学术论著
*基金项目：广西医疗卫生适宜技术开发与推广应用项目(S2018005)“基于大数据手术室物资管理软件开发与应用研究”①广西医科大学第一附属医院导管手术麻醉室 广西 南宁 530021②广西医科大学第一附属医院计算机中心 广西 南宁 530021*通信作者：****************
作者简介：韦秋英，女，(1980- )，本科学历，主管护师，从事医学教育方向的研究工作。 [文章编号] 1672-8270(2021)11-0122-05 [中图分类号] R197.324 [文献标识码] A
Construction of an integrated intelligent medical simulation teaching platform/WEI Qiu-ying, NONG Chun-ying, GUAN Ni, et al//China Medical Equipment,2021,18(11):122-126.
[Abstract] Objective: T o construct an integrated intelligent medical simulation teaching platform, so as to provide integrated services with "teaching, learning and researching" for professional teaching of me
dicine, and to strengthen vocational skills of professional operation of medical teaching. Methods: This medical simulation teaching platform adopted the development thinking of separating front and rear ends, and the front end of this platform adopted active server pages (ASP).Net development technique, and the rear end of that adopted the design thinking of C# and model view controller (MVC) and the Server 2005 database of structured query language (SQL). Results: The developed and completed medical simulation teaching platform can satisfy the effective management of administrators for various users and teaching resources. T eachers can upload and manage teaching resources, and guide students to carry out the practice of medical simulation by this platform. And students can obtain various teaching resources and teaching video of teachers, and submit medical simulation teaching operation videos for obtaining the evaluation of teacher by this platform, and they can obtain favorable learning effects. Conclusion: The medical simulation teaching platform can achieve the aim of medical simulation teaching. It can aim at the basic knowledge of the course to explain them, and guide students to analyze and deal with disease cases with practice, and guide students to complete self-study and strengthen the effect of self-study.
[Key words] Medical simulation teaching; Active server pages (ASP).Net; Model view controller (MVC); Virtual simulation
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[First-author’s address] Anesthesia room of catheter operation, First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530021,China.
[摘要] 目的：构建一体化智慧型医学模拟教学平台，为医学专业教学提供“教、学、研”一体化服务，强化医学教学专业操作职业技能。方法：医学模拟教学平台采用前后端分离开发的思路，以及动态服务器页面(ASP).Net开发技术，构建医学模拟教学平台前台；后台采用C#、视图-模型-控制器(MVC)设计思想和结构化查询语言(SQL)Server 2005数据库。结果：开发完成的医学模拟教学平台能够满足管理员对各类用户及教学资源的有效管理；教师可上传与管理教学资源，指导学生医学模拟实践；学生可获取教师的各类教学资源和教学视频，通过医学模拟教学平台提交医学模拟教学操作视频供教师进行评价，并取得良好学习效果。结论：医学模拟教学平台能够达到医学模拟教学目的，针对课程的基础知识讲解指导学生进行实践性的病案例分析及处理，引导学生完成自学，强化自学效果。 [关键词] 医学模拟教学；动态服务器页面(ASP.Net)；视图-模型-控制器(MVC)；虚拟仿真DOI: 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2021.11.029
