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一、医学影像设备的维护保养
如今,系统复杂、功能齐全的精密大型的医疗设备广泛应用于医院,这些设备的应用促使临床医学对患者的疾病诊断的准确率越来越高。因此,防微杜渐,及时发现并排除设备自身的故障隐患,落实积极主动的维护保养措施,减少了DR等设备的维修费用,为医疗工作的顺利进行创造良好的设备环境。
医院的相关人员要及时做好对医学影像设备合理使用、及时保养与定期维修的工作。首先,医学影象设备在医院中的使用率极高,出现故障是在所难免的,但我们遇到医学影像设备出现故障的情况时,要先检查一下出现故障的原因,然后实施相应的检修方法。其次,在日常生活中要合理使用医学影像设备,要保持良好地操作环境,保持机房空气流通,定时清洁机房的卫生。像X射线机这样的设备如果受潮了,会不同程度的导致影像模糊,甚至出现漏电等现象,所以在启动这些设备之前必须做好相应的干燥处理工作,以确保出现故障。移动医学影像设备的时候,要尽量保持缓慢移动,禁止强烈过猛的震动,防止相应设备器件的损坏。最后,要定时对医学影象设备进行维修,及时排除医学影像设备存在的故障隐患,一年一次或者两次的定时全面的维修会适当的延长医学影像设备的寿命。医学影像设备在运行一段时间后,影像设备的相关性能会发生一定程度的变化,可能会出现误差等,因此相关人员要定时的对医学影像设备进行一些参量、电流和电路的测试。例如:对X射线管电流进行测试的时候,如果出现设备电流下降的情况,应首先测量灯丝,不要着急去调节电阻,而应该试图降低使用的条件或者更换相应的设备。
如何保持医学影像设备运行状态良好,保障医院检查、治疗工作正常进行,是各医院及每个操作、维护者应当首先考虑和研究的问题。各个医院在日常的工作中要做好相应的医学影像设备的维护、保养和检修的相关工作,通过从小处和细节提高自己医院的服务质量,提高医院的医学水平和口碑。
二、医学影像设备的管理技术
由于医学影像设备技术含量高、价格昂贵、应用环境质量要求高、一旦故障停机,对医院综合影响大等原因,科学地做好数字化医学影像类设备的维护与管理是一个重要的、值得探讨的问题。
传统的医学影像设备管理技术已经无法适应现今医院管理工作的发展,提高设备管理效率是当务之急。条形码技术在许多家医院已经开始采用,将贴于医学影像设备表面的条形码记录的信息通过扫描仪扫入医院的HIS系统中,这样可以实现在网上随时查询出相关设备信息。医学影像融合技术的应用促使诊断与治疗结合到一起,促进医院各个科室之间逐渐接近。PACS方便了医学图像的传递,实现了随时随地查阅图像和无胶片化储存图像,提高了医院的查阅医学影像的效率。在计算机技术不断发展的今天,医学中三维的图像将成为现实,多影像融合也会广泛应用到医院中。
医学影像设备管理技术在未来将朝着多功能、易操作和方便化的方向发展,更好的服务于医院,大大提高医院影像设备的管理效率,提高医院影像设备的使用效率。
三、物联网技术在医学影像设备管理中的应用
应数字化医疗的潮流,目前物联网广泛应用于医疗中。例如:采用物联网对X射线管贴标签,RFID标签记录有X射线管的包装、消毒、返回日期,种类,数量,编号等具体信息,系统可以通过这个标签对X射线管进行实时的监控,提高了X射线管的安全性,并能高效快速的排查出X射线管出现问题的原因。RFID在医学影像设备中的应用,实现了对设备的及时检查,确保了医学影像设备的安全,提高了医院对医学影像设备的管理效率。
物联网在很多地区仍处于初级发展阶段,它的基本构架、接口和组成部分并没有统一的标准。在安全方面,物联网由于设备较复杂,数据量大,监控力度不够,致使物联网兼具自身安全与网络安全与一身。如今,物联网需求量越来越大,有限的节点导致网络经常出现堵塞和误传的现象,所以建立一个安全强大的物联网管理系统迫在眉睫。
关键词:医学影像专业;电工与电子技术;教学方法【中图分类号】G
【中图分类号】G712
1.引言
《电工与电子技术》课程作为卫生类中职医学影像技术专业的专业基础课,对学生学习后续的专业课,如《医学影像设备》等课程具有重要的基础性作用。2007年5月修订的新版教学大纲,对该课程又提出了新的教学要求和标准[1]。现结合本校的实际情况和笔者的教学实践,谈一下对该门课程教学的一些看法和认识。
2.存在的问题
2.1 学生知识基础差
电工与电子技术是一门理论性、实践性都较强的课程,对学生数学和物理的知识基础要求较高,而目前中职类学生普遍存在的问题就是基础知识比较薄弱,尤以数学、物理等学科最为突出。这样,无形中就增加了教师的授课难度。例如,在讲解基尔霍夫电压定律时,要求学生对初中物理电学中的欧姆定律有较为清晰的认识,并且在列出相关多元一次方程组后能够正确加以求解。但是大部分学生由于初中物理和数学程度较差,对于教师讲授的这些基础性的知识都听不懂,更难说加以理解了。导致教师在授课过程中不得不停下来,领着学生复习或给学生补充讲解相关的物理和数学知识,从而影响了正常的教学进度[3]。
2.2 学校实验条件有限
根据教学大纲的要求,该门课程理论授课和实验课时的比例约为2:1,就是说要求有1/3的课时为实验课,让学生在动手做实验或观察实验的基础上加深对所学知识的理解和认识[4]。但是,由于我校属于卫生类职业学校,在诸如物理和电工电子等方面的实验条件较为欠缺,无法满足教学的需要,这样,更进一步增加了教师授课的难度。
2.3 教师的自身素质
由于该门课程学生学习难度较大,教师教学难度也很大,从而导致了一些教师的教学态度不端正,没有下功夫,想办法来提高教学效率,进而产生老师不认真教,学生更加不认真学的恶性循环。
3.教学方法研究
3.1 针对学生基础知识薄弱的问题,笔者采用了一种方法,就是向学校申请由自己来担任本校医学影像专业物理课程和数学课程的授课任务。由于物理和数学课程都是一年级第一学期的课程,而电工与电子技术是第二学期的课程,这样,就可以结合电工与电子技术课程中某些知识点的特殊要求,对学生的物理和数学知识进行具有针对性的授课。
例如,在电工与电子技术课程中正弦交流电部分,要求学生掌握正弦交流电的书写和计算方法。教师在数学课授课的过程中就可以有针对性的对三角函数部分加以较为详尽的讲解。
再例如,电工与电子技术课程中要求学生掌握简单电阻网络的化简,这就要求教师在物理课授课中,加强对电学部分中电阻串、并联关系的讲解。
3.2 对于实验条件不足的问题,笔者采用以下方法来解决。
①.自己制作或从网上搜索相关知识点的多媒体课件或实验视频让学生观看,增加学生对理论知识的感性认识。例如,在讲解三极管导通原理的时候,如果仅靠教师对导通过程的口头讲解,学生还是感觉比较抽象,无法理解。这时,可以配以适当的课件,把三极管导通的过程通过动画的形式演示出来,这样就可以很好的提高学生对该过程的理解程度,起到了非常好的教学效果。
