核工程與核技術專業(yè)開設輻射成像課程的教學探索

核工程與核技術專業(yè)開設輻射成像課程的教學探索

田麗霞，戴朝成,尚雷敏

(東華理工大學，江西 南昌 330013)

摘要：針對核醫(yī)學的迅猛發(fā)展對放療物理師人才需求現(xiàn)狀，結合核工程與核技術的專業(yè)特點，探討在該專業(yè)中開設輻射成像課程的必要性，并在教學內(nèi)容和方法等方面進行教學探索。通過這兩年的教學實踐，已經(jīng)取得了一定的成效。

關鍵詞：輻射成像;教學內(nèi)容;教學方法

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，主要從事核技術及輻射防護研究。

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A

田麗霞， 戴朝成, 尚雷敏.核工程與核技術專業(yè)開設輻射成像課程的教學探索[J].東華理工大學學報：社會科學版，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，它是核物理學與現(xiàn)代圖像理論相結合的產(chǎn)物。輻射成像技術在醫(yī)學診斷、工業(yè)無損檢測、安全檢查等方面都已經(jīng)得到了廣泛的應用，已經(jīng)成為21世紀發(fā)展最快的檢測和診斷技術手段之一[1,2]。但是，輻射成像技術在快速發(fā)展的同時，也對相應的專業(yè)人員提出了更高的要求，特別是近年來核醫(yī)學的迅猛發(fā)展，對從事放射性工作人才的需求也越來越旺盛。為了適應就業(yè)形勢的需求，東華理工大學核工程與地球物理學院結合核工程與核技術的專業(yè)特點，在大四階段設置了輻射成像專業(yè)方向，通過這兩年的教學實踐，已經(jīng)取得了一定的成效。

1核醫(yī)學的發(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備和技術的飛速發(fā)展，物理師在保證輻射安全，提高治療技術水平，為患者提供高質(zhì)量服務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)也由于設備和精確放療技術的發(fā)展不斷增加，同時所擔負的責任也越來越重。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：一是放療設備不足。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及核物理方面的專業(yè)知識，同時還要求掌握放療技術及其原理，熟悉一系列放射治療設備并能全面開發(fā)該設備的各種功能。此外，物理師還負有培訓本單位的劑量師和治療師在核物理方面的知識的責任[3-5]。

而東華理工大學核工程與核技術專業(yè)具有核科學與技術特色，以服務國防和地方經(jīng)濟建設為宗旨，旨在培養(yǎng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)學等學科工作的應用型人才。因此，針對學校核工程與核技術專業(yè)的專業(yè)特點及目前放射物理師技術人才亟缺的現(xiàn)狀，在原有課程的基礎上，增設《輻射成像》課程，使學生將所學的核物理知識和現(xiàn)代圖像理論緊密結合，熟悉現(xiàn)代的放射性診斷和治療技術及相應的醫(yī)學設備，掌握其原理并二次開發(fā)，從而增強學生的專業(yè)實踐和創(chuàng)新能力，是非常有必要的。

2輻射成像課程建設的目標與思路

2.1　 建設目標

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

2.2　建設思路

《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“適應國家和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需要，建立動態(tài)調(diào)整機制，不斷優(yōu)化高等教育結構。優(yōu)化學科專業(yè)、類型、層次結構，促進多學科交叉和融合。重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模?！币虼?，根據(jù)目前的社會發(fā)展對放療物理師的迫切需求，制定相應的課程計劃和課程標準，選定適合本專業(yè)的教材，通過課堂授課和課外參觀實習相結合的辦法把課程相關的內(nèi)容傳授給學生，并通過教學評價，教師評價和學生評價，對課程的教學效果進行修正和完善。

3教學內(nèi)容及方法

《輻射成像》是核工程與核技術專業(yè)的一門主要選修課。通過本課程的學習，使學生掌握目前常用的幾種核醫(yī)學成像及診斷技術的原理及特點，熟悉常用的放射診斷及治療醫(yī)學設備，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，為將來的實際工作打下理論基礎。

3.1　教學內(nèi)容

針對學校核工程與核技術專業(yè)特點及前序課程的安排，《輻射成像》教學內(nèi)容主要由X射線成像的物理學基礎、常見的核醫(yī)學成像方法、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構框圖

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出版社出版的《醫(yī)學成像系統(tǒng)》教材，該教材的知識脈絡和《輻射成像》課程要求一致，非常適合核工程與核技術專業(yè)的本科生學習[1]。

3.2　 教學方法與手段

《輻射成像》課程開設于第七學期，學生在開課前已經(jīng)系統(tǒng)地學習了核工程與核技術專業(yè)前期的基礎課程，如《原子核物理》《輻射劑量與防護》《核技術及應用》《核輻射測量原理》等，使得課程能夠順利開展。但《輻射成像》課程涉及的知識點比較零散和廣泛，且該門課程有很強的實用性，學生學習起來有一定的難度，因此我們結合實際應用對課程體系及進度進行合理的安排。

3.2.1對重點和難點內(nèi)容進行分析討論

由于該課程主要讓學生在有限的學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)強調(diào)過關于X射線的知識，這里就在原來的基礎上強調(diào)在醫(yī)學方面的應用；對于成像系統(tǒng)如CR拍片，X-TV成像，DDR成像的結構及原理，以及現(xiàn)代的CT技術，核磁共振技術，學生接觸的很少，即使偶爾在醫(yī)院接觸過，也只是局限于外觀，對其內(nèi)部結構及原理并不熟悉，因此，針對這種情況，一方面我們在教學中會結合大量的實際圖片來輔助教學，使學生有個直觀的印象，例如通過展示不同部位的CR圖像，使學生熟悉拍片的原理和局限性，將CT圖像與磁共振圖像進行對比，方便學生理解兩種成像方法的優(yōu)缺點。另一方面，將學生分成若干個興趣小組，對重要知識點進行分組討論，教師從旁指導，既活躍了課堂氣氛，又利于學生對所學知識的消化和理解，提高了教學效果。

3.2.2開展視頻化教學

《輻射成像》課程涵蓋的知識實用性非常強，學生從未親身接觸過相關內(nèi)容，此外，由于專業(yè)人數(shù)較多，實地去醫(yī)院參觀實習不太可行，為此，采取一種折衷的辦法，教師在課程講解中引入視頻、動畫等多媒體教學手段，大大提高了直觀性教學的比重，如可由本專業(yè)教師及學生代表去相關醫(yī)院的放療科室拍攝一些相關的教學記錄片，邀請醫(yī)院的專業(yè)人員現(xiàn)場操作講解，結合本專業(yè)的特點，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，使學生加深對該門課程的具體應用的理解，為以后走向工作崗位打下基礎。

3.2.3充分發(fā)揮網(wǎng)絡教學平臺的優(yōu)勢，創(chuàng)建網(wǎng)絡課程

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

3.2.4建立多層次的考核機制

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

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

4結束語

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

[參考文獻]

[1]周偉，方方，周建斌，等.射成像技術的初步應用研究[J].核電子學與探測技術，2011(2)：235-238.

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[3] 包尚聯(lián)，張懷岺，黃斐增.腫瘤放療物理和醫(yī)學物理師[J].物理學和高新技術，2004 (8) :593-596.

[4] 劉賢稱，季斌，陳不尤,等.放射治療學教學改革與實踐[J]. 管理與教育，2013(15)：125-128.

[5] 陳井影，趙素芬，高柏.國防緊缺專業(yè)“輻射防護與環(huán)境工程”實踐教學體系的構建與設想：以東華理工大學為例[J].東華理工大學：社會科學版，2011，30(3)：283-286.

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