外科实验教学网络平台构建研究

◆李瑞敏

外科实验教学网络平台构建研究

◆李瑞敏

着眼于当前网络技术发达、学生电脑普及率高等优势，借助网络技术构建外科实验教学网络平台，主要包含虚拟手术室构建与“三位一体”实践教学质量监控体系两方面内容。

外科；实验教学；网络平台；虚拟技术

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

1　引言

在当今医疗环境及教学水平下，外科医生的培养实属不易。外科临床水平的提升要求学生能够尽可能多地参与临床实践，以前外科医生可以在患体身上直接进行手术练习，而现在复杂的医疗环境使临床教师不能轻易让学生直接进行外科临床操作。尤其是随着医患纠纷的逐渐增加，更是不利于外科学生的实践操作能力的提升，临床训练质量较低。

基于此，国内各医学院校纷纷开展多种有关提升学生临床实践能力的教学探索。本文也是在此环境下，提出结合目前先进的网络信息技术，构建外科实验教学网络平台的大胆构想，以期为解决医学院学生外科临床实践难问题提供新的解决方案。

2　总体设计

本文所涉及的外科实验教学网络平台依托于Internet/ Intranet技术，采用典型的B/S结构与Java程序语言进行系统开发。该系统主要包含三个子系统，即虚拟手术室、教学综合系统与“三位一体”实践教学质量监控系统，该平台的建设为临床教学带来有益补充。

在该系统中，最重要的就是虚拟手术室的建设，它利用的是虚拟现实技术，虚拟现实技术可以在不受外部干扰的情况下被任意创建和扩充，并能提供操作者以逼真的体验和认知的感受。它具有感知、沉浸、交互、构想等技术特点，使得操作者可以辅以必要的设备工具与这个虚拟环境中的对象或物品进行交互作用，进而全面获取虚拟环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。

虚拟实验室体系结构本研究中的实验系统采用B/S结构，系统体系结构如图1所示。

图1　虚拟实验室系统结构

B/S结构中浏览器是表示层，其主要功能是实现人机交互，通过接收与检查用户输入与请求，将其发送给服务器。服务器为由中间件、数据库服务器、Web服务器、应用服务器组成的多层结构，其中Web服务器在功能层，其主要作用是实现用户应用功能，为数据库服务器和应用服务器与客户机之间实现交互提供连接通道。数据库服务器依据应用服务器的请求执行数据库操作，并向应用服务器输送请求结果。因此，用户只需拥有浏览器，便可使用该系统。

在系统中，通过利用Java的程序语言Script节点控制，解决Vrml场景中动态行为局限，实现虚拟实验场景中的信息与Web浏览器和数据库的交互，实现用户与实验设备信息、实验操作判断的交互。

虚拟实验室功能设计虚拟实验室设计目的是让外科学生能够在实际进行手术前掌握更多手术过程中可能出现的问题，以及新的手术方法与程序。虚拟手术室应为学生创造一种网络虚拟环境，让学生在这个虚拟环境中进行课程学习、手术实践，通过网络设置手术流程，并具备策略控制、错误限制、过程提示等功能。学生点击虚拟实验室便能直接进入手术模块，通过3D场景、模拟动画、流程控制、交互响应进行手术过程的仿真。在整个模拟仿真过程中，学生需要根据情景设置，先将实验对象放在手术台上，再从器械库中选择所需器械，然后执行手术操作。待学生结束操作之后，系统会对学生的操作情况进行点评。此外，在操作过程中，学生若出现错误操作，系统会暂停运行，并提示操作错误；若超过3次出现错误，系统便会自动提示学生正确的操作方式。

3　教学综合系统

教学综合系统主要为教师的教学工作及学生的学习提供沟通交流与获取信息资源的平台。本系统主要包括两个模块，即在线交流模块和电子白板。

在线交流模块可为师生交流提供多元化群组交流平台，让师生在该平台中自由发表个人见解。而且，教师还可对群组进行一定的控制与管理，限制不符合加入交流平台条件的人员进入。在线交流模块的主要作用就是将教师全部的有用信息（包括音频与视频等）通过浏览器传输给学生，以便于学生温习与巩固所学知识。

电子白板模块的主要作用就是批注与绘画，即教师通过其批注与绘画功能圈出外科实验教学重点及难点，批注字体与图形等有多种形式供选择。电子白板的数据传输方式为：将客户端的操作行为以及任何绘制的图形传输到系统服务器，服务器将它们反映到系统相对应的客户端。

4　“三位一体”实践教学质量监控系统

“三位一体”实践教学质量监控系统由学生、教师、督导构成，通过网络平台、信息平台、座谈交流等多种方式相互评价、相互监督、相互促进，各系统在医学生培养全过程中发挥相应作用，始终监控学生的学习和成长过程。根据教学需要创建学生、教师和督导三个端口，学生、教师、督导从各自端口进入并完成相应事务。教师端口设有系统登录、参与教学评价及查看教学评价结果三项功能；学生端口设有系统登录、课程评价及查看教学评价结果功能，评价完毕之后提示将不可以再做修改，评价完毕，退出系统；督导端口设有系统登录、开启或关闭系统、添加信息与查询功能。

5　外科实验教学网络平台的构建意义

有利于提高医学生外科实践操作能力外科临床教学一直是外科教学的重点与难点，学生只有在不断增加实践操作经验的基础上，才能逐步提升外科手术成功率，减少未来实际工作中的医疗事故。本文所设计的外科实验教学网络平台既能为学生创造虚拟手术场景，让学生在虚拟环境中得到接近真实的手术操作锻炼，又能通过虚拟实验室对其操作情况进行评价，让学生及时了解自身不足，及时改进，为临床实践奠定基础。

有利于提高学生的创新能力网络平台建设为学生创造了更多自主学习的机会，学生可以结合自身实际需求对外科临床实践操作及理论知识进行温习与强化，体现了学生的主体性，有利于学生积极主动地进行学科知识探索。同时，网络平台的构建不仅解决了外科实验经费、场地及仪器等多方面的局限，还可以通过仿真技术挖掘学生的创造力与创新能力。

有利于推进教学评价科学合理化教学评价是教学活动的重要环节，有利于学生及时发现自身不足与优势，有利于教师根据评价结果及时改进教学策略。本文借助快速发展的计算机技术和校园网络，建立了外科实验教学网络平台，灵活地实施教学评价，能够得到更加全面的评价结果，在数据获取方面提升了评价的科学合理化。

6　结论

随着科学技术的快速发展与进步，医学作为一门具有很强实践性的学科，其教学不能只局限于理论知识，应为学生创造更多的实践机会。为此，本文构建了外科实验教学网络平台，包括虚拟实验室、教学综合系统及“三位一体”实践教学质量监控系统。通过虚拟实验室模拟复制手术场景，让学生不断地训练，以提升学生的外科临床实践经验；通过教学综合系统加强师生间的交流与沟通，充分挖掘学生的创新能力；并通过教师、学生及督导三方面立体监督，随时检验实验效果，提高医学生外科实践操作能力，增强外科教学效果，提升教学评价的科学合理化。

［1］崔明辰，张静，康红钰，等.基础医学实验教学网络平台构建与实践［J］.实验室研究与探索，2010（2）：184-186.

G642.423

B

1671-489X（2016）03-0021-02

作者：李瑞敏，曲靖医学高等专科学校，研究方向为外科实践教学、实验室管理（655000）。