【摘要】《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》是廣東醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐類課程，為了鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力，本文在傳統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了新的探討與實(shí)踐，經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，新的教學(xué)模式改善了教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)工程 專業(yè)課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)模式

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）02-0161-02

一、問題的提出

廣東醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主要面向廣東省各級醫(yī)院和各類醫(yī)療儀器公司培養(yǎng)臨床工程方面的人才，在面向?qū)嶋H工作之前，需要掌握基本電子設(shè)備的使用、電子測量基本方法、簡單電路故障的檢查與排除以及計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和軟件技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識和鍛煉，在專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中也會(huì)有以上幾方面實(shí)際動(dòng)手能力的鍛煉，但都是在若干基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中進(jìn)行的，這些課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與面向?qū)嶋H工作的要求還有一定的距離，主要存在的問題有：

（1）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生只需要按步驟動(dòng)手接線，一旦離開了實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生幾乎不知道如何去動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對課本理論知識的驗(yàn)證，內(nèi)容固定且單一，僅為驗(yàn)證電路的原理；

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短，每次實(shí)驗(yàn)一般只有2～3節(jié)課，可以完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但無法進(jìn)行深層次的實(shí)驗(yàn)研究；

（4）前后兩次實(shí)驗(yàn)間隔較長，有些儀器設(shè)備或?qū)嶒?yàn)方法在前次實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)用過，但在下次實(shí)驗(yàn)中因?yàn)闀r(shí)間長又忘記了。

因此在這些基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，盡量多地解決上述問題，《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》就是這樣一門實(shí)踐類課程。

二、《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式探討

《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》主要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，而且是自主型實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)包括硬件電路和計(jì)算機(jī)軟件在內(nèi)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信號的采集、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、傳輸以及計(jì)算機(jī)數(shù)字信號處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?，還需要針對所設(shè)計(jì)的內(nèi)容、過程和結(jié)果撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，記錄設(shè)計(jì)過程與結(jié)果。

相對于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，主要進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)類型、實(shí)驗(yàn)開展方式、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方式和實(shí)驗(yàn)考核方式等幾個(gè)方面的改革。

1.實(shí)驗(yàn)類型改為設(shè)計(jì)型

傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在一定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容范圍內(nèi)，根據(jù)既定的實(shí)驗(yàn)線路在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行電路連接，測量若干電路輸出結(jié)果，這種實(shí)驗(yàn)是對所學(xué)理論知識的一種驗(yàn)證，學(xué)生幾乎沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，只是機(jī)械性地按一定的步驟和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即使要進(jìn)行電路連接，也是有確定的實(shí)驗(yàn)線路圖進(jìn)行對照的，只要按照實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)要求連接實(shí)驗(yàn)線路圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就會(huì)得到。

專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，為了改變這種機(jī)械性按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)模式，充分鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為設(shè)計(jì)型，根據(jù)給定的一個(gè)內(nèi)容，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，并且付諸實(shí)踐，在設(shè)計(jì)過程中，由學(xué)生先進(jìn)行各個(gè)單元模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，然后再進(jìn)行總體系統(tǒng)的連接與實(shí)現(xiàn)。整個(gè)過程視學(xué)生能力不同，需要的時(shí)間不同，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不是傳統(tǒng)的固定時(shí)間，而是由學(xué)生自己安排與分配實(shí)驗(yàn)時(shí)間，自由度與自主性很大，很快完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的可以繼續(xù)在廣度和深度方面進(jìn)行深入研究。

