核工程與核技術(shù)專業(yè)開設(shè)輻射成像課程的教學(xué)探索

田麗霞，戴朝成,尚雷敏

(東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

摘要：針對核醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展對放療物理師人才需求現(xiàn)狀，結(jié)合核工程與核技術(shù)的專業(yè)特點(diǎn)，探討在該專業(yè)中開設(shè)輻射成像課程的必要性，并在教學(xué)內(nèi)容和方法等方面進(jìn)行教學(xué)探索。通過這兩年的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：輻射成像;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法

收稿日期：2014-12-11

作者簡介：田麗霞(1981—),女，河北石家莊人，講師，博士，主要從事核技術(shù)及輻射防護(hù)研究。

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

田麗霞， 戴朝成, 尚雷敏.核工程與核技術(shù)專業(yè)開設(shè)輻射成像課程的教學(xué)探索[J].東華理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2015，34(3)：277-279.

Tian Li-xia, Dai Chao-cheng, Shang Lei-min.The exploration on radiation imaging curriculum in nuclear engineering and technology [J].Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2015，34(3)：277-279.

《輻射成像》是利用與輻射有關(guān)的物理量在被測對象中的衰減規(guī)律或分布情況，獲得物體內(nèi)部的詳盡信息，通過電子計算機(jī)對這些信息作快速處理，最終重建被測物體的內(nèi)部圖像，它是核物理學(xué)與現(xiàn)代圖像理論相結(jié)合的產(chǎn)物。輻射成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)無損檢測、安全檢查等方面都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為21世紀(jì)發(fā)展最快的檢測和診斷技術(shù)手段之一[1,2]。但是，輻射成像技術(shù)在快速發(fā)展的同時，也對相應(yīng)的專業(yè)人員提出了更高的要求，特別是近年來核醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展，對從事放射性工作人才的需求也越來越旺盛。為了適應(yīng)就業(yè)形勢的需求，東華理工大學(xué)核工程與地球物理學(xué)院結(jié)合核工程與核技術(shù)的專業(yè)特點(diǎn)，在大四階段設(shè)置了輻射成像專業(yè)方向，通過這兩年的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)取得了一定的成效。

1核醫(yī)學(xué)的發(fā)展對放療物理師人才需求現(xiàn)狀

近年來資料顯示，我國癌癥發(fā)病率呈持續(xù)上升趨勢，并呈現(xiàn)年輕化趨勢，其中大約70%的癌癥病人在治療癌癥的過程中需要用放射治療，約有40%的癌癥可以用放療根治，因此，放療已成為治療惡性腫瘤的主要手段之一[3]。而放療物理師是放療過程中的非常重要的成員，特別是近年來隨著腫瘤放射治療設(shè)備和技術(shù)的飛速發(fā)展，物理師在保證輻射安全，提高治療技術(shù)水平，為患者提供高質(zhì)量服務(wù)等方面所起的作用也越來越重要。在歐美國家醫(yī)院里的腫瘤放療科，物理師作為一個職業(yè)已有很長的歷史，從事物理師職業(yè)的人數(shù)也由于設(shè)備和精確放療技術(shù)的發(fā)展不斷增加，同時所擔(dān)負(fù)的責(zé)任也越來越重。而在我國，接受放射治療的腫瘤患者僅占需要接受放療人數(shù)的30%左右，主要原因有兩點(diǎn)：一是放療設(shè)備不足。二是專業(yè)的放療物理師非常短缺。放療物理師不僅需要具備核技術(shù)及核物理方面的專業(yè)知識，同時還要求掌握放療技術(shù)及其原理，熟悉一系列放射治療設(shè)備并能全面開發(fā)該設(shè)備的各種功能。此外，物理師還負(fù)有培訓(xùn)本單位的劑量師和治療師在核物理方面的知識的責(zé)任[3-5]。

