超声物理学多媒体课件的制作及应用

高燕华，丁育增，管湘平

陕西省人民医院超声科，西安 710068

近年来，超声多媒体教学显示出巨大魅力。教师在课堂上可以通过视频、动画来给学生形象地演示超声典型病例图像，将组织器官的影像断面图像与大体解剖图谱对照。此教学方法优点是直观、省时、易懂易记、资料齐全详尽，达到了事半功倍的效果［1］，极大丰富了教学手段，提高了学生的专业素质，甚至可以增加学生对医学事业的热爱和责任感［2-3］。尽管超声多媒体教学得到了较大发展，但大多关于超声临床诊断方面，超声物理学方面涉及较少，而超声原理对于理解超声现象、掌握好超声诊断方法具有重要意义。

教学中普遍存在两方面的问题:第一，超声物理学是随着超声技术发展而发展的，涉及到较复杂的工学原理;第二，教师和学生一般只有医学背景，讲授和理解超声物理学方面的问题都比较困难。部分教学医院虽然采用了电子教学，但目前的电子教案基本上是文字和一些公式。教学实践证明，学生通过这些信息很难深入理解超声现象，教学效果不佳。

多媒体技术的发展有助于解决这个难题。通过精选超声物理学教学中的一部分难点，利用动画、图片和声音来演示超声物理现象，可以形象地将这个过程展示给学生，从而大大提高教学效果。但是，所需要的医学多媒体教学素材的搜集难度很大、费时费力［4］。因此，利用网络资源和自有资源，自主制作教学素材，研制超声物理学多媒体教学课件是非常有必要的，具有重要的临床超声教学意义。

1 超声物理学多媒体课件制作

超声物理学涉及到较多的声学、电子技术和计算机的相关知识。国内外关于超声物理学的多媒体课件非常少，可借鉴的资源有限。为此，我们以权威超声医学教材为大纲，参考超声医学专家和生物医学工程专家的意见，保证课件的制作质量。

首先，该课件制作针对超声物理学的重点和难点，结合临床实践工作中的实际需要，合理选择知识点，编写教学讲义，采取以下原则组织课件:①依据临床超声成像的需要讲解，只介绍基本的原理，不涉及过多的技术细节;②分解出超声物理学中的主要难点问题，采取动画或者视频来讲解;③以基本声学成像为基础，兼顾超声成像的新技术，少用公式和文字，多用图片和示意图等元素。

依据以上原则，我们编写了相关的知识点，将超声物理学分为超声产生的机理、多普勒效应、血流图，能量图的计算原理以及超声新技术(如谐波、多倍超声信号处理)等若干个知识点，进行逐一讲解，以增强学生对主要成像方法的理解。超声设备知识也是超声物理学的重要方面之一，但这部分内容讲授颇为繁杂，不易理解记忆。我们收集了一些重要的硬件内容，例如超声探头技术、超声硬件系统的重要原理框图等，以简洁的图片和框图的形式对这部分内容化繁就简，利于讲解和学习。同时，课件中也涉及关于超声物理的临床应用内容，采用了大量图片以及其他影像资料，如X线片、CT、MRI等，帮助学生加以对比，深刻理解超声现象的特点。

然后，根据知识点收集超声成像多媒体素材，这些素材一部分来源于网络，一部分是本单位自制。用主流的多媒体工具，如Photoshop、Visio等绘制这些相关知识点的图片，对部分难点制作了Flash动画。这些素材的技术指标满足图像逼真、视频清晰、动画精确的要求;既达到机上阅读的需要，也方便大教室投影教学的使用［4］。最后对所有的多媒体资源存档，以文件系统方式初步建立了超声物理学的素材库［5］，也为今后建立资源共享个性化教学的超声物理学积件教学系统奠定基础［6］。

为了讲课需要，我们在素材库基础上，制作了一个多媒体示范课件。示范课件既包括了基础知识，也包括了超声成像最新的知识点。对主要难点进行了形象化教学，基本做到了每个知识点至少有图片或原理图，部分制作了动画或者视频。超声成像原理和多普勒效应一直是超声物理学的教学重点与难点，我们对原理都做了动画，以心脏为例制作动画来阐释超声切面与解剖结构的联系。以往传统模式教学要求学生要有扎实的解剖知识和比较强的空间想象能力来理解知识［7］，现在应用多媒体教学将抽象的理论生动形象地展示给学生。教育心理学家研究指出:多种感官并用学习效率最高，视听并用的理解记忆率，远远大于单看和单听的记忆率［8］。多媒体教学集文字、图片、动画声音为一体，有助于学生对抽象概念的理解和掌握，能较好地解决教学中的难点问题。

