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一、醫學影像設備的維護保養
如今,系統復雜、功能齊全的精密大型的醫療設備廣泛應用于醫院,這些設備的應用促使臨床醫學對患者的疾病診斷的準確率越來越高。因此,防微杜漸,及時發現并排除設備自身的故障隱患,落實積極主動的維護保養措施,減少了DR等設備的維修費用,為醫療工作的順利進行創造良好的設備環境。
醫院的相關人員要及時做好對醫學影像設備合理使用、及時保養與定期維修的工作。首先,醫學影象設備在醫院中的使用率極高,出現故障是在所難免的,但我們遇到醫學影像設備出現故障的情況時,要先檢查一下出現故障的原因,然后實施相應的檢修方法。其次,在日常生活中要合理使用醫學影像設備,要保持良好地操作環境,保持機房空氣流通,定時清潔機房的衛生。像X射線機這樣的設備如果受潮了,會不同程度的導致影像模糊,甚至出現漏電等現象,所以在啟動這些設備之前必須做好相應的干燥處理工作,以確保出現故障。移動醫學影像設備的時候,要盡量保持緩慢移動,禁止強烈過猛的震動,防止相應設備器件的損壞。最后,要定時對醫學影象設備進行維修,及時排除醫學影像設備存在的故障隱患,一年一次或者兩次的定時全面的維修會適當的延長醫學影像設備的壽命。醫學影像設備在運行一段時間后,影像設備的相關性能會發生一定程度的變化,可能會出現誤差等,因此相關人員要定時的對醫學影像設備進行一些參量、電流和電路的測試。例如:對X射線管電流進行測試的時候,如果出現設備電流下降的情況,應首先測量燈絲,不要著急去調節電阻,而應該試圖降低使用的條件或者更換相應的設備。
如何保持醫學影像設備運行狀態良好,保障醫院檢查、治療工作正常進行,是各醫院及每個操作、維護者應當首先考慮和研究的問題。各個醫院在日常的工作中要做好相應的醫學影像設備的維護、保養和檢修的相關工作,通過從小處和細節提高自己醫院的服務質量,提高醫院的醫學水平和口碑。
二、醫學影像設備的管理技術
由于醫學影像設備技術含量高、價格昂貴、應用環境質量要求高、一旦故障停機,對醫院綜合影響大等原因,科學地做好數字化醫學影像類設備的維護與管理是一個重要的、值得探討的問題。
傳統的醫學影像設備管理技術已經無法適應現今醫院管理工作的發展,提高設備管理效率是當務之急。條形碼技術在許多家醫院已經開始采用,將貼于醫學影像設備表面的條形碼記錄的信息通過掃描儀掃入醫院的HIS系統中,這樣可以實現在網上隨時查詢出相關設備信息。醫學影像融合技術的應用促使診斷與治療結合到一起,促進醫院各個科室之間逐漸接近。PACS方便了醫學圖像的傳遞,實現了隨時隨地查閱圖像和無膠片化儲存圖像,提高了醫院的查閱醫學影像的效率。在計算機技術不斷發展的今天,醫學中三維的圖像將成為現實,多影像融合也會廣泛應用到醫院中。
醫學影像設備管理技術在未來將朝著多功能、易操作和方便化的方向發展,更好的服務于醫院,大大提高醫院影像設備的管理效率,提高醫院影像設備的使用效率。
三、物聯網技術在醫學影像設備管理中的應用
應數字化醫療的潮流,目前物聯網廣泛應用于醫療中。例如:采用物聯網對X射線管貼標簽,RFID標簽記錄有X射線管的包裝、消毒、返回日期,種類,數量,編號等具體信息,系統可以通過這個標簽對X射線管進行實時的監控,提高了X射線管的安全性,并能高效快速的排查出X射線管出現問題的原因。RFID在醫學影像設備中的應用,實現了對設備的及時檢查,確保了醫學影像設備的安全,提高了醫院對醫學影像設備的管理效率。
物聯網在很多地區仍處于初級發展階段,它的基本構架、接口和組成部分并沒有統一的標準。在安全方面,物聯網由于設備較復雜,數據量大,監控力度不夠,致使物聯網兼具自身安全與網絡安全與一身。如今,物聯網需求量越來越大,有限的節點導致網絡經常出現堵塞和誤傳的現象,所以建立一個安全強大的物聯網管理系統迫在眉睫。
關鍵詞:醫學影像專業;電工與電子技術;教學方法【中圖分類號】G
【中圖分類號】G712
1.引言
《電工與電子技術》課程作為衛生類中職醫學影像技術專業的專業基礎課,對學生學習后續的專業課,如《醫學影像設備》等課程具有重要的基礎性作用。2007年5月修訂的新版教學大綱,對該課程又提出了新的教學要求和標準[1]。現結合本校的實際情況和筆者的教學實踐,談一下對該門課程教學的一些看法和認識。
2.存在的問題
2.1 學生知識基礎差
電工與電子技術是一門理論性、實踐性都較強的課程,對學生數學和物理的知識基礎要求較高,而目前中職類學生普遍存在的問題就是基礎知識比較薄弱,尤以數學、物理等學科最為突出。這樣,無形中就增加了教師的授課難度。例如,在講解基爾霍夫電壓定律時,要求學生對初中物理電學中的歐姆定律有較為清晰的認識,并且在列出相關多元一次方程組后能夠正確加以求解。但是大部分學生由于初中物理和數學程度較差,對于教師講授的這些基礎性的知識都聽不懂,更難說加以理解了。導致教師在授課過程中不得不停下來,領著學生復習或給學生補充講解相關的物理和數學知識,從而影響了正常的教學進度[3]。
2.2 學校實驗條件有限
根據教學大綱的要求,該門課程理論授課和實驗課時的比例約為2:1,就是說要求有1/3的課時為實驗課,讓學生在動手做實驗或觀察實驗的基礎上加深對所學知識的理解和認識[4]。但是,由于我校屬于衛生類職業學校,在諸如物理和電工電子等方面的實驗條件較為欠缺,無法滿足教學的需要,這樣,更進一步增加了教師授課的難度。
2.3 教師的自身素質
由于該門課程學生學習難度較大,教師教學難度也很大,從而導致了一些教師的教學態度不端正,沒有下功夫,想辦法來提高教學效率,進而產生老師不認真教,學生更加不認真學的惡性循環。
3.教學方法研究
3.1 針對學生基礎知識薄弱的問題,筆者采用了一種方法,就是向學校申請由自己來擔任本校醫學影像專業物理課程和數學課程的授課任務。由于物理和數學課程都是一年級第一學期的課程,而電工與電子技術是第二學期的課程,這樣,就可以結合電工與電子技術課程中某些知識點的特殊要求,對學生的物理和數學知識進行具有針對性的授課。
例如,在電工與電子技術課程中正弦交流電部分,要求學生掌握正弦交流電的書寫和計算方法。教師在數學課授課的過程中就可以有針對性的對三角函數部分加以較為詳盡的講解。
再例如,電工與電子技術課程中要求學生掌握簡單電阻網絡的化簡,這就要求教師在物理課授課中,加強對電學部分中電阻串、并聯關系的講解。
3.2 對于實驗條件不足的問題,筆者采用以下方法來解決。
①.自己制作或從網上搜索相關知識點的多媒體課件或實驗視頻讓學生觀看,增加學生對理論知識的感性認識。例如,在講解三極管導通原理的時候,如果僅靠教師對導通過程的口頭講解,學生還是感覺比較抽象,無法理解。這時,可以配以適當的課件,把三極管導通的過程通過動畫的形式演示出來,這樣就可以很好的提高學生對該過程的理解程度,起到了非常好的教學效果。
②.對于一些較為復雜的電路實驗,如橋式整流、濾波等基礎性電路,筆者使用Multisim軟件搭建仿真電路的方式,來給學生進行演示。通過仿真實驗,讓學生觀察電路參數的變化,從而達到驗證電路效果的目的[2]。