而東華理工大學(xué)核工程與核技術(shù)專業(yè)具有核科學(xué)與技術(shù)特色，以服務(wù)國防和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)為宗旨，旨在培養(yǎng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)學(xué)等學(xué)科工作的應(yīng)用型人才。因此，針對學(xué)校核工程與核技術(shù)專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)及目前放射物理師技術(shù)人才亟缺的現(xiàn)狀，在原有課程的基礎(chǔ)上，增設(shè)《輻射成像》課程，使學(xué)生將所學(xué)的核物理知識和現(xiàn)代圖像理論緊密結(jié)合，熟悉現(xiàn)代的放射性診斷和治療技術(shù)及相應(yīng)的醫(yī)學(xué)設(shè)備，掌握其原理并二次開發(fā)，從而增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐和創(chuàng)新能力，是非常有必要的。

2輻射成像課程建設(shè)的目標(biāo)與思路

2.1　 建設(shè)目標(biāo)

以學(xué)校核專業(yè)特色大平臺為基礎(chǔ)，充分利用學(xué)校在核類人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢，借助核工程與核技術(shù)專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計劃，著力提升學(xué)生的核專業(yè)素養(yǎng)，著力培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.2　建設(shè)思路

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出“適應(yīng)國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，建立動態(tài)調(diào)整機(jī)制，不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)。優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合。重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模。”因此，根據(jù)目前的社會發(fā)展對放療物理師的迫切需求，制定相應(yīng)的課程計劃和課程標(biāo)準(zhǔn)，選定適合本專業(yè)的教材，通過課堂授課和課外參觀實(shí)習(xí)相結(jié)合的辦法把課程相關(guān)的內(nèi)容傳授給學(xué)生，并通過教學(xué)評價，教師評價和學(xué)生評價，對課程的教學(xué)效果進(jìn)行修正和完善。

3教學(xué)內(nèi)容及方法

《輻射成像》是核工程與核技術(shù)專業(yè)的一門主要選修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握目前常用的幾種核醫(yī)學(xué)成像及診斷技術(shù)的原理及特點(diǎn)，熟悉常用的放射診斷及治療醫(yī)學(xué)設(shè)備，理解輻射成像系統(tǒng)中常見的幾種圖像重建算法、圖像后處理等方面的內(nèi)容，為將來的實(shí)際工作打下理論基礎(chǔ)。

3.1　教學(xué)內(nèi)容

針對學(xué)校核工程與核技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)及前序課程的安排，《輻射成像》教學(xué)內(nèi)容主要由X射線成像的物理學(xué)基礎(chǔ)、常見的核醫(yī)學(xué)成像方法、常見的醫(yī)用加速器簡介三大部分內(nèi)容，知識模塊如圖1所示。

圖1　輻射成像核心知識結(jié)構(gòu)框圖

由于市面上目前沒有專門《輻射成像》教材，因此我們根據(jù)該課程核心知識體系，課堂教材選用高上凱編著的由清華大學(xué)出版社出版的《醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)》教材，該教材的知識脈絡(luò)和《輻射成像》課程要求一致，非常適合核工程與核技術(shù)專業(yè)的本科生學(xué)習(xí)[1]。

3.2　 教學(xué)方法與手段

《輻射成像》課程開設(shè)于第七學(xué)期，學(xué)生在開課前已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了核工程與核技術(shù)專業(yè)前期的基礎(chǔ)課程，如《原子核物理》《輻射劑量與防護(hù)》《核技術(shù)及應(yīng)用》《核輻射測量原理》等，使得課程能夠順利開展。但《輻射成像》課程涉及的知識點(diǎn)比較零散和廣泛，且該門課程有很強(qiáng)的實(shí)用性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的難度，因此我們結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對課程體系及進(jìn)度進(jìn)行合理的安排。

3.2.1對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分析討論

由于該課程主要讓學(xué)生在有限的學(xué)時里對課程的核心知識有更深入的了解，比如前序課程里已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過關(guān)于X射線的知識，這里就在原來的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用；對于成像系統(tǒng)如CR拍片，X-TV成像，DDR成像的結(jié)構(gòu)及原理，以及現(xiàn)代的CT技術(shù)，核磁共振技術(shù)，學(xué)生接觸的很少，即使偶爾在醫(yī)院接觸過，也只是局限于外觀，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理并不熟悉，因此，針對這種情況，一方面我們在教學(xué)中會結(jié)合大量的實(shí)際圖片來輔助教學(xué)，使學(xué)生有個直觀的印象，例如通過展示不同部位的CR圖像，使學(xué)生熟悉拍片的原理和局限性，將CT圖像與磁共振圖像進(jìn)行對比，方便學(xué)生理解兩種成像方法的優(yōu)缺點(diǎn)。另一方面，將學(xué)生分成若干個興趣小組，對重要知識點(diǎn)進(jìn)行分組討論，教師從旁指導(dǎo)，既活躍了課堂氣氛，又利于學(xué)生對所學(xué)知識的消化和理解，提高了教學(xué)效果。

