淺談潛水醫(yī)師數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用論文
淺談潛水醫(yī)師數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用論文
【論文關(guān)鍵詞】：信息技術(shù) 潛水醫(yī)師 教學(xué)系統(tǒng) 數(shù)字化 在職培訓(xùn)
【論文摘要】：針對部隊潛水醫(yī)師在職培訓(xùn)工作實際，探討了運用信息技術(shù)提高潛水醫(yī)師崗位培訓(xùn)的可行性和優(yōu)勢，并設(shè)計了數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)方案，同時針對應(yīng)用效果提出了改進措施。
潛水醫(yī)師主要擔(dān)負(fù)潛水作業(yè)或訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)保障工作，此項工作具有人員數(shù)量少、專業(yè)性強、工作內(nèi)容相對單一、工作單位分散等特點。近年來，部隊潛水醫(yī)師的教育培養(yǎng)模式由專業(yè)教育培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床醫(yī)學(xué)教育加潛水醫(yī)學(xué)專業(yè)培訓(xùn)。但是，由于潛水醫(yī)師工作的實踐性較強，專業(yè)知識學(xué)習(xí)與工作實踐的緊密結(jié)合是不斷提高業(yè)務(wù)技能和水平的必由之路。因此，必須通過崗位培訓(xùn)加強其實際保障能力。由于目前沒有專門的承訓(xùn)機構(gòu)和進修單位，培訓(xùn)內(nèi)容不系統(tǒng)，培訓(xùn)周期和時間遠(yuǎn)不能滿足實際需求�；谏鲜銮闆r，迫切需要探索創(chuàng)新潛水醫(yī)師崗位培訓(xùn)的途徑和組織方式。為此，課題組綜合運用信息技術(shù)手段，設(shè)計完善數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，為提高潛水醫(yī)師崗位培訓(xùn)的效能提供了有效途徑。
1數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)在潛水醫(yī)師崗位培訓(xùn)中應(yīng)用的優(yōu)勢和可行性
1．1優(yōu)勢
運用信息技術(shù)設(shè)計建立潛水醫(yī)師數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其最大優(yōu)勢在于可實現(xiàn)潛水醫(yī)師的在崗培訓(xùn)。學(xué)生可隨時獲得所需的知識和信息，結(jié)合崗位工作實踐，反復(fù)學(xué)習(xí)，持續(xù)時間長，教學(xué)培訓(xùn)內(nèi)容易于更新。同時，可減少集中培訓(xùn)占用時間甚至影響單位執(zhí)行任務(wù)，節(jié)約了人力、財力等。
1．2可行性
運用數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)進行潛水醫(yī)師在崗培訓(xùn)，不同于信息技術(shù)或多媒體技術(shù)在教學(xué)過程中的簡單應(yīng)用，而是借助多種信息技術(shù)手段設(shè)計一套培訓(xùn)系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)生在工作崗位上接受潛水醫(yī)師應(yīng)具備的知識學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)，其可行性體現(xiàn)為以下幾點：
1．2．1潛水醫(yī)學(xué)保障的專業(yè)性和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識的有界性潛水醫(yī)師的主要職責(zé)是為潛水員進行潛水活動提供醫(yī)學(xué)保障，其工作內(nèi)容與潛水活動非常密切，專業(yè)性較強。潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識雖然與普通臨床醫(yī)學(xué)有交叉，但支撐潛水醫(yī)師工作的潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識具有明確的邊界，大小適中的文件能夠涵蓋其全部信息，確保數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)能夠滿足學(xué)習(xí)培訓(xùn)的要求。
