丁大鵬　肖俊　陳琳　安勝楊

【摘要】針對(duì)當(dāng)前醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)電子技術(shù)教學(xué)中存在的問題，對(duì)醫(yī)學(xué)電子技術(shù)教學(xué)改革進(jìn)行初步的實(shí)踐與探索，構(gòu)建理論教學(xué)、模擬仿真、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)與課余興趣實(shí)踐四個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合的嶄新教學(xué)模式。在教學(xué)實(shí)踐過程中，該教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且極大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，使整過教學(xué)過程更加生動(dòng)活潑，同時(shí)降低了實(shí)踐過程中設(shè)備原件損壞的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了辦學(xué)成本。

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 理論教學(xué) 模擬仿真 實(shí)踐

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）11-0251-02

前言

醫(yī)學(xué)電子技術(shù)是目前醫(yī)學(xué)類院校中生物工程和醫(yī)學(xué)影像專業(yè)必開的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，可以加強(qiáng)學(xué)生的基本理論知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能，為后續(xù)專業(yè)相關(guān)的課程學(xué)習(xí)做好鋪墊。例如其可以讓醫(yī)學(xué)類學(xué)生理解：從人體中獲取的如心電、腦電或磁共振等生物醫(yī)學(xué)信號(hào)都是摻雜有大量噪聲的低頻弱信號(hào)，在傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖像處理、記錄并顯示前，必須經(jīng)過放大、濾波處理后才能為臨床診斷提供可靠真實(shí)的依據(jù)。隨著現(xiàn)今電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越離不開電子技術(shù)的貢獻(xiàn)。所以本課程教學(xué)效果的好壞、學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)的掌握程度，直接關(guān)系到后續(xù)專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)效果與醫(yī)學(xué)技術(shù)人才能力的培養(yǎng)。但當(dāng)前實(shí)際的教學(xué)效果并未發(fā)揮其應(yīng)有作用，為此對(duì)其教學(xué)進(jìn)行改革勢(shì)在必行。

1.Multisim軟件簡介

Multisim是美國國家儀器有限公司推出的基于Windows系統(tǒng)的仿真軟件，適用于模擬/數(shù)字電路的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，從Multisim13.0版本開始提供了針對(duì)模擬電子、數(shù)字電子及電力電子的全面電路分析工具，這一圖形化互動(dòng)環(huán)境可幫助教師鞏固學(xué)生對(duì)電路理論的理解，將課堂學(xué)習(xí)與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)有效地銜接起來。

2.當(dāng)前醫(yī)學(xué)電子技術(shù)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)電子技術(shù)課理論教學(xué)方面，因理論性較強(qiáng)，按照課本上的理論知識(shí)進(jìn)行傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的模式，容易使學(xué)生失去興趣，尤其是模擬電子技術(shù)部分知識(shí)，學(xué)生普遍認(rèn)為難懂、難學(xué)。在單純的理論講解過程中，抽象的電路知識(shí)，讓學(xué)生無法真實(shí)感受到電路的可實(shí)現(xiàn)性與正確性而缺乏真實(shí)性，對(duì)數(shù)理基礎(chǔ)較弱的醫(yī)學(xué)類專業(yè)學(xué)生而言純粹的理論推導(dǎo)又缺乏直觀性，使學(xué)生很難把理論推導(dǎo)的數(shù)據(jù)與具體的電路聯(lián)系成一個(gè)整體。

而其實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)方面，不同學(xué)校、不同老師其教學(xué)方法和程序基本相同，按照實(shí)驗(yàn)教材所提供的“實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器、原理、步驟及操作方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理、注意事項(xiàng)”的流程進(jìn)行簡單理論介紹及實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生不用思考，只需記住實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法就可以完成實(shí)驗(yàn)， 同時(shí)學(xué)生也產(chǎn)生為了完成實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)的心理。這樣根本達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，更不用說提高學(xué)生的分析和解決問題的實(shí)踐能力。

考慮到多數(shù)醫(yī)學(xué)類院校開設(shè)醫(yī)學(xué)電子技術(shù)的實(shí)際情況：比如學(xué)時(shí)少、學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)薄弱；很多實(shí)驗(yàn)設(shè)備太貴，開設(shè)相應(yīng)課程的專業(yè)少，學(xué)校沒法滿足所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購買。結(jié)合貴州醫(yī)科大學(xué)神奇民族醫(yī)藥學(xué)院的實(shí)際教學(xué)情況：醫(yī)學(xué)電子技術(shù)課程開設(shè)專業(yè)目前只有醫(yī)學(xué)影像技術(shù)一個(gè)專業(yè)，每學(xué)年學(xué)生人數(shù)80人左右，課程學(xué)時(shí)總計(jì)54學(xué)時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)42個(gè)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)12個(gè)，實(shí)驗(yàn)室只有模擬電路實(shí)驗(yàn)箱、函數(shù)信號(hào)源、模擬示波器、數(shù)字萬用表四類實(shí)驗(yàn)儀器，以及電烙鐵、焊臺(tái)等焊接工具。對(duì)開過該門課程的2013級(jí)與2014級(jí)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生擁有個(gè)人電腦情況調(diào)研發(fā)現(xiàn)，其班上個(gè)人電腦擁有比例占全班百分之八十以上，如表1所示。

