基于移動智能端的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)實驗室管理

趙曉曄 成靜 查干花 張玲

摘 ?要 為解決實驗室管理和實驗教學(xué)中存在的問題，提高實驗管理水平和實驗教學(xué)質(zhì)量，北方民族大學(xué)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)實驗中心充分利用學(xué)校信息化工具，依據(jù)該實驗中心的實際情況，加強(qiáng)信息化建設(shè)，將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實驗室管理和教學(xué)模式相結(jié)合。經(jīng)過實踐證實，該實驗中心的信息化措施在提高實驗室管理水平和促進(jìn)實驗教學(xué)模式改革中起到積極、有效的作用。

關(guān)鍵詞 移動客戶端;醫(yī)學(xué)影像技術(shù);實驗室管理;實驗教學(xué)模式;教務(wù)管理系統(tǒng);學(xué)習(xí)通;MOOC教學(xué)平臺;微課

中圖分類號：G482 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）18-0119-04

1 引言

隨著高等教育改革的不斷深化，特別是在教學(xué)評估和質(zhì)量工程建設(shè)的推動下，高校更加重視對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。然而，這些能力的培養(yǎng)離不開實驗室，實驗室對培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才有重大作用。隨著我國教育水平的不斷提高，各大高校實驗室設(shè)備數(shù)量日益增多，實驗室的開放時間也逐漸增加，而其管理水平提高緩慢，跟不上社會發(fā)展的步伐[2]。

近年來，我國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用及服務(wù)等方面取得積極發(fā)展，特別是以手機(jī)應(yīng)用為標(biāo)志的移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深入人心。中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的第四十四次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》[3]顯示，截至2019年6月，我國網(wǎng)民使用手機(jī)上網(wǎng)的比例達(dá)到99.1%，手機(jī)網(wǎng)民達(dá)到8.47億，在線教育用戶規(guī)模達(dá)到2.32億。

教育部于2012年3月13日發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》[4]提出：各級政府在教育經(jīng)費中按不低于8%的比例列支教育信息化經(jīng)費。一方面，基于移動客戶端的各類教育類學(xué)習(xí)軟件、平臺數(shù)量快速增加，蘋果在以“課外活動”為主題的春季發(fā)布會上宣布，App Store中上架的教育類應(yīng)用數(shù)量已達(dá)20萬個[5];另一方面，在高校，智能手機(jī)在學(xué)生和教師中的普及率十分高。這就為高校利用智能手機(jī)加強(qiáng)實驗室管理的移動信息化和實現(xiàn)實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)換提供了有力的技術(shù)支持。將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實驗室管理和教學(xué)模式相結(jié)合，利用已開發(fā)的基于移動智能端的多種APP，提升計算機(jī)實驗室信息化水平，提高高校教學(xué)科研質(zhì)量，是順應(yīng)時代發(fā)展的正確選擇[6]。

北方民族大學(xué)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)是北方民族大學(xué)與寧夏自治區(qū)人民醫(yī)院（簡稱寧夏人民醫(yī)院）雙方秉承“平等自愿、互惠互利、長期穩(wěn)定、共同發(fā)展”的原則，采取合作辦學(xué)的模式共同建立的專業(yè)。這種辦學(xué)模式有別于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)院—附屬醫(yī)院方法，合作雙方地位平等，共同建立了北方民族大學(xué)醫(yī)院影像技術(shù)實驗中心。

醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)具有較強(qiáng)的實踐性，實踐是提高學(xué)生專業(yè)技能的重要抓手。該專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案中增大了實踐環(huán)節(jié)比例，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為核心的實踐教學(xué)體系。加之，該實驗中心不僅面向全校開放，而且對醫(yī)院教師也開放，增加了管理的難度，對醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)的實驗室管理和實驗教學(xué)模式提出更高的要求。因此，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)實驗必須要向更加科學(xué)化、數(shù)字化和信息化的方向發(fā)展[7]，從而提高專業(yè)實驗室的服務(wù)質(zhì)量，推動實驗教學(xué)方法和手段改革，提高教學(xué)質(zhì)量。

