СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ И УСВОЕНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

1. Способ обучения и усвоения учебного материала, включающий координацию обучающим индивидуальных и коллективных действий группы обучаемых с учебным материалом, передачу информации учебного материала и обмен сообщениями между членами группы обучаемых и обучающим с использованием локальной сети средств коммуникации носителей информации на рабочих местах обучаемых и обучающего, отображение информации средствами отображения информации в режиме персонального и группового восприятия действиями обучаемых и обучающего с учебным материалом на носителях информации и контроль отображаемого обучаемыми и действий обучаемых с учебным материалом на носителях информации в режиме сравнения и тестирования,
причем доступ к учебному материалу обеспечивают по блокам данных, фиксированных на группе носителей информации, имеющих, по меньшей мере, трехвидовое членение по признаку познания, соответственно
индивидуального (разработчик),
группового (преподаватели, научные сотрудники, обучающиеся)
и эталонного (разработчик, преподаватели, научные сотрудники, обучающиеся),
при этом блок данных индивидуального вида представляют на носителе информации в виде локального мультимедийного запоминающего устройства,
блок данных группового вида представляют на носителях информации в виде сетевых мультимедийных запоминающих устройств с возможностью дополнения избыточными данными из общедоступных средств информации и данными обмена информацией между членами группы обучаемых и обучающим,
а блок данных эталонного вида представляют на автономном носителе информации с фиксированным отображением данных учебного курса в визуальной форме,
отличающийся тем, что
дополнительно формируют категории пользователей с различными правами доступа к комплексу и обеспечивают регламентированную поддержку каждой из сформированных категорий пользователей,
по меньшей мере, трехвидовое членение по признаку познания, соответственно индивидуального, предполагает разработчика, группового, предполагает преподавателей, научных сотрудников, обучающихся, эталонного, предполагает разработчика, преподавателей, научных сотрудников, обучающихся,
в качестве учебных материалов представляют предварительно подготовленные и обработанные изображения радужной оболочки глаза (офтальмологические), изображения медицинских препаратов (цитологические, гистологические, гематологические).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная подготовка и обработка изображений включает отбор биологических материалов (для цитологии и гистологии) или радужной оболочки глаза, фотографирование увеличенных изображений отобранных материалов, перевод фотографий в цифровую форму и размещение цифровых изображений в памяти компьютера.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная подготовка изображений включает отбор биологических материалов (для цитологии и гистологии) или радужной оболочки глаза, фотографирование увеличенных изображений отобранных материалов, причем при фотографировании отбирают для учебных целей или создают специально изображения, содержащие шумы, помехи, характеризующиеся слабой контрастностью полезных объектов, плохой резкостью, осуществляют перевод фотографий в цифровую форму и размещение цифровых изображений в памяти компьютера.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отбирают для учебных целей или создают специально необходимое изображение радужной оболочки глаза.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что отбирают для учебных целей или создают специально изображение радужной оболочки глаза, характеризующееся повышенной яркостью.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что отбирают для учебных целей или создают специально изображения клеток крови, характеризующиеся слабой контрастностью полезных объектов.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что отбирают для учебных целей или создают специально изображения, полученные при различной освещенности, других условиях подготовки (физических характеристиках), имеющие различную резкость, контрастность и яркостные характеристики.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что устанавливают формат изображений, как правило, bmp, размер не более 1024×768 элементов, цветовое кодирование - 8-битное или 24-битное.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддержку категорий пользователей с различными правами доступа к комплексу осуществляют следующим образом:
для разработчика комплекса: просмотр, копирование, корректировка и дополнение информации о созданных алгоритмах предобработки (также к разработчику относят все права доступа, характерные для обучающихся),
для преподавателей и научных сотрудников: просмотр и копирование информации о созданных алгоритмах предобработки,
для пользователей (обучающихся): загрузка необходимого изображения из созданных баз изображений, применение созданных алгоритмов предобработки, просмотр необходимых баз теоретических сведений, вывод на печать.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем свободной памяти ПЗУ выбирают не меньше 120 Мб.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что частоту процессора выбирают не меньше 500 МГц.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем оперативной памяти выбирают не меньше 512 Мб.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что работы осуществляют на операционных системах Windows ХР.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку изображения осуществляют в течение не более 5-10 с.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку изображения с помощью 1 алгоритма осуществляют в течение не более 5-10 с.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполнение любого запроса осуществляют в течение не более 2-5 с.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят улучшение визуального качества изображения посредством устранения помех, шумов, повышения резкости, сглаживания, контрастно-яркостных преобразований.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют поиск терминологии и определений для формализованного описания полученных изображений в созданном формализованном словаре автоматически при заданных начальных условиях.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют доступ к основным теоретическим сведениям с помощью навигационных элементов созданного электронного атласа.
