淺談潛水醫師數字化教學(xué)培訓系統的設計及應用論文
淺談潛水醫師數字化教學(xué)培訓系統的設計及應用論文
【論文關(guān)鍵詞】：信息技術(shù) 潛水醫師 教學(xué)系統 數字化 在職培訓
【論文摘要】：針對部隊潛水醫師在職培訓工作實(shí)際，探討了運用信息技術(shù)提高潛水醫師崗位培訓的可行性和優(yōu)勢，并設計了數字化教學(xué)培訓系統方案，同時(shí)針對應用效果提出了改進(jìn)措施。
潛水醫師主要擔負潛水作業(yè)或訓練的醫學(xué)保障工作，此項工作具有人員數量少、專(zhuān)業(yè)性強、工作內容相對單一、工作單位分散等特點(diǎn)。近年來(lái)，部隊潛水醫師的教育培養模式由專(zhuān)業(yè)教育培養轉變?yōu)榕R床醫學(xué)教育加潛水醫學(xué)專(zhuān)業(yè)培訓。但是，由于潛水醫師工作的實(shí)踐性較強，專(zhuān)業(yè)知識學(xué)習與工作實(shí)踐的緊密結合是不斷提高業(yè)務(wù)技能和水平的必由之路。因此，必須通過(guò)崗位培訓加強其實(shí)際保障能力。由于目前沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的承訓機構和進(jìn)修單位，培訓內容不系統，培訓周期和時(shí)間遠不能滿(mǎn)足實(shí)際需求。基于上述情況，迫切需要探索創(chuàng )新潛水醫師崗位培訓的途徑和組織方式。為此，課題組綜合運用信息技術(shù)手段，設計完善數字化教學(xué)培訓系統，為提高潛水醫師崗位培訓的效能提供了有效途徑。
1數字化教學(xué)培訓系統在潛水醫師崗位培訓中應用的優(yōu)勢和可行性
1．1優(yōu)勢
運用信息技術(shù)設計建立潛水醫師數字化教學(xué)培訓系統，其最大優(yōu)勢在于可實(shí)現潛水醫師的在崗培訓。學(xué)生可隨時(shí)獲得所需的知識和信息，結合崗位工作實(shí)踐，反復學(xué)習，持續時(shí)間長(cháng)，教學(xué)培訓內容易于更新。同時(shí)，可減少集中培訓占用時(shí)間甚至影響單位執行任務(wù)，節約了人力、財力等。
1．2可行性
運用數字化教學(xué)培訓系統進(jìn)行潛水醫師在崗培訓，不同于信息技術(shù)或多媒體技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的簡(jiǎn)單應用，而是借助多種信息技術(shù)手段設計一套培訓系統，實(shí)現學(xué)生在工作崗位上接受潛水醫師應具備的知識學(xué)習和技能培訓，其可行性體現為以下幾點(diǎn)：
1．2．1潛水醫學(xué)保障的專(zhuān)業(yè)性和醫學(xué)基礎知識的有界性潛水醫師的主要職責是為潛水員進(jìn)行潛水活動(dòng)提供醫學(xué)保障，其工作內容與潛水活動(dòng)非常密切，專(zhuān)業(yè)性較強。潛水醫學(xué)基礎知識雖然與普通臨床醫學(xué)有交叉，但支撐潛水醫師工作的潛水醫學(xué)基礎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，確保數字化教學(xué)培訓系統能夠滿(mǎn)足學(xué)習培訓的要求。
1．2．2潛水疾病種類(lèi)的確定性和致病原因的單一性預防和治療潛水疾病是潛水醫師的核心工作，也是培訓的核心內容。潛水疾病種類(lèi)比較確定，主要包括減壓病、肺氣壓傷、潛水擠壓傷、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(guò)信息技術(shù)，全面地分析、整理潛水疾病的治療規律和建立程式化的醫學(xué)保障方案得以實(shí)現。
1．2．3潛水減壓方案選擇的規律性和數量的確定性事關(guān)潛水活動(dòng)安全最重要的潛水減壓方案是由潛水醫師選擇和確定的，并負責在潛水現場(chǎng)根據水下停留時(shí)間變化調整減壓方案。依據高壓惰性氣體在機體內的溶解和逸出規律，根據潛水深度、水下停留時(shí)間這兩個(gè)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律性和數量的確定性，這樣就能夠建立潛水減壓方案數據庫。潛水醫師通過(guò)查閱數據庫資料進(jìn)行崗位學(xué)習，并可以在實(shí)際工作中方便地選擇所需的減壓方案。
2數字化教學(xué)培訓系統設計及關(guān)鍵技術(shù)
為適應潛水醫師崗位培訓要求，應該設計制作便于學(xué)生在實(shí)際工作過(guò)程中利用的普通個(gè)人計算機，綜合運用Windows操作系統的功能，以較小的容量及簡(jiǎn)便的操作即可進(jìn)行自學(xué)。考慮到以上特點(diǎn)，結合部隊保密的要求，該系統采用MicrosoftVB．NET和Access數據庫進(jìn)行開(kāi)發(fā)，設計成單機版的應用系統，關(guān)鍵的教學(xué)資料在個(gè)人電腦中不予加載。因此，可以DVD光盤(pán)為載體進(jìn)行應用分發(fā)，達到按需發(fā)放，即時(shí)回收的目的。
