高职医学影像技术专业网络虚拟实践教学平台的构建与应用

韩晓磊，杨全新陕西能源职业技术学院医学技术系，西安 7063;西安交通大学医学院第二附属医院影像中心，西安 70004

高职医学影像技术专业着重培养学生对各种医学影像设备的技术操作、初步的保养与维修及维护等技能，是一门实践性很强的学科［1］。调研发现，目前国内高职医学影像技术专业的办学普遍存在着实训基地建设不够完善，实训设备不足、实训资源短缺的现象，使该专业实践教学遇到了“看不见、进不去、动不了、难再现”的困境，严重影响了该专业的人才培养质量［2］。最有效的解决办法是充分利用现代信息技术和数字化资源，开发虚拟实践教学软件［3］，通过网络环境实现虚拟实践教学。笔者团队自2010年9月开始，结合该校医学影像技术专业实际进行虚拟实践教学系统设计和软件开发，在校园网基础上构建适合该专业核心技能课程的网络虚拟实践教学平台(以下简称平台)和基于该平台的教学新模式，现已基本建成并投入运行、检测和使用。现将平台构建与应用的具体情况介绍如下。

1 平台构建的软、硬件基础和技术指标

1．1 网络环境

平台以校园网为基础进行构建。陕西能源职业技术学院校园网由中国电信陕西分公司负责建设及维护，主干1 000M带宽，100M到桌面，并与学院门户网站及教务管理系统等互联，运行流畅。全校区各室均有节点，可靠地保障了中心服务器的高流量使用和多点访问。

1．2 硬件保障

2011年，为配合陕西省重点专业建设，陕西能源职业技术学院投资构建了医学影像技术网络虚拟实训室，配置有45台计算机，SONY VPL-EX271 LCD投影仪，交互式电子白板及主控服务器。目前，在8个阶梯大教室和部分理论与实践一体化实训室内安装了多媒体投影设备，另有5个可容纳100台计算机终端的信息教学中心及图书馆的2个电子阅览室，均可通过平台开展实训教学。选用联想Think Server TS530 S1270V24/500HO R5KEY服务器和硬件设施，单台服务器可支持10 000个用户注册，600个并行用户使用，质量可靠、运行稳定、维护方便。

1．3 软件环境

平台的应用环境支持Microsoft公司的正版Windows Server 2003-2008服务器操作系统。同时安装Windows Media Service(WMS)流媒体服务器，用以支持多点视频节目在线播放。终端运行环境支持All Windows系列，数据库采用Access 2003。

1．4 技术指标

平台采用B/S架构，方便网络化开放管理及日常应用，实现环境、资源及活动的全部数字化。完全遵从DICOM3．0数字影像存储与传输标准，图片均要求转换成jpg格式，宽度450-900像素，图片的显示可滚动鼠标放大或缩小。视频文件码率不低于450K，以保证播放的清晰度。全面采用稳定、安全的三层架构，通过中间层技术，轻松实现平台容量和功能的扩充，及与其他网站相链接。平台网页设计力求简洁明了、易于操作，主要包括下一级模块及与其他网站链接的按钮。

2 平台的功能和使用方法

该平台由仿真实训平台及虚拟实践教学管理系统两部分构成。仿真实训平台提供用于操作的虚拟影像设备和器械，运用角色动画、虚拟演播等多媒体技术在网站上营造可替代临床各实践环节的虚拟实训情境，学生可在网页界面通过人机交互完成仿真模拟实训。虚拟实践教学管理系统可为虚拟实训的开展提供全面的辅助服务功能。

2．1 平台的功能模块

平台集成的功能模块主要有:①课程管理模块，包括专业培养方案、课程体系、课程标准、实践教学标准，等;②网络课堂模块，包括教学视频、教学课件及同步网络课堂;③技能训练模块，包括X线诊查技能模块、CT诊查技能模块、MRI诊查技能模块、超声诊查技能模块、核医学诊疗技能模块、介入诊疗技能模块、放射治疗技能模块;④病例库模块;⑤测评考核模块;⑥互动反馈模块。

课题组充分利用现代信息技术对各模块内容进行了科学合理的设计(如图1所示)。

图1 网络虚拟实践教学平台首页

2．2 平台的使用方法

在校园网或局域网内任意一终端机浏览器地址栏键入陕西能源职业技术学院IP地址(http://www．sxny．cn/index．html)，即可访问学院首页、机构设置、医学技术系、质量工程及平台首页。该校区教师、学生可通过校园网服务器链接直接访问平台首页。在平台首页界面登录，用户类型选择管理员、教师或学生，输入用户代码和密码，进入系统，可以完成权限允许的任何操作(如图2所示)。

