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某一系统疾病的临床诊断过程以泌尿系统疾病为例,在临床上,泌尿系统疾病涉及肾上腺、肾脏、前列腺、输尿管、膀胱、尿道等部位,泌尿外科医生的临床诊断思维在形成过程中除了应具备大量的医学专业知识之外,还要具备认识客观事物的正确思维方法。疾病是一个客观事物,人们对客观事物的认识,即对疾病的认识,都要通过感性认识上升到理性认识。临床诊断要经历初步诊断、会诊、确诊等几个阶段,这个过程是泌尿外科医生对所获得的泌尿系统疾病信息进行临床思维,并进行分析、判断、推理,最终将信息形成疾病诊断的过程。正确处理医学影像高新技术与临床诊断思维的关系医学影像高新技术使外科医生的视野扩大了,并克服了过去脏器诊断的模糊性。随着医学技术的发展,CT、核磁共振等已成为肾脏等腹膜后器官检查的重要工具,而医学影像高新技术在各科中的广泛应用,极大地提高了诊断水平。医学影像高新技术的进步,不但使医生得到了对疾病的深层次认识,也使其对临床思维方式提出新的要求。例如,CT、MRI在成像手段上具有很高的创造性,它集计算机、物理学、生物工程学等于一身,形成了影像数字化。其高分辨及薄层技术可以对局部较微细的结构进行分析,从而对临床产生深刻的影响。事实上,诊断手段越先进,越要发挥人的能动性和创造性,越要求影像专业的各科医生具有更高的综合判断能力。所以,面对大量的影像高技术参数,临床理论思维方法要求更完善、更全面,就越要求各科医生具有更高的综合判断能力和临床水平。
在疾病诊断过程中,处理好医学影像传统技术与医学影像高新技术的关系
医学影像传统技术和高新技术对于疾病的诊断都具有重要的作用。因此,探讨两者的辩证关系,对医学影像技术在临床各科的合理应用具有现实意义。3.1医学影像传统技术医学影像传统技术是各项高新技术的基础,它已有百余年的发展历史,具有以下特点。医学影像传统技术具有“简”、“便”、“廉”的特征例如,腹部平片(KUB)就是最基本最典型的医学传统技术,它简单方便,易于实施,且费用低廉,因而成为最基本的技术技能。我校第二附属医院2007年门诊总人数为21062人,虽只有922人检查了腹部平片,但确诊为结石的患者有645人,其阳性率为70%,便能充分说明医学影像传统技术具有“简”、“便”、“廉”的特征。医学影像传统技术在适用范围上具有广泛性例如,肾绞痛患者的KUB传统技术,适用于所有的医疗卫生机构。静脉肾盂造影(IVP)可以作为泌尿外科大部分疾病的常规检查,我校第二附属医院2007年IVP检查人数为806人,阳性率为65%,这足以说明IVP等影像传统技术具有很高的临床价值。影像传统技术是发挥影像高新技术的基础例如,X-CT检查是一种目前已成为临床较为普遍开展的医学影像技术,它的产生和发展也是建立在普通X线基础之上的。医学影像高新技术医学影像高新技术是随着传统影像的突破及工程技术的发展而产生的,具有以下特点。医学影像高新技术具有新颖性、尖端性特点例如,应用MRI波谱技术检查前列腺中化学成分的变化来发现早期癌性结节的存在是很先进的影像检查手段。医学影像高新技术是一种综合性技术例如,CT技术就包含了X光技术、计算机技术、微电子技术和生物医学工程技术等,它是多种新技术综合应用的产物。因此,医学影像学和临床各科医生都需要了解和掌握相关专业的知识和技术。医学影像高新技术可实现临床诊治的定量化和定位化例如,CT检查能够准确测定肾脏等占位性病灶的各种主要成分的密度,MRI三维图像能够准确判定腹膜后病灶的位置、大小及毗邻关系等。这些医学影像学高新技术均提高了临床诊断定量化和定位化的准确度,从而为诊断疾病提供了可靠的依据。医学影像高新技术在临床诊断上的无创性CT及MRI对泌尿系统疾病的检查基本上是无创的,完全取代了以往有创的腹膜后空气造影,而且这种方法能获得更准确的诊断信息。医学影像传统技术与医学影像高新技术运用于临床诊断疾病的相互关系在临床外科领域,医学影像传统技术与医学影像高新技术并驾齐驱,给当代临床外科提供了一个新的内容。医学影像传统技术与医学影像高新技术是相互联系、相互依赖的虽然X光片能够确诊泌尿系统的结石等疾病,但其准确性要比CT逊色得多,而MRI对腹膜后结构的观察更精细、更清楚。相反,CT技术尽管能定性、定量分析患者疾病的种类和部位,但在治疗时仍需参考泌尿专科影像传统技术。例如,输尿管结石即使经CT明确了诊断,但手术时仍需要检查腹部平片进行术前定位。泌尿系各项影像检查均有优缺点,两者之间可以互补。我校第二附属医院2007年泌尿系CT检查数占CT总人数的5.2%,泌尿系疾病进行MRI检查的患者数占总数的0.96%,传统X线检查占3.3%,说明对泌尿系统疾病的检查既运用了高新技术又把传统影像技术作为适宜技术予以保留。医学影像高新技术的发展和运用,并不排斥医学影像传统技术例如,泌尿系MRI水成像技术(MRU)能无创地显示肾盂、输尿管和膀胱,但因为受尿液产生、排泄及输尿管蠕动的影响,有时难以达到满意的效果,而胆道MRI水成像(MRCP)检查,影响因素较小,效果好于MRU。我校第二附属医院2007年MRU检查人数只占核磁共振总检查人数的0.25%,MRC检查人数占总人数的5.75%,所以,逆行肾盂造影仍被广泛使用,它虽是有创的传统技术,但它对泌尿系统狭窄和梗阻病因的诊断具有很高的价值。医学影像高新技术向常规技术转化[2]随着现代影像技术的发展,医学影像高新技术迟早要转变为影像常规技术,这不仅是一种趋势,而且是一种必然。例如,CT引导下肾囊肿等的硬化治疗在治疗技术成熟后,它将成为较常规的治疗方法。
想挑战超人类主义所提出的概念,此概念试图补全那件仍只是半成品的人类改造工程。作为回应,笔者简单概括了一下《赫西奥德和埃斯库罗斯》中关于普罗米修斯神话的两种解释,它可以帮助我们正确地了解运动医学的道德局限。以此总结为一条平淡无奇的提示:人类是凡胎俗骨的,面对疾病和死亡的脆弱无助是远非人类自身可以克服或消除的,这代表了在道德以及普通医学,特别是运动医学这两方面的自然局限。
二、生物医学技术与体育科学的发展
把现代社会实践归结为科学问题很容易,同样,设想一种特定的科学技术,例如电脑技术来举个范例也不难。将技术与工具制造联系在一起,使我们又开始怀念起那些被闲置的工具。“技术”一词有一个古老的过去,它来源于两个希腊字技艺和徽标。技艺是指那种技巧——“实用知识”参与决策的事情,而通过标识恐怕只是推理的一种形式,旨在了解其性质或从事物中得到我们所认可的东西,它实际上是由亚里士多德创造出来的,“技术”的意义最初指修辞学的技术技能——标志字面上的技艺。但是,在日常生活中把科学和技术的概念混为一谈的做法并不少见。事实上,至少在英国,体育科学家就经常把他们的研究活动和本来该称作体育技术的事物混为一谈。目前,哲学领域的科学家早就明确区分了理论(科学)和应用(技术),但这一区分并没应用到在对体育的自然研究中。在日常交谈中,把科学和技术这两个概念区分开来是比较困难的。事实上,体育科学家经常把他们的体育项目和确切的应该称为“运动技术”的概念混为一谈。当今的科学哲学家已经可以把理论学(即科学)和应用学(即技术)明确区分开来了,尽管在体育运动的理论科学领域,这两个概念依旧难以区分。在此可以想象一下,如果医药领域和体育科技可以很简单的获得运用,通过理论知识到实践性知识再到设备与材料的步骤,分别得出医药和体育的目的。如果以上都可以获得实现的话,那么他们的显着特征就应该是一个“目的--结果”的结构。科技就可以被认为是利用目的去得到一个被选择好的结果。
1.1电离辐射的生物学效应
射线照射到生物上,将发生复杂变化,大致分为4个阶段,即物理阶段、物理-化学阶段、化学阶段和生物学阶段。绘制动作按钮,用鼠标点击按钮一步步展示生物学变化过程,当射线照射到机体上,机体发生电离、激发,化学键断裂、产生自由基等。通过动作按钮,可依次展示效应过程,加深学生印象,从而更好地理解生物学效应发生过程。
1.2放射性测量仪器
讲解气体电离探测器和半导体探测器时,可应用动画显示这一过程:射线照射到物体上,物体受激电离,产生出正负离子对,在电场的作用下,离子到达电极,电路由断变通,通过电流边指针摆动变化反应射线的强度,形象地展示了这两种放射性测量仪器的工作原理。
1.3闪烁型探测仪
闪烁型探测仪是讲解的重点,用不同颜色的图示、文字阐述各类部件,如闪烁体、光导、光点倍增管、放大器、后续电子线路等。通过箭头图标,展示射线一步步的变化,从射线能变为光能,再变为电能,再为仪器捕捉,放大、分析、甄别。1.6常用测量仪器简介应用于体外放射分析常用的测量仪器很多,可将一些国产的射线探测仪的实物图片展示给学生,如γ放射免疫计数仪、液体闪烁计数仪,同时配以文字说明,分别介绍各类仪器的基本性能、适用特点,并对比各类仪器的优、缺点。
1.4放射性碘标记化合物
该章节需要介绍氯胺T法、乳过氧化物酶法等标记法,采用图标化学反应方程式展示碘标记到蛋白质上的过程,配以彩色文字说明,把艰深晦涩、难以理解的反应步骤简单明了地表示出来,提高学生学习效率。同时,用醒目的标志,提示标记时的注意事项,避免放射性污染。
1.5放射自显影
使用彩色文字介绍各类感光材料,如原子核乳胶、氚片、X线片等。用动画流程讲解自显影的过程,如曝光、显影、停影、定影等流程。用彩色截图展示各类自显影标本,如宏观自显影、光镜自显影和电镜自显影。
2多媒体技术应用于检验核医学教学中的优势
2.1突出了专业特点
检验核医学是医学检验学和实验核医学交叉的边缘学科,涉及核物理、放射化学、电子学、检验医学等,内容抽象、知识庞杂、理论深奥、重点难点多,仅仅采用传统的教学手段(如挂图、板书、幻灯片等),难以满足现代检验核医学教学的需要。采用多媒体技术,将图、文、声、动画等视听内容生动逼真地融于教学之中,创造一个理性认识与感性认识相结合的平台,把多学科知识串联起来,利用图像讲解抽象深奥的知识,可以成功解决检验核医学的教学难题。
2.2突出重点、难点,优化教学效果
检验核医学中,有一些专业特有概念,如契伦科夫辐射、康普顿-吴有训效应、俄歇电子等都是重点、难点,由于医学生缺乏足够的理工科知识,即便教师费力地讲解,学生依然如听天书。而应用多媒体技术后,能很好地揭示原子内外的奥秘,展示各种核反应时原子的变化过程,给学生以三维、立体的概念,取得事半功倍的效果。譬如,过去采用传统方法讲解契伦科夫辐射和俄歇电子,授课结束后,仍有近1/3的学生表示未理解。现在应用多媒体技术后,90%以上的学生表示理解了。通过多媒体技术,将检验核医学非常深奥抽象的理论知识具体化、形象化,便于学生理解掌握,突出了教学重点,优化了教学效果。
2.3有助于及时更新教学内容
现代检验核医学发展迅猛,新知识、新内容层出不穷,需要适时介绍给学生。多媒体技术具有信息量大的特点,可极大地丰富教学内容,通过结合网络资源,能及时快速地更新、补充检验核医学知识,充分满足学生的求知欲。现在涌现出的并得到广泛使用的新技术,如化学发光免疫分析技术、稳定同位素分析等,都可在第一时间介绍给学生。
2.4促进教师提高综合素质
应用多媒体技术后,不仅要求教师牢固掌握检验核医学基础知识,而且也要求教师熟悉多媒体教学手段,制作优质的多媒体课件。这就需要教师熟悉电脑技术、软件操作,具有一定的美工技能、艺术水平。通过多媒体教学提高了教师队伍的综合素质[2]。
3问卷调查实施
多媒体教学后,大多数学生反映良好,为了系统科学地评价多媒体教学效果,笔者进行了问卷调查。发放问卷244份,收回241分,回收率98.77%。问卷调查结果见表1。调查结果显示,绝大多数学生对多媒体教学评价很高,希望今后继续使用;大多数学生认为多媒体教学能激发学习兴趣,增加知识量、教学内容;但对突出重点、难点及针对性、启发性还有所欠缺。说明多媒体技术应用于检验核医学教学中取得了良好效果,发挥了重要作用,为学生所接受。
4多媒体教学存在的弊端
4.1课件质量有待提高
