基于移動智能端的醫學影像技術專業實驗室管理

趙曉曄 成靜 查干花 張玲

摘 ?要 為解決實驗室管理和實驗教學中存在的問題，提高實驗管理水平和實驗教學質量，北方民族大學醫學影像技術實驗中心充分利用學校信息化工具，依據該實驗中心的實際情況，加強信息化建設，將移動互聯網技術與實驗室管理和教學模式相結合。經過實踐證實，該實驗中心的信息化措施在提高實驗室管理水平和促進實驗教學模式改革中起到積極、有效的作用。

關鍵詞 移動客戶端;醫學影像技術;實驗室管理;實驗教學模式;教務管理系統;學習通;MOOC教學平臺;微課

中圖分類號：G482 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）18-0119-04

1 引言

隨著高等教育改革的不斷深化，特別是在教學評估和質量工程建設的推動下，高校更加重視對學生實踐能力和創新能力的培養[1]。然而，這些能力的培養離不開實驗室，實驗室對培養創新型、應用型人才有重大作用。隨著我國教育水平的不斷提高，各大高校實驗室設備數量日益增多，實驗室的開放時間也逐漸增加，而其管理水平提高緩慢，跟不上社會發展的步伐[2]。

近年來，我國在互聯網技術、產業、應用及服務等方面取得積極發展，特別是以手機應用為標志的移動互聯網技術深入人心。中國互聯網信息中心發布的第四十四次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[3]顯示，截至2019年6月，我國網民使用手機上網的比例達到99.1%，手機網民達到8.47億，在線教育用戶規模達到2.32億。

教育部于2012年3月13日發布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》[4]提出：各級政府在教育經費中按不低于8%的比例列支教育信息化經費。一方面，基于移動客戶端的各類教育類學習軟件、平臺數量快速增加，蘋果在以“課外活動”為主題的春季發布會上宣布，App Store中上架的教育類應用數量已達20萬個[5];另一方面，在高校，智能手機在學生和教師中的普及率十分高。這就為高校利用智能手機加強實驗室管理的移動信息化和實現實驗教學模式轉換提供了有力的技術支持。將移動互聯網技術與實驗室管理和教學模式相結合，利用已開發的基于移動智能端的多種APP，提升計算機實驗室信息化水平，提高高校教學科研質量，是順應時代發展的正確選擇[6]。

北方民族大學醫學影像技術專業是北方民族大學與寧夏自治區人民醫院（簡稱寧夏人民醫院）雙方秉承“平等自愿、互惠互利、長期穩定、共同發展”的原則，采取合作辦學的模式共同建立的專業。這種辦學模式有別于傳統的醫學院—附屬醫院方法，合作雙方地位平等，共同建立了北方民族大學醫院影像技術實驗中心。

醫學影像技術專業具有較強的實踐性，實踐是提高學生專業技能的重要抓手。該專業本科人才培養方案中增大了實踐環節比例，構建以能力培養為核心的實踐教學體系。加之，該實驗中心不僅面向全校開放，而且對醫院教師也開放，增加了管理的難度，對醫學影像技術專業的實驗室管理和實驗教學模式提出更高的要求。因此，醫學影像技術專業實驗必須要向更加科學化、數字化和信息化的方向發展[7]，從而提高專業實驗室的服務質量，推動實驗教學方法和手段改革，提高教學質量。

2 實驗室基本情況

北方民族大學醫院影像技術專業實驗中心在建設中以夯實學生基礎、為進入臨床實習做好準備為目的，采取軟硬、虛實相結合的方式，重視信息化和數字化，如圖1所示。該實驗中心共七間實驗室，實驗用房約1100 m2，總資產約1000萬元。目前，實驗中心配有實驗室主任一人、實驗室技術人員一人、實驗室管理人員一人、實驗室學生助管一人。