3.2.2開展視頻化教學(xué)

《輻射成像》課程涵蓋的知識實(shí)用性非常強(qiáng)，學(xué)生從未親身接觸過相關(guān)內(nèi)容，此外，由于專業(yè)人數(shù)較多，實(shí)地去醫(yī)院參觀實(shí)習(xí)不太可行，為此，采取一種折衷的辦法，教師在課程講解中引入視頻、動畫等多媒體教學(xué)手段，大大提高了直觀性教學(xué)的比重，如可由本專業(yè)教師及學(xué)生代表去相關(guān)醫(yī)院的放療科室拍攝一些相關(guān)的教學(xué)記錄片，邀請醫(yī)院的專業(yè)人員現(xiàn)場操作講解，結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)，提出一些針對性的問題，同時還可以跟蹤某些病人的具體案例，并將難以理解的內(nèi)容以動畫的形式形象地展示出來，使學(xué)生加深對該門課程的具體應(yīng)用的理解，為以后走向工作崗位打下基礎(chǔ)。

3.2.3充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的優(yōu)勢，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)課程

在傳統(tǒng)課程授課的基礎(chǔ)上，依托學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，根據(jù)教學(xué)計劃及課程要求，建立了《輻射成像》網(wǎng)絡(luò)課程。學(xué)生課后可以隨時登陸網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺查詢與課程相關(guān)的課件、教案，以及教學(xué)視頻錄像等，從而鞏固和加深對所學(xué)知識的理解。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的建立，推動了課程信息化的步伐，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和積極性。

3.2.4建立多層次的考核機(jī)制

鑒于該門課程的特點(diǎn)，我們在采用傳統(tǒng)的期末考試形式的基礎(chǔ)上，采用多層次考核方式，著重提高學(xué)生對知識的理解和運(yùn)用，如課程教學(xué)過程中的分組討論結(jié)果可以讓學(xué)生通過PPT的形式展示出來，教師對其進(jìn)行評分等等。

同時，為促進(jìn)課程的良性發(fā)展，實(shí)時地進(jìn)行教學(xué)效果評價是必不可少的。教學(xué)評價分為學(xué)生評價及教師評價。一方面，授課教師通過對已授課內(nèi)容進(jìn)行隨堂提問的形式，考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；另一方面，學(xué)生針對教師的教學(xué)方法及手段等進(jìn)行評價，考察教師的教學(xué)能力。根據(jù)評價結(jié)果，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生掌握知識的程度，及時調(diào)整教學(xué)方法，從而提高教學(xué)效果。

4結(jié)束語

在核工程與核技術(shù)專業(yè)開設(shè)《輻射成像》課程兩年來，通過精心組織授課內(nèi)容，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。從畢業(yè)生的情況來看，選修該方向的畢業(yè)生既具有核技術(shù)專業(yè)，又具備核醫(yī)學(xué)的相關(guān)知識，能夠快速融入到實(shí)際工作中，大大提高了到醫(yī)院就業(yè)的競爭力，拓寬了學(xué)生的就業(yè)渠道，為亟缺的核物理人才的培養(yǎng)提供了一定的幫助。

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The Exploration on Radiation Imaging Curriculum in Nuclear Engineering and Technology

TIAN Li-xia,DAI Chao-cheng,SHANG Lei-min

(EastChinaInstituteofTechnology,Nanchang330013,China)

Abstract：With the rapid development of nuclear medicine, radiotherapy physicists are badly needed. Based on this situation, and combined with the major characteristics of the nuclear engineering and technology, this paper explores the necessity of giving a course in the radiation imaging in this major, as well as the teaching contents and methods. Through the teaching practice in recent two years, some achievements have been achieved.

Key Words： radiation imaging; teaching contents; teaching methods