图2 介入诊疗技术技能训练模块首页

2．2．1 网络虚拟技能实训 点击技能训练任务栏，进入技能训练类型选择界面，选择感兴趣的实训项目，进入该项目的分步技能实训，包括诊疗前准备，操作步骤、过程、要点及注意事项等内容逐级显示。

各步骤界面点击进入后，就会出现契合教学环节所设计的的图、文、音、视、动画等素材，模拟临床实际工作过程及场景。通过平台，学生可了解X线机、CT机、MRI机等大型医学影像设备的构造、功能、使用方法及注意事项，并仿真演示、操作、控制其工作过程，完成工作任务。每完成一个操作步骤，均可看到相应的实时影像，系统适时出现语音、动画或弹出对话框，对操作要领、原理、相关知识等提问、注释，对错误的操作或执行进行提醒、打分、修正，以保障实操训练的规范化和安全性。所有实训项目均可交互和重复(如图3所示)。

图3 Seldinger穿刺术实训步骤之一

2．2．2 病例库浏览 登陆后，点击病例库模块任务栏，进入病例类型选择界面，学生可以选择所需的病例进行学习，包括病例详情、虚拟实训、图像分析、参阅临床诊断报告、问题讨论交流、自测练习、课件点播，等。在该界面，学生只能浏览，不能进行信息修改。

2．2．3 考试管理 通过平台，可以方便实现考试的组织与管理。教师将考试设置好后，学生通过登陆考试系统进行考试。分数统计与查询在考试完成之后。2．2．4 师生互动交流 在互动反馈模块，师生可以进行互动交流。包括实时在线答疑、在线留言、发送离线消息，等。实时在线答疑室支持多人视频、文字或语音交流，实现同步网络课堂、共享白板，可保存聊天记录。

病例库浏览、考试管理及师生互动交流模块的设计参考了医学影像学PACS［4-5］系统软件设计。

3 平台使用效果及价值

3．1 平台使用效果

平台建成后，在学院2011级高职医学影像技术专业3个班(实验组:合计116人)进行了为期1年的研究性教学，与采用传统实践教学模式修学1年的2010级同专业学生(对照组:3个班，合计112人)进行了对比。两组学生年龄、性别、文化基础等差异无统计学意义(P＞0．05)，所学课程、选用教材、课时数、理论及实践授课教师均相同。统计分析采用SPSS 17．0软件包，差异显著性比较采用t检验，P＜0．05为差异有统计学意义。

3．1．1 考核成绩 课程结束后，两组均给予知识和能力点相同的实践考核，含笔试及操作，笔试闭卷、流水阅卷，操作现场打分，均100分制。统计分析显示，实验组的笔试及操作平均成绩均明显高于对照组(如表1所示)。

表1 两组学生实践考核成绩比较

3．1．2 问卷调查 对实验组116名学生进行问卷调查，回收且有效的答卷115份，回收率为99．14%。统计结果(如表2所示)显示，实验组对通过平台开展实践教学的满意度高，学习兴趣浓。97．4%的学生认为通过平台学习收获较大;82．6%的学生认为平台有较高的现实意义和推广价值。但也有学生对平台在某些方面的价值持否定态度。另有调查发现，98．5%的教师对平台的教学效果满意。

表2 学生对于通过平台开展实践教学的评价调查 n(%)

3．2 平台的应用价值

3．2．1 提高教师授课水平，增强课堂教学效果 平台收录了包含视频、图像、动画、声音、PPT、文本在内的教学资源，信息容量巨大。教师可以方便、快捷地检索到所需的图片和视频素材，直接调用。既节省了图片扫描或上网搜集的时间，又有效提高了多媒体课件的制作水平，使课件图文并茂、动静结合。改善传统纯理论、枯燥的讲授模式及纯文字的电子讲稿，课堂教学更加直观、形象、生动，便于学生理解、掌握所学内容，切实提高教师授课水平，激发学生学习的收获感和学习兴趣，增强课堂教学效果。通过平台，还可以轻松实现实时网络课堂、交流讨论、问题解答、布置评阅作业、知识巩固练习、考试评阅分析等教学活动，教学辅导更加便捷，对课堂教学给予有力支持。在中心平台上，教学视频播放更加流畅、迅捷，可支持多台终端机同时观看，并发用户在2 000个以内时，图像和声音效果均不受学生人数影响，工作效率明显改善，教学质量与传统教学模式相比显著提高。