②.对于一些较为复杂的电路实验,如桥式整流、滤波等基础性电路,笔者使用Multisim软件搭建仿真电路的方式,来给学生进行演示。通过仿真实验,让学生观察电路参数的变化,从而达到验证电路效果的目的[2]。
4.结论
笔者认为,医学类中职学校培养医学影像专业人才的目标应该突出人才的适应性和能力性,即学生在毕业时既具有对相关影像设备的操作、维护能力,还具有对各种疾病进行简单诊断和分析的能力。[3]这就对人才的培养方式、方法提出了更高的要求和标准。笔者通过对上述教学方法的实践,和对毕业生进行的反馈情况来看,以上教学方法还是取得了较好的教学效果。
参考文献
[1]崔娟,浅析新版全国中等卫生职业教育医学影像技术专业电工与电子技术教学大纲的变化[J].卫生职业教育,2009,27(3):132~134
[2]熊伟,侯传教,梁青等.Multisim7电路设计及仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2005
[关键词]:现代教育技术 高尔夫技术教学 相互影响
现代教育技术是指以计算机为核心的信息技术在教育、教学领域中的应用。它是教育技术在信息化发展的新特征,标志着多媒体技术和网络技术在教育、教学中的广泛应用。现代教育技术已成为现代高校教育不可或缺的辅助教学手段,对于最大限度地扩充和使用教育资源,提高教育质量,发挥越来越大的作用。目前,现代教育技术已经被广泛的应用于高等学校许多专业课教学过程当中。高校高尔夫专业的教学与现代教育技术的整合,将是一个崭新的课题,很有研究价值。
一、现代教育技术对高尔夫专业课程教学的推动作用
与许多其他体育运动有复杂的动作和过程不同的是,高尔夫挥杆技术仅仅包括挥杆中的上杆和下杆,推杆中的肩部钟摆动作。但是,越是看似简单的动作,越难达到标准和完美。在教学中,我发现许多学生在学习中会有各种各样的困扰。比如,挥杆练习枯燥乏味,提不起兴趣;动作练习时发挥不稳定,无法自己分析问题出在哪里;课堂教学时感觉不错,可是课后什么都忘了;等等。现代教育技术运用到高尔夫专业课教学中,使学生在一个直观的视觉情景中进行学习,能够自我分析挥杆动作,减少挥杆失误,这样将极大地提高学生学习的积极性和效率,达到良好的教学效果。
(一)利用现代教育技术可以激发学生的学习兴趣。
教育心理学家认为,学习动机中最现实、最活跃的因素是认识的兴趣,人们在满怀兴趣的状态下所学的一切,常常掌握得迅速而牢固。运用现代教育技术进行高尔夫专业教学,其生动形象的画面。直观的动作演示,能够激发学生学习的兴趣,使学生对挥杆动作的方法、步骤都能有一个详细的了解,能够帮助学生建立正确的动作概念,更有利于学生对高尔夫挥杆技术的掌握。
(二)利用现代教育技术使高尔夫挥杆动作技术化难而易。
生理学家认为,当大脑皮层有关学习部位达到适宜的兴奋状态时,最容易建立暂时性神经联系,故可以缩短运动技能形成的过程。高尔夫挥杆技术动作看似简单,实则复杂、多变,利用现代教育技术通过大屏幕将复杂的动作用动画或影像展现出来,演示整个动作过程,这样更容易抓住关键动作,从而提高教学效果,缩短教学过程。
(三)利用现代教育技术能使学生建立清晰的动作表象。
清晰的动作表象是形成技能的重要基础,它来源于教师的讲解、示范、演示等教学过程。体育教学过程中有些技术动作很难用言语来描述清楚,教师的示范只能是完整联贯的技术动作,不可能停留在空中让学生看清楚了空中的动作,对于初学者来说,这样的示范在脑中只能留下支离破碎的模糊的印象,不利于他们的学习。而现代教育技术的慢放、重播、定格等功能,使学生看最完整的技术动作,在时空上再现已消逝的动作,使讲解和示范很好地结合起来,可以帮助学生比较清晰的建立动作表象,较好地解决了教学中的重点难点问题。
二、高尔夫专业课程教学对现代教育技术提出了新的需求
(一)教学观念的更新和硬件设备的投入。
在传统体育教学中,教师的讲解示范容易受到时间、空间等因素的限制,两者难以同步进行,有些技术的示范还受到教师身体素质的影响,难以从各个角度及速度来表现动作的关键技术。使得学生往往只能获得个别的或局部的动作概念,对所学技术没有一个完整印象,教学效果不理想。现代教育技术的慢放、重播过定格等功能,使学生看最完整的技术动作,在时空上再现已消逝的动作,使讲解和示范很好地结合起来,较好地解决了教学中的重点难点问题,也克服了教师因年龄、身体素质、项目技术特点等原因所造成的示范不准确的缺陷。高尔夫课程教学不仅仅是在球场练习动作,室内的理论教学和动作分析也是非常关键的。恰当地运用现代教育技术手段,能够使高尔夫技术教学起到事半功倍的效果。
(二)教学软件的开发。
在过去相当长的时间里,高尔夫球在中国被称为“贵族运动”、“有钱人的娱乐”;如今,高尔夫球运动因为其健康、绿色的特点,受到中国人的喜爱。虽然高尔夫球进人中国只有短短20多年的时间,但目前全国已经有500多个球场,300多万参与者。尤其是2009年10月9日高尔夫球被纳入运会,将促进这项运动在中国的普及和提高。因此,高尔夫专业人才的培养、高尔夫专业课程的教学也显得至关重要。
目前涉及到体育方面的教学软件、课件开发比较少,原因是体育课件的可操作性不强.体育课大多数是在室外上课,这就制约了体育教学课件的开发,因此开发体育教学课件应考虑到体育课的特点,开发出符合体育教学的课件。比如,目前市面上有某些高尔夫动作分析的软件出售,但是价格昂贵,不利于教师教学和学生自学的开展。
(三)网络技术的发展。
高尔夫专业课程教学需要搭建一个良好的网络教学平台。教师传授的知识是有限度的,而网络大容量的知识可以作为补充。建设高尔夫专业教学网站,把高尔夫专业教师、教练写的论文以及从网上收录的关于高尔夫方面的常识放到网站上,教师可以在课堂当中提出一些学生在实际生活中的一些问题,让学生通过在网上查询答案,学生也可以自己就练习中的一些问题在网上查询,能够培养学生的自学能力和探索精神。
1.新科学技术在发展过程中,更新的速度在逐渐地加快
就上个世纪而言,人类在发现电能,再到对电能的有效应用,这中间经历了二百八十二年;发现电磁波可以用来传递声音画面,到对电磁波进行通信事项的各种应用,这中间经历了二十六年。随着新科学技术的不断发展,新技术下的新产品更新速度非常快,新的产业体系频繁的出现,在新科学技术的发展中,信息技术是新科学技术最为集中的体现,体现出了新科学技术的快速发展以及各项指数的增加是信息技术对于新科学技术快速发展的体现,主要表现在以下三个方面:第一,计算机信息技术的发展。计算机信息技术的更新速度飞快,在计算技术这一领域中,相关的计算机技术对于社会经济的发展有着非常重要的作用,计算机技术对于各行各业中的发展都有着非常重要的意义,计算机信息技术的不断发展,正是信息技术快速发展的有力证明,同时也是新科学技术发展的体现。第二,光纤技术的发展。光纤技术从最初单根光纤的信息数据传递速度为每秒钟2M比特的数值,到如今增长到单根光纤对于信息数据传递速度为每秒钟1000G比特,增长的数值翻了很多倍,对于光纤制造中投入的资金成本也由最初的运用降低了很多倍。光纤技术的发展对于我国信息技术的更新起着非常重要的作用,光纤技术在应用于通信设备中时,不断更新的光纤技术提高了通信设备传递信息数据的效率与质量,光纤技术中传递信息数据速度的不断加快,正是信息技术快速发展的体现,同时也展现出新科学技术革命的发展趋势。第三,微电子技术的发展。微电子技术从开始变发展,到当代的发展历程中,一直都随着摩尔定律呈现快速的增长的趋势,在对相关单位面积中的信息数据储存量逐年的增大,对于数据信息的存储有着非常重要的意义。微电子技术在发展过程中,所使用的资金成本保持不变的状态。