课件制作水平影响着教学效果,优质的课件是上好一堂课的必要条件,所以课件质量直接影响教学质量[3]。现代大多数课件以PowerPoint为主,需要准备优质的脚本和素材,搭好框架,明确层次结构。利用计算机技术,把文字、图像、声音、动画有机结合起来,注意人机互动以及幻灯片的连贯性。目前有些教师制作的课件过于简单,文字多、图片少,内容单一,仅仅是板书的“电子化”,导致课件质量不高,无法充分施展多媒体技术所带来的表现形式和丰富内容。同时,也有一些教师制作的课件过度追求形式花哨,增添了过多的视频、图片、声音等,导致喧宾夺主,使学生仅注意到花哨的动画和图像,而忽略了应学习的知识,反而影响了教学效果[4]。
4.2多媒体教学与实践教学结合不够
多媒体技术仅仅是教学的辅助手段,只起到强化教学效果的作用,而学生才是教学的主体,教师起主导作用。在多媒体教学过程中,往往出现课堂跟着课件走的现象,教师成了放映员,全部精力集中在课件上,成了操作员、解说员,无暇顾及学生,缺乏师生互动,降低了教师的主导性。学生思路也为课件所左右,难以调动其主动性。这样依据课件照本宣科的教学模式,完全偏离了初衷,又走向了“填鸭式”的老路,失去多媒体教学的优势。教师授课时,将多媒体技术与传统教学手段相结合,应把握课堂节奏,调动课堂气氛,随时观察学生的状况、表情、语言等信息,做到有张有弛。一堂优质课是一个师生互动过程,师生之间不仅有知识交流,还要有情感交流。
4.3过多依赖课件,忽视基本功
相较传统教学手段,多媒体是新技术,但新技术必须根植于传统教学手段上。如过多强调多媒体的应用,忽视教师教学基本功,缺乏生动、形象的讲解,教学将枯燥乏味。因此,在开展多媒体教学的同时,教师必须练好教学基本功,练好板书、讲解的艺术,学会处理各种紧急情况,在不同环境中能正常教学[5]。
5结语
论文摘要:随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。
1.引言
近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。
在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。
本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。
2.医学图像三维可视化技术
2.1三维可视化概述
医学图像的三维可视化的方法很多,但基本步骤大体相同,如图.。从#$/&’(或超声等成像系统获得二维断层图像,然后需要将图像格式(如0(#1&)转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波,减少图像的噪声影响,提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法,对医学关键部位进行各向同性处理,获得体数据。经过三维滤波后,不同组织器官需要进行分割和归类,对同一部位的不同图像进行配准和融合,以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力,选择不同的方法进行三维体绘制,实现三维重构。
2.2关键技术:
图像分割是三维重构的基础,分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。
由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究,使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后,将多个图像的数据合成表示的过程,称为融合。在医学应用中,不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息,比如,当CT提供的是骨信息,MRI提供的关于软组织的信息,所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。
当分割归类或数据整合结束后,对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制,由于三维医学图像数据量很大,采用直接体绘制方法,计算量过重,特别在远程应用和交互操作中,所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制,近来随着计算机硬件快速发展,新的算法,如三维纹理映射技术,考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法,从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类,分为以对象空间为序的算法(又称为体素投影法)和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法",一般来说,体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节,真实感并不是最重要的,所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息,而忽略无关信息。另外,高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求,即要求一些常见操作,如旋转,放大,移动,具有很好的实时性,或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中,绘制时间短的可视化方法更为实用。
未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合,不仅仅是获得体数据的工具,更主要的是能创造一个虚拟环境。
3.医学图像分割
医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象,图像分割技术主要基于以下几种理论方法。
3.1基于统计学的方法
统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。
3.2基于模糊集理论的方法
医学图像一般较为复杂,有许多不确定性和不精确性,也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中,其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标,通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数,用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值,从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程,提出了一种快速的聚类算法。
3.2.1基于模糊理论的方法
模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。
3.2.2基于神经网络的方法
按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。
3.2.3基于小波分析的分割方法
小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具,由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征,因此在图像处理上得到了广泛的应用。
小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具,比较适合对图像进行多尺度的边缘检测,典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6
3.3基于知识的方法
基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库;(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置;(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示;(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关;(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。
3.4基于模型的方法
该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合;(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点;(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。
由于医学图像分割问题本身的困难性,目前的方法都是针对某个具体任务而言的,还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献,可见医学图像分割方法研究的几个显著特点:(1)学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果,因而更加注重多种分割算法的有效结合;(2)在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,半自动的分割方法引起了人们的广泛注意,如何才能充分利用计算机的运算能力,使人仅在必要的时候进行必不可少的干预,从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的核心问题;(3)新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标,经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。
4.医学图像配准和融合
医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息,功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示,这一步骤称为“融合”。
在临床诊断上,医生常常需要各种医学图像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等,但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息,这就需要将患者的各种图像信息综合研究19],而要做到这一点,首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系;而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起,形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术,反过来,图像融合是图像配准的一个目的。
4.1医学图像配准
