繆月紅 楊 帆 陳 晉

貴州醫(yī)科大學(xué) 貴州貴陽(yáng) 550025

一、概述

生物醫(yī)學(xué)工程是運(yùn)用工程學(xué)的原理和方法，從分子、細(xì)胞、組織、器官、生命系統(tǒng)各層面研究并解決生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題，加深人類對(duì)生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，提高人類健康水平的綜合性學(xué)科。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域，它是指利用各種不同媒介作為信息載體，將人體內(nèi)部組織和器官的結(jié)構(gòu)、機(jī)能信息、生化信息等以影像的方式表現(xiàn)出來(lái)的各種設(shè)備，主要包括醫(yī)用X線機(jī)、X線計(jì)算機(jī)體層成像設(shè)備(X-CT)、磁共振成像設(shè)備(MRI)、超聲成像設(shè)備以及核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備等。由于醫(yī)學(xué)影像含有豐富的人體信息，可以幫助醫(yī)生了解人體內(nèi)部病變的類型、大小、形狀、位置等情況，從而為疾病的診斷和治療提供有效的依據(jù)。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是衛(wèi)生資源的重要組成部分，對(duì)生命科學(xué)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，是現(xiàn)代醫(yī)院必不可少的醫(yī)療設(shè)備?！搬t(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”是一門綜合性學(xué)科，主要研究醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、性能評(píng)價(jià)、臨床應(yīng)用、安裝維護(hù)、質(zhì)量保證，是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的核心課程。

二、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀

我校面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”這門課程，其課程性質(zhì)為專業(yè)必修課，授課學(xué)期為第6學(xué)期，授課學(xué)時(shí)為54學(xué)時(shí)，其中理論課36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18學(xué)時(shí)。課程內(nèi)容包括八大部分：普通X線成像設(shè)備、計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備(CR)、數(shù)字化X線成像設(shè)備(DR)、數(shù)字減影血管造影成像設(shè)備(DSA)、X-CT成像設(shè)備、MRI設(shè)備、超聲成像設(shè)備、核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。選用的教材是石明國(guó)、韓豐談主編，人民衛(wèi)生出版社于2016年出版的《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》。課程的教學(xué)目標(biāo)是使該專業(yè)的學(xué)生了解醫(yī)學(xué)影像設(shè)備領(lǐng)域的概貌；掌握大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)、性能評(píng)價(jià)以及應(yīng)用特點(diǎn)；具備研發(fā)、管理、安裝與維護(hù)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的基本能力；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)醫(yī)療行業(yè)的認(rèn)同、對(duì)中國(guó)制造的堅(jiān)信，樹立高尚的職業(yè)道德，弘揚(yáng)大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自豪感和愛(ài)國(guó)情懷。

然而，“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”課程在教學(xué)過(guò)程中存在著諸多問(wèn)題。第一，教學(xué)內(nèi)容多，課程學(xué)時(shí)少?！搬t(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容包括八種成像設(shè)備，而理論課課程僅有36學(xué)時(shí)，這對(duì)于大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。第二，知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜抽象。該門課程必須全面運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科知識(shí)來(lái)闡述影像設(shè)備的基本原理和基本結(jié)構(gòu)，涉及的知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜深?yuàn)W、抽象難懂。學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不僅需要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還需要有較強(qiáng)的邏輯思維能力和空間想象能力，這給教師的課堂講授以及學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了較大的難度。第三，教材知識(shí)結(jié)構(gòu)不完善，對(duì)于成像原理的介紹較少。而成像原理是基石，只有在掌握基本成像理論的基礎(chǔ)上，才能更好地理解儀器的硬件結(jié)構(gòu)和臨床應(yīng)用等。此外，近年來(lái)人工智能、半導(dǎo)體技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，不斷驅(qū)動(dòng)著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的升級(jí)換代，而所用教材的出版年份是2016年，且有些影像設(shè)備已被淘汰，難以滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的教學(xué)需求。第四，理論與實(shí)踐脫節(jié)。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備價(jià)格昂貴，普通院校難以將各種影像設(shè)備配備齊全，因此學(xué)生缺少動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

三、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”教學(xué)改革思路

“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”課程改革秉持以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代教育理念；不斷更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容組織形式；強(qiáng)化以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，解決教學(xué)內(nèi)容多，課程學(xué)時(shí)少的問(wèn)題；引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用儀器設(shè)備，精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案；不斷加強(qiáng)校院、校企合作，促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)；進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

