问题导向教学方法 以问题为导向的医学图画处理教学方法变革

韩贵来+詹和庆+李晓玲+李海霞

摘要：本文首要剖析了医学图画处理课程的特色，针对现在医学图画处理教育中所面临的问题，提出以问题为导向的医学图画处理教育办法变革。扼要介绍了以问题为导向的教育办法的根本特征，论述了以问题为导向的医学图画处理教育办法的课程安排、问题规划和详细安排施行办法等。实践标明，该办法能更有用地调集学生学习的积极性和自动性，进步学生的材料查找才干和实践才干，也能更好地培育学生的团队协作认识。

要害词：以问题为导向 医学图画处理 PBL

医学图画处理是一门叙述怎么运用数学的办法运用核算机对医学图画进行处理的课程，它在生命科学研讨、医学确诊与临床医治等方面都起着重要的效果，是培育高素质复合型人才的一门重要学科。跟着医学印象技能的日益老练以及各式各样的医学印象设备在医院中的广泛运用，医院每天都获取很多人体内部安排图画。樊代明院士来我校讲座从前半开玩笑地说过，他从前带了一个医疗团队下乡，效果没有了这些印象设备这些医师到了乡间都不会看病了。因而怎么对这些医学图画进行有用的处理与剖析，具有严重的社会效益和广泛的使用远景。现在越来越多的医学院校已开端开设医学图画处理这门课，本文将从医学图画处理课程的特色、现在教育所面临的问题以及以问题为导向的医学图画处理教育办法等几个方面进行评论。

一、医学图画处理课程的特色

医学图画处理是以数字图画处理为根底，结合医学院校的特色和教育要求，以医学印象为处理方向，展开的一门课程。医学图画处理教育的根本要求是：了解医学图画的根本特色和图画处理的根本概念，把握医学图画处理和剖析的根本原理及办法，能够运用核算机完结各种医学图画处理，包含医学图画的增强、切割、配准、三维重建和三维可视化。该课程具有以下特色：

1.多学科穿插

医学图画处理触及医学、核算机科学、数学、物理、数字信号处理、生物生理学等多个范畴的常识。课程内容广泛，各学科之间的穿插、浸透，对教育和实践均提出了较高的要求，学生较难了解相关常识和技能 [1]，特别是医学院校学生数学根底薄弱，对医学图画处理中各种算法的了解愈加困难。

2.理论和实践偏重

医学图画处理的完结进程是树立在坚实的理论根底之上的，每一完结办法都有严厉笼统的理论根底。医学图画处理的完结又是树立核算机编程实践的根底上的，医学图画处理的算法终究要在核算机上编程完结。只要经过核算机编程才干使相关医学图画处理理论得以验证，进而得到使用。因而，理论和实践相结合是医学图画处理研讨与教育的要害，既要重视根底常识的教育，一起又要加强学生实践才干的培育。核算机编程恰恰是医学院校学生遍及的弱项，大都学生都没有体系学过编程言语。可是该课程的理论性和实践性都比较强， 特别着重编程实践，因而该课程起点高、难度大，对任课教师和学生都提出了比较高的要求[2]。

二、现在教育所面临的问题

我校现在有医学印象和信息管理与信息体系两个专业开设了医学图画处理这门课。医学印象专业的学生对各种医学图画的特色比较清楚，可是医学印象专业的学生在先导课程中只学过大学核算机根底和Visual Foxpro两门核算机课程，他们遍及编程根底弱，面临各种医学图画处理算法就像读天书相同。而信息管理与信息体系专业的学生体系学习过数据结构、c++、java等核算机课程，在数学试验课上也触摸过Matlab编程，编程对他们来说问题不是很大，对医学图画处理各种算法的接受才干也比医学印象专业学生强，可是信息管理与信息体系专业的学生在先导课程中没有学过医学印象学等课程，他们对各种医学图画的特色不行清楚。为了能顺利展开医学图画处理这门课程，结合学生的特色，关于医学印象专业的学生，咱们通常在医学图画处理课程的前几节课给学生补习一些Matlab编程的内容，而关于信息管理与信息体系专业的学生则给他们补习几种常见的医学成像比方X射线、CT、MRI、超声、PET等，让学生了解它们各自成像的特色。依据多年的医学图画处理教育经历，即便如此，学生往往在医学图画处理前半部分课程还听的比较仔细，但到后边面临漫山遍野的各种医学图画处理算法，大大都学生都招架不住了，仅有极少数学生能跟上教师的节奏。 虽然教师在讲台上讲的很辛苦，可是学生收成不多。究其原因，并不是学生不想学，学生前面听课也挺仔细的；也并不是老師讲的欠好，教师讲的满头大汗、口干舌燥。仅仅面临很多医学图画处理算法的填鸭式灌注，学生逐突变麻痹了，以至于越落越远。因而医学图画处理教育办法有必要改，化被迫为自动，充沛调集学生学习的积极性和自动性，展开以问题为导向的医学图画处理教育办法变革。

