超聲教學平臺在超聲實踐教學中的應用研究

程妙仙 曾令紅 劉 雯 羿 蓉 白榕林 李思丹

長沙醫學院醫學影像學院 湖南長沙 410219

在我國，超聲醫學的發展年代久遠，發展到今天已經有半個多世紀的歷史。目前，隨著我國現代網絡技術的快速發展和醫療服務水平的逐年提高，超聲醫學的應用領域進一步擴大，現已廣泛應用于疾病的早期篩查、診斷和后續治療之中。然而，隨著超聲醫學的進一步發展，超聲實踐教學卻存在教學瓶頸。教師在培養學生的超聲實踐操作能力時，單純依賴于附屬醫院有限的超聲儀器設備和相對陳舊的超聲實踐教學方法，這顯然無法達到培養專業素質水平較高的醫學人才的目的。實踐教育方法滯后、設備有限，而學生人數眾多的現象大大減少了學生們的實踐操作機會。因此，超聲虛擬教學平臺在超聲實踐教育中的作用顯而易見。近幾年來，網絡虛擬實踐教育越來越受到國家教育部的高度關注。根據《教育部辦公廳關于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》文件的相關指示，教育部適時把握互聯網時代普通高等教育的規律，順應社會發展的要求，全面推進高校教學改革，在全社會廣泛開展虛擬仿真實驗教學平臺建設，積極倡導和鼓勵各高校探索虛擬仿真教學。在此項政策的引導下，虛擬仿真正在逐步應用于各個領域，并成為各大院校新的研究方向。在提出搭建虛擬仿真實驗教學平臺的同時，教育部旨在堅持“資源同享、可持久發展”的指導理念，以提高學生的專業水平、素質水平、實踐能力和創新思維能力為培養目標，以虛擬仿真實驗教學資源的設立為首要目的，搭建虛擬仿真實踐教育示范基地，具有良好的教學效果。

因此，我們依托長沙醫學院醫學影像學院現有的教學資源，構建超聲影像資源虛擬教學平臺，并以此為基礎推進超聲醫學實踐教學改革。學生可結合當下教學模式進度以及根據自身學習需要，自主進行虛擬教學平臺的學習和知識點補充，一方面彌補傳統單一實踐教學模式的不足，另一方面為學生提供更多實操機會，激發學生學習超聲專業知識的興趣，達到互促共進的效果。

一、目前超聲醫學實踐教學存在的問題

(一)傳統超聲實踐教學課時安排有限，教學活動具有單一性

超聲醫學是一門多形態影像學科，其教學理論需要視覺影像與實踐教學相結合才能達到教學目的，具有較強的操作性和實踐性。然而，由于學校醫學人才培養方案的差異性，醫學生課程安排的不同，超聲醫學教學課程總體課時安排有限，教學內容僅包括基礎知識以及各大主要系統等；并且，在傳統的超聲實踐教學授課過程中，教師只能粗略講授全身各大部分器官的超聲圖像大致輪廓，不能詳細勾畫出各組織器官的位置以及結構范圍；以及存在超聲實踐教學體系結構不完善，實踐教學活動不連續等問題。所以，目前大多數地方高校還是以傳統的方式開展實踐教學活動，教學手段較為單一，效果不理想。

(二)課堂實踐教學受教學條件限制，出現“學用分離”現象

隨著現代網絡信息技術的逐漸發展，超聲診斷技術不斷實現信息化、智能化和便利化。雖然醫學影像相關設備價格不菲，但醫學影像技術在進一步發展和更新。購買所有新的儀器設備與最新最優的技術相接軌是不現實的。此外，在講授影像原理等課程時，教師不能準確描述其內部結構等關鍵內容，導致教學模糊、教學效果不佳。同時，由于設備的維修費用、折舊等因素，造成了教學投入利用率低等的實際問題。除此之外，由于教學經費有限，部分醫學院校實驗室配置的超聲儀器設備較為陳舊，課堂教學依靠陳舊的儀器設備進行，導致學生在實際臨床實踐工作中對于臨床上所使用的較為先進的儀器設備所知甚少，出現“學用分離”的現象，不利于學生投入臨床實踐工作當中。

