PBL 教學(xué)模式在磁共振成像中應(yīng)用

PBL教學(xué)形式在磁共振成像中應(yīng)用〔〕:

摘要：磁共振成像是醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的重要組成局部，因其課程和學(xué)生的特點(diǎn)，引入了PBL教學(xué)形式，以對(duì)根本概念的理解為主線(xiàn)，以問(wèn)題為方式，層層設(shè)疑、釋疑，在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生重視概念、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的才能。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)形式；磁共振成像；概念教學(xué)

本文引用格式：谷俊改，等.PBL教學(xué)形式在磁共振成像中應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(27):204-205.

PBL〔Problem-BasedLearning，基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)〕教學(xué)形式在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到普遍的認(rèn)同與廣泛的應(yīng)用【1】，它是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在對(duì)問(wèn)題充分理解和分析的根底上，以小組分工合作的形式共同解決問(wèn)題，得出結(jié)論的過(guò)程【2】。這種教學(xué)形式是以問(wèn)題為起點(diǎn)和動(dòng)力，以探究為方式，以共同解決問(wèn)題為目的的教學(xué)活動(dòng)過(guò)程。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，由于學(xué)生會(huì)傾注更多的時(shí)間和精力在所學(xué)知識(shí)上，能有效的增加其學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)；學(xué)生分析問(wèn)題、查找資料和解決問(wèn)題的過(guò)程就是學(xué)生綜合才能進(jìn)步的過(guò)程；小組討論得出結(jié)論就是學(xué)生取別人之長(zhǎng)補(bǔ)己之短、知識(shí)升華的過(guò)程。

一磁共振成像中引入PBL教學(xué)的必要性

〔一)課程本身的特點(diǎn)

磁共振成像是?醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)?的重要組成局部，是四大影像技術(shù)之一，由于其對(duì)軟組織解剖形態(tài)構(gòu)造的高分率成像和可實(shí)現(xiàn)功能性成像等優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷中發(fā)揮的作用越來(lái)越大。加之醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)后期課程如醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)和影像診斷學(xué)等，是以醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的理論為根底的課程，所以對(duì)醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)各局部的理解掌握是非常關(guān)鍵的。

磁共振成像的理論在四大影像技術(shù)中是最難的，這局部會(huì)涉及到角動(dòng)量、磁矩、旋進(jìn)、梯度磁場(chǎng)等原子物理學(xué)、電磁學(xué)等學(xué)科的內(nèi)容，以及傅里葉變換等微電子技術(shù)的知識(shí)。而與此相關(guān)的根底內(nèi)容是學(xué)生所欠缺的，加之這局部信息量大，涉及很多理工科微觀抽象的內(nèi)容，增加了教師教的難度和學(xué)生學(xué)的難度。

(二)學(xué)生的特點(diǎn)

在我校，醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)開(kāi)課于醫(yī)學(xué)影像專(zhuān)業(yè)的三年級(jí)第一學(xué)期。由于學(xué)生在前期的醫(yī)學(xué)根底課的學(xué)習(xí)過(guò)程中形成以記憶、形象思維為主的考慮方式，對(duì)學(xué)習(xí)理工科知識(shí)需要的邏輯思維和抽象思維等欠缺較多，在學(xué)習(xí)本門(mén)課程過(guò)程中，學(xué)生普遍反映內(nèi)容太過(guò)抽象，難于理解。加之很多學(xué)生認(rèn)為學(xué)好醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的主干課程如生理、病理、解剖、診斷等即可，現(xiàn)代設(shè)備的操作都很人性化，將來(lái)工作后一學(xué)即會(huì)，對(duì)成像原理理解不理解無(wú)所謂，會(huì)讀片就行了【3】。都說(shuō)興趣是最好的教師，學(xué)生在情感上不重視，對(duì)學(xué)習(xí)本門(mén)課程沒(méi)有興趣或熱情不高，自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性和積極性都大打折扣。如何在既定的學(xué)時(shí)內(nèi)激起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生獲得較大的收獲，是教師一直考慮并力求解決的問(wèn)題。

