生物醫(yī)學工程專業(yè)基礎(chǔ)課教學改革與實踐

畢浩宇 ，周晉陽 ，李 燕

（1.中北大學 信息與通信工程學院，山西 太原 030051；2.長治醫(yī)學院 生物醫(yī)學工程系，山西 長治 046000；3.長治學院 化學系，山西 長治 046011）

1 引言

在大學教育中，專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容知識范圍介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間，是為專業(yè)課學習打基礎(chǔ)的課程。多年教學經(jīng)驗表明，專業(yè)基礎(chǔ)課教育是大學生專業(yè)學習興趣、開創(chuàng)性思維意識、動手能力、設(shè)計制作能力的重要形成條件。

根據(jù)教育部專業(yè)設(shè)置要求，生物醫(yī)學工程本科專業(yè)基礎(chǔ)課程包括有：電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計算機接口技術(shù)、生物醫(yī)學傳感器、電子學實驗、和電子工藝實習等。如何發(fā)揮醫(yī)學院校自身優(yōu)勢和特色，利用現(xiàn)有條件，增強學生專業(yè)興趣，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的生物醫(yī)學工程人才，是相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學人員的必然使命。因此，應改革并不斷實踐專業(yè)基礎(chǔ)課的教學模式，培養(yǎng)學生們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，充分激發(fā)學生們的開創(chuàng)性思維意識，進一步增強學生們的動手能力。

2 研究與實踐過程

①前期：調(diào)研、收集資料。一方面充分考察了解國內(nèi)外知名院校生物醫(yī)學工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學體系設(shè)置，另一方面設(shè)計問卷調(diào)查表，完成對學生和任課教師的問卷調(diào)查，并完成資料的整理和分析。

②中期：根據(jù)教育部關(guān)于生物醫(yī)學工程專業(yè)教學目標以及新時期創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，綜合調(diào)研收集的資料，重新修訂以下專業(yè)基礎(chǔ)課教學大綱：電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計算機接口技術(shù)、生物醫(yī)學傳感器、電子學實驗、和電子工藝實習等。

③后期：根據(jù)新大綱，課程的講授內(nèi)容要精、寬、新；刪減陳舊的、重復的、微觀細節(jié)的內(nèi)容；講授體系和教材適當分開，避免“照本宣科”；提倡雙向交流式的課堂教學；減少課內(nèi)講授學時，擴大課內(nèi)外學時比例。在保留必要驗證性實驗項目的基礎(chǔ)上，每一門專業(yè)基礎(chǔ)課都要適當增加綜合性、設(shè)計性實驗，提高學生自主學習能力。

④最后結(jié)合工作實際開展研究，并進行試點，對試點成效進行總結(jié)分析，在此基礎(chǔ)上進一步完善研究成果。

3 實踐效果

3.1 深入推動教學內(nèi)容改革，構(gòu)建合理課程體系

創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)，需要繼續(xù)深入推動專業(yè)基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容的改革。在專業(yè)基礎(chǔ)課程教學中，可以大量采用啟發(fā)式、研討式、案例式等教學方式，讓學生掌握最新的知識，盡可能使學生在現(xiàn)有的水平基礎(chǔ)上實現(xiàn)創(chuàng)新和提高[1][2]。筆者通過開設(shè)專門的科研訓練課和鼓勵學生申請大學生創(chuàng)新實驗項目，使得學生盡早進入實驗室或科研課題組，將科研活動和課堂知識有效的結(jié)合起來，激發(fā)學生的求知欲。

根據(jù)本專業(yè)基礎(chǔ)課程概念多、理論性強、課時少、實驗少的特點，對教學內(nèi)容進行整合，授課時結(jié)合課程的特點，深入淺出地介紹講重點、難點。比如電路分析課程里一些基本的原理對現(xiàn)今工程技術(shù)而言應用價值很少，所以在授課的時候只需要簡單的介紹其原理，沒必要花較多時間去講解和布置大量的作業(yè)，而應該注重其實例的介紹[3]。此外，筆者對電子類課程進行了整合：電路分析課程理論學時減少6學時，綜合性實驗項目增加2個；模擬電子技術(shù)課程從第5學期調(diào)至第4學期；數(shù)字電子技術(shù)課程從第6學期調(diào)至第5學期；整合后電子類基礎(chǔ)課程比較集中，更利于學生電子技術(shù)水平的增長，并且使學生在全國大學生電子設(shè)計競賽的前一個學期學完所需電子類課程的全部理論知識，多出了一個學期的備戰(zhàn)時間，更有利于學生取得好的競賽成績。

3.2 改革教學方法手段，充分應用現(xiàn)代教育技術(shù)手段

為了充分調(diào)動學生的學習積極性和參與性，筆者在專業(yè)基礎(chǔ)課普及多媒體教學的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，擴展教學資源，提高學生自主學習的積極性。

我們以校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)為依托，利用信息化手段，實現(xiàn)了教學環(huán)節(jié)、教學活動的數(shù)字化。為此，我們研究并開發(fā)了網(wǎng)上教學系統(tǒng)，結(jié)合校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了集教學課件資源與學生自主學習為一體的教學平臺，開辟了精品課程、網(wǎng)上演示、作業(yè)公布、自我測評和師生互動等欄目[4]。學生通過精品課程欄目，可以瀏覽到課程的相關(guān)章節(jié)，增強理論學習；通過網(wǎng)上演示欄目，學生可以看到教學過程動畫演示、實驗過程動畫演示；通過師生互動欄目，學生可以就學習中遇到的問題或者對教學的意見同相關(guān)任課教師進行共同討論；通過自我測評欄目，學生可以針對課程中某個章節(jié)的習題進行自我測評，以此來測驗其對各個知識點的理解程度和掌握程度，并以此為依據(jù)加強薄弱環(huán)節(jié)的學習。