4.結論
筆者認為,醫學類中職學校培養醫學影像專業人才的目標應該突出人才的適應性和能力性,即學生在畢業時既具有對相關影像設備的操作、維護能力,還具有對各種疾病進行簡單診斷和分析的能力。[3]這就對人才的培養方式、方法提出了更高的要求和標準。筆者通過對上述教學方法的實踐,和對畢業生進行的反饋情況來看,以上教學方法還是取得了較好的教學效果。
參考文獻
[1]崔娟,淺析新版全國中等衛生職業教育醫學影像技術專業電工與電子技術教學大綱的變化[J].衛生職業教育,2009,27(3):132~134
[2]熊偉,侯傳教,梁青等.Multisim7電路設計及仿真應用[M].北京:清華大學出版社,2005
[關鍵詞]:現代教育技術 高爾夫技術教學 相互影響
現代教育技術是指以計算機為核心的信息技術在教育、教學領域中的應用。它是教育技術在信息化發展的新特征,標志著多媒體技術和網絡技術在教育、教學中的廣泛應用?,F代教育技術已成為現代高校教育不可或缺的輔助教學手段,對于最大限度地擴充和使用教育資源,提高教育質量,發揮越來越大的作用。目前,現代教育技術已經被廣泛的應用于高等學校許多專業課教學過程當中。高校高爾夫專業的教學與現代教育技術的整合,將是一個嶄新的課題,很有研究價值。
一、現代教育技術對高爾夫專業課程教學的推動作用
與許多其他體育運動有復雜的動作和過程不同的是,高爾夫揮桿技術僅僅包括揮桿中的上桿和下桿,推桿中的肩部鐘擺動作。但是,越是看似簡單的動作,越難達到標準和完美。在教學中,我發現許多學生在學習中會有各種各樣的困擾。比如,揮桿練習枯燥乏味,提不起興趣;動作練習時發揮不穩定,無法自己分析問題出在哪里;課堂教學時感覺不錯,可是課后什么都忘了;等等?,F代教育技術運用到高爾夫專業課教學中,使學生在一個直觀的視覺情景中進行學習,能夠自我分析揮桿動作,減少揮桿失誤,這樣將極大地提高學生學習的積極性和效率,達到良好的教學效果。
(一)利用現代教育技術可以激發學生的學習興趣。
教育心理學家認為,學習動機中最現實、最活躍的因素是認識的興趣,人們在滿懷興趣的狀態下所學的一切,常常掌握得迅速而牢固。運用現代教育技術進行高爾夫專業教學,其生動形象的畫面。直觀的動作演示,能夠激發學生學習的興趣,使學生對揮桿動作的方法、步驟都能有一個詳細的了解,能夠幫助學生建立正確的動作概念,更有利于學生對高爾夫揮桿技術的掌握。
(二)利用現代教育技術使高爾夫揮桿動作技術化難而易。
生理學家認為,當大腦皮層有關學習部位達到適宜的興奮狀態時,最容易建立暫時性神經聯系,故可以縮短運動技能形成的過程。高爾夫揮桿技術動作看似簡單,實則復雜、多變,利用現代教育技術通過大屏幕將復雜的動作用動畫或影像展現出來,演示整個動作過程,這樣更容易抓住關鍵動作,從而提高教學效果,縮短教學過程。
(三)利用現代教育技術能使學生建立清晰的動作表象。
清晰的動作表象是形成技能的重要基礎,它來源于教師的講解、示范、演示等教學過程。體育教學過程中有些技術動作很難用言語來描述清楚,教師的示范只能是完整聯貫的技術動作,不可能停留在空中讓學生看清楚了空中的動作,對于初學者來說,這樣的示范在腦中只能留下支離破碎的模糊的印象,不利于他們的學習。而現代教育技術的慢放、重播、定格等功能,使學生看最完整的技術動作,在時空上再現已消逝的動作,使講解和示范很好地結合起來,可以幫助學生比較清晰的建立動作表象,較好地解決了教學中的重點難點問題。
二、高爾夫專業課程教學對現代教育技術提出了新的需求
(一)教學觀念的更新和硬件設備的投入。
在傳統體育教學中,教師的講解示范容易受到時間、空間等因素的限制,兩者難以同步進行,有些技術的示范還受到教師身體素質的影響,難以從各個角度及速度來表現動作的關鍵技術。使得學生往往只能獲得個別的或局部的動作概念,對所學技術沒有一個完整印象,教學效果不理想?,F代教育技術的慢放、重播過定格等功能,使學生看最完整的技術動作,在時空上再現已消逝的動作,使講解和示范很好地結合起來,較好地解決了教學中的重點難點問題,也克服了教師因年齡、身體素質、項目技術特點等原因所造成的示范不準確的缺陷。高爾夫課程教學不僅僅是在球場練習動作,室內的理論教學和動作分析也是非常關鍵的。恰當地運用現代教育技術手段,能夠使高爾夫技術教學起到事半功倍的效果。
(二)教學軟件的開發。
在過去相當長的時間里,高爾夫球在中國被稱為“貴族運動”、“有錢人的娛樂”;如今,高爾夫球運動因為其健康、綠色的特點,受到中國人的喜愛。雖然高爾夫球進人中國只有短短20多年的時間,但目前全國已經有500多個球場,300多萬參與者。尤其是2009年10月9日高爾夫球被納入運會,將促進這項運動在中國的普及和提高。因此,高爾夫專業人才的培養、高爾夫專業課程的教學也顯得至關重要。
目前涉及到體育方面的教學軟件、課件開發比較少,原因是體育課件的可操作性不強.體育課大多數是在室外上課,這就制約了體育教學課件的開發,因此開發體育教學課件應考慮到體育課的特點,開發出符合體育教學的課件。比如,目前市面上有某些高爾夫動作分析的軟件出售,但是價格昂貴,不利于教師教學和學生自學的開展。
(三)網絡技術的發展。
高爾夫專業課程教學需要搭建一個良好的網絡教學平臺。教師傳授的知識是有限度的,而網絡大容量的知識可以作為補充。建設高爾夫專業教學網站,把高爾夫專業教師、教練寫的論文以及從網上收錄的關于高爾夫方面的常識放到網站上,教師可以在課堂當中提出一些學生在實際生活中的一些問題,讓學生通過在網上查詢答案,學生也可以自己就練習中的一些問題在網上查詢,能夠培養學生的自學能力和探索精神。
1.新科學技術在發展過程中,更新的速度在逐漸地加快
就上個世紀而言,人類在發現電能,再到對電能的有效應用,這中間經歷了二百八十二年;發現電磁波可以用來傳遞聲音畫面,到對電磁波進行通信事項的各種應用,這中間經歷了二十六年。隨著新科學技術的不斷發展,新技術下的新產品更新速度非???,新的產業體系頻繁的出現,在新科學技術的發展中,信息技術是新科學技術最為集中的體現,體現出了新科學技術的快速發展以及各項指數的增加是信息技術對于新科學技術快速發展的體現,主要表現在以下三個方面:第一,計算機信息技術的發展。計算機信息技術的更新速度飛快,在計算技術這一領域中,相關的計算機技術對于社會經濟的發展有著非常重要的作用,計算機技術對于各行各業中的發展都有著非常重要的意義,計算機信息技術的不斷發展,正是信息技術快速發展的有力證明,同時也是新科學技術發展的體現。第二,光纖技術的發展。光纖技術從最初單根光纖的信息數據傳遞速度為每秒鐘2M比特的數值,到如今增長到單根光纖對于信息數據傳遞速度為每秒鐘1000G比特,增長的數值翻了很多倍,對于光纖制造中投入的資金成本也由最初的運用降低了很多倍。光纖技術的發展對于我國信息技術的更新起著非常重要的作用,光纖技術在應用于通信設備中時,不斷更新的光纖技術提高了通信設備傳遞信息數據的效率與質量,光纖技術中傳遞信息數據速度的不斷加快,正是信息技術快速發展的體現,同時也展現出新科學技術革命的發展趨勢。第三,微電子技術的發展。微電子技術從開始變發展,到當代的發展歷程中,一直都隨著摩爾定律呈現快速的增長的趨勢,在對相關單位面積中的信息數據儲存量逐年的增大,對于數據信息的存儲有著非常重要的意義。微電子技術在發展過程中,所使用的資金成本保持不變的狀態。
