醫(yī)學(xué)實驗的計算機模擬操作設(shè)計及應(yīng)用

馬旭 董航 劉洪 梁海旭 金航 王銀亭

摘 要 伴隨著科技的進步，多媒體教學(xué)以驚人的速度普及開來，醫(yī)學(xué)院學(xué)生渴望多媒體技術(shù)結(jié)合到醫(yī)學(xué)實驗中，通過一次實驗可以體驗到多次實驗的內(nèi)容，以此提高學(xué)生實驗操作的能力，豐富專業(yè)知識。文章進行了相關(guān)研究及設(shè)計制作，并開發(fā)出了急性毒性實驗的智能多媒體模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)直接人機交互方式，使操作簡單、方便、有趣，大大提高了學(xué)生的實驗興趣。

關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)實驗；計算機；模擬操作

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）229-0102-02

1 主要問題

在高等醫(yī)學(xué)教育中，醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)是非常重要的環(huán)節(jié)。它在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、掌握科學(xué)實驗方法、加深對理論的認識、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力等方面起著十分重要的作用。實驗教學(xué)效果的好壞直接影響到學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

如何更好的培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的動手能力和分析能力，并將現(xiàn)代科技手段融入實驗教學(xué)過程中，增加學(xué)時信息量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，以達到最好的教學(xué)效果，是本論文研究的主要問題。

根據(jù)課間走訪調(diào)查表明，我們醫(yī)學(xué)生大多表示對于實驗課獲取的能力不能得到滿足。由于時間，環(huán)境，資源等各種因素的限制，我們自己未能做到獨立完整的操作一個實驗。

另外，針對于目前現(xiàn)有的個別模擬軟件我們也發(fā)現(xiàn)其存在著許多弊端。1）該實驗無論執(zhí)行多少次，只是對同一只大鼠做實驗，最終實驗結(jié)果也只有一個，也就是說，無論有多少我們做多少次實驗，最終得出的都是完全一致的結(jié)果。這絕不符合手動實驗的隨機性、真實性，所以說它不具有實用性。醫(yī)學(xué)專業(yè)教師對結(jié)果不滿意，我們對操作不滿意。

2）價格昂貴。

3）隨著科技發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容會隨時在原有基礎(chǔ)上有微調(diào)（如藥物試劑的改變），勢必要求實驗軟件隨時更新，但現(xiàn)有的個別軟件還沒有及時更新的功能。

若此軟件由我們醫(yī)學(xué)院樣師生自主開發(fā)設(shè)計，這樣會保證醫(yī)學(xué)專業(yè)老師、學(xué)生與計算機專業(yè)教師隨時溝通，對于維護與更新軟件會更及時、更經(jīng)濟。這也是醫(yī)學(xué)專業(yè)教師和我們學(xué)生的強烈愿望與？要求。

急性毒性實驗是毒理學(xué)中最基本的評價實驗，也是訓(xùn)練學(xué)生動手力的綜合實驗。其內(nèi)容包括實驗動物選擇、稱重、編號、隨機分組、染毒劑量設(shè)計、染毒途徑選擇、受試物的準備、染毒操作、癥狀觀察、死亡動物記錄與解剖、毒性參數(shù)計算、結(jié)果評價、格式報告撰寫等內(nèi)容，按要求一次完整的實驗需2周時間，而實驗課的學(xué)時數(shù)為6學(xué)時。況且急性毒性實驗結(jié)果影響因素很多，如動物種屬、染毒途徑、受試物性質(zhì)、氣溫等均可使實驗結(jié)果出現(xiàn)較大差異，而這些影響因素在一次實驗課中只能出現(xiàn)個別情況。

如果能夠設(shè)計制作出一個急性毒性實驗的智能多媒體模擬系統(tǒng)，如同汽車、飛機駕駛員訓(xùn)練智能系統(tǒng)一樣，在實際操作前進行模擬訓(xùn)練，包括動物的選擇與處理、染毒及觀察、參數(shù)計算與評價等全部內(nèi)容，而且將實驗中可能出現(xiàn)的各種情況模擬出來，讓學(xué)生通過一次實驗可以體驗到多次實驗的內(nèi)容，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。所以，開發(fā)研制這個模擬系統(tǒng)，對于節(jié)省教學(xué)成本，提高教學(xué)效果意義非凡，而且具有很好的經(jīng)濟前景。

為此我們進行了相關(guān)研究及設(shè)計制作。

2 研究方法

2.1 調(diào)查訪問法

研究教師及學(xué)生對于計算機模擬實驗系統(tǒng)的看法，了解醫(yī)學(xué)生在傳統(tǒng)實驗課上所缺失的能力。

2.2 實驗法

為保證軟件內(nèi)容的準確性、真實性，需要進行實驗的實際操作（實驗過程流程圖表如圖1）。

3 研究設(shè)計結(jié)果

我們完成了一套“急性毒性實驗智能多媒體系統(tǒng)”教學(xué)軟件，（具體界面見圖2-圖5）具有WINDOWS風格，采用最友好的用戶界面，圖形化按鈕、菜單驅(qū)動，并輔以動畫，實現(xiàn)直接人機交互方式，使操作簡單、方便、有趣，大大提高了學(xué)生的實驗興趣，同時也節(jié)省了教學(xué)成本，不管在離線還是聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下皆可使用，達到事半功倍的效果。

計算機模擬系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)實驗相結(jié)合，不僅使醫(yī)學(xué)生能更直觀的體驗實驗的完整過程，培養(yǎng)思維能力，更重要的這也是醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)體系的一個質(zhì)的飛躍。擺脫了傳統(tǒng)的“牽著走”式的教學(xué)，實驗時不再一味的嚴格按照教師規(guī)定的內(nèi)容，方法，步驟進行，完全不用動腦思考，只需按照實驗指導(dǎo)書的教學(xué)要求“照單抓藥”，機械操作，學(xué)生處于被動地位。

該系統(tǒng)正是改變了這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，用多媒體模擬軟件取而代之，大大提高了醫(yī)學(xué)實驗課教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生分析問題的能力，達到了雙贏的？效果。

參考文獻

[1]王心如.毒理學(xué)實驗方法與技術(shù)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2003.

[2]金升燦.Flash動畫制作[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.