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正文

虚拟仿真系统在MR教学中的应用效果

【摘要】目的:探究虚拟仿真系统在MR教学中的应用效果。方法:选取皖南医学院2015级影像专业本科生作为教学研究对象,按学号随机将其中220名学生分为实验组与对照组,每组各110人,对照组学生MR教学仅仅采用典型病例为基础-临床问题导向的(PCMC)教学方法,在对实验组学生的教学过程中,在PCMC教学方法的基础上同时应用虚拟仿真系统。教学结束后,对两组学生就教学认可度展开问卷调查,采用卡方检验比较问卷调查认可度的差异。同时对两组学生的MR读片能力、MR理论知识进行考核,两组的考核成绩采用独立样本t检验进行比较。结果:两组学生对教学的认可度、MR读片能力、MR理论考试成绩的差异均具有统计学意义(P<0.05),实验组各项指标均高于对照组。结论:虚拟仿真系统有助于MR教学效果的提升。
【关键词】虚拟仿真系统;磁共振;典型病例为基础-临床问题导向
       MR成像是医学影像学不可或缺的一部分,并且它也因其抽象的物理原理与独特的成像方式,成为影像教学内容中的重点难点。事实上,面对社会对专业影像人才的迫切需求,作为教学工作者,多年来我们不断地在MR教学过程中尝试多种教学方法,以期能够取得良好的教学效果,从而为学生进入临床实践打下坚实的基础,其中应用较为广泛的教学模式就是典型病例为基础-临床问题导向(prob-lem-originatedclinicalmedicalcurriculum,PCMC)模式[1-3]。PCMC教学模式是一种以临床典型病例为基础、以问题为先导的启发式临床医学教学模式,其核心思想就是使教与学得到统一,提高学生学习的积极性,长时间的教学证明这种模式其实也具有一些缺陷,最突出的是,无法使学生获得直观的临床体验,从而不能更加深刻地理解、掌握教学内容,归根到底,MR是一门实践性科学,然而医学虚拟仿真系统的出现似乎为这种实践教学提供了一种可能性[4],本研究旨将MR虚拟仿真系统应用于PCMC教学模式中,探讨其教学效果。
1、资料与方法
1.1 研究对象
       随机选择皖南医学院2015级影像专业的5年制本科生,按学号随机分为实验组和对照组,每组各110名学生。两组的教学内容均参照第4版《医学影像诊断学》,选取其中的脑血管疾病章节进行教学。
1.2 研究材料
1.2.1 基于Web 技术的MRI 仿真训练系统
       MR虚拟仿真系统主要由四大模块构成。①网路层,本虚拟仿真系统以学校教育网为基础,学生能够全天候访问服务器。②平台层,包括了虚拟操作系统手机客户端以及皖南医学院医学影像虚拟网络实验教学平台。学生登录后,即可进行MR虚拟操作。③模拟层,学生可以采用模拟方法,如MR虚拟操作与报告系统、3Dbody6.0三维交互解剖软件等,身临其境地模拟实际操作。④实施层,包括了医学影像诊断学的所有相关课程,实现了多学科的联合学习。
1.2.2 PCMC 教学模式
        课前,教师根据大纲要求的教学内容、目标,从附属医院选取典型病例来制作多媒体课件(如脑卒中、脑血管畸形等),这些病例具有完整的临床与影像资料,根据典型病例,分步骤设置教学问题,与此同时,让同学们对课程进行预习,遇到疑惑查阅相关文献资料。课堂中,教师播放多媒体课件,介绍典型临床病例,并提出设置好的教学问题,同学们根据这些问题进行讨论,形成讨论结果,最后教师对结果进行点评、纠正,并对相关知识点进行梳理、总结。
1.3 研究方法
