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摘要：磁共振成像是医学影像物理学的重要组成部分，因其课程和学生的特点，引入了PBL教学模式，以对基本概念的理解为主线，以问题为方式，层层设疑、释疑，在解决问题的过程中培养了学生重视概念、分析问题、解决问题的能力。
关键词：PBL教学模式；磁共振成像；概念教学
本文引用格式：谷俊改，等.PBL教学模式在磁共振成像中应用[J].教育现代化,2019,6(27):204-205.
PBL（Problem-Based Learning，基于问题的学习）教学模式在国内外已经得到普遍的认同与广泛的应用[1]，它是在教师的引导下，学生在对问题充分理解和分析的基础上，以小组分工合作的形式共同解决问题，得出结论的过程[2]。这种教学模式是以问题为起点和动力，以探究为方式，以共同解决问题为目的的教学活动过程。在学习过程中，由于学生会倾注更多的时间和精力在所学知识上，能有效的增加其学习的兴趣，激发其学习的动机；学生分析问题、查找资料和解决问题的过程就是学生综合能力提高的过程；小组讨论得出结论就是学生取他人之长补己之短、知识升华的过程。
一 磁共振成像中引入PBL教学的必要性
（一)课程本身的特点
磁共振成像是《医学影像物理学》的重要组成部分，是四大影像技术之一，由于其对软组织解剖形态结构的高分率成像和可实现功能性成像等优点，在临床诊断中发挥的作用越来越大。加之医学影像学专业后期课程如医学影像设备学和影像诊断学等，是以医学影像物理学的理论为基础的课程，所以对医学影像物理学各部分的理解掌握是非常关键的。
磁共振成像的理论在四大影像技术中是最难的，这部分会涉及到角动量、磁矩、旋进、梯度磁场等原子物理学、电磁学等学科的内容，以及傅里叶变换等微电子技术的知识。而与此相关的基础内容是学生所欠缺的，加之这部分信息量大，涉及很多理工科微观抽象的内容，增加了教师教的难度和学生学的难度。
(二)学生的特点
在我校，医学影像物理学开课于医学影像专业的三年级第一学期。由于学生在前期的医学基础课的学习过程中形成以记忆、形象思维为主的思考方式，对学习理工科知识需要的逻辑思维和抽象思维等欠缺较多，在学习本门课程过程中，学生普遍反映内容太过抽象，难于理解。加之很多学生认为学好医学专业的主干课程如生理、病理、解剖、诊断等即可，现代设备的操作都很人性化，将来工作后一学即会，对成像原理理解不理解无所谓，会读片就行了[3]。都说兴趣是最好的老师，学生在情感上不重视，对学习本门课程没有兴趣或热情不高，自主学习的能动性和积极性都大打折扣。如何在既定的学时内激起学生的兴趣，让学生获得较大的收获，是教师一直思考并力求解决的问题。
二 PBL的实施过程
现代大学生生理、心理等已发展成熟，具备独立思考问题和自主学习的能力[4]。将PBL教学模式引入到磁共振成像的理论教学中，并与传统教学相结合，在锻炼学生解决问题能力的同时，通过对课前设定问题的解答，对本次课所需的知识也有一定了解，这样可以较好的弥补学生前期知识的缺失，下面以磁共振的基本原理和宏观表现为例来具体介绍PBL的实施过程。
（一)课前问题设计环节，明确学习目标
对采用PBL教学的部分，教师于提前一次课的时间把设计好的问题传达给同学，学生在问题的指引下，通过图书馆、网络资源等相关资料的查询，对问题和答案都有所了解，对将要讲解内容的基本概念也有所了解，完成了提前预习。通过查找资料获得答案，培养了学生的自学能力。教师在集思广益设计问题时，必须注意问题要与目的和需要相一致，具有针对性；问题要层层递进，具有连贯性；问题要难度适中，具有区分性；问题要真实可靠，具有实际性。
如磁共振物理部分磁共振的基本原理的内容，教学重点是掌握发生磁共振的条件，难点是磁共振的实质。按照以上问题设计的原则，课前设计的问题如下。
1.共振的含义是什么？如何理解振动系统？如何理解驱动力？通过对共振含义的理解，发生共振的条件是什么？发生共振的实质是什么？为了进一步理解共振的含义，并逐渐引出发生核磁共振的条件和实质，以问题的形式引入两个具体实例。
2.两个质量非常好，完全一样的音叉，敲打其中一个，另一个会振动吗？如果会振动，振动的频率怎样？为什么会发生这样的现象？对这两个音叉而言，振动系统和驱动力分别指什么？另一个音叉发生振动的实质是什么？