(三)學生可接觸的超聲學習資源有限，對超聲虛擬教學平臺呼聲較高

目前看來，醫學影像學教育領域的相關互聯網產品的研發主要集中在資源分享，許多生產廠商研制的PACS僅僅具備訪問和閱覽的功能，不具有模擬閱片、超聲標注等功能，而這些是臨床實際當中需要必備的技能。對于缺乏臨床經驗的同學，并不能在短時間內把握住與臨床影像相關的知識和病理，不能準確掌握疾病的病變部位和特征。缺少對影像資料的分析練習考核，醫學生用戶的掌握度不高，教學的空間擴展能力不夠。同時，我們針對超聲醫學實踐教學進行了一系列問卷調查，從相關問卷結果顯示：僅有40%的學生滿足現有超聲醫學實踐教學模式和自主學習效果，同時從問卷結果中可看出大部分學生對于超聲學習軟件認知不足，對于現階段的學習情況，73.38%的學生需要一款專門用于超聲醫學學習的學習軟件，學生對于超聲虛擬教學平臺呼聲較高。

二、搭建超聲影像資源虛擬教學平臺的必要性

(一)搭建虛擬仿真教學平臺的現實意義

虛擬仿真實踐教學是推進普通高等教育信息化建設和構建實驗教學示范基地的重要內容，是學科專業與多種互聯網技術和高新仿真教學技術高度融合的產物。虛擬教學平臺始終堅持學生的主體地位，在實踐教學中注重教師的指導作用，這樣不但可以極大發揮學生學習的自主性，而且可以保證教學的正確引導，從而實現學生實際操作能力的培養，并保證學生的個性化發展。此外，虛擬仿真實踐教學可以創新實驗方法，拓展實踐領域，突出“互動、體驗、自主、探究”的實驗教學效果。根據虛擬仿真實驗教學平臺和課程的要求，學生還可以獨立自主地設計實驗方案，進行實驗全過程的實際操作和體驗；學生還可以進行嘗試性實驗，實現實驗結果，促進學生的自主學習。與此同時，革新傳統超聲實踐教育對于提高超聲醫學的教學質量發揮著舉足輕重的作用，超聲醫學影像資源虛擬仿真教學平臺為學生提供了一個全新的實驗空間，不僅激發學生的學習興趣，調動了他們學習的自主性，還實現了學校教學資源的開放共享。同時也意識到學校在真正意義上解決了教育需求以及實踐資源稀缺之間的矛盾，值得廣泛推廣和應用。

(二)搭建虛擬仿真教學平臺的重要性

南京醫科大學超聲教研室自主開發了一款基于互聯網信息技術的超聲影像學虛擬學習平臺，該超聲學習平臺包含眾多超聲學習模塊，學生可進入模擬臨床場景的相關學習模塊進行自主練習和訓練。學生從中不僅可以訓練超聲相關的檢查技巧與方法，還可以提高對于超聲專業知識的積極性，有利于學生臨床思維能力的培養和疾病診斷能力的提升，此舉措在超聲教育實踐中取得了較為顯著的教育效果。因此，我們遵循“培養高素質全能應用型醫學人才，助推超聲醫學更高質量發展”的教學理念，依托長沙醫學院醫學影像學院現有的教學資源，搭建超聲影像資源虛擬教學平臺，從而實現“虛實結合，線下線上共同發展”的教學目標。通過學生線上自主進行超聲知識學習+線下超聲課堂實踐教育相結合的O2O教學模式，一定程度上打破了傳統教學模式在時空上的限制，通過搭建便捷高效的師生互動平臺，不僅提高了學生學習的積極性和主動性，同時提升學生自主學習的學習效率，還培育了學生進行終身學習的能力。

三、超聲影像資源虛擬教學平臺的組成

(一)超聲影像資源虛擬教學平臺架構

超聲影像資源虛擬教學平臺(簡稱：超影智庫)包括模塊學習、自測學習、文章、討論區、反饋、設置六個部分(如圖1)。

圖1 超聲影像資源虛擬教學平臺架構

(二)超聲影像資源虛擬實踐教學平臺主要功能模塊

模塊學習包括脈管系統、消化系統、泌尿系統、婦產科、淺表器官和其他，共六個模塊。進入消化系統，會出現三個操作選項，分別為肝臟、胰腺和脾，點擊任意部位會出現此部位的動態超聲圖像(如圖2)。