         对照组,仅仅应用PCMC教学模式进行MR教学,动画展示MR操作流程,并介绍规范性的MR报告书写方式,学生反复观看。实验组,在PCMC教学模式的基础上,应用虚拟仿真系统,教学过程如下:①课前让学生预习脑血管疾病章节课本内容,积极查找相关资料,包括疾病的病理及生理知识、MR表现及相关的MR成像物理原理等,并采用3Dbody6.0三维交互解剖软件学习颅脑的大体结构及脑血管分布。②教师选择典型临床脑血管疾病病例导入多媒体视频,展示脑血管病变的MR表现,并提出事先设定好的课堂问题,同学们展开讨论,得出讨论结果,教师对结果进行一一点评,学生们对脑血管疾病形成了一定的认识。③手机客户端登陆基于Web技术的MRI仿真训练系统进行虚拟实践,教师首先进行实践指导,包括模拟MR仪器的扫面流程及MR报告的书写(如诊断脑卒中需要扫描哪些MR序列、如何定位扫描的层面、描述病变需要用何种规范性术语进行表达),学生独立自主地反复进行实践训练,教师后台观察学生操作的整个过程,并总结学生在虚拟实践过程中遇到的问题,将问题反馈给学生,学生就实践中的不足主动寻找解决问题的办法。
       教学课程结束后,立即就多种教学评价指标展开问卷调查,调查学生对多项教学评价指标的认可程度。1周后,对两组学生进行学习成绩的考核,包括MR读片能力与MR基础理论知识。
1.4统计学方法
       采用SPSS18.0统计软件进行分析。两组教学评价指标认可度的差异采用χ2检验进行比较,两组MR读片能力与MR基础理论知识考核成绩的差异采用独立样本t检验进行比较。P<0.05认为差异具有统计学意义。
2、结果
2.1 教学评价
         收回问卷调查300份,有效率为100%。调查结果显示:实验组学生对各评价指标认可度均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。
两组学生对教学过程的认可度[n(%)]_论文发表




表1两组学生对教学过程的认可度[n(%)]
2.2 成绩考核
        实验组学生MR读片能力、MR理论成绩均高于对照组的学生,差异具有统计学意义(P<0.05),见表2。
两组学生考核成绩比较(MR读片能力、理论成绩满分各100分)_期刊发表




表2两组学生考核成绩比较(MR读片能力、理论成绩满分各100分)
 3、讨论
      医学影像学是临床医学中不可或缺的一门学科,随着影像设备的不断更新、影像新技术的逐渐应用,医学影像在疾病诊断方面的作用日益凸显。它以影像表现为基础,参照临床相关资料对疾病进行诊断及鉴别诊断,具有专业水平的影像诊断医生自然成为了临床医生的可靠帮手,甚至能够为临床治疗提供有效建议,政府卫生部门及各级医疗机构目前已认识到医学影像学在医疗事业发展中的重要性,专业影像人才的匮乏也成为了制约医疗事业发展的因素之一[5-6]。医学影像教育一直是培养专业影像人才的载体,是医学生能否成长为合格影像人才的关键一步,医学影像学内涵较丰富,不仅包括了放射(X线、CT、MR)、超声、核医学等诸多亚专科,也涉及到了临床、病理、解剖等多门学科,可以说它是一门综合性与实践性都很强的学科,其中MR因抽象的物理原理与独特的成像方式决定了其教学过程更具复杂性与艰巨性,我们认为理想的MR教学模式应该是这样的:学生接触MR相关理论知识的同时,对MR临床实践(MR操作、MR报告)进行直观体验[7]。但是目前由于MR机器设备昂贵、学生人数较多、带课老师临床任务繁重等客观因素,学生鲜有接触MR临床实践的机会,如何寻找一种教学模式来解决这一矛盾,并且有效地搭起课堂学习与临床实践的桥梁,是我们一直以来思考的问题。
