使用心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)開展互動(dòng)式教學(xué)的研究與應(yīng)用

李 穎，任衛(wèi)東

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

近年來(lái)，在我國(guó)教育改革縱深推進(jìn)和信息化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，越來(lái)越多的新技術(shù)、新理念被應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)質(zhì)量和效率得到了提高[1]。經(jīng)過(guò)對(duì)省內(nèi)外醫(yī)學(xué)院校超聲診斷學(xué)教學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前教學(xué)方式主要還停留在教師用PPT授課，學(xué)生依靠課本和教師的課件進(jìn)行學(xué)習(xí)的初級(jí)信息化應(yīng)用階段，還沒(méi)有專門針對(duì)學(xué)科特點(diǎn)的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，師生間交流的時(shí)間、空間、質(zhì)量受到限制，教學(xué)模式缺乏互動(dòng)和實(shí)踐，教學(xué)效果不佳[2]。本文基于超聲診斷學(xué)科特點(diǎn)，運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)和臨床真實(shí)病例的大數(shù)據(jù)作為支撐開發(fā)的一款教學(xué)演示系統(tǒng)，融入互動(dòng)式、體驗(yàn)式教學(xué)理念，在心臟瓣膜病超聲診斷教學(xué)中開展實(shí)踐應(yīng)用，有效提升了教學(xué)質(zhì)量和效果。

1 開展心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)研究的意義

1.1 心臟瓣膜病超聲診斷現(xiàn)狀

隨著人口老齡化加重，老年性心臟瓣膜病及冠心病、心肌梗死后引起的瓣膜病變也越來(lái)越常見，盡早準(zhǔn)確診斷意義重大[3-4]。超聲診斷是將超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于人體，通過(guò)觀察、測(cè)量了解生理或組織結(jié)構(gòu)的形態(tài)和數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)疾病，做出提示的一種診斷方法，以其便捷性和無(wú)放射性成為現(xiàn)代臨床診斷中應(yīng)用最廣、影響最大的檢查項(xiàng)目。特別是在心臟瓣膜病的臨床診斷中，利用實(shí)時(shí)成像功能對(duì)患者病灶進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，直觀心臟器官與組織的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，得到精準(zhǔn)的診斷結(jié)果，在其臨床診斷中占據(jù)重要作用。診斷中，要求醫(yī)生對(duì)動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行縝密觀察，捕捉細(xì)微線索，而顯示器中的動(dòng)態(tài)圖像猶如一幅連續(xù)的電影畫面，圖像上每一幀的細(xì)微變化都會(huì)對(duì)診斷結(jié)果帶來(lái)影響，比如一個(gè)光點(diǎn)的瞬間明暗就能反映出器官的狀態(tài)，不同病例在圖像上的反映也是千差萬(wàn)別，需要診斷醫(yī)生具備豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。超聲診斷學(xué)科的這種特點(diǎn)決定了其教學(xué)模式必須堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合的原則，學(xué)生必須經(jīng)過(guò)大量臨床實(shí)踐掌握相關(guān)技術(shù)操作和經(jīng)驗(yàn)。而當(dāng)前超聲診斷教學(xué)多采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在學(xué)校課堂上能展示的病例數(shù)量有限，在臨床實(shí)習(xí)階段能夠上手操作的機(jī)會(huì)很少，學(xué)生無(wú)法有效獲得豐富的臨床診斷資源，不能實(shí)時(shí)、反復(fù)觀摩動(dòng)態(tài)的教學(xué)病例，不能有效理解圖像的細(xì)微差異，導(dǎo)致大部分學(xué)生甚至“新醫(yī)生”在臨床診斷中上手慢、不敢輕易下診斷等現(xiàn)實(shí)情況，嚴(yán)重影響了醫(yī)學(xué)生專業(yè)成長(zhǎng)和醫(yī)療效率。

1.2 開展超聲教學(xué)演示系統(tǒng)及互動(dòng)式教學(xué)研究的必要性

超聲診斷學(xué)科的特點(diǎn)決定了其教學(xué)模式是“理論—實(shí)踐—再理論—再實(shí)踐”的螺旋式遞進(jìn)過(guò)程，必須堅(jiān)持理論和實(shí)踐深度融合。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，充分運(yùn)用符合學(xué)生喜好的移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，將傳統(tǒng)的課堂與臨床一線鮮活的病例數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自覺(jué)性。同時(shí)，融入互動(dòng)式教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，以學(xué)生為主體，改變傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)模式，在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、信息多向流動(dòng)、學(xué)生向醫(yī)生角色轉(zhuǎn)變、知識(shí)與感情系統(tǒng)雙向建立等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和參與性，促進(jìn)知識(shí)的理解和吸收，營(yíng)造和諧的教學(xué)氛圍，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)同進(jìn)、同向、同行，達(dá)到提升醫(yī)學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo)和要求。

2 心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)

