超聲教學(xué)平臺(tái)在超聲實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

程妙仙 曾令紅 劉 雯 羿 蓉 白榕林 李思丹

長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410219

在我國(guó)，超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展年代久遠(yuǎn)，發(fā)展到今天已經(jīng)有半個(gè)多世紀(jì)的歷史。目前，隨著我國(guó)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和醫(yī)療服務(wù)水平的逐年提高，超聲醫(yī)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于疾病的早期篩查、診斷和后續(xù)治療之中。然而，隨著超聲醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，超聲實(shí)踐教學(xué)卻存在教學(xué)瓶頸。教師在培養(yǎng)學(xué)生的超聲實(shí)踐操作能力時(shí)，單純依賴于附屬醫(yī)院有限的超聲儀器設(shè)備和相對(duì)陳舊的超聲實(shí)踐教學(xué)方法，這顯然無法達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)水平較高的醫(yī)學(xué)人才的目的。實(shí)踐教育方法滯后、設(shè)備有限，而學(xué)生人數(shù)眾多的現(xiàn)象大大減少了學(xué)生們的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)。因此，超聲虛擬教學(xué)平臺(tái)在超聲實(shí)踐教育中的作用顯而易見。近幾年來，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)踐教育越來越受到國(guó)家教育部的高度關(guān)注。根據(jù)《教育部辦公廳關(guān)于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》文件的相關(guān)指示，教育部適時(shí)把握互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代普通高等教育的規(guī)律，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求，全面推進(jìn)高校教學(xué)改革，在全社會(huì)廣泛開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，積極倡導(dǎo)和鼓勵(lì)各高校探索虛擬仿真教學(xué)。在此項(xiàng)政策的引導(dǎo)下，虛擬仿真正在逐步應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并成為各大院校新的研究方向。在提出搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的同時(shí)，教育部旨在堅(jiān)持“資源同享、可持久發(fā)展”的指導(dǎo)理念，以提高學(xué)生的專業(yè)水平、素質(zhì)水平、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的設(shè)立為首要目的，搭建虛擬仿真實(shí)踐教育示范基地，具有良好的教學(xué)效果。

因此，我們依托長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院現(xiàn)有的教學(xué)資源，構(gòu)建超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)推進(jìn)超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革。學(xué)生可結(jié)合當(dāng)下教學(xué)模式進(jìn)度以及根據(jù)自身學(xué)習(xí)需要，自主進(jìn)行虛擬教學(xué)平臺(tái)的學(xué)習(xí)和知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充，一方面彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一實(shí)踐教學(xué)模式的不足，另一方面為學(xué)生提供更多實(shí)操機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)超聲專業(yè)知識(shí)的興趣，達(dá)到互促共進(jìn)的效果。

一、目前超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

(一)傳統(tǒng)超聲實(shí)踐教學(xué)課時(shí)安排有限，教學(xué)活動(dòng)具有單一性

超聲醫(yī)學(xué)是一門多形態(tài)影像學(xué)科，其教學(xué)理論需要視覺影像與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合才能達(dá)到教學(xué)目的，具有較強(qiáng)的操作性和實(shí)踐性。然而，由于學(xué)校醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)方案的差異性，醫(yī)學(xué)生課程安排的不同，超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)課程總體課時(shí)安排有限，教學(xué)內(nèi)容僅包括基礎(chǔ)知識(shí)以及各大主要系統(tǒng)等；并且，在傳統(tǒng)的超聲實(shí)踐教學(xué)授課過程中，教師只能粗略講授全身各大部分器官的超聲圖像大致輪廓，不能詳細(xì)勾畫出各組織器官的位置以及結(jié)構(gòu)范圍；以及存在超聲實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)不完善，實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)不連續(xù)等問題。所以，目前大多數(shù)地方高校還是以傳統(tǒng)的方式開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，教學(xué)手段較為單一，效果不理想。

