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摘要:本文探讨了生物医学工程专业医学信息类课程教学内容与方法。根据北京工业大学(以下简称“我校”)生物医学工程专业人才培养目标和相应的课程体系,确定医学信息类课程的教学内容,并对其教学及实践方法进行了探讨。
关键词:生物医学工程;医学信息学;课程教学
作者简介:吴水才(1964-),男,江西九江人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:生物医学电子与信息处理;白燕萍(1965-),女,江西九江人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,主管技师,主要研究方向:心血管技诊及基础医学实验。(北京 100124)
基金项目:本文系北京工业大学2009年教育教学研究项目(项目编号:ER2009-B-68、ER2009-B-70)、北京工业大学2009年研究生课程建设项目(项目编号:CR2009-B-046)的研究成果。
随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,生物医学领域的信息化发展迅速,应用范围日益广泛,掌握并应用医学信息学的基本理论和基本概念是十分必要的。生物医学工程是用工程学的方法(包括:信息、电子、计算机等)来解决生物和医学中的问题。现国内具有生物医学工程专业的高校有100多所,其中有工科院校、医学院校和综合性大学。由于各高校生物医学工程专业人才培养目标不同,其课程体系也不尽相同,但基本都开设了医学信息类课程。
医学信息学是一门以医学信息为主要研究对象,以医学信息的运动规律及应用方法为主要研究内容,以现代计算机为主要研究工具,以解决医药工作人员在处理医学信息过程中的各种问题为主要研究目标的一门新兴学科,是一门介于医学与信息学之间的交叉学科,其最大的特点就是应用计算机技术来处理医学领域的数据。
医院信息化是信息时代医院发展的必然趋势,是进一步提高医院管理水平和临床工作质量的有效保证。目前国内医院信息化的步伐比较缓慢,一个重要的原因就是医务工作者缺乏这方面的知识,对医院信息化的意义认识不足。而医院信息化是医学信息学研究的重要内容,通过对医院信息系统、电子病历、医学辅助决策支持系统等内容的教学,必将提高学生对医院信息化的认识,促进医院信息化的快速发展。
一、医学信息类课程教学内容
医学信息学是一门新兴的学科,在课程设置和教学内容上并没有严格的定论。大多医学院校把医学信息学作为一门课程,为学生开设介绍性的医学信息学课程,帮助学生了解信息技术在医学中的最新应用,提高对计算机在医学中应用潜力和不足的认识,培养出既懂医学又懂信息科学的复合型人才。美国许多大学将医学信息学课程分为5个部分即应用于医学信息本身的计算机科学、生物医学、决策科学、社会科学和公共政策。医学信息学的两大核心是计算机信息技术和医学知识。在医学信息学的学习过程中,学生能接触到生物信息、图形信息和临床应用知识,并着重于决策制定和定量计算的学习。
医学信息学是医学与计算机科学、信息科学、管理科学等学科相互交叉而产生的综合性学科。医学信息学的这种多学科性质,可以保证有足够的空间在教学中对各专业有所侧重,从而更好地利用和发挥学生个人的专业学科长处。我校生命科学与生物工程学院从2001年开始在生物医学工程专业学生中开设医学信息类课程。根据我校医学工程专业的特点和培养目标,在教学内容上侧重于医学信息系统的设计和开发。通过几年的教学探索和实践,该类课程已经形成了一套具有我校特色的教学体系,医学信息类课程有:医学信息检索、网络技术及医学应用、数据库设计、计算机高级语言程序设计、生物医学信号处理、生物医学图像处理、医学影像学(含PACS系统)。教学内容主要包括以下三个方面: 第一是关于医学信息学的基础知识及信息处理技术基础,包括医学信息及信息系统的概念、数据库和计算机网络、医学信息标准化和数据结构化、医学信号处理和图像处理等;第二是医学信息学的实际应用,例如医院信息系统(HIS)、临床信息系统、电子病历、医学影像系统、医学图像存档与通讯系统(PACS)、远程医学(心电远程监护)等; 第三是医学信息系统的研究方法及设计开发技术等。医学信息类课程部分内容教学目的如下:
远程医学(网络技术及医学应用)要求学生了解远程医学的基本概念,局域网的构建,网站设计,远程监护网络及应用实例,远程医学的发展方向。重点讲解基于Internet网和无线网的心电远程监护系统构成及设计方法。
医院信息系统(HIS)要求学生了解医院信息系统的概念,系统的构成及功能,系统信息交换标准,电子病历的通用结构,电子病历中数据的输入、编码和标准化,电子病历系统的应用与设计方法。
临床决策支持系统(计算机辅助诊断)要求学生了解临床决策支持系统的概念、特点和功能,决策支持系统的基本方法,系统构建技术及实施步骤,决策支持系统在临床中的应用以及临床决策支持系统成功案例分析。
生物医学信号处理要求学生认识数字信号处理的基本概念,理解离散信号和系统的理论分析方法,掌握快速傅立叶变换,各种数字滤波器的性能特点及设计方法,生物医学信号特点及各种处理技术及其临床应用。
医学图像及影像系统要求学生认识医学图像处理的基本概念,学习各种医学影像设备的基本原理,掌握PACS系统的构成、应用及设计方法。
二、医学信息类课程教学方法
1.教学模式
长期以来,我国高等教育中传统的教学是以课本知识为基础、以课堂讲授为主的一种先基础理论、后实践的教学模式。这种教学模式的弊端是:学生在实践环节里不能很好地将前面学过的基础知识和实际情况相结合,结果出现理论和实践相脱节的现象。在医学信息教学中如果仍沿用传统教学模式,以课堂灌输为主,最终必然会导致教学质量下降。根据创新型人才培养的需要,我们采用一种新的教学模式“以问题为基础的学习”。强调以设置问题的方式为学生创造一种特定的氛围,通过学生的相互协作来共同解决实际问题,最终达到培养学生独立处理和解决实际问题的能力。这种教学模式很好地解决了理论与实际脱节的矛盾。学生通过分组,由小组成员围绕指定的问题进行共同讨论和总结,最后由指导教师对学生的学习情况作出点评,并提出改进意见及进一步要求。这样的教学过程和传统的教学方法相比具有以下特点:(1)可充分调动和发挥学生的主观能动性,着重培养学生解决实际问题的能力;(2)在保证教学质量的前提下,可明显减少传统的说教式教学工作和学习负担;(3)在相互合作的过程中,学生不仅学到了获取知识的方式,更重要的是提高了学习兴趣、交流意识和团队责任感等科研必备的素质和能力;(4)小组讨论时,可培养学生捕捉有价值信息及质疑的能力,同时也充分发掘教师的创造潜能,真正做到教研相长。
“以问题为基础的学习”教学模式对教师提出了更高的要求。例如,要求指导老师在整个教学过程中要启发学生思考,引导他们发现问题,提出问题,找到答案,获得解决问题的能力和技巧,而不是直接给学生提供参考答案和回答提问。其次是学习资源必须充足,主要包括网络资源、图书资料等教学硬件设施和相关的教学软环境。本教学模式也存在着一定的问题和难度,如在教学过程中,有个别学生采取消极参与的方式,过分依赖指导教师的总结,不能独立思考、讨论和总结。可通过采用多种形式的考核方法来克服上述问题,提高学生的应用能力。以往传统的笔答试题、闭卷考试的模式,只能鼓励学生死记硬背书本概念。这样做既难以出题,又难以考核出学生的实际学习水平,同时也不符合医学信息学的教学目的。因此,应当采用开放式的考试,由教师出一些综合性的试题,让学生抽签决定自己的考试题目,然后对他们开放机房和实验室,让他们在课余时间内完成题目。这样,不但可以考查学生的学习水平和动手能力,而且可以培养学生灵活运用所学知识的能力和独立分析问题和解决问题的能力。
2.教学方法
医学信息类课程理论性和应用性都很强,对教学方法有较高的要求。首先,应采用多媒体教学,这样许多图像和图表才能得到充分展示,有条件最好利用网络实验室来上机讲授和操作,通过实验来增强学生的理解。其次,通过理论结合实例进行讲解,充分调动学生的学习兴趣和积极性。还应采取一定比例的双语教学,因为医学信息学中的新技术、新成果大多是从国外引进的,加大授课中英语的比重,既可以准确地理解术语的含义,又可以促进学生专业外语水平的提高,更利于他们吸收国外的成果。