1．2．2潛水疾病種類的確定性和致病原因的單一性預(yù)防和治療潛水疾病是潛水醫(yī)師的核心工作，也是培訓(xùn)的核心內(nèi)容。潛水疾病種類比較確定，主要包括減壓病、肺氣壓傷、潛水?dāng)D壓傷、氧中毒、二氧化碳中毒、氮麻醉等。而且，每種潛水疾病的致病原因非常確定且單一，病例的代表性較強。這樣，通過信息技術(shù)，全面地分析、整理潛水疾病的治療規(guī)律和建立程式化的醫(yī)學(xué)保障方案得以實現(xiàn)。
1．2．3潛水減壓方案選擇的規(guī)律性和數(shù)量的確定性事關(guān)潛水活動安全最重要的潛水減壓方案是由潛水醫(yī)師選擇和確定的，并負(fù)責(zé)在潛水現(xiàn)場根據(jù)水下停留時間變化調(diào)整減壓方案。依據(jù)高壓惰性氣體在機體內(nèi)的溶解和逸出規(guī)律，根據(jù)潛水深度、水下停留時間這兩個變量，可以生成不同深度下的潛水減壓方案。這些方案具有選擇的規(guī)律性和數(shù)量的確定性，這樣就能夠建立潛水減壓方案數(shù)據(jù)庫。潛水醫(yī)師通過查閱數(shù)據(jù)庫資料進行崗位學(xué)習(xí)，并可以在實際工作中方便地選擇所需的減壓方案。
2數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)
為適應(yīng)潛水醫(yī)師崗位培訓(xùn)要求，應(yīng)該設(shè)計制作便于學(xué)生在實際工作過程中利用的普通個人計算機，綜合運用Windows操作系統(tǒng)的功能，以較小的容量及簡便的操作即可進行自學(xué)�？紤]到以上特點，結(jié)合部隊保密的要求，該系統(tǒng)采用MicrosoftVB．NET和Access數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，設(shè)計成單機版的應(yīng)用系統(tǒng)，關(guān)鍵的教學(xué)資料在個人電腦中不予加載。因此，可以DVD光盤為載體進行應(yīng)用分發(fā)，達到按需發(fā)放，即時回收的目的。
2．1系統(tǒng)層次模塊圖
該系統(tǒng)設(shè)計了6個模塊：潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論知識模塊、授課課件模塊、實操演示模塊、模擬病例處置模塊、減壓方案數(shù)據(jù)庫模塊和考試模塊。系統(tǒng)層次模塊如圖1所示。
2．2模塊功能設(shè)計
該系統(tǒng)涵蓋潛水醫(yī)學(xué)理論和實踐兩個方面，遵循有利于自學(xué)、理解和便于操作的原則，滿足內(nèi)容全面、信息豐富的要求。
2．2．1潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論知識模塊建立相關(guān)文檔，內(nèi)容涵蓋高氣壓生理學(xué)、潛水醫(yī)學(xué)、潛水裝具設(shè)備等基礎(chǔ)理論知識；常規(guī)潛水醫(yī)學(xué)保障規(guī)程、飽和潛水醫(yī)學(xué)保障規(guī)程、快速上浮脫險醫(yī)學(xué)保障規(guī)程等法規(guī)性標(biāo)準(zhǔn)以及潛水疾病治療、潛水事故分析處理案例等，供學(xué)生學(xué)習(xí)和查閱。
2．2．2授課課件模塊對潛水醫(yī)師必須掌握的潛水醫(yī)學(xué)保障規(guī)程、各種潛水疾病的診治與處理，以及潛水醫(yī)師在潛水作業(yè)現(xiàn)場的工作內(nèi)容和職責(zé)等重點內(nèi)容制作成課件，組織相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医淌谥v解，便于學(xué)生重點理解掌握。這一模塊的內(nèi)容通過與實操演示模塊的內(nèi)容相結(jié)合，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。
2．2．3實操演示模塊按照規(guī)范的操作程序，錄制潛水疾病治療過程、加壓艙操作、潛水現(xiàn)場醫(yī)學(xué)保障等方面的視頻資料，采用AdobePremiere或QuikeTime等非線性編輯系統(tǒng)進行編輯，制作成avi、mov、mpeg等格式的視頻文件，供潛水醫(yī)師觀摩學(xué)習(xí)，提高潛水醫(yī)師現(xiàn)場處置能力。
