發布時間：2023-05-31 15:00:30
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的醫學生物工程專業樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
在實驗教學內容上,從專業培養目標出發,全面修訂了實驗教學大綱,優化實驗知識結構,形成梯次的教學內容體系,即基礎性實驗、綜合性實驗和創新設計性實驗。在實驗總學時保持不變的前提下,減少驗證性實驗項目,增加了綜合性、設計性實驗項目,并且注重實驗項目課程內綜合更新、課程間重組以及跨學科交叉融合,尤其重視醫學和生物醫學工程專業知識綜合運用能力和研究創新能力的培養。近兩年,面向本院生物醫學工程專業本科生所開設的數字電子技術實驗項目及學時分配如表1所示。從表1可知:實驗項目從12個減少到9個,但是總學時保持未變;從實驗內容設置來看,實驗難度成梯度;實驗類型分為基礎驗證性、設計性和綜合創新設計性三種。純粹的驗證性實驗只有2個,分別為實驗一邏輯門測試和實驗四觸發器功能測試。實驗一為第一次實驗課,先要教會學生使用實驗箱和認識芯片實物,向學生傳授實驗技巧,所需時間較多,因此設置的內容稍簡單,讓學生的實驗過程既順利又充實而有成就感,從而激起學生的實驗興趣。實驗五分為兩個部分:先驗證計數器及寄存器邏輯功能,隨后重點完成常用計數器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的擴展應用設計,如果只是單純的芯片功能測試,就缺乏應用訓練,不利于后面相關設計性實驗的開展。實驗二和實驗三為組合邏輯電路設計,分為小規模和中規模,內容上不重復,電路的實現從采用邏輯門升級到采用中規模集成芯片。實驗六為經典的時序邏輯電路設計,考慮到難度稍難及根據往屆實驗情況,將其學時調為3學時,通過該實驗項目,學生對時序邏輯電路的設計流程、動作特點及測試方式有了更深刻的理解。實驗七為綜合性實驗,主要進行綜合實踐訓練,培養學生綜合運用知識的能力。時鐘脈沖信號在數字電路的工作中起控制作用,因此,特設置了一個采用經典的模數綜合器件555定時器來構建簡易時鐘脈沖信號源的實驗項目。前八個實驗基本涵蓋了數字電路理論內容,且按照理論課章節順序來設置。在實驗課程的最后,為了綜合考查學生知識運用、創新、動手操作及團隊合作能力,特設置了一個系統設計性實驗項目,如《交通燈控制電路設計》。該設計任務涉及到多個功能模塊,由于電路較復雜,設定學時為6學時,需要學生綜合運用所學知識來實現,作為實驗課程考核部分之一。綜上,整個實驗教學分為四個階段:基礎訓練實驗階段、基礎設計實驗階段、綜合應用訓練階段和系統設計實驗階段。使學生從基本的實驗設備和器件的使用、實驗數據的處理、知識的綜合運用、電路設計調試到實踐創新能力都得到了訓練。
2實驗方式方法改革
在學生掌握了常用的實驗儀器如數字電路實驗箱、萬用表、信號發生器等的使用方法,熟識了常用的集成電路芯片的基礎上,結合各實驗項目的要求及特點,采用多種實驗方式來完成實驗。驗證性實驗可只用數字電路實驗箱來實現,多個芯片同時在實驗箱上連接,連線方便,費時較短,一次實驗課中可以完成多個任務。較簡單設計性實驗采用分立元件連接來構建電路,既可以鍛煉學生動手能力,又可以在規定時間內完成實驗。綜合設計性實驗由于難度最高,可讓學生用軟件仿真出電路原理圖,然后制作PCB板,實現電路實物。課程開始時教師講授的時間不易超過15min,主要幫助學生完成對實驗的理解,思路的建立。實驗方案的設計、實驗電路的搭建及問題的排解,要有學生自主完成。在實驗進行中,教師和學生各自的定位要準確,教師主指導,注重培養學生的實驗興趣。在整堂實驗課中,要讓學生體現主動性,感受到“做中學”的樂趣。由于實驗內容大部分為設計性實驗,如果純粹依賴實驗指導書進行教學,較難達到培養學生電路設計能力的目的。因此在現階段,采用項目驅動法來開展實驗教學,具體做法為:開學初把數字電子技術實驗的所有實驗項目以電子文檔的形式發送給學生,每個設計性實驗只提供設計任務、設計要求和可供參考使用的芯片種類,設計方案和電路原理圖由學生自主完成。這樣既可以改善學生的懶惰思想,又可以實現課前預習、培養學生查閱參考文獻的和初步設計的能力。對于學時較長和難度較大的實驗項目,2～3名學生可組成小團隊,團隊成員在參閱大量參考文獻后進行小組討論,多次討論后確定設計方案。在電路構建及測試過程中,每個成員都必須積極參與,教師也給予一些必要性的指導。經過兩年的實踐發現,該實驗教學方法有效增強了學生的自主學習能力、分析問題及解決問題能力、自我管理能力、團隊合作能力和創新實踐能力。每次實驗完成之后,學生不僅對相關知識有了更深刻的理解,也獲得了滿足感,極大提高了學生參與實驗的興趣。
3實驗室教學管理改革
對于任何一個實驗項目,都允許并鼓勵學生之間相互交流,教師作為引導者雖不過多干預學生的實驗過程,但是也積極關注他們的實驗進度,認真聆聽他們的實驗想法,適時給出建議,甚至和學生進行熱烈討論,幫助他們構建更正確的實驗方案。當學生搭建的電路不能正常工作時,不過多責備,反而是啟發他們自己尋找問題的所在,鼓勵學生多思路分析問題。因此,實驗室的氛圍既嚴謹又活躍,絕大部分學生都非常專注的投入到實驗中,實驗效果理想率可達到95%以上,實驗數據抄襲的現象非常少。
4實驗考核方式改革
很多學生不重視數字電子技術實驗教學的原因之一就是其考核方式不太合理,實驗成績要么只占數字電路課程成績的百分之二十,要么只由實驗報告的成績和平時考勤成績組成,導致有些學生認為只要期末考試卷面成績高就行,實驗做不做問題不大,有些學生雖然每次實驗都出勤,但是在實驗室并不認真做實驗,實驗報告抄襲他人?；谶@些現象,近兩年本院生物醫學工程專業開展的數字電子技術實驗考核方式做了如下改革。
