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時(shí)間:2023-09-24 10:57:50
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇對(duì)醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的看法范文,愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
服務(wù)臨床
追本溯源,要想弄清楚這個(gè)問(wèn)題,首先來(lái)看看PACS的定義是什么。2012年的PACS專題叫《從區(qū)域走向區(qū)域的醫(yī)療影像》,在該專題的開篇綜述中,本刊曾對(duì)PACS嘗試做如下定義:可以實(shí)現(xiàn)對(duì)符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)影像的分析、處理和診斷,并可以進(jìn)行圖像三維后處理的醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)。沒(méi)錯(cuò),我們給出的定義里有“三維后處理”,這正是我們今年的主題。
且不說(shuō)今年主題,先來(lái)說(shuō)說(shuō)定義中的“醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)”這幾個(gè)字。PACS說(shuō)到底是一個(gè)醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng),不管是分析、處理、診斷還是三維后處理,PACS所做的一切都是圍繞著醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行的。而醫(yī)學(xué)影像呢?很顯然,是為醫(yī)學(xué)尤其是臨床醫(yī)學(xué)服務(wù)的。一番條分縷析之后,不難看出,PACS終究是為醫(yī)學(xué)尤其是臨床醫(yī)學(xué)服務(wù)的。
這也是我們一直關(guān)注并將持續(xù)關(guān)注PACS的原因所在。
現(xiàn)在開始說(shuō)今年的主題――三維重建。如你所見,在我們給出的PACS的定義中就有與它類似的一個(gè)詞――“三維后處理”,也因此,講PACS尤其是未來(lái)的PACS,三維重建一定會(huì)是無(wú)法繞開的話題。
兩極分化
在操作本次專題時(shí),我們采訪了近二十位醫(yī)學(xué)影像學(xué)從業(yè)者,其中包括十多家三甲醫(yī)院的醫(yī)學(xué)影像相關(guān)科室的主任和副主任,他們對(duì)三維重建的評(píng)價(jià)可謂兩級(jí)分化。
北京大學(xué)第一醫(yī)院在三維后處理方面多有應(yīng)用,該院有國(guó)內(nèi)最大的前列腺癌數(shù)據(jù)庫(kù),泌尿外科甚至可以做到把某個(gè)地方發(fā)生前列腺癌的概率標(biāo)志在腺體的三維圖像上,這個(gè)工作當(dāng)然是在醫(yī)學(xué)影像科的大力支持下實(shí)現(xiàn)的。
在十多年前就提出“整合影像學(xué)”概念的西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院PET-CT室主任郭佑民也是三維后處理的“擁躉”,他認(rèn)為包括三維影像在內(nèi)的整合影像學(xué)將有可能顛覆時(shí)下的診療路徑,創(chuàng)立新的醫(yī)療模式。
當(dāng)然也有一些不同的聲音,部分接受我們采訪的專家表示,三維影像后處理對(duì)放射科的工作影響不大。他們的觀點(diǎn)大概是,放射科的主要工作是做診斷,而診斷最主要的對(duì)象是橫斷面圖像,三維影像對(duì)診斷工作并無(wú)太大作用。甚至有接受采訪的專家表示“三維重建在我們醫(yī)院基本都是研究生在做,我不是太清楚。”
革新診療模式
專家們對(duì)三維影像后處理的看法以及重視程度差別何以如此之大?個(gè)人理解或許是與其醫(yī)院的業(yè)務(wù)方向有關(guān),如果該院的臨床科室沒(méi)有太多三維影像后處理的需求,為臨床科室提供服務(wù)的放射科自然不會(huì)在這方面深入鉆研。
而正在享受三維影像后處理所帶來(lái)的益處的專家,對(duì)三維后處理今后的作用和定位則給予了高度的評(píng)價(jià)。王霄英說(shuō):“我覺(jué)得,三維影像后處理會(huì)改變整個(gè)醫(yī)療服務(wù)的模式和理念?!北磉_(dá)類似觀點(diǎn)的還有四川大學(xué)華西醫(yī)院放射科高級(jí)工程師王躍。
醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)作為醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程,在臨床醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、醫(yī)學(xué)影像等各個(gè)專業(yè)中的開設(shè)課時(shí)都是相同的,作為授課教師,在講授教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同專業(yè)的特點(diǎn),教學(xué)及考核方式要與專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合,我們應(yīng)用了各種形成性評(píng)價(jià)方式來(lái)達(dá)到這一目的。
1.網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化考核
醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)課程在我校點(diǎn)擊率排名較高,豐富的內(nèi)容受到學(xué)生的好評(píng),網(wǎng)絡(luò)課程中上傳了課程的教學(xué)大綱、考試大綱、教學(xué)課件、習(xí)題等,學(xué)生們不僅可以在網(wǎng)絡(luò)課程里學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,而且可以在線做習(xí)題練習(xí),可以在線向教師提問(wèn),教師也可以統(tǒng)一安排同學(xué)們進(jìn)行無(wú)紙化考核。這種評(píng)價(jià)方式可以隨時(shí)進(jìn)行,無(wú)人員和場(chǎng)地的限制,極大地方便了教師和學(xué)生的交流,也可以體現(xiàn)出學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)課程中還有教師制作的各類微課課件,有對(duì)課堂上的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的講解,學(xué)生在課堂上沒(méi)有吃透的內(nèi)容,在課余時(shí)間可以通過(guò)微課繼續(xù)學(xué)習(xí),這對(duì)一些學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)來(lái)講,提供了一個(gè)非常有效的學(xué)習(xí)平臺(tái),在學(xué)習(xí)的同時(shí),遇到的問(wèn)題也可以在線留言,教師可以及時(shí)的回復(fù)問(wèn)題,這種交流方式可以有效的解決問(wèn)題,教師和學(xué)生面對(duì)面交流的機(jī)會(huì)較少,這就為雙方提供了更多的交流機(jī)會(huì)。
2.口試在形成性評(píng)價(jià)的應(yīng)用
