王 鳳，孫 建，許 佳，金 貴，徐 林，陳明生，張海生，莊 偉，寧 旭，秦明新

（陸軍軍醫(yī)大學生物醫(yī)學工程與影像醫(yī)學系電子工程學教研室，重慶 400038）

0 引言

隨著信息技術及醫(yī)學科技的發(fā)展，軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備的信息化和智能化越來越成為衛(wèi)勤建設發(fā)展的一個重要著力點[1]。而電子信息技術是信息化和智能化醫(yī)療裝備技術的基礎，應用電子信息技術進行醫(yī)療裝備的設計研發(fā)、安裝調試、操作運行、維修保養(yǎng)等，大大推動了生物醫(yī)學科學研究、臨床診斷和治療技術的提升。

電子信息技術類課程是軍隊醫(yī)學院校生物醫(yī)學工程（biomedical engineering，BME）專業(yè)的主干課程，而軍隊院校BME 專業(yè)的電路分析課程又是電子信息類課程體系中的專業(yè)基礎課[2]，所以電路分析課程的建設尤為重要。本文主要分析電路分析課程建設存在的問題，并提出相應的改進措施，以期為培養(yǎng)軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備人才打下扎實的專業(yè)技術基礎。

1 軍隊BME 專業(yè)的任職分析

軍隊BME 專業(yè)的培養(yǎng)目標為培養(yǎng)面向醫(yī)療衛(wèi)生裝備領域從事設計、研發(fā)、使用和管理的工程技術人才。圖1 為軍隊院校BME 專業(yè)第一屆無軍籍學員的任職情況，可以看出，就業(yè)學員中80%選擇為軍服務，且60%學員選擇從事軍隊衛(wèi)生裝備相關工作（其中20%學員在軍隊院校設計、研發(fā)醫(yī)療衛(wèi)生裝備，40%學員成為軍隊醫(yī)院裝備維護或臨床診斷的技術人才）。

圖1 軍隊院校生物醫(yī)學工程專業(yè)第一屆無軍籍學員畢業(yè)后任職情況

任職情況分析表明，BME 專業(yè)的課程建設要滿足學員服務于軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備體系的知識、能力和素質需求。因此，電路分析這門專業(yè)基礎課程的建設要圍繞軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備的科學研究、裝備維護和臨床診斷等方面展開，發(fā)揮軍隊醫(yī)學電子工程培養(yǎng)的優(yōu)勢，為該專業(yè)人才培養(yǎng)打下堅實的工程技術基礎。

2 電路分析課程教學的不足之處

2.1 教學內容與軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備融合不夠豐富

電路分析作為專業(yè)基礎課程相對抽象、理論嚴密、邏輯性強，以往教員只關注于簡化重難點理論知識，而忽略了電路理論在醫(yī)療衛(wèi)生裝備中的應用拓展。教學中需要引導學員掌握電路理論在生物醫(yī)學中的基本應用和解決方法，熟悉電路理論在軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備（如心電圖機、監(jiān)護儀、電泳儀、電阻抗分析儀）中的基本應用和實踐方法。BME 專業(yè)學員實踐技能的培養(yǎng)尤為重要[3]，而傳統(tǒng)的實驗教學只對經典理論進行驗證，并不能提升學員操作運行醫(yī)療衛(wèi)生裝備的實踐能力，因此在實驗課教學中需增設關于軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備的綜合型操作實驗。

2.2 教學方法存在缺陷

一方面，BME 專業(yè)電路分析課程的理論體系建設已有20 余年，課程一直側重邏輯，偏重推理，常見的教學方法是先給出定義，再陳述定理，然后證明定理，最后應用方法解題。這種傳統(tǒng)的教學方法不能將電路理論與醫(yī)療衛(wèi)生裝備結合起來，學員只能掌握基本電路理論，不能深入了解電路理論的醫(yī)學應用。另一方面，BME 專業(yè)電路分析課程的前導課程為高等數學和大學物理，由于學員對前導課程基礎知識的掌握情況參差不齊，不同學員對定理的理解能力不同，傳統(tǒng)的教學方法單一，無法兼顧所有學員。此外，傳統(tǒng)的以學科為中心的教學法，使學員學習被動，而采用隱性課程思政教學法，能夠激發(fā)不同學員的好奇心和求知欲，形成強烈的學習欲望和動力，使學員具有明確的目的性或方向性。

