医学影像物理学与医用物理学的教学比较

汪捷

[摘 要]为了提升课程的教学效果，贯彻教无定法、因材施教的教育理念，需要积极探索最佳的教学方式。该文通过比较医用物理学和医学影像物理学两门课程的开展情况，找出教学对象、教学内容、教学方法等方面存在的异同点，并制定有针对性的教学策略来指导实践。根据研究，在不同的情况，教师可以更加明确该教什么、怎么教;在教师的引导下，学生也可以更加清楚该学什么、怎么学。

[关键词]医用物理学;医学影像物理学;教学策略;比较

[作者简介]汪 捷（1988—），男，湖南长沙人，硕士，湖南中医药大学助教，主要从事医学物理学的教学与研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）28-0346-02[收稿日期] 2020-03-25

物理学以严格定量的理论、创新的方法和精确的实验，在现代医药科学研究和医学诊断过程中发挥了至关重要的作用。随着物理学和医学的不断发展、融合、促进，作为物理学重要分支的医用物理学和医学影像物理学得到了迅速发展和完善。目前，X射线、生物电、光学、激光、超声、核辐射、核磁共振以及各种显微技术等已广泛应用于临床及研究领域[1]。

目前，全国高等医学类院校基本都开设了医用物理学和医学影像物理学两门课程，医用物理学涵盖绝大部分物理学基础知识，还增加了与医药学相关度较大的一些内容。医学影像物理学是医学影像技术的重要组成，是图像诊断的基础[2]（P1）。面对不同专业的学生，如何选取恰当的内容来教学，如何采用更适合的教学方法，如何让学生学以致用，对教师提出了更高的要求。

一、教学对象

医用物理学在笔者所在学校主要面向医学院、药学院各专业开设，课程主要安排在一年级第二学期，48学时。考入本校的大部分学生数理基础较牢固，但由于医用物理学课时少、内容多以及非主干课程的特点，容易引起学生的忽视和畏难情绪。少部分学生由于高中物理基础不牢和大一第一学期高等数学学习不过关，学习医用物理学的困难就更明显。

医学影像物理学在本校面向医学影像技术专业开设，课程安排在一年级第二学期，80学时。课时量的增加让学生有更充足的时间来学习这门课程，但也意味着内容的深度和广度大大增加，这无疑对学生和教师提出了更大的挑战。

二、教学内容

医用物理学和医学影像物理学在教学内容上有一些重叠的部分，但教学的要求不同。医用物理学要求掌握基本物理原理和规律，了解其在临床或制药方面的一些应用，医学影像物理学则要求在掌握物理原理基础上更进一步把握整个成像的细节和图像处理等内容。

比较而言，医用物理学课时少、内容广，要求学生在有限的时间掌握较多的内容，在教学内容的选取上，我们设定了以下教学策略。

1.选择了由何跃主编的《大学物理简明教程》作为教材，选用这本教材的原因一是“简”，二是“明”，内容精挑优选，层次简洁清晰，表述精练准确，篇幅虽然短小紧凑，但知识体系具有完整性、概念衔接具有连贯性以及逻辑与概念具有前后一致性。

2.有针对性地选取内容进行教学，除共同教学内容之外，药学类专业选择分子物理学基础、热力学基础部分内容进行教学，医学类专业选择振动与波、静电场部分内容进行教学。在此基础上适当增加与专业关系紧密的内容，如骨骼的生物力学性质、心脏血流动力与心音、肺泡中的压强、超声技术在医药学中的应用等。

医学影像物理学看似课时更多，涉及的物理学知识范围较窄，但教与学的难度反而更大。这是多学科交叉的一门课程，涵盖了物理、数学、医学、成像技术、电子学、信息处理等多个内容。一方面医学影像物理学中的四大成像技术有各自的辐射波，产生原理不同，成像原理也各不相同，导致其逻辑体系比较松散，内容相较医用物理学更加深入、抽象。另一方面学生先期往往还未充分地进行相关医学、数学、物理、图像处理方面的学习，普遍反映在這一门课程中遇到了很多又难又杂的内容。为利于学生后续课程的学习，应尽可能保留各成像过程及图像处理相关内容的完整性，不宜随意一刀切。在教学内容的选取上，我们设定了以下教学策略。

一是选择了国家卫生和计划生育委员会“十三五”规划教材，由吉强、洪洋主编的《医学影像物理学》。这是一本较权威的教材，全书共五大板块，根据辐射波的不同分为了X射线、超声、磁共振、核医学四大内容，另外将电离辐射及其防护作为第五大内容。每一板块都分为前后两章节，前一章节为物理基础，后一章节为成像原理及应用，内容详实、完整。