現(xiàn)代教育注重創(chuàng)新人才與實(shí)踐人才的培養(yǎng),“醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)”也是如此。我們要通過(guò)各種方式加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng),給學(xué)生創(chuàng)造更多的表達(dá)機(jī)會(huì),傳統(tǒng)的文字考題方式忽略了學(xué)生的口語(yǔ)表達(dá)能力。教師在日常教學(xué)中應(yīng)注重學(xué)生口語(yǔ)表達(dá)能力的培養(yǎng),要求學(xué)生在熟知基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)進(jìn)行探索,勇于表達(dá)自己的看法,教師也要給予創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生一定鼓勵(lì)。醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程近幾年一直在學(xué)生中實(shí)行口試,一方面是督促同學(xué)們的學(xué)習(xí),另一方面也是鍛煉學(xué)生的口語(yǔ)表達(dá)能力,評(píng)定學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和聯(lián)系,同時(shí)也加強(qiáng)了師生間的交流,增加了彼此的相互了解,可以讓老師更有效的發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,學(xué)生也可以向老師反映教學(xué)中的問(wèn)題,教師可以及時(shí)調(diào)整授課方式,取得更好的教學(xué)效果,受到了學(xué)生的好評(píng)。
3.實(shí)驗(yàn)考核
醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是一門形態(tài)學(xué)科,理論知識(shí)很重要,但實(shí)驗(yàn)操作也是必不可少的,我們觀察細(xì)胞以及細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)組成和功能,是通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,要做好“醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)”教學(xué)形成性評(píng)價(jià)工作,還要重視實(shí)驗(yàn)考核的應(yīng)用。細(xì)胞生物學(xué)課程是醫(yī)學(xué)院校各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程,讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的實(shí)驗(yàn)操作,同時(shí)掌握一些實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法,既是為醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)學(xué)科奠定基本的操作基礎(chǔ),也是為學(xué)生將來(lái)進(jìn)行的科研實(shí)踐工作奠定基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅要掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容,還要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,更重要的是要進(jìn)行結(jié)果分析,找出實(shí)驗(yàn)失敗的原因,教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果給出考核分?jǐn)?shù),激勵(lì)所有同學(xué)認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn),才能起到實(shí)驗(yàn)課的效果。
4.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制,我們給學(xué)生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)類型少,學(xué)生們希望能有更多的機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn),因此我們給學(xué)生安排了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)與資料,在網(wǎng)上查其他院?;蚱渌麑W(xué)科的一些實(shí)驗(yàn),結(jié)合醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的課程內(nèi)容,可以將沒(méi)有安排的實(shí)驗(yàn)結(jié)合自己的興趣自行去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),要求學(xué)寫出完整的實(shí)驗(yàn)方案,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?,以及具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟,在此基礎(chǔ)上,可以申報(bào)實(shí)驗(yàn)室的開放性實(shí)驗(yàn),完成整個(gè)的試驗(yàn)計(jì)劃。這樣可以提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,把理論和實(shí)驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),鍛煉了學(xué)生的積極思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。這也是培養(yǎng)學(xué)生科研思維的有效方式,可以為學(xué)生將來(lái)參與教師的科研課題奠定基礎(chǔ),培養(yǎng)他們的研究創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)微生物學(xué) 綜合實(shí)驗(yàn) 教學(xué)方法
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
The Preliminary Study about Medical Microbiology
Teaching In Independent Experiment
FU Qingming
(Department of Pathogen Biology, Changsha Medicine School, Changsha, Hu'nan 410219)
Abstract Medical microbiology has strong practice and experiment teaching is a very important part. This article discussed the independent experiment in microbial teaching, as far as possible to make the students become the main body of teaching process and to improve the quality of teaching.