(二)課堂實(shí)踐教學(xué)受教學(xué)條件限制，出現(xiàn)“學(xué)用分離”現(xiàn)象

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，超聲診斷技術(shù)不斷實(shí)現(xiàn)信息化、智能化和便利化。雖然醫(yī)學(xué)影像相關(guān)設(shè)備價(jià)格不菲，但醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在進(jìn)一步發(fā)展和更新。購買所有新的儀器設(shè)備與最新最優(yōu)的技術(shù)相接軌是不現(xiàn)實(shí)的。此外，在講授影像原理等課程時(shí)，教師不能準(zhǔn)確描述其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)模糊、教學(xué)效果不佳。同時(shí)，由于設(shè)備的維修費(fèi)用、折舊等因素，造成了教學(xué)投入利用率低等的實(shí)際問題。除此之外，由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，部分醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)室配置的超聲儀器設(shè)備較為陳舊，課堂教學(xué)依靠陳舊的儀器設(shè)備進(jìn)行，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際臨床實(shí)踐工作中對(duì)于臨床上所使用的較為先進(jìn)的儀器設(shè)備所知甚少，出現(xiàn)“學(xué)用分離”的現(xiàn)象，不利于學(xué)生投入臨床實(shí)踐工作當(dāng)中。

(三)學(xué)生可接觸的超聲學(xué)習(xí)資源有限，對(duì)超聲虛擬教學(xué)平臺(tái)呼聲較高

目前看來，醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育領(lǐng)域的相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的研發(fā)主要集中在資源分享，許多生產(chǎn)廠商研制的PACS僅僅具備訪問和閱覽的功能，不具有模擬閱片、超聲標(biāo)注等功能，而這些是臨床實(shí)際當(dāng)中需要必備的技能。對(duì)于缺乏臨床經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，并不能在短時(shí)間內(nèi)把握住與臨床影像相關(guān)的知識(shí)和病理，不能準(zhǔn)確掌握疾病的病變部位和特征。缺少對(duì)影像資料的分析練習(xí)考核，醫(yī)學(xué)生用戶的掌握度不高，教學(xué)的空間擴(kuò)展能力不夠。同時(shí)，我們針對(duì)超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了一系列問卷調(diào)查，從相關(guān)問卷結(jié)果顯示：僅有40%的學(xué)生滿足現(xiàn)有超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式和自主學(xué)習(xí)效果，同時(shí)從問卷結(jié)果中可看出大部分學(xué)生對(duì)于超聲學(xué)習(xí)軟件認(rèn)知不足，對(duì)于現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)情況，73.38%的學(xué)生需要一款專門用于超聲醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)軟件，學(xué)生對(duì)于超聲虛擬教學(xué)平臺(tái)呼聲較高。

二、搭建超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)的必要性

(一)搭建虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的現(xiàn)實(shí)意義

虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)是推進(jìn)普通高等教育信息化建設(shè)和構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范基地的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與多種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和高新仿真教學(xué)技術(shù)高度融合的產(chǎn)物。虛擬教學(xué)平臺(tái)始終堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，在實(shí)踐教學(xué)中注重教師的指導(dǎo)作用，這樣不但可以極大發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，而且可以保證教學(xué)的正確引導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，并保證學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。此外，虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)可以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，拓展實(shí)踐領(lǐng)域，突出“互動(dòng)、體驗(yàn)、自主、探究”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。根據(jù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和課程的要求，學(xué)生還可以獨(dú)立自主地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)全過程的實(shí)際操作和體驗(yàn)；學(xué)生還可以進(jìn)行嘗試性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。與此同時(shí)，革新傳統(tǒng)超聲實(shí)踐教育對(duì)于提高超聲醫(yī)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮著舉足輕重的作用，超聲醫(yī)學(xué)影像資源虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供了一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)空間，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)的自主性，還實(shí)現(xiàn)了學(xué)校教學(xué)資源的開放共享。同時(shí)也意識(shí)到學(xué)校在真正意義上解決了教育需求以及實(shí)踐資源稀缺之間的矛盾，值得廣泛推廣和應(yīng)用。

