樂高機(jī)器人在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用范文
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【摘要】在國家大力推動大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展的大背景下，依托我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，開展校企合作，將樂高機(jī)器人與醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)知識相融合，形成“檢易人”項(xiàng)目，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，做到實(shí)驗(yàn)教學(xué)與臨床操作的無縫隙對接，實(shí)現(xiàn)了做中學(xué)、學(xué)中做，激發(fā)檢驗(yàn)專業(yè)師生的創(chuàng)新創(chuàng)意思維，提升專業(yè)技能操作水平，全面提高綜合應(yīng)用能力。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新創(chuàng)意思維；檢易人；醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
近年來，國務(wù)院了一系列大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)支持文件［1-2］，文件明確指出，各高校需大力改革教學(xué)方法，加強(qiáng)教師關(guān)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)的能力，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，有效激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)靈感。教育部在通知文件中也指出［3］，為推動雙創(chuàng)升級，促進(jìn)高校畢業(yè)生自主創(chuàng)業(yè)，各高校要加強(qiáng)大學(xué)科技園、創(chuàng)業(yè)孵化基地等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設(shè)，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供場地支持。
1“檢易人”介紹
根據(jù)上述文件要求，為了進(jìn)一步推動大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)工作，我校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)以學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地為平臺，進(jìn)一步開展校企合作，共建研發(fā)孵化基地，并成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師人才庫，組建師生團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)知識，結(jié)合樂高配件，搭建了能夠進(jìn)行智能化操作的“檢易人”產(chǎn)品。“檢易人”即進(jìn)行簡易醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技能操作的機(jī)器人，包括平板分區(qū)劃線和標(biāo)本搖勻。
2醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析
2.1驗(yàn)證性和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏主動思考 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，在核心課程的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例重、項(xiàng)目多，而且大多數(shù)為驗(yàn)證性和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中僅機(jī)械地操作，思維較為束縛，對于學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性較為缺乏［4］。2.2手工操作為主，與臨床檢驗(yàn)科脫節(jié) 由于高校經(jīng)費(fèi)有限，且本著不浪費(fèi)的理念，核心課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大部分以手工操作為主，而隨著現(xiàn)代科技的飛躍發(fā)展，臨床檢驗(yàn)科已基本實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的自動化操作，校內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對儀器設(shè)備知識的講授較少，且學(xué)生在校期間接觸臨床檢驗(yàn)科的機(jī)會較少，因此存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與臨床操作脫節(jié)的現(xiàn)象［5］。
3“檢易人”在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1平板分區(qū)劃線 平板分區(qū)劃線是《微生物學(xué)檢驗(yàn)》［6］專業(yè)核心課程中重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之一，也是國家級行業(yè)技能操作競賽的重要項(xiàng)目之一。目前，市面上存在分區(qū)劃線操作相關(guān)的儀器設(shè)備，但是由于其準(zhǔn)確度尚未達(dá)到理想狀態(tài)，故未在臨床檢驗(yàn)科普及，而對于高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采購此類儀器設(shè)備是不理想的，也并不需要。由此，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生自由組隊(duì)，在充分掌握分區(qū)劃線的理論知識點(diǎn)和注意點(diǎn)后，通過小組討論，設(shè)計(jì)了可行性方案，搭建了可操作的模型。用顏色數(shù)量一定、型號不同的樂高積木，搭建成一個(gè)正方形的框架，四角用于固定和承載，內(nèi)置搭建一個(gè)正方形空間用于放置平皿，上方可固定一根接種環(huán)用于劃線接種，在構(gòu)建好的模型基礎(chǔ)上，搭配相應(yīng)的馬達(dá)和傳感器用于轉(zhuǎn)動和操作。根據(jù)分區(qū)劃線操作法的具體步驟要求，設(shè)定接種環(huán)劃線的角度和力度，將相應(yīng)程序編入樂高EV3微型主機(jī)內(nèi)，把樂高EV3微型主機(jī)與搭建好的模型相連接，即可啟動操作，完成機(jī)器人分區(qū)劃線操作。見圖1。3.2標(biāo)本搖勻 標(biāo)本搖勻是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)核心課程中最為普遍的操作內(nèi)容之一，包括采血后的標(biāo)本搖勻、檢測前的標(biāo)本搖勻等。標(biāo)本搖勻時(shí)對搖勻力度等都有一定的要求，否則容易出現(xiàn)溶血等現(xiàn)象。臨床檢驗(yàn)科目前已有標(biāo)本搖勻相關(guān)的儀器設(shè)備，但由于價(jià)格較貴，不適用于高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為了能與臨床操作實(shí)現(xiàn)無縫隙對接，由學(xué)生設(shè)計(jì)了此模型。與平板分區(qū)劃線操作的原理相同，用顏色數(shù)量一定、型號不同的樂高積木，根據(jù)不同的構(gòu)思，搭建成正方形或長方形的框架，并搭建兩個(gè)手臂用于夾住抗凝管（或促凝管），同樣搭配相應(yīng)馬達(dá)和傳感器用于轉(zhuǎn)動和操作。根據(jù)標(biāo)本搖勻的操作要求，設(shè)定手臂搖擺的角度和力度，將相應(yīng)程序編入樂高EV3微型主機(jī)內(nèi)，把樂高EV3微型主機(jī)與搭建好的模型相連接，即可啟動操作，完成機(jī)器人標(biāo)本搖勻操作。見圖2。
