基于移动智能端的医学影像技术专业实验室管理

赵晓晔 成静 查干花 张玲

摘  要 为解决实验室管理和实验教学中存在的问题，提高实验管理水平和实验教学质量，北方民族大学医学影像技术实验中心充分利用学校信息化工具，依据该实验中心的实际情况，加强信息化建设，将移动互联网技术与实验室管理和教学模式相结合。经过实践证实，该实验中心的信息化措施在提高实验室管理水平和促进实验教学模式改革中起到积极、有效的作用。

关键词 移动客户端;医学影像技术;实验室管理;实验教学模式;教务管理系统;学习通;MOOC教学平台;微课

中图分类号：G482    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）18-0119-04

1 引言

随着高等教育改革的不断深化，特别是在教学评估和质量工程建设的推动下，高校更加重视对学生实践能力和创新能力的培养[1]。然而，这些能力的培养离不开实验室，实验室对培养创新型、应用型人才有重大作用。随着我国教育水平的不断提高，各大高校实验室设备数量日益增多，实验室的开放时间也逐渐增加，而其管理水平提高缓慢，跟不上社会发展的步伐[2]。

近年来，我国在互联网技术、产业、应用及服务等方面取得积极发展，特别是以手机应用为标志的移动互联网技术深入人心。中国互联网信息中心发布的第四十四次《中国互联网络发展状况统计报告》[3]显示，截至2019年6月，我国网民使用手机上网的比例达到99.1%，手机网民达到8.47亿，在线教育用户规模达到2.32亿。

教育部于2012年3月13日发布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》[4]提出：各级政府在教育经费中按不低于8%的比例列支教育信息化经费。一方面，基于移动客户端的各类教育类学习软件、平台数量快速增加，苹果在以“课外活动”为主题的春季发布会上宣布，App Store中上架的教育类应用数量已达20万个[5];另一方面，在高校，智能手机在学生和教师中的普及率十分高。这就为高校利用智能手机加强实验室管理的移动信息化和实现实验教学模式转换提供了有力的技术支持。将移动互联网技术与实验室管理和教学模式相结合，利用已开发的基于移动智能端的多种APP，提升计算机实验室信息化水平，提高高校教学科研质量，是顺应时代发展的正确选择[6]。

北方民族大学医学影像技术专业是北方民族大学与宁夏自治区人民医院（简称宁夏人民医院）双方秉承“平等自愿、互惠互利、长期稳定、共同发展”的原则，采取合作办学的模式共同建立的专业。这种办学模式有别于传统的医学院—附属医院方法，合作双方地位平等，共同建立了北方民族大学医院影像技术实验中心。

医学影像技术专业具有较强的实践性，实践是提高学生专业技能的重要抓手。该专业本科人才培养方案中增大了实践环节比例，构建以能力培养为核心的实践教学体系。加之，该实验中心不仅面向全校开放，而且对医院教师也开放，增加了管理的难度，对医学影像技术专业的实验室管理和实验教学模式提出更高的要求。因此，医学影像技术专业实验必须要向更加科学化、数字化和信息化的方向发展[7]，从而提高专业实验室的服务质量，推动实验教学方法和手段改革，提高教学质量。

2 实验室基本情况

北方民族大学医院影像技术专业实验中心在建设中以夯实学生基础、为进入临床实习做好准备为目的，采取软硬、虚实相结合的方式，重视信息化和数字化，如图1所示。该实验中心共七间实验室，实验用房约1100 m2，总资产约1000万元。目前，实验中心配有实验室主任一人、实验室技术人员一人、实验室管理人员一人、实验室学生助管一人。

實验中心主要包括基础医学实验系统、解剖学实验系统、医学影像检查技能实验系统、医学影像设备实验系统和图像分析实验系统。基础医学实验室主要在现有生理学、生物化学实验室的基础上，引入生理学、病理学的虚拟仿真实验模块。解剖学实验系统采取“虚拟+模型+标本”的方式，以虚拟解剖系统为纽带，以为学生建立系统、断层及影像之间直观、立体的联系为原则，直接为医学影像技术学科服务。医学影像检查技能实验系统主要由综合实训中心和医学影像虚拟仿真操作模块组成，配有模拟仿真DR机。医学影像设备实验系统主要包括仿真和实操两部分：仿真主要包括成像原理模块和设备安装模块，其中成像原理模块采用动画方式生动演示X线成像过程、MRI成像过程和第一代CT至多层螺旋CT的成像过程，且学生可通过模拟软件对MRI和CT的安装及机房布局进行操作;在实操部分，利用医院旧CT、数字胃肠机和医学设备核心器件（如球管）等建成综合实训实验。图像分析实验系统配有高性能图文处理工作站，2M灰阶及彩色医用显示器、PACS系统和MATLAB软件，宁夏人民医院教师以临床病例为基础，建有多病种、涵盖多检查方式的病例1000多例，涵盖了MRI检查、CT检查、DR检查、核医学检查和超声检查，为以病例为中心的教学提供了基础。

3 实验室管理和教学存在的问题

实验管理人员不足  除了承担本专业实验教学和学生自主实验学习外，医学影像技术实验中心对全校开放，承担法医学、医学技术与健康、性与生殖健康及运动解剖学等多门其他学院的课程;且向宁夏人民医院教师开放，承担合作医院的部分培训任务。因此，实验室开放范围广，不确定因素多（开放时间、人数），为实验室管理增加了难度。

除了实验室规划、实验设备维护和实验数据统计外，实验技术人员还需要对使用实验室的教师和学生进行仪器设备操作和实验室安全规范培训。由于该专业上课的医院教师人数多，且教师并不固定，因此，这项工作需要反复进行。总之，在实验室管理中存在工作量大、人员不足等问题，导致管理水平与实验室开放需求不符合。

