《医用电子仪器原理与实验》课程教改初探

梁志远 邓军民 石宏理 李春林

（首都医科大学 生物医学工程学院，中国 北京100069）

0 引言

随着生物医学工程技术的发展，从物理学和医学派生的各种应用技术已经紧密和医学仪器结合。医学电子技术是所有医学仪器、设备的基本技术，医学电子仪器已经广泛应用在临床检验、诊断、治疗等领域和基础研究工作中。有关医用电子仪器的基本原理、结构和使用、典型的医用电子仪器设计是生物医学工程专业学生应具备的基本能力。《医用电子仪器原理与实验》课程是为生物医学工程专业的四年级本科生开设的一门专业课，课程为必修、考试课。主要学习讨论医学仪器的设计和常用医学电子仪器的原理。我校安排的总学时为90，其中理论学时54，实验学时36。在学习这门专业课之前，学生在工程方面已经系统学习了普通物理学A、高等数学A、电工与电路分析、模拟电子技术、信号与系统、脉冲数字电子技术、嵌入式原理与应用、电子技术实验等课程，在医学方面学习了与专业相关的生理学和解剖学等课程，因此，可以说《医用电子仪器原理与实验》课程是上述知识的汇集点，也是工程学与医学基础教育的结合点，这正是本课程学习的特点，而这也正是医科大学的优势所在。如何在有限的课堂教学时间里，突出本课程学习的特点，发挥优势，使学生终身受益；如何避免学生的被动学习，提高学习的兴趣和主动性，是教学中不得不面对的重要问题，因此，教师必须认真研究改进教学，丰富教学内容，适应学生学习的特点，更好地实现教学目标[1]。

1 教学改革的出发点和动力

我国光学界的元老王大绗先生曾说过：“仪器是认识世界和改造世界的工具”。医学电子仪器是现代医学研究和临床诊疗不可或缺的特殊工具，借助这个特殊的工具，使人类的感知能力和体力技能都得到极大的拓展。现代医学的不断发展促进了医学电子仪器的不断更新换代，新理论、新方法、新技术、新产品不断涌现，更进一步地促进了医学的深入发展。所以，医学电子仪器是现代医学发展的动力，而医学的发展又成为医学电子仪器发展的发动机。

医学与医学电子仪器相互依存，交叉融合，共同发展。这种发展模式要求对生物医学工程专业的学生培养要具有宽厚的学识基础，丰富的专业知识，医学电子仪器的教学内容需要适应生物医学工程学和临床医学的发展变化，重点培养学生工程化的思维方式，通过对典型仪器的解剖分析，帮助学生理解仪器设计的一般过程和规律，将以前学习的分散知识，汇集到对仪器原理的分析和理解的过程中，不断巩固原有知识，串联新的知识，形成完整的生物医学工程专业的知识结构。从而具备从事生物医学工程专业技术工作的知识、能力和素质。这也是我们研究讨论课程教学改革的新视角。

适应医学电子仪器的快速发展和满足人才培养的需要就是教学改革的主要出发点和原动力。

2 教学改革主要探索的内容和实效

《医用电子仪器原理与实验》课程包括理论课和实验课两个部分，教学改革一般涉及教学内容及其优化、教学方法、以及考核方法等[2]，本文尝试从新的视角研究讨论课程教学的改革。

2.1 根据医学电子仪器的发展适时调整教学内容

由于医学电子仪器的种类众多，涉及的技术面广，任何一种技术进步都会引起医学电子仪器的更新换代。因此，发展十分迅速，技术更新速度快是医学电子仪器一个显著的特点。由此产生不断增加的新内容与有限教学时数的矛盾。因此，必须紧跟学科发展，及时更新教学内容，删减已被淘汰仪器的相关内容。教学的重点仍然在对典型仪器的基本原理理解之上，使理论与实际相符合，充分讲授医学电子仪器设计中的最新技术特点。

2.2 有效利用现代教学手段

大四年级的学生已经完成基础课的学习，具有一定专业理论基础知识，具备了初步的分析问题的能力，部分的学生还参加过科研实践的锻炼，因此对专业课程的学习理解能力得到很大程度的提高。但普遍不足的是对临床使用的医用电子仪器接触和了解得很少，特别是在临床如何使用缺少了解，这是学生学习的主要障碍，仅仅依靠平面媒介教学很难让学生理解仪器工作的动态过程，既浪费时间，又影响效果。而通过制作微视频和动画展示医用电子仪器的工作原理和临床应用的动态过程，形象而又生动，可以明显提高学生的关注度，提升学习兴趣，加深对知识的理解。同时，有助师生之间展开交流，深入讨论仪器的科学原理及其临床应用。例如，在讲解激光治疗治疗机的过程中，同学们对为什么有十几种不同波长不同工作模式的激光治疗机都用可于临床治疗，而对特定的适应症又只有一种最适合的治疗机，感到难于理解，为什么一种治疗机不能用于治疗多种适应症，这是教学中出现的难点，以往需要通过介绍大量的图表和照片，占用较多的学时才能够讲清楚，而通过微视频，很容易观察到激光与靶组织相互作用的过程，以及不同治疗机在临床治疗中的区别，用较短的学时就可以让学生理解激光治疗机的原理、作用过程和治疗效果，对学生提出的问题也容易对比微视频进行解答，通过学习，学生也积极想参与实验活动。