2.新科學技術在發展過程中,不同的學科與技術領域之間相互的融合
新科學技術在應用于社會經濟的發展過程中,對于社會經濟發展中出現的各種疑難問題,單個的科學技術已經無法滿足社會經濟中對于相關問題的解決需求,對于疑難問題的解決需要各個學科、各種技術領域之間進行有效的融合,這也在新科學技術的發展過程中,形成了很多新的科學技術研究的領域,例如:信息科學、材料科學、環境科學等一系列科學研究方面,對于新科學技術中的學科內總類,較之前了翻了數倍。不同的學科玉技術領域之間相互的融合,是新科學技術在發展過程中的基本特征。就目前新科學技術的發展來看,各種科學與技術的融合與相互之間的作用、轉化的速度逐漸加快,構建了一個相對完整的新科學技術體制,在這個新科學技術體制中,基本科學內容的作用在社會經濟發展中的作用越來越大,為高新技術的發展指引了新的方向,以更加迅猛的速度向應用研究及開發這一方面轉變著。
3.新科學技術在發展過程中,社會、人文科學與新科學技術的有機結合
在科學的發展過程中,各個方面、各個領域都體現出自然科學與社會、人文科學之間存在的內部關系。實踐中的相關研究表明,在新科學技術的歷史進程中,新科學技術與社會、人文科學的有機結合,很好地控制了新科學技術在發展中的種種因素。在人類社會的發展中,一個不確定的因素或者客觀原因中的干擾,都可能在人類社會的發展過程中引起巨大的波動,當人類在面對社會中的經濟、環境發展中,一個極小的、不確定的因素都會造成嚴重的后果,所以在人類社會的發展過程中,人類自主的對相關因素以及客觀存在的干擾進行科學合理的控制與干預非常的重要。同時,這也需要對自然科學與社會、人文科學之間進行緊密的結合,在各種出現的問題中,都具有這綜合性質這一特點,例如:資源問題、環境問題等一系列方面,既涉及了經濟問題,也涉及了科技問題以及社會問題,對這些問題進行有效解決的過程中,自然科學的技術能力已經滿足不了對于這些問題的解決需求,必須將各種技術、各門學科以及社會、人文科學中的內容知識進行綜合的分析與研究。所以,在社會經濟的發展過程中,技術操作人員、自然學科研究人員與社會、人文科學家之間的交流與溝通非常的重要,將他們有機的結合在一起,對于新科學技術的發展以及社會經濟的發展有著非常重要的意義。
二、新科學技術革命對大學英語教育的影響分析
隨著我國改革開放的不斷深入,特別是中國在加入世界貿易組織的過程中,我國教育事業在發展中面臨著巨大的機遇與挑戰。英語這一種語言,不僅僅是人與人之間進行溝通與交流的工具,它還是各個國家在國際競爭中有力的武器。就目前我國教育事業的發展進程來看,我國的高等教育在發展中取得了不錯的成就,尤其是英語這一門學科課程的教學,但是隨著社會經濟的不斷發展,各行各業對于人才的標準與要求越來越高。英語這一種語言是國際經濟貿易、文化交流中主要的溝通語言,隨著外資企業在我國國內的發展與投資,國內企業在與外資企業進行合作與交易過程中對于英語人才的需求逐漸增加,而且隨著企業合作規模的擴大化,對于英語人才的專業化水平的要求與標準更高。然而,就我國大學英語教育的實際情況來看,大學英語課程中的教學效果不理想,所投入的人力、物力資源與教學的結果不成正比,很多大學院校的畢業生在英語學習這一方面,達不到良好的效果,無法在實際交流中對英語進行有效的使用。所以,對大學英語教學質量的有效提供,是目前高等教育中必須解決的一個問題。
1.我國大學英語教育中教學的現狀
就目前而言,我國大學英語教學中的教學發展極為失衡。我國的教育事業在發展過程中,由于各個地區之間的經濟、文化差異,導致教育事業中教學質量、水平等一系列方面出現嚴重的失衡。不同大學中,不同班級的大學生對于英語這一門課程的學習期望也有不同,尤其是高等院校在擴大招生這一環節上,招收的學生中,有很多在英語這門課程中的基礎非常的差,雖然高等院校在英語這一門學科課程中投入的人力、物力資源非常大,但是實際的教學效果卻不能達到預期的目標,大學生在大學英語這一門課程的學習過程中,所學習的英語課程知識還不能夠滿足社會發展中,對于英語這一種語言的時間標準與要求。在大學英語教育的教學過程中,在教學方式、觀念以及教學內容上還是偏向于對英語語言知識的教導,忽視對于學生在英語這門課程中英語能力的培養。如今在社會發展中,對于畢業生英語能力的要求與標準越來越高,社會經濟發展中對于畢業生英語的聽說能力的重視已經超過了讀寫能力,這就要求畢業生在英語這門課程中對英語聽說能力進行有效加強。在大學英語教育的發展中,高等院校中英語師資隊伍還不夠全面,對于師資隊伍的建設投入力度還有待加大。
英語教師的福利待遇差,缺乏自己提升的空間與機會,高等院校對于英語教師相關的規定不夠人性化,對英語課程中的教材資料、設備設施投入資金較少,這一系列的原因導致了高等院校中師資隊伍的不健全,英語教師在英語課程的教學過程中的熱情不夠高漲,對自身的職責沒有一個積極自主的態度,大部分高等院校中的英語教師將自身的精力投放到其他事項中去,在其他的事項中尋找發展的機會,由于自身的經濟情況差,英語教師經常需要身兼多職,這在很大程度上阻礙了英語教師在英語這一課程中的研究進程,極大地影響了英語教師的教學水平。在英語課程的教學過程中,由于教學觀念與教學方式的老套,無法滿足新時代中學生對于大學英語這一門課程的學習要求。
2.新科學技術革命給大學英語教育帶來的挑戰與機遇
大學英語教育是高等教學中一門重要的學科課程,新科技技術革命給大學英語教育的教學過程中帶來了網絡教學這一種模式,還有在大學英語教學中對于教學方式、觀念以及師生關系等一系列方面的改變,英語教師與學生在新科學技術革命這一趨勢下,對自己的位置進行了重新的定位,適應新的英語課程教學環境。大學英語教學的深化改革,不僅僅只是為英語教師在自身能力的發展中提供了空間,還為英語教師在對英語這一門課程進行教學科研提供了一個有效的平臺,網絡教學這一種新型的教學模式,是將傳統的英語課程教學與現代信息技術相結合,構建一個科學合理的英語課程教學模式,對現代英語課程教學技術進行深入分析與探究,讓其在英語教學中發揮出自身的作用,提高我國高等院校學生的英語聽說能力。
1)促進英語教師教育的現代化與信息化進程。在我國大學英語課程的教學過程中,引用現代教育技術對學生進行英語課程教學,改變了以往單一、老套的教育方式、理念以及教學模式?,F代教育技術在大學英語教育中,給大學英語教學提供了一個新的教學方式,使英語課程中枯燥的內容變得生動有趣,激發學生對于大學英語這一門課程的學習興趣,提高了英語教師的教學水平以及學生在學習英語課程中的效率。現代教育技術在大學英語教育中的應用,有效地解決了英語課程在教學過程中受到地點與時間局限這一問題,學生可以通過計算機網絡對英語進行學習,可以根據自身的英語水平選取適當的英語材料,促進了大學英語教學。