       传统的教学模式,主要是采用大班进行理论课程教学、小班进行读片教学,多年的教学实践证明,这种呆板、僵化的“填鸭式”教学模式已经不能适应现代医学影像教育的发展,专业影像人才的培养更是无从谈起。近些年来,PCMC这一教学模式一直是医学教育研究的热点[8-9],它以典型临床病例为基础、并就相应问题进行启发式教学,国内的成革胜、杜媛等[3,8]已将其应用在内科学的教学中,在这种教学过程中,学生由传统的被动学习变为学习的主体,教师大多数情况下充当一名引导者的角色,这在一定程度上提高了学生学习的积极性。我们也将这种模式应用到MR教学中,不过,在教学中我们发现,这种模式也存在一些不足之处,最关键的是没有体现出教学实践性的精髓,学生对疾病的认识仍然停留在书本知识上,与实际临床工作仍有较大差距。
       虚拟仿真系统是一种虚拟的操作环境和互动平台[10],它的出现及应用为实践性教学的实现提供了一次契机,我校也联合计算机人员开发了一套基于Web技术的MRI仿真操作与诊断训练系统,它模拟真实的临床场景,以临床需要为导向,以培养学生的实际临床能力(MR仪器操作能力、MR诊断报告书写能力)为目的,构建虚拟、又贴合实际的MR诊断教学过程,引导学生自学MR影像有关多学科知识并有效融合,培养正确的MR影诊思路[11]。本研究采用MR虚拟仿真系统联合PCMC,体现了教学方法的灵活性,这种复合式教学从多方位评价学生的学习成果,不仅仅是对理论学习成果的评价,而是更加注重学生临床实践能力的评估,根据评价结果的反馈,不断对评价体系进行改良[12]。我们的研究结果亦表明,与单纯的PCMC教学相比,这种复合式教学方法能够显著提高学生的读片能力、MR理论考试成绩,使学生对于今后的实际临床工作有了直观的体验,这样学生能够理解学习的意义,而不是机械式地为了学习而学习,同时学生对这种教学模式也有较高的认可度,从而形成一种良性循环。
       总而言之,在MR教学中,本研究创新性地采用虚拟仿真教学系统及PCMC联合教学的方式,使学生最大限度地接触到了临床实践,为专业影像人才的培养提供了有效可行的途径。并且,本研究计划依托省虚拟仿真实验教学项目,搭建一个共享平台,期望更多的影像专业学生能够从中受益。
【参考文献】
[1]张桂荣,苏丽,王清凤,等.PCMC教学模式在临床医学教学中的应用[J].医学研究杂志,2008,37(9):122-123.
[2]严宪才,周耀辉.PCMC教学法在急诊科临床带教中的应用及探讨[J].中国医药指南,2013,11(19):752-753.
[3]成革胜.探讨PCMC模式结合多媒体课件在心内科教学中的应用效果[J].世界最新医学信息文摘,2017,17(90):274-275.
[4]于毅,杨楠,任琼琼,等.医学影像虚拟仿真实验平台建设探索[J].数字技术与应用,2018,36(12):193-195.
[5]阳君,赵阳,金观桥,等.创“双一流”背景下医学影像学研究生教育教学模式的探索[J].中国继续医学教育,2019,11(4):55-56.
[6]王波,吴昆华,龚霞蓉,等.医学影像学实践教学改革的研究[J].影像研究与医学应用,2019,3(4):243-244.
[7]黄磊,翟建,陈基明,等.核磁共振成像教学模式改革探索与实践[J].包头医学院学报,2011,27(6):106-107.
[8]杜媛,强薇,殷艳蓉.PCMC教学法结合多媒体课件在留学生内科学教学中的综合应用[J].继续医学教育,2017,31(1):39-40.
[9]徐玉发.PCMC教学法在急诊科轮转生临床带教中的应用[J].中医药管理杂志,2014,22(9):1441-1442.
[10]毛群芳,钟湘云,邱艳明.虚拟仿真系统在对中药专业学生进行仪器分析实验教学中的应用效果[J].当代医药论丛,2018,16(15):196-197.
[11]赵元淑,邓镇,雷水生,等.虚拟仿真系统应用于机能实验教学的研究[J].医学理论与实践,2015,28(17):2410-2412.