韦秋英① 农春莹① 关 妮① 刘晓余① 贺培钺① 刘菊梅① 许莹盈① 韦卓廷① 郑丽萍①* 刘存德②
一体化智慧型医学模拟教学平台构建
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中国医学装备2021年11月第18卷第11期 China Medical Equipment 2021 November V ol.18 No.11
随着信息技术在教育领域的不断应用和深入发展，教学内容的载体不再仅是教科书，而是新兴的多媒体与信息化相结合的模拟教学模式。近年来，高校愈发重视医学模拟教学，医学模拟教学广受各高校大学生喜爱，为提高医学模拟的工作效率和满足大学生的需求，有必要设计一套适用于各大高校医学模拟教学系统。当前，模拟教学领域吸引了国内外众多学者投入研究。虚拟仿真是在计算机中构建一个形象逼真的模型，人可以与模型交互，创造出与真实环境相同的情境，实现真实体验[1]。在教学中应用虚拟仿真技术，使学生能在交互式、情景式的虚拟仿真环境中进行学习。一种虚拟教学平台表明，与传统的教学模式相比较虚拟仿真教学可使学生真实体验实践操作环
境，感受体验到人机交互的实训环境，同时还可提高实训教学安全性，实训教学效果也得到一定程度的提升[2]。医学虚拟仿真教学平台可组建教学资源库，包括网络视频公开课、在线病例资源库等，通过网络实现资源共享，拓展了医学生自主学习的时间，可在模拟现实的虚拟环境里进行实验[3]。虚拟仿真实验教学平台利用信息技术与实验教学相结合，为师生提供安全便捷的学习平台，可有效培养学生的研究和创新能力[4]。
本研究设计并实现了一款一体化智慧型医学模拟教学平台[5]。平台基于前后台分离技术开发，前台使
用动态服务器页面(active server pages，ASP).Net 技术实现，后台使用C#技术实现；采用MySQL数
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中国医学装备2021年11月第18卷第11期一体化智慧型医学模拟教学平台构建*-韦秋英等
据库实现数据存取，可满足教师对于教学资源、教学
课程、教学模拟操作、作业布置、互动交流、考试
等管理的需求；有利于学生克服传统医学教学受限于
时间、地点的弊端，在平台上就能实现教学课程的学
习，模拟实际医学操作，增加医学操作经验，更好契
合医学注重实践的理念。
1 医学模拟教学平台技术路线
1.1 前台开发
医学模拟教学平台需满足较高的用户体验度及易于操作的需求。在前台开发过程中，选用ASP.NET技术实现对前端展示页面的编写，注重“以服务端为中心”的原则，前台数据将通过异步JavaScript和计算机技术可扩展标记语言(extensible markup language，XML)(asynchronous JavaScript and XML，AJAX)服务传递到后台进行处理，后台数据通过JavaScript 对象表示法(JavaScript object notation，JSON)格式语言传递到前台页面进行渲染[6-8]。前台开发技术既可满足平台页面的用户界面(user interface，UI)布局与渲染，又能实现对后台系统的数据双向交互，在美化平台的同时又能具备强大的交互功能。
1.2 后台开发
医学模拟教学平台后台开发使用C#语言，采用视图-模型-控制器(model view controller，MVC)模式对代码进行逻辑分层，程序分为模型、视图及控制器，模型层与后台数据库进行对接，负责实体模型的存取操作；视图负责对前台展示页面的渲染及数据交互；控制器实现对路由页面的转发与定位。后台数据库选用结构化查询语言(structured query language，SQL)Server 2005数据库，此款数据库相对Oracle数据库具备同样大容量数据存取能力，并且无需付费；相对MySQL数据库拥有较大数据量存取、高并发的优点，契合.Net Framework框架的开发理念[5]。
2 医学模拟教学平台功能需求
2.1 用户角功能需求
医学模拟教学平台设计的主要模块分为系统管理员、老师及学生用户，平台用户模型见图1。
管理员需可对医学模拟教学平台进行管理，同时审核、维护教师及学生教学资源相关信息，平台的统计信息将反馈给管理员。学生通过医学模拟教学平台可获得学习资源，通过平台与教师进行交流并参与平台考试，平台根据教师评价反馈相应评价结果，改善学生学习模式。教师需在平台中录入教学资源及制定
图1
平台用户模型图
评价标准，回答学生问题，并针对学习考试成绩给出相应评价结果[9]。
2.2 平台功能需求
平台管理员可通过平台管理用户信息，包括录入、修改系统用户信息，还可删除系统权限到期的用户信息，包括教师及学生信息等。教师可管理教学资源、教学案例、在线答疑、论坛系统、学生评价信息、批改管理作业、布置考试等。学生首先需学习相应的教学资源及教学案例，在学习过程中可使用知识笔记并进行模拟操作练习，针对教学中不理解的问题可申请在线答疑或是论坛留言供老师解答，还可上传教学操作视频及作业，获取考试评价结果；故学生的功能需求包括知识笔记推荐、模拟操作练习、在线答疑、论坛、操作视频上传、作业上传等。医学模拟教学平台需求示例见图2。
图2
平台功能需求示例图
3 医学模拟教学平台设计
根据需求分析，搭建系统整体框架对系统进行总体设计，再根据总体设计对系统进行详细设计开发。其中，系统总体设计是对需求分析的进一步实现，在设计过程中起着承上启下的作用。将系统划分为7个功能模块，分别为教学资源模块、教学课程模块、模拟操作模块、互动交流模块、练习考试模块、用户管理模块及数据分析模块，见图3。
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日喀则旅游攻略图3 平台整体功能模块架构图
3.1 教学资源模块
教学资源功能模块包括课程概要、课程内容、课程资源及课程视频。其中，课程概要是对该课程的简要描述，通过其可明确了解课程设计思想及课程主要讲述的护理方案；课程内容包括理论教学内容及
