基于成績分析的假肢矯形工程專業(yè)機械類課程教學實施與觀察

摘要：根據(jù)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)以及社會對康復與醫(yī)工類復合型人才的需求，面向四年制假肢矯形工程專業(yè)學生生開設(shè)機械課程，目的在于通過機械類基礎(chǔ)課程的講授引導學生建立的機械學的理論體系框架、奠定學生了解機械科學的知識基礎(chǔ)。機械類課程學習基礎(chǔ)薄弱相對難度大；并且往往錯誤地認為課程必要性低于醫(yī)學類課程，學習主動性也不強：如何根據(jù)機械類課程特點，結(jié)合專業(yè)教學中出現(xiàn)的特殊問題開展教學，以提高機械類的教學質(zhì)量具有專業(yè)特殊性與研究迫切性。采用通過專業(yè)適宜地綜合設(shè)計題目，設(shè)計并細化考核標準，具體分析設(shè)計題目完成情況，評估教學方式對教學質(zhì)量提高的效果。首先，在授課環(huán)節(jié)適當增加具有專業(yè)適宜特點的案例，提高授課內(nèi)容的專業(yè)適宜度；其次，在平時考勤與課后作業(yè)環(huán)節(jié)，細節(jié)量化平時考勤與作業(yè)，設(shè)計專業(yè)適宜的綜合設(shè)計題目，以8～10人為1個小組側(cè)重考核個人動手與團隊協(xié)作能力；再次，在考試與考核環(huán)節(jié)，保持原有理論考試方式的基礎(chǔ)上，嘗試探索個人能力與團隊能力上機考試相結(jié)合的考核方式；最后，連續(xù)兩個學年度跟蹤觀察機械類課程考試成績修正綜合設(shè)計題目難度與評分標準，將教學模式中科學有效的教學方式方法固定下來，以期望在未來的教學中提高教學質(zhì)量，刺激學生學習興趣，為學生們建立堅固的知識體系奠定基礎(chǔ)，促進學生們未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：假肢矯形工程專業(yè)；醫(yī)工類專業(yè)人才；機械課程綜合設(shè)計題目

在醫(yī)學院校里為了提高康復與醫(yī)工類[1，2]專業(yè)人才的綜合素質(zhì)，面向四年制假肢矯形工程專業(yè)本科學生開設(shè)機械類課程，包括機械制圖[3～7]、機械原理[8，9]、機械零件[10～13]、計算機輔助設(shè)計與制造[14，15]等課程，構(gòu)建學生機械學的理論知識體系框架，奠定學生深入了解與學習機械科學的知識基礎(chǔ)，以適應社會對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)人才需求。

與理工科大學工程類課程設(shè)置不同，機械類課程在醫(yī)科大學專業(yè)課程設(shè)置中是考查課。課程教學開展過程容易遇到困難：一方面課程設(shè)置方面，前序課程與后續(xù)課程銜接連貫性不強；另一方面大一新生進入醫(yī)科院校學習醫(yī)學專業(yè)主觀性大，相對缺乏工科學習興趣與氛圍，而且學生們對于工程類課程較醫(yī)學類課程的學習主動性要差很多，這些都是阻礙課程教學過程順利開展的瓶頸。

根據(jù)機械類課程自身特點，參考前期學生機械制圖課程教學中出現(xiàn)的課程設(shè)置與學習積極性等特殊問題，針對課程專業(yè)特殊性與研究迫切性，在教學大綱的指導下，通過在授課環(huán)節(jié)適當增加具有專業(yè)適宜特點的案例，提高授課內(nèi)容的專業(yè)適宜度；其次，在平時考勤與課后作業(yè)環(huán)節(jié)，細節(jié)量化平時考勤與作業(yè)，設(shè)計專業(yè)適宜的綜合設(shè)計題目，以8～10人為一個小組側(cè)重考核個人動手與團隊協(xié)作能力；再次，在考試與考核環(huán)節(jié)，保持原有理論考試方式的基礎(chǔ)上，嘗試探索個人能力與團隊能力上機考試相結(jié)合的考核方式；最后，連續(xù)兩個學年度跟蹤觀察機械類課程考試成績修正綜合設(shè)計題目難度與評分標準，將教學模式中科學有效的教學方式方法固定下來，以期望在未來的教學中提高教學質(zhì)量，刺激學生學習興趣，為學生們建立堅固的知識體系奠定基礎(chǔ)，促進學生們未來發(fā)展。

