辅助自主教学在医学影像学“三全育人”中的初探

［摘 要］ 高校的传统教育方法暴露出协同不足、联动不够等问题，为推动新时代高校“三全育人”格局的构建，本着以学生发展为中心的宗旨，以“医学影像学”课程为例，聚焦教学实践的具体问题，通过人工智能AI辅助自主学习的方式，运用影像解剖学断面标本—影像教学片—PACS临床病例“三位一体”的实验教学模式，通过“病理—临床—影像”三结合、三统一教学方法，同时融入课程思政，对课堂内容进行重构与改进，总结经验与反思，采用创新的自主教学模式解决具体痛点问题。

［关键词］ 人工智能；医学影像学；“三全育人”

［基金项目］ 2021— 2024年国家自然科学基金委员会国家自然科学基金面上项目“多发性硬化氧化损伤性炎症、神经退行性变及影像遗传：一项基于扩散和代谢的功能磁共振研究”（82071907）；2020—2023年天津市卫生健康委员会天津市卫生健康科技项目一般项目“冠状动脉微循环阻力调节血流储备分数（FFR）与心肌血流量（MBF）作用体系的血流动力学机制”（MS20022）；2022—2023年吴阶平医学基金会吴阶平基金会临床科研专项资助基金“基于磁共振成像的AI脑部年龄预测系统开发与应用研究”（320.6750.2022-3-5）

［作者简介］ 张 璋（1982—），男，天津人，博士，天津医科大学总医院医学影像科副主任医师，副教授，主要从事心胸影像诊断学研究；张宁男楠（1983—），女，河南驻马店人，博士，天津医科大学总医院医学影像科副主任医师，副教授（通信作者），主要从事中枢神经系统影像诊断学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）20-0014-04 ［收稿日期］ 2022-04-22

一、医学影像学科和“医学影像学”课程的教学目标

天津医科大学医学影像学院成立于1984年，是我国最早开展医学影像学专业的高等本科教育院校，目前实行与天津医科大学总医院医学影像科共建的运行模式，通过基础与临床紧密结合的教学方式，逐步形成医学影像学本科（五年制）、医学影像学硕士、博士研究生相结合的多层次育人体系。学院设有5个教研室，2个本科专业，一级学科博士学位授权点1个，博士专业学位授权领域1个，硕士专业学位授权领域1个。学院有国家级特色专业1个，天津市品牌专业1个，国家级精品资源共享课程1门，国家级精品课程1门；天津市级实验教学示范中心1个，天津市级虚拟仿真实验教学中心1个。医学影像学教学团队、医学影像技术教学团队获得天津市教学创新团队称号。

天津医科大学医学影像学院本着致力于培养具有家国情怀、医德高尚、临床基础雄厚、影像知识丰富、科研潜力突出的医学影像学人才的办学定位，将“医学影像学”课程的教学目标制定为：（1）教学思政：在教学过程中，通过人物介绍、典故讲解、临床案例解析，潜移默化地引导学生树立爱国、爱党、敬业以及以患者为中心的理念。（2）知识水平：掌握各种影像学检查方法的优缺点及其适应证和禁忌证，掌握影像诊断原则和诊断报告的书写方法，掌握各系统常见疾病的影像诊断与鉴别诊断要点，了解医学影像学新技术的原理及其应用范畴。（3）能力水平：具备医学影像分析能力，形成正确的影像诊断思维，具备规范化书写影像诊断报告的能力。

二、创新理念及思路

2017年，中共中央、国务院印发了《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》，提出坚持全员全过程全方位育人的基本原则［1］，因此我们既要针对当代大学生的个性特点，以学生发展为中心，又要结合和发挥医学影像学的优势和特色。医学影像学属于科学技术驱动型学科，其特点是发展非常快，总是走在医学界的前沿，图片存档及通信系统（picture archiving and communication system， PACS）和图像后处理的图形界面，非常有利于学生进行观摩和操作，特别是近年来人工智能（artificial intelligence， AI）和相关技术的迅猛发展，促使放射学进入了新的时代。我们的创新理念及思路包括以下几个方面：（1）运用课程思政建设来解决大学生信仰不足、内心世界空虚的问题。（2）利用AI调动学生的学习热情，增强学生的动手能力。（3）使用影像解剖学断面标本—影像教学片—PACS临床病例“三位一体”的实验教学模式，让书本知识有纵深、有延续。（4）通过以病例为中心的“以问题为导向的教学方法”（problem-based learning，PBL），使用“病理—临床—影像”三结合、三统一的教学方法进行全方位教学。