2.實(shí)驗(yàn)分組，各司其職

如前所述，實(shí)驗(yàn)過程中需要進(jìn)行很多模塊的設(shè)計(jì)，因此個(gè)人很難完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，即使能完成也需要很長的時(shí)間，這對于一門確定課時(shí)的課程來說是不可能的，因此，專業(yè)課程設(shè)計(jì)采取了一種新的實(shí)驗(yàn)開展方式，即實(shí)驗(yàn)分組各司其職，由若干個(gè)學(xué)生自行組合成一個(gè)設(shè)計(jì)小組，共同進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)題目，每組根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行模塊細(xì)化，每個(gè)人負(fù)責(zé)一定的子內(nèi)容，所有人同步進(jìn)行，由專人負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)，成員各司其職，這樣既可以保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，每個(gè)人又可以根據(jù)自己對專業(yè)知識的掌握程度，負(fù)責(zé)相應(yīng)的模塊設(shè)計(jì)工作。在進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)時(shí)，大家各自進(jìn)行自己負(fù)責(zé)的內(nèi)容設(shè)計(jì)，一般是自己掌握的比較好的地方，但其他模塊可能就不是自己熟悉的，在模塊設(shè)計(jì)結(jié)束后需要各個(gè)模塊進(jìn)行連接測試，這時(shí)候就需要各個(gè)模塊設(shè)計(jì)者在一起進(jìn)行測試，需要和對方進(jìn)行溝通，了解對方設(shè)計(jì)的模塊，因此可以熟悉整個(gè)系統(tǒng)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。

每年進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組7人左右，有一個(gè)組長全權(quán)負(fù)責(zé)本組各項(xiàng)事物與實(shí)驗(yàn)安排，其他成員按各自負(fù)責(zé)內(nèi)容分配有模擬硬件設(shè)計(jì)與測試、模數(shù)轉(zhuǎn)換與接口設(shè)計(jì)與測試、計(jì)算機(jī)端軟件設(shè)計(jì)與測試、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫以及電路板焊接等，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)離不開每個(gè)人的工作，因此設(shè)計(jì)成員有壓力也有動(dòng)力，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，大家的積極性都很高，都能全身心投入。

3.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化嘗試

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生遇到問題無法解決需要老師指導(dǎo)，因?yàn)槭翘囟ǖ膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容，事先都進(jìn)行了仔細(xì)的備課，因此老師指導(dǎo)起來得心應(yīng)手，遇到的問題大多都相同，可以在實(shí)驗(yàn)前針對易出現(xiàn)的問題進(jìn)行統(tǒng)一講解。而在專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容廣泛，每次各組進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)方案不同，每個(gè)人具體進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不同，因此學(xué)生遇到的問題會(huì)很多，而且各不相同，每年都會(huì)有新問題出現(xiàn)，這給老師統(tǒng)一備課帶來很大的不便。

針對這個(gè)問題，在專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行了基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的新模式探討，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源，搭建實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)，建立WEB服務(wù)器，開發(fā)基于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的專題網(wǎng)站，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、相關(guān)參考資料、進(jìn)度安排、經(jīng)常會(huì)遇到的問題與解決方法、往年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容等通過網(wǎng)站發(fā)布，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中可自行瀏覽。通過這種方式，學(xué)生遇到問題時(shí)，老師會(huì)首先要求學(xué)生查閱網(wǎng)站相關(guān)資料，如果沒有，老師就先著手解決問題，然后總結(jié)情況，將新問題與相應(yīng)的解決方法發(fā)布在網(wǎng)站上，這樣逐漸積累，網(wǎng)站內(nèi)容就會(huì)越來越豐富，老師的教學(xué)壓力也會(huì)越來越小。

4.實(shí)驗(yàn)考核嘗試采用新的方式

傳統(tǒng)課程考核時(shí)，理論課程一般采取筆試的方法，實(shí)驗(yàn)課程一般采取做實(shí)驗(yàn)的方法。本課程既有理論環(huán)節(jié)也有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，且以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為主，因此，在考核時(shí)，采取了新的模式，不進(jìn)行理論筆試，也不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是采取了多種方式結(jié)合的形式，主要進(jìn)行了以下幾方面的考核。

（1）集中匯報(bào)，現(xiàn)場演示，在設(shè)計(jì)的最后進(jìn)行一次集中上課，主要進(jìn)行每組設(shè)計(jì)的驗(yàn)收，采取的形式是每組先進(jìn)行公開匯報(bào)設(shè)計(jì)內(nèi)容與成果，然后進(jìn)行現(xiàn)場操作，演示操作過程與設(shè)計(jì)結(jié)果。

（2）每組在結(jié)束時(shí)需要提交設(shè)計(jì)報(bào)告，每份報(bào)告都按照統(tǒng)一要求的行文格式，詳細(xì)記錄各組設(shè)計(jì)的過程和結(jié)果。

