物聯(lián)網(wǎng)在高等醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用初探

倪露露，李江安

（1.江南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫二院，江蘇 無錫 214002）

所謂物聯(lián)網(wǎng)，簡言之即“萬物互聯(lián)”，其實質(zhì)是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，以互聯(lián)網(wǎng)為核心技術(shù)，通過相關(guān)技術(shù)如射頻識別、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等實現(xiàn)對現(xiàn)實實物的定位、識別、追蹤及實物信息的共享。隨著目前傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛[1]，在交通、安防、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)救災(zāi)等領(lǐng)域均發(fā)揮著重要作用，但在醫(yī)學(xué)教育方面的應(yīng)用還相對滯后。很多醫(yī)學(xué)教學(xué)單位設(shè)立的多媒體教室及信息化平臺也只限于簡單的數(shù)據(jù)處理或PPT教學(xué)。隨著云計算、無線傳感網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)學(xué)高等教育中的應(yīng)用必然會越來越廣泛。

1 目前我國高等醫(yī)學(xué)教育存在的問題

我國醫(yī)學(xué)教育與國外的“精英化教育”不同，國內(nèi)醫(yī)學(xué)高等院校眾多，且近年來大規(guī)模擴(kuò)招。但即使如此，經(jīng)過教育培訓(xùn)后合格的醫(yī)學(xué)人才相較于社會需求仍有巨大缺口[2]。究其原因，既有院校資金不足、教育資源匱乏、社會醫(yī)療環(huán)境等客觀短板因素，也說明傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今的醫(yī)學(xué)教育。筆者認(rèn)為，其中因教育方法滯后及教學(xué)資源匱乏導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣、動手能力差為主要原因。因此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢對醫(yī)學(xué)教育模式進(jìn)行革新是非常必要和有益的。