(1)電子技術實驗單獨為一門課程。該課程成績中模擬電子技術實驗成績占50%,數字電子技術實驗成績占50%。就數字電子技術實驗成績而言,平時出勤率僅占10%,實驗過程中的表現占40%,系統設計實驗考核成績占30%,實驗報告成績占20%。因此,學生的實驗態度與實驗能力最大程度上決定了其課程成績。這就使得絕大部分學生能以正確、積極的態度來對待實驗課程,并盡量通過自主努力完成實驗。
(2)系統設計實驗項目考核時,分模塊考核。比如在《交通燈控制電路設計》實驗項目中,總分100分,完成時鐘信號源電路模塊,得10分;完成定時器模塊,得25分;完成控制器模塊,得40分;完成譯碼驅動器模塊,得15分;設計方案闡述和回答教師提問部分完成,得10分。這樣不僅避免由于電路硬件原因導致電路系統最終實驗效果不理想而得零分,打擊學生信心的情況出現,又可以讓學生在實驗過程中能逐級測試電路,保證最后的電路系統效果理想,且對學生的團隊合作能力和答辯能力進行了培養。
5結語
1.1教學與科研第三軍醫大學開展生物醫學工程本科教育的時間不長，主要培養應用型人才。由于生物醫學工程專業覆蓋知識面寬，目前尚未建立一套完整的教學體系，缺乏足夠的教學經驗。教學內容重理論、輕應用，不能完全滿足醫院和用人單位的需要；教學方法傳統，偏重于灌輸式的教學，研討課的開設比例較低，難以調動學生課堂的積極性和主動性；雖然已從國內外知名大學特聘了幾名專家和教授，招聘了多名博士畢業生，使得教師隊伍的整體素質得到顯著提高，但教師隊伍中年輕教師較多，同時精通工程技術和生物醫學知識的教師較少，部分教師滿足于現狀，不思進取，對教學缺乏足夠的激情和熱情。相對于理工院校，第三軍醫大學的生物醫學工程專業在科研方面與醫學結合較緊密，醫學大背景深厚，能從臨床中發現一些有實際意義的課題，但工程力量相對薄弱，科研投入不足?？蒲心壳斑€處于引進、消化、跟蹤較多而創新性研究較少，同時理論方法等應用基礎研究較多而具有自主知識產權的應用研究較少。雖然近年來青年教師的科研水平在逐年提高，但總體而言，科研整體能力和水平有限，科研項目申請的命中率較低，科研經費不足，投入產出效能低，部分教師的科研能力有限，對科學研究和指導學生進行科學研究缺乏耐性。有些教師對科研急功近利，認為對本科生精力投入多但科研產出少，不具備科研培養的價值。
1.2學生方面第三軍醫大學學生的整體素質良好、基礎扎實。進入大學后，部分學生沉浸于考上大學的喜悅之中，沒有了明確的學習目標和興趣。由于習慣了中國式的傳統教育方式并且缺乏針對新生的研究型課程設置，很多新生還在沿用高中的學習方式，機械呆板地學習，一切學習以考試為導向，缺乏正確的學習目標和動力。此時如果再加上教學方法不當，很多新生會產生厭學的情緒。由于是軍隊院校，第三軍醫大學生物醫學工程專業研究生錄取名額受限，很多學生即使非常優秀也不能順利進入研究生階段的學習；本科生畢業后將會統一參加學校的分配。隨著目前我國就業難度的加大和軍隊分配形式的日益嚴峻，很多畢業生可能被分配至條件相對艱苦的地方工作，于是部分成績較差的高年級本科生在學習方面的信心動搖，甚至有些學生產生了極強的厭學情緒，認為學習無用，從而破罐子破摔，在學生中間產生不良影響，也嚴重影響了教學質量；部分成績較好的高年級學生為了實現保送研究生的目的，更加注重考試成績，而不愿意花時間和精力參加科研實踐活動，從而忽視了實際動手能力和實踐技能的提高，阻礙了創新意識和科研能力的培養。
1.3體制方面第三軍醫大學近年來也開始重視本科生科研創新實踐能力的培養，生物醫學工程學院開始試行導師制，具體分兩個階段實施，第一階段針對低年級本科生，側重于任命教學經驗豐富的教員為導師；第二階段針對高年級本科生，側重于任命科研經驗豐富的教員為導師。學生可根據自己的興趣選擇導師，導師則應履行自己的職責，即鼓勵學員自主開展科研試驗研究，積極引導學生參與教研室科研工作等。試行導師制規定了導師每月指導學生的最低次數，對的學生和導師給予一定的獎勵，對未達標的導師和學生實施相應懲罰。目前，第三軍醫大學生物醫學工程學院的試行導師制已經初具規模，但還不夠完善，在第一階段培養方案中沒有針對教學的具體措施，因此在實際實施過程中這一階段的導師制形同虛設，導致學生的科研能力并未得到進一步提升；在第二階段培養方案中，導師將引導學生參與教研室科研工作，由于沒有具體規范措施，可能有些導師會傾向于讓學生做重復性的簡單工作，從而導致學生對科研的整體流程不熟悉。另外，目前沒有建立起專門面向本科生的科研專項資金，可能會導致科研進展緩慢。為了有效整合創新資源和創新力量，實現資源共享、優勢互補，2012年7月，第三軍醫大學與重慶大學成立了生物醫學工程聯合學院。自聯合學院成立以來，兩校共同培養生物醫學工程專業本科生，瞄準生物醫學工程發展前沿和熱點研究領域，實質性推進生物材料與創傷修復等5個研究中心建設進程［4］。
2加強生物醫學工程本科生科研能力培養的建議
2.1構建校園文化現在的本科生大都是90后，他們好奇心強，容易接受新生事物，但當今社會環境浮躁，人生觀、價值觀取向多元化，過分強化名利，而大學的人文環境應該培養出有思想、有學問、有高尚道德情操、有科研創新能力、有責任感的公民。第三軍醫大學更是肩負著培養忠誠于黨、熱愛人民、報效國家、獻身使命、崇尚榮譽的當代革命軍人的使命，因此要特別加強對本科生的思想品德教育，通過構建積極健康的校園文化，營造濃厚的學術科研氛圍，以培養學生高尚的情操和探究科學的興趣。教育和引導全體學員鑄牢軍魂意識、堅定理想信念，爭做“對黨忠誠、愛兵為民、品德高尚、敬業奉獻、追求卓越”的紅色軍醫，著力用好駐地豐富的紅色文化教育資源，積極開展當代革命軍人核心價值觀教育。有必要在本科生中強調并非考上研究生就能確保獲得較好的工作，而應注重自身人文素養、交流能力和科研能力等綜合素質的提升。因為現代社會要求人的全面發展，用人單位更多考慮的是應聘者實際解決問題的能力；隨著研究生數量的增多，研究生們找工作同樣面臨較大的壓力，只有具備更好的綜合素質，才能在以后的工作競爭中處于有利位置。另外，濃厚的學術氛圍對學生們科研興趣和科研素養的形成有著潛移默化的影響。可以適當開展專題學術講座、學術交流活動和豐富多彩的科研文化活動。學生通過聽取不同研究領域學者講述各自的研究思路與成果，體會他們探求未知的執著和收獲成功的喜悅，可以激發對專業的熱愛，培養嚴謹的治學態度和踏實的研究作風，提升科學素養；學生通過參加科研文化活動，如研究生學術報告會、科技文化節系列活動、創新論壇等，可以活躍其思維，激發創新火花，開動腦筋、發揮才智、挖掘創新潛能。
