生物医学工程专业《医学图像处理》教学方法探讨

高军峰+熊义君

摘 要：《医学图像处理》是生物医学工程专业的一门重要的专业课，由于该专业的交叉学科的特殊性，又由于该课程需要较多的前期课程为基础，因此课程必须具有不同于其他编程课程的独特教学方法。本文从理论课题到实验课的教学方法提出了若干改革方法，教学实践的经验表明，这些方法显著提高了课程学习效果。

关键词：医学图像处理；生物医学工程；引导式教学；分层次教学

随着人们生活水平提高及医学技术的快速发展，人们的日常生活中需要越来越多的图像处理技术，对于生物医学工程专业的大学本科生而言，对医学图像处理的能力也提出了更高更新的要求。由于医学图像处理应用广泛，因此掌握好医学图像的处理技术对学生将来的科研或者就业意义重大。

生物医学工程专业有着其特殊性，属于交叉学科，虽然不同专业在学习理论知识时是相通的，但各专业在实际的教学方法和具体应用上还是有较大差别。另外，本课程既有数学类课程注重推理和抽象思维的特点，又有计算机语言类课程的特点，需要学生利用编程能力，解决医学图像处理及各医学影像设备开发。如何把课程的理论知识和专业应用方向结合起来进行教学，是生物医学工程专业的老师应该注意的第一个问题。另外，本课程前期的基础课程比较多，需要学生掌握高等数学、数据结构等多门课程的知识，如何在有限的课时中，既要巩固前期的基础知识，还必须做到重难点突出。因此，本文对生物医学工程专业《医学图像处理》课程的教学提出以下改革举措。

一、 项目式及问题式引导教学

由于图像处理算法众多，每种算法公式也较为繁琐，为了始终让学生对本课程充满兴趣，笔者提出在讲授每种算法之前，先给学生一个由该算法实现的具体的工程项目，告诉学生某种算法可以达到什么效果，该处理方式可以激发学生的求知欲，又能增强学生的学习兴趣。

另外，笔者还提出问题引导式教学，例如：在讲授“图像增强”这个模块时，我们就以人脑轻微移动造成的MRI图像模糊后如何恢复的问题，通过我们的图像增强方法，可以大幅度地改善图像的视觉效果，提高图像的质量。借助以上两种方法，教学实践发现，它们可以充分激发出学生学习的积极性，最终提高了教学效果。

二、 现代教学手段提高教学质量

一方面我们强调其他软件的引入，比如教学过程中，我们引入了Photoshop软件，我们把图像的很多算法的效果，用该软件予以快速实现，并让学生观察参数改变带来的图像处理结果的改变，然后提问学生其原因，这样加深对算法的理解，从而将公式和理论进行联想记忆。

另外，笔者也提出板书与现代化的PPT演示相结合的方法。虽然PPT课件具有直观简洁的特点，但在演示推理等过程的时候还是不够方便直观。而板书具有易于呈现思维过程、易修改的特点，对于很多场合板书更有利。

以上这些传统方法与现代方法的结合，可以有效地加深学生对算法的理解，将原始的课堂讲解变得生动有趣，可以有效吸引学生，提高他们的兴趣，从而提高课堂教学效果。

三、 实验教学改革

针对本专业及本课程的特点，实验课也做了如下改革。

1. 实验课鼓励学生使用流行软件进行实践

C或者C++语言编写简单的图像处理需要大量代码，不能很快见到实验结果，容易让学生陷入繁杂的编程细节中。而比如Matlab语言提供了丰富的图像处理函数，因此使用它可以大大节省学生编写低层次算法代码的时间，有利于学生将主要精力放在算法研究和理论理解上。

2. 设计式实验进行引导

实验被笔者分为至少两个层次，第一个是设计实验，对于该类型的实验，主要目的是理解当前重要的理论知识点，在每次实验的任务书中可以对实验步骤进行说明，给出部分核心代码，引导学生完成实验。此类型的实验针对能力不是很强的学生进行设置。

3. 综合性实验进行提高

除了上述实验，课程最后将安排一次综合性实验，项目要求和生物医学工程专业相结合，并分解为若干小的模块，我们要求学生分组讨论，让每个学生完成某一个或几个模块的编程工作。这个类型的项目针对小组中有较强能力的同学设置，该实验一方面可以将全部知识点串起来，进行全面最后的复习，也锻炼了学生的科研协作的能力。

四、 结束语

本文就生物医学工程专业及《医学图像处理》课程的特殊性做了讨论分析，从项目式及提问式的引导教学，到现代化的教学方式提出了我们的建议，最后提出实验课中必须强调引导和提高双方面结合，采取因材施教的方法。经过几年的教学实施，这些教学方法有效地提高了学生们的学习兴趣及学习的成绩，取得了良好的教学效果，也提高了本专业学生的就业竞争力。

参考文献：

[1]高军峰，熊义君.生物医学工程专业“Windows编程技术”教学方法探讨[J].科教文汇，2013，（3）：68-69.

[2]彭天强.《数字图像处理》课程教学改革的思考和探索[J].科技信息，2013，（13）：44.

[3]李大湘，赵小强，李娜.《数字图像处理》课程教学改革与实践[J].现代计算机：专业版，2012，（8）：30-33.

作者简介：高军峰，湖北省武汉市，中南民族大学生物医学工程学院；熊义君，湖北省武漢市，武汉东湖学院。endprint