X線機設備學項目驅動式教學模式探索

齊現英，魯雯，韓豐談，劉慧琴，曹允希

泰山醫學院 放射學院，山東 泰安 271016

0 前言

X線機設備學是醫學院校影像專業和生物醫學工程專業非常重要的必修課，它涉及X線成像原理、電工、電子、計算機等專業知識，是一門多學科交叉融合的課程。在本課程的實驗教學中驗證性實驗是必須的，但僅有這些是遠遠不夠的。如何改進X線機設備學的實驗，使學生在掌握X線機基本工作原理和基本操作技能的同時，又能提高實踐、設計、創新能力，一直是本課程實驗教學面臨的重要問題。

1 X線機設備學的特點適合項目驅動

項目教學法是根據教育部第16號文件“在學中做，在做中學”的教育精神，將實踐項目貫穿在教學的始終，是一種教和學互動的模式[1]，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動[2]。項目驅動式教學法適合專業基礎課或專業課，一般在大學三年級或四年級進行[3]。X線機設備學一般在大三開始講授，且學生已學習過成像原理、模擬電路、數字電路、單片機原理、微機原理、電工學等基礎課，已具備了項目教學所需要的專業知識和基本實驗技能。

2 項目設計

一般來說，項目應該包含不同的教學任務，每個任務是教學中一個不應缺少的部分。項目所有任務的總和要盡量覆蓋整個課程的預定教學目標和主要知識點，形成一個循序漸進、相互遞進的任務群。所選任務必須具備趣味性、實用性、完整性等特征，每個任務的規模不要很大，知識點不要面面俱到，應該有明顯的主題或突出的重點[4-6]。X線機設備學的知識結構可以分為3個遞進的層次：基本結構、常規X線機單元電路分析、程控及高頻X線機電路分析。根據每部分的重點，采用層次遞進方式對項目進行如下設計。

2.1 X線機基本結構部分

這一部分知識為基本理論知識，如果沒有X線機生產公司的協助，在高校很難獨立采用項目教學方法。

2.2 常規X線機單元電路部分

由于本部分內容著重講述X線機的電路原理，學生對整機原理還不是非常熟悉，只能設計簡單的小項目。

（1）《X線機簡單限時電路的設計》：要求結合高壓初級電路與限時電路的原理，用繼電器方式完成X線機曝光限時過程。通過這個項目的訓練，學生不但可以深刻理解高壓初級電路和限時電路的工作原理，而且可以體會電路之間的控制關系。

（2）《基于單片機控制的旋轉陽極電路設計》：要求利用單片機完成旋轉陽極的啟動、延時功能。通過此項目的訓練，學生既理解了旋轉陽極的工作原理，又能把所學的電工、單片機等知識運用到X線機設備中，為程控機及高頻機的學習奠定堅實的基礎。

2.3 程控、高頻檔次較高X線機部分

由于學生已經系統地學習了常規X線機單元電路的原理，在此部分采用項目驅動教學既可以鞏固X線機工作原理，深刻體會利用單片機控制和利用繼電器控制的X線機，在實現方式上的區別與聯系，又可培養學生利用單片機、數字電路、電工等知識進行綜合電路設計的能力，實現學科知識交叉運用，達到質的飛躍，從而為開發新型醫療儀器提供技術保障。

根據項目的難易程度及設計的靈活性，可以把項目分成一般單元項目和綜合單元項目。一般單元項目的適用對象為所有學生，綜合單元項目適用對象為水平較高或有意參加電子大賽的學生。

2.3.1 單元項目

以程控X線機為例，可以提煉的一般單元項目有：《基于單片機控制的伺服電路設計》、《程控X線機虛擬控制臺的設計》、《X線機曝光過程的模擬》3個；綜合單元項目目前只設計了1個：《虛擬程控X線機的設計》。

2.3.2 驅動任務的設計

驅動任務必須目標清楚、具備可操作性和可考核性。以《程控X線機虛擬控制臺的設計》項目為例，本項目要達到的目標是：① 深刻理解程控X線機曝光參數和工作方式選擇的原理、器官程序攝影的原理、容量保護的原理；② 體會程控X線機與常規X線機實現方式的區別；③ 學會運用單片機和接口技術設計簡單的X線機單元電路；④最終完成管電壓、管電流、曝光時間、工作方式的設定、顯示；編制出容量保護程序。