二PBL的施行過(guò)程

現(xiàn)代大學(xué)生生理、心理等已開(kāi)展成熟，具備獨(dú)立考慮問(wèn)題和自主學(xué)習(xí)的才能【4】。將PBL教學(xué)形式引入到磁共振成像的理論教學(xué)中，并與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，在鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題才能的同時(shí)，通過(guò)對(duì)課前設(shè)定問(wèn)題的解答，對(duì)本次課所需的知識(shí)也有一定理解，這樣可以較好的彌補(bǔ)學(xué)生前期知識(shí)的缺失，下面以磁共振的根本原理和宏觀表現(xiàn)為例來(lái)詳細(xì)介紹PBL的施行過(guò)程。

〔一)課前問(wèn)題設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，明確學(xué)習(xí)目的

對(duì)采用PBL教學(xué)的局部，教師于提早一次課的時(shí)間把設(shè)計(jì)好的問(wèn)題傳達(dá)給同學(xué)，學(xué)生在問(wèn)題的指引下，通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)資源等相關(guān)資料的查詢(xún)，對(duì)問(wèn)題和答案都有所理解，對(duì)將要講解內(nèi)容的根本概念也有所理解，完成了提早預(yù)習(xí)。通過(guò)查找資料獲得答案，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)才能。教師在集思廣益設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，必須注意問(wèn)題要與目的和需要相一致，具有針對(duì)性；問(wèn)題要層層遞進(jìn)，具有連接性；問(wèn)題要難度適中，具有區(qū)分性；問(wèn)題要真實(shí)可靠，具有實(shí)際性。

如磁共振物理局部磁共振的根本原理的內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)是掌握發(fā)生磁共振的條件，難點(diǎn)是磁共振的本質(zhì)。按照以上問(wèn)題設(shè)計(jì)的原那么，課前設(shè)計(jì)的問(wèn)題如下。

1.共振的含義是什么？如何理解振動(dòng)系統(tǒng)？如何理解驅(qū)動(dòng)力？通過(guò)對(duì)共振含義的理解，發(fā)生共振的條件是什么？發(fā)生共振的本質(zhì)是什么？為了進(jìn)一步理解共振的含義，并逐漸引出發(fā)生核磁共振的條件和本質(zhì)，以問(wèn)題的形式引入兩個(gè)詳細(xì)實(shí)例。

2.兩個(gè)質(zhì)量非常好，完全一樣的音叉，敲打其中一個(gè)，另一個(gè)會(huì)振動(dòng)嗎？假設(shè)會(huì)振動(dòng)，振動(dòng)的頻率怎樣？為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象？對(duì)這兩個(gè)音叉而言，振動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力分別指什么？另一個(gè)音叉發(fā)生振動(dòng)的本質(zhì)是什么？

3.通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)臺(tái)旋鈕，收音機(jī)可以接收到多個(gè)電臺(tái)信息。對(duì)收音機(jī)而言，振動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力分別指什么？可以接收到電臺(tái)信息的本質(zhì)是什么？從發(fā)生共振的角度說(shuō)明收音機(jī)接收電臺(tái)信息的條件、本質(zhì)是什么？在對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題的理解和解決過(guò)程中，考慮并解決問(wèn)題4：

4.對(duì)處于靜磁場(chǎng)中的人體而言，振動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力分別指什么？人體要發(fā)生核磁共振，需要的條件是什么？發(fā)生核磁共振的本質(zhì)是什么？為了進(jìn)步學(xué)生解答的質(zhì)量，同時(shí)由于課程的學(xué)時(shí)有效，采用課下分組討論的方式，并要求對(duì)討論過(guò)程和討論結(jié)果進(jìn)展記錄，并于課前上交。

〔二〕課堂教學(xué)教為主導(dǎo)，學(xué)為主體

1.解決問(wèn)題，引出問(wèn)題

課堂教學(xué)中，教師首先對(duì)學(xué)生上交的討論過(guò)程和討論結(jié)果作出評(píng)價(jià)，并針對(duì)學(xué)生對(duì)不同問(wèn)題的完成情況，做出不同的講解。