3．2．2 优化实践教学模式，有利于学生学习实训

平台通过人机对话，克服了传统教学模式的不足，密切结合医学影像技术相关工作岗位需求，以培养学生职业岗位能力为核心，以就业为导向，基于临床实际职业情境设置了若干实训项目，实施“项目引导、任务驱动、基于工作过程展开教学”的理实一体化教学模式，将理论教学与实践技能训练合理融合。在教学活动中，教师边讲解、边示范操作，学生边听讲、边操作训练，教学互动、学练结合，让学生在虚拟仿真情境下、完成临床具体工作任务的过程中熟悉操作要领和流程、掌握相关知识、提高职业技能，培养岗位意识和敬业精神，实现岗位能力及综合素质的全面发展，在学校学习和临床实习之间架起了有效的桥梁。

借助平台，易于开展引导式、自主探究式、讨论分析式、网络协作式等灵活多样的学习方式。教师设置好学习内容和学习目标，学生可通过校园网内任意一终端机随时进入平台资源库，根据个人的学习兴趣和要求打开相应的内容进行自学，充分发挥学生的主体作用，教师在整个教学活动中，扮演组织者、协调者和指导者的角色。目标达成角色动画的开发使学习过程生动、活泼，充分激发学生探讨问题的欲望和学习兴趣，调动学生学习的积极性，有利于促进学生自主学习和主动学习。平台在很大程度上扩容了教学信息量，打破时空限制，延伸课堂教学，方便了学生课后学习、复习和巩固训练，提高教学效果，使实践操作考核简便易行，在培养职业型、技能型、应用型医学影像技术人才中能够发挥十分重要的作用。

3．2．3 促进医学影像技术专业学科建设，完善实践教学体系 平台提供了与临床影像科室一致的虚拟影像设备和实训情境，使实训操作虚拟化、现场化、形象化，实现全时空、无障碍学习，大大增加了学生动手实践的机会。学生可以在反复训练中逐渐规范和提高自己的实践操作能力，更好地适应将要从事的医学影像技术工作岗位需要。平台的开发，既可有效缓解当前医学影像技术专业校内实训基地设备不足、实践教学资源短缺的困境，又有利于提高该专业的实践教学质量，促进学科建设。同时，也是数字化、信息化、网络化环境下实践教学体系中不可缺少的现代化教学手段之一，是我国当前乃至今后深化职业教育教学改革、实现职业教育现代化的必然趋势。

4 反思及设想

实践证明，该课题组研发的高职医学影像技术专业网络虚拟实践教学平台提供了职场化的教学环境和海量化(约6．5T)的教学资源，保障了实践训练的标准化、规范化和安全性，实现了教学互动和可重复性，使临床与教学活动高度融合。平台的应用，较好地解决了医学影像技术专业学生核心技能课程的校内实训问题，既有利于提高该专业的实践教学质量，实现培养“高端技能型”医学影像技术人才的目标，又能够充分利用有限的办学资源，节约办学成本，实现和医院影像中心的资源共享，建立院校联合办学的新途径，是我国现有国情下解决高职医学影像技术专业实践教学困境的有效途径之一，具有一定的现实意义和推广价值。但运行过程中发现平台亦存在不足，如网络环境的稳定性对平台教学影响较大，系统安全性的保障有待进一步提高，软件开发及教学资源尚不完善，学生的计算机应用能力参差不齐，等，给平台实践教学的实施与管理带来了一定的困难。

今后的建设除了将现有模块内容不断扩充和完善外，我们将鼓励学科教师协作，有计划、有步骤地接入其他板块，开辟新的模块软件，创建具有学院特色的网络精品课程平台，实现精品资源共享，充分体现高等职业技术教育特色，不断提高学院的现代化教育教学水平，提高毕业生的职业竞争力，使高职医学影像技术专业教育具有更大的生存和发展空间。

［1］齐鹏飞，张凡．浅析医学影像技术专业人才培养的模式［J］．实用医技杂志，2008，15(31):4488-4489

［2］韩晓磊，杨延平，刘齐元．高职医学影像技术专业实践教学的调查研究［J］．中国医学教育技术，2014，28(2):221-224

［3］贾景磊，赫章英，纪强，等．医学影像专业数字仿真教学的实践与调查分析［J］．中国医学教育技术，2009，23(5):469-471

［4］周山，王海波，黄文亮．PACS系统在医学影像专业教学中的应用［J］．卫生职业教育，2012，30(7):44-45

［5］刘伟，曾以初，曹俊，等．医学影像网络教学资源中心的构建和应用［J］．卫生职业教育，2011，29(6):67-68