2．1系統層次模塊圖
該系統設計了6個(gè)模塊：潛水醫學(xué)基礎理論知識模塊、授課課件模塊、實(shí)操演示模塊、模擬病例處置模塊、減壓方案數據庫模塊和考試模塊。系統層次模塊如圖1所示。
2．2模塊功能設計
該系統涵蓋潛水醫學(xué)理論和實(shí)踐兩個(gè)方面，遵循有利于自學(xué)、理解和便于操作的原則，滿(mǎn)足內容全面、信息豐富的要求。
2．2．1潛水醫學(xué)基礎理論知識模塊建立相關(guān)文檔，內容涵蓋高氣壓生理學(xué)、潛水醫學(xué)、潛水裝具設備等基礎理論知識；常規潛水醫學(xué)保障規程、飽和潛水醫學(xué)保障規程、快速上浮脫險醫學(xué)保障規程等法規性標準以及潛水疾病治療、潛水事故分析處理案例等，供學(xué)生學(xué)習和查閱。
2．2．2授課課件模塊對潛水醫師必須掌握的潛水醫學(xué)保障規程、各種潛水疾病的診治與處理，以及潛水醫師在潛水作業(yè)現場(chǎng)的工作內容和職責等重點(diǎn)內容制作成課件，組織相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家教授講解，便于學(xué)生重點(diǎn)理解掌握。這一模塊的內容通過(guò)與實(shí)操演示模塊的內容相結合，方便學(xué)生學(xué)習。
2．2．3實(shí)操演示模塊按照規范的操作程序，錄制潛水疾病治療過(guò)程、加壓艙操作、潛水現場(chǎng)醫學(xué)保障等方面的視頻資料，采用AdobePremiere或QuikeTime等非線(xiàn)性編輯系統進(jìn)行編輯，制作成avi、mov、mpeg等格式的視頻文件，供潛水醫師觀(guān)摩學(xué)習，提高潛水醫師現場(chǎng)處置能力。
2．2．4模擬病例處置模塊為解決無(wú)法通過(guò)人體實(shí)驗設計或實(shí)際潛水活動(dòng)中取得真實(shí)影像資料的問(wèn)題，我們運用Flash矢量動(dòng)畫(huà)技術(shù)，模擬潛水事故過(guò)程中潛水疾病的發(fā)生。主要包括：潛水員放漂時(shí)發(fā)生減壓病、潛水員下潛速度過(guò)快或在水底停留過(guò)程中突然下沉發(fā)生潛水擠壓傷、潛水員上升速度過(guò)快發(fā)生肺氣壓傷等動(dòng)態(tài)過(guò)程j。同時(shí)，可用畫(huà)面對肺氣壓傷、肺型氧中毒以及呼吸道灼傷等機體內部組織病變狀況進(jìn)行描述。
2．2．5減壓方案數據庫模塊選擇減壓方案是潛水醫師的核心工作內容之一，應遵循全面、準確的原則，建立減壓方案數據庫，供潛水醫師在實(shí)際工作中方便、準確地選擇減壓方案和提出氣體保障要求。表1是教學(xué)培訓系統中根據潛水活動(dòng)的特點(diǎn)，按照三種潛水方式、潛水深度(m)、水下停留時(shí)間(min)編制減壓方案的數量情況。
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(shí)間分別排序，便于檢索和學(xué)習。同時(shí)，可以根據工作任務(wù)方便地選擇減壓方案。后續需要設計潛水深度變化和水下停留時(shí)間間隔等參數更加詳細的減壓方案，或增加大深度飽和潛水減壓方案等，減壓方案數量將會(huì )大大增加，因此我們選用Access作為該教學(xué)培訓系統的數據庫，以適應各種方案的靈活調用。
2．2．6考試模塊該模塊精選了潛水醫學(xué)基礎知識的重要考核點(diǎn)和實(shí)習操作關(guān)鍵環(huán)節的規范標準，并包含了部分考試題庫。學(xué)生可利用該模塊檢驗個(gè)人學(xué)習效果。利用該教學(xué)培訓系統進(jìn)行集中教學(xué)時(shí)，可為教師選擇考試內容提供方便，進(jìn)行學(xué)生學(xué)習成績(jì)評價(jià)。
2．3系統實(shí)現的若干關(guān)鍵技術(shù)
2．3．1VB．NET開(kāi)發(fā)環(huán)境下的數據庫應用VB．NET采用ADO．NEt(ActiveXDataObjects)數據訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。ADO．NET是．NETFramework的重要組成部分，提供構建數據庫功能所需的應用程序接口，對不同類(lèi)型的數據庫都使用統一的方式管理和訪(fǎng)問(wèn)數據源中的數據，它是一個(gè)類(lèi)的集合，包括了連接對象(Conncetion)、命令對象(Command)、數據適配器(DataAdpter)和數據集對象(DataSet)等J。ADO．NET數據訪(fǎng)問(wèn)依賴(lài)于兩個(gè)組成部分：DataSet和數據提供程序，如圖2所示。
