醫(yī)學(xué)成像課程教育教學(xué)改革初探

周波 江少鋒 余祖龍

摘要：目的：針對(duì)醫(yī)學(xué)成像課程教學(xué)中存在的問題，以我校為例探索適合工科院校醫(yī)學(xué)成像技術(shù)教育教學(xué)的模式和策略改革。方法：對(duì)我校過去醫(yī)學(xué)成像教育模式中存在的問題進(jìn)行分析，提出通過優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容、借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、通過線上線下同步進(jìn)行的教育模式，綜合利用CBL和PBL教學(xué)方式。結(jié)果：教學(xué)效率得到顯著提高，提升了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。結(jié)論：通過教學(xué)改革，提高了醫(yī)學(xué)成像技術(shù)課程的教學(xué)效果，使學(xué)生理論水平和動(dòng)手能力都得到了提高。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)成像;生物醫(yī)學(xué)工程;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）36-0102-02

一、引言

醫(yī)學(xué)成像是生物醫(yī)學(xué)工程中非常重要的課程，既是大學(xué)物理、信號(hào)與線性系統(tǒng)、模擬、數(shù)字電路等課程的進(jìn)一步深入與具體應(yīng)用基礎(chǔ)，也為醫(yī)學(xué)圖像處理等課程提供了支持，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)用性。

二、存在問題

生物醫(yī)學(xué)工程屬于多學(xué)科交叉、涉及面廣的學(xué)科，將生命科學(xué)和多種工程學(xué)科有機(jī)結(jié)合在一起，從工程學(xué)的角度，多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段，其目的是解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題，保障人類健康，為疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)服務(wù)。醫(yī)學(xué)成像主要講述現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像的成像機(jī)理、算法、設(shè)備及應(yīng)用。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)除少數(shù)開辦在醫(yī)科院校外，大部分都在理工科和綜合學(xué)校，不同學(xué)校的側(cè)重點(diǎn)有所不同，但開設(shè)的課程大體類似。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備大都比較昂貴，大部分學(xué)校并不能提供醫(yī)學(xué)影像實(shí)物供教學(xué)使用。我校自2002年開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以來，醫(yī)學(xué)成像課程已經(jīng)歷了十幾載春秋，總結(jié)起來尚存不少問題。

1.課程內(nèi)容與課程學(xué)時(shí)數(shù)之間的問題。我校醫(yī)學(xué)成像課程共計(jì)32學(xué)時(shí)，其中理論30學(xué)時(shí)，這對(duì)于課堂和實(shí)踐教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、AI、CS等與成像的融合，醫(yī)學(xué)成像的內(nèi)容也得到豐富，因此，要將醫(yī)學(xué)成像的方方面面都在課堂上講授幾乎是不可能的。

2.教材內(nèi)容枯燥。當(dāng)前市面上醫(yī)學(xué)成像相關(guān)教材并不多，內(nèi)容設(shè)置多以理論推導(dǎo)、算法設(shè)計(jì)等為主，又或偏醫(yī)學(xué)診斷。大部分書籍配圖并不精美，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺比較無趣。

3.理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。醫(yī)學(xué)成像課程僅分配2學(xué)時(shí)用于實(shí)驗(yàn)，我校屬于典型的工科院校，醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，除一臺(tái)便攜式x光機(jī)和B超外并無其他成像實(shí)驗(yàn)設(shè)備供學(xué)生實(shí)踐，致使學(xué)生“只聞其聲，不知其形”。

4.教與學(xué)之間的問題。傳統(tǒng)教學(xué)模式將“教”和“學(xué)”割裂開來，使教學(xué)仍然處于“教師教，學(xué)生學(xué)”的“填鴨”方式，加之該課程中部分內(nèi)容難度大，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興致不高，無法在師生之間形成有效的互動(dòng)。

本文旨在分析我校多年來醫(yī)學(xué)成像教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合自身工科特色，提出相應(yīng)改革措施，探索醫(yī)學(xué)成像教學(xué)的新方法、新思路，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教育教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、教學(xué)改革措施

1.教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。本課程的目的在于使學(xué)生通過學(xué)習(xí)系統(tǒng)，掌握該醫(yī)學(xué)成像的基礎(chǔ)知識(shí)，了解最新發(fā)展方向。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上循序漸進(jìn)、相互補(bǔ)充、相輔相成。在講授過程中，相互比較，有助于加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。

