计算机模拟麻醉设备学实验教学的研究与实践

计算机模拟麻醉设备学实验教学的研究与实践
摘要：计算机模拟麻醉设备学实验能够通过可视化界面详尽地描述整个实验内容，大大地方便了教师的指导与学生的学习，尽管不能代替真实实验，只能作为教学辅助手段，但提供了实验教学的一些新思路，可以有效提高实验教学效果，培养学生实际动手的能力和创新思维的能力。

关键词：计算机模拟；麻醉设备学实验；方法；局限
麻醉设备学课程是一门理论性、技术性、应用性很强的麻醉专业基础课。

通过该课程的教学，学生可以获得麻醉设备方面的基本理论知识和基本技能，培养分析问题、解决问题的能力，并为后续课程的学习打好基础。

实验是该门课程不可缺少的一个重要环节，它可使抽象的概念形象化，枯燥的内容趣味化，能够收到良好的教学效果，有利于培养学生的学习兴趣，提高其创新能力和实践动手能力。

然而，随着高等教育的学科发展和教学改革的进行，压缩了一些实验教学的学时，再加之高校扩招，在校学生巨增，这都给实验教学带来了冲击和压力。

因此，将模拟实验技术引入实验教学，以计算机辅助教学来补充常规教学，就显得非常必要了。

一、计算机模拟实验的必要性和实效性
与传统的实物实验相比，计算机模拟麻醉设备实验具有以下特点：
1.突破空间界限。

在常规实验教学中，我们不能观察分子、原子等微观物质的运动，学生难以建立起相应的物理表象。

我们通过计算机模拟，使微观物质可视化，从而为学生提供感性认识。

如模拟氧分子气进入肺，再进入血液的过程。

2.突破时问界限。

在麻醉设备实验中，有的用时较长，实验教学中费时较多，难以进行，如呼吸机、麻醉机的使用效果的观察；有的实验现象展现时间很短，学生难以观察清楚，如麻醉药物的弥散过程。

我们利用计算机模拟控制展示时间，并用按键控制程序将动态过程定格——展示过程的节点。

3.弥补设备的不足。

模拟实验不消耗器材，实验所需器材种类和数量不限制，实验成本低，且弥补了部分仪器设备内部结构和原理不直观的缺憾。

4.形象直观。

引入现代化教育手段，可以营造一种生动活泼、轻松愉快的教学氛围，其突出的特点就是直观性强，便于学生自学。

二、模拟实验教学的方法
利用现有的计算机，再加一套模拟麻醉实验的软件，就相当于建立了一个拥有先进设备的麻醉实验室。

学生在这个实验室里学习麻醉设备原理，模拟操作过程，实验变成了一件轻松愉快的事情。

将计算机技术与麻醉设备学的实验教学结
合起来，为麻醉设备学的教学改革找到了突破口。

目前，我们已经在麻醉专业的前期教学中进行了计算机和普通物理学的教学，学生对此有了初步的基础知识，然后再在实验开始前讲解它的用法，并利用模拟实验技术，让学生了解各种器件以及设备的使用方法，在计算机上对各种麻醉设备的参数进行测试。

学生掌握模拟实验技术后，可以给出实验要求，让他们自己设计实验方案(治疗方案)，在计算机上进行过程模拟操作通过后，再让学生仔细观察实物设备，进行实物实验和测试，要求学生记录实验数据，分析实验中产生的现象。

麻醉设备学课程考核题目和其他实验的部分课题也可以先通过模拟实验，然后通过实际操作实验的方法来完成。

学生通过简单模拟实验→简单实物实验→复杂模拟实验→综合性实物实验这一循序渐进的过程，不仅掌握了一定的实验技术和技巧，提高了动手能力、独立思考和独立操作能力，而且培养了学生从事科学实验研究的兴趣，收到较好的实验教学的效果。

三、模拟麻醉设备实验的设计制作及使用方法举例
1“计算机模拟麻醉设备学实验”软件内容概要
（1）实验目的、基本原理介绍；
(2）模拟实验；
（3）实验结果评价与分析；
（4）小测验；
（5）思考题。

2.“计算机模拟麻醉设备学实验”软件流程框图
3.“计算机模拟麻醉学实验”软件使用
（1）点击”模拟实验”文件夹目录下的star．exe便可启动程序。

鼠标器左键点击“进入”按钮，进入实验项目窗口。

在实验项目窗口中有五项实验，移动鼠标器选中一个实验项目，点击进入模拟实验界面。

在模拟实验界面右侧为菜单，菜单有如下内容：
1)实验目的和原理：鼠标点击用图片、文字介绍的实验目的、原理和实验材料。

2)实验方法和步骤：用视频、音频、图像、文字介绍实验的操作方法和步骤，实验仪器的连接和参数的设置和实验结果。

3)模拟实验：鼠标点击模拟实验，即可进入模拟实验窗口，可实现互动的麻醉设备学模拟实验。

4)思考题：鼠标点击后，会出现相关实验的思考题。

5)测验：选择测验，可进入测验窗口，答题结束有自动评分。

每一级窗口均设返回按钮和结束实验按钮。

四、模拟实验的局限性
通过上面的实例发现，仿真虚拟实验快速、方便、简洁，比较真实地模拟了整个实验的过程。

但是，与实际实验手段相比，必然存在一定的差异。

虚拟实验的局限性如下：
1.在测试设备参数时与实物测试有区别，模拟实验不能完全代替实物实验。

2.在实际实验时，尽管线路连接正确、参数选择正确，但有可能存在接触不良或其他原因，随时会出现各种可能的异常现象和故障。

实际实验过程中故障的检查和排除可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力，使其实践动手能力大大提高。

3.在计算机模拟技术中，难以模拟出实际系统中各种干扰信号的影响，很难完全反映出同一类型元器件参数的不一致性和实际设备性能的不稳定性。

实践表明，计算机辅助教学大大激发了学生的实验兴趣，提高了实验教学的质量，使学生学习由被动变主动、消极变积极，充分发挥了学生的创造性，使学生在点滴的进步中产生成就感，也使无缘使用各种新器件、新设备的学生有了更好更广泛的选择的机会。

但是必须强调，模拟实验只是实验教学必要的辅助手段，决不能代替真实的实验环境和实验环节，两者要相互补充、相互促进，才能更好地服务于培养创新人才的教学目标。

参考文献：
［1］宋象军．虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景［J］实验技术与
管理，2005(22)．
［2］罗南富应用小动物呼吸机实施吸入麻醉的体外模式［J］．四川大学学报：医学版,2002(2)
［3］金杰．远程教育中虚拟实验与虚拟仪器及技术的运用与前景［J］．电脑知识与技术,2005(4)。