為了便于用戶(hù)使用ADO．NET數據訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，VB．NET內置了4套訪(fǎng)問(wèn)數據庫的控件對象，該系統采用Access數據庫，故使用OleDb為前導名的數據對
象，通過(guò)OLEDB接口訪(fǎng)問(wèn)數據庫。VB．NET的應用程序數據訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程為：先使用連接對象創(chuàng )建與數據庫的連接，然后使用命令對象配置SQL命令，最后由數據適配器對象將獲取的數據填充到數據集供程序使用。
2．3．2多媒體教學(xué)資料的處理教學(xué)培訓系統授課課件、實(shí)操演示和模擬病例處置三個(gè)模塊中應用視頻資料較多，為適應教學(xué)對畫(huà)面運動(dòng)狀態(tài)或色彩校正的需求，在視頻資料制作過(guò)程中，進(jìn)行了大量技術(shù)處理。運用PremiereProCS3進(jìn)行原始視頻素材運動(dòng)效果處理，包括創(chuàng )建運動(dòng)關(guān)鍵幀、畫(huà)中畫(huà)運動(dòng)效果等，實(shí)現視頻資料順序調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方面，針對SD．1V水下電視系統采集的原始畫(huà)面色彩差異影響病例表征問(wèn)題，根據病例水面病理反應實(shí)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需要調整視頻的目的。
在實(shí)際的系統設計過(guò)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(lèi)型中選擇“視頻剪輯”即可，若不是，則需先通過(guò)視頻編輯軟件做一定的轉換。
3數字化教學(xué)培訓系統的應用情況
潛水醫師數字化教學(xué)培訓系統設計完成后，共進(jìn)行了兩次集中應用。2009年l0月，結合潛水醫師集中培訓進(jìn)行了試用。在為期20天的集中培訓中，除專(zhuān)家講座外，采用該教學(xué)培訓系統的數據，進(jìn)行了24學(xué)時(shí)的理論授課，8學(xué)時(shí)的教學(xué)操作觀(guān)摩。實(shí)習階段，減壓方案的選擇實(shí)現了減壓方案數據庫自動(dòng)選擇。教師和學(xué)生普遍反映單機版教學(xué)培訓系統設計簡(jiǎn)單，易于操作，只需在WindowsXP操作系統中滿(mǎn)足CPUP4，內存512MB，硬盤(pán)空間40GB即可運行，無(wú)需單獨安裝其他軟件，即可通過(guò)光盤(pán)分發(fā)的形式進(jìn)行教學(xué)。同時(shí)，課題組針對系統使用情況對潛水醫師培訓班的18位學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調查并征求了改進(jìn)意見(jiàn)。
調查顯示，絕大部分學(xué)生(15人)認為該教學(xué)培訓系統能夠較好地滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)知識學(xué)習需求，說(shuō)明系統在專(zhuān)業(yè)知識內容的全面性方面較好。在系統各模塊學(xué)習效果方面，學(xué)生(10人)反映授課課件更有利于學(xué)習，而減壓方案數據庫(12人)則對工作實(shí)踐更具有指導意義，表明系統模塊設置的總體思路適合學(xué)生理論學(xué)習和實(shí)習操作的需求。同時(shí)提出改進(jìn)建議，認為系統視頻圖像清晰度需提高，在減壓方案制定影響因素中應增加水文、氣象方面的變量。所提出的建議客觀(guān)地反映出了系統存在的不足。
針對以上反饋情況，課題組進(jìn)行了部分改進(jìn)，2010年3月，在海軍某研究所進(jìn)行的潛水醫師培訓班中，增加了潛水作業(yè)現場(chǎng)水文環(huán)境和氣象條件參數，減壓方案數據庫得到了完善，教師、學(xué)生反映較好。
該系統是單機版，通過(guò)光盤(pán)即可運行，保密性雖好，但隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的普及以及加密技術(shù)的提高，我們也可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)來(lái)實(shí)現資源共享、即時(shí)學(xué)習交流。因此，在項目的后續建設中，隨著(zhù)軍隊專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的建設，我們考慮將該教學(xué)培訓系統移植到網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中。
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