由于医学信息学研究的内容涉及医疗领域的方方面面,每一部分研究的对象以及相关知识差别较大。因此,在教学的实施上应该着重于以下几个方面的改革。改革教学手段和方法,革新传统的教学模式,采用现代化的教学手段,制作多媒体网络课件,并根据各章节的教学目标实施不同形式的教学过程,进行多样化的教学。在医学信息类课程教学过程中,我们主要采用多媒体教学手段,利用教学课件,各种医疗卫生信息系统的案例截图,应用演示,录像播放使理论教学更加生动明确、简洁易懂。同时注重实践教学环节,课程实践教学内容主要包括:医院信息系统的构成及应用、医学图像存储与传输系统( PACS)和心电远程监护系统等。我校专门新建了医学信息实验室,在实验室中建立了计算机局域网并与Internet网相连,购买了PACS系统,自行开发设计出心电远程监护系统,为医学信息学课程实践教学提供了良好的教学条件。
为调动学生学习的积极性,提高实验教学效果,可让学生先通过网络搜索相关医学信息文献,观看相应信息系统演示和案例录像,对医学信息相关系统有个总体了解,然后让学生对实验室中PACS系统、心电远程监护系统等进行实际操作,验证理论学习内容,熟悉各种信息系统的组成和使用操作方法,培养学生自主学习能力和实际工作能力。
三、结语
医学信息类课程是工科院校生物医学工程专业本科生的必修课程,其课程内容的设置和适当教学方法的采用是创新型人才培养的保证。本文主要介绍了我校生物医学工程专业医学信息类课程的教学内容和教学方法,以期与同行专家进行探讨,不断加强我校医学信息类课程的建设,培养出合格的生物医学工程专业人才。
参考文献:
[1]胡兆芹,张士靖.美国医学信息学教育现状分析及启示[J].中国高等医学教育,2005,(3):37-39.
[2]詹秀菊,刘秀峰,陈浩.医学信息学课程建设[J].医学教育探索,2005,4(6):423-425.
[3]王瑞娟.医学信息学课程教学探讨[J].医学信息,2008,21(7):1088-1089.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:生物医学工程;医学信息学;课程教学
作者简介:吴水才(1964-),男,江西九江人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:生物医学电子与信息处理;白燕萍(1965-),女,江西九江人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,主管技师,主要研究方向:心血管技诊及基础医学实验。(北京 100124)
基金项目:本文系北京工业大学2009年教育教学研究项目(项目编号:ER2009-B-68、ER2009-B-70)、北京工业大学2009年研究生课程建设项目(项目编号:CR2009-B-046)的研究成果。
随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,生物医学领域的信息化发展迅速,应用范围日益广泛,掌握并应用医学信息学的基本理论和基本概念是十分必要的。生物医学工程是用工程学的方法(包括:信息、电子、计算机等)来解决生物和医学中的问题。现国内具有生物医学工程专业的高校有100多所,其中有工科院校、医学院校和综合性大学。由于各高校生物医学工程专业人才培养目标不同,其课程体系也不尽相同,但基本都开设了医学信息类课程。
医学信息学是一门以医学信息为主要研究对象,以医学信息的运动规律及应用方法为主要研究内容,以现代计算机为主要研究工具,以解决医药工作人员在处理医学信息过程中的各种问题为主要研究目标的一门新兴学科,是一门介于医学与信息学之间的交叉学科,其最大的特点就是应用计算机技术来处理医学领域的数据。