医学图像配准包括图像的定位和转换,即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准,配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来,医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视,1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法,并根据配准基准的特性,将图像配准的方法分为两大类:基于外部特征(有框架)的图像配准和基于内部特征(无框架)的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准,简单易行,易实现自动化,能够获得较高的精度,可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之间的配准,不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准,不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法,可以进行回顾性研究,不会造成患者不适,故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。
近年来,医学图像配准技术有了新的进展,在配准方法上应用了信息学的理论和方法,例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准,在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准,结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术,例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性,在空间和频域都具有较高的分辨率,应用小波技术多分辨地描述图像细貌,使图像由粗到细的分级快速匹配,是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法,使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准,提高了配准的准确性。另外,非线性配准也是近年来研究的热点,它对于非刚性对象的图像配准更加适用,配准结果更加准确。
目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准,非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法,但同刚性图像相比还不成熟。另外,医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法,使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。
4.2医学图像融合
图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等)以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起,可以为临床提供更加全面和准确的资料。
医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。(1)图像融合的基础:目前的图像融合技术可以分为2大类,一类是以图像像素为基础的融合法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为:
其中,为融合图像,为源图像,为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。(2)融合图像的显示:融合图像的显示方法可分成2种:空间维显示和时间维显示。
目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致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。
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。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。
5.医学图像纹理分析
一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。
5.1统计法
统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。
5.2结构法
结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理(1)提取纹理基元;(2)推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。
5.3模型法
模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。
5.4频谱法
频谱分析方法主要基于滤波器理论,包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。
1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。
Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。
小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。
由于医学图像及其纹理的复杂性,目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法,因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外,在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时,寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。
6.总结
随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断(包括病灶检测、定性,脏器功能评估,血流估计等)与治疗(包括三维定位、体积计算、外科手术规划等)中将发挥更大的作用。
参考文献
[1]P.Suetens.FundamentalsofMedicalImaging[M].CambridgeUniversityPress,2002.
[2]刘俊敏,黄忠全,王世耕,张颖.医学图像处理技术的现状及发展方向[J].医疗卫生设备,2005,Vol26
(12):25-26.
[3]田娅,饶妮妮,蒲立新.国内医学图像处理技术的最新动态[J].电子科技大学学报,2002,Vol31(5):
485-489.
[4]周刚慧,施鹏飞.磁共振图像的随机场分割方法[J].上海交通大学学报,2001,Vol35(11):1655.
[5]ZhangHM,YuanZJ,CaiZM.SegmentationofMRIusinghierarchicalmarkovrandomfield[J].Journalof
Software,2002,Vol13(9):1779.
[6]林亚忠,陈武凡,杨丰.基于混合金字塔吉布斯随机场模型的图像分割[J].中国生物医学工程学报,
2004,Vol23(1):79.
[7]聂生东,陈瑛,顾顺德.磁共振颅脑图像快速模糊聚类分割算法研究[J].中国生物医学工程学报,2001,
Vol20(2):104.
[8]江宝钏,张钧良.基于BP神经网络的MRI分割[J].微机发展,2000,Vol1:67.
[9]AhmedMN,FaragA.Two-stageneuralnetworkforvolumesegmentationofmedicalimages[J].Proceedings
ofIEEEInternationalConferenceonNeuralNetworks,1997,Vol28(3):1373.
[10]黄永峰,岑康,司京玉等.模糊神经网络在颅脑磁共振图像分割中的应用研究[J].中国生物医学工程
学报,2003,Vol22(6):508.
[11]CostinH,RotariuCR.Knowledge-basedcontourdetectioninmedicalimagingusingfuzzylogic[J].
InternationalSymposiumonSCS’03,2003,1:273.
[12]谢逢,罗立民,田雪琴.基于知识的人脑三维医学图像分割显示方法[J].生物医学工程学杂志,1997,
Vol14(2):124.
[13]王蓓,张立明.利用图像先验知识与Snake结合对心脏序列图像的分割[J].复旦大学学报(自然科学
版),2003,Vol42(1):81.
[14]RaquelVC,VeronicaMB,OscarYS.Couplingofradial-basisnetworkandactivecontourmodelformulti
spectralbrainMRIsegmentation[J].IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,2004,Vol51(3):459.
[15]LuoXP,TianJ,LinY.Analgorithmforsegmentationofmedicalimageseriesbasedonactivecontour
model[J].JournalofSoftware,2002,Vol13(6):1050.
[16]HallpikeL,HawkesDJ.Medicalimageregistration:Anoverview[J].BrInstituteRadiol,2004,Vol14(6):
455-463.
[17]PetraA,ElsenV.MedicalImagemaching:Areviewwithclassification[J].IEEETransMedImage,1993,
Vol12(3):26-39.
[18]LuoShuo-qian,LiXiang.Implementationofmutualinformationbasedmulti-modalitymedicalimage
registration[A].EngMedBillSocProc22ndAnnIntConfIEEE[C].NavyPierConventionCenterChicago,
Illinois,USA:TheInstituteofElectricalandElectricalandElectronicsEngineers,Ind,2000,2:1447-1450.
[19]SharmanR,TylerJM,PianykhOL,etal.Afastandaccuratetomethodtoregistermedicalimagesusing
waveletmodulusmaxima[J].PattRecogLett,2000,21:447-462.
[20]LesterH,ArridgeSR.ASurveyofhierarchiclnon-linearmedicalimageregistration[J].PatternRecognition,
1999,32:129-149.
[21]卢健,胡志忠,杨如乃.医学图像融合技术的研究[J].上海生物医学工程,2006,Vol27(3):163-167.
[22]王新成.高级图像处理技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001.
[23]RVoracek,HPMcAdams,puterAidedDiagnosisofInterstitialLungDisease:aTexture
FeatureExtractionandClassificationApproach[J].ProcofSPIE,1998,3338:1502-1509.
