依托大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)踐

陳妮+莫華

【摘 ?要】以廣西醫(yī)科大學(xué)為例，針對(duì)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)初期面臨的問題，介紹組織生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過程，及參賽對(duì)專業(yè)建設(shè)起到的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵字】電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 ?生物醫(yī)學(xué)工程 ?專業(yè)建設(shè)

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2015）02C-0018-02

一、依托大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的優(yōu)勢(shì)

工科人才的培養(yǎng)必須進(jìn)行大量的工程實(shí)踐訓(xùn)練，才能很好的將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。在實(shí)踐過程中，會(huì)存在各種各樣的問題，這些問題有可能是制作工藝不佳、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、測(cè)試環(huán)境干擾、器件參數(shù)不匹配等造成，需要學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)加以解決，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，慢慢轉(zhuǎn)化為自身的能力。因此，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是專業(yè)建設(shè)中重要的一環(huán)。

我校于2009年開辦生物醫(yī)學(xué)工程（醫(yī)療儀器方向）專業(yè)，這也是目前校內(nèi)唯一的工科專業(yè)。該專業(yè)要求學(xué)生能利用電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)解決醫(yī)療儀器設(shè)備的研制，產(chǎn)品的開發(fā)、維護(hù)等問題。然而，醫(yī)學(xué)院校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)處于深厚的醫(yī)學(xué)大背景中，其附屬醫(yī)院等臨床實(shí)習(xí)基地能為學(xué)生提供條件良好的實(shí)踐環(huán)境和實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，但是學(xué)校的工程技術(shù)力量相對(duì)落后，在本專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)方面急需加強(qiáng)。

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是深受大學(xué)生歡迎的綜合設(shè)計(jì)競(jìng)賽項(xiàng)目，作為教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一，它給參賽學(xué)生提供了綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，并培養(yǎng)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的機(jī)會(huì)和思維空間，并為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。競(jìng)賽過程涉及理論設(shè)計(jì)和實(shí)物制作，包括了硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，涵蓋了電子類相關(guān)專業(yè)的多門專業(yè)主干課程的知識(shí)點(diǎn)。目前，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成為全面鍛煉參賽學(xué)生綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力的平臺(tái)，包括運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)的能力，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐操作的能力，創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。競(jìng)賽在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，開展專業(yè)建設(shè)和改革方面都起到了很大的促進(jìn)作用。在電子信息類人才的培養(yǎng)上，已逐漸形成了以競(jìng)賽為核心的人才培養(yǎng)新模式。因此，組織學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)于增強(qiáng)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)院校的工程技術(shù)力量具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

二、依托大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的具體措施

為參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，我們從組織學(xué)生參賽、構(gòu)建競(jìng)賽培訓(xùn)體系、完善競(jìng)賽環(huán)境三方面開展了一系列工作。

（一）成立競(jìng)賽籌備工作小組，工作小組組織機(jī)構(gòu)如圖1所示：

圖1 ?競(jìng)賽籌備工作小組組織機(jī)構(gòu)

（二）競(jìng)賽培訓(xùn)工作安排在暑假期間進(jìn)行，邀請(qǐng)外校專家進(jìn)行參賽指導(dǎo)，最終形成的競(jìng)賽培訓(xùn)內(nèi)容體系如表1所示：

表1 ?競(jìng)賽培訓(xùn)內(nèi)容 培訓(xùn)內(nèi)容

硬件模塊設(shè)計(jì) 手工制作電路板流程

印制電路板的設(shè)計(jì)流程

基本元器件的深入理解

基本單元電路的設(shè)計(jì)

軟件模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)開發(fā)的基本流程

單片機(jī)內(nèi)部資源的使用

單片機(jī)的模塊化編程

系統(tǒng)設(shè)計(jì) 真題訓(xùn)練

（三）為競(jìng)賽安排專門的場(chǎng)地，并為每個(gè)參賽隊(duì)伍配備基本儀器一套（電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬用表），工具一套（烙鐵、鑷子、斜口鉗、剪刀、剝線鉗等）。同時(shí)，采購(gòu)了電阻、電容、電感、運(yùn)放、開關(guān)、單片機(jī)等常用元器件，以及制作電路板的基本設(shè)備一套（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、鉆孔機(jī)、制板機(jī)及制作耗材）。

三、依托大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)踐

我校于2012年和2013年均組織生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生參加了大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。2012年參賽隊(duì)伍4支，獲獎(jiǎng)情況如下：區(qū)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2013年參賽隊(duì)伍4支，獲獎(jiǎng)情況如下：區(qū)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。通過近兩年組織學(xué)生參賽，我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的建設(shè)卓有成效，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）以較快的速度促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。通過大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽推動(dòng)了我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課由“驗(yàn)證”型向“驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、綜合”型方向轉(zhuǎn)變。在2013年的專業(yè)培養(yǎng)方案修定中，增設(shè)了電子制作與設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)課程，并對(duì)單片機(jī)原理及應(yīng)用、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程的實(shí)踐內(nèi)容作了整合，形成綜合創(chuàng)新性的實(shí)訓(xùn)課程單片機(jī)與電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)。與新增課程配套的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也在同步進(jìn)行中。

在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)中，我們借鑒電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的模式，開展了班級(jí)內(nèi)的智能循跡小車賽跑比賽，以小車在規(guī)定路線內(nèi)行走的快慢決出比賽的名次。比賽題目具有一定的趣味性，而且以活動(dòng)的形式完成教學(xué)任務(wù)更能迎合“90后”學(xué)生的性格特征，形成了寓學(xué)于樂的學(xué)習(xí)方式，取得了較好的教學(xué)效果。