（3）提交每組設(shè)計(jì)的成品即電路板，電路板按照統(tǒng)一要求的制作標(biāo)準(zhǔn)，要求由各組自己焊接而成的。

（4）在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器上提交設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)電子材料。

因?yàn)橐M(jìn)行集中匯報(bào)演示，因此每組在進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，都有一定的壓力，互相之間也有競爭，都想著在全班同學(xué)面前表現(xiàn)一下，因此對自己的設(shè)計(jì)都非常用心，遇到問題也都積極去尋求解決方法，傳統(tǒng)的課程大多數(shù)是為了考試為了上課而去學(xué)習(xí)，而這個(gè)實(shí)驗(yàn)課程真的是為了學(xué)東西做東西去學(xué)習(xí)，教學(xué)效果是不一樣的。

具體考核采用了分項(xiàng)評分的方法，具體考核項(xiàng)目和方式見見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)考核成績評分表

在實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站上有關(guān)于表1中的每項(xiàng)詳細(xì)的評分依據(jù)，設(shè)計(jì)匯報(bào)考核和操作演示是由各組代表組成的評分小組進(jìn)行現(xiàn)場評分的，其他都是由老師評閱，其中器件損耗一項(xiàng)因?yàn)槟壳皸l件不具備，暫時(shí)未計(jì)分。

5.教學(xué)模式改革效果分析

課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握，通過分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力，通過網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)加強(qiáng)了學(xué)生自主查找問題答案的能力。經(jīng)過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生普遍反映，學(xué)了三年的專業(yè)知識，在這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中真正地得到了應(yīng)用，自己的動(dòng)手能力得到了充分的鍛煉，通過自己的實(shí)驗(yàn)，也加深了對醫(yī)療儀器內(nèi)部的工作原理和產(chǎn)品的研發(fā)過程的理解，正如2009級學(xué)生在設(shè)計(jì)報(bào)告里寫的“通過自己親自動(dòng)手，才能真正認(rèn)清理論和實(shí)踐的區(qū)別，才會(huì)知道自己的差距在哪里，問題出現(xiàn)在哪里，才能學(xué)到真正的東西”。同時(shí)，專業(yè)課老師也反映，在設(shè)計(jì)進(jìn)行時(shí)經(jīng)常有已經(jīng)學(xué)過的學(xué)生去問一些實(shí)際使用中的問題，并且這些學(xué)生會(huì)將學(xué)習(xí)心得告訴下一屆學(xué)生，讓他們在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)中認(rèn)真學(xué)習(xí)。

三、結(jié)束語

《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革從2005級生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生開始逐步進(jìn)行，主要進(jìn)行了教學(xué)類型、實(shí)驗(yàn)開展方式、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方式和考核方式等方面的探索與實(shí)踐，到目前為止已經(jīng)經(jīng)過了5屆學(xué)生共48組的教學(xué)，基本確定了新的教學(xué)模式，取得了明顯的教學(xué)效果。

新的教學(xué)模式雖然比傳統(tǒng)模式有了很大的改進(jìn)，但仍然需要繼續(xù)改進(jìn)，接下來將要進(jìn)行的是搭建實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上討論區(qū)，讓每年進(jìn)行設(shè)計(jì)的學(xué)生的交流能永久保留下來，這樣后面的學(xué)生就可以直接了解相關(guān)的問題，更加有助于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；另外就是學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對器件的使用沒有節(jié)約的概念，電路測試結(jié)果不正確時(shí)，首先想到的是換一個(gè)新器件，因此需要構(gòu)建一個(gè)器件使用的審批與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，記錄設(shè)計(jì)時(shí)損耗的器件，加強(qiáng)學(xué)生的成本概念。

課程教學(xué)模式的改革是一個(gè)嘗試，教學(xué)方法也在不斷完善，新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也在不斷充實(shí)中，既要與傳統(tǒng)課程不同，也要不斷有新的內(nèi)容充實(shí)進(jìn)去，這樣才能給學(xué)生以吸引力，前面的路還很長，還要不斷探索。

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