鉴于课件处于教学探索阶段，无法尽善尽美，表达精确的动画需要充分构思并保证科学准确性，我们只对难点提供了动画，其他的知识点提供了通俗易懂的插图。多媒体素材库有待进一步开发和建设，我们准备在将来的教学实践中继续收集超声影像素材，为今后超声临床教学重点及难点内容的多媒体制作奠定基础。

2 超声物理学课件在教学中的应用与效果

该课件针对超声物理学基础的主要知识点和难点收集了大量资料，设计了形象化的多媒体教学课件。这个课件包括了现有的主要知识点，同时兼顾了超声成像的新技术，丰富了学生和进修医师在设备和成像原理方面的知识。我们将课件应用于陕西省人民医院影像专业实习生及超声进修医师超声物理学培训中，学生普遍反映课件内容紧密结合临床应用，形象地讲解了超声基本原理和设备，和以前教学中所用以文字为主的课件相比，培训的效果有了显著的提高。

课件有利于超声物理原理的学习和记忆，主要体现在以下四个方面:①超声物理学知识点涵盖面广，涉及工学、声学、电子技术等多门学科，内容繁杂，学习难度较大。课件通过精心制作的插图、动画，以图文并茂的形式演示抽象的工学原理，有助于提高教学效果;②课件重点突出，知识点与临床应用息息相关，多普勒技术是超声的灵魂，课件以栩栩如生的动画和插图深入浅出地演示多普勒效应、血流图、能量图的计算原理，使得不同程度的学生，尤其是初学者不仅知其然而且知其所以然，有助于加深理解记忆;③在超声物理学临床应用部分，注重横向联系，收集了大量图片，包括大体解剖标本以及CT、MRI、X线等其他影像资料，使学生产生丰富的影像断面与解剖断面的思维联系，以加深对超声影像特点的理解;④学生可以将课件复制，利用电脑课后学习，具有趣味性、科学性，能激发学生的学习兴趣，有助于提高学生自主学习能力。

3 讨论

随着以多媒体和网络技术为核心的信息技术迅速应用于现代医学教育，医学教育技术的内容和形式产生了深刻的变革，医学教育必须与先进理论和先进技术接轨才能做到蓬勃发展［9］。近年来，多媒体教学已逐渐成为主流，医学影像学包括超声医学也不例外，从传统观片教学发展到多媒体课件教学以及基于PACS的网络教学［10］，极大地调动了学生的学习积极性。我们在教学实践中体会到超声物理学涉及知识面多，不容易理解，内容较抽象，教师也大多采用传统讲解说明形式，电子课件也多以文字复述为主，学习者通常会感到枯燥难懂，遗忘率高，缺乏学习兴趣。通过运用灵活多样、生动逼真的多媒体技术，以直观形象的方式展示抽象的超声物理基础理论难点，学生可以获得全方位的立体信息，充分调动感官，从视觉、听觉上强化学习印象，发挥想象力和创造力，易于理解所学内容，实现创造性学习［11］。

多媒体技术应用于超声物理基础教学，使这部分较为枯燥抽象的医工结合的内容在教学过程中变得直观形象、生动有趣，增加了学生学习的趣味性;丰富多样、视听结合的学习形式强化学生的知识记忆，为超声学习提供了一种高效的教学模式。因此，运用多媒体技术制作更多更好的动画或视频，不断完善教学素材库，将会在超声教学实践中发挥重要作用。

［1］林雅杰.浅谈超声影像教学中的几点体会［J］.中国医学教育技术，2008，22(1):37-39

［2］Yao R J.Practicing in multi-media aided bilingual teaching［J］.China Modern Med，2004，(14):154-155

［3］Hao J，Xiao YB，Zhong QJ，et al.Application of CAI in bilingual teaching of cardiovascular surgery［J］.J of Regional Anat and Opera Surg，2006，(15):44

［4］石雄.多媒体素材库的开发与建设是医学教学中的一项基础性工程［J］.中国医学教育技术，2005，19(8):260-262

［5］张连明.多媒体素材库的设计与实现［J］.中国电化教育，2002，(180):44-46

［6］喻罡，高燕华.网络环境下标准化积件教学系统的设计研究［J］.计算机与信息技术，2010，(2):4-6

［7］郑敏，李宏丽，郑淼，等.多媒体技术在超声诊断教学应用中的优势［J］.医学教育探索，2005，(9):406-407

［8］陈卫国，栗丁，段刚，等.制作医学影像学多媒体课件的体会［J］.医学信息，2003，16(2):71

［9］王娟，陈耀忠.网络环境下多媒体在现代医学教育中的应用［J］.西北医学教育，2009，17(1):368-369

［10］黄健源.PACS系统在超声诊断学教学中的应用［J］.广西医科大学学报，2007，9(24):259

［11］倪秋杰，王丹，丁龙垲.多媒体教学在超声医学中的应用与体会［J］.西部医学，2010，22(8):1572-1573