2)新科學技術革命給學生帶來的挑戰與機遇。網絡教學這一環境,充分地調動了學生對于英語這一門課程的學習積極自主性,提高學生學習英語的能力,培養學生自身良好的學習習慣。大學英語的改革,給學生在英語學習上巨大的發展空間,給學生帶來一定的機遇,同時也帶來了挑戰,學生在應對教育改革這一環境下教學方式、環境、觀念的變化時,要用理性的眼光去看待。
三、結語
摘要:本文主要介紹了新型的信息技術在學校教育中的影響、應用及其給教育帶來的變化。
關鍵詞:信息技術;學校教育;應用
人類已經步入了一個嶄新的世紀。展望未來,信息技術將是發展最迅速、影響最廣泛的科學技術之一,以計算機和網絡為核心的信息技術必將深入到人類社會的方方面面,必將改變人們的生活、工作和學習?!缎畔⒓夹g》課程在中小學的開設是全面實施素質教育的前奏,信息技術在學校中得到了廣泛的應用和影響。
一、對學生的影響
以培養創新能力為指導思想的信息技術對學生的影響很大。信息技術有效的將探究式的學習方法傳授給了學生,使學生在具體活動過程中,能夠充分發揮主觀能動性,積極主動地完成任務。同時,能夠理解信息技術的基本知識、掌握基本技能,并靈活應用到學習和生活中。
信息技術還注重人文精神的滲透,引導學生在學習和實踐的過程中了解信息技術的發展史,正確理解信息技術與人類社會的關系,形成良好的道德觀念和行為規范。
二、對教師自身素質的影響
隨著信息技術進入校園,教師中大多數由很少接觸電腦,通過培訓,現在都能熟練使用它,并進行課件的制作。這個轉變是教師本身素質的轉變,是從單靠黑板、粉筆等傳統的教學方法與手段向應用現代教育技術的教學手段轉變。這是一個質的飛躍,教師的這種飛躍,是由傳統向現代化的飛躍,從而進入到我國現代教育技術改革的前沿。
信息技術的傳播,特別是多媒體技術的應用過程,就是教師的學習和使用現代教育技術手段的過程。一個課件要凝聚教師的教育思想、業務水平、現代教育技術操作的基本功等。所以現在教師不僅是懂教學有經驗的教師,更是會運用先進的教學思想和先進的教育手段進行教學的教師。加快了進入信息化時代的步伐。
信息技術的應用改變教師以往上課的方式,比如,過去對抽象的、難理解的內容,教師要花費很多時間去講解,而如果運用多媒體課件就能用形象具體的手段,讓學生弄清楚。所以信息技術的應用對教師的素質和教學都產生了影響。這種影響促使教師去掌握先進的教育技術。
教師應用信息技術進行多媒體教學,同樣也影響了學生的學習,通過多媒體有聲有色的內容,能加深學生對所學知識的掌握,學生視野變得更廣闊,學生學習的不再是單一的知識點,而是從綜合的知識面上學習。教師采用多媒體進行教學,不僅拓寬學生的求知領域,而且豐富了學生的求知視野,學生學習不僅有廣度也有深度,既發展形象思維,也發展抽象思維,學習變得更輕松,更有興趣。使學生更容易接受知識,與社會更接近,與自然更緊密地聯在一起,激發學生愛科學的興趣。也減輕了學生的學習負擔,有利于學生身心健康的發展。教師的工作也利于開展。
三、對學校的影響
信息技術在英語課中的輔助作用是巨大的。網絡課件的網狀呈現形式,讓學生試聽感知,助任務闡述;網絡資源豐富,助情景創設;個性化特征,助個別輔導;網絡交互功能,助協作學習,創新實踐;共享性特征,助綜合交際。筆者通過下面的案例闡述整合課的教學模式。本課話題是節日(Festival)。其教學目標為談論中西方重要節日。這節課教學內容多而廣。我制作了專題教學網頁,把這堂課安排在配備了寬帶網絡的計算機教室里進行,學生一人一臺電腦。
(一)課前分工,準備就緒。我布置以三人為小組的課前任務,準備介紹一個中國傳統節日。三人的角色分別是資料員、課件制作員和解說員。具體內容為:學生上網尋找相關資料,把收集到的資料進行篩選和整理,制作成PowerPoint課件。
(二)創設情境,激趣導入?!笆┲越?,貴在引導。”上課開始后在每位學生眼前展示的是網絡課件頁面。上面呈現著可愛的雪人和漂亮的圣誕樹,同時播放著圣誕節歌曲《雪絨花》。看著畫面,聽著音樂,學生很是興奮。我問他們能否猜出今天要討論的話題。很多同學脫口而出:Christmas。我笑著說:“Christmasisoneofthemostimportantfestivals.Todaywewilltalkaboutmorefes-tivals.”從而引出了主題,形成了強烈的視聽共鳴,激發了學生的興趣和求知欲。
(三)學生展示,分享成果,體驗成功。引出主題后,是學生展示板塊。各組代表把課前準備好的節日信息上臺介紹給大家。他們一邊展示著的漂亮的圖片,一邊用英語流暢地介紹著節日起源,慶祝方式,飲食文化等。他們津津有味地講解著,下面的同學認真地聽著。各代表講解完后,臺下響起了熱烈的掌聲。同組的課件制作者和資料員也露出自豪的笑容。臺上臺下熱情高漲。
(四)視聽交融,生動直觀,拓展知識。學生展示的都是中國傳統節日,那怎樣讓學生了解西方的重要節日呢?我用flash和video播放相關的短片,使學生直觀的了解外國人是怎樣慶祝這些節日的。如在萬圣節的教學中,我播放了該節日的flash,里面有南瓜燈,奇特的服裝,化裝晚會及萬圣節的經典活動。觀賞后,我給學生幾個關鍵詞,在圖片和音樂的輔助下,讓他們簡單描述相關信息。
(五)網絡資料,自主學習。古今中外的節日很多,不可能在課堂上一一呈現,所以我就給學生騰出一部分時間,讓他們在網頁的database(資料庫)上自主地了解更多的信息。根據這些文字材料所提供的信息,做個英語泛讀訓練。
(六)合作交流,口語交際,筆頭落實。自主學習后,我又給學生一自由發揮的話題:Designafestival———創設新節日,包括節日的名字,日期,意義,象征物,慶?;顒拥?。讓他們四人為一小組,討論交流。這個任務激起學生說的興奮點,成員間用英語交流,并互相指正。此后,各個同學通過chatroom(聊天室)把自己的想法寫在上面,與其他組同學分享想法,并落實在筆頭。
(七)課后練習,課堂延伸。網頁上我還為學生提供課外學習的板塊。他們可以點擊grammar按鈕,里面有本單元的的分析。他們也可以做self--test板塊的練習.此外,學生還可以給老師寫e—mail,寫下自己的疑惑或建議,教師及時給予解答和反饋。
(八)作業布置,分層要求。必寫作業選擇一聽讀背默教材中的范文。選擇二:寫作:Myfavoritefestival彈性作業:網上欣賞有關節日的歌曲或詩歌,并學唱或學頌一首。
二、案例簡析
在整個教學過程中,教師是教學的組織者、導航者、任務的布置者和情感的驅動者。在信息技術協作下,英語教學得以實現更深的層次化和最優化。這樣的整合課旨在培養學生自主學習、合作探究、信息篩選等能力。借助信息技術,課堂直觀形象,內容涉及更多更廣,提高學生課堂積極性和參與度,提高英語表達能力,教學效果頗佳,并實現師生之間情感上的交流。此外,課外的延伸和分層,也體現了因材施教教學原則。
三、結論
對于接受特殊教育的學生來說,數學教學內容比較難以掌握,將多媒體技術應用其中,能夠將數學教學中涉及的圖形、關系圖等通過三維立體圖形直觀展示出來。多媒體技術在數學教學中的應用,使得接受特殊教育的學生能夠迅速地消化抽象難懂的數學知識,增加學生的學習興趣,使得教學效果顯著提升。