2 實驗室基本情況

北方民族大學(xué)醫(yī)院影像技術(shù)專業(yè)實驗中心在建設(shè)中以夯實學(xué)生基礎(chǔ)、為進(jìn)入臨床實習(xí)做好準(zhǔn)備為目的，采取軟硬、虛實相結(jié)合的方式，重視信息化和數(shù)字化，如圖1所示。該實驗中心共七間實驗室，實驗用房約1100 m2，總資產(chǎn)約1000萬元。目前，實驗中心配有實驗室主任一人、實驗室技術(shù)人員一人、實驗室管理人員一人、實驗室學(xué)生助管一人。

實驗中心主要包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗系統(tǒng)、解剖學(xué)實驗系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像檢查技能實驗系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實驗系統(tǒng)和圖像分析實驗系統(tǒng)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室主要在現(xiàn)有生理學(xué)、生物化學(xué)實驗室的基礎(chǔ)上，引入生理學(xué)、病理學(xué)的虛擬仿真實驗?zāi)K。解剖學(xué)實驗系統(tǒng)采取“虛擬+模型+標(biāo)本”的方式，以虛擬解剖系統(tǒng)為紐帶，以為學(xué)生建立系統(tǒng)、斷層及影像之間直觀、立體的聯(lián)系為原則，直接為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)科服務(wù)。醫(yī)學(xué)影像檢查技能實驗系統(tǒng)主要由綜合實訓(xùn)中心和醫(yī)學(xué)影像虛擬仿真操作模塊組成，配有模擬仿真DR機(jī)。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實驗系統(tǒng)主要包括仿真和實操兩部分：仿真主要包括成像原理模塊和設(shè)備安裝模塊，其中成像原理模塊采用動畫方式生動演示X線成像過程、MRI成像過程和第一代CT至多層螺旋CT的成像過程，且學(xué)生可通過模擬軟件對MRI和CT的安裝及機(jī)房布局進(jìn)行操作;在實操部分，利用醫(yī)院舊CT、數(shù)字胃腸機(jī)和醫(yī)學(xué)設(shè)備核心器件（如球管）等建成綜合實訓(xùn)實驗。圖像分析實驗系統(tǒng)配有高性能圖文處理工作站，2M灰階及彩色醫(yī)用顯示器、PACS系統(tǒng)和MATLAB軟件，寧夏人民醫(yī)院教師以臨床病例為基礎(chǔ)，建有多病種、涵蓋多檢查方式的病例1000多例，涵蓋了MRI檢查、CT檢查、DR檢查、核醫(yī)學(xué)檢查和超聲檢查，為以病例為中心的教學(xué)提供了基礎(chǔ)。

3 實驗室管理和教學(xué)存在的問題

實驗管理人員不足 ?除了承擔(dān)本專業(yè)實驗教學(xué)和學(xué)生自主實驗學(xué)習(xí)外，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)實驗中心對全校開放，承擔(dān)法醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)技術(shù)與健康、性與生殖健康及運動解剖學(xué)等多門其他學(xué)院的課程;且向?qū)幭娜嗣襻t(yī)院教師開放，承擔(dān)合作醫(yī)院的部分培訓(xùn)任務(wù)。因此，實驗室開放范圍廣，不確定因素多（開放時間、人數(shù)），為實驗室管理增加了難度。

除了實驗室規(guī)劃、實驗設(shè)備維護(hù)和實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計外，實驗技術(shù)人員還需要對使用實驗室的教師和學(xué)生進(jìn)行儀器設(shè)備操作和實驗室安全規(guī)范培訓(xùn)。由于該專業(yè)上課的醫(yī)院教師人數(shù)多，且教師并不固定，因此，這項工作需要反復(fù)進(jìn)行?？傊趯嶒炇夜芾碇写嬖诠ぷ髁看?、人員不足等問題，導(dǎo)致管理水平與實驗室開放需求不符合。

