輔助自主教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)“三全育人”中的初探

張璋 張寧男楠

［摘 要］ 高校的傳統(tǒng)教育方法暴露出協(xié)同不足、聯(lián)動不夠等問題，為推動新時代高?！叭恕备窬值臉?gòu)建，本著以學(xué)生發(fā)展為中心的宗旨，以“醫(yī)學(xué)影像學(xué)”課程為例，聚焦教學(xué)實(shí)踐的具體問題，通過人工智能AI輔助自主學(xué)習(xí)的方式，運(yùn)用影像解剖學(xué)斷面標(biāo)本—影像教學(xué)片—PACS臨床病例“三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過“病理—臨床—影像”三結(jié)合、三統(tǒng)一教學(xué)方法，同時融入課程思政，對課堂內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)與改進(jìn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與反思，采用創(chuàng)新的自主教學(xué)模式解決具體痛點(diǎn)問題。

［關(guān)鍵詞］ 人工智能；醫(yī)學(xué)影像學(xué)；“三全育人”

［基金項目］ 2021— 2024年國家自然科學(xué)基金委員會國家自然科學(xué)基金面上項目“多發(fā)性硬化氧化損傷性炎癥、神經(jīng)退行性變及影像遺傳：一項基于擴(kuò)散和代謝的功能磁共振研究”（82071907）；2020—2023年天津市衛(wèi)生健康委員會天津市衛(wèi)生健康科技項目一般項目“冠狀動脈微循環(huán)阻力調(diào)節(jié)血流儲備分?jǐn)?shù)（FFR）與心肌血流量（MBF）作用體系的血流動力學(xué)機(jī)制”（MS20022）；2022—2023年吳階平醫(yī)學(xué)基金會吳階平基金會臨床科研專項資助基金“基于磁共振成像的AI腦部年齡預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究”（320.6750.2022-3-5）

［作者簡介］ 張 璋（1982—），男，天津人，博士，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科副主任醫(yī)師，副教授，主要從事心胸影像診斷學(xué)研究；張寧男楠（1983—），女，河南駐馬店人，博士，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科副主任醫(yī)師，副教授（通信作者），主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷學(xué)研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）20-0014-04［收稿日期］ 2022-04-22

一、醫(yī)學(xué)影像學(xué)科和“醫(yī)學(xué)影像學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)

天津醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院成立于1984年，是我國最早開展醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的高等本科教育院校，目前實(shí)行與天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科共建的運(yùn)行模式，通過基礎(chǔ)與臨床緊密結(jié)合的教學(xué)方式，逐步形成醫(yī)學(xué)影像學(xué)本科（五年制）、醫(yī)學(xué)影像學(xué)碩士、博士研究生相結(jié)合的多層次育人體系。學(xué)院設(shè)有5個教研室，2個本科專業(yè)，一級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)1個，博士專業(yè)學(xué)位授權(quán)領(lǐng)域1個，碩士專業(yè)學(xué)位授權(quán)領(lǐng)域1個。學(xué)院有國家級特色專業(yè)1個，天津市品牌專業(yè)1個，國家級精品資源共享課程1門，國家級精品課程1門；天津市級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心1個，天津市級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1個。醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)團(tuán)隊、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊獲得天津市教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊稱號。

天津醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院本著致力于培養(yǎng)具有家國情懷、醫(yī)德高尚、臨床基礎(chǔ)雄厚、影像知識豐富、科研潛力突出的醫(yī)學(xué)影像學(xué)人才的辦學(xué)定位，將“醫(yī)學(xué)影像學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)制定為：（1）教學(xué)思政：在教學(xué)過程中，通過人物介紹、典故講解、臨床案例解析，潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生樹立愛國、愛黨、敬業(yè)以及以患者為中心的理念。（2）知識水平：掌握各種影像學(xué)檢查方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其適應(yīng)證和禁忌證，掌握影像診斷原則和診斷報告的書寫方法，掌握各系統(tǒng)常見疾病的影像診斷與鑒別診斷要點(diǎn)，了解醫(yī)學(xué)影像學(xué)新技術(shù)的原理及其應(yīng)用范疇。（3）能力水平：具備醫(yī)學(xué)影像分析能力，形成正確的影像診斷思維，具備規(guī)范化書寫影像診斷報告的能力。