圖2 消化系統模塊界面

點擊肝臟部位，出現肝臟部位的動態超聲影像(如圖3)。視頻教學可以有效地突破時空的限制，例如，視頻教學可以從各個方面熟悉具體的解剖結構，簡化醫學教學內容，增強學生學習的自主性，一定程度上激發學生對于超聲專業知識學習的興趣。在虛擬仿真教學平臺中，生動的動畫演示可極大引起學生的關注。這樣可以迅速地將學生整合到虛擬實踐教育系統中，使學生們積極參與實驗的整個過程。引導學生進行創新性實驗研究，對于培養學生的創新精神發揮著重要作用。

圖3 肝臟動態超聲影像

(三)超聲影像資源虛擬綜合教學平臺模塊

(1)自測學習。自測學習模塊集合大量超聲影像資料，提供多套超聲醫學相關專業知識的習題集，學生可根據自身需求進行練習。習題集涉及超聲各個系統章節，學生可結合課堂教學進度以及自身學習情況進行自我測試。學生提交自測練習的答案后，平臺將自動顯示正確答案及答案解析，學生可根據實際答題情況進行知識點的查漏補缺，有益于鞏固超聲學習成果。

(2)文章區。文章區模塊集合超聲影像相關文獻以及最新的超聲領域相關發明成果，同時涉及疾病相關知識的普及、長沙醫學院醫學影像學院超聲協會培訓課推文等，學生通過閱讀文章區模塊，一方面可以了解最新的超聲領域相關發明成果，另一方面可以增強科研興趣。在學習超聲相關專業知識之余，提升自己的科研能力與科研水平，一定程度上有利于助推我校創新創業科研實踐的進一步發展。

(3)討論區。學生在討論區可以根據自身學習情況，針對自主學習過程中遇到的問題發表自己的言論，同時學生可以在平臺上分享自己的學習心得。學生通過在討論區的交流和討論，一方面可以在討論中反思自身學習過程中存在的問題，另一方面可以在學習借鑒他人的學習成果之中獲得成長，對于培養學生進行獨立思考和自主解決問題的能力成效顯著。

(4)反饋區。學生根據自己的實際情況和使用體驗在反饋區有針對性地提出自己的意見，我們會通過學生的反饋進行及時調整和優化，使平臺更加完善，通過搭建多元、穩定、便捷、高效的超聲影像虛擬教學平臺，促進超聲教學實踐的發展。

(5)設置。根據個人習慣設置，增加程序個性化。在設置內可退出平臺，點擊昵稱也可退出平臺。

四、超聲影像資源虛擬教學的應用展望

將超聲影像資源虛擬教學平臺應用于超聲醫學實踐教學中，這是教學改革的一大突破。學生可以通過超聲影像資源虛擬教學平臺進行分模塊和分系統的學習超聲動態圖像，不僅可以在超聲虛擬平臺中學習正常的超聲動態圖像，還可以學到典型的異常病變的器官超聲動態影像。學生可以在校園網絡內使用任何一臺計算機上登錄網址進行操作，在一定程度上打破了時間和空間的限制。通過線上自主學習和線下課堂教學相結合的教學模式，極大地激發學生學習超聲專業知識的興趣。超聲影像資源虛擬教學平臺受眾度廣，且學生使用滿意度高，應用前景十分廣闊。后期將不斷優化超聲標準圖像以及各大系統動態圖像、重難點知識解析、超聲專業知識點推文等模塊內容，通過搭建多元、穩定、便捷、高效的超聲影像虛擬教學平臺，助推超聲醫學實踐教學的發展。

結語

依托長沙醫學院醫學影像學院現有的教學資源，構建超聲影像資源虛擬教學平臺。學生可結合當下教學模式進度以及根據自身學習需要，自主進行虛擬教學平臺的學習和知識點補充，一方面彌補傳統單一實踐教學模式的不足，另一方面激發學生學習超聲專業知識的興趣，達到互促共進的效果。此舉是超聲醫學實踐教學改革的有益嘗試，有利于培養素質水平高、專業能力強的應用型醫學人才。