论文部分内容阅读
摘 要：移动互联网飞速发展，促成新的移动学习模式，传统课堂教学面临新的挑战。智慧课堂成为教育信息化的研究热点，本文以医学图像处理课为例，分析智慧课堂的意义，提出雨课堂技术支持下的智慧课堂构建，设计智慧课堂教学模式，阐述智慧课堂实施过程，智慧课堂融自主学习与探究学习于一体，充分调动学生的积极性。
关键词：雨课堂 智慧课堂 医学图像处理
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0172-02
移动互联技术迅速发展，推动传统课堂向智能化课堂发展，信息技术下智慧课堂构建成为教育技术界关注的热点。为解决医学图像处理传统教学中算法构造复杂等问题。目前国内很多院校设置了医学图像处理课程，一般为医学信息学，医学影像技术等专业设置，2010年上海交大医学院陈应福教授提出医学图像处理分析课程教学方法，2015年首度医科大张福楠教授提出医学图像处理课创新教学方法，但未强调案例教学的重要性。随着互联网时代到来，高校教学模式发生巨大变革，雨课堂在课堂上得到广泛应用，当代大学生习惯于互联网信息获取方式，转变教学模式可以构建高效的课堂，提高大学生生获取知识的即系。构建医学图像处理智慧课堂，将课程知识点融入平虚拟仿真教学台中，引导学生深入讨论，平台包含医学图像数据读取，三维可视化等核心模块，理论与实践结合的教学手段使学生加深对课程的理解，提高学生的学习兴趣，降低教学成本，提高教学效果。
1 智慧课堂的概念
不同的视角下对智慧课堂有不同的定义，智慧课堂是以建构主义学习理论为指导，利用大数据，云计算等新技术构建信息化智慧化的课堂，通过智能推送即时分析，实现基于数据的教学决策，全过程的交流互动，改进传统课堂教学模式，智慧课堂是信息技术与教育教学深入融合的产物。
大数据背景下，利用数据分析改进教学是变革传统课堂的有效手段，国内很多教育机构中式教育数据挖掘，2012年美国教育部发布《通过教育数据挖掘促进教学》的报告，2016年，清华大学发布雨课堂免费线上教学工具，实现课堂教学全过程动态学习数据收集。
利用雨课堂构建学习数据分析的智慧课堂，适应学校课堂教学改革要求。有助于实现个性化的课堂，有助于实现多元化学习评价体系，有助于丰富发展智慧课堂的理论实践。大数据背景下基于学习数据分析的智慧课堂，变革以教师为中心的知识传授的传统课堂教学模式，从先教后学转变为先学后教，学生在课外自主移动学习，教师依据课前预习数据反馈进行个性化指导，师生在课堂上协作探究解决问题，课堂内外教学能提高学生的自主性，实现师生高效互动，达到高效的教学效果。
智慧课堂利用大数据技术，对学生课前课后学习全过程进行动态记录，全面客观反映对学生学习情况，全过程多元化学习评价方式对学生学习起到引导作用，帮助教师改进教学策略，使教学开展有效促进学生学习。将雨课堂应用于傳统课堂教学中，探索智慧课堂模式，为智慧课堂研究提供了参考，引起教师的关注运用新技术进行教学改革。
2 医学图像处理构建智慧课堂的意义
医学图像处理是综合医学，计算机科学的综合性学科，学生只有通过足够的验证综合设计实验，才能理解掌握学科理论知识。随着计算机技术发展，虚拟实验室成为推动教育模式改革的有效方法，成为国内外实验教学研究应用的热点。网上虚拟实验室可以为学生提供不受时限制的实验环境，有效发挥各种教育资源优势。
医学图像学科飞速发展，融合虚拟仿真图像处理教学，是适应培养高层次医学人才的良好方式。医学院影像技术专业教学需要通过虚拟仿真平台操作，将学生置身于虚拟现实图形形成分析的环境中，为工程实践奠定基础，有利于对专业的发展。
医学影像技术专业培养高素质医用人才为目标，医学图像处理课程涉及基础理论概念较多，涵盖计算机科学，影像学等多门类学科知识，学生普遍感到学习困难，传统的教学模式不能激发学生的学习兴趣，易使学生产生厌倦情绪。为培养医学生理工素质，对医学图像处理课程采用探究性教学模式等教学手段进行教学设计，探究型教学模式从学生自主学习等方面出发，结合临床实际问题，培养学生的学习积极性，利用雨课堂增强教师教学方式的多样性，借助信息化手段提高学生的思政水平。
3 医学图像处理智慧课堂的构建
系统设计目标是面向教学的医学图像处理虚拟实验教学平台，使学生能不受时空限制自主选择实验项目虚拟实验，输入某些参数查看算法演示，即可查看实验结果等，使教师能在线进行实验管理等。