Key words medical microbiology; independent experiment; teaching method
醫(yī)學(xué)微生物是一門實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性較強(qiáng)的科目,①是醫(yī)學(xué)影像、臨床等專業(yè)的必修課。由本教研室承擔(dān)的醫(yī)學(xué)微生物是長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院院級(jí)精品課程,為了適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的需要,提高學(xué)生的參與意識(shí),筆者針對(duì)醫(yī)學(xué)微生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué),談一些改革意見。②
1 建立新的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)J?/p>
綜合實(shí)驗(yàn)是指在學(xué)生有了相應(yīng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)后,由教學(xué)人員結(jié)合實(shí)際工作需要,經(jīng)過(guò)集體討論提出帶啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)選項(xiàng)或相關(guān)命題,學(xué)生在某命題范圍內(nèi),自主設(shè)計(jì)某一實(shí)驗(yàn),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件加以實(shí)施。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)是按照教學(xué)計(jì)劃和進(jìn)度安排,按部就班進(jìn)行。以細(xì)菌的格蘭染色為例,過(guò)去的教法是老師將格蘭染色的方法和步驟告訴學(xué)生,學(xué)生拿到老師給他們備好的材料,按老師講的步驟被動(dòng)地操作,最后按格式寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可,學(xué)生很少有機(jī)會(huì)發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性,收獲不大。所以為了改變這種被動(dòng)局面,讓學(xué)生更加積極主動(dòng)的參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們結(jié)合了實(shí)際情況,提出了綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。經(jīng)教職人員集體討論將微生物學(xué)大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃歸成3~5個(gè)綜合實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自己選擇并設(shè)計(jì),在教師的點(diǎn)評(píng)、整改下,最終解決實(shí)際問(wèn)題。下面以某化膿標(biāo)本中細(xì)菌的分離、純化與鑒定為例,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)J降慕ⅰ?/p>
首先由學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)題目,拿到題目后,學(xué)生自己查閱相關(guān)資料,寫出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和方案,經(jīng)過(guò)老師批改后,實(shí)施實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,全程有學(xué)生參與,老師只起引導(dǎo)作用,對(duì)錯(cuò)誤操作加以糾正,防止出現(xiàn)意外事故,實(shí)驗(yàn)完成后,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。
2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置和學(xué)時(shí)安排
由于綜合實(shí)驗(yàn)必須要求學(xué)生有一定的實(shí)驗(yàn)基本技能才能完成,所以首先要安排的是基本技能實(shí)驗(yàn)。如,顯微鏡油鏡的使用、病原微生物形態(tài)、培養(yǎng)基制備、消毒滅菌、無(wú)菌操作、革蘭染色、抗酸染色及細(xì)菌分離培養(yǎng)等。在學(xué)生掌握了這些基本技能后,針對(duì)安排的自主性實(shí)驗(yàn)由學(xué)生選擇,最后分組,一般5人一組,每組負(fù)責(zé)一個(gè)題目,學(xué)生內(nèi)部分工合作,自行安排實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和相關(guān)工作。一般地,一個(gè)自主綜合型實(shí)驗(yàn)安排學(xué)時(shí)為11~15個(gè),其中2~3個(gè)學(xué)時(shí)為查閱資料和檢索文獻(xiàn),8~10個(gè)學(xué)時(shí)為操作實(shí)施,1~2個(gè)學(xué)時(shí)為完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核
實(shí)驗(yàn)考核是全方位的,包括文獻(xiàn)檢索、步驟設(shè)置、方案可行性、培養(yǎng)基制備,消毒滅菌、分離純化、菌種鑒定、儀器使用、操作步驟、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、結(jié)果分析、最后討論,以及實(shí)驗(yàn)完成后廢物處理,實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生等內(nèi)容逐一進(jìn)行考核評(píng)估。
4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)估
以往微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課采用考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)合的方式打分,考查也是在眾多實(shí)驗(yàn)中選出某一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為考試內(nèi)容,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)完全由老師評(píng)定。這種考核方法帶有很嚴(yán)重的主觀性,缺乏客觀標(biāo)準(zhǔn),所以對(duì)教學(xué)效果評(píng)價(jià)既要考慮主觀也要考慮客觀,重點(diǎn)應(yīng)該放在客觀評(píng)價(jià)上。
主觀評(píng)價(jià)以調(diào)查表的形勢(shì)對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行評(píng)估,③目的是了解學(xué)生的信息反饋。采用調(diào)查表的形勢(shì)展開,設(shè)置了4個(gè)問(wèn)題,前3個(gè)問(wèn)題設(shè)置三個(gè)選項(xiàng)。第一個(gè)問(wèn)題是,你認(rèn)為微生物開展綜合實(shí)驗(yàn)有必要嗎?A、非常必要;B、有必要;C、沒(méi)必要;第二個(gè)問(wèn)題是,你認(rèn)為綜合實(shí)驗(yàn)比常規(guī)實(shí)驗(yàn)效果好嗎?A、好很多;B、較好;C、沒(méi)區(qū)別;第三個(gè)問(wèn)題是,你認(rèn)為有必要在增加綜合性實(shí)驗(yàn)的比例嗎?A、非常必要;B、有必要;C、沒(méi)必要。最后一個(gè)問(wèn)題是,針對(duì)綜合實(shí)驗(yàn),你有什么看法和建議?