实验教学模式需要改进  该专业大部分专业核心课及专业课由医院教师承担，且采用课程组的方式授课，一般一门课程由多位教师承担。依靠传统监控方式，难以实施有效、持续的实验课堂管理和过程监控。且随着互联网普及和各种网络教育资源的开放，学生可获得知识的途径增多，对课堂和教学方式提出更高的要求，实验模式也需改进以适合信息化需求。

4 实验室信息化

为加强实验室和实验过程管理，促进实验教学模式转变，学校和学院加强了实验室信息化建设。学校引进基于移动智能端的教务管理系统、学习通和MOOC教学平台。对实验中心实施全网覆盖，配有多媒体广播教学系统，可完成在线考核、抢答及分组讨论等，配备内置文件速递和即时交流工具。在每个实验室都配备教学中控台，安装摄像头和触摸式教学系统。教师在教学中不仅可实时录像，而且可以调用学校MOOC教学平台课程。

为进一步加强实验室信息化建设，将各实验室介绍、大型设备简介和操作说明书制作成为电子版，并制作对应的二维码。学生和教师通过扫描二维码，可获得电子版的说明书和查阅相关介绍。

实验中心拥有正常人体头颈躯干水平断面标本、矢状断面标本和冠状断面标本共计106个。断层标本上正反两面不同的部分或者组织使用不同数字标识，相同部位由相同的数字标识。但是目前，标本上只有数字标识，无对应的文字说明，学生在实验学习中需要手动翻阅纸质版的说明书，极其不方便。为方便学生学习，对实验室所有断层标本进行拍照，为数字标识配上文字注释，如图2所示。然后制作二维码，将二维码贴在标本的空白处。学生扫描二维码后即可获得对应的图片及标识，如图3所示。

最后，将实验室介绍、部分实验的操作过程、大型仪器（如虚拟解剖台、模拟DR）的操作过程录制为视频，或者利用厂家提供的视频，为每个视频制作对应的二维码，并将二维码粘贴在对应的实验室墙上或者对应的仪器旁边。学生通过扫描二维码可获得教学视频，为自主学习提供方便。在实验室介绍视频录制时使用情景剧展示，采用相对轻松、欢快的方式介绍实验室的功能、重要仪器设备和安全注意事项，吸引学生的注意力。

5 助力实验室管理

运用学校引入的教务管理系统，教师可通过智能端实时查询实验室用房、实验室预约及设备状况，预约实验室，无须进行电话预约，既方便教师合理安排实验，也并减轻实验管理人员的负担。通过该系统可详细记录实验室使用的人数、课时数，无须人工统计，节省人力。

在实验室开放管理中，该专业要求学生利用课余时间在实验室完成一定课时的自主实验学习，但是由于学生人数多、学习时间不集中、教师人数不足等问题，难以对学生的学习时长进行准确记录。利用学习通签到功能，可通过位置签到、拍照签到及手势签到等多种方式，有效监控学生的开放实习。

新任课教师和学生可以通过扫描二维码，获得虚拟解剖台和模拟仿真模块的操作视频及实验室安全知识，无须实验室人员反复多次讲解、演示。

利用学习通教学软件，实验室人员可发表与实验室管理、服务等内容相关的调查问卷，及时了解学生和教师对实验室管理水平的满意程度，及了解师生对实验室的新需求或者实验室在管理、仪器配置等方面需要改进的地方。

6 促进实验教学模式转变

由于学科特点，该专业多数专业课教师为宁夏人民医院临床医生及医学技术人员，尤其临床相关课程上课教师人数多，教师的轮转使得实验课堂管理难度增大。因此，使用学习通的签到功能，可掌握学生的出勤情况，使用抢答、分组、测试等方式丰富教学活动，并且该软件能自动对签到、测试及抢答等活动进行统计，有效、客观记录教学过程中学生的参与情况，减轻教师的统计压力，推动实验课学业评价改革。

在教学方式上，利用学习通客户端直播、同步课堂和直播及微课，开展线上线下教学。将实验的常規步骤或者基本原理制作微课，放入学校MOOC教学平台或利用中国大学MOOC已经建成的课程。通过教学辅助软件，学生可在实验课前学习基本知识，教师可在课前发布调查问卷和试题进行学情分析，了解学生的基本情况或者提前发布实验要求，学生提前设计实验步骤。在课上，可开展病例分析等综合性的、设计性的实验内容。借助实验室信息化工具，可方便地开展线上线下混合式教学，实现以学生学为中心的教学模式改变。

7 结语

在已有的虚实相结合的实验系统基础上，医学影像技术实验中心一方面因地制宜，采取一系列措施加强信息化建设;另一方面充分利用学校引进的和其他教育类APP，有效提升实验室管理和服务水平，而且使得专业课实验教学模式逐渐从传统演示性、验证性的实验向以学生学为中心的综合性、设计性实验转变，取得理想的教学效果。

参考文献

[1]吴文华，杨庆，沈新元，等.智能实验室管理系统下的实验室开放管理[J].实验室技术与管理，2011（2）：171-176，197.

[2]彭晓波，唐璐，张红涛，等.基于Android平台的实验室智能管理系统[J].实验教学，2017（10）：68-69.

[3]第44次《中国互联网络发展状况统计报告》[EB/OL].

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

[4]教育部关于印发《教育信息化十年发展规划（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]20万个！苹果iOS教育App数量公布[EB/OL].[2018-03-27].https：//www.sohu.com/a/226533699_114760.

[6]孙晓晗.Android平台下高校计算机实验室APP的设计与实现[D]济南：山东大学：2016.

[7]田丰.医学影像技术学实验教学改革之我见[J].才智，2016（2）：95.