平台主要包含管理员模块，师生模块，管理员模块实现管理员对人员的管理，教师模块实现对教师对实验题目的增删操作，学生模块可以选择某实验进行相应实验操作。选择多种经典算法对图片进行处理，算法提供参数接口，改变相关参数即可达到不同处理效果。或编写算法M文件实现web应用程序与Matlab通信。可以对实验结果进行保存。
虚拟仿真教学平台中的教学资源建设是核心内容，教学内容选择注重发挥虚拟实验的特殊性，主要模块涵盖多种图像处理方法。图像数据读取模块，可以打开2D图像与DICOM专用格式图像，通过快捷方式打开图像进行相应的操作，在DataIO中可以将2DPNG图像序列转换为3D体数据Meta Image格式。图像数据显示模块可以单平面显示2D图像，显示3D图像时通过界面右操作区的按钮切换，两种模式有各自功能，界面右下角显示打开的图像基本信息。
两种模式下可实现最后快捷键实现不同图像显示界面，通过点击axial与coronal按钮实现剖面测距功能。在不同剖面显示框中拖动鼠标改变图像对比度。在Axis模式下，通过鼠标滚轮实现查看剖面叠加层图，鼠标移动到剖面十字线时，点击右键拖动，实现旋转剖面功能。鼠标移动到十字线中央，点击右键拖动，可以展示剖面的不同位置图像。
在AxisAligned模式下，通过鼠标滚轮查看剖面叠加图层，Oblique模式下移动鼠标到剖面十字线，点击右键拖动，实现剖面的旋转功能，鼠标动到十字线中央时，点击鼠标右键拖动，可以显示剖面的不同位置图像。
医学图像滤波模块可以实现图像梯度计算，均值滤波等技术，医学图像数据三维化模块可实现三维数据面重建。医学图像数据配准模块实现3D图像全自动配准，包括平移，B样条等，配准度量包括灰度差值法，互信息法等。
4 结语
雨课堂支持下智慧课堂模式应用云端设备，将移动技术与教学深度融合，全过程学习数据，记录课前课后教学全过程，教学数据转换为改进教学决策依据，使教学决策转变为以数据驱动，展现了教师基于学习数据分析的教学机智，智慧教学模式融协作教学与探究学习于一体，能培养学生合作沟通能力，实现课堂内外多渠道互动，充分调动学生学习积极性，提高教学效果。智慧课堂模式在不同学科教学中的应用，存在新问题，有待跟进教学实际思考发展。
参考文献
[1] 吴双兵，曾均，卓丽，等.医学图像教学实验系统设计[J].硅谷，2015，6（5）：37.
[2] 刘燕茹，郑艳芬，李丽娜，等.基于MOOC思想的《医学图像处理》教学设计[J].物理通报，2016（8）：14-15，18.
关键词：雨课堂 智慧课堂 医学图像处理
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0172-02
移动互联技术迅速发展，推动传统课堂向智能化课堂发展，信息技术下智慧课堂构建成为教育技术界关注的热点。为解决医学图像处理传统教学中算法构造复杂等问题。目前国内很多院校设置了医学图像处理课程，一般为医学信息学，医学影像技术等专业设置，2010年上海交大医学院陈应福教授提出医学图像处理分析课程教学方法，2015年首度医科大张福楠教授提出医学图像处理课创新教学方法，但未强调案例教学的重要性。随着互联网时代到来，高校教学模式发生巨大变革，雨课堂在课堂上得到广泛应用，当代大学生习惯于互联网信息获取方式，转变教学模式可以构建高效的课堂，提高大学生生获取知识的即系。构建医学图像处理智慧课堂，将课程知识点融入平虚拟仿真教学台中，引导学生深入讨论，平台包含医学图像数据读取，三维可视化等核心模块，理论与实践结合的教学手段使学生加深对课程的理解，提高学生的学习兴趣，降低教学成本，提高教学效果。
1 智慧课堂的概念
不同的视角下对智慧课堂有不同的定义，智慧课堂是以建构主义学习理论为指导，利用大数据，云计算等新技术构建信息化智慧化的课堂，通过智能推送即时分析，实现基于数据的教学决策，全过程的交流互动，改进传统课堂教学模式，智慧课堂是信息技术与教育教学深入融合的产物。
大数据背景下，利用数据分析改进教学是变革传统课堂的有效手段，国内很多教育机构中式教育数据挖掘，2012年美国教育部发布《通过教育数据挖掘促进教学》的报告，2016年，清华大学发布雨课堂免费线上教学工具，实现课堂教学全过程动态学习数据收集。
利用雨课堂构建学习数据分析的智慧课堂，适应学校课堂教学改革要求。有助于实现个性化的课堂，有助于实现多元化学习评价体系，有助于丰富发展智慧课堂的理论实践。大数据背景下基于学习数据分析的智慧课堂，变革以教师为中心的知识传授的传统课堂教学模式，从先教后学转变为先学后教，学生在课外自主移动学习，教师依据课前预习数据反馈进行个性化指导，师生在课堂上协作探究解决问题，课堂内外教学能提高学生的自主性，实现师生高效互动，达到高效的教学效果。
