基于MOOC思想的《醫學圖像處理》教學設計

劉燕茹　鄭艷芬　李麗娜　羅利霞

(包頭醫學院　內蒙古 包頭　014040)

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基于MOOC思想的《醫學圖像處理》教學設計

劉燕茹鄭艷芬李麗娜羅利霞

(包頭醫學院內蒙古 包頭014040)

針對《醫學圖像處理》課程教學面臨的教師難講，學生難學問題，文章設計了基于MOOC思想的醫學圖像處理課程教學設計，并將其引入實際教學中.實踐教學表明,該課程教學設計不僅提高了學生學習效率和課堂質量，還積極推進了“以學生為學習主體，教師為學習主導”的教育理念.

MOOC醫學圖像處理課堂教學設計課程教學設計

《醫學圖像處理》作為包頭醫學院醫學影像學/醫學影像技術專業的專業選修課，是一門綜合了數學、計算機科學、醫學影像學等多個學科的交叉學科.該課程主要向學生講授利用數學的方法和計算機這一現代化的信息處理工具，對由不同的醫學影像設備產生的圖像按照實際需要進行處理和加工的技術[1].通過學習《醫學圖像處理》課程使學生掌握醫學圖像處理的基本理論和基本方法，進一步提高學生分析問題與實際操作醫學圖像處理的能力，為以后的學習和工作打下堅實的基礎.

《醫學圖像處理》課程具有如下特點：課程體系的學科交叉性強；課程的實踐性、推理性強；內容更新速度快.

1　《醫學圖像處理》課程教學中存在的問題

首先，《醫學圖像處理》課程的先修課程有高等數學、計算機程序設計、醫學影像學、醫學影像設備學等多門課程.然而在包頭醫學院學分制改革情況下，受總學時及專業培養目標制約，學校醫學影像學/醫學影像技術專業理工科課程學時偏少，學生理工科知識背景薄弱，與醫學圖像處理課所需的先導知識不匹配.這給醫學圖像處理課程的教學帶來很大的困難.

其次，受長期教育機制、學習機制的影響，醫學影像學/醫學影像技術專業學生的學習思維方式多以記憶/形象思維為主，與學習理工科課程所需的抽象思維、邏輯思維以及推理思維不相適應，使得醫學圖像處理課程的教學難上加難.

最后，醫學影像學/醫學影像技術專業學生就業多以放射科技師或診斷師為方向.學生們更加重視諸如醫學影像診斷學、超聲診斷學、醫學影像檢查技術學等醫學類課程.《醫學圖像處理》作為一門交叉性學科，既非主干課，同時學習難度又大，嚴重影響了學生學習的主動性和積極性，該課程很難建立以學生為主、以教師為輔的學生自主學習的教學模式，不利于學生終身學習的培養.所以，《醫學圖像處理》面臨教師難講，學生難學的問題.

2　MOOC及其在課程教學中的應用

大規模開放在線課程(Massive Open Online Courses，MOOC)，國內有的直接音譯為“慕課”[2].慕課堅持以學生為中心的價值取向，采取模塊化微視頻的課程呈現方式，并通過加強互動與反饋和倡導在線學習社區，使學習者能在參與過程中產生一種沉浸感和全程參與感[3]，大大提升了在線教學的效率，受到眾多學習者的追捧.

自慕課在2008年被正式提出以來，就受到大量科研工作者的關注.2011年，MOOC在美國迅速崛起，來自190多個國家的16萬人注冊了斯坦福大學1門人工智能導論的免費課程，通過網絡學習，取得課程成績[2].2013年5月，清華大學與美國在線教育平臺EDX同時宣布，清華大學正式加盟EDX，成為EDX的首批亞洲高校成員之一[4].慕課在中國也取得了一定的成果.如基于MOOC的C語言程序設計課程教學思路探索[5]，基于MOOC理念的網絡信息安全系列課程教學改革[6]，基于MOOC平臺的大學計算機基礎系列課程建設研究[7]等.

3　基于MOOC的醫學圖像處理課程教學設計

針對上述《醫學圖像處理》課程教學過程中存在的問題，筆者以建構主義教學理論為指導，借鑒MOOC的教學思想，總結自己的教學經驗，整合傳統以教師講授為主的教學模式和以學生探究、自主學習為主的現代教學模式，采用多元化的教學方法，設計并實現了一系列以學生為主、教師為輔的《醫學圖像處理》課堂教學模式，最終形成全新的《醫學圖像處理》課程教學設計，并將其引入實際的課堂教學中.