本文以超聲診斷學(xué)科中重要課程之一———后天性心臟瓣膜病的超聲診斷教學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)超聲學(xué)科教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究，開發(fā)了一款基于Android系統(tǒng)的教學(xué)演示及互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)。該教學(xué)系統(tǒng)以教學(xué)醫(yī)院的臨床病例數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，實(shí)現(xiàn)在心臟瓣膜病診斷課程教學(xué)中動(dòng)態(tài)演示各種病情狀態(tài)下的心臟動(dòng)態(tài)圖片和視頻片段，展示超聲學(xué)科的臨床特點(diǎn)，并融入問(wèn)題討論、病例分析、角色體驗(yàn)、教學(xué)評(píng)價(jià)等互動(dòng)式教學(xué)模式，有效解決當(dāng)前此部分教學(xué)理論與實(shí)踐脫節(jié)等問(wèn)題，提升教學(xué)質(zhì)量和效果。

2.1 研究思路和方法

首先對(duì)心臟瓣膜病臨床教學(xué)情況進(jìn)行調(diào)研，完成系統(tǒng)的需求分析和大綱設(shè)計(jì)，然后完成系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的初級(jí)版本完成后，在教學(xué)中進(jìn)行試用，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改完善。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先搭建系統(tǒng)框架，然后分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、互動(dòng)交流模塊、角色體驗(yàn)?zāi)K、點(diǎn)名簽到模塊和成績(jī)分析等功能模塊。

2.2 技術(shù)路線和實(shí)施步驟

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先搭建Android平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境，分別完成JDK、Eclipse、Android SDK的安裝和環(huán)境配置。然后分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、互動(dòng)交流、教學(xué)演示、自動(dòng)點(diǎn)名和成績(jī)分析等功能模塊。網(wǎng)絡(luò)通信模塊是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，包括App客戶端和云服務(wù)器端的通信，以及各個(gè)客戶端之間的通信。互動(dòng)交流模塊是系統(tǒng)的核心模塊，主要是以多樣化的手段為師生提供提問(wèn)、交流、討論、評(píng)價(jià)等功能。教學(xué)演示功能主要用于課堂教學(xué)，提供教學(xué)案例的演示。其余的功能模塊可以并行實(shí)現(xiàn)，是系統(tǒng)的輔助功能。再完成各個(gè)模塊界面的實(shí)現(xiàn)并將各個(gè)模塊之間完成關(guān)聯(lián)。最后在SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中完成初始數(shù)據(jù)的錄入并完成與各個(gè)模塊的連接。

2.3 系統(tǒng)的主要特色功能

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)時(shí)代大學(xué)生群體特點(diǎn)和超聲學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，該教學(xué)系統(tǒng)主要具備以下特色功能：（1）能夠通過(guò)熱點(diǎn)為課堂范圍內(nèi)的安卓移動(dòng)終端建立一個(gè)局域網(wǎng)；（2）建立一個(gè)基于圖片和其他數(shù)據(jù)的心臟瓣膜病教學(xué)演示系統(tǒng)，可以在課堂上進(jìn)行教學(xué)演示，也可以供學(xué)生課下學(xué)習(xí)使用；（3）在教學(xué)過(guò)程中允許師生進(jìn)行實(shí)時(shí)討論，能夠在討論區(qū)發(fā)送圖片或者文字信息，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)；（4）允許學(xué)生在圖片上進(jìn)行簡(jiǎn)單標(biāo)記和編輯，方便討論；（5）擁有角色體驗(yàn)功能，學(xué)生可通過(guò)自行選取病例進(jìn)行臨床模擬診斷；（6）可以進(jìn)行課堂自動(dòng)實(shí)名制簽到；（7）通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)臨床醫(yī)院數(shù)據(jù)。

3 使用心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)

互動(dòng)式教學(xué)模式的核心是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[5-6]，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”等前沿信息技術(shù)，運(yùn)用互動(dòng)式教學(xué)理念，打破“一所學(xué)校、一位教師、一間教室”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，建立“一張網(wǎng)、一個(gè)移動(dòng)終端，N個(gè)學(xué)生”的問(wèn)題導(dǎo)學(xué)、互動(dòng)探究模式，使教與學(xué)活動(dòng)圍繞移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行。

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備

使用教學(xué)演示系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)的實(shí)踐性、關(guān)聯(lián)性、操作性、針對(duì)性強(qiáng)，在教學(xué)準(zhǔn)備過(guò)程中，教師要從學(xué)生和課程的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)使用的準(zhǔn)備中，教學(xué)醫(yī)院的超聲診斷科教師應(yīng)將臨床診斷中積累的典型病例圖像、視頻、診斷意見等數(shù)據(jù)上傳后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)臨床真實(shí)病例的海量數(shù)據(jù)積累。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、分類，挑選典型病例圖像作為課堂演示圖像，對(duì)圖像中需要學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容進(jìn)行編輯注釋；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容挑選病例圖像作為作業(yè)，供學(xué)生課后自學(xué)和復(fù)習(xí)。學(xué)生下載安裝學(xué)生端應(yīng)用系統(tǒng)，結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。在教學(xué)形式的準(zhǔn)備中，根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)科學(xué)設(shè)置典型病例討論，結(jié)合臨床常見問(wèn)題靈活設(shè)計(jì)臨床模擬場(chǎng)景。