一、特殊教育數學教學中多媒體技術的應用
1.充分利用多媒體,提升數形結合教學的精度
數學教學中,書本上的知識闡述得比較抽象,學生在固定的教學模式中,很容易產生厭煩感,因而對數學學習失去興趣。在傳統的教學模式下,教師只是在黑板上進行圖形簡單繪制,該種形式在簡單的習題教學中效果比較顯著,但是在復雜的圖形教學中,難以體現出數學教學的直觀性。例如,在數學立體幾何教學中,接受特殊教育的學生由于生理或者是心理上與正常學生存在一定的差異性,面對立體幾何既抽象、又具體的知識難以理解。為了促進特殊教育,增加特殊學生的理解能力,教師要借助多媒體設備,在課堂上模擬空間圖形,對學生的思維進行引導。
2.應用交互式白板
在特殊教育學校數學教學中,采用多媒體技術,通過精密的電子圖案制作,來幫助學生理解立體數學問題。在新時期,新課程改革的背景下,數學教學應該與科技接軌,以科技信息技術為依托,實現科技化的數學教學,幫助學生理解抽象的數學知識。其中電子交互白板為一種應用率極高的多媒體技術,在特殊教育中應用效果顯著。交互式白板的繪畫功能是黑板所不具備的,在智能黑板下能夠直接繪畫,圖形豐富,顏色飽滿,教學內容更加形象。教師可以利用交互白板中的繪畫功能,制作出本節課中所需要的圖形。
在幾何圖形教學中,傳統的黑板教學難以在短時間內生動地向學生展示圖形的變換,但是交互式白板卻能夠完成教學。該種多媒體技術在數學教學中的應用,一方面能增加課堂教學趣味性,另一方面能提升圖形的精度。在Active Ispire軟件中,能夠進行幾何圖形的轉換,圖形的尺寸、角度也可以變化。雖然該軟件的精確度不高,但是,在實際數學教學中能夠貼近學生生活實際,學生在實際操作時,能夠利用交互白板中虛擬的工具進行實驗操作。
3.多媒體技術在數學教學中與其他學科的融合
與傳統的教學方式相比,多媒體技術在特殊教育教學中的應用教學效果顯著,在學生的接受方面效果也比較顯著。但是對于該教學技術的應用,應該掌握一定的度,教師在實際教學中,不能完全依賴多媒體,需要注重與其他學科之間的融合。在實際的教學活動開展中,需要吸取傳統數學教學的精華,在必要的教學環節中,應用多媒體創設教學情境。為了開展綜合性的特殊教育,避免教育出現偏頗,可以通過多媒體技術為學生創設一定的教學情境,加入其他學科的教學內容。如在數學教學中以多媒體為背景,加入音樂教學,既營造了教學氛圍,也促進了數學教學與其他科目之間的融合。
二、特殊教育數學教學中多媒體技術應用的影響
第一,以簡潔的教學方式實現數學教學效果。由于接受特殊教育的學生,其身心存在著一定的缺陷,那么在對該類學生進行教學中,應用多媒體技術,能夠將他們眼中原本復雜的圖形簡單化,避免這些復雜圖形對于學生思維的干擾。同時在多媒體技術的支持下,能夠在數學圖形分析中,幫助學生直接找到教學中的重點。
第二,以直接的教學方式實現教學目標。多媒體技術在數學教學中,最大的特點就是具有一定的靈活性,能夠將教學中所需要的模型直觀地展示給學生,以數形結合的方式,變單一的敘述性知識轉化為圖形,就能夠將主從變量之間的關系直觀地展現給學生。
第三,以新穎的教學方式吸引學生的注意。多媒體教學形式新穎,能夠針對同一個問題,以創新性的圖形解答,能夠將多元化的解題思路帶給學生。數形結合的教學模式需要具有一定的創新性。創新是教學中的重點內容,不僅能夠吸引新學生的注意力,同時還對學生發散思維培養具有積極的作用。
綜上所述,接受特殊教育的學生在數學學習上存在著一定的困難,接受能力比較低,教師教學活動難以開展。隨著科技的不斷發展,多媒體技術應用到數學教學中,以簡潔的教學方式實現數學教學效果,以直接的教學方式實現教學目標,以新穎的教學方式吸引學生注意力,將教學中所需要的模型直觀地展示給學生,促進了特殊教育數學教學的開展。
關鍵詞:圖像融合;醫學圖像;多模態;小波變換
中圖分類號:TP301文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)09-2122-04
1 背景知識介紹
圖像融合是指綜合兩個或多個源圖像的信息,以獲取對同一場景的更為精確、全面和可靠的圖像描述。它將不同傳感器所采集到的關于同一目標的多幅圖像,或同一傳感器在不同時間采集到的關于同一目標的多幅圖像,經過一定的圖像處理算法,提取各自的有用信息,生成一幅能夠更加有效地表示目標信息的新圖像。從信息論的角度講,融合后的圖像將比組成它的各個子圖像具有更優越的性能,綜合信息大于各部分信息之和,也就是說,融合的結果應該比任何一個輸入信息源包含更多的有用信息[1]。
圖像融合通過多幅圖像間的冗余數據處理,提高圖像的可靠性;通過對多幅圖像間的處理,提高圖像的清晰度。與單一、孤立的原始圖像相比,經融合得到的圖像更適合人或饑器的視覺特性,可以提供更多的目標信息。比如,由于受到云、煙霧、照明環境以及傳感器固有特性等因素的影響,通過單一傳感器所獲得的圖像信息不足以用來對目標和場景進行更好的檢測、分析和理解.將一些成像條件相同、鏡頭聚焦目標不同的多個圖像,通過圖像融合技術處理可以得到一幅目標清晰的融合圖像[2]。
圖像信息融合按信息抽象程度的不同(也對應完成不同級別的功能)可分為3個從低到高的層次:像素級(原始數據)融合、特征級(或目標級)融合、決策級融合。
圖像融合從配準的圖像出發,經過特征提取、屬性判決而得到融合結果。上述三個層次與圖像工程的三個層次有一定的對應關系,在實際中要根據需要選擇和結合不同層次融合的特點,獲得全局最優的效果。
多模態醫學圖像融合技術是20世紀90年代中期發展起來的一項高新技術,也是當前國內外在醫學圖像處理與分析研究中的熱點之一。醫學圖像融合則是指對醫學影像信息如CT、MRI、SPECT和PET所得的圖像,利用計算機技術將它們綜合在一起,實現多信息可視化,對各種醫學影像起到取長補短的作用。
2 多模醫學圖像融合技術
2.1 多模醫學圖像融合的主要步驟
多模醫學圖像的融合是建立在兩種或多種不同模態醫學圖像配準基礎之上的,它可歸納為三步,如圖1所示。
第一步是預處理。對獲取的兩種或多種圖像數據分別進行去噪、增強以及分割圖像特征的提取等處理,統一兩種數據格式、圖像大小和分辨率,對序列斷層圖像做三維重建和顯示;第二步是配準。配準是指對圖像尋求一種或一系列空間變換,使它與另一圖像上的對應點達到空間上的一致。配準主要解決的問題是兩幅圖像之間的幾何位置差別,包括平移、旋轉和比例縮放等基于對特征空間、相似性準則和搜索策略的不同選擇,配準方法可分為基于全局域準則的方法、頻域傅立葉法、基于特征的匹配法和基于彈性模型的匹配法;第三步是融合。圖像在空間域配準后便可選擇不同的融合算子和融合規則進行融合。本文主要討論第三步融合,以下介紹的各種融合技術都是在配準之后的基礎上進行的。
2.2 醫學圖像融合算法
目前常用的醫學圖像融合技術包括:加權平均法、多分辨金字塔法、小波變換法、基于假彩色技術的融合算法及基于調制技術的融合算法等。下面就其中幾種方法作進一步的說明,由于基于小波變換的方法在圖像融合技術中的重要性,將在下一節詳細介紹。
