计算机辅助教学在医学影像学教学中的应用

计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction，简称CAI)，是指利用计算机辅助教师进行教学或利用计算机进行教学的广阔的应用领域。CAI的目的是运用计算机的逻辑判断功能及容量大、速度快、精度高、具有交互性的特点来提高教学效果的方法之一、并以全新的教育理论和思想引起愈来愈多的教育工作者的关注^[1-3]。2l世纪是教育世纪，也是人类全面进入信息社会的世纪。把多媒体CAI引入当前的高等教育中，是我国高等教育培养新世纪人才的重要手段之一，CAI现代化教学方式正成为当前教育手段改革的主要趋势，并得到快速发展。

一、医学影像学专业教学中使用多媒体CAI的必要性

医学影像学是进入临床医学学习中的一门桥梁课程。它是诊断学的一个分支，但是它远远超出诊断学的范畴，已自成一个体系。这是一门发展迅速的学科。它不仅起着培养医科学生掌握医学影像学的基本操作技术、基本技能和基本知识(三基)的作用，而且对今后的临床知识的学习有着极大的帮助作用。在实习过程中要求学生逐渐建立起科学的临床思维方法，训练学生们从实践中发现问题、解决问题的能力，强调动手动脑。同时也是衡量当今科技人才智能结构中所应具备的重要方面。医学影像学专业课程涉及大量抽象概念和图像，用传统教学方法很难将这些清楚地展现在学生的面前，从而造成教与学都困难的局面。教学片数量的增加以及多次重复使用，使得教学片的管理问题日益突出，教学片损坏现象时有发生。计算机辅助教学课件利用计算机多媒体技术将课程知识和学习内容形象化、生动化、可操作化，并以声音、图像、文字、动画等形式完成教学过程，给学生提供一个新颖的交互式学习环境。具有图文声像俱佳的效果，易于知识理解与接受,它不仅能很好地辅助教学，而且也适合自学与培训。^[4]

二、医学影像学CAI课件制作的几点原则^[5]

2 1  多样性与简洁性的统一

媒体多样性是多媒体CAI课件的突出特点之一。通过多媒体技术和计算机技术可将文，声，图等多种媒体形式的教学内容，教学资料呈现在课件中，充分刺激学习者的多种感官共同参与，提高了学习者的学习兴趣，增强了感性认识与理性认识的联系，有利于知识的获取和保持兴趣^[6]。因此，在开发研制医学影像学多媒体CAI课件的过程中，应充分利用各种媒体信息资源，用多种多样的媒体形式来展现，表达教学内容，激发学习者的学习兴趣。但是，媒体应用也不是越多越好，媒体信息的表达应既做到图文并茂，丰富多彩，又避免过分渲染，华而不实，尤其在具体到某一教学内容时，应注意媒体应用的简洁性。一般对某一具体教学内容主要选用一两种最佳的媒体表达形式即可，而对一些教学的重点，难点或一种媒体难以充分表达时，也可加用其他媒体形式。如在表达胃肠道检查方法时，除用不同颜色的文字和图片说明检查方法外，我们还用动态视频直接显示检查过程。此外，对于那些能用文字音频或图象即能达到预期教学效果的教学内容，就不宜再选用动画视频等媒体形式。

2 2  创造性与科学性的统一

一个优秀的多媒体CAI课件不是教案或教材的简单翻版，而是一种集中体现优秀教学策略的再创造，在课件脚本设计和开发制作中，到处都闪烁着优秀教学策略的智慧，这需要设计者和制作者充分发挥创造性思维，对课件的整体框架，知识点链接以及具体的界面设计，图片处理，动画设计等进行全面综合的思考和再创造，创造出既能表达教学内容又充满新意的CAI课件。如：为了说明射线穿过人体不同部位剩余的射线有多少，我们就设计了相应的示意动画，简洁明了的动画步骤再加上配音，使学生一目了然地理解了一个抽象的过程。

