医学图像处理课程教学改革探索

翁羽洁　李忠贤　杨晓丽　姬宇程

【摘要】医学图像处理是一门理、工、医等多学科交叉的课程，针对其难度较大、实践性强等特点，并结合目前教学中存在问题，从多角度多方位进行了教学改革。采用PBL等现代化的教学方法，利用微课等先进的教学手段提高了学生的学习兴趣、夯实了理论基础；通过在课堂教学中引入实践，利用已学知识解决实际问题等教学方法提高了学生的实践能力和解决问题的能力；通过鼓励学生跟进学科最新进展、建立学习兴趣小组等方式提高了学生的自学能力和团队意识。

【关键词】医学图像处理 微课 实践 应用

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）39-0241-02

1.导论

医学图像处理是生物医学工程专业开设的专业课程，该课程主要是对医学设备采集的图像进行处理，使其能够帮助医生更加方便和准确的进行诊断，主要包括对医学图像的平滑、锐化、边缘提取、分割、配准、融合等多种处理方式。

医学图像处理这门课程的主要特点如下：一是该门课程需要具备多方面的知识作为基础，包括数学、医学、计算机编程、数据结构等；二是该门课程与实践结合紧密，理论教授的同时，实践训练也十分重要；三是该门课程需要具备运用多种知识综合解决问题的能力[1]。

目前，对于医学图像处理这门课开设的方式存在如下问题，一是过于偏重于理论教学，对于实践教学的重视不够，而该门课程恰恰是对实践要求很高的一门课程[2]；二是不能激发学生的学习兴趣，一方面是由于该门课程要求的基础知识较多，学生在实际的学习过程中，由于对基础掌握不够，产生畏难情绪，另一方面在实际的教学过程中，偏重于对知识的讲解，未涉及或较少涉及该知识在实际工作中的应用，很难提起学生的学习兴趣；三是本领域技术发展迅速，而教材成书时间相对较早，讲授的内容相对落后，不能反映目前最新的研究成果；四是在教学过程中，缺少对学生解决问题能力的培养。

2.医学图像处理教学改革措施

2.1学习兴趣的激发

兴趣是最好的老师，在实际的教学过程中，教师往往更偏重于对知识点的传授，而往往忽略该知识在实际中的应用，而应用恰恰是最重要的，也是最能引起学生的兴趣的，驱动着他们去了解和探索。在教学过程中，尤其是在引入课程内容的开始，多采用问题学习法（problem based learning，PBL）教学[3]，将该知识点在实际中能够解决的问题作为切入点，不仅能够激发学生在学习兴趣，同时也能够培养他们解决问题的能力。例如，在讲解开窗技术这个知识的时候，将开窗技术能够解决的问题，即在普通显示器上如何显示高精度医学图像的问题作为切入点，引入该课程的内容，使学生带着问题去学习，并学习别人解决问题的思路和方法，对自身也是一种提高，达到了知识的传授和能力的提高双重效果。

2.2利用微课视频进行知识点补充

医学图像处理这门课需要许多其他学科的知识作为支撑，而许多同学由于对这些知识掌握的不牢固而失去了学习医学图像处理的兴趣，非常可惜。针对这个问题，并结合微课的特点，笔者在上课前首先总结在这次的课的讲授过程中，用到了哪些学科以及这些学科的哪些知识点，然后将这些知识点分别录制成微课视频，在上课前一到两天发送给学生自主学习，学生们根据的自己的情况进行学习。这样，在上课前，学生都站在了统一的起跑线上，已经储备了足够的基础知识，学习新的内容就相对容易，更容易激发学生的学习兴趣和积极性，同时也给课堂预留了足够的时间来讲授新的内容。这种教学方法对于基础较差的同学有很好的教学效果，学习内容的同时也给了他们自信心，不仅对这门课的学习，对于他们整个大学的学习都是有积极意义的。