實驗教學(xué)模式需要改進(jìn) ?該專業(yè)大部分專業(yè)核心課及專業(yè)課由醫(yī)院教師承擔(dān)，且采用課程組的方式授課，一般一門課程由多位教師承擔(dān)。依靠傳統(tǒng)監(jiān)控方式，難以實施有效、持續(xù)的實驗課堂管理和過程監(jiān)控。且隨著互聯(lián)網(wǎng)普及和各種網(wǎng)絡(luò)教育資源的開放，學(xué)生可獲得知識的途徑增多，對課堂和教學(xué)方式提出更高的要求，實驗?zāi)Ｊ揭残韪倪M(jìn)以適合信息化需求。

4 實驗室信息化

為加強(qiáng)實驗室和實驗過程管理，促進(jìn)實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，學(xué)校和學(xué)院加強(qiáng)了實驗室信息化建設(shè)。學(xué)校引進(jìn)基于移動智能端的教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)通和MOOC教學(xué)平臺。對實驗中心實施全網(wǎng)覆蓋，配有多媒體廣播教學(xué)系統(tǒng)，可完成在線考核、搶答及分組討論等，配備內(nèi)置文件速遞和即時交流工具。在每個實驗室都配備教學(xué)中控臺，安裝攝像頭和觸摸式教學(xué)系統(tǒng)。教師在教學(xué)中不僅可實時錄像，而且可以調(diào)用學(xué)校MOOC教學(xué)平臺課程。

為進(jìn)一步加強(qiáng)實驗室信息化建設(shè)，將各實驗室介紹、大型設(shè)備簡介和操作說明書制作成為電子版，并制作對應(yīng)的二維碼。學(xué)生和教師通過掃描二維碼，可獲得電子版的說明書和查閱相關(guān)介紹。

實驗中心擁有正常人體頭頸軀干水平斷面標(biāo)本、矢狀斷面標(biāo)本和冠狀斷面標(biāo)本共計106個。斷層標(biāo)本上正反兩面不同的部分或者組織使用不同數(shù)字標(biāo)識，相同部位由相同的數(shù)字標(biāo)識。但是目前，標(biāo)本上只有數(shù)字標(biāo)識，無對應(yīng)的文字說明，學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中需要手動翻閱紙質(zhì)版的說明書，極其不方便。為方便學(xué)生學(xué)習(xí)，對實驗室所有斷層標(biāo)本進(jìn)行拍照，為數(shù)字標(biāo)識配上文字注釋，如圖2所示。然后制作二維碼，將二維碼貼在標(biāo)本的空白處。學(xué)生掃描二維碼后即可獲得對應(yīng)的圖片及標(biāo)識，如圖3所示。

最后，將實驗室介紹、部分實驗的操作過程、大型儀器（如虛擬解剖臺、模擬DR）的操作過程錄制為視頻，或者利用廠家提供的視頻，為每個視頻制作對應(yīng)的二維碼，并將二維碼粘貼在對應(yīng)的實驗室墻上或者對應(yīng)的儀器旁邊。學(xué)生通過掃描二維碼可獲得教學(xué)視頻，為自主學(xué)習(xí)提供方便。在實驗室介紹視頻錄制時使用情景劇展示，采用相對輕松、歡快的方式介紹實驗室的功能、重要儀器設(shè)備和安全注意事項，吸引學(xué)生的注意力。

5 助力實驗室管理

運用學(xué)校引入的教務(wù)管理系統(tǒng)，教師可通過智能端實時查詢實驗室用房、實驗室預(yù)約及設(shè)備狀況，預(yù)約實驗室，無須進(jìn)行電話預(yù)約，既方便教師合理安排實驗，也并減輕實驗管理人員的負(fù)擔(dān)。通過該系統(tǒng)可詳細(xì)記錄實驗室使用的人數(shù)、課時數(shù)，無須人工統(tǒng)計，節(jié)省人力。

在實驗室開放管理中，該專業(yè)要求學(xué)生利用課余時間在實驗室完成一定課時的自主實驗學(xué)習(xí)，但是由于學(xué)生人數(shù)多、學(xué)習(xí)時間不集中、教師人數(shù)不足等問題，難以對學(xué)生的學(xué)習(xí)時長進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。利用學(xué)習(xí)通簽到功能，可通過位置簽到、拍照簽到及手勢簽到等多種方式，有效監(jiān)控學(xué)生的開放實習(xí)。