3.通过调节调台旋钮，收音机可以接收到多个电台信息。对收音机而言，振动系统和驱动力分别指什么？可以接收到电台信息的实质是什么？从发生共振的角度说明收音机接收电台信息的条件、实质是什么？在对上述两个问题的理解和解决过程中，思考并解决问题4：
4.对处于静磁场中的人体而言，振动系统和驱动力分别指什么？人体要发生核磁共振，需要的条件是什么？发生核磁共振的实质是什么？为了提高学生解答的质量，同时由于课程的学时有效，采用课下分组讨论的方式，并要求对讨论过程和讨论结果进行记录，并于课前上交。
（二）课堂教学——教为主导，学为主体
1.解决问题，引出问题
课堂教学中，教师首先对学生上交的讨论过程和讨论结果作出评价，并针对学生对不同问题的完成情况，做出不同的讲解。
问题（1）考查的是对基本概念的理解情况，很多学生不重视基本概念，认为学习理工科知识能做题、会做题即可。实际上，做题是为了检测对概念和规律的理解情况，只是一种手段，理解掌握概念才是目的。一个概念的提出，往往是几代人对以往的经验、知识、理论等的高度浓缩[5]。因此对概念的充分理解是保证其运用自如的前提，也是创新的基础。问题（2）和（3）都是从与日常相关的现象出发分析其背后的本质。德国哲学家黑格尔曾说：孰知非真知，尤其问题（3）是日常生活中司空见惯的现象，这样问题的提出会引起同学的共鸣，在情感上有知其所以然的好奇。通过问题（2）和（3）的解决使学生真正明白发生共振时，振动系统和驱动力的频率要相等，其实质是驱动力的能量传递给了振动系统。在夯实的基础上，问题（4）的解决首先要找出振动系统和驱动力分别指什么，这是解决问题的关键。在解决关键问题的基础上，其他问题的解决也是水到渠成的事情。这种提出问题、分析问题，并要求学生全程参与解决问题的过程，有效的激发了学生自主学习的主动性和积极性，提高他们自主学习的能力[6]。
2.拓展问题
为使学生真正理解核磁共振的实质和现象，并为后面知识的理解打下坚实的基础，再次引出问题：施加射频脉冲，处于静磁场中的人体发生核磁共振，处于不同能态的氢核发生了怎样的变化？磁化强度矢量的分量Mxy和Mz是如何变化的？学生分析完该题目后，教师再对该题目进行拓展，一步步突破重难点。拓展1：当Mz=0时，Mxy为多少，并从微观上解释处于低、高能态的氢核数量发生怎样的变化才会使宏观量Mz=0？拓展2：当Mz=-M0时，Mxy为多少，并从微观上解释处于低、高能态的氢核数量发生怎样的变化才会使宏观量Mz=-M0？
通过问题1和2引出MRI中非常重要的90°和180°射频脉冲，再次通过问题引出问题，从问题入手突破重难点。以共振这个基本概念为主线、为起点，以问题为方式，通过分析不同情景下的共振、发生核磁共振时Mxy和Mz的不同值，完成了对重难点的讨论，也使学生对教学内容的理解达到了融会贯通的效果。
三 总结
基本概念是思考的起点，对概念的理解直接影响着对其相关内容的理解，很多情况下知识是对某个概念内涵和外延的讨论。PBL教学模式和概念教学是以共振这个基本概念为主线展开讨论，并以问题为方式，一步步设疑、释疑，层层递进，搭建了学生自主学习的平台。不仅让学生学会了知识，更让学生学会了学习，所谓的“授人以鱼，不如授人以渔”正是如此。
参考文献
[1]徐玉红.PBL生物实验教学模式构建与应用[D].浙江：杭州师范大学生命与环境科学学院,2011:1-6.
[2]郭丽荣,孙连坤,苏静,等.在临床医学七年制基础医学课程开
展PBL教学模式的体会[J].中国病理生理杂志,2013(10):1898-1898.
[3]谷俊改,李葵花,张平.医学影像物理学教学现状及改革实践探讨[J].教育现代化,2018,5(6):87-88.
[4]孙晓玲.课堂教学培养大学生自主学习能力的措施[J].江苏高教,2014(2):94-95.
[5]李泽军.物理概念与物理概念教学研究[D].湖南：湖南师范大学，2004:1-7.
[6]宋春荣,冯蒙丽,刘进等.基于网络的PBL自主学习教学模式-以大学物理静电场中的导体为例[J].中国教育技术装备,2016(6):135-137.
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