2.2.1 簡單圖像融合方法
像素灰度值極大(小)法:設g1(x, y), g2(x, y)為兩幅輸人圖像,f(x, y)是融合圖像。則像素灰度值極大法為f(x, y) = max{g1(x, y), g2(x, y)}
此方法只需要對兩幅配準圖像取對應點的極大值即可。像素灰度值極小法思想相同,只須取原圖像對應點的極小值即可。這些方法簡單,效果一般,應用有限。
加權平均法:加權平均法同是一種最簡單的多幅圖像融合方法,也就是對多幅圖像的對應象素點進行加權處理。這種方法的優點是簡單直觀,適合實時處理,但實現效果及效率較差,其難點主要在于如何選擇權重系數。
基于圖像分割的融合方法:這種方法是以一幅待融合的圖像為基準,從另一幅圖像中分割出感興趣的部分(通常是病灶),然后對兩幅圖像進行配準,建立空間映射關系,將一幅圖像上的特征映射到另一幅圖像上。比如我們可以利用CT圖像空間分辨率好的特性,以它為基準,再利用MRI圖像對軟組織成像清晰的特性,從中分割出病灶,經過配準、融合得到新圖像。該方法的特點是圖像的融合效果好,難點在于如何自動準確地分割出ROI。醫學圖像由于其對比度低、細節豐富、邊緣模糊等特點,分割更為困難。常用的邊緣檢測算子有Roberts、Sobel、Canny等。其中Canny算子因其有良好的信噪比而使用較多。文獻[7]提出一種用改進的Canny算子對病灶輪廓提取的方法。此外,我們還可以使用小波或神經網絡等智能方法進行病灶特征的提取。
2.2.2 多分辨金字塔形分解融合法
這是一種多尺度、多分辨率的圖像融合方法,其融合過程是在不同尺度、不同空間分辨率、不同分解層次上進行的。高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、梯度金字塔、比率低通金字塔及形態學金字塔被統稱為多分辨金字塔。多分辨金字塔方法是目前較為常用的圖像融合方法。在這類算法中,原圖像不斷地被濾波,形成一個塔狀結構。在塔的每一層都用一種算法對這一層的數據進行融合,從而得到一個合成的塔式結構。然后對合成的塔式結構進行重構,最后得到合成的圖像,合成圖像包含了原圖像的所有重要信息。
2.2.3 智能圖像融合
2.2.3.1 神經網絡方法
自1986年BP神經網絡模型誕生以來,神經網絡在各種領域獲得廣泛應用。神經網絡適合于非線性建模,具有自學習、自組織、自適應能力。在進行圖像融合時,神經網絡經過訓練后把每一幅圖像的像素點分割成幾類,使每幅圖像的像素都有一個隸屬度函數矢量組,通過對其提取特征,將其特征表示作為輸人來參加融合。文獻[11]給出一種自組織特征映射(SOFM)神經網絡融合算法,文獻[12]是一種基于知識的神經網絡(KBNNF)融合算法。
2.2.3.2 演化方法
演化方法模擬自然界生物演化過程,具有自適應、自學習和魯棒性強等特點。另外,演化計算對于刻畫問題特性的條件要求較少,效率高且易于操作,目前已廣泛應用于各種領域中。文獻[13]給出了基于進化策略和HIS變換的圖像融合方法,其效果優于傳統算法。
2.3 基于小波變換的圖像融合算法
2.3.1 圖像的二維小波分解
圖像是二維離散信號,對它的分析和處理需要使用離散二維小波變換。Mallat提出了小波變換的快速分解與重構算法,利用兩個一維濾波器實現對二維圖像的快速小波分解,再利用兩個一維重構濾波器實現圖像的重構。
二維小波分解和重構各使用一組濾波器,分解使用一維分解低通濾波器L和高通濾波器H;重構使用一維重構低通濾波器L'和高通濾波器H'。在分解階段,首先使用低通濾波器L和高通濾波器H對圖像的每一行進行濾波得到兩組矩陣系數。然后,使用低通濾波器和高通濾波器對兩組系數矩陣的每一列濾波。這樣,1副圖像經過第1級小波分解,產生4副子圖像LL、LH、HL和HH。3幅細節子圖像LH、HL和HH分別包含原圖像在水平、垂直和對角線3個方向上的高頻信息,而近似子圖像LL是原圖像低通濾波版本。另外,這副子圖像還是下一級分解的輸入。因此,一幅圖像經過N級小波分解產生3N+1副子圖像。在同一分解級上的子圖像尺寸相同。合成運算首先對子圖像的每一列使用低通濾波器L'和高通濾波器H'濾波,然后對得到的圖像的每一行濾波。
圖像經二維分解之后,分別得到圖像的低頻分量、水平高頻分量、垂直高頻分量和對角方向的高頻分量,下圖是圖像經三層小波分解的結果。
上述過程即金宇塔形小波分析,另外對圖像的分解還有樹狀小波分析、多小波分析、提升小波分析,它們較之于金宇塔形小波分析,具有更多優點,在試驗中能夠獲得更好的效果。現今大部分對小波圖像融合的研究重點一般集中在兩方面:一是使用不同的小波基函數和不同的小波分析方法;二是后面討論的在進行系數融合過程中對融合策略的改進及融合算子的選擇研究。
2.3.2 基于小波變換的圖像融合過程
基于小波變換的圖像融合,就是將待融合的原始圖像經過特定的小波變換得到小波圖像序列,在不同的特征域(如高頻和低頻圖像)上的圖像序列采用不同的融合規則進行融合以得到小波圖像序列,最后將融合后的小波圖像序列經過小波逆變換(重構),得到多傳感器圖像的融合圖像?;谛〔ㄗ儞Q的圖像融合過程(如圖3所示)。
兩幅圖像融合的基本步驟如下:
1) 對A、B兩幅圖像分別進行小波變換,建立各待融合圖像的小波金子塔圖像序列;
2) 分別使用不同的融合算子作用于各個分解層的不同高頻子圖像以及最高層的低頻子圖像,從而得到融合后的小波金子塔圖像序列;
3) 對各分解層進行小波反變換,最終所得到的圖像就是融合圖像。
2.3.3 基于小波變換的融合規則
基于小波變換進行圖像融合的關鍵是系數組合,即為獲得質量盡可能好的融合圖像,以適當的方式合并系數的過程.合并系數的方式稱為融合法(Fusion Rule).融合法則由活動水平測度(Activity-Level Measurement)、系數分組方法(coefficient Grouping Method)和系數組合方法(Coefficient Combining Method)組成,對這三者的不同選擇形成不同的融合法則[17]。
目前小波域的融合規則主要分為兩種:基于單個像素的和基于區域特征的融合規則。前者主要包括:(1)小波系數的直接替換或追加;(2)最大值選取;(3)加權平均等。后者主要包括:(1)基于梯度的方法;(2)基于局域方差的方法;(3)基于局域能量的方法等。
基于像素的融合規則在融合處理時表現出對邊緣的高度敏感性,使得在預處理時要求圖像是嚴格對準的,否則處理結果將不盡人意,這就加大了預處理的難度。基于區域的融合規則由于考慮了與相鄰像素間的相關性,降低了對邊緣的敏感性[18],所以具有更加廣泛的適用性。
2.4 不同融合算法的評估
由于圖像融合技術所面向的研究對象的多樣性和復雜性,至今尚未找到普適的參量能對所有的圖像融合結果作標準量測。不同融合方法的結果,可用目視判別:優點是直接、簡單,可直接根據圖像處理前后的對比做出定性評價,缺點是主觀性較強。
為了進一步客觀定量評價融合效果,從融合圖像包含的信息進行分析,對不同類的圖像融合結果所采用的定量評價參量有熵、交叉熵、平均梯度、標準偏差、光譜扭曲程度、互信息量等,且不同的文獻資料對這些參量的具體定義存在差異。下面介紹幾種常見的定量評價指標。