3.3 不斷更新和優(yōu)化實驗實踐教學內(nèi)容

為進一步加強學生動手能力和創(chuàng)新能力，我們以培養(yǎng)創(chuàng)新思維為主線構(gòu)建實踐教學體系，不斷革新和優(yōu)化實踐教學內(nèi)容；科學地、有針對性地設(shè)計實驗教學大綱，一方面減少演示性、重復性和驗證性實驗內(nèi)容，另一方面增加綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗內(nèi)容，確保學生在實驗教學環(huán)節(jié)中得到更多的動手能力和創(chuàng)新能力訓練；不定期開放實驗室，學生可以自主選擇實驗方向，自主確定實驗內(nèi)容、方法和步驟，獨立完成實驗全過程，以增強學生進行創(chuàng)新性實驗的能力[5]。

經(jīng)過對原有實驗內(nèi)容進行適當、合理的調(diào)整后，共計新增實驗項目3個，改變實驗項目29個，去掉了一些陳舊的、演示性和驗證性的實驗內(nèi)容，增加了綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容。例如在電路分析課程中增加了“集成放大器的應用與設(shè)計”實驗；信號與系統(tǒng)課程中增加了“連續(xù)系統(tǒng)的頻率特性及頻域分析”實驗；電子學實驗課程將小的驗證性實驗進行了合并，模電部分將“基本放大電路”和“分壓式偏置放大電路”合并為“基本放大電路”實驗，數(shù)電部分將“加法器”、“譯碼器和編譯器”合并為“組合邏輯電路的分析與設(shè)計”實驗，實驗學時數(shù)由3學時增加為4學時，使實驗的綜合性增強，以便涵蓋更多內(nèi)容；生物醫(yī)學傳感器課程增加了“線性霍爾式傳感器位移特性實驗”[5]；電子工藝實習課程在教學上更加靈活，學生可以選擇教師公布的命題進行實驗設(shè)計，也可以在教師指導下進行自命題實驗設(shè)計[6]。

3.4 以學科競賽為載體，努力推動大學生科技競賽，提高學生創(chuàng)新能力

以全國大學生電子設(shè)計競賽為載體，結(jié)合學生的“電子愛好者”社團活動積極開展模擬創(chuàng)新實踐活動，定期為全校師生進行義務電子維修維護活動，通過網(wǎng)絡(luò)公開展示學生的電子設(shè)計作品和設(shè)計成果，鼓勵學生通過各種形式鍛煉自己的動手能力和創(chuàng)新能力。

電子設(shè)計競賽及校內(nèi)電子活動有力地推動了本專業(yè)電子類基礎(chǔ)課程的教學改革[7][8][9]，使得教師們在教學內(nèi)容的安排上更多地體現(xiàn)綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性。

4 結(jié)束語

通過幾年的專業(yè)基礎(chǔ)課教學模式的研究與探索，我們基本上實現(xiàn)了人才培養(yǎng)與學科建設(shè)的有機結(jié)合。在教學過程中通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)建立了一種基于研究探索的學習模式，使學生在學習過程中養(yǎng)成自我發(fā)現(xiàn)、主動探索的良好習慣；培養(yǎng)了學生系統(tǒng)設(shè)計、制作的能力，拓展了學生的創(chuàng)新思維。

但是我們也看到，專業(yè)基礎(chǔ)課的教學改革與實踐還有很多工作要做，比如教學方法、師資隊伍建設(shè)、教師之間、師生之間的相互配合等各個環(huán)節(jié)都需要進一步的優(yōu)化和整合，需要我們不斷地思考和研究。只有這樣，我們培養(yǎng)的學生才能成為在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域、醫(yī)學儀器以及其他電子技術(shù)等部門從事研究、開發(fā)及管理的具有創(chuàng)新精神和實踐技能的生物醫(yī)學工程高級技術(shù)人才。

［1］賀風云，李順新.對計算機基礎(chǔ)課程體系教學改革的探索與實踐［J］.計算機教育，2009，（13）：30-31.

［2］石玉芳，卜耀華.計算機基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容體系改革的實踐［J］.中國教育技術(shù)裝備，2012，（3）：40-42.

［3］李瑞霞.論生物醫(yī)學工程專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)［J］.長治學院學報，2010，4（27）：71-73.

［4］郭群.基于“雙創(chuàng)型”人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學改革與實踐［J］.赤峰學院學報（自然科學版），2012，28（6）：254-255.

［5］陳俊梅，李文洪，周晉陽等.生物醫(yī)學工程電子學實驗教學改革［J］.實驗科學與技術(shù)，2010，8（2）：129-130.

［6］郝吉福，高允升，齊永秀等.關(guān)于培養(yǎng)藥學綜合素養(yǎng)人才的思索［J］.中國藥房，2011，22（12）：1148-1150.

［7］王春雷，韓玲娜.電子設(shè)計競賽與生物醫(yī)學工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2011，（3）：133-135.

［8］何青.醫(yī)學院校工科學生工程實踐能力的培養(yǎng)［J］.廣東醫(yī)學院學報，2012，（1）：115-116.

［9］南群，郝冬梅，喬愛科等.生物醫(yī)學工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)教學模式研究［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2011，（9）：67-68.