新任課教師和學(xué)生可以通過掃描二維碼，獲得虛擬解剖臺和模擬仿真模塊的操作視頻及實驗室安全知識，無須實驗室人員反復(fù)多次講解、演示。

利用學(xué)習(xí)通教學(xué)軟件，實驗室人員可發(fā)表與實驗室管理、服務(wù)等內(nèi)容相關(guān)的調(diào)查問卷，及時了解學(xué)生和教師對實驗室管理水平的滿意程度，及了解師生對實驗室的新需求或者實驗室在管理、儀器配置等方面需要改進(jìn)的地方。

6 促進(jìn)實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變

由于學(xué)科特點，該專業(yè)多數(shù)專業(yè)課教師為寧夏人民醫(yī)院臨床醫(yī)生及醫(yī)學(xué)技術(shù)人員，尤其臨床相關(guān)課程上課教師人數(shù)多，教師的輪轉(zhuǎn)使得實驗課堂管理難度增大。因此，使用學(xué)習(xí)通的簽到功能，可掌握學(xué)生的出勤情況，使用搶答、分組、測試等方式豐富教學(xué)活動，并且該軟件能自動對簽到、測試及搶答等活動進(jìn)行統(tǒng)計，有效、客觀記錄教學(xué)過程中學(xué)生的參與情況，減輕教師的統(tǒng)計壓力，推動實驗課學(xué)業(yè)評價改革。

在教學(xué)方式上，利用學(xué)習(xí)通客戶端直播、同步課堂和直播及微課，開展線上線下教學(xué)。將實驗的常規(guī)步驟或者基本原理制作微課，放入學(xué)校MOOC教學(xué)平臺或利用中國大學(xué)MOOC已經(jīng)建成的課程。通過教學(xué)輔助軟件，學(xué)生可在實驗課前學(xué)習(xí)基本知識，教師可在課前發(fā)布調(diào)查問卷和試題進(jìn)行學(xué)情分析，了解學(xué)生的基本情況或者提前發(fā)布實驗要求，學(xué)生提前設(shè)計實驗步驟。在課上，可開展病例分析等綜合性的、設(shè)計性的實驗內(nèi)容。借助實驗室信息化工具，可方便地開展線上線下混合式教學(xué)，實現(xiàn)以學(xué)生學(xué)為中心的教學(xué)模式改變。

7 結(jié)語

在已有的虛實相結(jié)合的實驗系統(tǒng)基礎(chǔ)上，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)實驗中心一方面因地制宜，采取一系列措施加強(qiáng)信息化建設(shè);另一方面充分利用學(xué)校引進(jìn)的和其他教育類APP，有效提升實驗室管理和服務(wù)水平，而且使得專業(yè)課實驗教學(xué)模式逐漸從傳統(tǒng)演示性、驗證性的實驗向以學(xué)生學(xué)為中心的綜合性、設(shè)計性實驗轉(zhuǎn)變，取得理想的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳文華，楊慶，沈新元，等.智能實驗室管理系統(tǒng)下的實驗室開放管理[J].實驗室技術(shù)與管理，2011（2）：171-176，197.

[2]彭曉波，唐璐，張紅濤，等.基于Android平臺的實驗室智能管理系統(tǒng)[J].實驗教學(xué)，2017（10）：68-69.

[3]第44次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》[EB/OL].

[2019-08-30].http：//www.cac.gov.cn/2019-08/30/c_1124938750.htm.

[4]教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》的通知[EB/OL].[2012-03-13].http：//old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3342/2012

03/xxgk_133322.html.

[5]20萬個！蘋果iOS教育App數(shù)量公布[EB/OL].[2018-03-27].https：//www.sohu.com/a/226533699_114760.

[6]孫曉晗.Android平臺下高校計算機(jī)實驗室APP的設(shè)計與實現(xiàn)[D]濟(jì)南：山東大學(xué)：2016.

[7]田豐.醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)實驗教學(xué)改革之我見[J].才智，2016（2）：95.