客觀評(píng)估由教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行,用達(dá)標(biāo)度作為指標(biāo),目的在于較客觀地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。每個(gè)實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)度分為操作達(dá)標(biāo)度和實(shí)驗(yàn)報(bào)告達(dá)標(biāo)度兩大項(xiàng)。④將具體實(shí)驗(yàn)操作分成若干個(gè)操作要點(diǎn),各個(gè)要點(diǎn)分別定出4個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即(下轉(zhuǎn)第91頁(yè))(上接第80頁(yè))A(優(yōu))、B(良)、C(合格)、D(差)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告也分成以上4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。最后總的衡量標(biāo)準(zhǔn)采用百分制,根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的不同情況將100分按權(quán)重比例分配給各個(gè)達(dá)標(biāo)度,再根據(jù)各個(gè)達(dá)標(biāo)度的達(dá)標(biāo)情況給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù),最后相加就是總分。
5 結(jié)果討論
主觀評(píng)價(jià)中的調(diào)查表顯示,在隨機(jī)抽樣的140名同學(xué)中,學(xué)生反饋情況如表1、表2:
表1顯示,86%人認(rèn)為有必要開展綜合實(shí)驗(yàn);89%認(rèn)為綜合實(shí)驗(yàn)比常規(guī)實(shí)驗(yàn)好;93%認(rèn)為有必要增加綜合實(shí)驗(yàn)的比例。這些數(shù)據(jù)表明開展綜合實(shí)驗(yàn)的必要性和重要性非常明顯,對(duì)于以后實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)具有很積極的指導(dǎo)意義。事實(shí)上,從開展的綜合實(shí)驗(yàn)來(lái)看,不僅大大地提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)思維能力,也大大地提高了教師的教學(xué)水平,對(duì)老師提出了更高的要求。對(duì)以后的選題,要求我們涉及實(shí)驗(yàn)的多樣性和綜合性以及適中的難度。
主觀性結(jié)果表明,綜合實(shí)驗(yàn)中,操作達(dá)標(biāo)度93%為合格及以上,實(shí)驗(yàn)報(bào)告達(dá)標(biāo)度96%為合格即以上。說(shuō)明綜合實(shí)驗(yàn)不僅能大大地提高學(xué)生的操作動(dòng)手能力,同時(shí)還能提高學(xué)生的寫作綜合能力。
與以往的實(shí)驗(yàn)課效果相比,新加入的綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在有效調(diào)動(dòng)學(xué)生自身積極性、提高獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題能力和進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量方面有突出意義。同學(xué)們說(shuō):在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的自主性實(shí)驗(yàn)課上,確實(shí)感到了自己潛力的發(fā)揮。當(dāng)然綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)壳斑€在探索階段,如何更好地發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性,更加提高學(xué)生的綜合能力,有待進(jìn)一步的探索。
注釋
① 陳瓊?cè)A,錢黎明.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探索[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2006.26(6):22-26.
② 郭沈波,吳學(xué)秀,韓彥,等.藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2006.42(2):182-184.