2.3课堂教学中引入实践，鼓励学生自己完成

医学图像处理是一门对实践要求很高的学科，因此，在教学过程中仅仅是依靠理论知识的传授是不够的，应将理论与实践相结合才能达到较好的教学效果。在理论与实践的结合过程中，就需要将教学地点安排到机房，在讲授完一个知识点后，需要及时的结合MATLAB上机操作进行实践[4]，在实践的过程中，能够到达对理论更深层次的理解。另外，医学图像处理的结果是很直观的，可以引导学生，通过不断的尝试，对结果进行比较，达到最佳的处理效果。通过这样的教学方式，学生掌握了学习的主动，不仅能够达到良好的教学效果，而且对学生动手能力、解决问题的能力都有较大的提高[5]。

2.4鼓勵学生跟踪技术最新进展

医学图像处理技术是一门迅速发展、不断更新的技术，因此，仅仅讲解书本上的内容是远远不够的，应尽可能多的将这门技术的最新成果传授给学生。

一方面，在每个知识点讲解完成后会留一部分时间，讲解这个知识点的最新进展，讲解的重点在于新的技术较以前的技术改进点在哪些方面，是如何进行改进的，是否达到了预期的效果。通过对比，可以学习别人解决问题的思路和方法，拓宽思路[6]。

另一方面，对于相对容易的内容，作为作业的形式留给同学们自己学习，先通过查阅资料完成自主学习，再通过分组讨论的方式查漏补缺，矫正自己理解不到或者理解有误的地方，通过这样的学习方式，不仅能够达到学习新知识的目的，还可以提高查阅资料、自主学习的能力。

2.5利用已学知识解决实际问题

医学图像处理是一门与实际应用结合很紧密的课程，最终是要应用到实际的医学系统中的，因此，在实验课的环节，需要多引入在实际医学中遇到的问题，将真实的处理需要作为实验课的内容，并通过医生的反馈不断了解最好的处理结果，驱动学生在理论与实际应用中不断的进步。例如，医学图像自动诊断技术就是医学图像处理与实际需要结合紧密的一项技术，系统能够自动诊断出病变的位置、大小以及良恶性肿瘤的概率，但最终是否准确还是需要经验丰富的医生来进行评判的，因此，一定是需要在实际的应用中来检验一门技术是否可行，切不能闭门造车。

2.6小组合作学习，保证学习效果

课堂学习时间是有限的，而本课程要求有足够的课后延伸，才能保证教学效果，课后的分组学习就能一定程度上解决这个问题。

将学生采用随机分组的方式，分为4-6人一组，主要针对技术前沿和课后实践进行分组学习讨论[7]。对于前沿技术，老师提供几个课题及跟踪方向，各小组自由选择方向或课题，各自查阅文献总结，每周最少进行一次组内的讨论报告，并记录各人的成果和见解。对于课后实践课题，各小组成员集中讨论和演示各自思路和成果，集思广益，最终以小组为单位提交最终课后实践成果。

在此过程中，学生充分发挥主观能动性，通过交流学习实践，对知识点的掌握理解更加牢固。教师则通过对提交成果的把握，检验学习成果，大大节省了课堂授课时间。

3.结论

在医学图像处理这门课的教学过程中，通过引入问题学习法等先进的教学理念，使用微课等最新的教学手段，并不断的总结教学经验，使学生能够提高对医学图像处理这门课的兴趣，更好的掌握医学图像处理的技术，学习这门技术最新的进展，在实际的应用中不断检验和完善，在这个过程中，不仅能够提高实践能力和解决问题的能力，而且能够对今后的学习和工作产生积极的影响。

参考文献：

[1]李宝娟，卢虹冰等.以研促教方法在医学图像处理课程教学中的实证研究[J].醫疗卫生装备，2018，39：89-108.

[2]李明彩，李晓辉.《医学图像处理》课程教学质量改进方法的探讨[J].现代计算机，2017，16：34-36.

[3]石盼.PBL教学法在医学图像处理教学中的应用探索[J].产学研理论与实践，2016，26：123-124.

[4]王远军，聂东升.《医学图像处理》课程建设的实践[J].中国医学物理学杂志，2012，29：3697-3701.

[5]李振伟，杨晓利.以学生为中心的医学图像处理教学方式和考核模式探讨[J].中国医学教育技术，2018，26：464-467.

[6]张楠，段娟等.医学图像处理课程的创新性教学研究[J].中国医学装备，2015，12：5-8.

[7]胡春红，邓旭媛.医学图像处理课程的教学探索与实践[J].西北医学教育，2011，19：1153-1156.