2.3 考核評價指標模型不完善

BME 專業(yè)人才的就業(yè)情況表明，學員需要具備醫(yī)療裝備的設計研發(fā)、安裝調試、操作運行、維修保養(yǎng)等能力，因此課終評價應該不僅僅是基本的電路理論的掌握程度，應該將知識的應用能力、動手操作能力和綜合素質納入到評價體系中[4]。但電路分析課程現有課終考核的評價標準存在結構單一的問題，需要構建實驗成績、研討成績和平時成績的評價標準，建立評價指標模型，并根據具體內容明確考核標準，規(guī)范實施細節(jié)。

2.4 教學條件陳舊老化

合適的教材資源和平臺條件可以促進學員學有興趣、學有所得，在探索和解答問題的過程中充分獲得內心的滿足。而現有的配套硬件資源老化有待升級，需增設常規(guī)的軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備，為醫(yī)學院校學員熟練使用和維護軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備打下基礎。

3 改進措施

電路分析課程是BME 專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的核心課程，構建好電路分析課程是實現軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備人才培養(yǎng)目標的重要基礎。因此，針對電路分析課程建設的不足之處展開研究，并改善優(yōu)化。

3.1 增強教學內容與軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備融合

軍隊院校BME 專業(yè)電路分析課程建設的重點是將軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備中的急救裝備（如心臟起搏器和除顫器等）、檢驗裝備（如電泳儀）以及診療裝備（如腦阻抗分析儀、心電圖機和電穿孔儀等）融入電路分析課程的理論、研討和實驗教學中，實現將軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備與電路理論緊密結合。

在理論、研討課程教學中通過講解細胞的RC 電路模型，使學員掌握電容元件的特性、電容與電感元件的串并聯等效計算；結合細胞融合、腫瘤治療和基因治療講解一階電路知識，分析細胞膜電穿孔脈沖產生原理；通過講解人造心臟、腦起搏器和心臟起搏器電能傳輸使學員掌握耦合電感元件的特性方程與伏安關系。

在實驗課程教學中用醫(yī)療衛(wèi)生裝備內容充實、優(yōu)化實驗內容。將一階電路零狀態(tài)響應的測試實驗調整為與檢驗裝備電泳儀相關的實驗——蛋白電泳實驗中的RC 電路的零狀態(tài)響應，將EDA 軟件的使用實驗調整為與監(jiān)護裝備心電圖機相關的實驗——基于Multisim 軟件的電路仿真綜合實驗，將二階電路零輸入響應的測試實驗調整為與診療裝備電阻抗分析儀相關的實驗——腦組織阻抗和電特性檢測實驗。電路分析課程實驗內容調整見表1。其中實驗二用Multisim 仿真軟件模擬生物醫(yī)學信號，實現將電路和監(jiān)護裝備緊密結合。實驗五以聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質為基礎，通過垂直板電泳儀觀察Marker 蛋白中不同分子大小的蛋白的電泳速度，運用RC 電路零狀態(tài)響應知識分析原理，實現將電路和檢驗裝備緊密結合。實驗六以生物組織的電特性為切入點，分析腦組織除了電阻效應，還有部分電容效應，需要運用阻抗的概念來分析檢測腦組織電特性。圖2 為腦組織阻抗和電特性檢測實驗，實驗將電路和診療裝備緊密結合。

表1 電路分析課程實驗內容調整

圖2 腦組織阻抗和電特性檢測實驗

3.2 優(yōu)化教學方法

傳統(tǒng)的以學科為中心的教學方法單一，使得學員對醫(yī)療衛(wèi)生裝備了解不夠，學習積極性、主動性不強。不同學員接受新知識的能力不同，為了使所有學員都能得到一定的發(fā)展和提升，采用多樣化的教學法進行優(yōu)化，包括基于群體檔案的教學法、問題式學習教學法、隱性課程思政教學法。

3.2.1 基于群體檔案的教學法

以與電路分析課程相關的大學物理、高等數學、大學英語等課程的學習情況為基礎建立每個學員的檔案。BME 專業(yè)為小班授課，教員可以通過分析每個學員的檔案，結合學員的專業(yè)基礎以及自身特點，循序漸進、有針對性地高效教學[5]。例如，在專業(yè)研討課中，學員需要閱讀大量軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備相關的英文文獻并分小組展開討論，最終在課堂上做小結匯報。教員如何分組取決于學員的群體檔案，群體檔案分析了每個學員英語、數學、大學物理等課程的學習情況，得到學員理解能力、總結能力、團隊合作能力等綜合能力，教員以檔案為基礎合理安排分組，使學員通過分工合作，提高獨立思考、解決問題的能力以及團隊協作能力。