關(guān)鍵詞:卓越計(jì)劃;數(shù)字圖像處理;創(chuàng)新能力
作者簡(jiǎn)介:朱福珍(1978-),女,黑龍江佳木斯人,黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院,講師;楊自恒(1973-),男,黑龍江哈爾濱人,黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)
基金項(xiàng)目:本文系2013年黑龍江大學(xué)教育教學(xué)改革工程重點(diǎn)項(xiàng)目“基于‘卓越計(jì)劃’的‘?dāng)?shù)字圖像處理’課程教學(xué)改革探索”(項(xiàng)目編號(hào):2013B42)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)28-0128-02
“數(shù)字圖像處理”是高等學(xué)校信號(hào)與信息處理類專業(yè)的重要專業(yè)課程,是當(dāng)今社會(huì)的熱門需求和科學(xué)研究的熱門方向。該課程的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)數(shù)字圖像處理基本概念、理論和算法的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字圖像的實(shí)踐編程處理能力,為學(xué)生從事圖像處理工程師工作奠定基礎(chǔ)。該課程涉及內(nèi)容寬泛,課程起點(diǎn)高,難度大,同時(shí)與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題直接相關(guān),要求學(xué)生具備堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和信號(hào)與信息處理基礎(chǔ),并且熟練掌握一種編程工具。同時(shí),該學(xué)科學(xué)術(shù)活動(dòng)活躍,算法更新快,如何教好這門課,使學(xué)生真正掌握數(shù)字圖像處理的多種算法一直是專業(yè)課教師討論的熱點(diǎn)問(wèn)題。另外,近年來(lái)社會(huì)用人單位普遍反映:應(yīng)屆高校畢業(yè)生上崗適應(yīng)慢,實(shí)踐動(dòng)手能力差,缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力。針對(duì)這些現(xiàn)實(shí)情況,2009年,教育部推出“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”),將培養(yǎng)在企業(yè)中能切實(shí)發(fā)揮作用的優(yōu)秀工程技術(shù)人才作為“卓越計(jì)劃”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。[1]鑒于數(shù)字圖像處理技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)各行業(yè)的廣泛需求,以及目前該課程授課中存在的亟待解決的問(wèn)題,“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革已勢(shì)在必行。趁著“卓越計(jì)劃”的東風(fēng),改革該課程的教學(xué)方法,提高教學(xué)效果,借此為本專業(yè)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。筆者結(jié)合講授該課程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)照“卓越計(jì)劃”相關(guān)要求,提出一些教學(xué)改革的看法和建議。
一、“卓越計(jì)劃”對(duì)高校課程教學(xué)的要求
“卓越計(jì)劃”是教育部2009年提出的一項(xiàng)重大教育改革試點(diǎn)項(xiàng)目,旨在培養(yǎng)造就一大批具有創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力的高質(zhì)量工程技術(shù)人才,以促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才,全面提高我國(guó)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量?!白吭接?jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn):[2]一是具有強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的特點(diǎn);二是具有學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才的特點(diǎn);三是具有行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程的特點(diǎn)。[2]
上述特點(diǎn)決定了高校在進(jìn)行課程教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)注重教育和行業(yè)、學(xué)校和企業(yè)密切合作,同時(shí),在課堂教學(xué)過(guò)程中,注重理論知識(shí)與工程背景應(yīng)用相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,努力為企業(yè)造就適應(yīng)其發(fā)展需要的優(yōu)秀工程師?!皵?shù)字圖像處理”課程的教學(xué)改革也應(yīng)圍繞“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)及要求來(lái)進(jìn)行。
二、“數(shù)字圖像處理”課程特點(diǎn)和目前教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題
“數(shù)字圖像處理”課程具有課程起點(diǎn)高、難度大、理論性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。例如:該課程所涉及內(nèi)容相當(dāng)寬泛,每個(gè)章節(jié)或每種算法都可以作為一個(gè)研究方向;與其他課程聯(lián)系緊密,涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)物理、通信技術(shù)等;與實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān),如數(shù)字電視、醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用等。