[12]吕云玲,李艳.基于虚拟仿真系统的心肺复苏实训教学模式实践研究[J].中国医学教育技术,2019,33(1):107-110.
 

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虚拟仿真系统在MR教学中的应用效果
【摘要】目的:探究虚拟仿真系统在MR教学中的应用效果。方法:选取皖南医学院2015级影像专业本科生作为教学研究对象,按学号随机将其中220名学生分为实验组与对照组,每组各110人,对照组学生MR教学仅仅采用典型病例为基础-临床问题导向的(PCMC)教学方法,在对实验组学生的教学过程中,在PCMC教学方法的基础上同时应用虚拟仿真系统。教学结束后,对两组学生就教学认可度展开问卷调查,采用卡方检验比较问卷调查认可度的差异。同时对两组学生的MR读片能力、MR理论知识进行考核,两组的考核成绩采用独立样本t检验进行比较。结果:两组学生对教学的认可度、MR读片能力、MR理论考试成绩的差异均具有统计学意义(P<0.05),实验组各项指标均高于对照组。结论:虚拟仿真系统有助于MR教学效果的提升。
【关键词】虚拟仿真系统;磁共振;典型病例为基础-临床问题导向
       MR成像是医学影像学不可或缺的一部分,并且它也因其抽象的物理原理与独特的成像方式,成为影像教学内容中的重点难点。事实上,面对社会对专业影像人才的迫切需求,作为教学工作者,多年来我们不断地在MR教学过程中尝试多种教学方法,以期能够取得良好的教学效果,从而为学生进入临床实践打下坚实的基础,其中应用较为广泛的教学模式就是典型病例为基础-临床问题导向(prob-lem-originatedclinicalmedicalcurriculum,PCMC)模式[1-3]。PCMC教学模式是一种以临床典型病例为基础、以问题为先导的启发式临床医学教学模式,其核心思想就是使教与学得到统一,提高学生学习的积极性,长时间的教学证明这种模式其实也具有一些缺陷,最突出的是,无法使学生获得直观的临床体验,从而不能更加深刻地理解、掌握教学内容,归根到底,MR是一门实践性科学,然而医学虚拟仿真系统的出现似乎为这种实践教学提供了一种可能性[4],本研究旨将MR虚拟仿真系统应用于PCMC教学模式中,探讨其教学效果。
1、资料与方法
1.1 研究对象
       随机选择皖南医学院2015级影像专业的5年制本科生,按学号随机分为实验组和对照组,每组各110名学生。两组的教学内容均参照第4版《医学影像诊断学》,选取其中的脑血管疾病章节进行教学。
1.2 研究材料
1.2.1 基于Web 技术的MRI 仿真训练系统
       MR虚拟仿真系统主要由四大模块构成。①网路层,本虚拟仿真系统以学校教育网为基础,学生能够全天候访问服务器。②平台层,包括了虚拟操作系统手机客户端以及皖南医学院医学影像虚拟网络实验教学平台。学生登录后,即可进行MR虚拟操作。③模拟层,学生可以采用模拟方法,如MR虚拟操作与报告系统、3Dbody6.0三维交互解剖软件等,身临其境地模拟实际操作。④实施层,包括了医学影像诊断学的所有相关课程,实现了多学科的联合学习。
1.2.2 PCMC 教学模式
        课前,教师根据大纲要求的教学内容、目标,从附属医院选取典型病例来制作多媒体课件(如脑卒中、脑血管畸形等),这些病例具有完整的临床与影像资料,根据典型病例,分步骤设置教学问题,与此同时,让同学们对课程进行预习,遇到疑惑查阅相关文献资料。课堂中,教师播放多媒体课件,介绍典型临床病例,并提出设置好的教学问题,同学们根据这些问题进行讨论,形成讨论结果,最后教师对结果进行点评、纠正,并对相关知识点进行梳理、总结。
1.3 研究方法