2 物聯(lián)網(wǎng)在高等醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

2.1 物聯(lián)網(wǎng)在翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論課教學(xué)是以課堂為中心、以教師為中心，這種統(tǒng)一講授忽視了學(xué)生接納和吸收知識的個體差異，也沒有精確的指標(biāo)來監(jiān)測和評估每一位學(xué)生是否能理解或掌握教師講授的內(nèi)容。且醫(yī)學(xué)理論概念性強(qiáng)，知識點多，很多內(nèi)容需背誦，因此學(xué)生容易理解困難。上述因素導(dǎo)致部分醫(yī)學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。鑒于此，近年來，翻轉(zhuǎn)課堂逐漸興起，被眾多醫(yī)學(xué)教育者關(guān)注并予以實踐應(yīng)用，成為教育改革的新方向[3]。所謂翻轉(zhuǎn)課堂，是指課前學(xué)生通過教學(xué)視頻、PPT等學(xué)習(xí)資源自主學(xué)習(xí)。每一位學(xué)生自主機(jī)動安排學(xué)習(xí)時間，比如有些學(xué)生遇到不理解的知識點可以反復(fù)觀看視頻或?qū)W習(xí)其他參考資料，既可獨立學(xué)習(xí)也可同學(xué)之間協(xié)作學(xué)習(xí)、互相討論；也可以在師生交流平臺上提出，教師及時予以解答。這樣，課堂上就節(jié)省了很多講授知識的時間，而課堂時間主要用來答疑、交流、協(xié)作、討論，教師負(fù)責(zé)把握課堂討論不要偏離課程內(nèi)容主線，鼓勵學(xué)生主動參與答疑、討論，糾正學(xué)生的思維誤區(qū)，總結(jié)并解答學(xué)生提出的問題。課堂真正能做到師生互動，以學(xué)生為中心。這種模式有利于學(xué)生自學(xué)能力、協(xié)作能力、思考能力的提高，有利于學(xué)生把知識點吃透、把思維脈絡(luò)理順，從而達(dá)到掌握課程內(nèi)容的教學(xué)目的。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高翻轉(zhuǎn)課堂的效率，其作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）目前學(xué)生課前學(xué)習(xí)的教學(xué)視頻及PPT多為授課教師事先制作，然后上傳到學(xué)習(xí)平臺，資源較為匱乏；網(wǎng)絡(luò)上絕大部分醫(yī)學(xué)MOOC均為科普型，并不適用于醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)；專業(yè)MOOC資源較為分散，難以查找，其中優(yōu)質(zhì)高等醫(yī)學(xué)教育中文MOOC更為稀少。物聯(lián)網(wǎng)以IPv6為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)的發(fā)展，形成海量地址資源，可以提供更加豐富的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。（2）國內(nèi)眾多設(shè)立醫(yī)學(xué)專業(yè)的高校也可以利用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層技術(shù)構(gòu)建“醫(yī)學(xué)教育校際聯(lián)盟”，建立醫(yī)學(xué)教育“云平臺”，從而實現(xiàn)高校之間教學(xué)資源的互補(bǔ)和共享。各高校醫(yī)學(xué)生則可非常便捷地從平臺上獲得專業(yè)教學(xué)資源，從而開闊視野，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)學(xué)虛擬實驗室中的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實驗課非常重要。但國內(nèi)各高校長期以來均重視醫(yī)學(xué)理論課，將實驗課置于從屬地位。這就導(dǎo)致很多學(xué)生理論知識豐富，理論基礎(chǔ)扎實，但操作技能很差。究其原因，主要是受經(jīng)費、教學(xué)資源、實驗場所、實驗設(shè)備所限。以解剖學(xué)為例，實體解剖有以下缺點和局限：（1）長期以來受思維和習(xí)慣的影響，目前國內(nèi)自愿捐獻(xiàn)遺體用于醫(yī)學(xué)生解剖的很少，一般的醫(yī)學(xué)院校8名醫(yī)學(xué)生共同解剖一具尸體，上局部解剖實驗課時，基本是1～2名學(xué)生在持刀解剖，其他6～7名學(xué)生手拿圖譜進(jìn)行對照學(xué)習(xí)，后排學(xué)生甚至?xí)蛞曇氨徽趽醵鵁o法看到解剖過程。（2）某些器官的解剖具有不可重復(fù)性，比如心臟解剖后即使上一位學(xué)生將其拼回去，也不可能恢復(fù)原狀供下一位學(xué)生來重新解剖學(xué)習(xí)。（3）有的器官如腦和脊髓因為有顱骨和脊椎遮擋，解剖前必須耗費大量時間打開骨性結(jié)構(gòu)。（4）某些位置深的解剖結(jié)構(gòu)無法完整觀察，如顱底神經(jīng)和血管的走行及其相互解剖位置關(guān)系。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的VR技術(shù)可以很好地解決上述問題?；赩R技術(shù)的虛擬人體解剖能三維立體地顯示各器官系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰關(guān)系，學(xué)生佩戴VR眼鏡進(jìn)入虛擬人體，可自如地調(diào)控進(jìn)入途徑、前進(jìn)方向，觀察各器官的局部解剖形狀、骨骼、肌肉、血管、神經(jīng)分布及其相互關(guān)系，也可模仿手術(shù)入路，為日后臨床實踐打下堅實基礎(chǔ)。通過這種沉浸式虛擬解剖實驗操作，可以觀察到實體解剖課上無法完整觀察的解剖結(jié)構(gòu)。如視神經(jīng)的球后段至視神經(jīng)管段部分，實體解剖課需要將眼球摘除后觀察，但眼球摘除已經(jīng)破壞了球后結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，學(xué)生只能結(jié)合圖譜自行在腦海中想象并重建立體圖形。而VR技術(shù)則可完整地原位顯示上述結(jié)構(gòu)，這樣學(xué)生就可以獲得清晰直觀的三維具象化印象。而且這種虛擬解剖具有可重復(fù)性，學(xué)生可以反復(fù)體驗，輪流使用，這樣就可有效解決尸源不足的難題。