2.2從教學入手古人云“授人以魚，不如授之以漁”，教學過程中應體現以學生為主體、教師為主導的教學思想，教師通過講課、傳授知識的途徑達到培養學生學習能力的目的。教學方法應多樣化，將啟發式、討論式、交互式等方法融會貫通地應用于課堂教學，引導學生主動學習、帶著問題學習，在課堂上應給學生留有一定的思考時間，盡量讓學生主動提出問題；在傳授知識的同時，還需要開拓學生的視野、拓寬知識面，并注重學生個性的發展，在這樣的過程中不斷提高學生的獨立學習和思考能力。從新生入學就開始建立年級研討班，由個人選擇自己感興趣的課題，按課題類型分小組；學生可選擇相關課程聽課，可采取各種方式獨立學習、進行社會調研等，學期末交出研究論文或研究報告；教師指導和組織學生課外查找資料以及定期進行小組討論，并給出成績，對研討課和選修課程記學分。研討課的教師應盡量選定為教授，這樣可為本科生提供多與教授接觸的機會，讓他們感受到學術魅力，初步了解科研的含義以及對某一專題進行重點研究和探索的基本方法，促進本科生科研能力的培養。科研方法是大學生科研能力培養的關鍵環節，而畢業設計是教學過程中本科生科研能力培養的關鍵途徑。本科生通過完成畢業設計的工作可以初步了解科研活動的實施過程，學生一般能夠做到在教師的指導下收集查閱資料、分步實施研究內容，但為了更好地鍛煉學生的創新思維、邏輯思維、總結分析能力，教師應該在研究設計工作和論文撰寫方面給予學生更多的指導和獨立完成的機會，傳授更多的科研方法。
2.3完善導師制本科生導師制的核心是由導師引導學生自主學習，培養學生獨立思考和解決問題的能力。本科生導師制的關鍵在于教師，教師應適應時展的需求，積極主動轉變教育理念，提高自身業務能力和綜合素質，不斷更新知識儲備，站在學科發展的前沿。為了能夠準確衡量研究型高?？蒲心芰Φ呐囵B水平，對于本科生導師制，應建立完善的本科生科研能力培養評價體系，給出量化指標，定期定量檢測。把本科生的科研能力融入評價體系，提高本科生參與科研活動的積極性，設立相應的科研學分，學生只有獲得規定的科研學分才能畢業，并對科研能力突出的學生給予相應物質和精神獎勵。在教師職稱評定過程中，除了教師個人科研成果的評定外，應將對學生科研的貢獻作為重要的參考指標。學校和學院應努力創造條件爭取促使政府、企事業單位、學術團體和個人在大學設立資助機會，形成多途徑、多形式支持學生科研發展的格局，加大對本科生導師制的資金支持，建立起專門面向本科生的科研專項資金，以使更多學生獲得獨立科研課題的機會。
關鍵詞：生物醫學工程；電子競賽；職業能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0233-02
生物醫學工程學（Biomedical Engineering，BME）是一門理學、工學和醫學高度綜合的交叉學科。應用現代自然科學和工程技術的理論和方法，從工程學角度，研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象；研究人體系統的狀態變化，并運用工程技術手段去控制這類變化；研究解決醫學防病、治病的新技術手段，保障人民健康的一門新興的邊緣科學。這門學科培養學生具備生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學有關的基礎理論知識以及醫學與工程技術相結合的科學研究能力，能在生物醫學工程領域、醫學儀器以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、教學及管理的高級工程技術人才。
一、生物醫學工程專業需求分析
學科的交叉融合決定了就業選擇的多樣性，主要有教學科研型、醫療設備型、電子通信型。（1）教學科研型，主要在國內外高?；蚩蒲性核蜆I，從事人才培養和科學研究，屬于科研型人才，工作穩定，有較高的社會地位。教學科研型單位入門門檻高，通常要求具有碩士、博士學位，要求有良好的教育素養和較高的專業知識水平，創新能力強，有強烈而持久的進取心精神。（2）醫療設備型主要分為三大類：第一類在醫院設備、影像、放療、臨床工程、信息中心等相關科室，從事醫療設備和軟件的安裝、維修和管理等工作；第二類是去各大跨國以及國內醫療器械企業，比如GE、SIEMENS、邁瑞、安科等，從事研發、測試、銷售、售后服務等；第三類進入國家醫療器械司及各級醫療器械檢測所。醫療設備型需要實干型人才，能夠將所學的專業知識應用到工作中。（3）電子通信型，主要從事與生物醫學無關的純電子、通信以及計算機等相關工作。
目前，畢業生從事的工作按百分比排序依次為：醫療器械公司32.7%，醫院20.9%，高校和科研院所19.1%，與專業相關的其他公司7.3%，工廠2.8%，政府機關1.1%，其他單位16.1%。
二、我國生物醫學工程專業的學習現狀
生物醫學工程專業開設的專業基礎課程有：電路原理、模擬與數字電子技術、C語言程序設計、信號與線性系統、生物醫學傳感器與測量等。實驗課包括大學物理實驗、醫學實驗、電工實驗等。這些專業基礎課程既有豐富的理論體系，又有很強的實踐性，是一門抽象、難懂的學科。學生的興趣和動手能力是學好這些課程的關鍵。傳統的教學模式是教師講、學生聽；先理論、后驗證。這種模式不利于培養學生的操作能力和激發學生的求知欲，往往造成學生理論有余而實踐不足，極大地妨礙了學生發揮學習的主動性和積極性，不利于培養他們的職業素質和實際工作能力。在學校里學習的醫療設備特別是大型醫療設備，如CT機、核磁共振、螺旋CT等都是紙上談兵，無法將課本中的理論知識與現實中的醫療設備有機結合起來[1]。
