乐高机器人在医学检验技术的应用范文

【摘要】在国家大力推动大学生创新创业发展的大背景下，依托我校创新创业基地，开展校企合作，将乐高机器人与医学检验技术专业知识相融合，形成“检易人”项目，应用于医学检验技术专业实验教学中，做到实验教学与临床操作的无缝隙对接，实现了做中学、学中做，激发检验专业师生的创新创意思维，提升专业技能操作水平，全面提高综合应用能力。

【关键词】创新创意思维；检易人；医学检验；实验教学

近年来，国务院了一系列大学生创新创业相关支持文件［1-2］，文件明确指出，各高校需大力改革教学方法，加强教师关于创新创业教育教学的能力，强化创新创业实践，有效激发大学生创新创业灵感。教育部在通知文件中也指出［3］，为推动双创升级，促进高校毕业生自主创业，各高校要加强大学科技园、创业孵化基地等创新创业平台建设，为大学生创新创业提供场地支持。

1“检易人”介绍

根据上述文件要求，为了进一步推动大学生创新创业相关工作，我校医学检验技术专业以学校创新创业基地为平台，进一步开展校企合作，共建研发孵化基地，并成立创新创业导师人才库，组建师生团队，运用医学检验技术专业知识，结合乐高配件，搭建了能够进行智能化操作的“检易人”产品。“检易人”即进行简易医学检验技能操作的机器人，包括平板分区划线和标本摇匀。

2医学检验技术专业实验教学的现状分析

2.1验证性和重复性实验为主，缺乏主动思考　医学检验技术专业是实践性较强的专业，在核心课程的教学中，实验教学比例重、项目多，而且大多数为验证性和重复性实验，学生在实验操作过程中仅机械地操作，思维较为束缚，对于学习的主动性和创造性较为缺乏［4］。2.2手工操作为主，与临床检验科脱节　由于高校经费有限，且本着不浪费的理念，核心课程的实验内容大部分以手工操作为主，而随着现代科技的飞跃发展，临床检验科已基本实现仪器设备的自动化操作，校内实验教学对仪器设备知识的讲授较少，且学生在校期间接触临床检验科的机会较少，因此存在实验教学与临床操作脱节的现象［5］。

3“检易人”在医学检验技术专业实验教学中的应用

3.1平板分区划线　平板分区划线是《微生物学检验》［6］专业核心课程中重要的实验教学内容之一，也是部级行业技能操作竞赛的重要项目之一。目前，市面上存在分区划线操作相关的仪器设备，但是由于其准确度尚未达到理想状态，故未在临床检验科普及，而对于高校的实验教学，采购此类仪器设备是不理想的，也并不需要。由此，在创新创业导师的指导下，学生自由组队，在充分掌握分区划线的理论知识点和注意点后，通过小组讨论，设计了可行性方案，搭建了可操作的模型。用颜色数量一定、型号不同的乐高积木，搭建成一个正方形的框架，四角用于固定和承载，内置搭建一个正方形空间用于放置平皿，上方可固定一根接种环用于划线接种，在构建好的模型基础上，搭配相应的马达和传感器用于转动和操作。根据分区划线操作法的具体步骤要求，设定接种环划线的角度和力度，将相应程序编入乐高EV3微型主机内，把乐高EV3微型主机与搭建好的模型相连接，即可启动操作，完成机器人分区划线操作。见图1。3.2标本摇匀　标本摇匀是医学检验技术专业核心课程中最为普遍的操作内容之一，包括采血后的标本摇匀、检测前的标本摇匀等。标本摇匀时对摇匀力度等都有一定的要求，否则容易出现溶血等现象。临床检验科目前已有标本摇匀相关的仪器设备，但由于价格较贵，不适用于高校的实验教学。为了能与临床操作实现无缝隙对接，由学生设计了此模型。与平板分区划线操作的原理相同，用颜色数量一定、型号不同的乐高积木，根据不同的构思，搭建成正方形或长方形的框架，并搭建两个手臂用于夹住抗凝管（或促凝管），同样搭配相应马达和传感器用于转动和操作。根据标本摇匀的操作要求，设定手臂摇摆的角度和力度，将相应程序编入乐高EV3微型主机内，把乐高EV3微型主机与搭建好的模型相连接，即可启动操作，完成机器人标本摇匀操作。见图2。