此外，基于VR技術(shù)的虛擬實驗室在投入使用后并不會產(chǎn)生實際的教學(xué)資源損耗，綜合成本極其低廉，可顯著降低實驗室的經(jīng)費和管理成本，從而解決醫(yī)學(xué)院校資金不足、教育資源匱乏的難題。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實驗室中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅促進(jìn)了虛擬實驗室的發(fā)展，也可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實驗室中，消除安全隱患，提高實驗室的安全性和有效性。比如，使用射頻技術(shù)可以在醫(yī)學(xué)實驗設(shè)備儀器出現(xiàn)故障或火災(zāi)等風(fēng)險時及時報警；在各項醫(yī)學(xué)實驗設(shè)備儀器上標(biāo)注數(shù)字化屬性，當(dāng)學(xué)生錯誤使用設(shè)備儀器時，設(shè)備儀器會自動啟動報警系統(tǒng)；通過傳感器和傳感網(wǎng)技術(shù)還能自動控制實驗室的溫度、濕度等，避免醫(yī)學(xué)實驗設(shè)備儀器因不合理的環(huán)境因素加速折舊甚至發(fā)生故障，延長使用壽命，節(jié)省學(xué)校的資金支出。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能自動控制室內(nèi)空氣的更換率，這一點對人體解剖學(xué)實驗室尤其有幫助。目前國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校的各種人體標(biāo)本主要是通過福爾馬林浸泡處理等達(dá)到防腐目的，而福爾馬林有強(qiáng)烈的刺激性氣味，易導(dǎo)致人體鼻腔、眼結(jié)膜不適，如濃度過高對呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有毒害作用，甚至有導(dǎo)致鼻咽癌的風(fēng)險。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感系統(tǒng)能實時監(jiān)測解剖實驗室內(nèi)福爾馬林的濃度，從而自動進(jìn)行室內(nèi)空氣更換，有助于維護(hù)師生的身體健康。

2.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的“云平臺”的應(yīng)用

目前的醫(yī)學(xué)教育方式主要是醫(yī)學(xué)生課前預(yù)習(xí)—教師課上講授—課后復(fù)習(xí)，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)時間受到課程安排的限制。而基于物聯(lián)網(wǎng)的“云平臺”的應(yīng)用可以打破時間和地域的限制，讓學(xué)生隨時隨地能便捷地學(xué)習(xí)知識，充分利用碎片化時間，體現(xiàn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，從而有最高的學(xué)習(xí)效率和最好的學(xué)習(xí)效果。后臺可以記錄學(xué)生瀏覽“云平臺”教學(xué)資源的頻次和時間，便于教師統(tǒng)計分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的共性問題，優(yōu)化課堂時間的分配及講授方式，以達(dá)到更好的課堂效果。

另外，有部分醫(yī)學(xué)生因為沉迷于電腦游戲或網(wǎng)絡(luò)電視劇等而出現(xiàn)曠課現(xiàn)象，影響了專業(yè)知識和技能的學(xué)習(xí)，也對學(xué)校教育資源造成浪費。既往只能通過人工點名或指紋打卡方式來約束，既占用了課堂時間，還存在代點名、指模作弊等問題。在RFID技術(shù)支撐的智慧校園環(huán)境中，可以通過給每位學(xué)生配備超高頻識別電子卡來達(dá)到考勤目的。

3 結(jié)語

隨著傳感技術(shù)、射頻識別技術(shù)、智能嵌入技術(shù)的不斷發(fā)展以及云平臺、數(shù)據(jù)中心等的構(gòu)建，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高醫(yī)學(xué)教育的信息化、智能化，可以為醫(yī)學(xué)生提供更為廣闊的空間，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高自主探究能力，產(chǎn)生更高的課堂參與感。可以預(yù)見，飛速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在醫(yī)學(xué)高等教育中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。