二、創(chuàng)新理念及思路

2017年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢下高校思想政治工作的意見》，提出堅持全員全過程全方位育人的基本原則［1］，因此我們既要針對當(dāng)代大學(xué)生的個性特點(diǎn)，以學(xué)生發(fā)展為中心，又要結(jié)合和發(fā)揮醫(yī)學(xué)影像學(xué)的優(yōu)勢和特色。醫(yī)學(xué)影像學(xué)屬于科學(xué)技術(shù)驅(qū)動型學(xué)科，其特點(diǎn)是發(fā)展非常快，總是走在醫(yī)學(xué)界的前沿，圖片存檔及通信系統(tǒng)（picture archiving and communication system， PACS）和圖像后處理的圖形界面，非常有利于學(xué)生進(jìn)行觀摩和操作，特別是近年來人工智能（artificial intelligence， AI）和相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使放射學(xué)進(jìn)入了新的時代。我們的創(chuàng)新理念及思路包括以下幾個方面：（1）運(yùn)用課程思政建設(shè)來解決大學(xué)生信仰不足、內(nèi)心世界空虛的問題。（2）利用AI調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力。（3）使用影像解剖學(xué)斷面標(biāo)本—影像教學(xué)片—PACS臨床病例“三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓書本知識有縱深、有延續(xù)。（4）通過以病例為中心的“以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法”（problem-based learning，PBL），使用“病理—臨床—影像”三結(jié)合、三統(tǒng)一的教學(xué)方法進(jìn)行全方位教學(xué)。

三、創(chuàng)新方法及途徑

（一）不要為了思政而思政

課程思政指以構(gòu)建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把立德樹人作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念。結(jié)合筆者的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，一般教學(xué)思政體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）醫(yī)學(xué)先輩的楷模作用。課堂中我們結(jié)合授課內(nèi)容介紹我校、我院的醫(yī)學(xué)大家，比如：放射醫(yī)學(xué)專家——吳恩惠教授，我們的老院長、老主任，全國高等學(xué)校教學(xué)名師，他主編的《頭部CT診斷學(xué)》（1985年）是我國第一部CT診斷學(xué)專著，影響了一代又一代影像人。介紹身邊的專家可以激發(fā)學(xué)生的榮譽(yù)感和自豪感，可以使他們循著先輩的足跡奮勇拼搏、砥礪前行。（2）體現(xiàn)出對患者的人文關(guān)懷。利用實(shí)際病例，通過患者的就醫(yī)過程和心路歷程，讓學(xué)生產(chǎn)生共情、感同身受，體會作為患者的不易與心傷?；仡櫹２死资难?，重溫醫(yī)學(xué)生誓言，滿腔熱情為人民服務(wù)，鉆研醫(yī)術(shù)，弘揚(yáng)醫(yī)德，為人民群眾提供更高水平、更加滿意的衛(wèi)生和健康服務(wù)。（3）通過國家政策堅定“四個自信”。如講到肺癌早期篩查時介紹我國的現(xiàn)狀：我國受癌癥困擾的家庭以千萬計，要實(shí)施癌癥防治行動，推進(jìn)預(yù)防篩查、早診早治和科研攻關(guān)，著力緩解民生的痛點(diǎn)。近年來我國癌癥發(fā)病率、死亡率呈逐年上升趨勢，給癌癥患者家庭和社會造成了重大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此要加快推進(jìn)癌癥的早期篩查和早診早治工作。國家癌癥中心已經(jīng)完成了全國40萬例肺癌高危人群的篩查，并積極構(gòu)建國家癌癥防控平臺，這與我們每個國民的生活、健康息息相關(guān)，體現(xiàn)出國家對人民健康的高度重視。同時，醫(yī)學(xué)生要堅定中國特色社會主義信念，牢固樹立“四個意識”、堅定“四個自信”、堅決做到“兩個維護(hù)”。

（二）AI激發(fā)求知熱情，增強(qiáng)動手能力

AI技術(shù)的革新推進(jìn)我們能夠更有效地利用影像數(shù)據(jù)，繼而更及時和更精確地做出診斷，為臨床提供更有效的信息和支持。AI與醫(yī)療的結(jié)合解決了臨床工作中的“痛點(diǎn)”問題，也為創(chuàng)新教學(xué)模式帶來了新機(jī)遇。2020年，一系列AI標(biāo)志性產(chǎn)品取得重大突破，在醫(yī)療等重點(diǎn)領(lǐng)域形成國際競爭優(yōu)勢，AI和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的融合進(jìn)一步深化，產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境也進(jìn)一步優(yōu)化。AI軟件具有可視化操作、簡單便捷的優(yōu)勢，非常適用于大學(xué)生進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。我們會在課堂上，增加AI軟件操作、PACS系統(tǒng)學(xué)習(xí)等實(shí)習(xí)內(nèi)容。我院專門建設(shè)了機(jī)房，設(shè)立專門的醫(yī)學(xué)影像實(shí)習(xí)課，讓學(xué)生可以在校園里體驗(yàn)一名影像科醫(yī)生的日常。