20. Способ по п.3, отличающийся тем, что при переводе фотографий в цифровую форму и размещении цифровых изображений в памяти компьютера для цитологических препаратов осуществляют также ввод и сохранение формализованных описаний изображений.
21. Способ по п.3, отличающийся тем, что
для цитологических препаратов дополнительно осуществляют морфометрию, включающую выделение объектов для измерения указание областей
изображения (ядра клеток), которые необходимо измерить, при этом исключают из дальнейшей обработки клетки и ядра, которые наложились друг на друга; разрушенные ядра; слишком плотные структуры, выделившихся как одно целое (в таких структурах невозможно измерить отдельные ядра); артефакты.
22. Способ по п.3, отличающийся тем, что
для цитологических препаратов
отбор объектов для морфометрии проводят как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме.
23. Способ по п.3, отличающийся тем, что
для цитологических препаратов определяют
морфометрию выделенных объектов по выбранным параметрам в автоматическом режиме,
при этом
задача распознавания объектов формально состоит в том, что для каждого объекта изображения определяют все пиксели, принадлежащие этому объекту, и все пиксели ему не принадлежащие, причем объекты считаются распознанными, если выполняются два условия:
1. для любого пикселя можно за постоянное и малое время установить, какому объекту он принадлежит (либо не принадлежит ни одному из объектов),
2. для любого объекта можно за время, пропорциональное размерам объекта, установить все пиксели, принадлежащие этому объекту,
причем задача распознавания объектов может быть декомпозирована на две подзадачи:
1. проектирование и реализация алгоритмов выделения объектов,
2. проектирование и реализация структур хранения объектов и алгоритмов занесения данных об объектах в эти структуры,
при этом
данные, передаваемые от первой подзадачи ко второй, представляют собой бинарное изображение, в котором выделенные в рамках первой подзадачи объекты имеют один цвет, а фон - другой, а требование к формату передачи данных означает, что объекты не могут соприкасаться, т.е. должны разделяться фоном, причем для решения второй подзадачи используют инкапсулированное в классе TRecognizer-распознаватель, который позволяет
быстро и в стандартизированной форме получать морфологические характеристики (периметры, площади, коэффициенты форм, моменты инерции, диаметры Фере и т.д.) всех объектов изображения.
24. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат для фотографирования размещают в огражденном пространстве на столике с приводом перемещения по трем взаимно перпендикулярным направлениям.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что световой поток для фотографируемого препарата формируют из отраженных световых потоков от ограждения замкнутого пространства.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что световой поток для фотографируемого препарата формируют из наклонных к плоскости предметного стекла с препаратом световых потоков, обращенной к объективу, или к плоскости предметного стекла с препаратом, обращенной в противоположную от объектива сторону.
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что световой поток для фотографируемого препарата формируют из чередующихся по свойствам световым (яркость, насыщенность, светосила, хроматический состав) сегментам в виде полос или пятен.