(一)教学目标定位不准,学习内容纷杂、主线不清
非计算机专业网络技术教学存在照搬计算机专业教学程式,忽视专业特点的现象。教材一味择权威、“高大全”,内容覆盖广,重、难点多,专业术语繁杂、抽象。教学目标制定盲目攀高,面向理论,缺少实践内容等问题。网络技术是一门交叉学科,涵盖、涉及的知识面广。若无选择、无着重点、无针对性,忽略教学目标与今后职业应用的关系,会造成学生望而却步,产生厌学情绪。更有甚者,许多内容未必用得到,势必造成教学内容丰富,学生所获实用知识甚少的尴尬局面。偏离了“着眼应用重视需求”这条教学目标主线。
(二)理论与实践脱节,实验拘于步骤
教学过程存在理论与实验分离的现象。单纯的理论传授使学生无感性认识,实验操作时无所适从。以教师为主导,学生被动接受知识的教学模式抑制了学生的自主潜能,削弱了学习兴趣。实验内容单调、重视步骤,缺乏理论与实验衔接,缺少实验内容与实际应用结合。理论与实验的分离遏制了网络技术教学的发展,严重影响了教学质量。拘泥于步骤的实验方法束缚了学生的主观能动性,有悖于“学生为中心”、“问题为中心”等先进的教学理念,不利于学生应用能力和科学思维能力的培养。
二、医学信管专业网络技术应用能力的培养
在缺少本专业教学模式、经验借鉴的情况下,针对教学中存在的问题及现状,几年来,经过反复摸索、改革、实践,在教学方式和方法上,针对信管专业教学得到了一些经验。
(一)教学目标主线定位明确
教学目标的定位要紧密结合专业培养目标,以提高专业技术的应用能力为教学目的,以专业需求为依据,强调实用性,实效性。重视应用能力的培养,有的放矢、学以致用。教学目标确定基于教学目的,教学目标定位应考虑学生未来职场应用的需要,考虑所学内容能否充分运用到实际工作中。结合办学条件、性质、教授对象,认真分析、实践、总结,从章节到总体构成进行综合科学评价,得出符合自己专业的教学内容体系。内容体系要随信息化进程同步革新,这是个不断总结、研究、调整、实践、再总结周而往复的渐进过程。
(二)教学要突出应用,内容明晰
教学目标的准确定位是确保教学效果最优化的基础,把握内容组成结构是决定教学基本内涵的重要环节,不能机械式照搬,更不能盲目模仿。网络技术由原理及应用两部分组成,前者侧重理论基础,后者是基于理论的设计、配置、开发应用等实践性内容。针对本专业特点,紧密结合应用需求,遵循确定的教学目标,充分对知识体系进行全面分析、认真设计,研究制定出课程的内容体系和教学方法。排除轻视应用,注重理论,或迷信应用,忽视理论的现象。理论、实验相辅相成,互为支撑,合理组织理论及实验内容,不能偏废。从实际应用需求着手,使学生既具备一定的理论素养,又拥有较强的网络技术应用能力。围绕教学目标组织教学内容。依据内容体系结构,优化、精练教学内容,合理分配,科学取舍。制定出适合本专业教学目标,注重理论、实践密切结合的教学内容纲要。
(三)以应用为目的,培养科学思维,改革教学方法及教学手段
改革教学方法,摒弃教条、照搬书本的陈旧教学模式。探索适合本专业学生接受能力、科学思维的教学手段。以启发、引导、师生互动为主要途径,采用适宜本课程教学的“问题为中心”、“任务驱动”等广为推崇的教学方法,达到理想的教学效果。
1.理论与实验交叉教学,解决理论、实践脱节问题。
网络技术理论、实验密不可分,两者平行且交融。理论是实验的基础,实验是加深对理论认识、应用的有效途径,是理论联系实际、培养、提高动手能力的重要平台。采用理论、实验交叉教学效果明显。所谓“交叉”指对某些内容理论、实验交互进行。该方法保证了理论与实验内容的有效衔接。对教学内容有目的、条理化组织,将理论与实践内容合理分配。对关键原理性内容教师现场演示讲解,学生同步操作,以实验事实说明理论原理。涉及到与理论相关联的应用实时进行操作验证,在感性认知的基础上掌握理论内容,加深学生对所学知识的理解。实践表明,交叉教学方法可充分提高有关教学内容的效果。合理采用模拟实验环境,可在有限课时内达到事半功倍。如,对TCP/IP体系各层实现原理,通过包捕获软件进行有关分析,理解报文的组成及协议层间的相互关系。再如,网络设计中,在模拟环境下用多种拓扑结构实现设定功能,比较各种方法的优劣,了解网络设计优化的概念等。
2.依内容特点,引“问题为中心”教学,培养科学思维方法。
根据教学内容特点,有针对性地采用“问题为中心”的教学方法。“问题”教学优势已日渐凸显,成革除传统教学弊端的手段之一。将课程所含知识,转化为解决实际应用的问题。针对实际应用,以提出、分析、解决问题为线索,以启发、引导的方式进行教学,使学生在探索解决问题的思维活动中掌握知识,提高专业科学思维意识。围绕教学知识点,对核心内容以问题构造情境。如,介绍TCP/IP体系结构内容时,用“tcp/ip协议的各层数据包结构及其关系”提出要解决的问题,带着问题进入学习过程,继而通过对数据包分析,引导学生发现IC-MP、OSFP等协议无传输层协议包,产生“为什么”的疑问。教师分析归纳、实验演示,学生同步操作,清楚了类似协议在网络层结束向上传输的缘由。明白了层间包结构的关系及构成。创设问题情境,学生参与其中,体现了学生的重要地位。对问题的处理,增加了学生的问题意识,激发了学习潜能,培养了学习兴趣。通过归纳分析,总结规律,培养了学生对网络技术的科学思维方法。
3.以“任务驱动法”营造应用情境,激发学习主动性。
对设计类型实验采用“任务驱动”教学法。以任务为主线,学生为主角,教师设计出体验实践的任务情境。如,基于实验总体目标,将内容划分成典型的单元“任务”,核心内容融入具体的案例和任务中,通过对“任务”的执行完成预定目标。该方法利于培养学生分析、解决问题及彼此协作的能力。改变了传统实验单调、注重步骤的弊端,创建了以学施教、学生主动参与、自主协作的新型教学模式。以局域网设计为例,教师结合综合案例,模拟企业级局域网作为基础项目,按逻辑划为单元任务。诸如,Ip子网、vlan设计;静态路由、动态路由区域设计;访问控制,基于网络层、传输层区域流量及安全限制;边界路由的NAT转换;汇聚设备上的DHCP配置等任务。学生围绕与现实情况类似的单元任务,以角色身份带着真实的“任务”进入完全情景化的虚拟环境。“身临其境”增加了任务感,通过分析解决面临的问题,加深了对网络设计过程的了解,开阔了视野,强化网络技术的应用技能。在完成“任务”的过程中,教师提供解决问题的线索,将网络系统设计思想融入实验中,营造讨论、交流合作的氛围。学生面对实际应用案例,积极、主动地应用所学知识分析、解决实际问题,采用自己认为最佳的途径得出解决问题的方法。单元“任务”的完成,更能激发学生的求知欲,形成感知心智活动的良性循环。随着各个单元任务的完成,伴随接踵而来的成就感,更加提高了学习兴趣。最后,回首完成的所有任务,相当于一个较全面的网络设计项目,这时的成功喜悦是不言而喻的,这将大大增强学生的学习自信心。“任务驱动”为学生思考、探索、发现和创新提供了开放的空间,培养了学生分析问题、解决问题、相互协作的能力,开拓了主动创新的意识,培养了科学思维的良好习惯。
4.采用模拟仿真教学,增强实践应用能力。