实验教学内容，理论教学内容为纯理论知识及专业术语，实验教学内容指对理论知识的操作能力，理论+实验的设计可使学生更直观的学习护理学中的知识点。教师可在课前将上述教学需要的资料信息上传至教学资源模块，上传后学生可在该功能模块中查看相关资料信息，并上传学习笔记。教学资源模块的结果图见图4。
图4 教学资源模块结构图
3.2 教学课程模块
教师通过系统的教师教学模块，可实现课程管理、学生在线考试管理、教师及学生相互交流并管理学生所属班级及管理个人基本信息。
(1)课程管理。管理教师所授课程信息，即在课前对该课程进行简单说明，论述包括上课内容、上课形式、考核方式等信息，使学生了解该课程主要内容[10]；同时，还可实现案例教学及课程作业管理，制定过程评价标准。
(2)互动交流。学生在学习过程中如遇问题，可通过在线答疑向教师发送疑惑，老师收到后进行解答；还可通过论坛系统，提出疑惑，供平台的教师及学生用户进行评论解答。
(3)考试系统。考试系统中存在不同课程的考试题库，学生可通过点击“开始考试”按钮进行相应课程的
考试，考试完毕后显示学生的考试成绩信息。
(4)班级管理。教师具有查看及修改学生班级信息的权限，可管理学生信息并发布班级公告信息，教师还可发布班级的过程评价成绩，成绩根据资源分享量、作业成绩、考试成绩、互动活跃度、过程活动记录5个指标进行评估。
(5)教师资源管理。教师可上传学习资料及教学所需资源信息，供学生下载并自主学习；同时，可更新教学资源信息。
(6)个人信息管理。教师可变更自身基本信息，更改登录密码等。
3.3 模拟操作模块
模拟操作模块的目的是提升学生模拟操作能力。该模块主要包括模拟操作评价、上传操作视频及模拟操作成绩三部分。学生可在教学课程功能中获取教师上传的模拟教学视频，根据视频进行模拟学习，再将模拟操作视频上传到模拟操作功能中，上传成功后学生间可相互讨论，老师给予评价。
3.4 互动交流模块
通过互动交流功能模块，老师可解答学生提出的疑难问题，学生之间也可探讨不同意见。故该模块设计中包括了在线答疑、论坛交流及知识推荐三部分。
(1)在线答疑。该功能主要是解决学生的疑难问题，如当老师上传学习资源后，学生在学习的过程中遇到了问题，则可通过在线答疑模块发布相关问题，等待老师解答。
(2)论坛交流。学生可在论坛搜索相关问题的帖子并浏览帖子内容，如无相关发帖，学生可自行发表相应问题帖，供其他学生及老师对帖子内容发表见解，答疑解惑。
(2)知识推荐。学生可通过该模块上传其在课后查阅到的相关书籍及知识点，既可分享知识也可记录学生阅读量。
3.5 练习考试模块
练习考试管理模块主要包括学生端考试系统及教师端考试系统。
(1)学生端考试系统。包括学生对课程掌握程度的自我测评以及参加学校组织的线上考试，学生考试完成后可在该模块查看成绩。学生在线自测主要包括单元自测及综合自测两部分。
(2)教师端考试系统。教师布置单元自测及综合自测的考试内容，设定相应题库，新增、修改或删除已有的考试题库信息。当学生考试完毕后，相应考试信息会汇总至教师的批改功能模块，教师线上批改学生考试信息，将学生成绩录入到系统，并可通过系统随
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时查看学生成绩[11]。3.6 用户管理模块
平台用户可通过用户管理模块功能实现对个人信息的更改，也可修改登录系统密码。4 医学模拟教学平台实现4.1 开发工具与开发环境
本系统设计使用Windows 2008的操作系统为开发平台[12]。利用.NET平台作为前台的开发工具，后台使用C#开发语言，数据库使用SQL Server 2005。基本浏览器与服务器(browser/server，B/S)的系统管理平台易于操作且页面设计相对独立，界面简单明了更利于新手操作[13]。其关键代码段如下：
private void InitializeComponent(){
S y s t e m.C o m p o n e n t M o d e l.ComponentResourceManager resources = new System.ComponentModel.ComponentResourceMan ager(typeof(FormLogin));
双鱼玉佩
this.panelControl1 = new DevExpress.XtraEditors.PanelControl();
this.labelControl1 = new DevExpress.XtraEditors.LabelControl();
this.labelControl2 = new DevExpress.XtraEditors.LabelControl();
his.labelControl3 = new DevExpress.XtraEditors.LabelControl();
t h i s.t e x t E d i t P a s s w o r d = n e w DevExpress.XtraEditors.TextEdit();
this.hyperlinkLabelControl1 = new DevExpress.XtraEditors.HyperlinkLabelControl();
this.labelControl4 = new DevExpress.XtraEditors.LabelControl();
this.radioGroup1 = new DevExpress.XtraEditors.RadioGroup();
this.radioButtonStudent = new System.Windows.Forms.RadioButton();
this.radioButtonTeacher = new System.Windows.Forms.RadioButton();
this.radioButtonAdmin = new System.Windows.Forms.RadioButton();
this.simpleButtonLogin = new DevExpress.XtraEditors.SimpleButton();