2．2．4模擬病例處置模塊為解決無法通過人體實驗設(shè)計或?qū)嶋H潛水活動中取得真實影像資料的問題，我們運用Flash矢量動畫技術(shù)，模擬潛水事故過程中潛水疾病的發(fā)生。主要包括：潛水員放漂時發(fā)生減壓病、潛水員下潛速度過快或在水底停留過程中突然下沉發(fā)生潛水?dāng)D壓傷、潛水員上升速度過快發(fā)生肺氣壓傷等動態(tài)過程j。同時，可用畫面對肺氣壓傷、肺型氧中毒以及呼吸道灼傷等機體內(nèi)部組織病變狀況進行描述。
2．2．5減壓方案數(shù)據(jù)庫模塊選擇減壓方案是潛水醫(yī)師的核心工作內(nèi)容之一，應(yīng)遵循全面、準(zhǔn)確的原則，建立減壓方案數(shù)據(jù)庫，供潛水醫(yī)師在實際工作中方便、準(zhǔn)確地選擇減壓方案和提出氣體保障要求。表1是教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)中根據(jù)潛水活動的特點，按照三種潛水方式、潛水深度(m)、水下停留時間(min)編制減壓方案的數(shù)量情況。
這一模塊對編制完成的減壓方案按照潛水深度和水下停留時間分別排序，便于檢索和學(xué)習(xí)。同時，可以根據(jù)工作任務(wù)方便地選擇減壓方案。后續(xù)需要設(shè)計潛水深度變化和水下停留時間間隔等參數(shù)更加詳細(xì)的減壓方案，或增加大深度飽和潛水減壓方案等，減壓方案數(shù)量將會大大增加，因此我們選用Access作為該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，以適應(yīng)各種方案的靈活調(diào)用。
2．2．6考試模塊該模塊精選了潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識的重要考核點和實習(xí)操作關(guān)鍵環(huán)節(jié)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并包含了部分考試題庫。學(xué)生可利用該模塊檢驗個人學(xué)習(xí)效果。利用該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)進行集中教學(xué)時，可為教師選擇考試內(nèi)容提供方便，進行學(xué)生學(xué)習(xí)成績評價。
2．3系統(tǒng)實現(xiàn)的若干關(guān)鍵技術(shù)
2．3．1VB．NET開發(fā)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用VB．NET采用ADO．NEt(ActiveXDataObjects)數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。ADO．NET是．NETFramework的重要組成部分，提供構(gòu)建數(shù)據(jù)庫功能所需的應(yīng)用程序接口，對不同類型的數(shù)據(jù)庫都使用統(tǒng)一的方式管理和訪問數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)，它是一個類的集合，包括了連接對象(Conncetion)、命令對象(Command)、數(shù)據(jù)適配器(DataAdpter)和數(shù)據(jù)集對象(DataSet)等J。ADO．NET數(shù)據(jù)訪問依賴于兩個組成部分：DataSet和數(shù)據(jù)提供程序，如圖2所示。
為了便于用戶使用ADO．NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，VB．NET內(nèi)置了4套訪問數(shù)據(jù)庫的控件對象，該系統(tǒng)采用Access數(shù)據(jù)庫，故使用OleDb為前導(dǎo)名的數(shù)據(jù)對
象，通過OLEDB接口訪問數(shù)據(jù)庫。VB．NET的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)訪問過程為：先使用連接對象創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫的連接，然后使用命令對象配置SQL命令，最后由數(shù)據(jù)適配器對象將獲取的數(shù)據(jù)填充到數(shù)據(jù)集供程序使用。