實驗中心主要包括基礎醫學實驗系統、解剖學實驗系統、醫學影像檢查技能實驗系統、醫學影像設備實驗系統和圖像分析實驗系統。基礎醫學實驗室主要在現有生理學、生物化學實驗室的基礎上，引入生理學、病理學的虛擬仿真實驗模塊。解剖學實驗系統采取“虛擬+模型+標本”的方式，以虛擬解剖系統為紐帶，以為學生建立系統、斷層及影像之間直觀、立體的聯系為原則，直接為醫學影像技術學科服務。醫學影像檢查技能實驗系統主要由綜合實訓中心和醫學影像虛擬仿真操作模塊組成，配有模擬仿真DR機。醫學影像設備實驗系統主要包括仿真和實操兩部分：仿真主要包括成像原理模塊和設備安裝模塊，其中成像原理模塊采用動畫方式生動演示X線成像過程、MRI成像過程和第一代CT至多層螺旋CT的成像過程，且學生可通過模擬軟件對MRI和CT的安裝及機房布局進行操作;在實操部分，利用醫院舊CT、數字胃腸機和醫學設備核心器件（如球管）等建成綜合實訓實驗。圖像分析實驗系統配有高性能圖文處理工作站，2M灰階及彩色醫用顯示器、PACS系統和MATLAB軟件，寧夏人民醫院教師以臨床病例為基礎，建有多病種、涵蓋多檢查方式的病例1000多例，涵蓋了MRI檢查、CT檢查、DR檢查、核醫學檢查和超聲檢查，為以病例為中心的教學提供了基礎。

3 實驗室管理和教學存在的問題

實驗管理人員不足 ?除了承擔本專業實驗教學和學生自主實驗學習外，醫學影像技術實驗中心對全校開放，承擔法醫學、醫學技術與健康、性與生殖健康及運動解剖學等多門其他學院的課程;且向寧夏人民醫院教師開放，承擔合作醫院的部分培訓任務。因此，實驗室開放范圍廣，不確定因素多（開放時間、人數），為實驗室管理增加了難度。

除了實驗室規劃、實驗設備維護和實驗數據統計外，實驗技術人員還需要對使用實驗室的教師和學生進行儀器設備操作和實驗室安全規范培訓。由于該專業上課的醫院教師人數多，且教師并不固定，因此，這項工作需要反復進行。總之，在實驗室管理中存在工作量大、人員不足等問題，導致管理水平與實驗室開放需求不符合。

實驗教學模式需要改進 ?該專業大部分專業核心課及專業課由醫院教師承擔，且采用課程組的方式授課，一般一門課程由多位教師承擔。依靠傳統監控方式，難以實施有效、持續的實驗課堂管理和過程監控。且隨著互聯網普及和各種網絡教育資源的開放，學生可獲得知識的途徑增多，對課堂和教學方式提出更高的要求，實驗模式也需改進以適合信息化需求。

4 實驗室信息化

為加強實驗室和實驗過程管理，促進實驗教學模式轉變，學校和學院加強了實驗室信息化建設。學校引進基于移動智能端的教務管理系統、學習通和MOOC教學平臺。對實驗中心實施全網覆蓋，配有多媒體廣播教學系統，可完成在線考核、搶答及分組討論等，配備內置文件速遞和即時交流工具。在每個實驗室都配備教學中控臺，安裝攝像頭和觸摸式教學系統。教師在教學中不僅可實時錄像，而且可以調用學校MOOC教學平臺課程。

為進一步加強實驗室信息化建設，將各實驗室介紹、大型設備簡介和操作說明書制作成為電子版，并制作對應的二維碼。學生和教師通過掃描二維碼，可獲得電子版的說明書和查閱相關介紹。

實驗中心擁有正常人體頭頸軀干水平斷面標本、矢狀斷面標本和冠狀斷面標本共計106個。斷層標本上正反兩面不同的部分或者組織使用不同數字標識，相同部位由相同的數字標識。但是目前，標本上只有數字標識，無對應的文字說明，學生在實驗學習中需要手動翻閱紙質版的說明書，極其不方便。為方便學生學習，對實驗室所有斷層標本進行拍照，為數字標識配上文字注釋，如圖2所示。然后制作二維碼，將二維碼貼在標本的空白處。學生掃描二維碼后即可獲得對應的圖片及標識，如圖3所示。