2 3  艺术性与教育性的统一

CAI课件最终以光盘播放的形式展现出来，它呈现给人们的是一种图文声并茂的多媒体作品^[7]，而艺术性是所有作品的共性。CAI课件制作时应对界面布局背景设计，媒体选用，颜色搭配等进行精心设计，力求体现一种既形象生动又和谐美观的整体风格。但是，教学课件毕竟不同于游戏软件，娱乐软件，教育性是其本质特征之一，艺术性创造应以体现教育性为前提，否则就会喧宾夺主，起到适得其反的作用。因此，在课件制作过程中，必须紧紧围绕教育性这个中心。如，动画的设计和应用是多媒体课件的一个重要闪光点，通过动画能把一些无法看到或无法实现的过程和事实生动形象地显示出来，尤其在医学影像学课件中，许多图片都比较抽象，与平时所看到的人物或景物的照片不同，难以理解。因此增加图片的趣味性，可增强学生对图片内容的理解，同时，也增加了学习的趣味性，调动了学习积极性。但是，在设计时，不能象游戏软件那样过于夸张渲染，应本着教学课件的教育性，围绕要阐明的具体问题，力求简洁明了，重点突出而不失生动逼真地体现教学内容。

2 4  交互性与整体性的统一

交互性是多媒体CAI课件的最突出特征，CAI的超文本结构可按学习对象的知识基础与水平把教学内容和相关知识，测试练习等内容，以模块、网状结构下拉菜单等形式呈现出来，让学生根据自己的实际情况和需要主动选择所要学习的内容，并在学习过程中随时跳转至相关内容再学习，既符合人类联想思维的一般认知心理规律，又充分发挥了学生学习的主动性积极性，实现了教与学的双向作用。

三、课件结构

    我们在设计课件中，根据教学大纲的内容和要求，结合医学影像学专业的特点是以影像图像为主。课件结构分为两种，课堂教学采用演示型：课间实习采用交互型。如课堂教学以幻灯片形式为主，根据教学大纲内容和要求，选用文字，图形、图像和动画等多种媒体教学，这种教学环境可以做到图文并茂、动静结合、视听并用。

    课件结构确定后，利用Microsoft PowerPoint 2000和Microsoft FrontPage 2000等工具软件制作医学影像学专业多媒体课件软件，形成一个总体框架。各教研室有关教师根据教学大纲的内容和要求，结合自己的教学风格、方式制作所授课内容的课件。

    医学影像学专业课程含有总论，骨与关节系统、呼吸系统、循环系统、消化系统、泌尿系统、等。而各系统中又分为X线检查方法、正常X线表现、病变的基本X线表现和各类疾病的X线表现及鉴别诊断。以《骨与关节系统影像诊断学课件》为例，课堂教学要讲述胃肠道骨与关节X线检查方法、正常X线表现、病变的基本X线表现、骨病变、关节病变、肠道病变等。

    课堂教学为演示型课件，以文字叙述及必要的影像图片为主，配合部分动画三维图像：课间实习为交互型课件，以影像图像为主配合部分动画，三维图像和少量文字说明。

四、制作课件的主要技术和工作

1、影像来源

教学图片来源于历年来收集整理的教学图片库，在对图片数字化的过程中，去掉图像不清晰和征象不典型的图片，增加图像清晰和有助于学生理解影像征象的图片。以普通X线检查为主要内容，适当增加CT和MRI检查的内容。每种疾病均有多个病例，每个病例有多幅图像。进行扫描或通过数码相机摄像后，用Photoshop工具软件进行编辑生成JPG文件后存储备用。

2、图像处理软件：Photoshop 6.0，常用的图像处理软件，主要用来处理用数码照相机拍摄的图片，去掉颜色，调整亮度和对比度。AcdSee3.2：图像浏览软件，在大量的图片分类整理中起到重要作用。

3、文字处理软件Microsoft Word 2000。为了提高教学质量，便于学生学习、掌握，所有文字说明用不同的字体和颜色分别表示教学内容的重点、了解内容等。我们没有使用特殊字体，因为用户的系统中可能没有安装这种字体。

4、录制动态图像：胃肠道X线造影、全身心血管造影(DSA)等动态影像图像的实时采集或先制成录像带，输入后录成AVl文件，再转换成Mpeg格式后存储备用。

5、声音录制：部分图像的解说以及课堂用的讲授内容及各种音乐资料制成WAV文件，通过压缩软件对文件进行压缩成Mp3格式。

五、多媒体教学环境的要求