         对照组,仅仅应用PCMC教学模式进行MR教学,动画展示MR操作流程,并介绍规范性的MR报告书写方式,学生反复观看。实验组,在PCMC教学模式的基础上,应用虚拟仿真系统,教学过程如下:①课前让学生预习脑血管疾病章节课本内容,积极查找相关资料,包括疾病的病理及生理知识、MR表现及相关的MR成像物理原理等,并采用3Dbody6.0三维交互解剖软件学习颅脑的大体结构及脑血管分布。②教师选择典型临床脑血管疾病病例导入多媒体视频,展示脑血管病变的MR表现,并提出事先设定好的课堂问题,同学们展开讨论,得出讨论结果,教师对结果进行一一点评,学生们对脑血管疾病形成了一定的认识。③手机客户端登陆基于Web技术的MRI仿真训练系统进行虚拟实践,教师首先进行实践指导,包括模拟MR仪器的扫面流程及MR报告的书写(如诊断脑卒中需要扫描哪些MR序列、如何定位扫描的层面、描述病变需要用何种规范性术语进行表达),学生独立自主地反复进行实践训练,教师后台观察学生操作的整个过程,并总结学生在虚拟实践过程中遇到的问题,将问题反馈给学生,学生就实践中的不足主动寻找解决问题的办法。
       教学课程结束后,立即就多种教学评价指标展开问卷调查,调查学生对多项教学评价指标的认可程度。1周后,对两组学生进行学习成绩的考核,包括MR读片能力与MR基础理论知识。
1.4统计学方法
       采用SPSS18.0统计软件进行分析。两组教学评价指标认可度的差异采用χ2检验进行比较,两组MR读片能力与MR基础理论知识考核成绩的差异采用独立样本t检验进行比较。P<0.05认为差异具有统计学意义。
2、结果
2.1 教学评价
         收回问卷调查300份,有效率为100%。调查结果显示:实验组学生对各评价指标认可度均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。
两组学生对教学过程的认可度[n(%)]_论文发表




表1两组学生对教学过程的认可度[n(%)]
2.2 成绩考核
        实验组学生MR读片能力、MR理论成绩均高于对照组的学生,差异具有统计学意义(P<0.05),见表2。
两组学生考核成绩比较(MR读片能力、理论成绩满分各100分)_期刊发表




表2两组学生考核成绩比较(MR读片能力、理论成绩满分各100分)
 3、讨论
      医学影像学是临床医学中不可或缺的一门学科,随着影像设备的不断更新、影像新技术的逐渐应用,医学影像在疾病诊断方面的作用日益凸显。它以影像表现为基础,参照临床相关资料对疾病进行诊断及鉴别诊断,具有专业水平的影像诊断医生自然成为了临床医生的可靠帮手,甚至能够为临床治疗提供有效建议,政府卫生部门及各级医疗机构目前已认识到医学影像学在医疗事业发展中的重要性,专业影像人才的匮乏也成为了制约医疗事业发展的因素之一[5-6]。医学影像教育一直是培养专业影像人才的载体,是医学生能否成长为合格影像人才的关键一步,医学影像学内涵较丰富,不仅包括了放射(X线、CT、MR)、超声、核医学等诸多亚专科,也涉及到了临床、病理、解剖等多门学科,可以说它是一门综合性与实践性都很强的学科,其中MR因抽象的物理原理与独特的成像方式决定了其教学过程更具复杂性与艰巨性,我们认为理想的MR教学模式应该是这样的:学生接触MR相关理论知识的同时,对MR临床实践(MR操作、MR报告)进行直观体验[7]。但是目前由于MR机器设备昂贵、学生人数较多、带课老师临床任务繁重等客观因素,学生鲜有接触MR临床实践的机会,如何寻找一种教学模式来解决这一矛盾,并且有效地搭起课堂学习与临床实践的桥梁,是我们一直以来思考的问题。