二是在教材已有内容的基础上，根据先修课程和后续课程的情况，对部分内容进行补充，对部分内容进行删减。如X射线成像和磁共振成像都涉及光与物质相互作用这一内容，这部分内容在医用物理学教学中往往没有过多的课时详尽阐述，在医学影像物理学的教学中，适当增加量子力学和原子核物理相关内容，以求物理原理的完整性、连贯性，使学生对成像过程有一个清晰、准确的认识，强化其对物理原理的理解。由于后续课程中有数字图像处理和医学影像设备学等，教学中对由物理原理引起的图像特征会详细讲解，而图像后处理部分只是简单介绍，对一些能提高成像精度和成像速度的新设备只作科普性介绍。

三是加强临床知识的结合。医学影像物理学教学中，如果没有很好地结合临床应用的话，单是物理原理和成像技术，这些内容是枯燥无味的。教学中应适当结合临床，以提高学生的兴趣和强化对理论知识的理解。比如数字X射线成像中，通过调节信号的加权系数，可以实现能量减影，根据临床需要，单独呈现出软组织影像或骨骼影像等。

三、教学方法

医用物理学和医学影像物理学中的原理和规律范围之广涉及到自然科学的方方面面，即使只考虑医学、药学方向，其信息量和难度都是非常大的。从物理规律的探究过程可以看到，这两门课程的教学既要注重课程内容的关联、条理的清晰、逻辑的严密，对基本理论和基本知识进行扎扎实实的教学，又要注重把握新科学、新技术的动向，开拓视野，培养创新精神。

醫用物理学是公共基础课，后续还有大量的专业课程，故在教学上应更加侧重打基础。课堂上要强调物理理论的系统性、关联性，对物理概念进行准确地表述，对物理过程和物理规律进行严谨地推演，一些数学描述和推导是必要的。大道至简，物理追求简洁明了，在教学中应注重总结和类比，找到共通性，抓住主线，明确所有物理现象都是在最基本的物理原理和物理规律的基础上，逐步增加不同的条件而形成的，要让学生掌握对知识由繁入简的处理能力，越学越轻松。课后要对学生提出反复记忆和做习题的要求，以训练来达到熟练掌握的目的;对学生提出课后小组讨论的要求，以先进带后进，以讨论来碰撞出新观点、新想法，鼓励学生收集资料、尝试验证，在这过程中开动脑筋，逐渐形成创新意识、培养动手能力。这样环环相扣、循序渐进的教学方法，有助于学生打下扎实的数理基础，更好地迎接后续课程的学习。

医学影像物理学是专业基础课，后续的专业课程甚至将来的工作都是与医学影像息息相关的。由于医学影像物理学涉及学科多、教学内容范围广，教学中可以在上述教学方法的基础之上，强调渗透式教学。在初学时若对某些概念、某些过程、某些方法、某些技术不太清楚、无法理解，则留下问题。这并不意味着遇到困难放弃或绕过该问题不进行教学，而是学生和教师都记录下来，在以后的教学过程中，一点一滴地体会，逐渐形成完整的、清晰的认识。根据记忆规律可知，学习在于重复，这样带着问题进行学习，而不去过度纠结某一问题，学生更易获得主动地思考的能力。当知识积累足够、灵感突发，从而解决问题，那一刻所带来的成就感是灌输式教学给不了的。通过这样体会式、渗透式教学，既能提高教学效率，又能让学生更加积极地探索，逐渐具备独立思考能力，更快地进入专业领域和技术发展前沿。

另外，由于本校医学影像物理学课程开设时间短，影像物理实验难度高、危险性大，医学影像物理实验室还未建立起来。为了学生能更直观准确的理解教学内容，信息技术的引入也是必要的，如根据物理模型和物理规律建立清晰的立体图像、网格模型，根据物理过程建立flash动画模拟;引入数字化医学影像存档与传输系统（PACS），结合临床多角度甚至动态演示病例截面解剖图像，从影像信息中找到理论和临床实践的联系等。

四、小结

通过比较医用物理学和医学影像物理学课程的开展情况，发现这两门课程在教学对象、教学内容、教学方法上各有异同。在教学实践中，应根据实际情况调整教学策略，以期达到提升教学效果和培养合格人才的目的。

参考文献

[1]喀蔚波.医学物理学—物理学在医学中的应用[J].物理， 2002，31（6）：400-405.

[2]吉强，洪洋.医学影像物理学[M].北京：人民卫生出版社， 2016：1-4.

Comparison of Teaching between Medical Imaging Physics and Medical Physics

WANG Jie

（School of Informatics and Engineering， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208， China）

Abstract： In order to enhance the teaching effectiveness and implement the concept of teaching with indefinite methods and adaptive teaching， it is necessary to explore the best teaching method. This paper compares the teaching of Medical Imaging Physics and Medical Physics in our school， finds out the similarities and differences in teaching objects， teaching content， teaching methods， and develops targeted teaching strategies to guide practice. According to the research in this paper， under different circumstances， teachers can be more clear about what and how to teach; under the guidance of teachers， students can also be more clear about what and how to learn.

Key words： Medical Physics; Medical Imaging Physics; teaching strategy; comparison