2.3 理论课与实验课教学的相互促进

与理论课程同步开展的实验课程的初衷是围绕生物医学工程专业学生的培养目标，安排学生通过使用接近实际临床医疗设备的实验模块试验，掌握人体常见生理参数的采集与处理及分析方法，提高学生的分析能力和实际动手解决问题的能力，可以加深对理论课知识的理解。但存在的缺点是学生自主性较差和实验缺少设计环节，无法实现对学生的自主创新能力培养。由于医学电子仪器的设计是离不开实验的，一方面通过实验验证仪器的工作原理；另一方面，通过实验检验设计的正确性。可以说，通过实验可以检验学生学习效果，评价学生的动手能力。因此，实验课对学习专业课的知识具有重要的作用。

可以有两种方法提高实验课的教学质量和学生的综合能力，第一种方法是按原有的实验课安排，对学生提出实验项目名称和实验器材清单，由学生设计实验，提出实验目的、方法、测试对象，给出采集的数据、分析处理的结果。第二种方法是让学生自主设计实验，在学校提供的开放式实验室，由学生自主设计并开展医学电子仪器的实验，报告结果。采用第二种方法进行实验的学生可以适当减少实验次数要求，获得更多的自由学习时间，参与更多的科研活动，获得高于第一种实验方法的评价分数。有利于发现和培养更具有创新能力的学生。

2.4 教学应当结合学生的课外科研活动

兴趣是学习第一益友，对有兴趣学习和研究医学电子仪器的学生，教师应当给予特别的关注，注意提供更多的科研实践机会。第一是学生参与教师的科研项目，承担一定科研工作或辅助教师进行科学实验，更多地了解医学电子仪器的设计开发过程，培养潜在的科研人才。第二是开设第二课堂活动，开阔眼界，补充更多的知识。也应该鼓励学生利用医学电子仪器的专业知识参与高校的科技竞赛，展示学生的科研才能和学识素质。从学生的课外科研活动可以发现专业课教学的亮点，为教学改革指出方向，从而使教学活动更富有成效。

2.5 教学应当结合学科建设

学科是实现人才培养、科学研究、社会服务的依托基础，承担医学电子仪器课程教学任务的教师团队成员分别处于不同的学科方向，从实际教学效果看，反而比处于单一学科的教师教学效果要好。一方面这是由于医学电子仪器课程本身就是一个跨越多种学科的知识体系，教师十分熟悉自己所处学科的学术和技术发展状况，使教学的相关内容更贴近实际，精简课程教学内容，更容易串联相关课程的知识点，使教学内容不断跟上学科的发展。多学科的参与有助于提升教学水平和教学质量。另一方面，有利于学生对多个学科方向的了解，从而为其结合自身实际，参与科研活动创造了条件，扩大了选择范围。同时培养了学生对交叉学科的兴趣与综合能力的提高。

3 结束语

生物医学工程学科是一个快速发展的学科，越来越多地与其他学科交叉融合。《医用电子仪器原理与实验》课程作为该学科重要的专业课，成为本专业教学内容的汇集点，对检验学生的学习状况，培养学生的专业综合能力，具有重要的作用。同时，由于医用电子仪器在不断更新换代，快速发展，《医用电子仪器原理与实验》课程的教学需要不断改革，才能跟上科学发展的潮流，满足社会对生物医学工程专业人才的需要。为此，在教学中，要适时调整教学内容，有效利用教学手段，理论课与实验课相互促进，注意结合学生的课外科研活动，充分依托学科建设的成果。总之，教学是一门艺术，需要不断地探索前行，目的只有一个，就是为社会培养有用的工程技术人才。

［1］吴凯,吴效明.医学电子仪器课程改革研究与人才培养的探索[J].中国医学物理学杂志,2007,6(24)：461-463.

［2］周晶,邱媛媛,王敬时,沈晓燕.《医学电子仪器原理与设计》课程的教改探索[J].科技信息,2013(11)：28.