(二)搭建虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的重要性

南京醫(yī)科大學(xué)超聲教研室自主開發(fā)了一款基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)，該超聲學(xué)習(xí)平臺(tái)包含眾多超聲學(xué)習(xí)模塊，學(xué)生可進(jìn)入模擬臨床場(chǎng)景的相關(guān)學(xué)習(xí)模塊進(jìn)行自主練習(xí)和訓(xùn)練。學(xué)生從中不僅可以訓(xùn)練超聲相關(guān)的檢查技巧與方法，還可以提高對(duì)于超聲專業(yè)知識(shí)的積極性，有利于學(xué)生臨床思維能力的培養(yǎng)和疾病診斷能力的提升，此舉措在超聲教育實(shí)踐中取得了較為顯著的教育效果。因此，我們遵循“培養(yǎng)高素質(zhì)全能應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才，助推超聲醫(yī)學(xué)更高質(zhì)量發(fā)展”的教學(xué)理念，依托長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院現(xiàn)有的教學(xué)資源，搭建超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合，線下線上共同發(fā)展”的教學(xué)目標(biāo)。通過學(xué)生線上自主進(jìn)行超聲知識(shí)學(xué)習(xí)+線下超聲課堂實(shí)踐教育相結(jié)合的O2O教學(xué)模式，一定程度上打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時(shí)空上的限制，通過搭建便捷高效的師生互動(dòng)平臺(tái)，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，同時(shí)提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效率，還培育了學(xué)生進(jìn)行終身學(xué)習(xí)的能力。

三、超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)的組成

(一)超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)

超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)(簡(jiǎn)稱：超影智庫)包括模塊學(xué)習(xí)、自測(cè)學(xué)習(xí)、文章、討論區(qū)、反饋、設(shè)置六個(gè)部分(如圖1)。

圖1 超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)

(二)超聲影像資源虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)主要功能模塊

模塊學(xué)習(xí)包括脈管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、婦產(chǎn)科、淺表器官和其他，共六個(gè)模塊。進(jìn)入消化系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)三個(gè)操作選項(xiàng)，分別為肝臟、胰腺和脾，點(diǎn)擊任意部位會(huì)出現(xiàn)此部位的動(dòng)態(tài)超聲圖像(如圖2)。

圖2 消化系統(tǒng)模塊界面

點(diǎn)擊肝臟部位，出現(xiàn)肝臟部位的動(dòng)態(tài)超聲影像(如圖3)。視頻教學(xué)可以有效地突破時(shí)空的限制，例如，視頻教學(xué)可以從各個(gè)方面熟悉具體的解剖結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，一定程度上激發(fā)學(xué)生對(duì)于超聲專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。在虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)中，生動(dòng)的動(dòng)畫演示可極大引起學(xué)生的關(guān)注。這樣可以迅速地將學(xué)生整合到虛擬實(shí)踐教育系統(tǒng)中，使學(xué)生們積極參與實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神發(fā)揮著重要作用。

圖3 肝臟動(dòng)態(tài)超聲影像

(三)超聲影像資源虛擬綜合教學(xué)平臺(tái)模塊

(1)自測(cè)學(xué)習(xí)。自測(cè)學(xué)習(xí)模塊集合大量超聲影像資料，提供多套超聲醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的習(xí)題集，學(xué)生可根據(jù)自身需求進(jìn)行練習(xí)。習(xí)題集涉及超聲各個(gè)系統(tǒng)章節(jié)，學(xué)生可結(jié)合課堂教學(xué)進(jìn)度以及自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自我測(cè)試。學(xué)生提交自測(cè)練習(xí)的答案后，平臺(tái)將自動(dòng)顯示正確答案及答案解析，學(xué)生可根據(jù)實(shí)際答題情況進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的查漏補(bǔ)缺，有益于鞏固超聲學(xué)習(xí)成果。

