应用信息化集成化设备提高医学机能学实验教学质量——以西北民族大学医学院为例

马建秀，马艳庆，宋 雷，张丽景，郭 忠

(西北民族大学 医学院 ，甘肃 兰州 730030)

在新技术新方法不断应用于临床的大背景下，医学教育也在不断更新教育理念及相应教具、设备等.机能学实验教学承担着训练学生基础医学基本操作技能的重任，要求教师能够引导学生通过在实验室的学习和操作，掌握正确使用实验仪器的方法，进而将课堂理论知识消化理解透彻，激发和培养学生的创新意识和科学研究精神，可以将具体的知识转化为实践能力，进而利用所学知识进行自主设计性创新实验.在本科阶段就能够参与教师的课题，同时具备申请大学生创新课题的能力,为将来的工作打下坚实的基础[1].

在2009年教育部和卫生部联合发布的《关于加强医学教育工作提高医学教育质量的若干意见》中提出，本科医学教育标准化的过程中，要创造性地加强和改进教学工作，坚持基础理论、基础知识和基本技能的教学要求, 加强理论与实践的结合, 并充分利用现代信息技术, 以推进教学改革的进程[2].我校实验室前期在经典的验证性实验基础上增加了综合性实验及设计性实验，这些都在前期的教学工作中取得了良好的效果.但是随着综合设计性实验的进行以及对医学生实践操作技能要求越来越严格，原有实验室已使用10年的BL-420生物信号采集系统已经不能满足目前创新性教学和学生探索性实验的需求.

2018年在中央高校专项资金的支持下，我校医学机能实验室对四间教学实验室进行了整体翻新和设备升级改造.一共配备24套BL-420i信息化集成化信号采集与处理系统，每间实验室6套；四组密码寄存柜分别放在每间实验室门口以供学生存放个人物品，使非实验必需品不得进入实验室的要求具有人性化的可行性，对实验室各种耗材的使用、垃圾分类、清洗用具等都做了严格归类和放置.为考察更新设备之后，学生对于机能学实验室全面改造对实验课是否更加有利于他们学习掌握知识和实际操作，通过设计调查问卷并归类总结，以期为新设备在教学工作中更好的应用收集反馈意见.

1 BL-420i信息化集成化信号采集与处理系统的特点

主体系统包括HF-12可移动机能实验平台和BL-420N生物信号采集与分析系统.HF-12可移动机能实验平台采用一体化设计原则，同时集成了实验桌、生物采集系统、呼吸系统、测温系统、照明系统以及同步演示系统.设备存放可收纳一些常用实验设备，防止实验时桌面混乱.实验台表面采用耐酸耐碱盐等材料.

BL-420N系统硬件包括4通道信号采集系统，视频具有分屏功能，同时将信号输出到显示器和投影仪；SONY高清数码摄像机，光学放大25倍，并支持摄像机高清录像回放和实时观察，安装在可360度回转的摄像机支臂；内置分析软件和多媒体实验学习资料，包括部分电子教材、录像和虚拟实验操作等.电脑系统配置为CPU：奔腾G3240处理器(双核，3.10GHz，3MB)，内存：2GB DDR3；硬盘：500GB 7200转/分钟，操作系统：windows 7/64位.

2 调查研究对象及方法

2.1 调查对象和问卷回收

以西北民族大学医学院2016级临床医学、口腔医学院全体学生为研究对象.本批学生在2017年生理学实验时使用旧设备，2018年药理学及病理生理学实验使用改造后的实验室，为亲身经历我校实验室改造前后的第一批学生，总人数311人.

2.2 调查内容

设计问卷以不记名形式，调查内容包括对新设备使用中的问题，新旧设备使用时的感受对比，实验室新的规章制度执行过程中存在的问题，新设备是否能够更加激发及培养他们对基础医学实验的兴趣和实际操作能力.在问卷最后，请学生对实验室建设提出具体的意见和建议.