1) 信息熵
圖像的熵值是衡量圖像信息豐富程度的一個重要指標.融合前后的圖像其信息量必然會發生變化,計算信息熵可以客觀地評價圖像在融合前后信息量的變化。根據Shannon信息論的原理,一幅圖像的信息熵為。
在某種程度上可以認為,如果融合圖像的熵越大,表示融合圖像的信息量越大,融合圖像所含的信息越豐富,融合質量越好。
2) 交叉熵
交叉熵(Cross entropy)亦稱相對熵(Relative entropy),交叉熵直接反映了兩幅圖像對應像素的差異,可用來度量兩幅圖像間的差異,確定各種融合效果的優劣。交叉熵越小,說明融合后圖像與標準參考圖像問的差異越小,即融合效果越好。若標準參考圖像為尺、融合后圖像為F,則參考圖像尺與融合圖像F的交叉熵為:,式中pRi表示參考圖像尺中灰度級i出現的相對頻率;pFi表示融合圖像F中灰度級i出現的相對頻率。
3) 平均梯度值
平均梯度是敏感反映圖像對微小細節反差和紋理變化特征表達的能力,同時也反映了圖像的清晰度,一般平均梯度越大,圖像層次越多,融合后圖像紋理越清晰,融合達到了提高空間分辨率的目的。
這里,M和N分別是圖像的行數與列數。
Ix=g(i+1,j) - g(i,j)
Iy=g(i,j+1) - g(i,j)
式中g(i,j)為(i,j)像素點的灰度值。
3 醫學圖像融合技術的應用
作為當今醫學影像技術研究中的熱點問題之一,多模態醫學影像融合技術的研究及其研究成果,對臨床治療有著重要的意義。醫學圖像融合經過近些年的研究,已經應用在影像診斷、臨床治療中,國外已經有了產品化的融合軟件系統。
3.1 圖像融合在顱腦成像的應用
由于腦組織有顱骨的限制與界定,相對較為固定,容易確定標志進行準確配準。目前,臨床主要進行顱腦的圖像融合。融合圖像精確定位顱內病變,提高診斷準確性:形態學成像與功能成像的圖像融合,可精確定位功能圖像所示異常改變區,提高診斷的準確性。丁里等研究認為,SPECT與MRI融合可精確判斷rCBF減少的范圍及部位,為腦變性疾病和腦血管病的診斷提供標準化方法。例如:融合圖像可精確確定腦變性疾病rCBF減少及消失區,尤其當其位于額葉、顳頂枕交界等與神經心理功能有關區域時,融合圖像研究結構和功能改變與臨床神經心理改變之問關系更佳。
原發癲癇病灶的準確定位一直是困擾影像界的一大難題,許多學者利用融合技術對此做出了富有成效的探索。例如:于發作期和發作間期,對癲癇患者分別進行SPECT檢查,將二者的圖像相減,再分別與MRI圖像融合,可使功能損傷的解剖學標記更準確,以SPECT所示的局部腦血流定位大腦新皮質的癲癇灶進行準確定位,從而為立體定向外科手術提供重要依據。
3.2圖像融合在體部成像的應用
感興趣區在圖像采集中無變形和失真是圖像融合的前提。由于多數體部臟器的形狀不規則,又易受呼吸運動影響,較難做到準確匹配,故圖像融合應用于體部成像的報道還比較少,主要從受呼吸運動影響相對較小的頸部和盆腔開展研究工作,但是對受呼吸運動影響較大的肝、胰和肺等臟器也嘗試進行融合。Magnani等證實,CT/PET對非小細胞肺癌侵犯縱隔淋巴結的分期診斷,融合圖像比單純應用CT或PET更為準確。
4 多模醫學圖像融合技術的最新進展與前景
4.1 圖像融合技術新進展
在圖像融合技術研究中,不斷有新的方法出現。像素級圖像融合的最新進展[22],主要有圖像融合理論框架、實時融合系統集成、統計學方法、新的圖像分解方法、神經視覺生理學方法圖像融合與圖像處理算法的互相結合、基于成像物理模型的融合方法、自適應優化圖像融合研究、基于圖像融合的目標識別和跟蹤算法研究等。
其中新的分解方法有:
1) 矩陣分解法:文獻[23]認為從不同傳感器獲取的圖像,可以看作是融合圖像乘以不同的權重,故可以使用非負矩陣分解技術來進行圖像融合。
2) 易操縱金字塔分解:易操縱金字塔是一種多尺度、多方向、并具有自轉換能力的圖像分解方法,它把圖像分解成不同尺度、多方向。與小波變換不同,它不止三個方向的子帶系列,不僅保持了緊支集正交小波的特點,而且具有平移不變性及方向可操縱等優點。使用基于拉普拉斯變換、小波變換的融合方法,即使待融合的圖像間存在較小的配準誤差,也會引起融合圖像的嚴重退化,出現雙邊緣以及虛假成分,而基于易操縱金字塔的融合方法能夠克服這些缺點。
3)Hermite變換:由于Hermite變換基于高斯梯度算子,所以對圖像融合來說,具有更好的圖像表示模型。
4.2 醫學圖像融合技術難點與存在的問題
醫學圖像融合技術難點與存在的問題目前,醫學圖像融合技術中還存在許多困難與不足。首先,基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以至現有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發揮作用,通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫學圖像為主,超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦,腫瘤成像等;其次,由于成像系統的成像原理的差異,其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質量、空間與時間特性等差異大,因此研究穩定且精度較高的全自動醫學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一;最后,缺乏能夠客觀評價不同方法融合方法融合效果優劣的標準,通常用目測的方法比較融合效果,有時還需要利用到醫生的經驗。
4.3 醫學圖像融合技術的研究前景
在圖像融合技術研究中,不斷有新的方法出現,其中小波變換在圖像融合中的應用,基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向[25]。目前,圖像融合主要應用于體層成像。隨融合技術不斷進步,其在非體層成像方法(例如:x線平片、超聲等二維圖像)的應用逐漸增多,并具有較高的臨床價值。隨著三維重建顯示技術的發展,三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視,三維圖像的融合和信息表達,也將是圖像融合研究的一個重點。另外,在醫學圖像的壓縮、計算機輔助科學、圖像存檔及通信系統、遠程醫學等方面,圖像融合技術,都有巨大的發展空間。
綜上所述,醫學圖像融合可綜合各種影像學技術的優勢,提供豐富信息,對疾病的診斷、治療、判斷預后和觀察療效均有重要意義。醫學圖像融合研究雖起步較晚,但發展很快,各個學科間的交叉滲透是發展的趨勢。我們有理由相信,隨著研究的不斷深人和技術的不斷成熟,醫學圖像融合技術一定會得到越來越廣泛的應用。隨著該技術的不斷完善,圖像融合可能成為臨床常規應用的方法之一。
5 結束語