（三）影像解剖學(xué)斷面標(biāo)本—影像教學(xué)片—PACS臨床病例“三位一體”

影像解剖學(xué)斷面標(biāo)本—影像教學(xué)片—PACS臨床病例“三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是對于大學(xué)期間的書本知識進(jìn)行縱向深入挖掘，幫助學(xué)生回憶在大一學(xué)習(xí)“系統(tǒng)解剖學(xué)”“斷層解剖學(xué)”時看到的大體標(biāo)本，復(fù)習(xí)大三學(xué)習(xí)的“影像解剖學(xué)”線圖、輪廓圖，并動手畫示意圖，學(xué)習(xí)本堂課中的“醫(yī)學(xué)影像學(xué)”教學(xué)圖像，掌握基本影像學(xué)表現(xiàn)，并使用PACS系統(tǒng)中的實(shí)際臨床病例進(jìn)行驗(yàn)收和模擬。在教學(xué)過程中，不僅使學(xué)生掌握了基本概念、影像診斷的基礎(chǔ)知識，還注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力、歸納綜合能力和實(shí)際動手能力。鼓勵學(xué)生在預(yù)習(xí)階段去網(wǎng)上查詢知識（微信公眾號、知乎等媒介），組織學(xué)生做課前預(yù)習(xí)，并安排學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生自己組織材料，將一部分需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容，通過學(xué)生分組討論并提問的形式進(jìn)行教學(xué)，營造熱烈、活潑的學(xué)習(xí)氛圍。在自主學(xué)習(xí)后，教師進(jìn)行總結(jié)，并針對網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)App上的新媒介給予正確引導(dǎo)。新媒介的特點(diǎn)是科普性強(qiáng)，很多新知識推送快速、簡明、易學(xué)習(xí)，但通常這些內(nèi)容的專業(yè)性不強(qiáng)，沒有經(jīng)過專業(yè)人士的審核，一些專業(yè)術(shù)語和知識點(diǎn)表述不準(zhǔn)確。鼓勵學(xué)生合理利用好新媒介進(jìn)行學(xué)習(xí)，但要以課本、教學(xué)大綱、科學(xué)文獻(xiàn)［2］作為參考標(biāo)準(zhǔn)，去其糟粕、取其精華，完成好自主學(xué)習(xí)。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)影像資料和多媒體課件，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生的積極性，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)之余可以充分利用多種現(xiàn)代化手段進(jìn)行自學(xué)，鞏固所學(xué)知識，做到學(xué)以致用，開闊學(xué)生的視野，關(guān)注影像醫(yī)學(xué)的前沿進(jìn)展，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，拓展學(xué)生對知識的理解深度，提高學(xué)生的理論和實(shí)踐水平，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

（四）“病理—臨床—影像”三統(tǒng)一教學(xué)方法

通過病例導(dǎo)入和病例分析進(jìn)行PBL模式教學(xué)，按照“內(nèi)容分層次、在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展創(chuàng)新”的指導(dǎo)思想，積極探索解決實(shí)際病例需要用到的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識和臨床專業(yè)知識，理論與實(shí)踐結(jié)合，注重實(shí)際操作。做到臨床病史資料和影像學(xué)圖像不分家，同時通過手術(shù)病理結(jié)果來反饋之前的診斷，形成質(zhì)量控制閉環(huán)，使學(xué)生在擴(kuò)大知識面的同時，提高臨床診斷水平和解決臨床實(shí)際問題的能力。將“病理—臨床—影像”三者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在影像診斷基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加病例分析的實(shí)踐鍛煉，在臨床實(shí)習(xí)課中采用多種形式，如理論與實(shí)踐相結(jié)合、線下與線上相互補(bǔ)充的教學(xué)模式。組織學(xué)生在教師的引領(lǐng)下積極開展小組討論，鍛煉學(xué)生對影像解剖三維結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)思能力，培養(yǎng)正確的臨床影像診斷思路，提高學(xué)生的臨床疾病診斷能力。