如何在有限的學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)，利用有限的實(shí)驗(yàn)室資源，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在掌握教學(xué)大綱所要求的理論知識(shí)的同時(shí)，還能夠更好的培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力。為此結(jié)合我校的實(shí)際教學(xué)工作，以multisim仿真軟件在醫(yī)學(xué)電子技術(shù)理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用加以實(shí)踐改革與探究。運(yùn)用Multisim模擬仿真軟件穿插于醫(yī)學(xué)電子技術(shù)的教學(xué)過程中，使理論教學(xué)很好的過渡到實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)合理、定期開放實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供課余興趣實(shí)踐條件，構(gòu)建理論教學(xué)、模擬仿真、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)與課余興趣實(shí)踐四個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合的嶄新教學(xué)模式。

3.課堂理論教學(xué)同步Multisim模擬仿真案例

理論教學(xué)穿插仿真案例。把 “死”的電路“活”起來，如在第一次課講解電路的基本概念時(shí)，把教材上手電筒電路的例子用Multisim軟件設(shè)計(jì)出來（圖1所示，E和R0分別代表電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、K為開關(guān)、L燈泡代表負(fù)載電阻）。通過K不停的開關(guān)電路使燈泡閃爍（燈亮?xí)r黃色，如圖2），還以提問的形式讓同學(xué)們思考設(shè)置不同的電源電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生哪些現(xiàn)象？如電動(dòng)勢(shì)E超過燈泡額定電壓不多時(shí)，以7V為例觀察仿真電路燈泡的燈絲明顯變紅熾（如圖3），當(dāng)電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)大于燈泡額定電壓時(shí)，燈泡燈絲在開啟電路瞬間燒斷（如圖4），仿真過程不用擔(dān)心燈泡被燒壞，課堂氛圍得到提高。學(xué)生們?cè)谳p松的學(xué)習(xí)氛圍中掌握了理論知識(shí)的原理，同時(shí)感受了電路仿真軟件形象生動(dòng)的教學(xué)樂趣。

課后把Multisim軟件及制作成Word版本的安裝方法步驟發(fā)給學(xué)生，在后續(xù)前12學(xué)時(shí)的理論課上，要求學(xué)生帶上個(gè)人本電腦，至少兩名學(xué)生要擁有一臺(tái)，涉及到實(shí)例仿真分析的時(shí)候?qū)W生跟著我做電路設(shè)計(jì)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確查找電氣元件、畫電路圖等簡單操作開始入門，通過12學(xué)時(shí)的理論教學(xué)同步Multisim模擬仿真案例，學(xué)生基本掌握了軟件元件庫中的常規(guī)電子元器件及常用虛擬儀器、儀表的使用。實(shí)踐表明學(xué)生沒必要把該軟件的所有功能完全掌握，再去設(shè)計(jì)或者仿真電路，只需要跟著上課教師把理論課所涉及到的部分電路案例從頭到尾、按步驟做幾遍就可以輕松入門，以后學(xué)習(xí)或工作中，用相應(yīng)知識(shí)，就有針對(duì)性的學(xué)習(xí)相應(yīng)內(nèi)容即可，這樣能夠很快地把所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，把枯燥的電路知識(shí)變得形象生動(dòng)。在后續(xù)29個(gè)理論學(xué)時(shí)中，不再要求學(xué)生帶電腦，僅需下課后把我上課時(shí)用的仿真案例拷貝回去模仿練習(xí)即可。學(xué)生在入門Multisim電路仿真軟件后，理論課教學(xué)進(jìn)入中期，按照教學(xué)計(jì)劃相應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐開始。