三、创新方法及途径

（一）不要为了思政而思政

课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念。结合笔者的教学工作经验，一般教学思政体现在以下几个方面：（1）医学先辈的楷模作用。课堂中我们结合授课内容介绍我校、我院的医学大家，比如：放射医学专家——吴恩惠教授，我们的老院长、老主任，全国高等学校教学名师，他主编的《头部CT诊断学》（1985年）是我国第一部CT诊断学专著，影响了一代又一代影像人。介绍身边的专家可以激发学生的荣誉感和自豪感，可以使他们循着先辈的足迹奋勇拼搏、砥砺前行。（2）体现出对患者的人文关怀。利用实际病例，通过患者的就医过程和心路历程，让学生产生共情、感同身受，体会作为患者的不易与心伤。回顾希波克拉底誓言，重温医学生誓言，满腔热情为人民服务，钻研医术，弘扬医德，为人民群众提供更高水平、更加满意的卫生和健康服务。（3）通过国家政策坚定“四个自信”。如讲到肺癌早期筛查时介绍我国的现状：我国受癌症困扰的家庭以千万计，要实施癌症防治行动，推进预防筛查、早诊早治和科研攻关，着力缓解民生的痛点。近年来我国癌症发病率、死亡率呈逐年上升趋势，给癌症患者家庭和社会造成了重大经济负担，因此要加快推进癌症的早期筛查和早诊早治工作。国家癌症中心已经完成了全国40万例肺癌高危人群的筛查，并积极构建国家癌症防控平台，这与我们每个国民的生活、健康息息相关，体现出国家对人民健康的高度重视。同时，医学生要坚定中国特色社会主义信念，牢固树立“四个意识”、坚定“四个自信”、坚决做到“两个维护”。

（二）AI激发求知热情，增强动手能力

AI技术的革新推进我们能够更有效地利用影像数据，继而更及时和更精确地做出诊断，为临床提供更有效的信息和支持。AI与医疗的结合解决了临床工作中的“痛点”问题，也为创新教学模式带来了新机遇。2020年，一系列AI标志性产品取得重大突破，在医疗等重点领域形成国际竞争优势，AI和实体经济的融合进一步深化，产业发展环境也进一步优化。AI软件具有可视化操作、简单便捷的优势，非常适用于大学生进行探索和学习。我们会在课堂上，增加AI软件操作、PACS系统学习等实习内容。我院专门建设了机房，设立专门的医学影像实习课，让学生可以在校园里体验一名影像科医生的日常。

（三）影像解剖学断面标本—影像教学片—PACS临床病例“三位一体”

影像解剖学断面标本—影像教学片—PACS临床病例“三位一体”的实验教学模式是对于大学期间的书本知识进行纵向深入挖掘，帮助学生回忆在大一学习“系统解剖学”“断层解剖学”时看到的大体标本，复习大三学习的“影像解剖学”线图、轮廓图，并动手画示意图，学习本堂课中的“医学影像学”教学图像，掌握基本影像学表现，并使用PACS系统中的实际临床病例进行验收和模拟。在教学过程中，不仅使学生掌握了基本概念、影像诊断的基础知识，还注重培养学生的观察分析能力、归纳综合能力和实际动手能力。鼓励学生在预习阶段去网上查询知识（微信公众号、知乎等媒介），组织学生做课前预习，并安排学生进行自主学习。学生自己组织材料，将一部分需要重点掌握的内容，通过学生分组讨论并提问的形式进行教学，营造热烈、活泼的学习氛围。在自主学习后，教师进行总结，并针对网络或手机App上的新媒介给予正确引导。新媒介的特点是科普性强，很多新知识推送快速、简明、易学习，但通常这些内容的专业性不强，没有经过专业人士的审核，一些专业术语和知识点表述不准确。鼓励学生合理利用好新媒介进行学习，但要以课本、教学大纲、科学文献［2］作为参考标准，去其糟粕、取其精华，完成好自主学习。充分利用网络教学影像资料和多媒体课件，引导并激发学生的积极性，使学生在课堂学习之余可以充分利用多种现代化手段进行自学，巩固所学知识，做到学以致用，开阔学生的视野，关注影像医学的前沿进展，扩大学生的知识面，拓展学生对知识的理解深度，提高学生的理论和实践水平，从而提高教学质量。