4“檢易人”項(xiàng)目學(xué)習(xí)效果評價(jià)
調(diào)研對象為我校2017級和2018級醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生，其中2017級學(xué)生197人，2018級學(xué)生223人，共計(jì)420人。共發(fā)放調(diào)查問卷420份，回收有效問卷395份，回收率為94.0%。通過調(diào)查問卷，了解學(xué)生對“檢易人”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)情況。設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷共分為3個(gè)維度，包括對“檢易人”項(xiàng)目的態(tài)度、“檢易人”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和能力提升情況、“檢易人”項(xiàng)目的效果。見表1。4.1對“檢易人”項(xiàng)目的態(tài)度 大部分學(xué)生在自身對樂高積木搭建感興趣的基礎(chǔ)上，對“檢易人”在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用更加感興趣，并認(rèn)為可以將此類創(chuàng)新想法應(yīng)用于其他課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過“檢易人”項(xiàng)目，提高了他們對樂高積木搭建的興趣，有98.3%的學(xué)生表示，如有機(jī)會愿意在實(shí)驗(yàn)教學(xué)外繼圖1平板分區(qū)劃線模型續(xù)接觸并學(xué)習(xí)樂高搭建。4.2“檢易人”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和能力提升情況 此模塊的調(diào)研結(jié)果顯示，幾乎100%的學(xué)生認(rèn)為，通過“檢易人”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，全面提高了他們的動手實(shí)踐操作能力，對專業(yè)知識更易于理解和掌握，激發(fā)了他們的創(chuàng)新創(chuàng)意思維，提高了他們對學(xué)習(xí)的積極性和主動思考能力。在學(xué)習(xí)中遇到問題后，更偏向于通過動手實(shí)踐的方式解決問題，學(xué)會了主動查閱資料，主動思考并解決問題。但是在“通過檢易人項(xiàng)目，我學(xué)會了樂高EV3編程”這一題目中，僅85%的學(xué)生表示學(xué)會了編程，有15%的學(xué)生表示沒有學(xué)會，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，這15%的學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)更偏向于文科方向，對邏輯思維的學(xué)習(xí)并不是特別感興趣。4.3“檢易人”項(xiàng)目的效果 通過“檢易人”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生表示感受到了什么是“寓教于樂”，不再覺得學(xué)習(xí)是一種壓力和負(fù)擔(dān)，而是能夠在快樂中學(xué)習(xí)到專業(yè)知識，并認(rèn)為能與未來的臨床崗位操作相對接，自身綜合能力得到了全面提升。經(jīng)過學(xué)習(xí)，學(xué)生們除了獨(dú)立思考能力得到提高外，還認(rèn)識到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，大部分學(xué)生表示已經(jīng)對作品設(shè)計(jì)產(chǎn)生了自己的個(gè)性化方案，將會與老師和同學(xué)合作，延伸出更多的“檢易人”產(chǎn)品。
5總結(jié)
5.1“檢易人”項(xiàng)目是在研發(fā)孵化基地相關(guān)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過校企合作，共同完成的系列產(chǎn)品。每一個(gè)模型的完成，都充分體現(xiàn)了師生團(tuán)隊(duì)的合作精神，發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力和想象力，做到了因材施教，也達(dá)到了創(chuàng)新創(chuàng)意的效果，實(shí)現(xiàn)了做中學(xué)、學(xué)中做，與臨床無縫隙對接。5.2讓學(xué)生參與每一個(gè)模型產(chǎn)生的過程，如樂高零件的組裝、傳感器的調(diào)試和程序的編寫等，特別是程序的編寫，使其真正做到手腦并用，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的技能操作水平，還鍛煉了學(xué)生的規(guī)劃能力和架構(gòu)思維，通過完成以上任務(wù)，學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)意思維和綜合應(yīng)用能力進(jìn)一步得到提升。5.3“檢易人”項(xiàng)目經(jīng)過縝密地設(shè)計(jì)、細(xì)心地搭建和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)鼐幊痰瘸绦颍⑷栽诓粩嗟剡M(jìn)行改進(jìn)和完善，特別是針對標(biāo)本搖勻，不同的師生團(tuán)隊(duì)在后期完善過程中均針對標(biāo)本搖勻進(jìn)行了各項(xiàng)升級，打破了手臂搖勻的模式，創(chuàng)新了“巨無霸”“搖勻床”“摩天輪”“搖擺哥”等標(biāo)本搖勻模型，其中“巨無霸”又再次升級為“旋轉(zhuǎn)式”血液混勻器，“搖勻床”再次升級為“燒烤架搖勻床”。系列產(chǎn)品的完成，有力地證明了師生的創(chuàng)新創(chuàng)意思維已得到提升，在專業(yè)教學(xué)中融入創(chuàng)新點(diǎn)并將創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行普及和推廣，讓學(xué)生在淺顯易懂的模型操作中掌握了各項(xiàng)專業(yè)知識。5.4在團(tuán)隊(duì)合作的努力下，“檢易人”創(chuàng)新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)代表我校參加2019年“和職教杯”第二屆福建省黃炎培職業(yè)教育獎(jiǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽（高職組）榮獲了最佳人氣獎(jiǎng)和銅獎(jiǎng)，得到了專家的認(rèn)可，并通過相關(guān)平臺正在申報(bào)2項(xiàng)發(fā)明成果，為后期的進(jìn)一步推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。
作者：黃阿環(huán) 涂卓特 曾燕坤 邱國賓 羅金明 梁培棟 許賢圣 吳鎬琛 李靜宏 石焱芳