3.1基于MOOC的醫學圖像處理課程教學設計

為實現以學生為主、教師為輔的課程教學模式，筆者通過分析《醫學圖像處理》課程教學內容以及教學對象，實施了如下課程教學設計：首先讓學生認識到《醫學圖像處理》課程雖然是專業選修課，但該課程對他們日后工作、深造有很重要的作用，讓學生從心理上對《醫學圖像處理》課程有足夠的重視；其次《醫學圖像處理》比較難，有很多較復雜的算法，所以筆者將《醫學圖像處理》的教學內容碎片化，并從簡到難、由淺入深，讓學生循序漸進地掌握《醫學圖像處理》中相關操作的算法.具體表現在以下兩點：

一是緒論部分，學生課下查找當前醫學圖像處理的新研究和新應用，主要針對醫學圖像處理的各種應用進行碎片化，課上以小組討論的方式進行討論學習、探討，在每一個應用(如虛擬人體計劃等)國內、外當前的發展狀況以及發展差距，培養學生自主學習、查找文獻、團隊合作等方面的能力.

二是算法方面，基于不同的醫學圖像處理如線性灰度變換、開窗顯示、圖像旋轉、圖像放大、圖像濾波與銳化、圖像的分割、圖像三維重建等，分別針對算法的數學公式、算法的實例演練、算法中各參數對算法的貢獻分析等知識點進行碎片化，讓學生課下預習，課上在教師的引導下進行分組討論，實現以學生為中心的教學模式.從而，以培養學生醫學圖像處理的知識、行為、素質方面的教學目標，使學生達到知其然必知其所以然的學習效果，為以后的工作、深造打下堅實的基礎.

3.2基于MOOC思想開窗顯示的課堂教學設計

基于MOOC思想的開窗顯示教學內容的課堂教學設計考慮到醫學影像學/醫學影像技術學專業的學生更關心醫學影像診斷學和醫學影像檢查技術學等課程的心理特點，課堂導入時通過學生在電腦上打開一幅高精度的肺部醫學圖像(圖像分辨率為4096*4096，圖像的灰度級為4096)，讓學生認識到該教學內容對他們很重要.具體 “碎片化”課堂教學設計如下.

第一個碎片：教師演示醫學圖像處理軟件中開窗顯示功能，讓學生認識開窗顯示的意義，通過學生分組討論，推導開窗顯示的數學公式.

第二個碎片：根據上述公式，讓學生通過實例手工模擬開窗顯示操作，從而得出開窗顯示的算法.

第三個碎片：教師演示醫學圖像處理軟件中開窗顯示功能(固定窗寬、改變窗位和固定窗位、改變窗寬)，讓學生觀察窗寬和窗位對開窗顯示的貢獻，通過分組討論,讓學生找出窗寬、窗位對開窗顯示貢獻的數學原理.

3.3改革考核評價體系

作為檢驗教學效果的有效方法，教學評價對提高教學質量和學習效率也有著功不可沒的作用.然而，傳統的醫學圖像處理考核體現了應試教育的弊端(平時成績占30%，期末成績占70%)，這種評價體系更加注重總結性評價，忽視了學生形成性評價即平時的努力.所以針對上述課程教學設計，新的考核機制需更注重形成性評價(注重過程)，所以綜合

性評價體系應運而生，學生的課堂表現、平時作業和期末考試各占五成比例.這種評價機制改變了以往注重結果的考核制度，有利于教師在動態中掌握學生的學習進度和情況；而且，課堂實踐的考核更加有利于小組內成員的團隊合作精神的增強，有利于學生學習的積極主動性和自覺能動性的培養.

4　結論

綜上所述，筆者通過分析《醫學圖像處理》課程教學過程中存在的問題，以及MOOC的優勢和當前的成功應用，設計并實施了基于MOOC思想的醫學圖像處理課程教學設計，在動態教學中提高了學生的學習效率和課堂質量，并積極推進了“以學生為學習主體，教師為學習主導”的教育理念以及“終身學習”的教育理念.

1聶生東,邱建峰,鄭建立.醫學圖像處理.上海：復旦大學出版社，2013.1～3

2李曼麗,張羽,黃振中.慕課正醞釀一場新教育革命.中國青年報,2013-5-23(3)

3Boxall, M.. MOOCs: A massive opportunity for higher education, or digital hype?[OL].The Guardian, http://www.theguardian.com/higher-education-net-work/blog/2012/aug/08/mooc-coursera-higher-education-investment4大型開放式網絡課程． http://baikebaidueom/view/10187188htm． 2013

5王 蕊，余華敏．基于MOOC的C語言程序設計課程教學思路探索. 軟件工程師,2015,18(3):60～61

6徐明，龍軍. 基于MOOC理念的網絡信息安全系列課程教學改革. 高等教育研究學報,2013,36(3):16～19

7茍燕，趙希武. 基于MOOC平臺的大學計算機基礎系列課程建設研究. 內蒙古師范大學學報 (教育科學版),2015,28(3):148～150

劉燕茹(1982-)，女，碩士，講師，研究方向為醫學影像技術.

2016-04-06)