具體任務可分為：① 利用Protel軟件進行電路設計：鍵盤電路設計、顯示電路的設計；② 用Protel軟件進行電路仿真；③ 電路板制作及焊接；④ 軟件編程：鍵盤掃描程序、顯示程序。

本項目任務把X線機原理、單片機技術、鍵盤技術、LED顯示技術、Protel軟件、電路板焊接技術進行了有機結合，可以使學生體會到理論與實踐結合的樂趣，以及多學科交叉運用與滲透的妙趣，進而大大提高了學生的學習熱情與動力，提高了他們動手和創新的能力。

其他3個項目的設計內容，見表1。

表1 項目設計內容

3 項目考核

項目種類不同，其考核權重應有所區別。對每個單元項目設置驅動任務后，要根據對理論知識的理解程度、知識運用能力、儀器操作熟練程度、創新性、任務的完成情況、實驗報告的科學性等記分。

3.1 一般單元項目的考核

以《程控X線機虛擬控制臺的設計》項目為例，根據該項目的考核目標并結合此項目在X線機教學中的作用，各考核點的權重可以分配如下：基本知識的理解能力與運用能力占55%；曝光參數的分檔、范圍、容量保護的基本實現及創新性占（電路實現方式或新功能的增加）15%；實驗報告的科學性占15%；任務的完成情況占15%。

3.2 綜合單元項目的考核

綜合單元項目的考核重點應放在活躍的思維、新穎的方法、新功能的擴展等方面。其考核權重分配如下：基本功能完成情況占25%；創新性（新的實現方法或新功能的擴展）占50%；實驗報告的科學性占15%，任務完成情況占10%。

每個項目單元的成績采用百分制，根據其項目任務的具體實施情況，按照上述權重即可計算每個單元項目的成績。

4 課程考核

X線機設備學的傳統考核模式采用“總成績=試卷成績×70%+實驗報告成績×20%+平時成績×10%”的評分方法。這種考核模式存在的缺點有以下2點：① 試卷成績有時不能反映學生的真實能力，部分學生采用期末突擊背誦，仍然可以取得較高的成績；② 實驗報告存在抄襲等情況，很難采用嚴格的考核標準打分。

采用項目單元教學模式后，課程考核采用“總成績=過程考核成績×60%+終結性考核×40%”的模式。其中，過程考核成績=N個項目單元的成績總和/N。所謂終結性考核即試卷考核，只需針對過程考核沒有涉及且又非常重要的知識點進行設計。這種考核模式既注重了學生的理論水平，又體現了其實踐動手能力。克服了傳統考核模式存在的背題、抄襲實驗報告等缺點，比較客觀地反映了學生的綜合能力。

5 結論

在單元項目教學實施過程中，教師把教學目標巧妙地設計到項目任務當中，不但引導學生通過完成項目任務來理解關鍵知識點，發現新知識，且大大激發了學生的學習興趣，提高了實踐能力、綜合應用能力、自主學習能力和創新能力，并掌握了一定的職業崗位技能、培養了團隊合作精神[7-8]。

[1] 張文昭,李艷芳,李愛林,等.任務驅動法和項目教學法整合在單片機課程中的實踐.[J].湖南科技學院學報,2010,31(12):99-101.

[2] 張楊,劉國成.項目式教學法在高職制圖測繪教學中的應用[J].湖南科技學院學報,2009,30(12):114-115.

[3] 危立輝.項目驅動式單片機實驗教學探討[J].科教文匯,2010,(11):35-36.

[4] 蔡永超.“項目引導、任務驅動”教學法在《電工基礎》課中的開發[J].職業技術,2010,(11):42.

[5] 李永生,董祥梅,于廣浩.萬東程控X線機旋轉陽極電路硬件和軟件的故障及改進方法[J].中國醫療設備,2011,26(9):108-109.

[6] 劉曉衡.行為導向教學法在高職機械制圖課程教學中的應用[J].長沙航空職業技術學院學報,2010,(4):13-16.

[7] 尹維偉.談行為導向教學法在高職教學中的運用[J].遼寧高職學報,2009,(6):39-40.

[8] 龔國平,李超.行為導向教學法淺論[J].遼寧教育行政學院學報,2008,(8):22-23.