（二）搭建了學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，開展相關(guān)活動(dòng)，進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。參加競(jìng)賽促進(jìn)了學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的開展，同時(shí)學(xué)生還在參賽過程中形成了自己的課外學(xué)習(xí)團(tuán)體——生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新協(xié)會(huì)。通過協(xié)會(huì)組織開展了系列的技能培訓(xùn)、課外創(chuàng)新作品展、校內(nèi)技能競(jìng)賽等活動(dòng)。這些活動(dòng)促進(jìn)了本專業(yè)良好學(xué)風(fēng)的形成，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量打下基礎(chǔ)。

1.形成了不同年級(jí)間的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，營(yíng)造了良好的課外學(xué)習(xí)氛圍。在大一、大二的學(xué)生中，大部分對(duì)大學(xué)生活、大學(xué)學(xué)習(xí)處于迷茫狀態(tài)。開放性的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建成，為他們提供了課外學(xué)習(xí)的平臺(tái)，同時(shí)也為高年級(jí)與低年級(jí)之間的學(xué)習(xí)交流提供了條件。低年級(jí)的同學(xué)更多了解以后自己學(xué)習(xí)的方向，而一些高年級(jí)同學(xué)的學(xué)習(xí)成果對(duì)他們也具有很大的吸引力和影響力。此外，課外創(chuàng)新作品展活動(dòng)可以讓同學(xué)們感受到自己與其他同學(xué)之間的差距，從同齡人中受到鼓舞，進(jìn)而產(chǎn)生積極向上的決心。

2.開展課外實(shí)踐技能培訓(xùn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)課內(nèi)教學(xué)的有益補(bǔ)充。組織開展的課外專業(yè)技能培訓(xùn)包括電路制作的基本流程和單片機(jī)入門介紹兩大模塊。具體有：電路繪圖、元器件識(shí)別、電路焊接工藝、基本儀器的使用及簡(jiǎn)單電路的測(cè)試方法;單片機(jī)簡(jiǎn)介、keil軟件的使用及LED花樣燈的顯示控制。這部分培訓(xùn)內(nèi)容為低年級(jí)學(xué)生完成一些簡(jiǎn)單的實(shí)踐項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)，為他們后續(xù)的課程學(xué)習(xí)提供了感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)了專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

3.自我展現(xiàn)活動(dòng)增進(jìn)了不同學(xué)科的相互了解。生物醫(yī)學(xué)工程是研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題，是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的交叉學(xué)科，知識(shí)復(fù)合度差是開設(shè)該專業(yè)面臨的一個(gè)難題。而我校開設(shè)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)尚屬起步階段，校內(nèi)很多老師和同學(xué)對(duì)它的了解較少。要能利用校內(nèi)豐厚的醫(yī)學(xué)資源，主動(dòng)開展活動(dòng)展現(xiàn)自我是必要的。我們將義務(wù)維修活動(dòng)和創(chuàng)新作品展活動(dòng)作為生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新協(xié)會(huì)的常規(guī)活動(dòng)，于每年上半年在全校范圍內(nèi)舉辦。其中作品展以應(yīng)用于醫(yī)療上的小制作為主，如：溫度計(jì)、脈搏計(jì)，人體參數(shù)監(jiān)測(cè)儀等。通過展示，讓醫(yī)學(xué)師生們能對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)有更多的認(rèn)識(shí)，增進(jìn)彼此的交流，拓展彼此的視野和思維，提高大家對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的認(rèn)知度。

（三）提高了專業(yè)教師的教學(xué)水平和工程實(shí)踐能力。教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的高低將直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量，作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教師，要求具備扎實(shí)的理論知識(shí)功底和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。而實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程學(xué)科的教師發(fā)展有很大的影響。缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致科研能力不足，缺乏獨(dú)立工作能力，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)獨(dú)立;在理論授課中會(huì)出現(xiàn)照本宣科、內(nèi)容貧乏、課堂氣氛缺乏活力的現(xiàn)象，同時(shí)也難以勝任實(shí)踐教學(xué)工作。我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的骨干教師大多為青年教師，教學(xué)水平、實(shí)踐能力都有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

大學(xué)生電子競(jìng)賽命題范圍廣，內(nèi)容新穎，涉及多門課程的綜合應(yīng)用，難度適中。因此，參與電子競(jìng)賽的培訓(xùn)工作對(duì)青年教師而言亦是一個(gè)提升業(yè)務(wù)素質(zhì)的機(jī)會(huì)，他們可以接觸到當(dāng)前電子領(lǐng)域中的新技術(shù)、新軟件，在教授學(xué)生的同時(shí)也提高了自身的工程實(shí)踐能力，為以后能更好地勝任教學(xué)和科研工作打下基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]魏明生，游春霞，尹釗等.依托電子競(jìng)賽培養(yǎng)創(chuàng)新型人才教學(xué)模式的探討[J]. 中國(guó)教育技術(shù)裝備，2009（9）

[2]李衛(wèi)兵，杜玉杰，張成亮. 基于電子競(jìng)賽的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，10（4）

【基金項(xiàng)目】廣西醫(yī)科大學(xué)校級(jí)A類教改項(xiàng)目（2013XJGA14）

【作者簡(jiǎn)介】陳 ?妮（1982- ?），女，廣西柳州人，廣西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院講師，工學(xué)碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）