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(dòng)不夠等問(wèn)題，為推動(dòng)新時(shí)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(wèn)題，通過(guò)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(guò)“病理—臨床—影像”三結(jié)合、三統(tǒng)一教學(xué)方法，同時(shí)融入課程思政，對(duì)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(wèn)題。

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

［基金項(xiàng)目］ 2021— 2024年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)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(xiàng)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(huì)天津市衛(wèi)生健康科技項(xiàng)目一般項(xiàng)目“冠狀動(dòng)脈微循環(huán)阻力調(diào)節(jié)血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（FFR）與心肌血流量（MBF）作用體系的血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制”（MS20022）；2022—2023年吳階平醫(yī)學(xué)基金會(huì)吳階平基金會(huì)臨床科研專項(xiàng)資助基金“基于磁共振成像的AI腦部年齡預(yù)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究”（320.6750.2022-3-5）

［作者簡(jiǎn)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(hào)］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 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(guó)最早開(kāi)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(guò)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(gè)教研室，2個(gè)本科專業(yè)，一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)1個(gè)，博士專業(yè)學(xué)位授權(quán)領(lǐng)域1個(gè)，碩士專業(yè)學(xué)位授權(quán)領(lǐng)域1個(gè)。學(xué)院有國(guó)家級(jí)特色專業(yè)1個(gè)，天津市品牌專業(yè)1個(gè)，國(guó)家級(jí)精品資源共享課程1門，國(guó)家級(jí)精品課程1門；天津市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心1個(gè)，天津市級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1個(gè)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得天津市教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)稱號(hào)。

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(guó)情懷、醫(yī)德高尚、臨床基礎(chǔ)雄厚、影像知識(shí)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(guò)程中，通過(guò)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(shù)立愛(ài)國(guó)、愛(ài)黨、敬業(yè)以及以患者為中心的理念。（2）知識(shí)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(bào)告的書寫方法，掌握各系統(tǒng)常見(jiàn)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(bào)告的能力。

二、創(chuàng)新理念及思路

2017年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見(jiàn)》，提出堅(jiān)持全員全過(guò)程全方位育人的基本原則［1］，因此我們既要針對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的個(gè)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(shì)和特色。醫(yī)學(xué)影像學(xué)屬于科學(xué)技術(shù)驅(qū)動(dòng)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(lái)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(shí)代。我們的創(chuàng)新理念及思路包括以下幾個(gè)方面：（1）運(yùn)用課程思政建設(shè)來(lái)解決大學(xué)生信仰不足、內(nèi)心世界空虛的問(wèn)題。（2）利用AI調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)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(shí)有縱深、有延續(xù)。（4）通過(guò)以病例為中心的“以問(wèn)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(shù)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(gè)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(zhǎng)、老主任，全國(guó)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(guó)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(duì)患者的人文關(guān)懷。利用實(shí)際病例，通過(guò)患者的就醫(yī)過(guò)程和心路歷程，讓學(xué)生產(chǎn)生共情、感同身受，體會(huì)作為患者的不易與心傷?；仡櫹２死资难裕販蒯t(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(guò)國(guó)家政策堅(jiān)定“四個(gè)自信”。如講到肺癌早期篩查時(shí)介紹我國(guó)的現(xiàn)狀：我國(guó)受癌癥困擾的家庭以千萬(wàn)計(jì)，要實(shí)施癌癥防治行動(dòng)，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(lái)我國(guó)癌癥發(fā)病率、死亡率呈逐年上升趨勢(shì)，給癌癥患者家庭和社會(huì)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(guó)家癌癥中心已經(jīng)完成了全國(guó)40萬(wàn)例肺癌高危人群的篩查，并積極構(gòu)建國(guó)家癌癥防控平臺(tái)，這與我們每個(gè)國(guó)民的生活、健康息息相關(guān)，體現(xiàn)出國(guó)家對(duì)人民健康的高度重視。同時(shí)，醫(yī)學(xué)生要堅(jiān)定中國(guó)特色社會(huì)主義信念，牢固樹(shù)立“四個(gè)意識(shí)”、堅(jiān)定“四個(gè)自信”、堅(jiān)決做到“兩個(gè)維護(hù)”。

（二）AI激發(fā)求知熱情，增強(qiáng)動(dòng)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(shí)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(wèn)題，也為創(chuàng)新教學(xué)模式帶來(lái)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(jiǎn)單便捷的優(yōu)勢(shì)，非常適用于大學(xué)生進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。我們會(huì)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(duì)于大學(xué)期間的書本知識(shí)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(shí)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(dòng)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(guò)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(shí)，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(dòng)手能力。鼓勵(lì)學(xué)生在預(yù)習(xí)階段去網(wǎng)上查詢知識(shí)（微信公眾號(hào)、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(guò)學(xué)生分組討論并提問(wèn)的形式進(jìn)行教學(xué)，營(yíng)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(duì)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(shí)推送快速、簡(jiǎn)明、易學(xué)習(xí)，但通常這些內(nèi)容的專業(yè)性不強(qiáng)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)人士的審核，一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)和知識(shí)點(diǎn)表述不準(zhǔn)確。鼓勵(lì)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(shí)，做到學(xué)以致用，開(kāi)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(shí)面，拓展學(xué)生對(duì)知識(shí)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(guò)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(kāi)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(shí)和臨床專業(yè)知識(shí)，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(shí)通過(guò)手術(shù)病理結(jié)果來(lái)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(shí)面的同時(shí)，提高臨床診斷水平和解決臨床實(shí)際問(wèn)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(kāi)展小組討論，鍛煉學(xué)生對(duì)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(duì)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(guò)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(duì)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(yǔ)言表達(dá)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。另外，本團(tuán)隊(duì)曾使用AI輔助教學(xué)的方法，探索在短時(shí)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(guò)對(duì)263名住院醫(yī)生的共計(jì)573個(gè)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(wú)明顯差別，而AI組的報(bào)告書寫評(píng)分明顯高于人工組，AI組的后處理圖像及書寫報(bào)告的使用時(shí)間明顯較短，提示AI后處理圖像和結(jié)構(gòu)化報(bào)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(píng)價(jià)過(guò)程中，采用教師和學(xué)生互評(píng)的方式，相互監(jiān)督促進(jìn)，即通過(guò)理論知識(shí)和臨床讀片等考核方式對(duì)學(xué)生的課程成績(jī)進(jìn)行評(píng)定；通過(guò)教師自我評(píng)價(jià)、校內(nèi)外專家評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)等方式對(duì)教師進(jìn)行監(jiān)督評(píng)價(jià)，提高教學(xué)水平。通過(guò)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(wèn)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(shí)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(wèn)題，他們可以根據(jù)最新的中國(guó)肺癌篩查標(biāo)準(zhǔn)為大家排憂解難。

總之，通過(guò)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(wèn)題（新時(shí)代大學(xué)生的特點(diǎn)、書本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的割裂等痛點(diǎn)），通過(guò)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(guó)務(wù)院.關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見(jiàn)［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(huì).中國(guó)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”