2.新科学技术在发展过程中,不同的学科与技术领域之间相互的融合
新科学技术在应用于社会经济的发展过程中,对于社会经济发展中出现的各种疑难问题,单个的科学技术已经无法满足社会经济中对于相关问题的解决需求,对于疑难问题的解决需要各个学科、各种技术领域之间进行有效的融合,这也在新科学技术的发展过程中,形成了很多新的科学技术研究的领域,例如:信息科学、材料科学、环境科学等一系列科学研究方面,对于新科学技术中的学科内总类,较之前了翻了数倍。不同的学科玉技术领域之间相互的融合,是新科学技术在发展过程中的基本特征。就目前新科学技术的发展来看,各种科学与技术的融合与相互之间的作用、转化的速度逐渐加快,构建了一个相对完整的新科学技术体制,在这个新科学技术体制中,基本科学内容的作用在社会经济发展中的作用越来越大,为高新技术的发展指引了新的方向,以更加迅猛的速度向应用研究及开发这一方面转变着。
3.新科学技术在发展过程中,社会、人文科学与新科学技术的有机结合
在科学的发展过程中,各个方面、各个领域都体现出自然科学与社会、人文科学之间存在的内部关系。实践中的相关研究表明,在新科学技术的历史进程中,新科学技术与社会、人文科学的有机结合,很好地控制了新科学技术在发展中的种种因素。在人类社会的发展中,一个不确定的因素或者客观原因中的干扰,都可能在人类社会的发展过程中引起巨大的波动,当人类在面对社会中的经济、环境发展中,一个极小的、不确定的因素都会造成严重的后果,所以在人类社会的发展过程中,人类自主的对相关因素以及客观存在的干扰进行科学合理的控制与干预非常的重要。同时,这也需要对自然科学与社会、人文科学之间进行紧密的结合,在各种出现的问题中,都具有这综合性质这一特点,例如:资源问题、环境问题等一系列方面,既涉及了经济问题,也涉及了科技问题以及社会问题,对这些问题进行有效解决的过程中,自然科学的技术能力已经满足不了对于这些问题的解决需求,必须将各种技术、各门学科以及社会、人文科学中的内容知识进行综合的分析与研究。所以,在社会经济的发展过程中,技术操作人员、自然学科研究人员与社会、人文科学家之间的交流与沟通非常的重要,将他们有机的结合在一起,对于新科学技术的发展以及社会经济的发展有着非常重要的意义。
二、新科学技术革命对大学英语教育的影响分析
随着我国改革开放的不断深入,特别是中国在加入世界贸易组织的过程中,我国教育事业在发展中面临着巨大的机遇与挑战。英语这一种语言,不仅仅是人与人之间进行沟通与交流的工具,它还是各个国家在国际竞争中有力的武器。就目前我国教育事业的发展进程来看,我国的高等教育在发展中取得了不错的成就,尤其是英语这一门学科课程的教学,但是随着社会经济的不断发展,各行各业对于人才的标准与要求越来越高。英语这一种语言是国际经济贸易、文化交流中主要的沟通语言,随着外资企业在我国国内的发展与投资,国内企业在与外资企业进行合作与交易过程中对于英语人才的需求逐渐增加,而且随着企业合作规模的扩大化,对于英语人才的专业化水平的要求与标准更高。然而,就我国大学英语教育的实际情况来看,大学英语课程中的教学效果不理想,所投入的人力、物力资源与教学的结果不成正比,很多大学院校的毕业生在英语学习这一方面,达不到良好的效果,无法在实际交流中对英语进行有效的使用。所以,对大学英语教学质量的有效提供,是目前高等教育中必须解决的一个问题。
1.我国大学英语教育中教学的现状
就目前而言,我国大学英语教学中的教学发展极为失衡。我国的教育事业在发展过程中,由于各个地区之间的经济、文化差异,导致教育事业中教学质量、水平等一系列方面出现严重的失衡。不同大学中,不同班级的大学生对于英语这一门课程的学习期望也有不同,尤其是高等院校在扩大招生这一环节上,招收的学生中,有很多在英语这门课程中的基础非常的差,虽然高等院校在英语这一门学科课程中投入的人力、物力资源非常大,但是实际的教学效果却不能达到预期的目标,大学生在大学英语这一门课程的学习过程中,所学习的英语课程知识还不能够满足社会发展中,对于英语这一种语言的时间标准与要求。在大学英语教育的教学过程中,在教学方式、观念以及教学内容上还是偏向于对英语语言知识的教导,忽视对于学生在英语这门课程中英语能力的培养。如今在社会发展中,对于毕业生英语能力的要求与标准越来越高,社会经济发展中对于毕业生英语的听说能力的重视已经超过了读写能力,这就要求毕业生在英语这门课程中对英语听说能力进行有效加强。在大学英语教育的发展中,高等院校中英语师资队伍还不够全面,对于师资队伍的建设投入力度还有待加大。
英语教师的福利待遇差,缺乏自己提升的空间与机会,高等院校对于英语教师相关的规定不够人性化,对英语课程中的教材资料、设备设施投入资金较少,这一系列的原因导致了高等院校中师资队伍的不健全,英语教师在英语课程的教学过程中的热情不够高涨,对自身的职责没有一个积极自主的态度,大部分高等院校中的英语教师将自身的精力投放到其他事项中去,在其他的事项中寻找发展的机会,由于自身的经济情况差,英语教师经常需要身兼多职,这在很大程度上阻碍了英语教师在英语这一课程中的研究进程,极大地影响了英语教师的教学水平。在英语课程的教学过程中,由于教学观念与教学方式的老套,无法满足新时代中学生对于大学英语这一门课程的学习要求。
2.新科学技术革命给大学英语教育带来的挑战与机遇
大学英语教育是高等教学中一门重要的学科课程,新科技技术革命给大学英语教育的教学过程中带来了网络教学这一种模式,还有在大学英语教学中对于教学方式、观念以及师生关系等一系列方面的改变,英语教师与学生在新科学技术革命这一趋势下,对自己的位置进行了重新的定位,适应新的英语课程教学环境。大学英语教学的深化改革,不仅仅只是为英语教师在自身能力的发展中提供了空间,还为英语教师在对英语这一门课程进行教学科研提供了一个有效的平台,网络教学这一种新型的教学模式,是将传统的英语课程教学与现代信息技术相结合,构建一个科学合理的英语课程教学模式,对现代英语课程教学技术进行深入分析与探究,让其在英语教学中发挥出自身的作用,提高我国高等院校学生的英语听说能力。