4.Multisim模擬實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)分組按20～30人為一組，全班分3個(gè)大組，2～3人一個(gè)小組。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前一周的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及仿真并寫出仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)閱，根據(jù)學(xué)生的仿真分析報(bào)告情況，教研室及時(shí)修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)講義更新實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)方法，并選出幾份做得好的仿真報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)進(jìn)行表揚(yáng)，同時(shí)找出報(bào)告中典型錯(cuò)誤在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行評(píng)講。實(shí)踐表明：學(xué)生仿真報(bào)告表現(xiàn)出的不足與錯(cuò)誤往往都具有典型性。這樣的方法代替原來實(shí)驗(yàn)教學(xué)上鋪天蓋地大講，具有針對(duì)性的糾正學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不知所措，讓學(xué)生有的放矢，進(jìn)而解放出更多的時(shí)間給學(xué)生自由動(dòng)手實(shí)踐；學(xué)生通過仿真實(shí)驗(yàn)，提出與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)相關(guān)的問題，教師有針對(duì)性的帶著學(xué)生查閱資料，解決疑問并總結(jié)，實(shí)現(xiàn)理論講解與實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐同步進(jìn)行。顯然Multisim應(yīng)用到醫(yī)學(xué)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)、電路仿真，可以克服傳統(tǒng)教學(xué)方法中，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地、時(shí)間和元器件、儀器設(shè)備損壞等因素的影響，從而取得較好的教學(xué)效果。

5.課余實(shí)踐教學(xué)

理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)電子技術(shù)課程擁有一定的理論基礎(chǔ)時(shí)，再引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，利用Multisim仿真設(shè)計(jì)一些對(duì)學(xué)生眼前實(shí)用的電路小作品，對(duì)此很多學(xué)生設(shè)計(jì)并提出了很多可行方案，比如小功率可調(diào)穩(wěn)壓直流電源、簡易白熾燈調(diào)光器、小夜燈等，結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)教研室研究討論，決定指導(dǎo)學(xué)生制作小夜燈。小夜燈制作實(shí)驗(yàn)完全由學(xué)生根據(jù)興趣自愿報(bào)名參加，在課余完成，結(jié)果2014級(jí)醫(yī)學(xué)影像專業(yè)全班64人，有60人自愿報(bào)名，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下兩人一小組相互配合進(jìn)行實(shí)踐焊接，結(jié)果學(xué)生全部順利完成小夜燈制作，其中一次“點(diǎn)亮”的占百分之八十五以上，其余學(xué)生也在指導(dǎo)教師的協(xié)助下成功“點(diǎn)亮”。有兩名感興趣的學(xué)生各自購買了遙控小車套件，請(qǐng)教師課余指導(dǎo)完成實(shí)踐練習(xí)，并測(cè)試成功。

為保障課余教學(xué)實(shí)踐的順利進(jìn)行，建立了實(shí)驗(yàn)室預(yù)約定期開放制度，教師把能用于實(shí)踐指導(dǎo)的課余時(shí)間公布于實(shí)驗(yàn)室外墻上的宣傳欄，學(xué)生結(jié)合指導(dǎo)教師和自己的課余時(shí)間提前預(yù)約實(shí)踐時(shí)間和內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)踐設(shè)備、工具以及部分實(shí)踐材料，以及相應(yīng)指導(dǎo)和協(xié)助，從而充分利用了實(shí)驗(yàn)室資源，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)電子技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神。

6.結(jié)論

以Multisim仿真軟件為紐帶，構(gòu)建理論教學(xué)、模擬仿真、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)與課余興趣實(shí)踐四個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合的嶄新教學(xué)模式。體現(xiàn)了“理論聯(lián)系實(shí)踐”的教學(xué)原則，糾正了“理論與實(shí)踐頭重腳輕”的行為，改善了實(shí)踐與理論“分家”的現(xiàn)象。在一定程度上能夠?yàn)獒t(yī)學(xué)類院校開設(shè)醫(yī)學(xué)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)提供參考意見；以能夠促進(jìn)學(xué)院教師隊(duì)的建設(shè)，使單一進(jìn)行理論教學(xué)或?qū)嶒?yàn)教學(xué)的教師，向既能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)又能進(jìn)行理論教學(xué)的方向發(fā)展，成為醫(yī)學(xué)院校急切需要的“雙師型”教師，為學(xué)校降低辦學(xué)成本；教學(xué)實(shí)踐效果得到了學(xué)生們的肯定和認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

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[2]裴曉敏.基于Multisim的電子技術(shù)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].電腦與電信，2010，（10）：75-77.

作者簡介：

丁大鵬（1987.9-），男，蒙古族，貴州石阡人，學(xué)士學(xué)歷，職稱：助教，畢業(yè)院校：貴州民族大學(xué)，主要研究方向：從事醫(yī)學(xué)電子學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)及醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)工作。

肖俊（1973.1-），男，漢族，貴州盤縣人，學(xué)士學(xué)歷，職稱：講師，畢業(yè)院校：貴州師范大學(xué)，主要研究方向：從事醫(yī)學(xué)電子學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)及醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)研究和管理工作。

陳琳（1973-），碩士，副教授，貴州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院物理教研室主任，主要從事醫(yī)學(xué)電子學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)及醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)研究和管理工作。

安勝楊（1990-），學(xué)士，助教，主要從事醫(yī)學(xué)電子學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)及醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。