傳統(tǒng)“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)多以教師課堂講授為主,學(xué)生課后練習(xí)為輔,呈現(xiàn)出以下弊端:
1.選課機(jī)制及課程設(shè)置問(wèn)題
(1)選課機(jī)制不夠合理?!皵?shù)字圖像處理”是一門面向高年級(jí)同學(xué)的專業(yè)課程,要求具有信號(hào)與信息處理方面的基礎(chǔ)知識(shí),需要熟練掌握至少一門編程語(yǔ)言(如Matlab),這些知識(shí)是學(xué)習(xí)“數(shù)字圖像處理”課程的基礎(chǔ)。但是,目前黑龍江大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我?!保┑倪x課機(jī)制是不管任何年級(jí),不管學(xué)生基礎(chǔ)如何,只要對(duì)此課感興趣就可以選聽此課程。很明顯這種選課機(jī)制是不科學(xué)的,會(huì)因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)差異較大造成教師授課進(jìn)度難掌握、整體授課效果不理想等問(wèn)題。
(2)課程設(shè)置學(xué)時(shí)數(shù)不足。“數(shù)字圖像處理”課程特性中提到該課程起點(diǎn)高,內(nèi)容寬泛,要求學(xué)生具備一定的基礎(chǔ)知識(shí),但是,目前選修此課的同學(xué)基礎(chǔ)參差不齊,其中零基礎(chǔ)的同學(xué)不在少數(shù)。目前,數(shù)字圖像課程僅為32學(xué)時(shí),教師必須按照教學(xué)大綱來(lái)授課,但教學(xué)大綱是按照大四同學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)置的,并沒(méi)有考慮低年級(jí)同學(xué)選修此門課程的問(wèn)題。因此,教師講授此門課程時(shí)根本沒(méi)有時(shí)間補(bǔ)充或溫習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),直接進(jìn)入圖像算法的學(xué)習(xí)。這對(duì)有一定基礎(chǔ)的高年級(jí)同學(xué)而言,由于基礎(chǔ)知識(shí)可能有所遺忘,接受起來(lái)尚有困難,更不用說(shuō)零基礎(chǔ)的大一、大二同學(xué)了。
2.授課內(nèi)容問(wèn)題
(1)授課內(nèi)容重理論輕實(shí)踐?!皵?shù)字圖像處理”是一門專業(yè)性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,真正掌握相關(guān)算法并對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新,必須輔以大量的課后編程和實(shí)踐練習(xí)。但在有限的課堂教學(xué)過(guò)程中,雖然給學(xué)生布置了作業(yè)等內(nèi)容,但都偏于基本算法、基本理論,更有實(shí)踐意義、稍有難度的算法已被束之高閣,算法的進(jìn)一步創(chuàng)新沒(méi)有得到充分挖掘。這一點(diǎn)與“卓越計(jì)劃”對(duì)實(shí)踐型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相符。
(2)授課內(nèi)容對(duì)最新算法補(bǔ)充不及時(shí)。數(shù)字圖像處理是一門發(fā)展迅速、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的技術(shù),因此,實(shí)際應(yīng)用推動(dòng)著數(shù)字圖像處理算法不斷推陳出新。教師授課過(guò)程中依據(jù)教學(xué)大綱,更多地側(cè)重于基本算法、基本理論的介紹和實(shí)現(xiàn),而對(duì)于公開發(fā)表文獻(xiàn)上的新算法并沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充。這與“卓越計(jì)劃”中對(duì)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的人才培養(yǎng)目標(biāo)不符。
3.教學(xué)方法問(wèn)題
目前“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)以課堂講授為主,由于很多圖像處理算法理論性強(qiáng),學(xué)生容易望而生畏,缺乏學(xué)習(xí)興趣;同時(shí),學(xué)生自主學(xué)習(xí)性差,缺少及時(shí)的課后編程練習(xí)和實(shí)踐過(guò)程,從而影響課堂內(nèi)容的消化和吸收。此外,目前教學(xué)手段以幻燈片演示授課為主,這種信息化教學(xué)方式可以增加課堂信息量,但由于速度較快,缺乏與學(xué)生的同步認(rèn)知過(guò)程,也容易影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和效果。
三、“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革
針對(duì)“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,為適應(yīng)“卓越計(jì)劃”對(duì)培養(yǎng)實(shí)踐型、創(chuàng)新型人才的要求,對(duì)我校“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革的建議如下:
1.增加選課指導(dǎo)環(huán)節(jié),調(diào)整課程設(shè)置
“數(shù)字圖像處理”課程是電子信息工程專業(yè)的模塊選修專業(yè)課,主要任務(wù)是通過(guò)課程講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法,為今后從事圖像處理工程師等方面的工作奠定基礎(chǔ)。但是目前“數(shù)字圖像處理”課程只有32學(xué)時(shí),在有限的課時(shí)內(nèi)想讓學(xué)生從入門到真正掌握各種算法的確有一定難度。
