医学影像专业“微机原理及应用”教学改革

摘要:本文论述我院根据医学影像专业学生计算机知识结构的特点和微机原理及应用课程特点,利用问卷调查反思了教学中存在的问题,并在教学内容、教学方法、实验教学和成绩考核方式等方面进行了改革尝试,合理取舍教学内容,科学利用现代教育技术,将基于问题 (Problem-Based Learning, PBL)的教学模式引入实验教学。实践表明,教学改革取得了较好的教学效果。

关键词:教学改革;医学影像专业;微机原理及应用

“微机原理及应用”是我院医学影像工程专业和医学影像诊断专业一门重要的专业基础课程,该课程内容抽象、知识量大、技术更新快。医学影像专业学生由于计算机基础知识薄弱,学习本课程的难度较大。各高校在教学内容、教学方法、教学手段及实验教学等方面进行了大量的探索[1-3]。我们对医学影像诊断和工程专业微机原理及应用的教学改革尝试始于2006年,针对医学影像专业特点和本课程特点,在教学内容、理论教学和实验教学等方面进行了改革和实验研究,取得了较好的效果,积累了一些教学经验。

1教学中存在的问题

为了发现教学中存在的问题,提高教学质量,我们采用无记名问卷调查的方法调查教学中存在的问题,探讨课程的教与学,改善教学方法、提高教学水平、激发学生的学习兴趣。调查对象是我院参加本课程学习的2006级影像诊断和影响像工程专业大部分本科生,一共593名,其中影像工程专业32名,影像诊断专业561名。问卷内容包括对课程设置、教学方法、理论教学内容和实验内容的看法及个人建议等。共发放593份问卷,全部收回,学生回答问卷问题态度认真。问卷调查结果整理后的结果如表1所示。

表1调查结果

调查内容所占比例(%)

必要设置此课程76

更新教学内容84

改革教学方法93

实验教学需改革87

从调查结果可以看出大部分学生认识到此门课程的重要性,认为在教学内容、教学方法和实验教学等方面需要改革。同学们的建议归纳起来有以下几点:少用多媒体教学;教学内容落后,更新教学内容;减少验证性实验项目;增加习题讲解时间;实验课程安排紧随理论课程教学。

问卷调查反映出微机原理及应用在教与学两方面存在的问题。我们在教学内容、实验教学模式、教学方法和应用现代教育手段等方面作了一些改革尝试,取得了较好的效果,下面介绍一下改革过程和经验。

2教学内容改革

问卷调查结果显示84%的学生认为当前讲授的8086CPU、8086的汇编语言以及8086的接口芯片等内容与现实的32位甚至64位的微处理器脱节,导致学生学习兴趣不大。我们深入研究此门课程知识体

作者简介:王海波(1978-),男,讲师,工学硕士,研究方向为医学图像处理和数据挖掘。

系,探求知识之间的内在联系,精选课程的核心知识,改革本课程的教学内容。以Intel80x86为核心和基础,增加现代32位和64位微型计算机系统的介绍,增加高新技术的介绍(例如高速缓存、虚拟存储器、现代存储技术以及USB、SATA等现代技术)以及总线等相关内容的讲解。

课程内容改革的原则是既要注重基础知识,又要融入新技术和新方法,力求做到基础性与先进性的和谐统一。微机原理及应用的基础包括:8086的结构及工作过程、存储器、中断、汇编语言以及8086的接口芯片(包括8253、8259、8251、8255等)。在8086内部结构讲解过程中我们融入了32位处微理器的内容;并行接口8255讲解中融入并行接口标准IEEE1394;串行接口8251的讲解中融入通用串行接口标准USB以及SATA标准等内容。讲授的内容精心组织和安排,力求做到重点突出、逻辑清晰,部分内容细讲、部分内容略讲、部分内容不讲。整个课程的讲授过程中牢牢抓住存储单元、中断、端口和寄存器等重要基本概念。

3教学方法改革

3.1科学利用现代教育技术

先进的教学媒体,只有在先进的教育思想指导下,才具有正确的路线和方向,具有活的灵魂,具有广阔的创作天地。如果承袭落后的教学思想,沿用陈旧的教学方法,简单地进行媒体更换,难以摆脱低层次的徘徊[4]。问卷调查显示,93%的学生不喜欢多媒体教学方式,究其原因是我们在利用多媒体授课过程中,只是进行了授课媒体的简单更换。采用多媒体教学方式授课,信息量大,教师与学生的交流减少,使得学生始终处于高度紧张状态,思考与记笔记时间减少,大部分学生课堂上跟不上教师的教学进度。

我们以板书讲解为主,以多媒体课件讲解为辅,尽量使用板书讲解问题,合理利用现代教育技术。根据多年教学经验得出,此门课程在以下两种情况利用多媒体教学效果较好:

(1) 复杂的工作原理图、芯片电路图用多媒体演示,可直观的展示给学生,减少教师画图时间,提高教学效率。

(2) 难理解、不容易掌握的知识点用多媒体动画演示,使得内容直观、形象,有助于学生理解和掌握。例如,8086指令执行过程、中断的过程以及接口芯片工作过程等知识点的讲解用动画演示出来,学生理解的效果较好。

3.2类比法与案例教学

为了帮助学生理解知识以及增强学生的学习兴趣,我们在教学过程中改革了教学方法。教学过程中我们大量采用类比法和案例教学法,取得的教学效果较好。此门课程的内容枯燥、抽象,学生理解起来比较困难。我们以实际的项目作为实例,结合理论知识教学,激发学生学习的欲望。例如在讲解并行通信的时候,以连接打印机为例来讲解;讲解串行通信的时候以网络通信为实例来讲解,将十分抽象的内容形象化,学生更易理解。采用类比法将抽象的知识形象化,帮助学生理解,例如将存储单元比作楼房的一层,将中断过程比作教师上课被中断过程等等。另外,在上课的过程中注意启发学生思考问题。

4实验教学改革

微机原理及应用是一门实践性较强的课程。调查结果显示87%的同学认为验证性实验效率不高,学习效果不理想。为了培养学生创新能力和提高学生的动手能力,我们将“微机原理及应用”实验分为基础、提高和创新三个阶段,并将开放性实验方式[5]与基于问题学习(Problem-Based Learning, PBL)的教学模式[6]相结合引入到提高和创新阶段的实验教学中。

PBL是由美国神经病学教授Barrows在加拿大麦克马斯特大学医学院首先试行的一种教学模式。此种教学模式以问题为基础展开教学,以学生为中心,学生的自学能力得到培养,并且发展学生解决实际问题能力、综合思考能力和团队协作能力。大致分为问题提出、资料查阅、讨论研究和总结反思四个主要步骤。每个问题没有固定的解决方法,学生之间互相合作、共同探究逐步找到问题解决方法。以学生自主学习和自我探究为主,作为合作者的教师起点拨和引导作用。

基础阶段的主要任务是熟悉实验环境和汇编指令;提高阶段包括汇编语言和接口两方面内容,此阶段采用验证性实验与PBL教学相结合的方式进行实验教学;创新阶段主要是针对接口部分的内容,此阶段采用PBL教学模式,将现实中的科研项目进行抽象和简化得到真实的实验项目供学生们选择。实验课前两周将实验项目资料分发给学生,学生通过图书馆、Internet、请教老师以及学生之间讨论等多种形式获得项目的解决方案。实验过程分为调研设计、方案实现、答辩验收和总结反思等阶段,并且基于实验过程进行阶段性检查。采用问卷调查和实验考核两种方式对应用PBL教学法的效果进行评价,结果显示效果较理想。