醫(yī)用電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容探討

張 友

（重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 404000）

0 引言

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種功能性的家用電器和設(shè)備已經(jīng)滲透到了人們的生活和工作中，它們的出現(xiàn)為人們的生活提供了諸多便利，在很大程度上提升了人們的生活品質(zhì)，使企業(yè)的生產(chǎn)效率也得到大幅提高，同時(shí)生產(chǎn)員工的工作強(qiáng)度有所降低。電子技術(shù)的發(fā)展在社會(huì)進(jìn)程中發(fā)揮著十分重要的作用，隨著對(duì)電子技術(shù)不斷的深入研究，它的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，它與醫(yī)學(xué)診斷和治療儀器緊密結(jié)合在一起，各種功能的醫(yī)療設(shè)備日益增多，它們經(jīng)歷了誕生—成長(zhǎng)—成熟階段，現(xiàn)在已經(jīng)成為醫(yī)療過程中必不可少的診療裝置。如CT、MRI、超聲、心電圖和康復(fù)訓(xùn)練等醫(yī)療儀器，它們能為醫(yī)生提供更詳盡和更精確的診斷數(shù)據(jù)，同時(shí)也對(duì)其知識(shí)儲(chǔ)備提出了更高的要求。

1 課程分析

醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的日新月異為醫(yī)學(xué)影像學(xué)的臨床應(yīng)用開啟了新的篇章，許多醫(yī)學(xué)院校將醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)作為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)和放射治療技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程將電子技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備相結(jié)合，造就了絢麗多彩的影像技術(shù)世界，它以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和放射治療技術(shù)人才為目標(biāo)，它在拓寬醫(yī)學(xué)生們的知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)方面起到了積極的作用。該課程依據(jù)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和放射治療技術(shù)人才的實(shí)際工作需要，從學(xué)習(xí)直流電路到學(xué)習(xí)交流電路，從分析模擬電路到分析數(shù)字電路，從認(rèn)識(shí)元器件到掌握電路的工作原理，從理論知識(shí)到搭建實(shí)際電路，該課程能使醫(yī)學(xué)生掌握基本電路原理和電子技術(shù)的基本知識(shí)，為其更好更快地學(xué)習(xí)和掌握醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、醫(yī)學(xué)影像成像原理、放射治療設(shè)備學(xué)等后續(xù)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容探討

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)當(dāng)根據(jù)人才培養(yǎng)方案，滿足后續(xù)專業(yè)課程教學(xué)需求和工作崗位需求，結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況，對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分院校都是通過開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，但是學(xué)習(xí)效果往往不及預(yù)期。在安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之外，還應(yīng)當(dāng)重視其他類型的實(shí)驗(yàn)，以此重新激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)自信心。本文將醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合為三部分功能性實(shí)驗(yàn)，包括：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)技能性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

2.1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)部分理論學(xué)習(xí)中，學(xué)生往往只能憑借課本對(duì)電路定律或儀器設(shè)備工作原理的描述來理解和重新構(gòu)建學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)過程比較煩雜抽象，學(xué)生常常不能很好地掌握和運(yùn)用理論知識(shí)。心理學(xué)表明，實(shí)踐是人的思維活動(dòng)的基礎(chǔ)，能為思維提供豐富的感性材料，因此在理論教學(xué)的同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自己搭建和分析實(shí)際電路，幫助學(xué)生更直觀地驗(yàn)證電路的性質(zhì)，有利于學(xué)生進(jìn)一步理解和消化所學(xué)的理論知識(shí)。

根據(jù)課程難度和學(xué)時(shí)安排，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：直流電路實(shí)驗(yàn)、正弦交流電路實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

2.1.1 直流電路實(shí)驗(yàn)

直流電路的分析方法是電路學(xué)習(xí)最基本的內(nèi)容，是歐姆定律的升級(jí)，是分析解決復(fù)雜電路的重要手段，與中學(xué)物理的直流電路相關(guān)，學(xué)習(xí)時(shí)比較容易銜接，但是直流電路的分析方法較多，學(xué)生容易將知識(shí)點(diǎn)混淆，對(duì)各種分析方法理解不足，在分析電路時(shí)，往往不能精確選取到最合適的定律。

直流電路實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更深刻地理解掌握各個(gè)定律，直流電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：基爾霍夫定律、電源的等效原理、電路疊加原理、戴維南定理。

2.1.2 正弦交流電路實(shí)驗(yàn)

正弦交流電源是日常生活中最常見的一種電源形式，它是大多數(shù)家用電器和醫(yī)療儀器的供電方式。相比于直流電路，交流電路的思維方式和計(jì)算方法有著很大的不同，學(xué)習(xí)更加抽象和復(fù)雜。

交流電路實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生更深刻地理解各種元器件在交流電路中的特性和使用方法。交流電路實(shí)驗(yàn)主要包括：RLC交流電路、三相交流發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)（三相異步交流電動(dòng)機(jī)、單相異步交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)）。

2.1.3 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)

二十世紀(jì)初快速發(fā)展起來的電子技術(shù)已經(jīng)滲透到各種電子產(chǎn)品中，它使得儀器能夠?qū)崿F(xiàn)更多更復(fù)雜的功能，各種功能的醫(yī)療儀器也因此誕生，同時(shí)對(duì)醫(yī)學(xué)生提出了更高的要求。為了更加安全準(zhǔn)確地使用醫(yī)療儀器，更好地服務(wù)患者，在掌握儀器的操作流程的基礎(chǔ)之上，醫(yī)學(xué)生還應(yīng)掌握儀器的工作原理。但學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)則是理解各個(gè)元器件的基本作用和了解其封裝形式，從而更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要包括：二極管和三極管的特性、基本放大電路、集成運(yùn)算放大電路、整流電路等。