三、以電子競賽的方式促進學生的工程實踐能力
處于醫科院校的生物醫學工程學科，其研究的主要特點是和醫學結合緊密，醫學大背景很深厚。在這樣醫學氛圍很濃的環境中，生物醫學工程自然成為小學科，工程力量相對薄弱。這就要求學生理論分析能力和動手能力要好，不僅要熟練掌握基本理論和基礎知識，而且要接受科學實驗研究能力、工程設計能力、新產品開發能力和生產過程組織管理能力的基本訓練，提升自身能力。
通過多年生物醫學工程專業的教學經驗，輔導學生參加電子競賽具有非常好的效果。2014年本專業組織學生參加了由教育部信息技術中心主辦的“第九屆全國信息技術應用水平大賽”。它是推動各有關院校信息技術相關專業教學體系的改革，引導學校積極開展應用型人才的培養，提高學生解決問題的能力和自主學習能力，培養學生的創新創業能力。根據學生理論課的學習情況，選擇了“飛行器控制設計”競賽組，要求選手使用指定芯片，自主設計、制作控制電路板，以控制大賽指定的一個飛行器完成起飛、懸停、降落及其他指定任務。
在綜合知識考試部分，通過2014年試題分析，主要元件、信號及基本電路占15%，模擬電路、數字電路占20%，高頻電路占5%，C語言的基本知識及應用占20%，主要測量儀器使用占5%，印制電路板設計及電路安裝調試占5%，單片機原理及電路占40%，涵蓋了幾乎所有的專業基礎課程內容。
飛行器設計部分，將整個系統分為三大塊：遙控系統、通信鏈路、控制系統。學生需要使用STC公司的IAP15F2K61S2核心處理器實現控制板的設計，遙控器的設計，完成起飛、懸停、降落及其他指定任務。飛行器是將機械、電子、空氣力學、高頻發射等專業知識整合為一體的精密設備，需要正確組裝和調試才可避免事故發生。要實現起飛、懸停、降落以及指定方向的快速準確動作，學生必須學習掌握雙旋翼飛行器的飛行原理、旋翼速度的控制原理、舵機的控制原理等，通過查找相關技術資料，這些初次接觸的新概念的基本原理用在基礎課程教學中的知識完全可以解決。比如，舵機是一種角度伺服的驅動器，在所有的飛行器機電控制中，舵機的控制效果是性能的重要影響因素，而舵機控制原理，所有的學生都是初次接觸，很茫然。指導教師要求一個學生查找資料后，面對其他學生進行講解，舵機的控制需要一個20ms的時基脈沖信號，該脈沖信號的高電平部分一般為0.5ms―2.5ms范圍內的角度控制脈沖部分。該飛行器中所用的180°角的伺服，對應的控制關系是0.5ms―0°、1.0ms―45°、1.5ms―90°、2.0ms―135°、2.5ms―180°。而控制角度其實就是控制PWM的占空比，通過講解學生理解了原理，同時也和理論教學緊密結合，使學生認識到理論課的重要性。通過實際測試，學生感性認識并理解了直流電機控制中轉速與電壓、電流和功率的相互關系，對理論課程中學習的電壓、電流和功率的概念有了更加深入的理解。
遙控端作為整個系統的控制中心，主要是將用戶對油門搖桿、俯仰搖桿、航向搖桿以及微調按鈕相關的機械操作轉換為可進行傳輸并且可以對直升機進行操控的數據。雙槳共軸直升機主要完成上升下降、前進后退、左右轉向等操作，學生需要自學相關的控制原理，這樣就把理論課上學習的電子技術知識、C語言編程、器件的感性認識、電路焊接、調試等融合在一起進行工程技術的實現，激發了學生學習的積極性，工程技術、資料查詢、科研能力也得到了提高。
故障排除部分，給每個學生發放一套開發學習板，要求在3小時內完成現場的硬件故障排除，軟件編程實現特定功能，其要求高，難度大。
通過競賽，學生把課堂上學習的電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、C語言編程技術、微型計算機技術等這些生物醫學工程專業的專業基礎課程連接在一起，鞏固了重要的知識點，比如AD轉換、DA轉換、功率放大、穩壓電路、PWM脈沖控制、SPI串行通信、振蕩電路以及C語言中的語法等，從工程實踐能力上加強了學生PCB電路的設計和制作、電路焊接與調試、電路綜合故障排除等能力。
四、效果分析
在學校和系領導的大力支持下，本次生物醫學工程專業組織大三學生組成了4組共12人參加了這次競賽，其中有2組進入決賽，我校是參加本屆大賽的唯一一所醫科院校。進入決賽的兩組學生參加了在北京航天航空大學舉行的全國總決賽，取得了一個一等獎、一個二等獎的好成績。通過這次比賽，參與的學生都充分認識到了理論學習的重要性，明白了實際的研究工作都是需要理論指導的，課堂理論知識在工程技術中都會用到。通過這次比賽，學生具備了很強的動手能力，初步了解了科研工作的工作套路以及對疑難問題的分析解決能力。通過這種模式，大大提高了生物醫學工程學科的學生質量，促進了行業的發展。
通過這次比賽，主要有以下兩點經驗：（1）應選擇競賽內容較為全面、覆蓋知識面較廣的競賽，可以把課堂上的理論知識充分運用到實際中，鞏固知識。（2）應結合生物醫學工程專業的就業能力需求，把工程踐能力的培養作為一項重要的內容。通過競賽，培養學生的工程實踐能力，使他們畢業后，能夠獨立承擔工作，滿足醫學工程師的需求。
關鍵詞： 《醫學超聲儀器》原理 生物醫學工程 教學內容 教學方法
超聲在醫學上的應用始于20世紀20―30年代蘇聯科學家Sokolov的超聲熱療工作。經過幾十年的發展，目前已形成了一門年輕并蓬勃發展著的交叉學科――醫學超聲學。該學科以研究超聲波在生物組織內的傳播特性與規律、設計制造用于醫學診斷和治療的超聲設備為目的，涉及物理學、生物學、材料學、電子技術、圖像處理、計算機等多個領域，是生物醫學工程學科的重要分支之一［1］。而醫學超聲儀器則是醫學超聲學發展的載體及最終成果的體現。
