樂高機器人在醫學檢驗技術的應用范文

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【摘要】在國家大力推動大學生創新創業發展的大背景下，依托我校創新創業基地，開展校企合作，將樂高機器人與醫學檢驗技術專業知識相融合，形成“檢易人”項目，應用于醫學檢驗技術專業實驗教學中，做到實驗教學與臨床操作的無縫隙對接，實現了做中學、學中做，激發檢驗專業師生的創新創意思維，提升專業技能操作水平，全面提高綜合應用能力。

【關鍵詞】創新創意思維；檢易人；醫學檢驗；實驗教學

近年來，國務院了一系列大學生創新創業相關支持文件［1-2］，文件明確指出，各高校需大力改革教學方法，加強教師關于創新創業教育教學的能力，強化創新創業實踐，有效激發大學生創新創業靈感。教育部在通知文件中也指出［3］，為推動雙創升級，促進高校畢業生自主創業，各高校要加強大學科技園、創業孵化基地等創新創業平臺建設，為大學生創新創業提供場地支持。

1“檢易人”介紹

根據上述文件要求，為了進一步推動大學生創新創業相關工作，我校醫學檢驗技術專業以學校創新創業基地為平臺，進一步開展校企合作，共建研發孵化基地，并成立創新創業導師人才庫，組建師生團隊，運用醫學檢驗技術專業知識，結合樂高配件，搭建了能夠進行智能化操作的“檢易人”產品。“檢易人”即進行簡易醫學檢驗技能操作的機器人，包括平板分區劃線和標本搖勻。

2醫學檢驗技術專業實驗教學的現狀分析

2.1驗證性和重復性實驗為主，缺乏主動思考　醫學檢驗技術專業是實踐性較強的專業，在核心課程的教學中，實驗教學比例重、項目多，而且大多數為驗證性和重復性實驗，學生在實驗操作過程中僅機械地操作，思維較為束縛，對于學習的主動性和創造性較為缺乏［4］。2.2手工操作為主，與臨床檢驗科脫節　由于高校經費有限，且本著不浪費的理念，核心課程的實驗內容大部分以手工操作為主，而隨著現代科技的飛躍發展，臨床檢驗科已基本實現儀器設備的自動化操作，校內實驗教學對儀器設備知識的講授較少，且學生在校期間接觸臨床檢驗科的機會較少，因此存在實驗教學與臨床操作脫節的現象［5］。

3“檢易人”在醫學檢驗技術專業實驗教學中的應用

3.1平板分區劃線　平板分區劃線是《微生物學檢驗》［6］專業核心課程中重要的實驗教學內容之一，也是國家級行業技能操作競賽的重要項目之一。目前，市面上存在分區劃線操作相關的儀器設備，但是由于其準確度尚未達到理想狀態，故未在臨床檢驗科普及，而對于高校的實驗教學，采購此類儀器設備是不理想的，也并不需要。由此，在創新創業導師的指導下，學生自由組隊，在充分掌握分區劃線的理論知識點和注意點后，通過小組討論，設計了可行性方案，搭建了可操作的模型。用顏色數量一定、型號不同的樂高積木，搭建成一個正方形的框架，四角用于固定和承載，內置搭建一個正方形空間用于放置平皿，上方可固定一根接種環用于劃線接種，在構建好的模型基礎上，搭配相應的馬達和傳感器用于轉動和操作。根據分區劃線操作法的具體步驟要求，設定接種環劃線的角度和力度，將相應程序編入樂高EV3微型主機內，把樂高EV3微型主機與搭建好的模型相連接，即可啟動操作，完成機器人分區劃線操作。見圖1。3.2標本搖勻　標本搖勻是醫學檢驗技術專業核心課程中最為普遍的操作內容之一，包括采血后的標本搖勻、檢測前的標本搖勻等。標本搖勻時對搖勻力度等都有一定的要求，否則容易出現溶血等現象。臨床檢驗科目前已有標本搖勻相關的儀器設備，但由于價格較貴，不適用于高校的實驗教學。為了能與臨床操作實現無縫隙對接，由學生設計了此模型。與平板分區劃線操作的原理相同，用顏色數量一定、型號不同的樂高積木，根據不同的構思，搭建成正方形或長方形的框架，并搭建兩個手臂用于夾住抗凝管（或促凝管），同樣搭配相應馬達和傳感器用于轉動和操作。根據標本搖勻的操作要求，設定手臂搖擺的角度和力度，將相應程序編入樂高EV3微型主機內，把樂高EV3微型主機與搭建好的模型相連接，即可啟動操作，完成機器人標本搖勻操作。見圖2。