此課程主要是針對(duì)大四學(xué)生開設(shè)的,因?yàn)榇笏膶W(xué)生不僅學(xué)過(guò)信號(hào)與系統(tǒng)課程和至少一門編程工具課程,有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),很多人還將本課程的很多研究方向(如圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像識(shí)別等)選為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題方向,可以有目的地學(xué)習(xí),因此,大四學(xué)生選修此門課程非常合適。因此,在學(xué)生選課時(shí)應(yīng)該給予指導(dǎo),建議大四同學(xué)選修此門課程,低年級(jí)同學(xué)可以具備基礎(chǔ)后再選。
為了使全體選擇該課程的同學(xué)都能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),真正掌握數(shù)字圖像處理算法的原理及實(shí)現(xiàn)方法,應(yīng)該增加學(xué)時(shí)數(shù),使老師能夠有時(shí)間補(bǔ)充一些必要、相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),可將32學(xué)時(shí)的課程調(diào)整為54學(xué)時(shí),這樣對(duì)大四學(xué)生而言可以有足夠的時(shí)間溫習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí),對(duì)基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生也能趁機(jī)迎頭趕上,為真正掌握算法奠定基礎(chǔ)。
2.教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新
目前教材上內(nèi)容僅適合學(xué)生掌握基本概念、基本算法,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上日新月異的應(yīng)用需要。因此,按照“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)在企業(yè)中能切實(shí)發(fā)揮作用的工程師型人才的要求,可從教材和文獻(xiàn)追蹤兩方面更新教學(xué)內(nèi)容。
(1)選取權(quán)威的、最新出版的、適合初學(xué)者學(xué)習(xí)的書籍作為教材,同時(shí)不拘泥于一本教材。目前,“數(shù)字圖像處理”課程最權(quán)威的教材是Rafael C. Gonzalez 編著的《Digital Image Processing (3rd Edition)》,同時(shí),Tamal·Bose編著的《Digital Signal and Image Processing》,國(guó)內(nèi)朱虹教授編著的《數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)》也非常經(jīng)典。每本教材都各具特色,側(cè)重點(diǎn)也有所不同。教師授課時(shí),應(yīng)依據(jù)章節(jié)的重點(diǎn)和關(guān)鍵,從不同教材中攝取精華,以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)理解。
(2)追蹤文獻(xiàn),提煉最新算法,補(bǔ)充授課內(nèi)容。在對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行基本理論和基本算法講解的同時(shí),參閱大量文獻(xiàn),追蹤學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)向,將近年圖像處理領(lǐng)域的新成果和新的發(fā)展前景問(wèn)題及時(shí)補(bǔ)充到課程教學(xué)中,能夠從大量資料文獻(xiàn)篩選、提煉出與學(xué)生接受程度相符的新算法和新應(yīng)用,以保證課程內(nèi)容的時(shí)效性與先進(jìn)性。
教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)才能使學(xué)生的知識(shí)更新速度緊跟時(shí)代腳步,這就對(duì)教師素質(zhì)提出了更高要求。教師不僅應(yīng)具有緊跟學(xué)術(shù)前沿、刻苦鉆研的科研精神,更應(yīng)該有培養(yǎng)社會(huì)所需人才的社會(huì)責(zé)任感,同時(shí),教師應(yīng)該講究教學(xué)方法,合理組織教學(xué)內(nèi)容,詳略得當(dāng),重點(diǎn)突出。
3.教學(xué)思路循序漸進(jìn)
改變以往生硬的教學(xué)思路,擬從導(dǎo)課、課堂教學(xué)兩方面加以改進(jìn)。
(1)重視導(dǎo)課的必要性和科學(xué)性。導(dǎo)課是非常必要和重要的,是學(xué)生接受新知識(shí)的基礎(chǔ),也是教師引入授課內(nèi)容的鋪墊,該過(guò)程組織得好可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高課堂授課效果。可引入圖像處理的實(shí)際應(yīng)用使導(dǎo)課內(nèi)容生動(dòng)有趣。例如,講到圖像超分辨問(wèn)題時(shí),可以先講述我國(guó)目前航空航天領(lǐng)域取得的重大成績(jī),如“天宮一號(hào)”與“神舟八號(hào)”和“神州九號(hào)”的順利交會(huì)對(duì)接,其中涉及到的影像處理和分析等問(wèn)題就用到了圖像超分辨技術(shù)。學(xué)生明確了各種圖像處理算法的重要應(yīng)用后,學(xué)習(xí)興趣也就引發(fā)了,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。此外,還可將授課內(nèi)容與科學(xué)技術(shù)前沿有機(jī)結(jié)合起來(lái),加強(qiáng)對(duì)課堂內(nèi)容的重視。如講到用圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子沙盤時(shí),可以介紹其中涉及的多種先進(jìn)圖像處理技術(shù),如三維仿真、全息成像、虛擬現(xiàn)實(shí)、大屏幕仿真、互動(dòng)觸控等。這些先進(jìn)技術(shù)不僅能使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,而且能拓展學(xué)生知識(shí)面,開闊眼界,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)圖像處理技術(shù)的最新發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用前景。