三、以问题为导向的医学图画处理教育办法

以问题为导向（Problem-Based Learning，PBL）是以学生为中心的教育办法，其特色在于在教师的指导下，将学生放在主体位置，经过小组评论的办法，以某一详细事例或问题为中心的展开评论，在详细的事例评论进程中不断“发现问题、剖析问题和处理问题” [3]。为了处理问题，学生需求分工协作积极自动地去查找各种材料，包含讲义中的各种医学图画处理算法。经过沟通评论，不只能够促进一些懒散的学生也要自动去查材料，并且经过学生间共享学习效果，也使一些学习差的学生不知觉中得到协助。以问题为导向的教育办法，着重以问题处理为中心、多种学习途径相结合，着重小组成员间沟通协作。为了处理问题促进学生自动地去学习各种医学图画处理算法，积极地展开小组评论，然后到达学生自动学习的意图。

1.课程安排及问题规划

为了更好地展开以问题为导向的医学图画处理教育，咱们开始将医学图画处理内容分为三部分[4]：一是医学图画处理根底部分，包含医学图画处理的开展前史、课程特色、研讨内容以及临床中实践使用比如，这部分主要有教师来解说，意图是把学生领进门，让学生了解图画处理的特色，理解数字图画是能够处理的，并经过一些实在的使用比如调集学生的学习爱好。关于印象专业的学生还要给学生弥补一些Matlab编程方面的常识。医学印象的各种成像技能关于医学印象专业的学生来说更是他们的利益，应该让学生在讲台上充沛展现出来，以增强他们的自信心；而信息管理与信息体系专业的学生关于医学成像技能则比较生疏，则能够引导学生分组去查材料，经过分组展现和教师弥补来完结这部分的学习。二是医学图画处理主要内容部分，包含图画改换、图画增强、图画切割等。这部分需求教师依据教育内容结合自己的科研规划适宜的问题，引导学生分组去查材料，经过团队协作去处理这些问题。第三部分为医学图画处理的高档内容，包含医学图画配准交融和医学图画三维重建部分。这部分让学生去完结会有些难度，但能够让每组学生针对某一问题查材料以课程论文的办法提交他们的效果，如果能完结出来或许课程论文写的比较好，则能够在平常成绩等方面给与他们恰当鼓舞，也可充沛调集学生的学习积极性。

2.安排施行

让学生按自愿准则分红若干组，每组5人左右，每组选出一个组长，担任每组的分工和协调作业。任课教师在前次课下课前20分钟左右将下次课要评论处理的问题公布出来，经过教师简略解说剖析将问题拆分红若干子问题或同一问题的不同处理方向。不同组学生以抽签办法抽取自己组的问题。学生课后就能够抽时刻去查材料，评论剖析问题的处理办法。考虑到学生平常的学习使命也比较重，课下或许没有那么多时刻，因而下次课任课教师能够依据实践状况，给学生留出一、两节课时刻持续评论处理各自的问题，并记载评论进程和每个组员在问题处理进程中所起的效果或给出的主张。在学生评论的进程中，任课教师能够恰当参加每组的评论，回答学生评论中呈现的疑问。这时分往往也是学生学习功率最高的时分。针对不同专业的学生根底不相同，则能够对症下药。印象专业的学生则要求他们经过查材料运用Matlab编程完结自己要处理的问题。针对医学印象专业学生核算机编程根底弱的问题，咱们专门开发了一个医学图画处理教育试验体系[5]。该体系包含了各种常见的医学图画处理算法及其Matlab完结代码。学生能够参阅该体系完结也能够自己查材料完结。而关于信息管理和信息体系专业的学生，因为他们体系学习过C++、java等编程言语，编程根底比较好，任课教师则能够要求他们用C++编程来完结。这样做的优点一是能够与他们学的其他课程有机结合起来，二是运用C++编程完结能够更好地了解各种医学图画处理算法的完结进程，三是能够拓展学生的就业门路。现在大大都图画处理相关公司在招聘时都要求学生要有VC++图画处理经历。最终一节课则由学生展现他们经过评论后完结的程序代码及运转的效果，并由其他小组对该组进行评分。最终教师再针对学生的完结状况进行总结，关于学生没有考虑到的问题进行弥补。最终每个学生在平常成绩问题评论部分的得分则由两部分组成：一是小组分，由其他小组依据该组的体现和完结状况所给的评分；二是任课教师依据学生的每组评论记载及其体现所给的组内体现分。

结语

以问题为导向的医学图画处理教育办法变革对任课教师提出了更高的要求，问题规划的好坏直接影响着该办法的教育效果。只要任課教师在教育科研方面见多识广才干规划出即能与临床实践相结合又能紧密联系医学图画处理各常识点的好问题。因而以问题为导向的医学图画处理教育办法变革也能够反过来促进教师的科研，使得教育与科研相辅相成。以问题为导向的医学图画处理教育办法变革在我校也是刚刚开端，还有许多问题有待处理完善。可是从学生的体现来看，学生的学习积极性比曾经有了明显进步。

参阅文献

[1] 梁佩鹏，李坤成. 根据问题的学习（ PBL） 结合Matlab 在医学图画处理中的使用[J]. 山西师范大学学报（ 自然科学版）. 2015.29（2）：35：38

[2]韩贵来. 医学图画处理课程教育办法评论[J]. 年代教育. 2011年第4期：14

[3] 石盼. PBL 教育法在医学图画处理教育中的使用探究[J]. 科技经济导刊. 2016年第26期：123-124.

[4] 周涛，陆惠玲. PBL 教育形式在《医学数字图画处理》中的实践[J]. 中国西部科技 2014.13 （5）：108-113.

[5] 韩贵来，詹和庆，李晓玲. 医学图画处理体系规划与开发. 福建电脑[J].2016.10：31-32.