3 结果及分析

3.1 学生对改造后实验室的总体评价

表1 学生对实验室改造系统升级后对实验学习是否有帮助的总体评价(%)

参与问卷的所有同学都认为：实验室比以前干净、整洁，所有实验物品和设备的归置都比以前严格，集成化的实验设备更加符合科学实验的要求，全新装修和单独的个人物品存放处，让大家更加方便，更加容易投入实验课.表1总汇了学生对实验室改造后是否对学习有帮助的问题.新的系统集成了很多零散的功能，比如手术台、手术灯、电脑机箱、转换器等，被问及这些集成是否在操作过程中，给实验操作带来了便利，98.20%的同学都认为有帮助，只是程度有所不同.针对设备升级之后同样“升级”的实验室规章制度，全新装修和新系统使用之后，机能实验室全体教师制定了较为严格的实验室规范，在整个学期的实验课程完成之后，希望这种管理模式有助于培养良好的工作作风和习惯，只有4.19%的学生认为这些措施非常有用，41.32%的学生认为比较有用，53.29%的学生认为一般，另外，还有1.2%的学生对此无所谓，对实验流程抱有随心所欲想怎么做就怎么做的心态；47.90%和27.55%学生认为总体上新系统的使用在一定程度上增强了对机能学实验学习的热情，了解了规范化操作对实验室安全和维护的重要性，可以看出大部分学生认为改造后的实验室可以增加对机能学实验课的兴趣，新的实验室设备对提高学生的主动学习具有积极意义.但是，值得注意的是只有1.19%的学生认为新设备的使用对增加学习热情非常有帮助.实验室设备只是提高教学质量和服务于教学的有限因素，如何在今后的工作中最大限度的使用和挖掘设备功能，增加师生之间教与学的贴合程度，探索有效的教学方式才是提高教学质量的核心问题.

3.2 学生对实验室清理工作的认识

鉴于机能实验每次结束之后，实验台面的清理工作比较繁琐，有82.23%的学生认为集成化的实验台面更加方便清理卫生，并且不容易留下卫生死角；92.81%的学生认为设备的使用要求进行检查并登记，能够更加有效排除安全隐患；86.23%的学生认为新实验台面的集成化特点减轻了学生收拾实验物品和清理卫生的难度，相同的时间精力完成效率更高.这一数据表明集成化实验台的使用的确让大部分学生认同，同时也从侧面反映出大家在使用实验室设备的过程和相应清理工作中都表现出了较强的责任心.针对“在经过一学期的实验课程之后，相比与去年在旧实验室的实验课程经历，整个实验教学是否更加规范，对实验流程的要求更加严格”的问题，有2.99%的学生认为与之前区别不大；17.96%的同学认为有点严格，只是增加了一些实验室规范；44.91%的学生认为还是比较严格，对仪器设备的使用过程有了严格要求；30.53%的学生认为非常严格，需要严格遵守实验室规范，仪器设备使用和每次打扫实验室都有严格要求.实际上以我们修订实验室制度时严格管理的初衷，对进入和使用本实验室的教师和学生都做了严格要求，包括打扫卫生和设备的维护检查，但是最后只有不到三分之一的的学生对制度执行的感受和理解达到了我们的预期目的，说明在执行过程中还是没有让大部分学生认识到严格遵守实验室规则是严谨细致工作作风养成的重要环节.

3.3 学生对具体实验项目学习效果的评价

总结问卷中与实验教学效果相关问题的数据，对于一部分比较复杂的实验，如：休克的病理生理、右心衰竭等，新系统增加了一些相关功能，有98.80%的学生认为对实验过程和相关病理生理机制的理解有帮助，但是帮助程度上，只有17.96%的学生认为是非常有利于学习和对概念的理解，大部分学生虽然认为有助于理论知识的学习，但是在具体实验的过程中，还是没有很好的掌握.

“心律失常”的实验是实时监测家兔心电图，并对比发生心律失常前后及药物治疗后心电图的一些相关参数来说明药物的作用，新系统中有一项“心功能参数分析”的功能，智能化处理相关参数并做对比，有72.45%的学生认为此项功能非常智能，节省了很多需要自己测量的数据；11.37%的学生则认为旧系统中也有类似功能，而且更加方便稳定.还有3.59%的学生在实验过程中出现了系统给予的数据与心电图本身无法一致的情况，说明这部分学生也在实验操作中正好遇到了由于新系统在使用过程中出现的不稳定不匹配等问题； 13.17%的学生因为不知道有这种智能分析功能而在实验过程中未使用.