（四）“病理—临床—影像”三统一教学方法

通过病例导入和病例分析进行PBL模式教学，按照“内容分层次、在理论和实验教学中开展创新”的指导思想，积极探索解决实际病例需要用到的医学基础知识和临床专业知识，理论与实践结合，注重实际操作。做到临床病史资料和影像学图像不分家，同时通过手术病理结果来反馈之前的诊断，形成质量控制闭环，使学生在扩大知识面的同时，提高临床诊断水平和解决临床实际问题的能力。将“病理—临床—影像”三者进行有机结合，在影像诊断基础理论教学内容的基础上，增加病例分析的实践锻炼，在临床实习课中采用多种形式，如理论与实践相结合、线下与线上相互补充的教学模式。组织学生在教师的引领下积极开展小组讨论，锻炼学生对影像解剖三维结构的整体构思能力，培养正确的临床影像诊断思路，提高学生的临床疾病诊断能力。

四、创新效果及成果

（一）已获得教学创新成果

本团队曾经尝试了“三明治”教学法与医学影像诊断学的结合［3］。通过168名学生样本中的“5分法”满意度调查试卷结果显示，90%以上的学生认为“三明治”教学有助于提高临床实践能力，大部分学生对该教学法表现出浓厚的兴趣，认同该教学法培养了自学能力、语言表达能力及团队协作能力。另外，本团队曾使用AI辅助教学的方法，探索在短时间内教授住院医师有效掌握医学影像技能的可行性［4］。通过对263名住院医生的共计573个CTA病例的分析结果显示，AI组和人工组的后处理图像质量无明显差别，而AI组的报告书写评分明显高于人工组，AI组的后处理图像及书写报告的使用时间明显较短，提示AI后处理图像和结构化报告模式有效地提高了工作效率和准确性。

（二）本次创新的初步成果

在本次教学评价过程中，采用教师和学生互评的方式，相互监督促进，即通过理论知识和临床读片等考核方式对学生的课程成绩进行评定；通过教师自我评价、校内外专家评价和学生评价等方式对教师进行监督评价，提高教学水平。通过抽样调查回访结果可知，学生满意率普遍较高，学生普遍认为本课程堂课活泼、有生机，贴合生活中的一些实际问题（如查出肺结节应该怎么办？），话题性强，学生感兴趣。课程引人入胜，能够一直把学生的注意力集中在课堂的知识点上。很多学生表示课程非常有用，以后亲朋好友遇到类似的问题，他们可以根据最新的中国肺癌筛查标准为大家排忧解难。

总之，通过本次课程的教学创新，我们聚焦教学实践的具体问题（新时代大学生的特点、书本知识与实际应用的割裂等痛点），通过课程思政、AI辅助自主学习、影像解剖学断面标本—影像教学片—PACS临床病例“三位一体”、“病理—临床—影像”三统一等教学方法和内容的重构与改进，得到学生初步的认可，并希望能够分享我们的经验和成功，为高校教学尽一份绵薄之力。

参考文献

［1］中共中央，国务院.关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见［EB/OL］.（2017-02-27）［2022-04-05］.https：//www.gov.cn/xinwen/2017-02/27/content_5182502.htm.

［2］中华预防医学会.中国肺癌筛查标准（T/CPMA013-2020）［J］.中华肿瘤杂志，2021，43（1）：1-6.

［3］张璋，张宁男楠.“三明治”教学法在留学生医学影像诊断学教学中的应用初探［J］.教育教学论坛，2016（27）：164-166.