针对网络设备相对短缺,硬件网络实验环境效率低下,学生缺少实践机会的状况,对部分实验采用模拟软件仿真教学方法。由于其对物理环境模拟的真实性,具有仿真程度高,使用过程方便,交互性好,对硬件要求低等优点,成为网络实验的重要手段。极大地促进了教学方法的优化,充分提高了网络技术教学的效果和效率。在应用模拟环境的教学中,可即时模拟演示应用操作内容,学生同步进行实践,达到即学即用的效果。有机地将理论与实践统一起来。教学实践表明,这种教学方式效率高,节省开支,有较好的教学效果。模拟仿真方法打破了传统教学模式,开创了课堂教学的新形式,解决了传统教学模式下理论、实验难以交叉进行教学的难题。网络模拟仿真环境可以实现具有一定规模的真实网络环境,在此平台进行实验,可以满足大多数的实验需求。在网络设计实验中,它克服了网络物理环境下拓扑不易改动,实验用时过长、不够灵活等诸多缺点,大大提高了网络实验效率。在课时有限的情况下,可以达到事半功倍的效果。仿真模拟环境增强了学生应用动手能力,为学生进行网络实践,培养专业应用技能提供了良好的条件。仿真模拟教学方式,充分发挥了教师的主观能动性,积极探索实验教学新方法。力求营造出高效、良好的教学实验环境。结合“任务驱动”、“问题为中心”的教学方法,使实验教学内容更加丰富、充实。由于模拟软件的易操作性、便利性,不受时间、空间的限制,使学生在课外进行实践成为可能。有效开展课外教学实践,设定课外实训项目,增强学生对网络技术的实际操作能力。通过模拟教学,我们对“教学环境职业化、教学环节情景化、教学手段现代化”的教学理念有了更进一步的理解。
三、结语
实践教学培养目标应当以市场需求为基本参考,为创意产业的发展需求提供坚强的人才保障。目前我国创意产业正处于起步阶段,发展速度逐渐加快,这反映了一个基本事实,那就是在未来的发展中仍会出现新的需求,为此人才培养目标也要根据这些需求做出适当的调整。因此,实践教学培养目标是不断的优化和变动的过程。确立和优化培养目标应当重点做好以下几个方面的工作。
(1)注重人才基础素质的锻炼和强化
基础素质是创新素质的关键,对于艺术设计专业教学来说,基础素质包括艺术理论、各种技能的丰富性和熟练性。在这一教学阶段应当注重解决课堂教学的实效性。确保学生在课堂上做好理论知识的学习,这样才能在今后的实践锻炼中做好转化工作。当前我国艺术设计的理论教学存在诸多问题,例如学生的积极性不高,学习效果低下,理论教学内容无法满足这些学生需求,教学方法单一,没有创新性可言等。这些问题都与教学目标的模糊定位存在很大关系。为此应当在确立教学目标阶段将实践教学的认为细化到课堂教学当中[2]。不断的培养和提升理论教学的效果。
(2)做好市场需求的调研工作
实践教学培养目标应当以市场需求为基本方向。以培养市场需要的合格人才为基本指导原则。同时还应当更加重要的培养人才需求计划,同时还应当更加有效的满足人才在这些方面的培养任务,加强人才在培养过程中的完善程度。做好市场调研工作,深入市场和行业实际环境,了解艺术设计岗位群的需求特征和任务数量。以这些丰富的调查数据作为实践教学的基本指导,将市场需求转化为教学目标。我国创意产业的发展推动着教育教学工作的完善程度,同时这些创意产业的需求特征也成为人才培养工作的主要参考。教育部门应当在实践教学中加强校企联动,及时的将人才需求信息反馈到实践教学当中。
(3)培养目标应体现人才综合素质
培养目标应当结合人才的综合素质提升,所谓综合素质包含了知识素养、创新精神、动手能力等等。其中创新精神最为关键,创新是创意的关键和基础,同时也是整个创新工作的动力和源泉,只有这样才能不断保障整个创新工作的基本前提[3]。同时综合素质的养成需要结合卓有成效的实践教学。实践教学的基本功能应当在教学工作中有效发挥出来。在实践教学培养中应当体现人才各项素质之间的融合,形成一个有机统一体。
2在校企合作中实现实践教学目标
校企合作是培养和提升人才实践素质的重要途径,同时实践教学的最基本方式。为此深挖校企合作机制的潜力,不断规范和调整实践教学机制的科学性和可行性是主要努力方向和突破口。具体而言应当做好以下几项工作。
(1)继续拓展校企合作的实效性
校企合作在我国艺术设计实践教学中已经具备了一定的经验。在实践教学培养工作中也取得了一定的成就。但是随着人才需求的不断升级当前的校企合作环节又出现了一些新问题。一些艺术设计专业实习生在企业实践锻炼中没有基础到与自己专业相关的实质性岗位,所学理论知识没有得到有效转化,校企合作的实效性不高。这一问题的存在使得学生及时参加了校企合作锻炼也不能很好的培养自己的素质、锻炼自己的动手能力。因此校企合作也长期处于低效运转状态。为此,提升校企合作的实效性是当前实践教学中的一项重要任务[4]。具体而言提升校企合作的实效性应当到以下几点。首先,建立严格的实习规范机制,该机制主要目标是为了确保实习生岗位分配环节能够被派遣到适合他们的专业岗位当中,目前艺术设计人才在企业实践中有的从事与艺术设计和创意产业毫不相关的工作岗位,例如行政文秘、企业管理等岗位。他们的艺术设计能力不能在这些岗位上充分发挥出来。为此院校和企业应当制定严格的合作制度,确保人尽其用。其次,学校应当做好实践锻炼的考核评估工作。在当前这种不合理的校企合作机制当中,大部分实习生却都能顺利通过考核。这说明考核评估工作的科学性不足。为此应当重点完善和规范这方面工作。
(2)搭建校企合作公共平台
校企合作中企业方的积极性不足成为影响校企合作实效性的一个关键因素。创意产业在我国的发展正处于关键阶段,企业资源有限,没有足够的精力照顾实习学生。这一客观问题若不得到及时的解决将始终是校企合作的阴影。为此我们应当在这样的基础上更加重视企业积极性的调动。调动企业积极性应当发挥政府作用。具体而言注意做好两方面工作,一是制定优惠政策,为参与校企合作的企业减轻负担,提升他们参与这种实践教学的积极性。其次,就是搭建一个高效的校企合作平台,为企业选择院校和院校寻找企业创建一个顺畅的机制。而且对于参与这个平台的企业应当进行资质认证和政策优惠。这样不仅解决了企业积极性不高的弊端,同时还对校企合作整体质量的提升做出重要贡献。具体而言,地方政府应当对当地创意产业的整体情况做好调研工作。认真分析创意产业中的企业优势和特色,给企业贴上特色标签。另外,对院校艺术设计人才培养状况也应当在这一平台上尽可能的呈现出来,为企业选择适合自己的人才提供便利。校企合作平台的搭建必须发挥政府职能,联合行业协会和教育部门共同制定科学的培养方案[5]。同时还应当最好三个方面的保障,一是资金保障,二是制度保障,三是组织保障。这三个方面的保障工作是维持平台顺利运行的基础。其中资金保障是基础,政府必须设置专项资金用于校企合作平台的日常运营和维护。另外做好组织保障也是维持这样工作正常运行的必要条件。政府和相关单位部门应当抽调专门人员负责平台的日常管理,信息收集,双方协调洽谈等工作,而且人员素质和部门工作效率也直接影响平台价值和潜力。
(3)打造一支素质过硬的“双师型”教师队伍
独立学院,是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家其他机构、社会组织或个人合作,利用非国家财政性经费举办的,实施本科学历教育的高等学校。独立学院属于民办教育序列,但又完全不同于民办教育和职业教育。培养定位,即培养方向,具体指培养目标与规格,是人才培养的规划和预期。高等学校要有办学定位,院系和专业要有人才培养定位。独立学院作为高等教育的一部分,其发展时间很短,经验不足,亟待解决的问题很多,首当其冲就是关于独立学院培养定位的问题。独立学院人才培养定位是根据高等院校的组织使命,依据独立学院自身在社会及高等教育系统中所处位置,特别是区别于公办院校而对人才培养层次与类型作出的匹配选择。人才培养定位关系到独立学院的发展方向、速度、模式及其特色,对独立学院的发展规划、发展决策具有基本导向功能,对于独立学院的专业设置、课程计划、教学方式、培养模式以及评价监督机制等具有目标指向作用。民办学院在我国发展历史仅20多年,独立学院则更短,也就10余年。合理的人才培养定位对于独立学院的生存与可持续发展更是具有重大意义。独立学院必须从实际出发,充分依托母体(校本部)公办院校的软硬资源,量身定做符合社会客观要求和学校自身状况的培养目标和规格,并根据这个培养目标和规格设置不同的专业和课程,采取不同的培养模式和教学方法。