四、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”教學(xué)改革舉措

(一)教學(xué)內(nèi)容改革

依據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，結(jié)合醫(yī)學(xué)影像設(shè)備行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理整合及優(yōu)化。

針對(duì)教材知識(shí)結(jié)構(gòu)不完善的問(wèn)題，我們選取了李真林、雷子喬主編，人民衛(wèi)生出版社于2016年出版的《醫(yī)學(xué)影像成像理論》作為參考教材，對(duì)成像原理部分的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充；引入《中國(guó)CT和MR雜志》《IEEE transaction on medical imaging》等期刊作為課外拓展閱讀材料；關(guān)注醫(yī)學(xué)影像設(shè)備領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會(huì)議，如北美放射學(xué)年會(huì)，獲取不同公司發(fā)布的最新影像技術(shù)和設(shè)備資料，從而對(duì)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行更新和拓展，進(jìn)一步豐富本課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

針對(duì)教學(xué)內(nèi)容多、課程學(xué)時(shí)少的問(wèn)題，我們舍棄CR等已被淘汰的影像設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容，且不拘泥于某一具體型號(hào)的影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)及電路，課堂上著重講解各類影像設(shè)備的成像原理、基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)及性能評(píng)價(jià)等共性的知識(shí)點(diǎn)。充分挖掘有關(guān)影像設(shè)備的安裝與維護(hù)方面的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，要求學(xué)生利用課后時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并對(duì)自主學(xué)習(xí)內(nèi)容提出學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求。學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，一方面可以打破傳統(tǒng)課時(shí)少的限制，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加豐富；另一方面可以將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。

(二)教學(xué)方法改革

課堂教學(xué)離不開(kāi)“教”與“學(xué)”的互動(dòng)，教學(xué)的最終目的是將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際。針對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜抽象、教師難講、學(xué)生難學(xué)的問(wèn)題，教師應(yīng)轉(zhuǎn)換教學(xué)思路，變革傳統(tǒng)的“灌輸式”課堂教學(xué)，采用現(xiàn)代化的教學(xué)方法，如以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法、思維導(dǎo)圖法等。

以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法是將學(xué)生置于問(wèn)題環(huán)境當(dāng)中，學(xué)生高度發(fā)揮主觀能動(dòng)性，充分利用已學(xué)知識(shí)，廣泛搜集領(lǐng)域信息，尋找問(wèn)題的解決方案。教師則是課堂的引導(dǎo)者，首先需要幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)，構(gòu)建認(rèn)知架構(gòu)，然后在此基礎(chǔ)上合理地設(shè)計(jì)問(wèn)題，指引學(xué)生解決問(wèn)題，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行有效評(píng)估。以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，其關(guān)鍵在于問(wèn)題的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備情況和思維能力，細(xì)致考量問(wèn)題的難易程度。如果問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)單，則不利于啟發(fā)學(xué)生，難以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；如果問(wèn)題難度較大，則會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，破壞學(xué)習(xí)興趣。只有難度適中的問(wèn)題，才能起到引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和持續(xù)學(xué)習(xí)意愿的作用。例如，工頻X線機(jī)燈絲加熱電路的空間電荷補(bǔ)償裝置部分，教師先對(duì)空間電荷的定義、空間電荷補(bǔ)償目的及補(bǔ)償原理進(jìn)行講解，然后設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)變壓器式空間電荷補(bǔ)償電路進(jìn)行分析；又如CT圖像重建算法中的傅里葉變換重建法部分，教師先對(duì)中心切片定理進(jìn)行講解，然后引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用中心切片定理來(lái)重建CT圖像。學(xué)生在解決以上問(wèn)題的過(guò)程中，不僅需要靈活應(yīng)用到本節(jié)課的新知識(shí)，還需要應(yīng)用到物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，通過(guò)啟發(fā)引導(dǎo)和相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的關(guān)聯(lián)、互補(bǔ)，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和解決問(wèn)題的能力。

思維導(dǎo)圖是一種表達(dá)發(fā)散性思維的工具，它利用圖形、關(guān)鍵字、顏色等要素，在各級(jí)主題之間建立鏈接，把單調(diào)乏味的文字信息變成具有高度組織性的彩色圖譜。利用思維導(dǎo)圖法對(duì)“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行加工整理，將知識(shí)脈絡(luò)用生動(dòng)的圖像表示出來(lái)，可以充分調(diào)動(dòng)左腦的詞匯、數(shù)字、分析、邏輯能力和右腦的色彩、空間、想象能力，從而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。圖文并茂的思維導(dǎo)圖不僅是一種將知識(shí)可視化的思維工具，還是一種將人腦發(fā)散性思考方式具體化的思維方法，將其整合到教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，可以將單一化、模塊化的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，有效加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅能促進(jìn)聯(lián)想，豐富知識(shí)架構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力和創(chuàng)造性思考能力。