四、創(chuàng)新效果及成果

（一）已獲得教學(xué)創(chuàng)新成果

本團(tuán)隊曾經(jīng)嘗試了“三明治”教學(xué)法與醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)的結(jié)合［3］。通過168名學(xué)生樣本中的“5分法”滿意度調(diào)查試卷結(jié)果顯示，90%以上的學(xué)生認(rèn)為“三明治”教學(xué)有助于提高臨床實(shí)踐能力，大部分學(xué)生對該教學(xué)法表現(xiàn)出濃厚的興趣，認(rèn)同該教學(xué)法培養(yǎng)了自學(xué)能力、語言表達(dá)能力及團(tuán)隊協(xié)作能力。另外，本團(tuán)隊曾使用AI輔助教學(xué)的方法，探索在短時間內(nèi)教授住院醫(yī)師有效掌握醫(yī)學(xué)影像技能的可行性［4］。通過對263名住院醫(yī)生的共計573個CTA病例的分析結(jié)果顯示，AI組和人工組的后處理圖像質(zhì)量無明顯差別，而AI組的報告書寫評分明顯高于人工組，AI組的后處理圖像及書寫報告的使用時間明顯較短，提示AI后處理圖像和結(jié)構(gòu)化報告模式有效地提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

（二）本次創(chuàng)新的初步成果

在本次教學(xué)評價過程中，采用教師和學(xué)生互評的方式，相互監(jiān)督促進(jìn)，即通過理論知識和臨床讀片等考核方式對學(xué)生的課程成績進(jìn)行評定；通過教師自我評價、校內(nèi)外專家評價和學(xué)生評價等方式對教師進(jìn)行監(jiān)督評價，提高教學(xué)水平。通過抽樣調(diào)查回訪結(jié)果可知，學(xué)生滿意率普遍較高，學(xué)生普遍認(rèn)為本課程堂課活潑、有生機(jī)，貼合生活中的一些實(shí)際問題（如查出肺結(jié)節(jié)應(yīng)該怎么辦？），話題性強(qiáng)，學(xué)生感興趣。課程引人入勝，能夠一直把學(xué)生的注意力集中在課堂的知識點(diǎn)上。很多學(xué)生表示課程非常有用，以后親朋好友遇到類似的問題，他們可以根據(jù)最新的中國肺癌篩查標(biāo)準(zhǔn)為大家排憂解難。

總之，通過本次課程的教學(xué)創(chuàng)新，我們聚焦教學(xué)實(shí)踐的具體問題（新時代大學(xué)生的特點(diǎn)、書本知識與實(shí)際應(yīng)用的割裂等痛點(diǎn)），通過課程思政、AI輔助自主學(xué)習(xí)、影像解剖學(xué)斷面標(biāo)本—影像教學(xué)片—PACS臨床病例“三位一體”、“病理—臨床—影像”三統(tǒng)一等教學(xué)方法和內(nèi)容的重構(gòu)與改進(jìn)，得到學(xué)生初步的認(rèn)可，并希望能夠分享我們的經(jīng)驗(yàn)和成功，為高校教學(xué)盡一份綿薄之力。

參考文獻(xiàn)

［1］中共中央，國務(wù)院.關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢下高校思想政治工作的意見［EB/OL］.（2017-02-27）［2022-04-05］.https：//www.gov.cn/xinwen/2017-02/27/content_5182502.htm.

［2］中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會.中國肺癌篩查標(biāo)準(zhǔn)（T/CPMA013-2020）［J］.中華腫瘤雜志，2021，43（1）：1-6.

［3］張璋，張寧男楠.“三明治”教學(xué)法在留學(xué)生醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探［J］.教育教學(xué)論壇，2016（27）：164-166.

［4］張寧男楠，張璋.人工智能輔助教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像規(guī)范化培訓(xùn)中的新探索［J］.教育教學(xué)論壇，2019（25）：176-178.

A Preliminary Study on Artificial Intelligent-assisted Autonomous Teaching in the Practice of “Three-wide Education” in Medical Imaging

ZHANG Zhang， ZHANG Ning-nan-nan

（Medical Imaging Department， Tianjin Medical University General Hospital， Tianjin 300052， China）

Abstract： The traditional college education method exposed the synergy of problems such as insufficient coordination and linkage. In order to promote the “three-wide education” pattern and to focus on students development， we took the medical imaging course as an example which focused on the specific problems of the teaching practice by using artificial intelligent-assisted autonomous teaching. We tried to integrate “cross section specimens of the imaging anatomy-typical image on class-clinical images of PACS” with “Pathology-clinics-imaging” teaching methods as well as the ideological and political education. We reconstructed and improved the content of the course， sum up experience and reflection to solve the specific pain points of education by using the innovative autonomous teaching pattern.

Key words： artificial intelligence; medical imaging; “three-wide education”