1 課程介紹

1.1學校與專業(yè)背景描述 首都醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程學院為學生提供生物醫(yī)學儀器、醫(yī)學圖像處理、生物力學與康復工程、生物信息學、聽力學、生物醫(yī)學信號處理、臨床工程技術(shù)等為基本構(gòu)架的生物醫(yī)學發(fā)展的工程技術(shù)支持平臺。本科教育：現(xiàn)有兩個專業(yè)，其中生物醫(yī)學工程專業(yè)下增設(shè)了三個專業(yè)方向，它們是聽力學專業(yè)方向、醫(yī)學影像設(shè)備與技術(shù)專業(yè)方向和醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督技術(shù)專業(yè)方向；與民政部合作開辦的假肢矯形工程專業(yè)將通過人才培養(yǎng)推動我國該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進而提高肢體殘障人群的生活質(zhì)量。學生就業(yè)的主要去向為研究機構(gòu)、醫(yī)院、大的醫(yī)療器械企業(yè)和政府相關(guān)的管理部門等。

1.2課程簡介 機械類課程包括四門：機械制圖[16～21]、機械原理[22，23]、機械零件[24]、計算機輔助設(shè)計與制造[25]。機械制圖是必修課程，專業(yè)基礎(chǔ)課程，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。評定標準：平時成績占30%，考試成績占70%。機械原理是必修課程，專業(yè)基礎(chǔ)課程，學生成績由平時作業(yè)成績、討論實踐課成績、期中考試成績和期末考試成績組成，各占課目成績的10%、10%、15%、65%。考核方式采用閉卷考試。機械零件是必修課程，專業(yè)基礎(chǔ)課程，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。平時成績包括平時作業(yè)成績及出勤率，考核方式采用閉卷考試。評定標準：平時成績占總成績30%，期末考試占總成績70%。計算機輔助設(shè)計與制造是必修課程，專業(yè)基礎(chǔ)課程，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。平時成績包括平時作業(yè)成績、實驗成績和學生考勤，作業(yè)、學生考勤比例為2：1，考核方式采用上機操作。評定標準：平時成績占總成績30%，期末考試占總成績70%。

2 機械類課程教學實施與觀察

2.1設(shè)計專業(yè)適宜的工程案例 醫(yī)工類專業(yè)學生往往第一志愿是學習臨床醫(yī)學，進入學校調(diào)劑過來就讀醫(yī)工類專業(yè)，短時間內(nèi)容易形成醫(yī)工類專業(yè)學生醫(yī)學科學知識相對厚重，工科知識基礎(chǔ)相對薄弱。為了打破這種局面，在授課過程中設(shè)計適宜專業(yè)的工程案例，充分調(diào)動或者激發(fā)醫(yī)工類專業(yè)學生提高學習主動性，全面掌握知識，搭建工程類學科與臨床醫(yī)學交叉發(fā)展的重要橋梁，切實解決專業(yè)特殊性和學科發(fā)展的迫切性，在授課中設(shè)計并選擇適宜專業(yè)的著名工程案例，貼合熱點科學研究與工程方向[1，2]，并兼顧醫(yī)療康復臨床與社會公益價值，見圖1。

圖1 授課適宜的工程案例：Da vinci與rewalk

2.2綜合設(shè)計題目 根據(jù)專業(yè)特點與課程教學進程，設(shè)計綜合設(shè)計題目：設(shè)計一個假肢，至少能滿足日常需求，基本上實現(xiàn)腿部的各種功能（主要有腿部的彎曲與伸直，左右的旋轉(zhuǎn)）。

通過機械制圖、工程力學、機械原理、機械零件與計算機輔助設(shè)計與制造[26，27]課程的學習，學生拿到綜合設(shè)計題目后，給出設(shè)計結(jié)果如下：