t h i s.s i m p l e B u t t o n E x i t = n e w DevExpress.XtraEditors.SimpleButton();
thisboBoxEditUserName = new DevExpress.XtraEditors.ComboBoxEdit();
((S y s t e m.C o m p o n e n t M o d e l.ISupportInitialize)(this.panelControl1)).BeginInit();
this.panelControl1.SuspendLayout(); ((System.ComponentModel.ISupportInitialize)(EditPassword.Properties)).BeginInit();
((S y s t e m.C o m p o n e n t M o d e l.ISupportInitialize)(this.radioGroup1.Properties)).BeginInit();
((S y s t e m.C o m p o n e n t M o d e l.ISupportInitialize)(thisboBoxEditUserName.Properties)).BeginInit();
this.SuspendLayout(); //
// panelControl1 //
this.panelControl1.Appearance.BackColor = System.Drawing.Color.Transparent;
this.panelControl1.Appearance.Options.UseBackColor = true;
this.panelControl1.BorderStyle = DevExpress.XtraEditors.Controls.BorderStyles.NoBorder;
this.panelControl1.Controls.Add(this.labelControl1);
this.panelControl1.Dock = System.Windows.Forms.DockStyle.Top;
this.panelControl1.Location = new System.Drawing.Point(0, 0);
t h i s.p a n e l C o n t r o l 1.N a m e = "panelControl1";
this.panelControl1.Size = new System.Drawing.Size(717, 126);
this.panelControl1.TabIndex = 0; //
// labelControl1 //
this.labelControl1.Appearance.Font = new System.Drawing.Font("华文行楷", 36F,
中国医学装备2021年11月第18卷第11期 一体化智慧型医学模拟教学平台构建*-韦秋英 等
学术论著
System.Drawing.FontStyle.Regular, System. Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));
this.labelControl1.Appearance.ForeColor = System.Drawing.SystemColors.ControlText;
this.labelControl1.Appearance.Options. UseFont = true;
this.labelControl1.Appearance.Options. UseForeColor = true;
this.labelControl1.ImageAlignToText = DevExpress.XtraEditors.ImageAlignToText. LeftCenter;
this.labelControl1.ImageOptions. Alignment = System.Drawing.ContentAlignment. MiddleLeft;
this.labelControl1.ImageOptions. Image = ((System.Drawing.Image)(resources. GetObject("labelControl1.ImageOptions.Image")));
this.labelControl1.Location = new System.Drawing.Point(68, 31);
t h i s.l a b e l C o n t r o l1.N a m e= "labelControl1";
this.labelControl1.Size = new System. Drawing.Size(549, 68);
this.labelControl1.TabIndex = 1;
this.labelControl1.Text = "医学模拟教学平台";
}
4.2 平台应用效果昆明大理丽江六日游
医学模拟教学平台自部署及使用以来，具有较强的可用性及可靠性，系统自2020年5月广西医科大学投入使用至今，未发生宕机及服务器故障，平台总访问量达3万余次，保证了广西医科大学教师及学
生对网络模拟教学的需求。开发之初考虑了平台的可拓展性，所有功能模块遵循“对修改封闭，对拓展开放”的原则，功能模块间独立性强，新增功能模块对已开发的模块影响较小。由于开发采用开源且免费的工具，在满足用户需求及系统需要的同时，还降低了平台开发成本。
5 结论南京地铁最新消息
本研究构建的医学模拟教学平台探索了信息化技术在当前医学模拟教学过程中的应用，满足教师对学生、课程、作业、考试等实体的管理，保证了学生在平台上学习教学视频、获取教学资源，进行模拟考试获取成绩的需要，具有广泛的应用前景。未来还需持续探索信息化在医学模拟教学方面的应用，真正朝医学教学信息网络化的高效管理方向发展。
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收稿日期：2021-04-11
中国医学装备2021年11月第18卷第11期一体化智慧型医学模拟教学平台构建*-韦秋英等