独立学院的人才培养定位首先要着眼于国外和国内教育发展的宏观形势,借鉴国外私立大学发展模式和经验,参照全国高等教育体系中公办高校、高职院校和民办院校的实际情况,分析其现状,预测其发展趋势,以掌握社会人才需求的变化,及时调整培养定位。在此过程中,要特别注重把握以下四方面内容:一是与国外私立大学密切接触,学习他们的办学经验,结合我国特有的国情,为我所用;二是社会对高等教育、人才培养的需求,确定哪种人才是最为紧缺的;三是独立学院本身的办学条件和主要优势,认清独立学院能给学生提供什么样的教育,为社会培养什么样的人才;四是锐意求变,锐意求新,极力避免趋同,以独立学院培养的特色人才去填补人才市场的空缺。社会对人才的需求是多种多样的,随时变化的,各校的办学条件和优势不尽相同,紧紧抓住社会人才需求和本学院优势的交汇点,这是独立学院的最佳定位。所以,根据高等教育的基本规律,独立学院的人才培养定位要从内、外部基本规律去进行考察。从内部分析,既要根据独立学院自身的资源状况,又要根据独立学院人才培养的特点;从外部分析,既要根据国家的教育方针政策,又要根据社会对于人才的需求。
(一)国家教育制度与政策层面中的独立学院人才培养定位
现阶段,独立学院如何选择人才培养定位固然取决于自身的实际情况,但更多受制于政府的教育制度与政策。我国民办高等教育的发展与管理主要受政府部门出台的教育制度与政策来规制,因此,独立学院人才培养定位很大程度上也受制于国家制度与政策对于独立学院本身发展定位的指导。独立学院人才培养定位要基于国家与政府层面的需求,这种人才培养定位的指导主要是基于宏观的独立学院的人才培养类型、人才培养层次,而不是指具体的人才培养目标、规格等。进行三本教育,应由独立学院根据自身实力和潜力来作出决定。
(二)社会经济发展等市场因素对独立学院人才培养定位的影响
独立学院要生存和发展,其人才培养定位必须基于市场的需求。高等学校的定位不是高低层次的定位,而是依据人才培养的职能来定位的。独立学院大多培养的是偏应用型的人才,它的发展与市场有着天然的紧密关系。在当今科学技术迅猛发展、产业结构不断调整的时代,独立学院的人才培养定位必须基于就业市场和生源市场的双重需求,并反映到人才培养的类型、层次、科类、规格、素质、修养和特长等方面。民办高等教育面向市场首先必须获得生源市场,而学生、家长在当前的市场就业环境下必然会顾及今后的就业,所以这是独立学院人才培养定位中必须着重考虑的一个面向市场的关系链。而合理的面向市场的人才培养定位能促进民办高等教育的发展壮大与特色形成,过于探求不切实际的高层次或者市场已经趋于饱和的人才培养则可能导致学校本身发展的缓慢、停滞,甚至倒退。
(三)独立学院人才培养定位选择必须适应自身的发展特点
独立学院自身的发展定位有着内部环境的制约,在人才培养的目标选择上也同样受制于独立学院自身的实际条件,如自身的资源投入状况、师资队伍、教学设备资源、管理体制、图书资料、科学研究、实践教学基地建设以及可持续发展的能力等等,也即是人、财、物、时间、空间等资源因素的综合状况。这些不同于我国的公办高校,有着独立学院自身的特点。
1、民办高等教育恢复发展才20多年,独立学院本科教育发展时间也就10多年时间,其办学经验、办学条件、办学水平、办学特色、教学质量等方面与公办高校相比较差距仍然很大。独立学院教育资源的投入与水平的提升是一个持续累积的过程,人才培养更是。俗话说,“十年树木,百年树人”,这不可能是一蹴而就的,独立学院的发展与水平提升必然要经过一个漫长的积累过程,无论是教学、科研、设备仪器等“硬件”资源的建设,还是师资队伍、专业课程等“软件”资源的建设,独立学院都处于发展的初级阶段。
2、在师资队伍建设方面,独立学院有四个基本特征:一是聘请母校(校本部)在职教师来独立学院进行管理与教学;二是聘请公办高校的退休教师来授课;三是聘请业界人士前来兼职教学;四是自有师资队伍,这里面大多数是高校刚刚毕业的研究生。从师资队伍结构上分析:一是高学历、高职称的比例偏小,而低学历、低职称的比例偏高;二是师资年龄成两极分化,一边是60岁以上身体状态不好的退休老教师,一边是刚刚毕业没有多少教学经验的青年研究生;三是兼职队伍往往带来师资队伍结构的不稳定性。独立学院在教学与科研梯队的形成上存在很多的困难,学科带头人、教学骨干等往往需要学校进一步引进和加快培养。
3、生源特征上分析,独立学院的学生是本科第三批次生源,学生的综合素质与公办高校的生源相比偏低,这些学生很大程度上不适应从事“高、精、尖”的科学研究工作,而更适应于从事能够发挥其特长的知识与技术相结合的应用方面工作。从学生的实际状况出发,因材施教,这是人才培养定位的一个重要因素。
4、独立学院的自身特点。由于独立学院的管理体制和运行机制比公办高校更适应市场变化,更能够有效利用社会上各种优质教育资源并优化组合,扬长避短,走特色发展之路,有所为,有所不为。为此,独立学院应充分发挥体制、机制优势,贴近地方经济和社会发展需要,紧跟市场需求,办出特点,并在课程建设、学科建设、学校发展等方面真正形成人才培养特色,逐渐建立起自己的品牌和核心竞争优势,拓展品牌和特色的社会效应。综上所述,独立学院的人才培养目标定位必须适应独立学院的基本特点,适应独立学院的实际情况,在定位过程中应认真分析自身的发展历程、学校资源、师资队伍结构特征、生源状况以及自身的特点等情况,以便对人才培养目标做出科学、合理的定位。
二、独立学院艺术设计专业的特点
教育部早在2003年颁布的《关于规范并加强普通高校以新的机制和模式创办独立学院管理的若干意见》明确指出:“独立学院的专业设置,应主要面向地方和区域社会、经济发展的需要,特别是要努力创造条件加快发展社会和人力资源市场急需的专业。”艺术设计是一门偏重于造型艺术,强调审美意识、创新能力、品味格调、素质涵养的应用型专业,其教学内容和社会实践结合非常密切。
(一)、艺术设计专业特点
1、学生高考成绩相对不高,文化素质相对较差。当前,受高考升学压力的影响而使高中阶段的教育带有了明显急功近利的性质,许多学生与家长都认为学习美术是升学的捷径,高中老师也鼓动文化课成绩不好的同学“半道出家”,纷纷报考艺术设计类专业;加之近些年高校急剧扩招,造成了高校艺术设计专业在校生文化基础薄,美术基础也不扎实。
2、实践性强。视觉传达设计、环境设计、服装设计、产品设计等都是以实践为主的,能迅速服务于市场经济的专业门类。从课程看,书籍设计、海报设计、景观设计、展示设计等均是讲究实操性的课程门类。无论哪个层次的高等教育单位,都无法回避艺术设计专业的实践特征。
3、培养过程相对复杂。艺术设计专业学习具有学习资料的具象性;其知识更新速度快、前瞻性强;专业活动具有创造性;专业创作与社会经济联系密切等特点。
4、广阔的就业空间和良好的就业前景。艺术设计专业涵盖平面广告设计、包装设计、展示设计、环境设计、服装设计、产品造型设计等门类,它服务于人类衣食住行,美化衣食住行,提高人类生活品质。
(二)独立学院艺术设计专业特点
独立学院是由普通高等学校与社会组织或者个人合作,利用民间资本举办的实施本科学历教育的高等学校,性质介于公办院校与民办院校之间。一方面,筹办独立学院的门槛比民办院校高;另一方面,独立学院办学资源和经验与公办院校还有很大差距。在这样的背景下,独立学院艺术设计专业必然有其鲜明的特点。