3.2 互動(dòng)式教學(xué)過(guò)程

教師可以在教室通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)，也可采取不受地域限制的線上教學(xué)，甚至邀請(qǐng)臨床一線醫(yī)生、專家進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷演示教學(xué)[7-8]。不同于傳統(tǒng)課堂互動(dòng)式教學(xué)模式下的師生間雙向型互動(dòng)，和常見的信息化教學(xué)模式下的師生之間、學(xué)生之間的多向型互動(dòng)，依托該教學(xué)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀型互動(dòng)，通過(guò)教學(xué)系統(tǒng)將師生組合成為一張不受空間限制的緊密聯(lián)結(jié)的網(wǎng)，教學(xué)醫(yī)院臨床醫(yī)生、醫(yī)學(xué)院校教師和學(xué)生構(gòu)成網(wǎng)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由這張網(wǎng)作為載體將數(shù)據(jù)資源進(jìn)行開放，實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)。教學(xué)過(guò)程中可通過(guò)網(wǎng)狀型互動(dòng)模式開展多種互動(dòng)式教學(xué)，打造直觀具體、生動(dòng)形象、印象深刻、氣氛活躍的教學(xué)環(huán)境[9-10]。

3.2.1 病例討論式互動(dòng) 教師通過(guò)教學(xué)系統(tǒng)呈現(xiàn)精選典型病例，對(duì)病灶圖像進(jìn)行逐幀展示、講解，讓學(xué)生根據(jù)所掌握知識(shí)對(duì)病例進(jìn)行分析，提出診斷意見，教師結(jié)合要點(diǎn)進(jìn)行剖析。未理解的學(xué)生可以自行反復(fù)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行查看學(xué)習(xí)，有效兼顧了學(xué)生個(gè)體差異。

3.2.2 角色體驗(yàn)式互動(dòng) 教師通過(guò)系統(tǒng)的角色體驗(yàn)?zāi)K給學(xué)生設(shè)置不同類型的病例視頻，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)模擬體驗(yàn)臨床醫(yī)生診斷過(guò)程，給出診斷意見。在學(xué)生模擬體驗(yàn)過(guò)程中，教師可以隨時(shí)給予提示，開闊學(xué)生思路，并對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予點(diǎn)評(píng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，提高學(xué)生臨場(chǎng)應(yīng)對(duì)能力，達(dá)到生動(dòng)形象、提升趣味性的課堂效果。

3.2.3 多維思辨式互動(dòng) 針對(duì)一些非典型和疑難病例，可把已有的診斷結(jié)果和診斷依據(jù)提供給學(xué)生，設(shè)置爭(zhēng)辯要點(diǎn)，讓其廣泛參與到爭(zhēng)辯討論中來(lái)，各抒己見、暢所欲言、拓展思維，在對(duì)病例的思辨、爭(zhēng)論過(guò)程中找尋正確答案，發(fā)揮學(xué)生自由想象力和分析辨別能力，達(dá)到營(yíng)造熱烈氣氛、印象深刻的課堂效果。

3.3 教學(xué)評(píng)價(jià)

教師可以通過(guò)該系統(tǒng)及時(shí)得到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果反饋，通過(guò)討論交流掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，從而針對(duì)性地改進(jìn)教學(xué)方案、豐富教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生可以通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行線下學(xué)習(xí)，瀏覽數(shù)據(jù)庫(kù)中及時(shí)更新的病例，模擬心臟瓣膜病超聲診斷，將自己的診斷結(jié)果與臨床診斷結(jié)果相比較，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，通過(guò)臨床海量數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐練習(xí)由量變到質(zhì)變，有效彌補(bǔ)醫(yī)學(xué)生實(shí)踐不足的缺陷，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與意愿，有效形成良性的互動(dòng)式教學(xué)閉環(huán)，提升教學(xué)效果[11-12]。

4 結(jié)語(yǔ)

心臟瓣膜病超聲教學(xué)演示系統(tǒng)將臨床資源有效融入課堂教學(xué)，特別是在當(dāng)前疫情形勢(shì)下，需要不斷推進(jìn)教學(xué)模式創(chuàng)新，教師在互聯(lián)網(wǎng)上教，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上學(xué)，信息在互聯(lián)網(wǎng)上流動(dòng)，線下活動(dòng)成為線上學(xué)習(xí)的補(bǔ)充與拓展，構(gòu)建一種全新、能充分體現(xiàn)學(xué)生主體作用的學(xué)習(xí)方式，有效推動(dòng)了超聲診斷學(xué)教學(xué)改革?；诒鞠到y(tǒng)具有較強(qiáng)的拓展性和靈活性，后續(xù)可以根據(jù)需求向其他醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域延伸應(yīng)用，達(dá)到培養(yǎng)具有較強(qiáng)臨床實(shí)踐能力人才的目的，最終使廣大患者成為真正受益者。