28. Способ по п.1, отличающийся тем, что при перемещении препарата с предметным стеклом при меньшем увеличении при фотографировании или сканировании обозначают реперные точки и заносят их координаты в память, управляющую координатным позиционированием препарата при фотографировании с большим увеличением.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что на пути светового потока к освещаемому препарату размещают дифракционную решетку таким образом, чтобы световой поток проходил сквозь дифракционную решетку.
30. Способ по п.1, отличающийся тем, что на пути светового потока к освещаемому препарату размещают дифракционную решетку таким образом, чтобы световой поток отражался от дифракционной решетки и после этого попадал на фотографируемую поверхность препарата.
31. Способ по п.1, отличающийся тем, что на пути светового потока, отраженного от освещаемого препарата, перед объективом размещают дифракционную решетку.
32. Способ по п.1, отличающийся тем, что при предварительной подготовке и обработке изображений, включающей отбор биологических материалов (для цитологии и гистологии) или радужной оболочки глаза, фотографирование увеличенных изображений отобранных материалов, перевод фотографий в цифровую форму и размещение цифровых изображений в памяти компьютера, осуществляют сегментирование полученных цифровых изображений на участки, имеющие значимость при формировании формализованного описания, причем сформированные сегменты размещают таким образом, что имеется возможность их дискретного позиционирования из ячейки памяти и возвращения в ячейку памяти.
33. Способ по п.1, отличающийся тем, что при размещении цифровых изображений в памяти компьютера и осуществлении сегментирования полученных цифровых изображений на участки, имеющие значимость при формировании формализованного описания, создают электронные атласы и БД терминов и определений, в которых конкретному формализованному термину соответствует конкретный геометрический участок изображения, или его физическое свойство, или его взаиморасположение с соседними участками изображения и т.д.
34. Способ по п.1, отличающийся тем, что обучающиеся на основании представленного изображения формируют набор формализованных признаков, однозначно определяющий представленное изображение, и сравнивают его с имеющимися эталонами.
35. Способ по п.1, отличающийся тем, что на основании имеющихся наборов формализованных признаков обучающиеся создают формализованное описание изображения препарата, однозначно характеризующее предложенный диагноз (патологию), и создают при помощи аппаратных средств или вручную предполагаемое изображение патологии и сравнивают с имеющимися эталонами.
36. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображение информации средствами отображения информации в режиме группового восприятия действиями обучаемых и обучающего с учебным материалом на носителях информации и контроль отображаемого обучаемыми и действий обучаемых с учебным материалом на носителях информации в режиме сравнения и тестирования осуществляют с использованием общедоступного для визуального группового обозрения монитора с размером диагонали экрана от 60 см.
37. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображение информации средствами отображения информации в режиме индивидуального и/или группового восприятия действиями обучаемых с учебным материалом на носителях информации и контроль отображаемого обучаемыми и действий обучаемых с учебным материалом на носителях информации в режиме сравнения и тестирования осуществляют посредством синхронного показа ранее записанных на видеоаппаратуру изображения оператора (обучаемого) с изображениями наблюдаемого в этот момент оператором участка изображения препарата, причем показ изображений сопровождают аудиокомментариями по изучаемой теме.
38. Способ по п.1, отличающийся тем, что на завершающей стадии урока производят широкоформатный показ серии снимков этапов работ с препаратом: отбор препарата, обработка и подготовка препарата, фотографирование препарата, виды фотографий при различном освещении, перевод полученных фотографий в цифровую форму, сегментирование полученных цифровых форм фотографий, соотнесение сегментов изображения с однозначно их определяющими формализованными признаками, составление формализованного описания имеющегося изображения препарата и сравнение с формализованным описанием эталонного изображения, синтез изображения из представленных наборов формализованных признаков для заданного диагноза патологии и сравнение с имеющимся эталоном изображения с аналогичным набором формализованных признаков, при этом осуществляют краткий аудиокомментарий снимков.
39. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обеспечении регламентированной поддержки используют нейросетевые технологии, включающие замену строго алгоритмированного пошагового анализа данных на параллельную обработку всего массива информации в представленных изображениях, замену программирования на обучение.