溫州醫學院從2009年起對生物醫學工程專業醫學影像設備與技術方向的本科生開設《醫學超聲儀器原理》，旨在使分流到該方向的學生熟悉并掌握現代醫學超聲儀器的基本原理、結構、技術方法和設計思路，具有初步的儀器設計理念及開發新一代產品的綜合能力，為學生踏上工作崗位奠定良好的理論與實踐基礎。
1.教學內容的優化設計
目前，國內高校大多將醫學超聲作為《醫學電子儀器》或者《醫學影像物理學》的一部分進行授課。獨立開設醫學超聲儀器相關課程的僅西安交通大學、南方醫科大學、上海交通大學等少數幾個高校。此外，上述高校由于辦學優勢不同，對學生的培養目標不同，對教學內容的選擇沒有統一標準。而且，目前國內醫學超聲儀器相關的本科生教材非常少見，且出版時間大多較早，內容較為陳舊，對學科前沿知識介紹較少。因此，如何根據我校的實際情況，合理安排教學內容，做到既難易適中又能體現學科前沿發展，就成了該課程開設初期碰到的一大難題。
1.1教材與課程教學內容
我校生物醫學工程專業分流后，課程增多，課時減少。《醫學超聲儀器原理》按教學計劃，理論36學時，實驗3學時，課時非常有限。講授內容需突出重點，去粗取精，點面結合。其次，生物醫學工程專業的主要目標是培養醫學儀器的操作人員、維護人員、銷售人員、設備管理人員和研發人員，授課過程中要既重基礎又結合實際。綜合各方面因素考慮，我們選擇西安交通大學萬明習教授主編的《生物醫學超聲學》作為教材。該書是目前國內對醫學超聲學的基礎理論、關鍵技術及超聲新技術發展介紹最為全面的一本專著，但內容較多且難，并不完全適用于3時的本科教學。因此，在教學過程中，我根據實際需要對其內容進行了相應篩選調整，并結合具體超聲儀器實例進行授課，真正做到既重基礎又結合應用實際。
具體課程內容歸結為如下8個章節［1］。（1）緒論：介紹醫學超聲儀器的分類，發展歷史、現狀及趨勢。（2）醫學超聲的物理基礎：介紹描述超聲波的重要物理參數，超聲波的傳播特性、波動方程、多普勒效應，超聲波的生物特性及安全劑量。（3）醫用超聲換能器：介紹壓電效應及壓電材料特性，醫用超聲換能器的種類與結構、聲場的形成與分布。（4）超聲成像基本原理及性能指標：介紹脈沖回波法成像原理，A、B、M型超聲診斷儀及其異同點，超聲信號形式及其特征，超聲診斷儀的基本結構及主要指標。（5）超聲波束的發射、聚焦與控制：以B型超聲診斷儀為基礎，介紹多陣元超聲換能器的組合發射方式，超聲波束的聚焦、掃描方法及控制手段。（6）超聲波束的接收、預處理與DSC數字掃描變換器：介紹B型超聲診斷儀超聲回波信號的前置放大、接收多路轉換、可變孔徑技術、相位調整技術、增益控制與動態濾波、對數放大、檢波與勾邊技術，以及DSC數字掃描變換器。（7）超聲多普勒血流測量與成像：介紹多普勒血流測量的基本原理，所需提取的主要參數，血流速度大小及方向的檢測方法，多種多普勒血流儀系統和各自距離選通的原理，彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。（8）其他醫學超聲技術及發展：介紹超聲治療技術、超聲顯微技術、超聲CT，以及醫學超聲研究的新進展。
1.2實驗設置
由于條件限制，目前本課程僅設置3個學時實驗，目的是指導學生熟悉B型超聲診斷儀的操作。在教學實踐的第一學年，我們采取的是以學生為檢測對象，指導學生完成對頸部主動脈、肝、腎的縱向和橫向掃查，并對圖像進行分析，但是教學效果不很理想。原因有兩個：一是雖然學生有一些解剖學基礎，但是實驗中讓其獨立準確找到解剖學位置仍有一定難度；二是教學資源有限，男女生同組，實驗過程中進行腹部檢測時難免尷尬，學生積極性難以調動。因此在第二學年，我們借鑒了其他高校的經驗［2］，將檢測對象由人換成熟雞蛋，不僅可以形象地顯示超聲波在不同介質中的傳播特性，而且很容易探測到熟雞蛋的蛋白與蛋黃的切面圖，避免了上述兩個問題的存在。同時還可引導學生向雞蛋內注入色拉油等物質，模擬組織內部發生病變的狀況，極大地提高了學生的學習興趣，教學效果鮮明、生動、直觀。
2.多種教學方法與手段的有機結合
多媒體為主、板書為輔的教學方式的運用。隨著計算機應用的普及，具有方便、快捷、高效特點的多媒體教學方式已成為高校教學的主要模式，并為高等教育改革帶來了新的契機。多媒體教學方式綜合利用了文字、圖片、動畫、視頻等資源，因此在講授一些抽象難懂的知識點時能更形象、直觀，在活躍學生思維、激發學生學習興趣上作用顯著［3］。但是也存在一定的弊端，比如信息量大、節奏快，學生難免跟不上進度，只能被動接受，缺乏必要的思考過程，容易疲勞甚至產生抵觸情緒。在多媒體教學的基礎上，輔以傳統的板書，則可以有效解決這些問題。特別是在講授知識重點難點的時候，學生可通過教師板書的間隙思考或者記筆記，加深對知識的理解。
針對教學內容，靈活應用多種教學方法。例如，采用啟發式教學，在每一章節授課前先根據教學內容針對性地設置幾個問題，讓學生帶著問題聽課，在課堂中尋求答案，變“填鴨式”的被動學習為主動學習。再例如，在第5―6章講授B型超聲診斷儀時采用案例教學法，引入阿洛卡SSD-256型的B超儀為例子，每當講授完基本原理后即以該機型為例引導學生對其相應部分的電路進行分析，提高學生理論聯系實際的能力。同時，為了培養學生的學習興趣，可利用介紹本學科的發展動態，國內外重大研究成果、新方法、新應用等內容來激勵學生，讓他們充分認識到這門課程的實用性和重要性。
構建網絡教學平臺，積極加強師生交流。將課程教學大綱、進度表、課件、課后練習、課程通知等教學資源及時在網頁，方便學生課后瀏覽下載；設置課后互動模塊，方便學生提問交流；設置超聲百科模塊，方便學生了解學科前沿發展動態。網絡教學平臺的使用，提高了教學的靈活性，增加了師生之間的互動，獲得了學生很高的評價。
3.存在的問題及解決思路
經過兩個學年的教學實踐，我在《醫學超聲儀器原理》課程的教學中已積累了不少經驗，也存在不足之處，其中最突出的是實驗教學內容略顯單薄。針對這一問題，我已著手解決，將在原3個學時實驗的基礎上再設置相應的開放性實驗，如生物組織超聲參數的測量與估計、單陣元圓形超聲換能器輻射聲場分布特性測試與分析、彩色超聲多普勒血流儀的操作及數據分析等［4］。所設計的實驗項目將與課程教學內容密切結合，進一步有效地增強教學效果。