1)促进英语教师教育的现代化与信息化进程。在我国大学英语课程的教学过程中,引用现代教育技术对学生进行英语课程教学,改变了以往单一、老套的教育方式、理念以及教学模式。现代教育技术在大学英语教育中,给大学英语教学提供了一个新的教学方式,使英语课程中枯燥的内容变得生动有趣,激发学生对于大学英语这一门课程的学习兴趣,提高了英语教师的教学水平以及学生在学习英语课程中的效率。现代教育技术在大学英语教育中的应用,有效地解决了英语课程在教学过程中受到地点与时间局限这一问题,学生可以通过计算机网络对英语进行学习,可以根据自身的英语水平选取适当的英语材料,促进了大学英语教学。
2)新科学技术革命给学生带来的挑战与机遇。网络教学这一环境,充分地调动了学生对于英语这一门课程的学习积极自主性,提高学生学习英语的能力,培养学生自身良好的学习习惯。大学英语的改革,给学生在英语学习上巨大的发展空间,给学生带来一定的机遇,同时也带来了挑战,学生在应对教育改革这一环境下教学方式、环境、观念的变化时,要用理性的眼光去看待。
三、结语
摘要:本文主要介绍了新型的信息技术在学校教育中的影响、应用及其给教育带来的变化。
关键词:信息技术;学校教育;应用
人类已经步入了一个崭新的世纪。展望未来,信息技术将是发展最迅速、影响最广泛的科学技术之一,以计算机和网络为核心的信息技术必将深入到人类社会的方方面面,必将改变人们的生活、工作和学习。《信息技术》课程在中小学的开设是全面实施素质教育的前奏,信息技术在学校中得到了广泛的应用和影响。
一、对学生的影响
以培养创新能力为指导思想的信息技术对学生的影响很大。信息技术有效的将探究式的学习方法传授给了学生,使学生在具体活动过程中,能够充分发挥主观能动性,积极主动地完成任务。同时,能够理解信息技术的基本知识、掌握基本技能,并灵活应用到学习和生活中。
信息技术还注重人文精神的渗透,引导学生在学习和实践的过程中了解信息技术的发展史,正确理解信息技术与人类社会的关系,形成良好的道德观念和行为规范。
二、对教师自身素质的影响
随着信息技术进入校园,教师中大多数由很少接触电脑,通过培训,现在都能熟练使用它,并进行课件的制作。这个转变是教师本身素质的转变,是从单靠黑板、粉笔等传统的教学方法与手段向应用现代教育技术的教学手段转变。这是一个质的飞跃,教师的这种飞跃,是由传统向现代化的飞跃,从而进入到我国现代教育技术改革的前沿。
信息技术的传播,特别是多媒体技术的应用过程,就是教师的学习和使用现代教育技术手段的过程。一个课件要凝聚教师的教育思想、业务水平、现代教育技术操作的基本功等。所以现在教师不仅是懂教学有经验的教师,更是会运用先进的教学思想和先进的教育手段进行教学的教师。加快了进入信息化时代的步伐。
信息技术的应用改变教师以往上课的方式,比如,过去对抽象的、难理解的内容,教师要花费很多时间去讲解,而如果运用多媒体课件就能用形象具体的手段,让学生弄清楚。所以信息技术的应用对教师的素质和教学都产生了影响。这种影响促使教师去掌握先进的教育技术。
教师应用信息技术进行多媒体教学,同样也影响了学生的学习,通过多媒体有声有色的内容,能加深学生对所学知识的掌握,学生视野变得更广阔,学生学习的不再是单一的知识点,而是从综合的知识面上学习。教师采用多媒体进行教学,不仅拓宽学生的求知领域,而且丰富了学生的求知视野,学生学习不仅有广度也有深度,既发展形象思维,也发展抽象思维,学习变得更轻松,更有兴趣。使学生更容易接受知识,与社会更接近,与自然更紧密地联在一起,激发学生爱科学的兴趣。也减轻了学生的学习负担,有利于学生身心健康的发展。教师的工作也利于开展。
三、对学校的影响
信息技术在英语课中的辅助作用是巨大的。网络课件的网状呈现形式,让学生试听感知,助任务阐述;网络资源丰富,助情景创设;个性化特征,助个别辅导;网络交互功能,助协作学习,创新实践;共享性特征,助综合交际。笔者通过下面的案例阐述整合课的教学模式。本课话题是节日(Festival)。其教学目标为谈论中西方重要节日。这节课教学内容多而广。我制作了专题教学网页,把这堂课安排在配备了宽带网络的计算机教室里进行,学生一人一台电脑。
(一)课前分工,准备就绪。我布置以三人为小组的课前任务,准备介绍一个中国传统节日。三人的角色分别是资料员、课件制作员和解说员。具体内容为:学生上网寻找相关资料,把收集到的资料进行筛选和整理,制作成PowerPoint课件。
(二)创设情境,激趣导入。“施之以教,贵在引导。”上课开始后在每位学生眼前展示的是网络课件页面。上面呈现着可爱的雪人和漂亮的圣诞树,同时播放着圣诞节歌曲《雪绒花》。看着画面,听着音乐,学生很是兴奋。我问他们能否猜出今天要讨论的话题。很多同学脱口而出:Christmas。我笑着说:“Christmasisoneofthemostimportantfestivals.Todaywewilltalkaboutmorefes-tivals.”从而引出了主题,形成了强烈的视听共鸣,激发了学生的兴趣和求知欲。
(三)学生展示,分享成果,体验成功。引出主题后,是学生展示板块。各组代表把课前准备好的节日信息上台介绍给大家。他们一边展示着的漂亮的图片,一边用英语流畅地介绍着节日起源,庆祝方式,饮食文化等。他们津津有味地讲解着,下面的同学认真地听着。各代表讲解完后,台下响起了热烈的掌声。同组的课件制作者和资料员也露出自豪的笑容。台上台下热情高涨。
(四)视听交融,生动直观,拓展知识。学生展示的都是中国传统节日,那怎样让学生了解西方的重要节日呢?我用flash和video播放相关的短片,使学生直观的了解外国人是怎样庆祝这些节日的。如在万圣节的教学中,我播放了该节日的flash,里面有南瓜灯,奇特的服装,化装晚会及万圣节的经典活动。观赏后,我给学生几个关键词,在图片和音乐的辅助下,让他们简单描述相关信息。
(五)网络资料,自主学习。古今中外的节日很多,不可能在课堂上一一呈现,所以我就给学生腾出一部分时间,让他们在网页的database(资料库)上自主地了解更多的信息。根据这些文字材料所提供的信息,做个英语泛读训练。
(六)合作交流,口语交际,笔头落实。自主学习后,我又给学生一自由发挥的话题:Designafestival———创设新节日,包括节日的名字,日期,意义,象征物,庆祝活动等。让他们四人为一小组,讨论交流。这个任务激起学生说的兴奋点,成员间用英语交流,并互相指正。此后,各个同学通过chatroom(聊天室)把自己的想法写在上面,与其他组同学分享想法,并落实在笔头。
(七)课后练习,课堂延伸。网页上我还为学生提供课外学习的板块。他们可以点击grammar按钮,里面有本单元的的分析。他们也可以做self--test板块的练习.此外,学生还可以给老师写e—mail,写下自己的疑惑或建议,教师及时给予解答和反馈。
(八)作业布置,分层要求。必写作业选择一听读背默教材中的范文。选择二:写作:Myfavoritefestival弹性作业:网上欣赏有关节日的歌曲或诗歌,并学唱或学颂一首。
二、案例简析
在整个教学过程中,教师是教学的组织者、导航者、任务的布置者和情感的驱动者。在信息技术协作下,英语教学得以实现更深的层次化和最优化。这样的整合课旨在培养学生自主学习、合作探究、信息筛选等能力。借助信息技术,课堂直观形象,内容涉及更多更广,提高学生课堂积极性和参与度,提高英语表达能力,教学效果颇佳,并实现师生之间情感上的交流。此外,课外的延伸和分层,也体现了因材施教教学原则。