(三)實(shí)踐教學(xué)改革

“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，因此必須高度重視實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)改革首要的是為學(xué)生創(chuàng)造豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)，其次是不斷優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，從基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型四個(gè)維度設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，努力將知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)融為一體，培養(yǎng)兼具理論知識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備專業(yè)技術(shù)人才。

為保障“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”實(shí)踐教學(xué)的順利開(kāi)展，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)水平，我校大力引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備，積極搭建醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。目前該平臺(tái)已具備影像設(shè)備學(xué)綜合試驗(yàn)臺(tái)、紐邁EDU MR20型核磁共振成像技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀、紐邁核磁共振分析應(yīng)用軟件、紐邁核磁共振成像軟件、紐邁核磁共振圖像處理軟件、紐邁MRI虛擬數(shù)據(jù)采集與圖像重建軟件、深圳時(shí)邁M60系列彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)以及附屬醫(yī)院淘汰的X線球管一個(gè)、超聲成像設(shè)備多臺(tái)。利用該平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下表所示。

“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及課時(shí)分配表

然而醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)際的設(shè)備安裝、維護(hù)及臨床應(yīng)用之間還存在一定的差距，為了使實(shí)踐教學(xué)盡可能貼近實(shí)際應(yīng)用，提高實(shí)踐教學(xué)的真實(shí)性、應(yīng)用性，我校還不斷加強(qiáng)校院、校企合作，努力搭建醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。醫(yī)科院校開(kāi)設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生在前六學(xué)期完成所有科目的課堂學(xué)習(xí)之后，將會(huì)在第七學(xué)期被安排到我校附屬醫(yī)院的影像科、超聲科、設(shè)備科等科室實(shí)習(xí)，部分優(yōu)秀的學(xué)生還有機(jī)會(huì)到上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司、貴陽(yáng)惠翼醫(yī)學(xué)影像科技有限公司等影像設(shè)備公司實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以親身接觸到各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，了解它們的使用與操作流程，深入體會(huì)設(shè)備的工作原理、基本構(gòu)成以及臨床應(yīng)用。特別是進(jìn)入公司實(shí)習(xí)的學(xué)生，可以進(jìn)入工廠了解影像設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以參與到影像設(shè)備的安裝、維修甚至研發(fā)等過(guò)程。通過(guò)這些寶貴的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，不僅可以加深學(xué)生對(duì)于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備知識(shí)的理解和掌握，并且能夠促使學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，為以后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

(四)教學(xué)評(píng)價(jià)改革

為了適應(yīng)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實(shí)踐教學(xué)方面的改革，不斷提高學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)積極性，提升教學(xué)質(zhì)量，需要摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，不斷加大對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核力度，豐富評(píng)價(jià)指標(biāo)。具體做法是將課堂表現(xiàn)成績(jī)、自主學(xué)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)按照20%、20%、20%、40%的比例計(jì)入總評(píng)成績(jī)。其中，課堂表現(xiàn)主要利用雨課堂進(jìn)行考核，主要包括考勤、回答問(wèn)題、課堂討論等方面；自主學(xué)習(xí)成績(jī)主要從網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí)情況、文獻(xiàn)閱讀情況、課后測(cè)試等方面進(jìn)行評(píng)定；實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要從實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行考查。

結(jié)語(yǔ)

“醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)”是一門具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性綜合性學(xué)科。在新工科建設(shè)教育背景下，為了進(jìn)一步提高課程教學(xué)質(zhì)量，我校教學(xué)團(tuán)隊(duì)深刻剖析教學(xué)過(guò)程中遇到的知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜抽象、教師難講、學(xué)生難學(xué)、教材不完善、課程學(xué)時(shí)少、理論與實(shí)踐脫節(jié)等一系列問(wèn)題，努力從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行教學(xué)改革的探索與實(shí)踐。具體做法是充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、學(xué)術(shù)會(huì)議、科研文獻(xiàn)等豐富教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容組織形式；采用先進(jìn)的教學(xué)方法，如以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法、思維導(dǎo)圖法等；搭建實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)；進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)方式，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，從而為國(guó)家培養(yǎng)更多高素質(zhì)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)技術(shù)人才。