“药物对动脉血压的影响”实验中需要实时检测家兔的血压变化，并作前后对比，这一批参与问卷的学生曾在生理学实验中使用旧系统检测过家兔血压，大部分学生比较认可新系统对本实验带来的便利，普遍认为，压力换能器的连接更便捷，信号选择更智能，实验过程中血压和心率变化的实时监测数据，更加直观，进入实验项目模块，参数设置更加合理，采集的图形和数据更加稳定，基本不需要进行调节.新系统中内置本实验相关电子教材中包含实验目的和原理、实验对象、实验器材和药品、实验步骤和观察项目、注意事项、思考题、常规实验操作视频等.尽管教师讲了系统的使用方法和相关功能，但还有29.34%的学生提到根本不知道系统还有这个功能，而只有28.74%的学生做到了教师所要求的在实验开始之前，简单浏览内置电子教材，有助于各个小组实验规范顺利的进行.31.14%的学生提到因为实验时间紧张，虽然知道有电子教材，但是在开始实验之前没有时间看，在实验结束之后打开简单浏览一下，有助于总结实验过程和加深理解，虽然没有达到预期的目的，但还是在一定程度上使用了内置教学功能.也就是有59.88%的学生在实验过程中选择了使用内置功能进行对课堂学习补充的自主学习，这个数值还是没有达到我们所期望的绝大部分学生可以利用新的教学设备进行自主思考和学习的目的.

3.4 学生对升级软件界面操作的评价

目前使用的BL-420N软件是原来BL-420系统的升级版，在基本操作上存在很多相同点，与旧版本的操作界面相比较，50.90%的学生认为新系统界面更加亲和，功能选项更容易找到，说明有一半的学生对软件操作比较熟练，能够适应升级带来的变化.18.56%的学生认为新旧系统操作界面在使用时并无明显差别，26.95%的学生在实验中虽然注意到新系统界面增加了很多新功能，但发现在实际操作中并没有更加方便，18.56%的学生则觉得新系统界面即使用过几次之后，功能选项还是不太容易找到，反而并不便捷.信息化不仅仅是机能学实验更是整个医学教学将来的主要方向，在软件的升级更新过程中，对教师的信息化水平也提出了更高的要求.本校生源主要来自基础教育资源相对薄弱的西北少数民族地区，很多学生对信息化教学手段并不熟悉，因此，对于这部分学生，如何引导接受及适应也是教师在设备更新基础之上的新任务.

当然对于新系统，学生也提出很多存在的问题，比如“新操作界面的功能调用不方便，标记输入无法保存，在下一次使用时只能再次输入”、“系统有时会出现黑屏和跳出等，稳定性有待提高”、“数据文件保存之后，再打开有时会出现数据图形发生改变无法复原”、“实验进行中，电脑有时会出现重新启动，导致实验难以进行”等等.这些问题我们在实际教学过程中也有发现，设备改造之后系统的兼容和匹配需要在发现问题和找到问题的过程中慢慢解决，学生们提出的这些问题我们及时与厂商联系解决，提高使用效果.

4 结语

总体来讲，使用BL-420i信息化集成化信号采集与处理系统对机能学实验教学是非常有益的.因集成化，给很多实验带来便利，减少实验中无效工作，信息化功能的提升让学生获取资料更加便捷，数据更加精确，一定程度上激发学生实验课学习的主动性和积极性，学生的动手能力得到更好的锻炼，对学生熟练掌握实验技能和增强科研创新精神都起到了非常好的作用.随着本套系统的使用和相应要求，实验室也加强规范管理，培养学生更加严谨的工作习惯和作风，为将来良好的职业素养打下基础[3].当然，新设备也存在不少问题，给我们的教学带来更多挑战，需要转变思维，力争适应信息化时代的医学教学，努力为西北少数民族地区培养高素质医疗卫生人才.