三、结论
对于接受特殊教育的学生来说,数学教学内容比较难以掌握,将多媒体技术应用其中,能够将数学教学中涉及的图形、关系图等通过三维立体图形直观展示出来。多媒体技术在数学教学中的应用,使得接受特殊教育的学生能够迅速地消化抽象难懂的数学知识,增加学生的学习兴趣,使得教学效果显著提升。
一、特殊教育数学教学中多媒体技术的应用
1.充分利用多媒体,提升数形结合教学的精度
数学教学中,书本上的知识阐述得比较抽象,学生在固定的教学模式中,很容易产生厌烦感,因而对数学学习失去兴趣。在传统的教学模式下,教师只是在黑板上进行图形简单绘制,该种形式在简单的习题教学中效果比较显著,但是在复杂的图形教学中,难以体现出数学教学的直观性。例如,在数学立体几何教学中,接受特殊教育的学生由于生理或者是心理上与正常学生存在一定的差异性,面对立体几何既抽象、又具体的知识难以理解。为了促进特殊教育,增加特殊学生的理解能力,教师要借助多媒体设备,在课堂上模拟空间图形,对学生的思维进行引导。
2.应用交互式白板
在特殊教育学校数学教学中,采用多媒体技术,通过精密的电子图案制作,来帮助学生理解立体数学问题。在新时期,新课程改革的背景下,数学教学应该与科技接轨,以科技信息技术为依托,实现科技化的数学教学,帮助学生理解抽象的数学知识。其中电子交互白板为一种应用率极高的多媒体技术,在特殊教育中应用效果显著。交互式白板的绘画功能是黑板所不具备的,在智能黑板下能够直接绘画,图形丰富,颜色饱满,教学内容更加形象。教师可以利用交互白板中的绘画功能,制作出本节课中所需要的图形。
在几何图形教学中,传统的黑板教学难以在短时间内生动地向学生展示图形的变换,但是交互式白板却能够完成教学。该种多媒体技术在数学教学中的应用,一方面能增加课堂教学趣味性,另一方面能提升图形的精度。在Active Ispire软件中,能够进行几何图形的转换,图形的尺寸、角度也可以变化。虽然该软件的精确度不高,但是,在实际数学教学中能够贴近学生生活实际,学生在实际操作时,能够利用交互白板中虚拟的工具进行实验操作。
3.多媒体技术在数学教学中与其他学科的融合
与传统的教学方式相比,多媒体技术在特殊教育教学中的应用教学效果显著,在学生的接受方面效果也比较显著。但是对于该教学技术的应用,应该掌握一定的度,教师在实际教学中,不能完全依赖多媒体,需要注重与其他学科之间的融合。在实际的教学活动开展中,需要吸取传统数学教学的精华,在必要的教学环节中,应用多媒体创设教学情境。为了开展综合性的特殊教育,避免教育出现偏颇,可以通过多媒体技术为学生创设一定的教学情境,加入其他学科的教学内容。如在数学教学中以多媒体为背景,加入音乐教学,既营造了教学氛围,也促进了数学教学与其他科目之间的融合。
二、特殊教育数学教学中多媒体技术应用的影响
第一,以简洁的教学方式实现数学教学效果。由于接受特殊教育的学生,其身心存在着一定的缺陷,那么在对该类学生进行教学中,应用多媒体技术,能够将他们眼中原本复杂的图形简单化,避免这些复杂图形对于学生思维的干扰。同时在多媒体技术的支持下,能够在数学图形分析中,帮助学生直接找到教学中的重点。
第二,以直接的教学方式实现教学目标。多媒体技术在数学教学中,最大的特点就是具有一定的灵活性,能够将教学中所需要的模型直观地展示给学生,以数形结合的方式,变单一的叙述性知识转化为图形,就能够将主从变量之间的关系直观地展现给学生。
第三,以新颖的教学方式吸引学生的注意。多媒体教学形式新颖,能够针对同一个问题,以创新性的图形解答,能够将多元化的解题思路带给学生。数形结合的教学模式需要具有一定的创新性。创新是教学中的重点内容,不仅能够吸引新学生的注意力,同时还对学生发散思维培养具有积极的作用。
综上所述,接受特殊教育的学生在数学学习上存在着一定的困难,接受能力比较低,教师教学活动难以开展。随着科技的不断发展,多媒体技术应用到数学教学中,以简洁的教学方式实现数学教学效果,以直接的教学方式实现教学目标,以新颖的教学方式吸引学生注意力,将教学中所需要的模型直观地展示给学生,促进了特殊教育数学教学的开展。
关键词:图像融合;医学图像;多模态;小波变换
中图分类号:TP301文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)09-2122-04
1 背景知识介绍
图像融合是指综合两个或多个源图像的信息,以获取对同一场景的更为精确、全面和可靠的图像描述。它将不同传感器所采集到的关于同一目标的多幅图像,或同一传感器在不同时间采集到的关于同一目标的多幅图像,经过一定的图像处理算法,提取各自的有用信息,生成一幅能够更加有效地表示目标信息的新图像。从信息论的角度讲,融合后的图像将比组成它的各个子图像具有更优越的性能,综合信息大于各部分信息之和,也就是说,融合的结果应该比任何一个输入信息源包含更多的有用信息[1]。
图像融合通过多幅图像间的冗余数据处理,提高图像的可靠性;通过对多幅图像间的处理,提高图像的清晰度。与单一、孤立的原始图像相比,经融合得到的图像更适合人或饥器的视觉特性,可以提供更多的目标信息。比如,由于受到云、烟雾、照明环境以及传感器固有特性等因素的影响,通过单一传感器所获得的图像信息不足以用来对目标和场景进行更好的检测、分析和理解.将一些成像条件相同、镜头聚焦目标不同的多个图像,通过图像融合技术处理可以得到一幅目标清晰的融合图像[2]。
图像信息融合按信息抽象程度的不同(也对应完成不同级别的功能)可分为3个从低到高的层次:像素级(原始数据)融合、特征级(或目标级)融合、决策级融合。
图像融合从配准的图像出发,经过特征提取、属性判决而得到融合结果。上述三个层次与图像工程的三个层次有一定的对应关系,在实际中要根据需要选择和结合不同层次融合的特点,获得全局最优的效果。
多模态医学图像融合技术是20世纪90年代中期发展起来的一项高新技术,也是当前国内外在医学图像处理与分析研究中的热点之一。医学图像融合则是指对医学影像信息如CT、MRI、SPECT和PET所得的图像,利用计算机技术将它们综合在一起,实现多信息可视化,对各种医学影像起到取长补短的作用。
2 多模医学图像融合技术
2.1 多模医学图像融合的主要步骤
多模医学图像的融合是建立在两种或多种不同模态医学图像配准基础之上的,它可归纳为三步,如图1所示。
第一步是预处理。对获取的两种或多种图像数据分别进行去噪、增强以及分割图像特征的提取等处理,统一两种数据格式、图像大小和分辨率,对序列断层图像做三维重建和显示;第二步是配准。配准是指对图像寻求一种或一系列空间变换,使它与另一图像上的对应点达到空间上的一致。配准主要解决的问题是两幅图像之间的几何位置差别,包括平移、旋转和比例缩放等基于对特征空间、相似性准则和搜索策略的不同选择,配准方法可分为基于全局域准则的方法、频域傅立叶法、基于特征的匹配法和基于弹性模型的匹配法;第三步是融合。图像在空间域配准后便可选择不同的融合算子和融合规则进行融合。本文主要讨论第三步融合,以下介绍的各种融合技术都是在配准之后的基础上进行的。