2.改革教學(xué)模式。（1）建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。伴隨IT技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)成為教學(xué)的絕佳輔助平臺(tái)。借助天空教室等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將無法在課堂上展示的輔助材料放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過線上平臺(tái)為線下課堂提供必要的補(bǔ)充。為此，基于天空教室建立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，該平臺(tái)包括以下幾個(gè)欄目：①課程內(nèi)容：含醫(yī)學(xué)成像課程的所有信息，包括課程簡(jiǎn)介、PPT、重點(diǎn)難點(diǎn)、必要的參考書等。針對(duì)比較難以理解的磁共振成像原理與成像序列，提供生動(dòng)有趣的動(dòng)畫，有助于學(xué)生理解。參照國(guó)外教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在某些章節(jié)設(shè)置小項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究，通過具體設(shè)計(jì)或編程，體會(huì)臨床診斷圖像的實(shí)現(xiàn);追蹤MRM、JMR等雜志上的文獻(xiàn)，將醫(yī)學(xué)影像研究前沿及時(shí)提供給學(xué)生;采集行業(yè)資訊，為今后就業(yè)或考研提供必要的幫助。②師生互動(dòng)：建立學(xué)生提問、留言以及相互交流討論的平臺(tái)。③常見問題：將教學(xué)過程中學(xué)生常見的問題做詳細(xì)的解答，逐漸形成問答式百科全書。④自我測(cè)驗(yàn)：建立試題庫(kù)，供學(xué)生自我測(cè)驗(yàn)，并根據(jù)測(cè)驗(yàn)結(jié)果給出相應(yīng)的學(xué)習(xí)建議。⑤試一試、做一做：將網(wǎng)絡(luò)上免費(fèi)的原始數(shù)據(jù)鏈接到本欄目，學(xué)生可以利用這些資源練練手，提高動(dòng)手能力。（2）實(shí)踐教學(xué)改革。實(shí)踐教學(xué)是工程學(xué)科必不可少的一環(huán)，通過具體操作更加牢固地掌握理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神和科研意識(shí)。為此，增購(gòu)了超聲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及MRl仿真軟件。同時(shí)，借助fieldⅡ、k-wave等開源軟件等，讓學(xué)生可以進(jìn)行仿真練習(xí)。學(xué)生通過認(rèn)識(shí)、認(rèn)知、理解和應(yīng)用環(huán)節(jié)，達(dá)到以教學(xué)帶動(dòng)實(shí)踐、以實(shí)踐促進(jìn)教學(xué)，相輔相成，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生帶著問題去實(shí)踐，在實(shí)踐中解決問題。

3.課堂教學(xué)改革。課程教學(xué)采用課堂講授為主、線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)為輔的方式，設(shè)定某一主題讓學(xué)生提前查詢相關(guān)資料制作PPT在課堂上進(jìn)行講述，大家根據(jù)講述的內(nèi)容發(fā)表個(gè)人觀點(diǎn)，讓大家都參與進(jìn)來，從被動(dòng)聽講變成主動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)而激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。（1）選擇合適的教材及參考書，激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。相比較而言，外文書籍除提供比較精美的圖案外，還有利于增加學(xué)生的專業(yè)詞匯量。在PPT的制作上，使用高清、精美的圖片，可以提升視覺沖擊力，有效吸引學(xué)生的注意力。在課程講授上，善于將枯燥無味的復(fù)雜問題形象化，如在介紹MRI旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)時(shí)利用旋轉(zhuǎn)木馬進(jìn)行類比，介紹自旋、進(jìn)動(dòng)時(shí)采用太陽、地球進(jìn)行類比等，通過形象的類比，學(xué)生能在最短的時(shí)間內(nèi)接受新概念并理解。（2）事物總是發(fā)展的，因此，需要緊跟時(shí)代的步伐，不斷充實(shí)講課內(nèi)容。課程教學(xué)中將醫(yī)學(xué)成像與影像學(xué)和臨床相結(jié)合，形成案例式教學(xué)。在講授超聲成像中穿插利用超聲進(jìn)行高強(qiáng)度聚焦超聲（HI-Fu）治療、講授磁共振成像中穿插利用MRI在HIFU治療的術(shù)前定位、術(shù)中引導(dǎo)及術(shù)后療效評(píng)估的一攬子過程，以真實(shí)的案例為學(xué)生提供最新的成像應(yīng)用。（3）積極引導(dǎo)學(xué)生參與進(jìn)課堂，從“填鴨式”教學(xué)方式轉(zhuǎn)換到積極主動(dòng)的啟發(fā)、討論、協(xié)作和研究性的學(xué)習(xí)方式上來。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育中已普及以案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法（case based learning，CBL）和以問題為中心的學(xué)習(xí)方法（problem based learning，PBL），其教學(xué)效果已得到廣大師生的認(rèn)可。醫(yī)學(xué)成像課程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，能夠?qū)⑽锢韺W(xué)、數(shù)學(xué)、影像學(xué)和臨床學(xué)有效結(jié)合，非常適合將CBL和PBL相結(jié)合的教學(xué)模式。通過不同成像模式的實(shí)際案例分析，建立起以問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為主體和以教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教育，注重學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性和師生之間的有效互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探究，形成獨(dú)具特色的醫(yī)工模式。

四、結(jié)語

本文針對(duì)理工科院校醫(yī)學(xué)成像技術(shù)專業(yè)課程存在的諸多問題，以我校的實(shí)際情況為案例，提出教育教學(xué)改革的新思路和新方法。通過實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，證明這些改革措施能夠切實(shí)有效地提高教學(xué)效率，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，讓其更加牢固地掌握醫(yī)學(xué)成像的原理、算法及應(yīng)用，極大地?cái)U(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面。通過改革，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)雙促進(jìn)，提升了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。