4.結語
醫學超聲儀器原理涉及多個學科，內容較為抽象，且課時量有限，因此教學難度較大。我在教學過程中根據本專業的實際需求，以著重培養學生的實踐能力和創新意識為目標，結合教學體會和學生的反饋信息，從教學內容優化、教學手段、教學方法等方面入手，經過兩年多時間的實踐，取得了較好的教學效果。
參考文獻：
［1］萬明習.生物醫學超聲學［M］.北京：科學出版社，2010.
［2］陳艷霞，孫媛，柴英，王桂蓮.醫學物理學B超實驗的新探索［J］.中國科技信息，2009，20：193.
［3］胡曉燕.淺析多媒體教學的利與弊［J］.中國醫學創新，2011，8（5）：146-147.
1.資料與方法
1.1 對象
將新鄉醫學院2007～2010級生物醫學工程專業共244名本科生選用為研究對象。
1.2 方法
1.2.1 研究對象分組
2007～2008級生物醫學工程專業共94名學生，采用傳統的平鋪直敘的由多媒體課件講解立體機件圖的教學方法。2009～2011級生物醫學工程專業共計190名學生采用引入立體模型法講解機件圖的畫圖和讀圖的教學方法。以此分組，連續五年進行觀察對比[2]。
1.2.2 轉化教學模式
在以往《工程制圖》教學過程中，一般采用的是傳統的教學模式。這種教學模式是“以教師為中心”“以知識為本”。教師講授是通過讓學生預習，聽課，布置習題，解答這一系列過程來完成的。在講課過程中，是根據在多媒體課件上畫出的機件圖進行講解，以圖講圖。而在新型的《工程制圖》教學模式，是在繼承傳統教學模式嚴謹和系統的基礎上，在授課過程中引入立體模型教學法，也即時課前教師準備本次課所需用到的立體機件模型。如在切割體投影畫法這次課中，教師準備一些本次課所需的基本立體模型包括圓柱，圓錐，棱柱和棱錐或者由一些形體組合好的圓柱，圓錐，棱柱，棱錐。在講授例題過程中，將事先準備或者做好的基本形體按例題要求進行切割，最終得出所要求的切割體，這樣講解視圖投影時，學生就能更直觀簡單的根據所切割后立體畫出立體的三視圖投影了。也就改變了教師講起來費勁，學生不容易理解和難以想象所要畫的立體圖的形狀了。即是轉變了以圖講圖的授課弊端。轉化為“以學生為本”的教學模式。
1.2.3 學生分組做模型
首先布置每個學生用木質或者粘泥巴甚至白蘿卜做簡單的立體圖形，作為初步練習，接著將學生分組，課前要求分組后學生每組做2～3個基本的規則的立體圖形（如棱柱體，圓柱體等），授課時先講解基本形體三視圖的畫法的理論知識。接著讓學生組與組之間討論，并畫出他們所做模型的三視圖。后續課程中同樣事先布置每組學生在已做好的基本形體上按要求做一些切割和組合。以解決習題集中遇到的難題和授課過程中難以理解的例題需要立體實物圖形配合理解的需要。課后鼓勵學生動手接著做一些自己想象中立體形狀的圖形，并組與組進行互換，畫出各組做出來的不同立體機件圖的三視圖投影。從而激發了學生的學習興趣，提高了學生的自主創新能力和動手能力。培養了空間想象能力[3]。
1.3 問卷調查
在每學期的期中教學檢查中，對生物醫學工程專業一班和二班的每位學生進行問卷調查，內容包括對授課教師的是否滿意，對授課時采用的方法是否滿意，對本課程的看法。并定期舉行學生座談會，請學生根據切身體驗的教學方法提出意見和建議[4]。
1.4 統計學處理
對調查數據用SPSS 12.0統計軟件進行χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
2.結果
2007～2008級生物醫學工程專業和2009～2011級生物醫學工程專業分別有42和131名同學參與問卷調查，總共發放問卷173份，回收173份，回收率100%。對學生問卷調查顯示，新的教學體系和教學模式滿意度均在90%以上，不滿意度下降（P
關鍵詞： 生物醫學工程專業 醫學信號檢測與儀器 產學研人才培養模式 課程群
在美國及歐洲等經濟發達國家，早在上世紀50年代就指出生物醫學工程的重要性，目前海外知名高校均設有生物醫學工程專業，本專業世界排名前三位的高校分別是美國約翰霍普金斯大學、哈佛大學和賓夕法尼亞大學。生物醫學工程專業招生分數在這幾所學校中也往往遠高于其他專業，其畢業生也受到其他各大高校研究室、大型生物醫學研發企業和各大醫院青睞，畢業后發展前景良好。
目前，全國設置生物醫學工程專業的高校達140所左右，在天津市開設生物醫學工程專業的高校僅有天津大學、天津醫科大學、河北工業大學和天津工業大學，其他天津市市屬高校均未開設該專業。其中天津大學以光學儀器為專業特色，天津醫科大學以醫學背景為主解決一些臨床存在的工程問題，河北工業大學以電磁計算為專業特色。
天津市把醫療器械產業作為調整經濟結構，促進經濟轉型升級過程中重點培育的新興產業，加強醫藥器械研發的產、學、研聯合，支持醫療器械產業走“專、精、特、新”道路，著力培育醫療器械特色產業。天津市人才的需求情況：2013年，天津市生物醫藥產業工業總產值突破1000億元。生物醫藥企業2000余家。2012年，主營業務收入超過百億元企業3家，50～100億元企業3家，10～50億元企業6家，1～10億元企業58家。天津市醫療器械生產企業284家（2013年底統計），其中規模以上企業共36家，醫療器械注冊企業2500余個。技術服務企業：行業產值近億元。因此天津市急需這方面的高端專業人才。