4“檢易人”項目學習效果評價

調研對象為我校2017級和2018級醫學檢驗技術專業學生，其中2017級學生197人，2018級學生223人，共計420人。共發放調查問卷420份，回收有效問卷395份，回收率為94.0%。通過調查問卷，了解學生對“檢易人”項目的學習情況。設計的調查問卷共分為3個維度，包括對“檢易人”項目的態度、“檢易人”項目的學習和能力提升情況、“檢易人”項目的效果。見表1。4.1對“檢易人”項目的態度　大部分學生在自身對樂高積木搭建感興趣的基礎上，對“檢易人”在實驗教學中的應用更加感興趣，并認為可以將此類創新想法應用于其他課程的實驗教學中。通過“檢易人”項目，提高了他們對樂高積木搭建的興趣，有98.3%的學生表示，如有機會愿意在實驗教學外繼圖1平板分區劃線模型續接觸并學習樂高搭建。4.2“檢易人”項目的學習和能力提升情況　此模塊的調研結果顯示，幾乎100%的學生認為，通過“檢易人”項目的學習，全面提高了他們的動手實踐操作能力，對專業知識更易于理解和掌握，激發了他們的創新創意思維，提高了他們對學習的積極性和主動思考能力。在學習中遇到問題后，更偏向于通過動手實踐的方式解決問題，學會了主動查閱資料，主動思考并解決問題。但是在“通過檢易人項目，我學會了樂高EV3編程”這一題目中，僅85%的學生表示學會了編程，有15%的學生表示沒有學會，經過分析發現，這15%的學生個人學習更偏向于文科方向，對邏輯思維的學習并不是特別感興趣。4.3“檢易人”項目的效果　通過“檢易人”項目的學習，學生表示感受到了什么是“寓教于樂”，不再覺得學習是一種壓力和負擔，而是能夠在快樂中學習到專業知識，并認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。經過學習，學生們除了獨立思考能力得到提高外，還認識到了團隊合作的重要性，大部分學生表示已經對作品設計產生了自己的個性化方案，將會與老師和同學合作，延伸出更多的“檢易人”產品。

5總結

5.1“檢易人”項目是在研發孵化基地相關導師的指導下，通過校企合作，共同完成的系列產品。每一個模型的完成，都充分體現了師生團隊的合作精神，發揮了團隊的創造力和想象力，做到了因材施教，也達到了創新創意的效果，實現了做中學、學中做，與臨床無縫隙對接。5.2讓學生參與每一個模型產生的過程，如樂高零件的組裝、傳感器的調試和程序的編寫等，特別是程序的編寫，使其真正做到手腦并用，不僅培養了學生的技能操作水平，還鍛煉了學生的規劃能力和架構思維，通過完成以上任務，學生的創新創意思維和綜合應用能力進一步得到提升。5.3“檢易人”項目經過縝密地設計、細心地搭建和嚴謹地編程等程序，并仍在不斷地進行改進和完善，特別是針對標本搖勻，不同的師生團隊在后期完善過程中均針對標本搖勻進行了各項升級，打破了手臂搖勻的模式，創新了“巨無霸”“搖勻床”“摩天輪”“搖擺哥”等標本搖勻模型，其中“巨無霸”又再次升級為“旋轉式”血液混勻器，“搖勻床”再次升級為“燒烤架搖勻床”。系列產品的完成，有力地證明了師生的創新創意思維已得到提升，在專業教學中融入創新點并將創新點進行普及和推廣，讓學生在淺顯易懂的模型操作中掌握了各項專業知識。5.4在團隊合作的努力下，“檢易人”創新項目團隊代表我校參加2019年“和職教杯”第二屆福建省黃炎培職業教育獎創新創業大賽（高職組）榮獲了最佳人氣獎和銅獎，得到了專家的認可，并通過相關平臺正在申報2項發明成果，為后期的進一步推廣奠定了良好的基礎。

作者：黃阿環 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