(2)課堂教學(xué)的改進(jìn)。采取“教師主講重點(diǎn)難點(diǎn),學(xué)生輔以泛讀講解”的教學(xué)模式,使學(xué)生從以往“被動(dòng)的知識(shí)接受者”成為一個(gè)“主動(dòng)的知識(shí)自主學(xué)習(xí)者”,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、歸納總結(jié)能力和實(shí)踐表達(dá)能力。老師根據(jù)教學(xué)大綱,將重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)著重講解,然后以布置大作業(yè)的形式讓學(xué)生分組討論一個(gè)具體內(nèi)容,同時(shí),為每組學(xué)生指明學(xué)習(xí)目標(biāo),并專門抽出一定時(shí)間讓學(xué)生們站在講臺(tái)上分別講解,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),積極思考討論,以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性,提高學(xué)習(xí)能力和交流能力。
4.教學(xué)方法多樣、生動(dòng)
教師在課程教學(xué)過(guò)程中采用的方法直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。目前,此課程以PPT講課為主,PPT授課的優(yōu)點(diǎn)是直觀生動(dòng),內(nèi)容豐富,節(jié)省板書時(shí)間,但據(jù)統(tǒng)計(jì),PPT授課吸引同學(xué)集中注意講授內(nèi)容的時(shí)間僅為15分鐘。[3]這就要求教師以改善教學(xué)方法為切入點(diǎn),提高教學(xué)質(zhì)量,可從以下幾方面加以改進(jìn):
(1)增加課件制作的元素,加強(qiáng)動(dòng)態(tài)課件的展示。平時(shí)課件大多是靜態(tài)文本配以相應(yīng)的圖示,教師只是對(duì)照?qǐng)D示講解,容易造成學(xué)生注意力疲勞。若根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)?shù)孛扛?0分鐘插入一些動(dòng)態(tài)視頻,就可以起到緩解學(xué)生視疲勞、吸引注意力的效果。當(dāng)然,這需要教師下功夫掌握動(dòng)態(tài)課件制作的本領(lǐng)和技能,成功地制作出高質(zhì)量PPT課件。
(2)實(shí)時(shí)演示算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程?!皵?shù)字圖像處理”課程教學(xué)過(guò)程中,教師要始終以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)現(xiàn)圖像處理算法為目的。針對(duì)多種圖像處理算法,在介紹完算法原理后,可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)一步演示該算法的實(shí)現(xiàn)程序,并對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵加以解釋和強(qiáng)調(diào)。這樣學(xué)生可以提高對(duì)算法的實(shí)現(xiàn)能力,進(jìn)一步提高編程能力。
5.考核方式上的改革
目前,“數(shù)字圖像處理”課程的考核方式是閉卷考試。本課程最終目的是希望學(xué)生具備多種圖像處理算法的實(shí)現(xiàn)能力,因此,應(yīng)該更側(cè)重于學(xué)生實(shí)踐能力的考核,而閉卷考核方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)踐能力測(cè)評(píng)的要求。全面考慮學(xué)生的具體情況,可以采取“平時(shí)成績(jī)(50%)+期末上機(jī)考核(50%)=總成績(jī)”的方式,這種成績(jī)分配方式,加大了對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控。平時(shí)成績(jī)可以包括出勤(占10%)、作業(yè)(占20%)、讀書報(bào)告(占20%)等內(nèi)容;期末上機(jī)考核(占50%)是指學(xué)生在學(xué)校機(jī)房的計(jì)算機(jī)上完成期末考試,可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定學(xué)生必須掌握的算法程序庫(kù),同時(shí)制定詳細(xì)的評(píng)分程序,學(xué)生上機(jī)考試時(shí)以電腦隨機(jī)抽取的兩種算法作為考核內(nèi)容,學(xué)生提交后馬上給出上機(jī)考試成績(jī)。這種考核方式就兼顧了大多數(shù)學(xué)生的實(shí)際情況,學(xué)生只要肯努力,真正在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中下功夫,就一定能取得好成績(jī),同時(shí)也達(dá)到了使學(xué)生注重平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程,重視編程實(shí)踐能力的目的。
四、結(jié)束語(yǔ)
“數(shù)字圖像處理”作為一門實(shí)踐應(yīng)用廣泛的學(xué)科有著光明的應(yīng)用前景。為了更好適應(yīng)“卓越計(jì)劃”對(duì)工程師人才培養(yǎng)的要求,“數(shù)字圖像處理”課程的講授應(yīng)該更加重視實(shí)踐能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)卓越型工程人才的迫切需求。
參考文獻(xiàn):
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