2.2 医学图像融合算法
目前常用的医学图像融合技术包括:加权平均法、多分辨金字塔法、小波变换法、基于假彩色技术的融合算法及基于调制技术的融合算法等。下面就其中几种方法作进一步的说明,由于基于小波变换的方法在图像融合技术中的重要性,将在下一节详细介绍。
2.2.1 简单图像融合方法
像素灰度值极大(小)法:设g1(x, y), g2(x, y)为两幅输人图像,f(x, y)是融合图像。则像素灰度值极大法为f(x, y) = max{g1(x, y), g2(x, y)}
此方法只需要对两幅配准图像取对应点的极大值即可。像素灰度值极小法思想相同,只须取原图像对应点的极小值即可。这些方法简单,效果一般,应用有限。
加权平均法:加权平均法同是一种最简单的多幅图像融合方法,也就是对多幅图像的对应象素点进行加权处理。这种方法的优点是简单直观,适合实时处理,但实现效果及效率较差,其难点主要在于如何选择权重系数。
基于图像分割的融合方法:这种方法是以一幅待融合的图像为基准,从另一幅图像中分割出感兴趣的部分(通常是病灶),然后对两幅图像进行配准,建立空间映射关系,将一幅图像上的特征映射到另一幅图像上。比如我们可以利用CT图像空间分辨率好的特性,以它为基准,再利用MRI图像对软组织成像清晰的特性,从中分割出病灶,经过配准、融合得到新图像。该方法的特点是图像的融合效果好,难点在于如何自动准确地分割出ROI。医学图像由于其对比度低、细节丰富、边缘模糊等特点,分割更为困难。常用的边缘检测算子有Roberts、Sobel、Canny等。其中Canny算子因其有良好的信噪比而使用较多。文献[7]提出一种用改进的Canny算子对病灶轮廓提取的方法。此外,我们还可以使用小波或神经网络等智能方法进行病灶特征的提取。
2.2.2 多分辨金字塔形分解融合法
这是一种多尺度、多分辨率的图像融合方法,其融合过程是在不同尺度、不同空间分辨率、不同分解层次上进行的。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态学金字塔被统称为多分辨金字塔。多分辨金字塔方法是目前较为常用的图像融合方法。在这类算法中,原图像不断地被滤波,形成一个塔状结构。在塔的每一层都用一种算法对这一层的数据进行融合,从而得到一个合成的塔式结构。然后对合成的塔式结构进行重构,最后得到合成的图像,合成图像包含了原图像的所有重要信息。
2.2.3 智能图像融合
2.2.3.1 神经网络方法
自1986年BP神经网络模型诞生以来,神经网络在各种领域获得广泛应用。神经网络适合于非线性建模,具有自学习、自组织、自适应能力。在进行图像融合时,神经网络经过训练后把每一幅图像的像素点分割成几类,使每幅图像的像素都有一个隶属度函数矢量组,通过对其提取特征,将其特征表示作为输人来参加融合。文献[11]给出一种自组织特征映射(SOFM)神经网络融合算法,文献[12]是一种基于知识的神经网络(KBNNF)融合算法。
2.2.3.2 演化方法
演化方法模拟自然界生物演化过程,具有自适应、自学习和鲁棒性强等特点。另外,演化计算对于刻画问题特性的条件要求较少,效率高且易于操作,目前已广泛应用于各种领域中。文献[13]给出了基于进化策略和HIS变换的图像融合方法,其效果优于传统算法。
2.3 基于小波变换的图像融合算法
2.3.1 图像的二维小波分解
图像是二维离散信号,对它的分析和处理需要使用离散二维小波变换。Mallat提出了小波变换的快速分解与重构算法,利用两个一维滤波器实现对二维图像的快速小波分解,再利用两个一维重构滤波器实现图像的重构。
二维小波分解和重构各使用一组滤波器,分解使用一维分解低通滤波器L和高通滤波器H;重构使用一维重构低通滤波器L'和高通滤波器H'。在分解阶段,首先使用低通滤波器L和高通滤波器H对图像的每一行进行滤波得到两组矩阵系数。然后,使用低通滤波器和高通滤波器对两组系数矩阵的每一列滤波。这样,1副图像经过第1级小波分解,产生4副子图像LL、LH、HL和HH。3幅细节子图像LH、HL和HH分别包含原图像在水平、垂直和对角线3个方向上的高频信息,而近似子图像LL是原图像低通滤波版本。另外,这副子图像还是下一级分解的输入。因此,一幅图像经过N级小波分解产生3N+1副子图像。在同一分解级上的子图像尺寸相同。合成运算首先对子图像的每一列使用低通滤波器L'和高通滤波器H'滤波,然后对得到的图像的每一行滤波。
图像经二维分解之后,分别得到图像的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角方向的高频分量,下图是图像经三层小波分解的结果。
上述过程即金宇塔形小波分析,另外对图像的分解还有树状小波分析、多小波分析、提升小波分析,它们较之于金宇塔形小波分析,具有更多优点,在试验中能够获得更好的效果。现今大部分对小波图像融合的研究重点一般集中在两方面:一是使用不同的小波基函数和不同的小波分析方法;二是后面讨论的在进行系数融合过程中对融合策略的改进及融合算子的选择研究。
2.3.2 基于小波变换的图像融合过程
基于小波变换的图像融合,就是将待融合的原始图像经过特定的小波变换得到小波图像序列,在不同的特征域(如高频和低频图像)上的图像序列采用不同的融合规则进行融合以得到小波图像序列,最后将融合后的小波图像序列经过小波逆变换(重构),得到多传感器图像的融合图像。基于小波变换的图像融合过程(如图3所示)。
两幅图像融合的基本步骤如下:
1) 对A、B两幅图像分别进行小波变换,建立各待融合图像的小波金子塔图像序列;
2) 分别使用不同的融合算子作用于各个分解层的不同高频子图像以及最高层的低频子图像,从而得到融合后的小波金子塔图像序列;
3) 对各分解层进行小波反变换,最终所得到的图像就是融合图像。
2.3.3 基于小波变换的融合规则
基于小波变换进行图像融合的关键是系数组合,即为获得质量尽可能好的融合图像,以适当的方式合并系数的过程.合并系数的方式称为融合法(Fusion Rule).融合法则由活动水平测度(Activity-Level Measurement)、系数分组方法(coefficient Grouping Method)和系数组合方法(Coefficient Combining Method)组成,对这三者的不同选择形成不同的融合法则[17]。
目前小波域的融合规则主要分为两种:基于单个像素的和基于区域特征的融合规则。前者主要包括:(1)小波系数的直接替换或追加;(2)最大值选取;(3)加权平均等。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。