問(wèn)題〔1〕考察的是對(duì)根本概念的理解情況，很多學(xué)生不重視根本概念，認(rèn)為學(xué)習(xí)理工科知識(shí)能做題、會(huì)做題即可。實(shí)際上，做題是為了檢測(cè)對(duì)概念和規(guī)律的理解情況，只是一種手段，理解掌握概念才是目的。一個(gè)概念的提出，往往是幾代人對(duì)以往的經(jīng)歷、知識(shí)、理論等的高度濃縮【5】。因此對(duì)概念的充分理解是保證其運(yùn)用自如的前提，也是創(chuàng)新的根底。問(wèn)題〔2〕和〔3〕都是從與日常相關(guān)的現(xiàn)象出發(fā)分析其背后的本質(zhì)。德國(guó)哲學(xué)家黑格爾曾說(shuō)：孰知非真知，尤其問(wèn)題〔3〕是日常生活中司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象，這樣問(wèn)題的提出會(huì)引起同學(xué)的共鳴，在情感上有知其所以然的好奇。通過(guò)問(wèn)題〔2〕和〔3〕的解決使學(xué)生真正明白發(fā)生共振時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力的頻率要相等，其本質(zhì)是驅(qū)動(dòng)力的能量傳遞給了振動(dòng)系統(tǒng)。在夯實(shí)的根底上，問(wèn)題〔4〕的解決首先要找出振動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力分別指什么，這是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。在解決關(guān)鍵問(wèn)題的根底上，其他問(wèn)題的解決也是水到渠成的事情。這種提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，并要求學(xué)生全程參與解決問(wèn)題的過(guò)程，有效的激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，進(jìn)步他們自主學(xué)習(xí)的才能【6】。

2.拓展問(wèn)題

為使學(xué)生真正理解核磁共振的本質(zhì)和現(xiàn)象，并為后面知識(shí)的理解打下堅(jiān)實(shí)的根底，再次引出問(wèn)題：施加射頻脈沖，處于靜磁場(chǎng)中的人體發(fā)生核磁共振，處于不同能態(tài)的氫核發(fā)生了怎樣的變化？磁化強(qiáng)度矢量的分量Mxy和Mz是如何變化的？學(xué)生分析完該題目后，教師再對(duì)該題目進(jìn)展拓展，一步步打破重難點(diǎn)。拓展1：當(dāng)Mz=0時(shí)，Mxy為多少，并從微觀上解釋處于低、高能態(tài)的氫核數(shù)量發(fā)生怎樣的變化才會(huì)使宏觀量Mz=0？拓展2：當(dāng)Mz=-M0時(shí)，Mxy為多少，并從微觀上解釋處于低、高能態(tài)的氫核數(shù)量發(fā)生怎樣的變化才會(huì)使宏觀量Mz=-M0？

通過(guò)問(wèn)題1和2引出MRI中非常重要的90°和180°射頻脈沖，再次通過(guò)問(wèn)題引出問(wèn)題，從問(wèn)題入手打破重難點(diǎn)。以共振這個(gè)根本概念為主線(xiàn)、為起點(diǎn)，以問(wèn)題為方式，通過(guò)分析不同情景下的共振、發(fā)生核磁共振時(shí)Mxy和Mz的不同值，完成了對(duì)重難點(diǎn)的討論，也使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解到達(dá)了融會(huì)貫穿的效果。

三總結(jié)

根本概念是考慮的起點(diǎn)，對(duì)概念的理解直接影響著對(duì)其相關(guān)內(nèi)容的理解，很多情況下知識(shí)是對(duì)某個(gè)概念內(nèi)涵和外延的討論。PBL教學(xué)形式和概念教學(xué)是以共振這個(gè)根本概念為主線(xiàn)展開(kāi)討論，并以問(wèn)題為方式，一步步設(shè)疑、釋疑，層層遞進(jìn)，搭建了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)。不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)了知識(shí)，更讓學(xué)生學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)，所謂的"授人以魚(yú)，不如授人以漁";正是如此。

參考文獻(xiàn)

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