近十幾年來,圖像融合技術雖然得到了快速發展,并在很多領域得到成功應用,但是由于其自身理論仍然不夠成熟,因此仍在不斷發展和完善中。其中存在的主要問題有:1) 缺乏完備、系統的理論。目前,對數據融合的方法研究尚處于初步階段,許多新技術如人工智能、神經網絡、模糊理論等在數據融合方面的應用研究還處于初級階段。目前為止還沒有出現一整套完備、系統的理論來推動該領域的發展。此外,還需要研究建立相應的融合標準和評價方法。2) 快速實時算法。由于圖像的特殊性,在設計圖像融合算法時一定要考慮到計算速度和所需的存儲量,如何得到實時、可靠、穩定、實用的融合算法和硬件電路是目前的一個研究熱點。3) 對于像素級融合而言,作為一個廣義上的圖像預處理,對目標探測識別的貢獻很有限,而且應用也很受限。要想從圖像融合中獲得目標的更多信息,就需要特征級融合乃至決策級融合。而研究特征級和決策級圖像信息融合的文獻沒有研究像素級融合問題的文獻多,這是一個具有挑戰性的重要研究領域,圖像序列以及視頻信息的融合問題也是非常有意義的研究課題。
小波變換用于圖像融合有不少優點:圖像經小波分解后,不同分辨率的細節信息互不相關,這樣可以將不同頻率范圍內的信號分別組合,產生多種具有不同特征的融合圖像;圖像在不同分辨率水平上的能量和噪聲不會互相干擾;融合圖像的塊狀偽影亦容易消除。圖4為使用Dabechies小波進行分解并進行融合的例子。
基于小波變換圖像融合的優點,小波變換在醫學圖像融合中的應用已經受到大家的普遍重視,是融合研究的一個新熱點,而且目前多分辨小波分析技術已經成為多分辨圖像融合的一種主流技術。由于小波分解的快速算法能實現圖像的實時融合,我們相信采用基于小波分析的醫學圖像融合方法具有廣闊的應用前景。
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教育技術是通過創造、使用、管理適當的技術性的過程和資源,以促進學習和提高績效的研究與符合倫理道德的實踐。1990年出版的《教育大辭典》,把教育技術視為“人類在教育活動中所采術手段的總和,包括物化形態的技術和智能形態的技術兩大類”。1994年美國教育傳播與技術協會將教育技術定義為:“教育技術是為了促進學生的學習,對有關的學習過程與學習資源進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐”。
現代教育技術以計算機為核心的信息技術在教育教學中的理論與技術,運用現代教育理論和技術,通過對教學過程和資源的設計、開發、應用、管理和評價,以實現教學現代化的理論與實踐。
二、淺析小學語文教育
語文是一個綜合性很強的學科,語文的學習是其他學科學習的基礎。在學習語文的過程中凸顯了教育的隱形作用,對其他很多學科都起著潛移默化的作用。小學語文教育是整個義務教育階段最重要的組成部分,它的重要性是任何一個教育階段都無法替代的。
一位教育家曾經說過,數學是所有科學的基礎,而語文則是這個基礎的基礎。在九年制義務教育早已推廣的今天,我認為小學語文更是學習基礎之根。小學生的頭腦幾乎還處在知識空白階段,語文教育此時的任務就是傳授基本知識,教會他們思維,讓他們接受正確的價值觀、人生觀。
三、現代教育技術對小學語文教育的影響
下面本文從對課堂的影響、教師的影響、學生的影響三個方面淺析現代教育技術對小學語文教育的影響。
1.對課堂的影響。課堂是學生學習的場所。教師會在上課時,教導學生去學習。傳統的上課方式就是用粉筆板書,老師也會帶領大家讀課文,但相對來說還是很枯燥?,F代教育技術的發展帶來了多媒體與網絡化的教育應用的迅速成長。在課堂上運用基于網絡多媒體技術教學不僅可以使教學內容豐富化、時尚化、直觀化,而且能夠增加學生的求知欲望和學習興趣。
在小學語文課上有很多關于自然、人文風景的課文,比如人教版小學語文教材第二冊的《草》、《春風吹》、《浪花》,第三冊的《梅花》、《江雪》、《秋天》、《清清的溪水》、《初冬》、《看雪》,第四冊的《詠柳》、《春雨》、《葡萄溝》、《難忘的潑水節》、《看月食》,第五冊的《美麗的小興安嶺》,第六冊的《趙州橋》、《參觀人民大會堂》,第七冊的《觀潮》,第八冊《圓明園的毀滅》,第九冊《海上日出》、《夕照》、《迷人的張家界》,第十冊的《白楊》、《黃河象》,第十一冊的《桂林山水》、《林海》等等,我們可以在課堂上充分利用互聯網的搜索功能給學生們自發的尋找素材的機會,通過課堂的多媒體教學播出視頻、音頻、圖畫等。這樣小學語文課將變得生動有趣,同時加強了師生的互動性,而且也提高課堂的教學質量。
2. 對教師的影響。在柳海民主編的《教育學原理》中指出“教師在教學過程中起主導作用”。雖然現代是“以學生為中心”的教育,但在這樣的教學理念下更加突出了教師角色的重要性。在小學語文教育的課堂上教師的作用主要表現在引導學生豐富語言的積累,培養語感,發展思維,初步掌握學習語文的基本方法,養成良好的學習習慣,使他們具有適應實際需要的識字寫字能力、閱讀能力、寫作能力、口語交際能力,正確地理解和運用祖國語文。同時,教師要使學生通過語文課程優秀文化的熏陶感染,提高學生的思想道德修養和審美情趣,使他們逐步形成良好的個性和健全的人格,促進德、智、體、美諸方面的和諧發展。
在現代教育技術的沖擊下,為了能夠更好的進行講授課程,也為了能夠更大程度地提高小學語文的教學質量,迫使我們的小學語文教師必須能夠熟練操作現代教育工具,如網絡計算機、多媒體設備等。小學語文教師跟上了教育技術的進步,一方面通過學習現代教育技術提高了自己的綜合素質,另一方面小學語文教師通過現代教育技術接觸新事物為自己的授課內容增添了豐富的資源,授課內容也變得妙趣橫生。
3. 對學生的影響。在傳統教育中,教師是主體,是中心。現代教育技術是“以學生為中心”的教育。
小學生活潑好動,注意力較差,思維中具體形象的成分占優勢,概括水平的發展處于概括事物的直觀的、具體形象的外部特征或屬性的直觀形象水平階段。小學語文課是一門內容豐富、知識寬廣的學科,而且需要學生記的內容相當豐富。在現代教育技術引進小學語文課堂的情況下,學生可以主動的參與到學習當中,更具有操作性。現代教育技術的運用使學生們可以更具體的、動態的、直觀的學習小學語文的知識。通過增加學生的求知欲望和學習興趣極大的提高了學生的記憶內容,依靠現代教育技術手段,既提高了學生們在小學語文課堂上的學習的效率,又讓他們體驗到學習的樂趣。
【注釋】
[1]郭瓊.現代教育技術[M].北京:人民郵電出版社,2012.6.
[2]教育大辭典[M].上海教育出版社,1990.
[3]汪潮.小學語文教學新視野[M].杭州大學出版社,1999.6.1.
[4]劉少華.試論小學語文活動課中的師生地位[J].小學教學.2000.11.
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[6]李正風.走向科學技術學[M].北京:人民出版社,2006.
[7]馮建軍.現代教育原理[M].南京:南京師范大學出版社,2001.
[8]陳維維.現代教育技術實用基礎[M].北京:中國工商出版社,2000.
[9]柳海民.教育學原理[M].北京:高等教育出版社,2011.5.1.