基于像素的融合规则在融合处理时表现出对边缘的高度敏感性,使得在预处理时要求图像是严格对准的,否则处理结果将不尽人意,这就加大了预处理的难度。基于区域的融合规则由于考虑了与相邻像素间的相关性,降低了对边缘的敏感性[18],所以具有更加广泛的适用性。
2.4 不同融合算法的评估
由于图像融合技术所面向的研究对象的多样性和复杂性,至今尚未找到普适的参量能对所有的图像融合结果作标准量测。不同融合方法的结果,可用目视判别:优点是直接、简单,可直接根据图像处理前后的对比做出定性评价,缺点是主观性较强。
为了进一步客观定量评价融合效果,从融合图像包含的信息进行分析,对不同类的图像融合结果所采用的定量评价参量有熵、交叉熵、平均梯度、标准偏差、光谱扭曲程度、互信息量等,且不同的文献资料对这些参量的具体定义存在差异。下面介绍几种常见的定量评价指标。
1) 信息熵
图像的熵值是衡量图像信息丰富程度的一个重要指标.融合前后的图像其信息量必然会发生变化,计算信息熵可以客观地评价图像在融合前后信息量的变化。根据Shannon信息论的原理,一幅图像的信息熵为。
在某种程度上可以认为,如果融合图像的熵越大,表示融合图像的信息量越大,融合图像所含的信息越丰富,融合质量越好。
2) 交叉熵
交叉熵(Cross entropy)亦称相对熵(Relative entropy),交叉熵直接反映了两幅图像对应像素的差异,可用来度量两幅图像间的差异,确定各种融合效果的优劣。交叉熵越小,说明融合后图像与标准参考图像问的差异越小,即融合效果越好。若标准参考图像为尺、融合后图像为F,则参考图像尺与融合图像F的交叉熵为:,式中pRi表示参考图像尺中灰度级i出现的相对频率;pFi表示融合图像F中灰度级i出现的相对频率。
3) 平均梯度值
平均梯度是敏感反映图像对微小细节反差和纹理变化特征表达的能力,同时也反映了图像的清晰度,一般平均梯度越大,图像层次越多,融合后图像纹理越清晰,融合达到了提高空间分辨率的目的。
这里,M和N分别是图像的行数与列数。
Ix=g(i+1,j) - g(i,j)
Iy=g(i,j+1) - g(i,j)
式中g(i,j)为(i,j)像素点的灰度值。
3 医学图像融合技术的应用
作为当今医学影像技术研究中的热点问题之一,多模态医学影像融合技术的研究及其研究成果,对临床治疗有着重要的意义。医学图像融合经过近些年的研究,已经应用在影像诊断、临床治疗中,国外已经有了产品化的融合软件系统。
3.1 图像融合在颅脑成像的应用
由于脑组织有颅骨的限制与界定,相对较为固定,容易确定标志进行准确配准。目前,临床主要进行颅脑的图像融合。融合图像精确定位颅内病变,提高诊断准确性:形态学成像与功能成像的图像融合,可精确定位功能图像所示异常改变区,提高诊断的准确性。丁里等研究认为,SPECT与MRI融合可精确判断rCBF减少的范围及部位,为脑变性疾病和脑血管病的诊断提供标准化方法。例如:融合图像可精确确定脑变性疾病rCBF减少及消失区,尤其当其位于额叶、颞顶枕交界等与神经心理功能有关区域时,融合图像研究结构和功能改变与临床神经心理改变之问关系更佳。
原发癫痫病灶的准确定位一直是困扰影像界的一大难题,许多学者利用融合技术对此做出了富有成效的探索。例如:于发作期和发作间期,对癫痫患者分别进行SPECT检查,将二者的图像相减,再分别与MRI图像融合,可使功能损伤的解剖学标记更准确,以SPECT所示的局部脑血流定位大脑新皮质的癫痫灶进行准确定位,从而为立体定向外科手术提供重要依据。
3.2图像融合在体部成像的应用
感兴趣区在图像采集中无变形和失真是图像融合的前提。由于多数体部脏器的形状不规则,又易受呼吸运动影响,较难做到准确匹配,故图像融合应用于体部成像的报道还比较少,主要从受呼吸运动影响相对较小的颈部和盆腔开展研究工作,但是对受呼吸运动影响较大的肝、胰和肺等脏器也尝试进行融合。Magnani等证实,CT/PET对非小细胞肺癌侵犯纵隔淋巴结的分期诊断,融合图像比单纯应用CT或PET更为准确。
4 多模医学图像融合技术的最新进展与前景
4.1 图像融合技术新进展
在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现。像素级图像融合的最新进展[22],主要有图像融合理论框架、实时融合系统集成、统计学方法、新的图像分解方法、神经视觉生理学方法图像融合与图像处理算法的互相结合、基于成像物理模型的融合方法、自适应优化图像融合研究、基于图像融合的目标识别和跟踪算法研究等。
其中新的分解方法有:
1) 矩阵分解法:文献[23]认为从不同传感器获取的图像,可以看作是融合图像乘以不同的权重,故可以使用非负矩阵分解技术来进行图像融合。
2) 易操纵金字塔分解:易操纵金字塔是一种多尺度、多方向、并具有自转换能力的图像分解方法,它把图像分解成不同尺度、多方向。与小波变换不同,它不止三个方向的子带系列,不仅保持了紧支集正交小波的特点,而且具有平移不变性及方向可操纵等优点。使用基于拉普拉斯变换、小波变换的融合方法,即使待融合的图像间存在较小的配准误差,也会引起融合图像的严重退化,出现双边缘以及虚假成分,而基于易操纵金字塔的融合方法能够克服这些缺点。
3)Hermite变换:由于Hermite变换基于高斯梯度算子,所以对图像融合来说,具有更好的图像表示模型。
4.2 医学图像融合技术难点与存在的问题
医学图像融合技术难点与存在的问题目前,医学图像融合技术中还存在许多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以至现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑,肿瘤成像等;其次,由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同方法融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果,有时还需要利用到医生的经验。
4.3 医学图像融合技术的研究前景
在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现,其中小波变换在图像融合中的应用,基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向[25]。目前,图像融合主要应用于体层成像。随融合技术不断进步,其在非体层成像方法(例如:x线平片、超声等二维图像)的应用逐渐增多,并具有较高的临床价值。随着三维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视,三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。另外,在医学图像的压缩、计算机辅助科学、图像存档及通信系统、远程医学等方面,图像融合技术,都有巨大的发展空间。