2.2 基礎(chǔ)技能性實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)技能性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)電路分析和設(shè)備檢修的基本技能，可為學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)醫(yī)療設(shè)備，以及在生活、工作中安全操作儀器和安全用電打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)切實(shí)提高學(xué)生的操作能力。

基礎(chǔ)技能性實(shí)驗(yàn)主要包括：常用電工儀器儀表使用、常用電子元器件識(shí)別和檢測(cè)、手工焊接操作、電路模擬軟件使用。

2.2.1 常用電工儀器儀表使用

學(xué)習(xí)和掌握常用電工儀器儀表的使用，是學(xué)習(xí)電路和電子技術(shù)的必備技能，也是今后在工作和生活中檢修儀器的必備技能。使用的儀器儀表的種類有很多，選取最常用的電工儀器儀表作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要包括：數(shù)字萬用表的使用、測(cè)電筆的使用和示波器的操作等。

2.2.2 常用電子元器件的識(shí)別和檢測(cè)

常用電子元器件的識(shí)別是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的一項(xiàng)基本功，能幫助學(xué)生快速判斷出元器件的類型、準(zhǔn)確有效地檢測(cè)元器件的相關(guān)參數(shù)，在工作和生活中具有重要的作用。由于電子元器件種類繁多，實(shí)驗(yàn)中主要介紹常用的電子元器件，如電阻、電容、開關(guān)類、晶體二極管、穩(wěn)壓二極管、電感、晶體三極管、變壓器、直流電源、PCB電路板和繼電器等電子元器件的識(shí)別和測(cè)量。

2.2.3 手工焊接操作

焊接在各領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，有文獻(xiàn)稱“焊接之于工業(yè)，如同關(guān)節(jié)之于人類，沒有關(guān)節(jié)的人類將成為一攤軟泥，而沒有焊接的工業(yè)也必將走向衰敗”。手工焊接操作是一種非常普遍的、易于使用的焊接方法，它是電子產(chǎn)品裝配維修中的一項(xiàng)基本操作技能。學(xué)生能夠掌握手工焊接方法和判斷手工焊接質(zhì)量具有重要的意義。

2.2.4 電路模擬軟件使用

結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)需求和根據(jù)電路模擬軟件的操作難度，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選取了EveryCircuit和Multisim兩款電路模擬軟件，其中EveryCircuit是一款很好用的、十分小巧的電路仿真軟件，該軟件操作容易，能夠動(dòng)態(tài)顯示電壓和電流，可以通過動(dòng)畫幫助學(xué)生更好地分析電路的工作原理，同時(shí)為初學(xué)者提供了諸多常用的電路實(shí)例圖，而且支持手機(jī)App運(yùn)行，方便學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行電路模擬實(shí)驗(yàn)。Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的專業(yè)級(jí)仿真工具，功能強(qiáng)大，軟件中的元器件和虛擬儀表豐富，具有強(qiáng)大的仿真分析能力。

2.3 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

部分學(xué)生一直在被動(dòng)地接受知識(shí)，進(jìn)而不能有效地消化吸收書本上的知識(shí)點(diǎn)，缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，因此開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有著重要的意義，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開展形式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可以多樣化，筆者主要采取以下兩種形式。

（1）尋找一些現(xiàn)有的功能性套件（如電弧打火器、特斯拉線圈、改裝電源適配器和日期電風(fēng)扇等等）作為實(shí)驗(yàn)器材。結(jié)合基礎(chǔ)性技能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，首先，讓學(xué)生利用儀表測(cè)試套件中的各個(gè)元器件，確定種類和參數(shù)，鞏固測(cè)量?jī)x表的使用方法。其次，讓其按照實(shí)驗(yàn)套件的要求，完成元器件的組裝和焊接操作，并通過調(diào)試實(shí)現(xiàn)套件的功能。通過勞動(dòng)成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論實(shí)驗(yàn)套件的工作原理，將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，幫助學(xué)生更好地理解掌握理論知識(shí)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2）吸引學(xué)生積極主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，通過創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的想象力。上課時(shí)，確保學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，創(chuàng)設(shè)民主融洽的課堂氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生多思善問，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)造師生和生生之間的相互啟發(fā)和相互質(zhì)疑的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生采用自主合作方式，通過教師引導(dǎo)，拓展學(xué)生的思維空間，討論和確定每組的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和查詢文獻(xiàn)資料，完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過組織學(xué)生成果匯報(bào)和討論集思廣益，進(jìn)一步完善項(xiàng)目設(shè)計(jì)，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，能促使學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的想象力和發(fā)明創(chuàng)造力，改變目前高等教育培養(yǎng)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱和動(dòng)手能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀，改變灌輸式的填鴨教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。適當(dāng)增加研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的教學(xué)方式，可幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣和建立學(xué)習(xí)自信心，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

由于醫(yī)用電子學(xué)基礎(chǔ)涵蓋了工科類院校中的多門課程內(nèi)容，并且實(shí)踐操作性較強(qiáng)，針對(duì)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和課時(shí)安排不充足等實(shí)際情況，應(yīng)對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選，可以適當(dāng)合并實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。在開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)開展基礎(chǔ)技能型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以使學(xué)生更加靈活地運(yùn)用課本上的知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣，很好地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有利于提高學(xué)生的溝通能力和培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。