該部分內(nèi)容的具體教學(xué)中可以主要圍繞虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的產(chǎn)生原理，交互技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容展開。通過該部分內(nèi)容的教學(xué)使學(xué)生能夠掌握虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特征及工作原理[7]。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的先修課程中很少涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)知識(shí)，在該部分內(nèi)容教學(xué)中，需要對(duì)該部分的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生明確不同功能障礙者適合的特定虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境系統(tǒng)。

3 結(jié)語

康復(fù)工程課程教學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程教學(xué)的一部分，也是當(dāng)前社會(huì)殘疾人事業(yè)發(fā)展的重要支撐。我們在探討該課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的同時(shí)還應(yīng)該考慮當(dāng)前殘疾人事業(yè)發(fā)展概況，包括醫(yī)療事業(yè)的整體發(fā)展情況，殘疾人的經(jīng)濟(jì)狀況以及生活環(huán)境等，這樣有助于有針對(duì)性地為殘疾人提供康復(fù)服務(wù)，這不僅在康復(fù)工程課程中教學(xué)具有針對(duì)性和可操作性，對(duì)于本專業(yè)其他專業(yè)課程的教學(xué)也具有一定的借鑒意義。

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