(2)文章區(qū)。文章區(qū)模塊集合超聲影像相關(guān)文獻(xiàn)以及最新的超聲領(lǐng)域相關(guān)發(fā)明成果，同時(shí)涉及疾病相關(guān)知識(shí)的普及、長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院超聲協(xié)會(huì)培訓(xùn)課推文等，學(xué)生通過閱讀文章區(qū)模塊，一方面可以了解最新的超聲領(lǐng)域相關(guān)發(fā)明成果，另一方面可以增強(qiáng)科研興趣。在學(xué)習(xí)超聲相關(guān)專業(yè)知識(shí)之余，提升自己的科研能力與科研水平，一定程度上有利于助推我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研實(shí)踐的進(jìn)一步發(fā)展。

(3)討論區(qū)。學(xué)生在討論區(qū)可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況，針對(duì)自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題發(fā)表自己的言論，同時(shí)學(xué)生可以在平臺(tái)上分享自己的學(xué)習(xí)心得。學(xué)生通過在討論區(qū)的交流和討論，一方面可以在討論中反思自身學(xué)習(xí)過程中存在的問題，另一方面可以在學(xué)習(xí)借鑒他人的學(xué)習(xí)成果之中獲得成長(zhǎng)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考和自主解決問題的能力成效顯著。

(4)反饋區(qū)。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況和使用體驗(yàn)在反饋區(qū)有針對(duì)性地提出自己的意見，我們會(huì)通過學(xué)生的反饋進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，使平臺(tái)更加完善，通過搭建多元、穩(wěn)定、便捷、高效的超聲影像虛擬教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)超聲教學(xué)實(shí)踐的發(fā)展。

(5)設(shè)置。根據(jù)個(gè)人習(xí)慣設(shè)置，增加程序個(gè)性化。在設(shè)置內(nèi)可退出平臺(tái)，點(diǎn)擊昵稱也可退出平臺(tái)。

四、超聲影像資源虛擬教學(xué)的應(yīng)用展望

將超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用于超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，這是教學(xué)改革的一大突破。學(xué)生可以通過超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行分模塊和分系統(tǒng)的學(xué)習(xí)超聲動(dòng)態(tài)圖像，不僅可以在超聲虛擬平臺(tái)中學(xué)習(xí)正常的超聲動(dòng)態(tài)圖像，還可以學(xué)到典型的異常病變的器官超聲動(dòng)態(tài)影像。學(xué)生可以在校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上登錄網(wǎng)址進(jìn)行操作，在一定程度上打破了時(shí)間和空間的限制。通過線上自主學(xué)習(xí)和線下課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)超聲專業(yè)知識(shí)的興趣。超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)受眾度廣，且學(xué)生使用滿意度高，應(yīng)用前景十分廣闊。后期將不斷優(yōu)化超聲標(biāo)準(zhǔn)圖像以及各大系統(tǒng)動(dòng)態(tài)圖像、重難點(diǎn)知識(shí)解析、超聲專業(yè)知識(shí)點(diǎn)推文等模塊內(nèi)容，通過搭建多元、穩(wěn)定、便捷、高效的超聲影像虛擬教學(xué)平臺(tái)，助推超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展。

結(jié)語

依托長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院現(xiàn)有的教學(xué)資源，構(gòu)建超聲影像資源虛擬教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生可結(jié)合當(dāng)下教學(xué)模式進(jìn)度以及根據(jù)自身學(xué)習(xí)需要，自主進(jìn)行虛擬教學(xué)平臺(tái)的學(xué)習(xí)和知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充，一方面彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一實(shí)踐教學(xué)模式的不足，另一方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)超聲專業(yè)知識(shí)的興趣，達(dá)到互促共進(jìn)的效果。此舉是超聲醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革的有益嘗試，有利于培養(yǎng)素質(zhì)水平高、專業(yè)能力強(qiáng)的應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才。