醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

吳艷茹 范素軍 張晶 楊海波 郝晨汝 池子強(qiáng) 張敬晶 孟燕軍 趙瑞斌

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

吳艷茹 范素軍 張晶 楊海波 郝晨汝 池子強(qiáng) 張敬晶 孟燕軍 趙瑞斌

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)是醫(yī)學(xué)影像專(zhuān)業(yè)和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，本課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信息量大，晦澀難懂，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程的教與學(xué)中出現(xiàn)并存在了諸多問(wèn)題。從河北醫(yī)科大學(xué)的實(shí)際情況出發(fā)，從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)等四個(gè)方面進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)改革措施，從而提高了醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)效果和質(zhì)量。

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐中新的檢查技術(shù)和方法層出不窮，醫(yī)學(xué)影像學(xué)作為介于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁學(xué)科，在臨床中的重要地位開(kāi)始愈加重要。醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)是醫(yī)學(xué)影像專(zhuān)業(yè)和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要介紹X射線成像（模擬X射線成像、數(shù)字X射線成像及CT成像）、磁共振成像、超聲成像、核醫(yī)學(xué)成像等各種成像技術(shù)的相關(guān)概念、成像物理原理、各種圖像質(zhì)量的影響因素及影響因素的控制測(cè)量方法，以及圖像重建和圖像處理方法等內(nèi)容。醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生從物理角度深刻理解影像成像過(guò)程，為圖像診斷提供物理學(xué)依據(jù)，也為后續(xù)的影像其他課程學(xué)習(xí)鑄就有力的理論支撐[1]。無(wú)論學(xué)生將來(lái)從事影像技術(shù)、影像診斷還是放療工作，都需要醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)知識(shí)。

1 醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)是一個(gè)非常典型的多學(xué)科交叉課程，它囊括了物理、數(shù)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)等知識(shí)，可見(jiàn)此課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)之復(fù)雜，信息量之大。這些特點(diǎn)也導(dǎo)致了醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程的教學(xué)計(jì)劃與實(shí)際授課情況出現(xiàn)不適應(yīng)性，以河北醫(yī)科大學(xué)為例，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)內(nèi)容龐雜，但課程設(shè)置的教學(xué)時(shí)數(shù)少，造成了很多知識(shí)“一帶而過(guò)”或者不講，甚至由于學(xué)時(shí)的限制，有些重要的基礎(chǔ)理論無(wú)法進(jìn)行透徹講解，導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)難以圓滿完成。

（2）醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的很多物理知識(shí)抽象，不太容易理解，學(xué)生感到“虛”。大部分情況下，老師“辛苦”地講，學(xué)生“茫然”的學(xué)，如何讓學(xué)生直觀的去“觸摸”這些理論知識(shí)，是值得我們深思并解決的問(wèn)題。

（3）河北醫(yī)科大學(xué)的醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)由物理教研室承擔(dān)，因?yàn)樗急壤蛯W(xué)科知識(shí)的限制問(wèn)題，物理教研室的教師授課時(shí)過(guò)分專(zhuān)注于物理學(xué)知識(shí)的講授，而忽略了醫(yī)學(xué)影像內(nèi)容的講授，沒(méi)有將物理和影像知識(shí)有機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)則難以實(shí)現(xiàn)。

（4）醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的內(nèi)容晦澀難懂，極大限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。學(xué)生只是被動(dòng)的跟著授課教師學(xué)習(xí)，缺乏主動(dòng)探索的精神。

總之，醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等逐漸體現(xiàn)出對(duì)新興影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)的不適應(yīng)性，課程改革勢(shì)在必行。搭乘河北醫(yī)科大學(xué)新建影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)的“東風(fēng)”，從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面入手，著力解決醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程教學(xué)中出現(xiàn)的上述一系列問(wèn)題。

2 醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)改革措施

以多年的醫(yī)學(xué)物理、影像物理的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，借助附屬醫(yī)院老師的多年臨床影像技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)能駕馭現(xiàn)代化數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備、獲得患者檢查的清晰數(shù)字圖像、做出正確診斷或進(jìn)行治療的能力為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列的改革。