医院信息化是信息时代医院发展的必然趋势,是进一步提高医院管理水平和临床工作质量的有效保证。目前国内医院信息化的步伐比较缓慢,一个重要的原因就是医务工作者缺乏这方面的知识,对医院信息化的意义认识不足。而医院信息化是医学信息学研究的重要内容,通过对医院信息系统、电子病历、医学辅助决策支持系统等内容的教学,必将提高学生对医院信息化的认识,促进医院信息化的快速发展。
一、医学信息类课程教学内容
医学信息学是一门新兴的学科,在课程设置和教学内容上并没有严格的定论。大多医学院校把医学信息学作为一门课程,为学生开设介绍性的医学信息学课程,帮助学生了解信息技术在医学中的最新应用,提高对计算机在医学中应用潜力和不足的认识,培养出既懂医学又懂信息科学的复合型人才。美国许多大学将医学信息学课程分为5个部分即应用于医学信息本身的计算机科学、生物医学、决策科学、社会科学和公共政策。医学信息学的两大核心是计算机信息技术和医学知识。在医学信息学的学习过程中,学生能接触到生物信息、图形信息和临床应用知识,并着重于决策制定和定量计算的学习。
医学信息学是医学与计算机科学、信息科学、管理科学等学科相互交叉而产生的综合性学科。医学信息学的这种多学科性质,可以保证有足够的空间在教学中对各专业有所侧重,从而更好地利用和发挥学生个人的专业学科长处。我校生命科学与生物工程学院从2001年开始在生物医学工程专业学生中开设医学信息类课程。根据我校医学工程专业的特点和培养目标,在教学内容上侧重于医学信息系统的设计和开发。通过几年的教学探索和实践,该类课程已经形成了一套具有我校特色的教学体系,医学信息类课程有:医学信息检索、网络技术及医学应用、数据库设计、计算机高级语言程序设计、生物医学信号处理、生物医学图像处理、医学影像学(含PACS系统)。教学内容主要包括以下三个方面: 第一是关于医学信息学的基础知识及信息处理技术基础,包括医学信息及信息系统的概念、数据库和计算机网络、医学信息标准化和数据结构化、医学信号处理和图像处理等;第二是医学信息学的实际应用,例如医院信息系统(HIS)、临床信息系统、电子病历、医学影像系统、医学图像存档与通讯系统(PACS)、远程医学(心电远程监护)等; 第三是医学信息系统的研究方法及设计开发技术等。医学信息类课程部分内容教学目的如下:
远程医学(网络技术及医学应用)要求学生了解远程医学的基本概念,局域网的构建,网站设计,远程监护网络及应用实例,远程医学的发展方向。重点讲解基于Internet网和无线网的心电远程监护系统构成及设计方法。
医院信息系统(HIS)要求学生了解医院信息系统的概念,系统的构成及功能,系统信息交换标准,电子病历的通用结构,电子病历中数据的输入、编码和标准化,电子病历系统的应用与设计方法。
临床决策支持系统(计算机辅助诊断)要求学生了解临床决策支持系统的概念、特点和功能,决策支持系统的基本方法,系统构建技术及实施步骤,决策支持系统在临床中的应用以及临床决策支持系统成功案例分析。
生物医学信号处理要求学生认识数字信号处理的基本概念,理解离散信号和系统的理论分析方法,掌握快速傅立叶变换,各种数字滤波器的性能特点及设计方法,生物医学信号特点及各种处理技术及其临床应用。
医学图像及影像系统要求学生认识医学图像处理的基本概念,学习各种医学影像设备的基本原理,掌握PACS系统的构成、应用及设计方法。
二、医学信息类课程教学方法
1.教学模式
长期以来,我国高等教育中传统的教学是以课本知识为基础、以课堂讲授为主的一种先基础理论、后实践的教学模式。这种教学模式的弊端是:学生在实践环节里不能很好地将前面学过的基础知识和实际情况相结合,结果出现理论和实践相脱节的现象。在医学信息教学中如果仍沿用传统教学模式,以课堂灌输为主,最终必然会导致教学质量下降。根据创新型人才培养的需要,我们采用一种新的教学模式“以问题为基础的学习”。强调以设置问题的方式为学生创造一种特定的氛围,通过学生的相互协作来共同解决实际问题,最终达到培养学生独立处理和解决实际问题的能力。这种教学模式很好地解决了理论与实际脱节的矛盾。学生通过分组,由小组成员围绕指定的问题进行共同讨论和总结,最后由指导教师对学生的学习情况作出点评,并提出改进意见及进一步要求。这样的教学过程和传统的教学方法相比具有以下特点:(1)可充分调动和发挥学生的主观能动性,着重培养学生解决实际问题的能力;(2)在保证教学质量的前提下,可明显减少传统的说教式教学工作和学习负担;(3)在相互合作的过程中,学生不仅学到了获取知识的方式,更重要的是提高了学习兴趣、交流意识和团队责任感等科研必备的素质和能力;(4)小组讨论时,可培养学生捕捉有价值信息及质疑的能力,同时也充分发掘教师的创造潜能,真正做到教研相长。