1、专业的实践性和独立学院的应用人才培养定位很好地结合在一起。艺术设计是与生产实践密切相关的艺术门类,设计的目的是服务于市场经济,设计的过程离不开实践环节,设计的效果由客户和消费者检验。国家和教育部对于独立学院的人才培养的基本要求是:按照社会、经济发展的需要设置专业,主要为地方和区域社会的发展培养高素质的专业型、复合型、应用型高级人才。目前大多数独立学院开了艺术设计专业,原因正是该专业内在的实践性质可以很好地为地方经济服务,有契合了国家和教育部的要求。
2、与其他院校相比:美术学院的艺术设计专业办学目标定位以本校长期积聚的美术基础为依托,强调个性化教育特色;师范院校的艺术设计专业办学目标定位以其人文教育的优良环境为依托,强调素质教育特色;综合性院校的艺术设计专业办学目标定位以综合性学科为依托,强调跨学科交叉型人才教育特色;而理工院校特别是地方工科院校的艺术设计专业办学目标定位则以其强势的理工背景为依托,强调复合型高级技术人才教育特色。独立学院的艺术设计专业应强调其应用性的同时,也要注重其创新能力的培养。
(三)独立学院学生特点
独立学院学生的自身有其优缺点,其优点恰巧是艺术设计专业需要的素质基础和能力基础。我们应扬长避短,多鼓励,加强引导。
1、重视专业创作,忽视文化学习。学生文化基础较差,理论学习习惯不好,偏科现象严重,自我管理、自我服务意识较差,对公共课和理论课缺乏兴趣;但对创作实践有浓厚的热情,创新能力较强。尽管学生绘画基础并不比其他层次高校差别太多,但其较差的文化素质和学习习惯给独立学院的教学和管理带来了一定的挑战。
2、学生不适应灌输式的教育,喜欢老师的鼓励和积极引导。文化成绩不高,导致学生缺乏自信心,这就要求老师在课内外采用讲授、演示、调查与分析等各种综合手段进行教学,以鼓励为主要方式,减轻学生压力,引导学生积极自主学习。
3、学生的思维比较活跃,有丰富的想象力。独立学院学生家庭条件相对较好,从小所受的教育和影响相对良好,体现在学生身上是:思维活跃,见识广,想法比较多,对社会各方面的认识也相对较深,人际交往和动手能力强。
三、独立学院艺术设计专业人才培养定位——“基本要求+特色”
培养具有基础知识和基本理论,掌握专业创作技能,能独立完成设计调研、设计策划、设计制作、设计管理,会熟练地运用计算机进行辅助设计,且有团队合作精神的创新型、应用型、有特色的高级专门人才。这是独立学院艺术设计专业人才培养应有的的基本定位,但具体内容因学院而异。
(一)、母体和资源优势对人才培养特色的影响
南京大学金陵学院要求培养具有良好的道德、素养、品行、精神,掌握艺术设计理论知识、设计方法和专业技能的,强化动手实践和实际操作能力的,能够从事设计策划、创意、实施、制作、工程、管理、经营等工作的,适应社会发展与经济建设需要的应用型艺术设计人才。中国传媒大学南广学院培养要求面向电视台、报社、设计公司、文化传播机构等单位,培养具有宽广的人文社科理论基础,掌握艺术理论、设计原理、设计表达和实践技能,精通设计软件,能够从事艺术设计的策划、实施、制作与管理等工作的应用型、复合型、创新型的高级专门人才。郑州轻工业学院伊斯顿美术学院通过多门主干课程的教学,与俄罗斯及西亚开展国际合作,采用交互式教学方法,使学生全面掌握艺术设计的专业知识,培养能够从事相应设计门类的高级专门人才。从这几个独立学院的人才培养定位不难看出:艺术设计专业基础知识、基本技能、创新与实践能力都是各个学校的基本要求,但其特色各不相同。独立学院依托母体和资源优势,对艺术设计专业人才培养定位特色进行了强调:南京大学金陵学院注重艺术素养和道德品行的培养,中国传媒大学南广学院侧重艺术设计专业与传媒产业的构建,郑州轻工业学院伊斯顿美术学院强调区位的国际合作办学。艺术设计专业放在不同特色的独立学院,其背景就有很大差异,这种差异带来的直接影响就是形成艺术设计专业人才培养定位的鲜明特色。
(二)、课程体系与内容上的定位特色
独立学院可以按照“基本要求+特色”模式,塑造课程特色,巩固特定的办学优势,形成自身强项,树立与众不同的品牌形象。独立学院需要对艺术设计专业培养计划、课程体系进行整体规划、精心设计。特色可从专业方向设置、课程结构与教学内容,特别是实践教学环节动脑筋。专业培养计划及课程结构体系的革新最终须落实到具有创新意识并符合设计发展规律的特色课程上。目前独立学院艺术设计专业真正有技术含量的、应用性强的课程不多。如平面设计课程,在课堂上反复强调字体、版式、色彩、图片的唯美表现,而对广告理论、投放媒体、消费调查、受众心理、广告效果反馈等重要内容提及甚少,完全可以根据应用性人才市场对人才素质的需求增加“谈判技巧”、“比稿技术”等对学生有直接帮助的课程和内容。传统的素描、色彩、三大构成等课程也要进行重新设计整合。以中国传媒大学南广学院艺术设计专业课程为例做具体分析。该校该专业将课程分为A、B、C类。A类为公共基础课程,包含政治、英语、计算机、体育等。B类为专业核心课程,包含设计原理、设计方法、设计过程、创新思维以及主要设计门类课程。C类再细分为C1、C2、C3三种,其中C1为专业系统课程,如素描、色彩、计算机辅助设计等支撑C1的专业基础课程,有很强的系统性;C2为专业拓展课程,如中国书画、雕塑、摄影等能起到拓展知识、能力和素质的相关课程;C3为公共选修课程,由学生在全校范围内结合自己爱好和特别需求任选,如语言表达艺术、经典影视赏析、导演艺术基础等。除此以外,该校还将寒暑假设置成小学期,由专业教师指导学生在假期完成专业考察、见习和实习,密切与业界的联系,增强人才培养的适应性和应用性。
(三)、创新是永恒的追求
1综合各门课程设计,提高学生对设计的全面认识。综合课程设计就是室内设计原理课程设计和家居设计课程设计结合,完成同一课题的设计,要求学生认真分析课题中对室内设计风格的确定,从色彩、灯光、家具布置一直到整体环境要有一个全盘的考量。即从室内设计原理课程设计阶段就要将家居设计课程设计的内容考虑进去,以家居设计为对象,统一题旨,分阶段实施。综合课程设计是结合室内设计原理和家居设计课程的讲授分为两个学期进行,设计的整体思想贯穿于两个学期。在室内设计原理课程设计阶段,主要完成室内家居的空间层次,风格的确定、色彩运用及灯光、家具的布置;在家居课程设计阶段,完成空间的整体框架,结合原理课程基础上的内容进行完善及后期处理。这样的综合课程设计既可以作为实际工程项目和科研项目来做,也当作实际应用的锻炼。让学生对课程设计做到心中有数,知道应该做什么,怎么去做。
2充分发挥学生的创新意识,调动学生的主动性和积极性。为了培养及锻炼学生的工程实践能力与创新意识,课程设计的题目有较为广泛的进行选择的范围。在课程设计之前,教师可以去市场进行调研,根据最新的调研结果进行题目的筛选,然后让学生根据所给的题目范围独立或是成组的进行课程设计并完成选题计划。教师应该积极的调动学生的主动性及积极性,根据每个学生的特点,让其大胆的进行设计,发挥其潜能及创新意识,培养学生的综合设计的能力。
3合理运用软件技术,使之成为高效率的工具。计算机的应用的能力成为学生设计的所需工具,从大一学生就开始接触各种设计软件,CAD、3D等,如何可以高效的使用计算机软件并完成设计作品,这就要求学生掌握软件的使用工具及使用技巧,发挥其最大的绘图效果。这样可以提高绘图质量、缩短设计周期。
4合理安排课程设计时间。家居设计课程设计是室内设计专业的一门必修课,课程的目标就是开展实践性的教学活动,并在专业课中起着承上启下的作用。家居设计课程设计的时间为2周,时间短,任务重,学生难以在有限的时间里完成好的设计作品,所以在课程的安排上尽量加大实践的课程量,让学生充分发挥其能动性,展现其设计能力,完成好的设计作品。