综上所述,医学图像融合可综合各种影像学技术的优势,提供丰富信息,对疾病的诊断、治疗、判断预后和观察疗效均有重要意义。医学图像融合研究虽起步较晚,但发展很快,各个学科间的交叉渗透是发展的趋势。我们有理由相信,随着研究的不断深人和技术的不断成熟,医学图像融合技术一定会得到越来越广泛的应用。随着该技术的不断完善,图像融合可能成为临床常规应用的方法之一。
5 结束语
近十几年来,图像融合技术虽然得到了快速发展,并在很多领域得到成功应用,但是由于其自身理论仍然不够成熟,因此仍在不断发展和完善中。其中存在的主要问题有:1) 缺乏完备、系统的理论。目前,对数据融合的方法研究尚处于初步阶段,许多新技术如人工智能、神经网络、模糊理论等在数据融合方面的应用研究还处于初级阶段。目前为止还没有出现一整套完备、系统的理论来推动该领域的发展。此外,还需要研究建立相应的融合标准和评价方法。2) 快速实时算法。由于图像的特殊性,在设计图像融合算法时一定要考虑到计算速度和所需的存储量,如何得到实时、可靠、稳定、实用的融合算法和硬件电路是目前的一个研究热点。3) 对于像素级融合而言,作为一个广义上的图像预处理,对目标探测识别的贡献很有限,而且应用也很受限。要想从图像融合中获得目标的更多信息,就需要特征级融合乃至决策级融合。而研究特征级和决策级图像信息融合的文献没有研究像素级融合问题的文献多,这是一个具有挑战性的重要研究领域,图像序列以及视频信息的融合问题也是非常有意义的研究课题。
小波变换用于图像融合有不少优点:图像经小波分解后,不同分辨率的细节信息互不相关,这样可以将不同频率范围内的信号分别组合,产生多种具有不同特征的融合图像;图像在不同分辨率水平上的能量和噪声不会互相干扰;融合图像的块状伪影亦容易消除。图4为使用Dabechies小波进行分解并进行融合的例子。
基于小波变换图像融合的优点,小波变换在医学图像融合中的应用已经受到大家的普遍重视,是融合研究的一个新热点,而且目前多分辨小波分析技术已经成为多分辨图像融合的一种主流技术。由于小波分解的快速算法能实现图像的实时融合,我们相信采用基于小波分析的医学图像融合方法具有广阔的应用前景。
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教育技术是通过创造、使用、管理适当的技术性的过程和资源,以促进学习和提高绩效的研究与符合伦理道德的实践。1990年出版的《教育大辞典》,把教育技术视为“人类在教育活动中所采术手段的总和,包括物化形态的技术和智能形态的技术两大类”。1994年美国教育传播与技术协会将教育技术定义为:“教育技术是为了促进学生的学习,对有关的学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践”。
现代教育技术以计算机为核心的信息技术在教育教学中的理论与技术,运用现代教育理论和技术,通过对教学过程和资源的设计、开发、应用、管理和评价,以实现教学现代化的理论与实践。
二、浅析小学语文教育
语文是一个综合性很强的学科,语文的学习是其他学科学习的基础。在学习语文的过程中凸显了教育的隐形作用,对其他很多学科都起着潜移默化的作用。小学语文教育是整个义务教育阶段最重要的组成部分,它的重要性是任何一个教育阶段都无法替代的。
一位教育家曾经说过,数学是所有科学的基础,而语文则是这个基础的基础。在九年制义务教育早已推广的今天,我认为小学语文更是学习基础之根。小学生的头脑几乎还处在知识空白阶段,语文教育此时的任务就是传授基本知识,教会他们思维,让他们接受正确的价值观、人生观。
三、现代教育技术对小学语文教育的影响
下面本文从对课堂的影响、教师的影响、学生的影响三个方面浅析现代教育技术对小学语文教育的影响。
1.对课堂的影响。课堂是学生学习的场所。教师会在上课时,教导学生去学习。传统的上课方式就是用粉笔板书,老师也会带领大家读课文,但相对来说还是很枯燥。现代教育技术的发展带来了多媒体与网络化的教育应用的迅速成长。在课堂上运用基于网络多媒体技术教学不仅可以使教学内容丰富化、时尚化、直观化,而且能够增加学生的求知欲望和学习兴趣。
在小学语文课上有很多关于自然、人文风景的课文,比如人教版小学语文教材第二册的《草》、《春风吹》、《浪花》,第三册的《梅花》、《江雪》、《秋天》、《清清的溪水》、《初冬》、《看雪》,第四册的《咏柳》、《春雨》、《葡萄沟》、《难忘的泼水节》、《看月食》,第五册的《美丽的小兴安岭》,第六册的《赵州桥》、《参观人民大会堂》,第七册的《观潮》,第八册《圆明园的毁灭》,第九册《海上日出》、《夕照》、《迷人的张家界》,第十册的《白杨》、《黄河象》,第十一册的《桂林山水》、《林海》等等,我们可以在课堂上充分利用互联网的搜索功能给学生们自发的寻找素材的机会,通过课堂的多媒体教学播出视频、音频、图画等。这样小学语文课将变得生动有趣,同时加强了师生的互动性,而且也提高课堂的教学质量。
2. 对教师的影响。在柳海民主编的《教育学原理》中指出“教师在教学过程中起主导作用”。虽然现代是“以学生为中心”的教育,但在这样的教学理念下更加突出了教师角色的重要性。在小学语文教育的课堂上教师的作用主要表现在引导学生丰富语言的积累,培养语感,发展思维,初步掌握学习语文的基本方法,养成良好的学习习惯,使他们具有适应实际需要的识字写字能力、阅读能力、写作能力、口语交际能力,正确地理解和运用祖国语文。同时,教师要使学生通过语文课程优秀文化的熏陶感染,提高学生的思想道德修养和审美情趣,使他们逐步形成良好的个性和健全的人格,促进德、智、体、美诸方面的和谐发展。
在现代教育技术的冲击下,为了能够更好的进行讲授课程,也为了能够更大程度地提高小学语文的教学质量,迫使我们的小学语文教师必须能够熟练操作现代教育工具,如网络计算机、多媒体设备等。小学语文教师跟上了教育技术的进步,一方面通过学习现代教育技术提高了自己的综合素质,另一方面小学语文教师通过现代教育技术接触新事物为自己的授课内容增添了丰富的资源,授课内容也变得妙趣横生。
3. 对学生的影响。在传统教育中,教师是主体,是中心。现代教育技术是“以学生为中心”的教育。
小学生活泼好动,注意力较差,思维中具体形象的成分占优势,概括水平的发展处于概括事物的直观的、具体形象的外部特征或属性的直观形象水平阶段。小学语文课是一门内容丰富、知识宽广的学科,而且需要学生记的内容相当丰富。在现代教育技术引进小学语文课堂的情况下,学生可以主动的参与到学习当中,更具有操作性。现代教育技术的运用使学生们可以更具体的、动态的、直观的学习小学语文的知识。通过增加学生的求知欲望和学习兴趣极大的提高了学生的记忆内容,依靠现代教育技术手段,既提高了学生们在小学语文课堂上的学习的效率,又让他们体验到学习的乐趣。
【注释】
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