2．3．2多媒體教學(xué)資料的處理教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)授課課件、實操演示和模擬病例處置三個模塊中應(yīng)用視頻資料較多，為適應(yīng)教學(xué)對畫面運動狀態(tài)或色彩校正的需求，在視頻資料制作過程中，進行了大量技術(shù)處理。運用PremiereProCS3進行原始視頻素材運動效果處理，包括創(chuàng)建運動關(guān)鍵幀、畫中畫運動效果等，實現(xiàn)視頻資料順序調(diào)整或鏡頭疊放以及病例整體與局部的切換顯示；在原始視頻資料彌補性修復(fù)方面，針對SD．1V水下電視系統(tǒng)采集的原始畫面色彩差異影響病例表征問題，根據(jù)病例水面病理反應(yīng)實際，采取RGB色彩校正濾鏡制作視頻特效，運用Gamma校正濾鏡制作視頻特效，綜合運用技術(shù)手段解決視頻失真和根據(jù)需要調(diào)整視頻的目的。
在實際的系統(tǒng)設(shè)計過程中，使用VB．NE3"的PictureBox和Image控件可以顯示jpeg、gif、bmp、ico等文件的圖形，其Picture屬性決定控件中所顯示的圖形文件。在VB．NET中顯示視頻則首先要確定播放的視頻格式，若是WindowsMediaPlayer支持的格式，則直接使用OLE對象鏈接與嵌入控件，在對象類型中選擇“視頻剪輯”即可，若不是，則需先通過視頻編輯軟件做一定的轉(zhuǎn)換。
3數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用情況
潛水醫(yī)師數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計完成后，共進行了兩次集中應(yīng)用。2009年l0月，結(jié)合潛水醫(yī)師集中培訓(xùn)進行了試用。在為期20天的集中培訓(xùn)中，除專家講座外，采用該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行了24學(xué)時的理論授課，8學(xué)時的教學(xué)操作觀摩。實習(xí)階段，減壓方案的選擇實現(xiàn)了減壓方案數(shù)據(jù)庫自動選擇。教師和學(xué)生普遍反映單機版教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計簡單，易于操作，只需在WindowsXP操作系統(tǒng)中滿足CPUP4，內(nèi)存512MB，硬盤空間40GB即可運行，無需單獨安裝其他軟件，即可通過光盤分發(fā)的形式進行教學(xué)。同時，課題組針對系統(tǒng)使用情況對潛水醫(yī)師培訓(xùn)班的18位學(xué)生進行了問卷調(diào)查并征求了改進意見。
調(diào)查顯示，絕大部分學(xué)生(15人)認(rèn)為該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)能夠較好地滿足專業(yè)知識學(xué)習(xí)需求，說明系統(tǒng)在專業(yè)知識內(nèi)容的全面性方面較好。在系統(tǒng)各模塊學(xué)習(xí)效果方面，學(xué)生(10人)反映授課課件更有利于學(xué)習(xí)，而減壓方案數(shù)據(jù)庫(12人)則對工作實踐更具有指導(dǎo)意義，表明系統(tǒng)模塊設(shè)置的總體思路適合學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實習(xí)操作的需求。同時提出改進建議，認(rèn)為系統(tǒng)視頻圖像清晰度需提高，在減壓方案制定影響因素中應(yīng)增加水文、氣象方面的變量。所提出的建議客觀地反映出了系統(tǒng)存在的不足。
針對以上反饋情況，課題組進行了部分改進，2010年3月，在海軍某研究所進行的潛水醫(yī)師培訓(xùn)班中，增加了潛水作業(yè)現(xiàn)場水文環(huán)境和氣象條件參數(shù)，減壓方案數(shù)據(jù)庫得到了完善，教師、學(xué)生反映較好。
該系統(tǒng)是單機版，通過光盤即可運行，保密性雖好，但隨著網(wǎng)絡(luò)的普及以及加密技術(shù)的提高，我們也可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來實現(xiàn)資源共享、即時學(xué)習(xí)交流。因此，在項目的后續(xù)建設(shè)中，隨著軍隊專用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，我們考慮將該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)移植到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。
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