       传统的教学模式,主要是采用大班进行理论课程教学、小班进行读片教学,多年的教学实践证明,这种呆板、僵化的“填鸭式”教学模式已经不能适应现代医学影像教育的发展,专业影像人才的培养更是无从谈起。近些年来,PCMC这一教学模式一直是医学教育研究的热点[8-9],它以典型临床病例为基础、并就相应问题进行启发式教学,国内的成革胜、杜媛等[3,8]已将其应用在内科学的教学中,在这种教学过程中,学生由传统的被动学习变为学习的主体,教师大多数情况下充当一名引导者的角色,这在一定程度上提高了学生学习的积极性。我们也将这种模式应用到MR教学中,不过,在教学中我们发现,这种模式也存在一些不足之处,最关键的是没有体现出教学实践性的精髓,学生对疾病的认识仍然停留在书本知识上,与实际临床工作仍有较大差距。
       虚拟仿真系统是一种虚拟的操作环境和互动平台[10],它的出现及应用为实践性教学的实现提供了一次契机,我校也联合计算机人员开发了一套基于Web技术的MRI仿真操作与诊断训练系统,它模拟真实的临床场景,以临床需要为导向,以培养学生的实际临床能力(MR仪器操作能力、MR诊断报告书写能力)为目的,构建虚拟、又贴合实际的MR诊断教学过程,引导学生自学MR影像有关多学科知识并有效融合,培养正确的MR影诊思路[11]。本研究采用MR虚拟仿真系统联合PCMC,体现了教学方法的灵活性,这种复合式教学从多方位评价学生的学习成果,不仅仅是对理论学习成果的评价,而是更加注重学生临床实践能力的评估,根据评价结果的反馈,不断对评价体系进行改良[12]。我们的研究结果亦表明,与单纯的PCMC教学相比,这种复合式教学方法能够显著提高学生的读片能力、MR理论考试成绩,使学生对于今后的实际临床工作有了直观的体验,这样学生能够理解学习的意义,而不是机械式地为了学习而学习,同时学生对这种教学模式也有较高的认可度,从而形成一种良性循环。
       总而言之,在MR教学中,本研究创新性地采用虚拟仿真教学系统及PCMC联合教学的方式,使学生最大限度地接触到了临床实践,为专业影像人才的培养提供了有效可行的途径。并且,本研究计划依托省虚拟仿真实验教学项目,搭建一个共享平台,期望更多的影像专业学生能够从中受益。
【参考文献】
[1]张桂荣,苏丽,王清凤,等.PCMC教学模式在临床医学教学中的应用[J].医学研究杂志,2008,37(9):122-123.
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[4]于毅,杨楠,任琼琼,等.医学影像虚拟仿真实验平台建设探索[J].数字技术与应用,2018,36(12):193-195.
[5]阳君,赵阳,金观桥,等.创“双一流”背景下医学影像学研究生教育教学模式的探索[J].中国继续医学教育,2019,11(4):55-56.
[6]王波,吴昆华,龚霞蓉,等.医学影像学实践教学改革的研究[J].影像研究与医学应用,2019,3(4):243-244.
[7]黄磊,翟建,陈基明,等.核磁共振成像教学模式改革探索与实践[J].包头医学院学报,2011,27(6):106-107.
[8]杜媛,强薇,殷艳蓉.PCMC教学法结合多媒体课件在留学生内科学教学中的综合应用[J].继续医学教育,2017,31(1):39-40.
[9]徐玉发.PCMC教学法在急诊科轮转生临床带教中的应用[J].中医药管理杂志,2014,22(9):1441-1442.
[10]毛群芳,钟湘云,邱艳明.虚拟仿真系统在对中药专业学生进行仪器分析实验教学中的应用效果[J].当代医药论丛,2018,16(15):196-197.
[11]赵元淑,邓镇,雷水生,等.虚拟仿真系统应用于机能实验教学的研究[J].医学理论与实践,2015,28(17):2410-2412.
[12]吕云玲,李艳.基于虚拟仿真系统的心肺复苏实训教学模式实践研究[J].中国医学教育技术,2019,33(1):107-110.