智慧课堂利用大数据技术，对学生课前课后学习全过程进行动态记录，全面客观反映对学生学习情况，全过程多元化学习评价方式对学生学习起到引导作用，帮助教师改进教学策略，使教学开展有效促进学生学习。将雨课堂应用于傳统课堂教学中，探索智慧课堂模式，为智慧课堂研究提供了参考，引起教师的关注运用新技术进行教学改革。
2 医学图像处理构建智慧课堂的意义
医学图像处理是综合医学，计算机科学的综合性学科，学生只有通过足够的验证综合设计实验，才能理解掌握学科理论知识。随着计算机技术发展，虚拟实验室成为推动教育模式改革的有效方法，成为国内外实验教学研究应用的热点。网上虚拟实验室可以为学生提供不受时限制的实验环境，有效发挥各种教育资源优势。
医学图像学科飞速发展，融合虚拟仿真图像处理教学，是适应培养高层次医学人才的良好方式。医学院影像技术专业教学需要通过虚拟仿真平台操作，将学生置身于虚拟现实图形形成分析的环境中，为工程实践奠定基础，有利于对专业的发展。
医学影像技术专业培养高素质医用人才为目标，医学图像处理课程涉及基础理论概念较多，涵盖计算机科学，影像学等多门类学科知识，学生普遍感到学习困难，传统的教学模式不能激发学生的学习兴趣，易使学生产生厌倦情绪。为培养医学生理工素质，对医学图像处理课程采用探究性教学模式等教学手段进行教学设计，探究型教学模式从学生自主学习等方面出发，结合临床实际问题，培养学生的学习积极性，利用雨课堂增强教师教学方式的多样性，借助信息化手段提高学生的思政水平。
3 医学图像处理智慧课堂的构建
系统设计目标是面向教学的医学图像处理虚拟实验教学平台，使学生能不受时空限制自主选择实验项目虚拟实验，输入某些参数查看算法演示，即可查看实验结果等，使教师能在线进行实验管理等。
平台主要包含管理员模块，师生模块，管理员模块实现管理员对人员的管理，教师模块实现对教师对实验题目的增删操作，学生模块可以选择某实验进行相应实验操作。选择多种经典算法对图片进行处理，算法提供参数接口，改变相关参数即可达到不同处理效果。或编写算法M文件实现web应用程序与Matlab通信。可以对实验结果进行保存。
虚拟仿真教学平台中的教学资源建设是核心内容，教学内容选择注重发挥虚拟实验的特殊性，主要模块涵盖多种图像处理方法。图像数据读取模块，可以打开2D图像与DICOM专用格式图像，通过快捷方式打开图像进行相应的操作，在DataIO中可以将2DPNG图像序列转换为3D体数据Meta Image格式。图像数据显示模块可以单平面显示2D图像，显示3D图像时通过界面右操作区的按钮切换，两种模式有各自功能，界面右下角显示打开的图像基本信息。
两种模式下可实现最后快捷键实现不同图像显示界面，通过点击axial与coronal按钮实现剖面测距功能。在不同剖面显示框中拖动鼠标改变图像对比度。在Axis模式下，通过鼠标滚轮实现查看剖面叠加层图，鼠标移动到剖面十字线时，点击右键拖动，实现旋转剖面功能。鼠标移动到十字线中央，点击右键拖动，可以展示剖面的不同位置图像。
在AxisAligned模式下，通过鼠标滚轮查看剖面叠加图层，Oblique模式下移动鼠标到剖面十字线，点击右键拖动，实现剖面的旋转功能，鼠标动到十字线中央时，点击鼠标右键拖动，可以显示剖面的不同位置图像。
医学图像滤波模块可以实现图像梯度计算，均值滤波等技术，医学图像数据三维化模块可实现三维数据面重建。医学图像数据配准模块实现3D图像全自动配准，包括平移，B样条等，配准度量包括灰度差值法，互信息法等。
4 结语
雨课堂支持下智慧课堂模式应用云端设备，将移动技术与教学深度融合，全过程学习数据，记录课前课后教学全过程，教学数据转换为改进教学决策依据，使教学决策转变为以数据驱动，展现了教师基于学习数据分析的教学机智，智慧教学模式融协作教学与探究学习于一体，能培养学生合作沟通能力，实现课堂内外多渠道互动，充分调动学生学习积极性，提高教学效果。智慧课堂模式在不同学科教学中的应用，存在新问题，有待跟进教学实际思考发展。
参考文献
[1] 吴双兵，曾均，卓丽，等.医学图像教学实验系统设计[J].硅谷，2015，6（5）：37.
[2] 刘燕茹，郑艳芬，李丽娜，等.基于MOOC思想的《医学图像处理》教学设计[J].物理通报，2016（8）：14-15，18.