2.1 教學(xué)方式改革

打破由物理教研室單獨(dú)承擔(dān)醫(yī)學(xué)影像物理的教學(xué)方式，安排河北醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像科技師與物理教研室教師共同授課。教材內(nèi)容根據(jù)性質(zhì)特點(diǎn)分配，教材上的物理理論內(nèi)容由物理教研室老師講授，而影像學(xué)的內(nèi)容則由相應(yīng)的影像專(zhuān)科技師講授。以磁共振成像部分為例，晦澀難懂的磁共振物理基礎(chǔ)、弛豫和共振信號(hào)檢測(cè)弛豫及磁共振成像等內(nèi)容安排物理教研室教授授課，而與醫(yī)院的實(shí)用性緊密聯(lián)系的磁共振成像序列、磁共振血管成像、磁共振其他成像技術(shù)及磁共振成像的圖像質(zhì)量等內(nèi)容則由河北醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院的影像學(xué)院磁共振科室的技師主講。這樣的授課安排，不僅保證了學(xué)生學(xué)習(xí)的深度和精度，也保證了學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用發(fā)展的緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了物理和影像知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，建立了真正意義上的課堂和醫(yī)院的對(duì)接。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)內(nèi)容龐雜，物理知識(shí)抽象，不易理解。通過(guò)走訪河北醫(yī)科大學(xué)多家附屬醫(yī)院，與醫(yī)院的影像科和放射科技師們進(jìn)行座談，了解臨床實(shí)際需求，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化[2]。如已在醫(yī)學(xué)物理課程中重點(diǎn)過(guò)的X射線的基礎(chǔ)知識(shí)，如X射線產(chǎn)生條件、X射線產(chǎn)生裝置、X射線的性質(zhì)、X射線與物質(zhì)的相互作用、X射線的衰減等，將不再進(jìn)行重復(fù)、詳細(xì)講授，只進(jìn)行簡(jiǎn)單回顧，授課教師從模擬X射線開(kāi)始正式授課。課本上的有些內(nèi)容因?yàn)榕R床的不需要也進(jìn)行了刪減，如目前醫(yī)院里很少甚至不用增感屏，則X射線照片部分的醫(yī)用X膠片、增感屏、屏片組合等內(nèi)容被刪除。考慮到數(shù)字成像膠片的特性曲線和醫(yī)用X膠片的特性曲線一致，且入職考試還會(huì)涉及此內(nèi)容，因此課上只對(duì)醫(yī)用X膠片的膠片特性曲線進(jìn)行講解。

經(jīng)過(guò)上述一系列的刪減、整合、優(yōu)化，授課內(nèi)容基本做到了重點(diǎn)突出，也相應(yīng)地節(jié)約出了一些課時(shí)，可以利用這些課時(shí)給學(xué)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)、新手段的講解[3]，以適應(yīng)科技的進(jìn)步，避免學(xué)生畢業(yè)就與社會(huì)“脫節(jié)”的現(xiàn)象。

2.3 教學(xué)手段改革

首先，摒除教師上課“滔滔不絕”的授課方法，不再進(jìn)行簡(jiǎn)單的“由外而內(nèi)”的灌輸，要確立學(xué)生的主體地位，提倡研究性教學(xué)，多促進(jìn)學(xué)生的思考行為，從而有效進(jìn)行知識(shí)的個(gè)體吸收轉(zhuǎn)化。其次，利用代化教學(xué)手段，如使用多媒體進(jìn)行教學(xué)[4]，可以利用更多的圖形、動(dòng)畫(huà)、影音片斷等表現(xiàn)形式將枯燥的、晦澀難懂的理論知識(shí)表現(xiàn)的直觀，更易理解，從而可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再者，信息與通訊技術(shù)快速發(fā)展，當(dāng)代的大學(xué)生可以說(shuō)是時(shí)代弄潮兒，微博、QQ、微信等通訊手段已經(jīng)熟練掌握。作為“授課解惑”的師者，我們也要與時(shí)俱進(jìn)，充分利用這些現(xiàn)代化的手段進(jìn)行教學(xué)[5]。除去課堂教學(xué)，課外的延伸也尤為重要，如錄制一些“微課”。“微課”內(nèi)容可以是下次課的預(yù)習(xí)內(nèi)容提示講解，也可以是針對(duì)上次課的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)、難點(diǎn)和難題分析講解等等。也可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[6]，設(shè)置一個(gè)班級(jí)微信群，群內(nèi)的學(xué)生針對(duì)課堂內(nèi)容可以暢所欲言，授課教師和學(xué)生之間真正實(shí)現(xiàn)了交互式教學(xué)，互通有無(wú)。諸如此類(lèi)的現(xiàn)代化手段引入教學(xué)可以給學(xué)生提供充分自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，也可以說(shuō)真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣將被大大激發(fā)，學(xué)習(xí)效果也將大大提高。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