生物醫學工程專業是21世紀最具發展前景的專業之一，為適應我國和天津市“十三五”經濟建設和科技發展的需要，推動“天津市醫療儀器產業”的發展，天津工業大學設置了天津市首個專門以培養醫學信號檢測及儀器方向高端專業人才為主的“生物醫學工程”本科專業。本專業在與學校辦學定位和專業結構布局相統一的基礎上，以培養復合型人才，增強學生工程技術和工程實踐能力為目標，逐步形成產學研相結合的人才培養模式。為了適應這種發展趨勢，天津工業大學生物醫學工程專業2012年本成為“天津市生物醫學工程學會”理事單位；2013年成為“天津濱海新區轉換醫學產業技術戰略聯盟”理事單位；2014年與中國醫學科學院生物醫學工程研究所共同組建“天津市醫學電子診療技術工程中心”；2015年成為“中國生物醫學工程學會健康工程分會”成員，這些發展都是為了加快發展產學研相結合的人才培養模式。
課程建設總體思路是按照目前的專業定位進行課程的建設，形成以《生理學》、《生物醫學電子學》、《傳感器與醫學工程》、《醫學電子儀器設計》、《嵌入式系統》、《醫學成像新技術》、《醫學儀器概論與標準》等為核心課程，構建醫學信號檢測及儀器為方向的課程群，帶動整個生物醫學工程課程體系的建設和發展。
本專業開設的主要理論課程有：高級語言程序設計（C）、大學物理、電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、高頻電子、生物醫學電子學、人體解剖、生理學、工程光學、傳感器與醫學工程、醫學電子儀器設計、醫學成像新技術、醫學儀器概論與標準、嵌入式系統、數字信號處理及DSP技術、EDA原理及應用、電磁場與電磁波、通信原理、虛擬儀器技術、光電檢測技術與系統、電磁兼容、生物醫學光子學、醫學圖像處理、生命科學導論等。
主要實踐課程有：電路理論實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、生物醫學電子學實驗、生理學實驗、傳感器與醫學工程實驗、醫學電子儀器設計實驗、醫學成像新技術實驗、電工實踐、電子實踐、電子系統設計與工程實踐（1，2）、嵌入式系統設計專題實踐、生物醫學工程實踐1（偏重醫學信號檢測原理與方法）、生物醫學工程實踐2（偏重醫學電子儀器的開發與實現）、畢業實踐、畢業設計。
本專業畢業生可以在培養具有生命科學、醫學信號檢測理論與方法、醫學電子儀器設計等方面知識和能力，德智體全面發展，能在生命科學研究領域、醫療儀器及器械領域、健康產品領域、醫療衛生事業單位等從事研究、設計、市場、銷售、教學、管理和服務等方面工作，具有醫學信號檢測及儀器方向的創新型、復合型、應用型人才，適應國家和天津市“十三五”的醫療儀器產業的發展需求。本專業學制四年，學生畢業后可獲得工學學士學位。
生物醫學工程專業作為一個多學科交叉的前沿學科，要求學生掌握工程技術，如醫學、生物、電子、光學、計算機在生物醫學中的應用研究、產品開發和管理的基本技能，對學生創新能力的要求很高[1]。但是，由于學科交叉、內容龐雜，本專業培養的學生其實踐創新能力往往較電子類、計算機類、光學類學生差，達不到滿意的培養效果[2]。
學科競賽是在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上，以競賽的方法培養學生綜合能力，引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題，并增強學生學習興趣及研究的主動性，培養學生的團隊協作意識和創新精神的系列化活動[3]。
目前，國內外對生物醫學工程專業學生創新能力的培養多以電子、計算機、光學專業為參考模板，東南大學、浙江大學、東北大學、天津大學等國內高校都在積極發展以競賽為導向的生物醫學工程專業創新人才培養模式。
二、建立生物醫學工程專業創新人才培養模式的具體策略
（1）整合資源，搭建科技創新實踐平臺。以學科競賽為導向的創新人才培養模式的建立，必須以學院的科研平臺為依托。為此，長春理工大學生命科學技術學院（以下簡稱“我院”）以生物醫學工程專業實驗中心為依托，為學生建立創新實驗室，吸納優秀學生開展實驗。創新實驗室配備有單片機、DSP、FPGA等開發平臺以及心電、腦電、肌電采集平臺，為學生開展科技創新活動提供了優良的條件，使創新實驗室成為學生科技新的孵化基地。我院根據各大科技競賽的需要，為學生分配專用場地，配置專業儀器設備，指派專職指導教師，搭建創新所必需的平臺。
（2）健全機制，完善科技競賽制度平臺。為保障科技競賽活動健康有序地開展，我院要加強對學生科技創新活動的引導和支持，積極鼓勵廣大師生踴躍參賽、多出成果，進而全面培養學生的創新創業意識，制定獎勵制度，明確指導教師隊伍建設和參賽學生獎勵政策，并且由專門的實驗教師協助分管院長進行管理，從而使得學科競賽更加規范化和制度化。
（3）優化隊伍，強化科技競賽智慧平臺。高水平競賽師資隊伍是將學科競賽與創新型人才培養有效結合的保證。為此，我院要專門成立大學生科技創新指導教師團隊，以具有一定工程實踐背景、較強設計研發能力和科技大賽經驗豐富的老、中、青骨干教師、優秀的研究生隊伍，形成一支結構合理、實力過硬、認真負責的優秀指導教師隊伍，全面提高教師的競賽指導能力和職業精神，為學科競賽構建一個核心的智慧平臺。
（4）營造氛圍，優化科技競賽環境平臺。濃厚的學術研究氛圍對于創新型人才的培養具有至關重要的作用。為了在科技競賽和創新能力培養方面營造濃厚的氛圍，必須充分發揮優秀學生的傳、幫、帶作用，激勵更多學生參與并專注于科技競賽活動。同時，積極發揮班導師的作用，通過教師在專業教學科研方面的優勢，對所在班級日常管理進行相關專業的培訓及管理。如定期就專業學科方向的發展情況與學生交流溝通；組織學生模擬參加課題并按項目組的方式進行管理；按學生專業學科方向的發展，選拔科技競賽種子并進行培養。
（5）教學相長，加強學科競賽內容。我院積極搭建基于大學生科技競賽的創新實踐課程體系實施平臺，將大學生科技競賽融入正常的實踐教學體系，以學科競賽為契機，深化實驗教學改革。我院加強科技競賽內容創新，將競賽的內容轉化為實驗教學或者大學生畢業設計題目，使學生能夠循序漸進地掌握基本技能和實際動手能力。
參考文獻：
[1]王曉勇，俞松坤.以學科競賽引領創新人才培養[J].中國大學教學，2007（12）：59-60.