設(shè)計題目：設(shè)計一個假肢，至少能滿足日常需求，能實現(xiàn)腿部的各種功能，主要有腿部的彎曲與伸直，左右的旋轉(zhuǎn)。

學生提交設(shè)計結(jié)果中部件舉例（見圖2、圖3）：

圖2 學生分組設(shè)計題目裝配示例 圖3 學生分組設(shè)計題目零件示例

通過設(shè)計題目環(huán)節(jié)，促進學生初步掌握設(shè)計目的意義的理解，并掌握設(shè)計的流程步驟，有助于學生對機械類課程理論知識的學習與實踐運用。

更重要的是通過設(shè)計題目的完成環(huán)節(jié)，學生們意識到自我知識體系中缺乏與不飽滿的部分，并進行有針對性的系統(tǒng)學習。

2.3考勤、考核、考試環(huán)節(jié) 考勤環(huán)節(jié)注重日常上課出勤率，考核考試環(huán)節(jié)注重檢查與監(jiān)測學生學習效果。但是普通高等教育并不注重大學生的出勤率，因此將考勤環(huán)節(jié)有機地融入到課堂抽查等階段考核或者考試中，是教師們常用的手段。

將考勤環(huán)節(jié)融入到考核與測試當中，結(jié)合機械類課程的特點，培養(yǎng)分工團結(jié)協(xié)作的氛圍設(shè)計課程綜合訓練題目與實驗設(shè)計，并且打破宿舍壁壘與同好限制讓學生們有機組合，調(diào)動學生學習興趣，增加溝通交流。連續(xù)3年跟蹤2個專業(yè)，相應的3次分組設(shè)計課程訓練項目開展情況如下。

第1年：通過經(jīng)典心理學測試，給出學生們測試結(jié)果，設(shè)置測試結(jié)果類型1：1比例限制，讓學生尋找自己的小組其他成員，較為自由地組合；經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)同學們組內(nèi)與組外的溝通交流沒有產(chǎn)生相互不良的影響，每組的自選題目都不相同，并且完成度也很好。

第2年：通過經(jīng)典空間想象能力測試，給出學生測試結(jié)果分為4種類型，設(shè)置測試結(jié)果類型每組都必須包含的原則，讓學生們尋找小組的其他伙伴；實踐發(fā)現(xiàn)同學們保留了組內(nèi)外交流溝通優(yōu)勢，自選題目的完成情況比較前1年注重團隊能力的完成情況有明顯提高。

第3年：由學生們打破專業(yè)設(shè)置自由組合，設(shè)置男女生與專業(yè)比例；目前實踐還在進行當中。

2.4跟蹤觀察 在工程案例、綜合設(shè)計、以及考核環(huán)節(jié)中，注重專業(yè)之間的橫向?qū)Ρ龋诒经h(huán)節(jié)中注重同一個專業(yè)的連續(xù)跟蹤觀察，形成同一專業(yè)連續(xù)年級的機械類課程的學習效果跟蹤。

3 成績統(tǒng)計與觀察分析

3.1考核方式

3.1.1機械制圖的考核方式 本課程為考查課，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。評定標準：平時成績占30%，考試成績占70%。

3.1.2機械原理的考核方式 本課程為考試課，學生成績由平時作業(yè)成績、討論實踐課成績、期中考試成績和期末考試成績組成，各占課目成績的10%、10%、15%、65%?？己朔绞讲捎瞄]卷考試。

3.1.3機械零件的考核方式 本課程為考察課，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。平時成績包括平時作業(yè)成績及出勤率，考核方式采用閉卷考試。評定標準：平時成績占總成績30%，期末考試占總成績70%。

3.1.4計算機輔助設(shè)計與制造的考核方式 本課程為考查課，學生成績由平時成績和期末考試成績組成。平時成績包括平時作業(yè)成績、實驗成績和學生考勤，作業(yè)、學生考勤比例為2：1，考核方式采用上機操作。評定標準：平時成績占總成績30%，期末考試占總成績70%。

3.2題目設(shè)計依據(jù)

3.2.1機械制圖的題目設(shè)計依據(jù)為 繪圖國家標準執(zhí)行、識圖與讀圖能力培養(yǎng)、學習過程中接觸到的簡單教學實驗或醫(yī)療器具的測繪。