“以问题为基础的学习”教学模式对教师提出了更高的要求。例如,要求指导老师在整个教学过程中要启发学生思考,引导他们发现问题,提出问题,找到答案,获得解决问题的能力和技巧,而不是直接给学生提供参考答案和回答提问。其次是学习资源必须充足,主要包括网络资源、图书资料等教学硬件设施和相关的教学软环境。本教学模式也存在着一定的问题和难度,如在教学过程中,有个别学生采取消极参与的方式,过分依赖指导教师的总结,不能独立思考、讨论和总结。可通过采用多种形式的考核方法来克服上述问题,提高学生的应用能力。以往传统的笔答试题、闭卷考试的模式,只能鼓励学生死记硬背书本概念。这样做既难以出题,又难以考核出学生的实际学习水平,同时也不符合医学信息学的教学目的。因此,应当采用开放式的考试,由教师出一些综合性的试题,让学生抽签决定自己的考试题目,然后对他们开放机房和实验室,让他们在课余时间内完成题目。这样,不但可以考查学生的学习水平和动手能力,而且可以培养学生灵活运用所学知识的能力和独立分析问题和解决问题的能力。
2.教学方法
医学信息类课程理论性和应用性都很强,对教学方法有较高的要求。首先,应采用多媒体教学,这样许多图像和图表才能得到充分展示,有条件最好利用网络实验室来上机讲授和操作,通过实验来增强学生的理解。其次,通过理论结合实例进行讲解,充分调动学生的学习兴趣和积极性。还应采取一定比例的双语教学,因为医学信息学中的新技术、新成果大多是从国外引进的,加大授课中英语的比重,既可以准确地理解术语的含义,又可以促进学生专业外语水平的提高,更利于他们吸收国外的成果。
由于医学信息学研究的内容涉及医疗领域的方方面面,每一部分研究的对象以及相关知识差别较大。因此,在教学的实施上应该着重于以下几个方面的改革。改革教学手段和方法,革新传统的教学模式,采用现代化的教学手段,制作多媒体网络课件,并根据各章节的教学目标实施不同形式的教学过程,进行多样化的教学。在医学信息类课程教学过程中,我们主要采用多媒体教学手段,利用教学课件,各种医疗卫生信息系统的案例截图,应用演示,录像播放使理论教学更加生动明确、简洁易懂。同时注重实践教学环节,课程实践教学内容主要包括:医院信息系统的构成及应用、医学图像存储与传输系统( PACS)和心电远程监护系统等。我校专门新建了医学信息实验室,在实验室中建立了计算机局域网并与Internet网相连,购买了PACS系统,自行开发设计出心电远程监护系统,为医学信息学课程实践教学提供了良好的教学条件。
为调动学生学习的积极性,提高实验教学效果,可让学生先通过网络搜索相关医学信息文献,观看相应信息系统演示和案例录像,对医学信息相关系统有个总体了解,然后让学生对实验室中PACS系统、心电远程监护系统等进行实际操作,验证理论学习内容,熟悉各种信息系统的组成和使用操作方法,培养学生自主学习能力和实际工作能力。
三、结语
医学信息类课程是工科院校生物医学工程专业本科生的必修课程,其课程内容的设置和适当教学方法的采用是创新型人才培养的保证。本文主要介绍了我校生物医学工程专业医学信息类课程的教学内容和教学方法,以期与同行专家进行探讨,不断加强我校医学信息类课程的建设,培养出合格的生物医学工程专业人才。
参考文献:
[1]胡兆芹,张士靖.美国医学信息学教育现状分析及启示[J].中国高等医学教育,2005,(3):37-39.
[2]詹秀菊,刘秀峰,陈浩.医学信息学课程建设[J].医学教育探索,2005,4(6):423-425.
[3]王瑞娟.医学信息学课程教学探讨[J].医学信息,2008,21(7):1088-1089.
(责任编辑:麻剑飞)