關鍵詞：生物醫學工程；雙語教學；電路分析基礎
中圖分類號：G718.5 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2017）27-0109-02
一、前言
當今社會信息技術高速發展，高校教育越來越重視面向全球化的復合型人才培養，這使得雙語課程建設成為眾多高等學校教學改革的重要內容。生物醫學工程是物理、生物、醫學和工程技術學相結合的交叉學科[1-2]。我國生物醫學工程專業最初在一些綜合性重點大學開設，這些院校工程技術教育基礎扎實，但是學生的醫學知識較少。而醫學院校恰恰相反，學生往往具有較好的醫學知識背景，臨床醫學、解剖學、生理學等都是必修的基礎課，這也成為醫學院校生工專業學生受到醫療設備企業青睞的原因。生物醫學工程（簡稱“生工”）專業是廣東醫科大學少數工科專業之一，截止到2016年7月，已經培養了超過700名本科畢業生。我們的專業定位十分明確，即立足于珠三角地區，輻射國內醫療器械產業區，為醫院和企業培養應用型和復合型工程技術人才。目前專業分為醫學電子工程和醫學影像工程兩個方向，分別對應醫療電子設備和醫學影像設備兩塊市場。行業內對本科生的電子技術知識要求較高，需要完成完整的課程體系學習，同時具備較強的創新實踐能力。因此，電子類課程成為本專業最重要的課程群之一?！峨娐贩治龌A》是該課程群基礎課程之一，是生物醫學工程專業本科生接觸到的第一門專業基礎課，也是后續《模擬電子技術》、《數字電路》和《醫學儀器原理》等課程的先修課。2013年，廣東醫科大學對“電路分析基礎”雙語課程進行立項建設，經過四年的教學實踐，我們逐步完善了教學資源建設、教學團隊建設和考核方式改革。在這一過程中積累的經驗和教訓值得其他雙語課程借鑒和參考。
二、課程建設思路和教師隊伍介紹
隨著全球化進程的不斷加深，任何學科和領域都需要兼容并蓄，雙語教學改革正是基于這樣的目的而提出的。大學學習需要雙語這樣的形式來促使學生用開闊的眼光和思維對待知識和文化。我校生工專業《電路分析基礎》課程安排在大學一年級第一學期，考慮到大一學生需要一定的適應過程，我們設定的課程建設目標為：采用中英文雙語的講義形式，輔以英文教材和文獻作為參考資料，在保證學生能夠準確地獲得知識的前提下，培養和增強學生針對英文專業資料的基本閱讀技巧、自信心和自學能力。我們的教學團隊中，主講教師為博士、副教授，同時具備學校考核認定的雙語教師資格。高級職稱教師占比33%，教學團隊成員的知識背景全部為理工科和生物醫學工程研究背景。課程負責人擔任主講教師并組織課程講義、講稿和教案，每位老師還要負責一個自然班的第二課堂，在課程結束前完成一項電路實驗設計。
三、具有專業特色的課程內容建設
與普通高校電子信息和通信工程不同的是，本專業電子類課程內容局限在低頻電路范圍內，但是要求學生具備全面的基礎知識和綜合應用能力，因此素質教育和創新能力培養是雙語課程建設的精髓。《電路分析基礎》是本科生進入到專業領域的第一步，因此需要在教學中體現出專業特色并在授課過程中營造專業氛圍。
首先，在教材的選擇上，我們采用中英文兩本教材，分別是高等教育出版社出版的《電路（第5版）》和電子工業出版社出版的《電路分析基礎（英文版）》。兩本教材均深入淺出，內容全面，并能夠相互對應，非常適合生工專業學生使用。其次，在教學內容安排上，充分考慮了與后續課程的關系以及生工專業的特點。我們將教材中第一、二、三、四、六、七、八、九章作為教學內容，可統稱為電路原理與分析方法。而將原來耦合電感和三相電相關內容歸到另外一門課程――《電工學》中講授。本課程更加注重理論分析方法學習和弱電實驗驗證，強調直流電路與交流電路的區別和統一。實驗教學共安排了4個驗證性實驗，分別為疊加定理、戴維寧和諾頓定理、一階電路和RLC諧振電路實驗。為了訓練學生的數據處理和分析能力，課程要求實驗數據全部使用軟件進行分析和作圖。最后，關于課堂教學設計，我們重新編寫了多媒體講義。幻燈內容中，英文內容超過50%，所有術語、定義和定理描述均由英文給出。課堂講授過程，為保證學生能夠聽懂全部內容，英語口語表述后一般會進行漢語的復述。每章內容學習完畢，會布置英文文獻閱讀作業，學生需要根據文獻內容完成要點歸納。