5完善考核方法。课程设计作为一门独立的课程单独考核计分,成绩可以划分为四部分。一是课程设计前对课题的准备,市场调研等情况进行提问,让学生在做课题的时候是有备而来,在进行设计时是胸有成竹;二是在课程设计中的表现,主要就是对课程设计的规则及实践操作的规范是否遵守,进行考核;三是课程设计报告,报告书写是否合理,准确,数据是否详实,分析是否准确等;四是课程设计答辩成绩,学生在结束设计后,进行PPT的制作、演讲,进行答辩,教师根据其表述内容进行提问,给予成绩。
我国传统工艺美术源远流长,具有较高的历史价值和文化内涵。不同时期不同地区的制品风格样式千变万化,呈现出各自的意蕴。随着产业结构转型和生活方式的变迁,近年来被长期疏离于日常生活的传统工艺美术逐渐回归本体,如无锡地区传统工艺美术惠山泥人、锡绣、宜兴紫砂、纸马、竹刻等善于发挥自身的优势,功能与材料、技术与美感相互兼容,它们顺应自然、就地取材、因材施艺的技术思想,把原材料和技术所具备的特质充分发挥出来而形成个性和特色。这些利用不同原材料和技术手段所制成的工艺美术品,由于创意理念和施艺方式各有特色而构成了自成一格的风骨和与自身审美取向相适应的本土形式语言。这种本土形式语言的探求和形成受大自然的启示,以朴素而纯真的思想去创作,表现出活跃性和自律性共存的特征。无锡传统工艺美术在形成自己本土语言的过程中,还吸收了江南地区吴文化和其他艺术如青铜、玉器、漆器、编织工艺、中国绘画与书法的表现手法,以新的形式转化融入,丰富了自身形式语言的表现力。如宜兴紫砂陶制作技艺与人们日常生活紧密相关,不仅要具有良好的实用功能,还具有鲜明的审美特征,为了使功能效用和形式美感相结合并体现在具体的造型中,必须按照创意去运用原材料和制作技术,以不同的方式“顺其自然”地本着因地制宜、因势利导、顺天应人、顺地应技的原则加以整合与思考,才能创造出既实用又美观的作品。无锡惠山泥人造型风格受本土纸马艺术和苏州桃花坞年画影响,大阿福的头部、身体、四肢都统一在圆的造型之中和传统吉祥图案塑造上,不仅丰富了其内涵更与中国民间传统观念相吻合。无锡传统工艺美术中的色彩观念更是独具江南水乡特色,如惠山泥人绘彩工艺运用其传统彩绘七法“拓、涂、勾、点、掸、晕、刷”,构成一个完整的色彩观念,色彩对比富有激情而注重法度,彩绘笔法轻灵而不放纵,造型生动传神而不呆板乏味;体现出“简易而意全,巧密而精细”的特点,彩绘纹饰以江南水乡所特有的花草为表现对象,绘质方法独到,形成了一批技艺绝招。无锡惠山泥人绘彩工艺在长期的实践中形成的独特行话,如:“落笔如飞,厚薄均匀”、“直线要直曲线要活”、“亮而不艳,雅而不俗”等。在教学中将这些传统本土语言与观念进行渗透与融入,可引导学生正确认识传统工艺美术的艺术价值,有助于学生审美意识、民族素养、创新精神的提升,有助于装饰艺术设计本土化进程和文化内涵提升。同时也有助于传统工艺美术融入当代生活,促进传统工艺美术文化的传承。
二、装饰艺术设计教学对传统工艺美术吸收与借鉴的路径
高校装饰艺术设计专业培养目标明确要求学生具有现代审美意识和掌握扎实的艺术造型能力和设计能力的同时要对祖国传统工艺美术艺术知识有深入了解。对此装饰艺术设计专业课程体系应当加强对传统工艺美术元素的研究,寻找现代装饰艺术设计与传统工艺美术审美趋向的融合点,提炼其内涵并运用到教学实践中。传统工艺美术与现代装饰艺术在形态语言方面保留了较多的相似点,可结合装饰艺术设计专业核心课程《设计初步》、《设计色彩》、《图形创意》、《装饰工艺》、《软装饰品设计》、《装饰材料与工艺》、《项目模拟训练》、《项目综合训练》等进行形式多样的专业教学。在此基础上经过加工逐步在形态语言方面寻找新的结合点。在装饰艺术设计专业具体课堂教学的第一阶段教师可采取案例教学法,通过分析优秀案例,讲解这些案例是如何借鉴传统工艺美术形成独特风格,通过对案例设计过程的剖析,使学生知道如何吸收传统工艺美术元素中的精髓,借鉴其中的造型元素,使学生能够了解整个传统工艺美术制作流程,学习并掌握其中的方法。在《设计素描》、《图形创意》、《装饰工艺》等课程中,安排课堂练习绘制设计草图,特别是针对典型人物、器皿进行造型元素提炼,研究其人物的神情表达和器皿的构成特点,吸取传统工艺美术适度夸张的表现手法,利用嫁接、移植、拼合等设计元素与手段,表现具有象征意义和夸张的造型效果。在装饰艺术设计专业具体课堂教学的第二阶段可采取项目模拟训练法,引入工艺美术企业真实的实践项目,在真实的“工作情境”中按照项目需要,将学生分成若干个项目小组,每组完成一个项目。明确组员的分工,要求学生首先通过实地调研中国泥人博物馆、中国宜兴紫砂博物馆、无锡非遗传承与创新中心,借鉴其造型设计手法,提出创作方案和构想,最终确定创作方案。在《软装饰品设计》、《装饰材料与工艺》、《项目模拟训练》、《项目综合实习》、《毕业设计》等课程中,鼓励学生探索和尝试多种不同的表现风格,指导学生设计出符合现代人审美趣味,有市场需求、有地方特色和有文化内涵的作品,改变当下本土装饰艺术设计作品模仿外国、缺乏本土特色的局面。
三、装饰艺术设计对传统工艺美术本土语言吸收与借鉴的实践与思考
目前装饰艺术设计专业传统的岗位分工已被灵活、整体化和以解决问题为导向的综合任务所替代,对学生的职业能力提出了更高的要求,特别是工作中解决复杂问题的综合能力,只能在真实的“工作情境”和整体化的“工作过程”中获得,纯学校教育模式无法独立承担,当下各地高校普遍采用的校企合作和现代学徒制的培养方法,对装饰艺术设计专业人才培养目标的实现有极大帮助。2012年起无锡商业职业技术学院装饰艺术设计专业在地方政府的支持下,依托“两基地一中心”:省级“创意设计技术实训基地”和“无锡传统工艺美术人才培养基地”、“无锡市非遗传承与创新中心”,针对传统工艺美术与装饰艺术设计教学体系相互融合共同开展现代学徒制人才培养研究。在学校中选拔一批学生组建“现代学徒制非遗班”,聘请国家级和省级工艺美术大师担任客座教授与本校专业教师共同组建研究和教学团队,让他们有目标、有计划、手把手地传授核心技艺。学校建设有专门用于传统工艺美术研究和项目作品展示的大师工作室、惠山泥人技艺传习所,配备了先进的多媒体演示和制作设备,同时与学校创意设计技术实训基地实现设备共享,将《惠山泥人》和《锡绣工艺》等课程纳入专业人才培养课程体系,完善专业技能教学指导大纲、考核标准、监控与保障体系,强化教学过程管理,使学生专业技能训练的课时数、工位数、耗材数得到充分保证,提高专业教学内涵质量和实施效果。由于操作路径清楚,可操作性强,学生在真实的“工作情境”和整体化的“工作过程”中获得知识与技能,教学效果良好,受到社会关注与好评。事实证明高校装饰艺术设计教学体系对传统工艺美术本土语言的吸收与借鉴既能保证人才培养目标的实现又能够对国家相关传统工艺美术保护与传承政策起到促进作用。但是由于传统工艺美术产生的时代局限性,在社会结构、视觉文化以及生活习惯的改变与冲击下,如何处理好与高校装饰艺术设计专业教学体系深度融合、如何妥善处理好传承与保护的关系、如何探究工艺美术的“再生产”还缺乏系统理论研究。因此探讨装饰艺术设计专业对传统工艺美术本体语言吸收与借鉴的路径,其核心是在吸收与借鉴过程中及时发现所面临的问题及采取的解决问题的方法与途径。高等院校装饰艺术设计专业应不断实践和完善现代学徒制的培养方法,课程体系应以传承、创新为教学原则,以立体、平面材料课程为教学重点,以综合材料、工艺媒介在特定空间环境载体中的整合运用为发展方向,重视地区民间传统工艺美术技术的传承与创新。