4“检易人”项目学习效果评价

调研对象为我校2017级和2018级医学检验技术专业学生，其中2017级学生197人，2018级学生223人，共计420人。共发放调查问卷420份，回收有效问卷395份，回收率为94.0%。通过调查问卷，了解学生对“检易人”项目的学习情况。设计的调查问卷共分为3个维度，包括对“检易人”项目的态度、“检易人”项目的学习和能力提升情况、“检易人”项目的效果。见表1。4.1对“检易人”项目的态度　大部分学生在自身对乐高积木搭建感兴趣的基础上，对“检易人”在实验教学中的应用更加感兴趣，并认为可以将此类创新想法应用于其他课程的实验教学中。通过“检易人”项目，提高了他们对乐高积木搭建的兴趣，有98.3%的学生表示，如有机会愿意在实验教学外继图1平板分区划线模型续接触并学习乐高搭建。4.2“检易人”项目的学习和能力提升情况　此模块的调研结果显示，几乎100%的学生认为，通过“检易人”项目的学习，全面提高了他们的动手实践操作能力，对专业知识更易于理解和掌握，激发了他们的创新创意思维，提高了他们对学习的积极性和主动思考能力。在学习中遇到问题后，更偏向于通过动手实践的方式解决问题，学会了主动查阅资料，主动思考并解决问题。但是在“通过检易人项目，我学会了乐高EV3编程”这一题目中，仅85%的学生表示学会了编程，有15%的学生表示没有学会，经过分析发现，这15%的学生个人学习更偏向于文科方向，对逻辑思维的学习并不是特别感兴趣。4.3“检易人”项目的效果　通过“检易人”项目的学习，学生表示感受到了什么是“寓教于乐”，不再觉得学习是一种压力和负担，而是能够在快乐中学习到专业知识，并认为能与未来的临床岗位操作相对接，自身综合能力得到了全面提升。经过学习，学生们除了独立思考能力得到提高外，还认识到了团队合作的重要性，大部分学生表示已经对作品设计产生了自己的个性化方案，将会与老师和同学合作，延伸出更多的“检易人”产品。

5总结

5.1“检易人”项目是在研发孵化基地相关导师的指导下，通过校企合作，共同完成的系列产品。每一个模型的完成，都充分体现了师生团队的合作精神，发挥了团队的创造力和想象力，做到了因材施教，也达到了创新创意的效果，实现了做中学、学中做，与临床无缝隙对接。5.2让学生参与每一个模型产生的过程，如乐高零件的组装、传感器的调试和程序的编写等，特别是程序的编写，使其真正做到手脑并用，不仅培养了学生的技能操作水平，还锻炼了学生的规划能力和架构思维，通过完成以上任务，学生的创新创意思维和综合应用能力进一步得到提升。5.3“检易人”项目经过缜密地设计、细心地搭建和严谨地编程等程序，并仍在不断地进行改进和完善，特别是针对标本摇匀，不同的师生团队在后期完善过程中均针对标本摇匀进行了各项升级，打破了手臂摇匀的模式，创新了“巨无霸”“摇匀床”“摩天轮”“摇摆哥”等标本摇匀模型，其中“巨无霸”又再次升级为“旋转式”血液混匀器，“摇匀床”再次升级为“烧烤架摇匀床”。系列产品的完成，有力地证明了师生的创新创意思维已得到提升，在专业教学中融入创新点并将创新点进行普及和推广，让学生在浅显易懂的模型操作中掌握了各项专业知识。5.4在团队合作的努力下，“检易人”创新项目团队代表我校参加2019年“和职教杯”第二届福建省黄炎培职业教育奖创新创业大赛（高职组）荣获了最佳人气奖和铜奖，得到了专家的认可，并通过相关平台正在申报2项发明成果，为后期的进一步推广奠定了良好的基础。

作者：黄阿环 涂卓特 曾燕坤 邱国宾 罗金明 梁培栋 许贤圣 吴镐琛 李静宏 石焱芳