3.2.2機械原理的題目設(shè)計依據(jù)為 機械原理基礎(chǔ)知識體系的了解、桿系基本知識的掌握、桿系機構(gòu)在假肢設(shè)計中的應用拓展。

3.2.3機械零件的題目設(shè)計依據(jù)為 機械零件基礎(chǔ)知識體系與框架的了解、支撐機構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計、連接零件的設(shè)計與校核、桿軸部件的設(shè)計與校核。

3.2.4計算機輔助設(shè)計與制造的題目設(shè)計依據(jù)為 與機械原理和機械零件課程緊密相關(guān)的3D設(shè)計實現(xiàn)能力考核。

3.3成績統(tǒng)計 跟蹤觀察假肢專業(yè)機械類課程的成績統(tǒng)計見圖4～7。

3.4成績分布 相應的四門機械類課程的成績統(tǒng)計見圖8～11。

3.5成績分布的觀察分析 總體來說四門課程的成績都符合正態(tài)分布，但是深入觀察分析，發(fā)現(xiàn)四門課程的正態(tài)分布略有差別，其中機械制圖成績集中在良好（80～89）分數(shù)段，機械原理大部分人集中在中等（70～79）與及格（60～69）分數(shù)段，機械零件集中在中等（70～79）分數(shù)段，計算機輔助設(shè)計與制造集中在良好（80～89）分數(shù)段，成績分布的變化表明學生們在大一初始學習機械制圖的熱情與努力程度很高，成績相對較好，隨著機械課程理論難度與深度的增加，機械原理與機械零件課程的成績分布相對較低，隨著知識的積累與動手能力的增強，計算機設(shè)計與制造課程的分數(shù)也隨之上升。

4 結(jié)論與探討

面向4年制假肢矯形工程專業(yè)學生的實施開展機械類課程教學、統(tǒng)計機械類課程成績、追蹤考察并分析，通過三種方式結(jié)合嘗試提高教學質(zhì)量，增加學生學習興趣與協(xié)作的氛圍，固化教學成果，從而幫助學生奠定機械科學知識的堅實基礎(chǔ)，達到良好的授課目的。

4.1連續(xù)4年來在經(jīng)典內(nèi)容授課的基礎(chǔ)上，不斷追蹤和更新業(yè)內(nèi)新的科研成果，選擇與調(diào)整適宜的教學案例，結(jié)合專業(yè)與行業(yè)特點不斷充實拓展教學內(nèi)容，增強教學內(nèi)容的前沿性，保證學生知識體系在學習過程與未來應用中的同步發(fā)展。

4.2一方面將學生進行自由組合兼顧能力分配的設(shè)置分組，創(chuàng)造學生團結(jié)合作的氛圍，以明確提高學生開展專業(yè)對口的自主開發(fā)設(shè)計能力為目的增強綜合設(shè)計題目的任務(wù)量，盡最大可能地提高學生機械設(shè)計的動手能力與學習興趣。

4.3根據(jù)連續(xù)教學過程中四門課程的各自特點，有計劃與目的的設(shè)計考核、考勤、考試環(huán)節(jié)的形式與內(nèi)容，增強課程學習的氛圍，提高學生團結(jié)協(xié)作的靈活度。

4.4通過成績分析，連續(xù)跟蹤觀察機械類課程教學的實施、討論分析提取課程教學過程中的有效手段與扎實沉淀教學內(nèi)容，在以后的教學中根據(jù)學生的學習與接受情況調(diào)整教學廣度深度與期末考試難度，并且可以根據(jù)期中測試成績及時發(fā)現(xiàn)平時課堂表現(xiàn)和平時作業(yè)成績中不能暴露而隱藏的問題，采取具體情況具體分析，有針對性的解決小部分成績不理想的學生學習質(zhì)量，從而從整體上提高學生學習成績與教師的授課質(zhì)量，完成教學目的。

作為一名青年教師在教育教學的實施中，還有許多的經(jīng)驗需要學習和積累，從自身角度，增加教師知識寬度與廣度，增加教學趣味性等；從教學經(jīng)驗積累和教學方法創(chuàng)新角度，進一步提高教學素養(yǎng)等。

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編輯/成森