最后，將實驗室介紹、部分實驗的操作過程、大型儀器（如虛擬解剖臺、模擬DR）的操作過程錄制為視頻，或者利用廠家提供的視頻，為每個視頻制作對應的二維碼，并將二維碼粘貼在對應的實驗室墻上或者對應的儀器旁邊。學生通過掃描二維碼可獲得教學視頻，為自主學習提供方便。在實驗室介紹視頻錄制時使用情景劇展示，采用相對輕松、歡快的方式介紹實驗室的功能、重要儀器設備和安全注意事項，吸引學生的注意力。

5 助力實驗室管理

運用學校引入的教務管理系統，教師可通過智能端實時查詢實驗室用房、實驗室預約及設備狀況，預約實驗室，無須進行電話預約，既方便教師合理安排實驗，也并減輕實驗管理人員的負擔。通過該系統可詳細記錄實驗室使用的人數、課時數，無須人工統計，節省人力。

在實驗室開放管理中，該專業要求學生利用課余時間在實驗室完成一定課時的自主實驗學習，但是由于學生人數多、學習時間不集中、教師人數不足等問題，難以對學生的學習時長進行準確記錄。利用學習通簽到功能，可通過位置簽到、拍照簽到及手勢簽到等多種方式，有效監控學生的開放實習。

新任課教師和學生可以通過掃描二維碼，獲得虛擬解剖臺和模擬仿真模塊的操作視頻及實驗室安全知識，無須實驗室人員反復多次講解、演示。

利用學習通教學軟件，實驗室人員可發表與實驗室管理、服務等內容相關的調查問卷，及時了解學生和教師對實驗室管理水平的滿意程度，及了解師生對實驗室的新需求或者實驗室在管理、儀器配置等方面需要改進的地方。

6 促進實驗教學模式轉變

由于學科特點，該專業多數專業課教師為寧夏人民醫院臨床醫生及醫學技術人員，尤其臨床相關課程上課教師人數多，教師的輪轉使得實驗課堂管理難度增大。因此，使用學習通的簽到功能，可掌握學生的出勤情況，使用搶答、分組、測試等方式豐富教學活動，并且該軟件能自動對簽到、測試及搶答等活動進行統計，有效、客觀記錄教學過程中學生的參與情況，減輕教師的統計壓力，推動實驗課學業評價改革。

在教學方式上，利用學習通客戶端直播、同步課堂和直播及微課，開展線上線下教學。將實驗的常規步驟或者基本原理制作微課，放入學校MOOC教學平臺或利用中國大學MOOC已經建成的課程。通過教學輔助軟件，學生可在實驗課前學習基本知識，教師可在課前發布調查問卷和試題進行學情分析，了解學生的基本情況或者提前發布實驗要求，學生提前設計實驗步驟。在課上，可開展病例分析等綜合性的、設計性的實驗內容。借助實驗室信息化工具，可方便地開展線上線下混合式教學，實現以學生學為中心的教學模式改變。

7 結語

在已有的虛實相結合的實驗系統基礎上，醫學影像技術實驗中心一方面因地制宜，采取一系列措施加強信息化建設;另一方面充分利用學校引進的和其他教育類APP，有效提升實驗室管理和服務水平，而且使得專業課實驗教學模式逐漸從傳統演示性、驗證性的實驗向以學生學為中心的綜合性、設計性實驗轉變，取得理想的教學效果。

參考文獻

[1]吳文華，楊慶，沈新元，等.智能實驗室管理系統下的實驗室開放管理[J].實驗室技術與管理，2011（2）：171-176，197.

[2]彭曉波，唐璐，張紅濤，等.基于Android平臺的實驗室智能管理系統[J].實驗教學，2017（10）：68-69.

[3]第44次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[EB/OL].

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

[4]教育部關于印發《教育信息化十年發展規劃（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]20萬個！蘋果iOS教育App數量公布[EB/OL].[2018-03-27].https：//www.sohu.com/a/226533699_114760.

[6]孫曉晗.Android平臺下高校計算機實驗室APP的設計與實現[D]濟南：山東大學：2016.

[7]田豐.醫學影像技術學實驗教學改革之我見[J].才智，2016（2）：95.