淺談潛水醫(yī)師數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)部隊(duì)潛水醫(yī)師在職培訓(xùn)工作實(shí)際，探討了運(yùn)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(shì)，并設(shè)計(jì)了數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)方案，同時(shí)針對(duì)應(yīng)用效果提出了改進(jìn)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(xiàng)工作具有人員數(shù)量少、專業(yè)性強(qiáng)、工作內(nèi)容相對(duì)單一、工作單位分散等特點(diǎn)。近年來，部隊(duì)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(shí)踐性較強(qiáng)，專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)與工作實(shí)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(qiáng)其實(shí)際保障能力。由于目前沒有專門的承訓(xùn)機(jī)構(gòu)和進(jìn)修單位，培訓(xùn)內(nèi)容不系統(tǒng)，培訓(xùn)周期和時(shí)間遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求。基于上述情況，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(yùn)用信息技術(shù)手段，設(shè)計(jì)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(shì)和可行性
1．1優(yōu)勢(shì)
運(yùn)用信息技術(shù)設(shè)計(jì)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(shì)在于可實(shí)現(xiàn)潛水醫(yī)師的在崗培訓(xùn)。學(xué)生可隨時(shí)獲得所需的知識(shí)和信息，結(jié)合崗位工作實(shí)踐，反復(fù)學(xué)習(xí)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，教學(xué)培訓(xùn)內(nèi)容易于更新。同時(shí)，可減少集中培訓(xùn)占用時(shí)間甚至影響單位執(zhí)行任務(wù)，節(jié)約了人力、財(cái)力等。
1．2可行性
運(yùn)用數(shù)字化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)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(jiǎn)單應(yīng)用，而是借助多種信息技術(shù)手段設(shè)計(jì)一套培訓(xùn)系統(tǒng)，實(shí)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(shí)學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)，其可行性體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：
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(shí)的有界性潛水醫(yī)師的主要職責(zé)是為潛水員進(jìn)行潛水活動(dòng)提供醫(yī)學(xué)保障，其工作內(nèi)容與潛水活動(dòng)非常密切，專業(yè)性較強(qiáng)。潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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(shí)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(qiáng)。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(shí)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(dòng)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(chǎng)根據(jù)水下停留時(shí)間變化調(diào)整減壓方案。依據(jù)高壓惰性氣體在機(jī)體內(nèi)的溶解和逸出規(guī)律，根據(jù)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(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(kù)。潛水醫(yī)師通過查閱數(shù)據(jù)庫(kù)資料進(jìn)行崗位學(xué)習(xí)，并可以在實(shí)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(jì)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(jì)制作便于學(xué)生在實(shí)際工作過程中利用的普通個(gè)人計(jì)算機(jī)，綜合運(yùn)用Windows操作系統(tǒng)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(jié)合部隊(duì)保密的要求，該系統(tǒng)采用MicrosoftVB．NET和Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計(jì)成單機(jī)版的應(yīng)用系統(tǒng)，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光盤為載體進(jìn)行應(yīng)用分發(fā)，達(dá)到按需發(fā)放，即時(shí)回收的目的。
2．1系統(tǒng)層次模塊圖
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了6個(gè)模塊：潛水醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)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(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)
該系統(tǒng)涵蓋潛水醫(yī)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(shí)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(shí)；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(xiǎn)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(duì)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(chǎng)的工作內(nèi)容和職責(zé)等重點(diǎn)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(diǎn)理解掌握。這一模塊的內(nèi)容通過與實(shí)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(shí)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(chǎng)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(jìn)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(chǎng)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶋H潛水活動(dòng)中取得真實(shí)影像資料的問題，我們運(yùn)用Flash矢量動(dòng)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(shí)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(dòng)態(tài)過程j。同時(shí)，可用畫面對(duì)肺氣壓傷、肺型氧中毒以及呼吸道灼傷等機(jī)體內(nèi)部組織病變狀況進(jìn)行描述。
2．2．5減壓方案數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)，供潛水醫(yī)師在實(shí)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(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(shù)量情況。
這一模塊對(duì)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(xí)。同時(shí)，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(jì)潛水深度變化和水下停留時(shí)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(huì)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(kù)，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(shí)的重要考核點(diǎn)和實(shí)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(kù)。學(xué)生可利用該模塊檢驗(yàn)個(gè)人學(xué)習(xí)效果。利用該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行集中教學(xué)時(shí)，可為教師選擇考試內(nèi)容提供方便，進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)。
2．3系統(tǒng)實(shí)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(kù)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(kù)功能所需的應(yīng)用程序接口，對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)類的集合，包括了連接對(duì)象(Conncetion)、命令對(duì)象(Command)、數(shù)據(jù)適配器(DataAdpter)和數(shù)據(jù)集對(duì)象(DataSet)等J。ADO．NET數(shù)據(jù)訪問依賴于兩個(gè)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(kù)的控件對(duì)象，該系統(tǒng)采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)，故使用OleDb為前導(dǎo)名的數(shù)據(jù)對(duì)
象，通過OLEDB接口訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。VB．NET的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)訪問過程為：先使用連接對(duì)象創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，然后使用命令對(duì)象配置SQL命令，最后由數(shù)據(jù)適配器對(duì)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(shí)操演示和模擬病例處置三個(gè)模塊中應(yīng)用視頻資料較多，為適應(yīng)教學(xué)對(duì)畫面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或色彩校正的需求，在視頻資料制作過程中，進(jìn)行了大量技術(shù)處理。運(yùn)用PremiereProCS3進(jìn)行原始視頻素材運(yùn)動(dòng)效果處理，包括創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵幀、畫中畫運(yùn)動(dòng)效果等，實(shí)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(bǔ)性修復(fù)方面，針對(duì)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(shí)際，采取RGB色彩校正濾鏡制作視頻特效，運(yùn)用Gamma校正濾鏡制作視頻特效，綜合運(yùn)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(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)象鏈接與嵌入控件，在對(duì)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(jì)完成后，共進(jìn)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(jìn)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(jìn)行了24學(xué)時(shí)的理論授課，8學(xué)時(shí)的教學(xué)操作觀摩。實(shí)習(xí)階段，減壓方案的選擇實(shí)現(xiàn)了減壓方案數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)選擇。教師和學(xué)生普遍反映單機(jī)版教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(yùn)行，無需單獨(dú)安裝其他軟件，即可通過光盤分發(fā)的形式進(jìn)行教學(xué)。同時(shí)，課題組針對(duì)系統(tǒng)使用情況對(duì)潛水醫(yī)師培訓(xùn)班的18位學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查并征求了改進(jìn)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(shí)學(xué)習(xí)需求，說明系統(tǒng)在專業(yè)知識(shí)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(kù)(12人)則對(duì)工作實(shí)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(shí)習(xí)操作的需求。同時(shí)提出改進(jìn)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(duì)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(yī)師培訓(xùn)班中，增加了潛水作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)水文環(huán)境和氣象條件參數(shù)，減壓方案數(shù)據(jù)庫(kù)得到了完善，教師、學(xué)生反映較好。
該系統(tǒng)是單機(jī)版，通過光盤即可運(yùn)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(shí)現(xiàn)資源共享、即時(shí)學(xué)習(xí)交流。因此，在項(xiàng)目的后續(xù)建設(shè)中，隨著軍隊(duì)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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