外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建研究

李瑞敏

摘 要 著眼于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)、學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系兩方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 外科；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)平臺；虛擬技術(shù)

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）03-0021-02

1 引言

在當(dāng)今醫(yī)療環(huán)境及教學(xué)水平下，外科醫(yī)生的培養(yǎng)實(shí)屬不易。外科臨床水平的提升要求學(xué)生能夠盡可能多地參與臨床實(shí)踐，以前外科醫(yī)生可以在患體身上直接進(jìn)行手術(shù)練習(xí)，而現(xiàn)在復(fù)雜的醫(yī)療環(huán)境使臨床教師不能輕易讓學(xué)生直接進(jìn)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(xué)生的實(shí)踐操作能力的提升，臨床訓(xùn)練質(zhì)量較低。

基于此，國內(nèi)各醫(yī)學(xué)院校紛紛開展多種有關(guān)提升學(xué)生臨床實(shí)踐能力的教學(xué)探索。本文也是在此環(huán)境下，提出結(jié)合目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，構(gòu)建外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的大膽構(gòu)想，以期為解決醫(yī)學(xué)院學(xué)生外科臨床實(shí)踐難問題提供新的解決方案。

2 總體設(shè)計(jì)

本文所涉及的外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(jìn)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(xué)綜合系統(tǒng)與“三位一體”實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，該平臺的建設(shè)為臨床教學(xué)帶來有益補(bǔ)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(shí)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在不受外部干擾的情況下被任意創(chuàng)建和擴(kuò)充，并能提供操作者以逼真的體驗(yàn)和認(rèn)知的感受。它具有感知、沉浸、交互、構(gòu)想等技術(shù)特點(diǎn)，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(jìn)行交互作用，進(jìn)而全面獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)含的各種空間信息和邏輯信息。

虛擬實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu) 本研究中的實(shí)驗(yàn)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。

B/S結(jié)構(gòu)中瀏覽器是表示層，其主要功能是實(shí)現(xiàn)人機(jī)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(shí)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(jī)之間實(shí)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(diǎn)控制，解決Vrml場景中動態(tài)行為局限，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)場景中的信息與Web瀏覽器和數(shù)據(jù)庫的交互，實(shí)現(xiàn)用戶與實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息、實(shí)驗(yàn)操作判斷的交互。

虛擬實(shí)驗(yàn)室功能設(shè)計(jì) 虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)目的是讓外科學(xué)生能夠在實(shí)際進(jìn)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(xué)生創(chuàng)造一種網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境，讓學(xué)生在這個虛擬環(huán)境中進(jìn)行課程學(xué)習(xí)、手術(shù)實(shí)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(xué)生點(diǎn)擊虛擬實(shí)驗(yàn)室便能直接進(jìn)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(jìn)行手術(shù)過程的仿真。在整個模擬仿真過程中，學(xué)生需要根據(jù)情景設(shè)置，先將實(shí)驗(yàn)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(xué)生結(jié)束操作之后，系統(tǒng)會對學(xué)生的操作情況進(jìn)行點(diǎn)評。此外，在操作過程中，學(xué)生若出現(xiàn)錯誤操作，系統(tǒng)會暫停運(yùn)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(xué)生正確的操作方式。

3 教學(xué)綜合系統(tǒng)

教學(xué)綜合系統(tǒng)主要為教師的教學(xué)工作及學(xué)生的學(xué)習(xí)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(jìn)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(jìn)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(xué)生，以便于學(xué)生溫習(xí)與鞏固所學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)，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(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)

“三位一體”實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)由學(xué)生、教師、督導(dǎo)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(jià)、相互監(jiān)督、相互促進(jìn)，各系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)全過程中發(fā)揮相應(yīng)作用，始終監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長過程。根據(jù)教學(xué)需要創(chuàng)建學(xué)生、教師和督導(dǎo)三個端口，學(xué)生、教師、督導(dǎo)從各自端口進(jìn)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(xué)評價(jià)及查看教學(xué)評價(jià)結(jié)果三項(xiàng)功能；學(xué)生端口設(shè)有系統(tǒng)登錄、課程評價(jià)及查看教學(xué)評價(jià)結(jié)果功能，評價(jià)完畢之后提示將不可以再做修改，評價(jià)完畢，退出系

統(tǒng)；督導(dǎo)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(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建意義

有利于提高醫(yī)學(xué)生外科實(shí)踐操作能力 外科臨床教學(xué)一直是外科教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，學(xué)生只有在不斷增加實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，才能逐步提升外科手術(shù)成功率，減少未來實(shí)際工作中的醫(yī)療事故。本文所設(shè)計(jì)的外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺既能為學(xué)生創(chuàng)造虛擬手術(shù)場景，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中得到接近真實(shí)的手術(shù)操作鍛煉，又能通過虛擬實(shí)驗(yàn)室對其操作情況進(jìn)行評價(jià)，讓學(xué)生及時了解自身不足，及時改進(jìn)，為臨床實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力 網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)為學(xué)生創(chuàng)造了更多自主學(xué)習(xí)的機(jī)會，學(xué)生可以結(jié)合自身實(shí)際需求對外科臨床實(shí)踐操作及理論知識進(jìn)行溫習(xí)與強(qiáng)化，體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，有利于學(xué)生積極主動地進(jìn)行學(xué)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(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、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(jìn)教學(xué)評價(jià)科學(xué)合理化 教學(xué)評價(jià)是教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，有利于學(xué)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(jià)結(jié)果及時改進(jìn)教學(xué)策略。本文借助快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和校園網(wǎng)絡(luò)，建立了外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，靈活地實(shí)施教學(xué)評價(jià)，能夠得到更加全面的評價(jià)結(jié)果，在數(shù)據(jù)獲取方面提升了評價(jià)的科學(xué)合理化。

6 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，醫(yī)學(xué)作為一門具有很強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科，其教學(xué)不能只局限于理論知識，應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會。為此，本文構(gòu)建了外科實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，包括虛擬實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)綜合系統(tǒng)及“三位一體”實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。通過虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬復(fù)制手術(shù)場景，讓學(xué)生不斷地訓(xùn)練，以提升學(xué)生的外科臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；通過教學(xué)綜合系統(tǒng)加強(qiáng)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(xué)生及督導(dǎo)三方面立體監(jiān)督，隨時檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)效果，提高醫(yī)學(xué)生外科實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)外科教學(xué)效果，提升教學(xué)評價(jià)的科學(xué)合理化。

參考文獻(xiàn)

[1]崔明辰，張靜，康紅鈺，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（2）：184-186.