家兔动脉血压调节虚拟仿真实验的设计与应用探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：探讨家兔动脉血压的调节实验项目的虚拟仿真设计思路，在教学应用过程的反思与体会，进而对虚拟仿真实验项目的设计提出修改建议，以待进一步提高机能学实验的教学质量。
关键词：实验设计 机能学实验 虚拟仿真
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）10-0104-01
机能实验学是由三门机能相关学科实验部分，有机融合形成的一门医学实践课程体系[1]，家兔动脉血压的调节是机能学实验经常开始的实验项目之一，该实验常规以家兔作为实验对象，由医学生按次序进行手术操作，包括：家兔捉拿、称重、麻醉、捆扎固定、备皮、切开颈部皮肤筋膜暴露气管、气管插管、游离神经、动脉插管，连接换能器与机能实验系统。后续加药观察不同神经体液因素对家兔动脉血压的影响，电刺激减压神经观察减压反射对心血管活动的调节等;实验过程操作复杂，极易失败，非常适合开展虚拟仿真实验辅助教学[2]。
一、虚拟仿真实验设计思路
在动脉血压调节实验中，学生操作易失误及危险性比较大的步骤是虚拟仿真或三维重现的切入点。
1.家兔的捉拿
实验用家兔一般比较温顺，常规捉拿是一只手抓住家兔颈背部皮肤轻轻提起，另一只手同时托起臀部。但是有些家兔性格可能比较暴躁，出现四肢乱抓、扭动和晃头等不配合动作，导致同学被抓伤或蹬扯伤。因此可在此项实地操作前，让学生观看虚拟仿真的家兔捉拿动画或播放微视频介绍捉拿要领和注意事项。从而降低学生动物捉拿的受伤概率。
2.家兔麻醉
抽取计算后麻药量后，找到家兔耳缘静脉，拔毛，用手指轻弹使静脉扩张，以便穿刺;用一手食指和中指夹住静脉近心端，拇指和无名指夹住静脉远心端，另一只手持注射器以远心端开始，准备穿刺进针。进针部位、角度、速度，进针前排空空气，进针后先回抽等等，注意事项繁多。注射麻药过程中先快后慢，同时主要麻醉效果的观察等。上述操作带教老师再三强调和示教后，仍有一至两组/室出现家兔麻醉操作不成功。上述步骤操作都非常适合做虚拟仿真的三维重建或微视频的录制，并采取局部区域放大镜放大操作;更有利于学生深入观察，并强化学习加深印象。
3.颈部备皮
颈部备皮操作不是太复杂，应用虚拟仿真操作的目的是可以重复观看示范的备皮步骤，并着重强调剪下的毛应及时放入污物缸，防止兔毛漂浮在空气中。
4.暴露气管和气管插管
家兔颈部手术是一项复杂的 操作，从皮肤切开到暴露气管，学生虽然手忙脚乱但是基本不会出现大的差错，关键点在暴露气管和插管。虚拟仿真重建的关键步骤就是气管的游离，包括止血钳的钝性分离，游离的气管长度5cm，穿线备用，气管下插入一止血钳起支撑固定的目的。切开气管的位置、切口，气管插管插入的方向及深度，丝线固定等均需要虚拟仿真重现设计或微视频制作，同时在三维重建或视频录制时要注意局部关键操作点的局部放大处理。
5.减压神经、迷走神经、颈总动脉分离与动脉插管
家兔气管插管完成后，在气管两侧的上方寻找颈动脉鞘。颈动脉鞘内包裹的结构依次为颈总动脉、减压神经（最细）、迷走神经（最细）、颈交感神经，尤其适合做虚拟仿真重建，并局部放大强调。颈总动脉游离4cm左右，穿线，近心端动脉夹夹闭，远心端丝线结扎;接下来用眼科剪在动脉近心端作一斜切口（剪短约1/3），插入动脉插管并结扎固定。上述微细操作均是虚拟仿真三维重建的关键点。
二、应用探讨
在传统的家兔动脉血压调节实验项目实施过程中，学生实验的成功率约在67%～78%之间，实验失败率大约每实验室1～2组。各项操作的准确程度参差不齐，遇到操作难题时仅靠回忆之前的教师示教或实验指导上的文字描述帮助有限。本实验项目虚拟仿真实验的辅助教学有效的弥补了上述缺陷。学生在开始实验前，预先观看虚拟仿真实验和观看实验操作微课程，了解了每一步实验操作的流程和注意事项;对操作要点和难点提前有了预判和再学习，有效增强了学生的动手能力，实验成功率明显提高。
在家兔动脉血压的调节实验项目实施过程中，首先开展虚拟仿真实验，让学生对整个实验的实施过程、操作重难点有了更清晰的认识;再实施动物实验，实验过程中出现技术难题可以向带教老师请教，也可以自主的再次观看虚拟仿真实验加以学习。同时实验步骤的虚拟仿真三维重建和录制的真实实验操作视频可以有机结合，双重呈现。避免虚拟实验的过于重虚而现实不足的弊端。
在机能学虚拟仿真实验的构建和实施过程中，一线教师和专业计算机网络人员的共同协作特别重要，由一线教师的虚拟实验设计思路，网络技术人员负责具体实施。最终打造虚实结合，线上与线下有效互动的机能学实验教学的新模式，更好的激发学生参与动物的激情，有效的提高机能学实验教学的质量。
参考文献
[1]丁洁，夏天娇，徐力致. 医学机能学实验教學改革中的问题及对策[J]. 医学理论与实践，2017，30（3）：462-463.
[2]陈明亮，葛振英，白慧玲，等. 基于医学虚拟仿真平台的翻转课堂在基础医学实验教学的应用[J].中国高等医学教育， 2016， （7）：95-96.
作者简介：李超彦（1981.10-）男 副教授 硕士 河南商丘人 研究方向：生理学及机能学实验教学工作
转载注明来源:https://www.xzbu.com/4/view-15022255.htm