學(xué)習(xí)是一個(gè)“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐”的過(guò)程，醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)也應(yīng)遵循這個(gè)規(guī)律，在傳授學(xué)生理論知識(shí)同時(shí)，需要給學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，這樣才能吸收、鞏固理論知識(shí)。尤其對(duì)影像專(zhuān)業(yè)和影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，二者培養(yǎng)的是醫(yī)、理、工相結(jié)合的應(yīng)用型人才，學(xué)生的動(dòng)手能力的高低對(duì)今后的就業(yè)、工作有著巨大的影響。那么醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置則是尤為必要的，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、從“學(xué)會(huì)”向“會(huì)學(xué)”逐步過(guò)渡。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為支點(diǎn)，深化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[7-8]，以磁共振實(shí)驗(yàn)為例，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，設(shè)置了4次磁共振實(shí)驗(yàn)。前兩次實(shí)驗(yàn)課，利用新購(gòu)入的MRI虛擬數(shù)據(jù)采集與圖像重建軟件V2.0，設(shè)置了一系列的模擬實(shí)驗(yàn)，如硬脈沖FID序列測(cè)量拉莫爾頻率、硬脈沖確定脈沖射頻、電子勻場(chǎng)調(diào)節(jié)、采樣參數(shù)及電子學(xué)噪聲等對(duì)磁共振圖像的影響、不同序列的成像等等，使得學(xué)生“懸”著的影像物理理論知識(shí)變得可“觸摸”，安排兩次實(shí)驗(yàn)課完成，要求學(xué)生熟練掌握虛擬平臺(tái)的參數(shù)設(shè)置和調(diào)節(jié)。剩余的兩次的磁共振實(shí)驗(yàn)我們進(jìn)行實(shí)體機(jī)實(shí)驗(yàn)，首先使用NM120臺(tái)式核磁共振成像儀進(jìn)行MR弛豫的T1、T2測(cè)定、臨床常用序列（IR、FSE、FLAIR）掃描，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其次在最后的成像實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，掃描成像所用樣本沒(méi)有固定，學(xué)生可以任意找尋想要成像的東西，但是必須提前計(jì)劃好自選樣本需要的序列，參數(shù)等等。學(xué)生的熱情可謂空前高漲，找尋的樣本也是五花八門(mén)，如鵪鶉蛋、雞爪子、香腸、生豬肉等等。在實(shí)驗(yàn)教師（臨床技師）的幫助下，學(xué)生基本上都成功完成了實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐教學(xué)讓理論知識(shí)變成看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解決了學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力理論支撐問(wèn)題及實(shí)現(xiàn)了理論向?qū)嵺`的完美轉(zhuǎn)化，起到了事半功倍的效果。實(shí)踐教學(xué)也提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[9]，在我校的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，很多與醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)并已實(shí)施。

3 討論

在前衛(wèi)生部“課程整體優(yōu)化”的思想指導(dǎo)下，積極進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容整合，制定適合影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的基本教學(xué)內(nèi)容，有利于因業(yè)施教。推行實(shí)施“結(jié)對(duì)子”教學(xué)，學(xué)校教師和附屬醫(yī)院教師共同講授本課程內(nèi)容，摒除了以往各自為政的境況，可以有效地把理論知識(shí)和臨床應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)課堂和醫(yī)院的對(duì)接。結(jié)合臨床進(jìn)行教學(xué)，將一些新技術(shù)、新設(shè)備及時(shí)講解給學(xué)生，有利于因群施教。改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，引入研究性教學(xué)思想，深化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)給了學(xué)生一個(gè)非常直觀的印象，有助于學(xué)生對(duì)原理概念的理解和掌握，起到了事半功倍的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)興趣，有利于因人施教。在“以學(xué)生為中心、課上與課下相結(jié)合、教學(xué)和研究相結(jié)合”的理念指導(dǎo)下，面向影像技術(shù)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新精神，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

綜上所述，根據(jù)河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)際情況進(jìn)行的醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程教學(xué)改革效果良好，教學(xué)質(zhì)量取得了穩(wěn)步提高。

[1]吉強(qiáng)，洪洋．醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)[M]．北京：人民衛(wèi)生出版社，2014：3-5．

[2]丁曉東，王紹武，蓋立平．提高醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)效果的探討[J]．中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2013，30（4）：114-116．

[3]喬麗華，趙瑞斌，吳艷茹，等．醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革[J]．中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016，29（12）：97-98．

[4]武繼文，趙志剛，陳力敏．多媒體教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程中的思考與實(shí)踐[J]．時(shí)代教育，2012，8（13）：15-16．

[5]劉燕茹，石繼飛，史曉霞．基于多元化的醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)改革探索[J]．包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，32（11）：154-156．

[6]丁曉東，王紹武，蓋立平．醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)探究性教學(xué)探討與實(shí)踐[J]．中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2014，31（5）：5220-5222．

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[9]劉玉紅，王光昶，張建煒，等．《醫(yī)學(xué)影像物理》中學(xué)生的創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)[J]．中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2012，29（1）：3205-3207．

Teaching Reform and Practice in the Course of Medical Imaging Physics

WU Yanru FAN Sujun ZHANG Jing YANG Haibo HAO Chenru CHI Ziqiang ZHANG Jingjing MENG Yanjun ZHAO Ruibin,
College of Basic Medicine, Hebei Medical University, Shijiazhuang Hebei 050017, China

Medical image physics is an important basic course in medical imaging profession and medical imaging technology. Nevertheless, the complicated knowledge structure and a large amount of information in the course make it dif fi cult to understand. Therefore, there are many problems in the teaching and practicing on this course. In order to improve the teaching effect and quality, teaching reform of teaching methods, teaching contents, teaching methods and practice teaching have been implemented according to the actual situation of our school.

medical image physics; teaching reform; practice teaching

G642

A

1674-9308（2017）08-0007-03

10．3969/j．issn．1674-9308．2017．08．004

河北醫(yī)科大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2016YB-5）

基金項(xiàng)目：河北醫(yī)科大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2016YB-33）

基金項(xiàng)目：河北醫(yī)科大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2016PY-21）

基金項(xiàng)目：河北醫(yī)科大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2016PY-34）

河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北 石家莊 050017

趙瑞斌