3.2.2 PBL 教學法

PBL 教學法是指以學生為中心、以問題為基礎的教學方法，要求教員在教學中結合電路理論在醫(yī)療衛(wèi)生裝備中的應用提出問題，學員自主搜集資料、分組討論、歸納分析，最后教員做總結評價。有效地開展PBL 教學法，學員之間通過小組討論，能不斷提高團隊協作能力。此外，學員通過主動學習，能提高獨立思考解決問題的能力。

3.2.3 隱性課程思政教學法

課程思政的隱性教育能提升學員的好奇心、求知欲，激發(fā)學員勇于探索、大膽創(chuàng)新。例如通過融入生物電阻抗的醫(yī)學應用，引導學員積極主動學習，增強學員對所學專業(yè)的發(fā)展信心，提升了學員的責任感和使命感。此外，課程思政的融入對培養(yǎng)軍隊院校學員辨證思維能力以及嚴謹的科學作風、樹立理論聯系實際的科學觀和提高學生分析問題解決問題的能力也有著十分重要的作用[6-7]。學員形成了科學嚴謹的學習習慣，最終將這種好的習慣貫穿到工作全過程，能更好地在軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備的研發(fā)、設計和管理崗位完成本職工作。

3.3 創(chuàng)新課程考核模式

創(chuàng)新課程考核模式，課終評價力圖將電路課程標準的能力、知識、素質盡可能地納入到評價體系中。學員要注重自主學習能力、團隊協作能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的提升，才能成為能夠勝任軍隊衛(wèi)生裝備和醫(yī)學儀器設備的生產制備、設計研發(fā)、安裝調試、操作運行以及維修保養(yǎng)工作的工程技術人才。電路分析課程考核評價模型如圖3 所示。課程考核由終結性考核和形成性考核組成。終結性考核為課終考試，其成績（期末成績）占總成績的70%，考核學員對理論知識的綜合應用。形成性考核成績包括實驗成績、平時成績和研討課成績，各占總成績的10%，考核學員的綜合能力和素質。其中，實驗成績由實驗操作成績、實驗預習成績（預習報告）和數據分析處理成績組成，研討課成績由PPT 匯報、教員評價和學員互評組成，平時成績由作業(yè)成績和課堂互動成績組成。

圖3 電路分析課程考核評價模型圖

3.4 改善升級教學條件

良好的硬件是軍隊醫(yī)學院校開展教學工作的重要保障，它能帶動學員的學習積極性，提高學員的學習效率，為學員提供良好的學習環(huán)境。在科技高速發(fā)展的新時代，固本強基方能行穩(wěn)致遠，與時俱進才可實現引領[8]，教學實驗條件只有與時俱進不斷更新升級，才能主動適應教學需求，為課程教學的改革發(fā)展提供有力支撐。將陳舊基礎設備（如電路分析實驗箱、萬用表等）換代更新，同時新增醫(yī)療衛(wèi)生裝備（如蛋白電泳儀、電阻抗分析儀、心電圖機等），這些硬件設備的換代更新為學員的動手操作實驗提供了更多的便利，為建設醫(yī)工融合特色課程提供了有效的實驗條件。

4 教學效果

學員滿意度調查問卷分析表明，71.43%的學員認為課程教學內容的設計非常好；85.71%的學員認為教師的教學方式非常好；78.57%的學員能理解基本的電路分析方法，并能運用科學的思維方式對電路進行分析。如圖4 所示，從對醫(yī)療衛(wèi)生裝備的學習情況分析，電路分析課程的學習能為熟練使用和維護軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備打下基礎。

5 結語

針對傳統(tǒng)的電路分析課程存在與醫(yī)療衛(wèi)生裝備結合不緊密的問題，課程教學組通過優(yōu)化教學內容、教學方法、教學條件以及考核評價模式，建設了緊緊圍繞軍隊醫(yī)療衛(wèi)生裝備的科學研究、裝備維護或臨床診斷的特色課程。該課程建設能為學員第一任職能力打好專業(yè)技術基礎，符合生物醫(yī)學工程人才培養(yǎng)需求，最終能實現為軍隊培養(yǎng)醫(yī)療衛(wèi)生裝備人才的總目標。