生物医学工程专业基础课教学改革与实践

毕浩宇 ，周晋阳 ，李 燕

（1.中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051；2.长治医学院 生物医学工程系，山西 长治 046000；3.长治学院 化学系，山西 长治 046011）

1 引言

在大学教育中，专业基础课内容知识范围介于基础课和专业课之间，是为专业课学习打基础的课程。多年教学经验表明，专业基础课教育是大学生专业学习兴趣、开创性思维意识、动手能力、设计制作能力的重要形成条件。

根据教育部专业设置要求，生物医学工程本科专业基础课程包括有：电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、计算机接口技术、生物医学传感器、电子学实验、和电子工艺实习等。如何发挥医学院校自身优势和特色，利用现有条件，增强学生专业兴趣，培养具有创新意识和创新能力的生物医学工程人才，是相关专业基础课程教学人员的必然使命。因此，应改革并不断实践专业基础课的教学模式，培养学生们的创新精神和创新能力，充分激发学生们的开创性思维意识，进一步增强学生们的动手能力。

2 研究与实践过程

①前期：调研、收集资料。一方面充分考察了解国内外知名院校生物医学工程专业的专业基础课教学体系设置，另一方面设计问卷调查表，完成对学生和任课教师的问卷调查，并完成资料的整理和分析。

②中期：根据教育部关于生物医学工程专业教学目标以及新时期创新型人才培养目标，综合调研收集的资料，重新修订以下专业基础课教学大纲：电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、计算机接口技术、生物医学传感器、电子学实验、和电子工艺实习等。

③后期：根据新大纲，课程的讲授内容要精、宽、新；删减陈旧的、重复的、微观细节的内容；讲授体系和教材适当分开，避免“照本宣科”；提倡双向交流式的课堂教学；减少课内讲授学时，扩大课内外学时比例。在保留必要验证性实验项目的基础上，每一门专业基础课都要适当增加综合性、设计性实验，提高学生自主学习能力。

④最后结合工作实际开展研究，并进行试点，对试点成效进行总结分析，在此基础上进一步完善研究成果。

3 实践效果

3.1 深入推动教学内容改革，构建合理课程体系

创新型专业人才的培养，需要继续深入推动专业基础课程教学内容的改革。在专业基础课程教学中，可以大量采用启发式、研讨式、案例式等教学方式，让学生掌握最新的知识，尽可能使学生在现有的水平基础上实现创新和提高[1][2]。笔者通过开设专门的科研训练课和鼓励学生申请大学生创新实验项目，使得学生尽早进入实验室或科研课题组，将科研活动和课堂知识有效的结合起来，激发学生的求知欲。

根据本专业基础课程概念多、理论性强、课时少、实验少的特点，对教学内容进行整合，授课时结合课程的特点，深入浅出地介绍讲重点、难点。比如电路分析课程里一些基本的原理对现今工程技术而言应用价值很少，所以在授课的时候只需要简单的介绍其原理，没必要花较多时间去讲解和布置大量的作业，而应该注重其实例的介绍[3]。此外，笔者对电子类课程进行了整合：电路分析课程理论学时减少6学时，综合性实验项目增加2个；模拟电子技术课程从第5学期调至第4学期；数字电子技术课程从第6学期调至第5学期；整合后电子类基础课程比较集中，更利于学生电子技术水平的增长，并且使学生在全国大学生电子设计竞赛的前一个学期学完所需电子类课程的全部理论知识，多出了一个学期的备战时间，更有利于学生取得好的竞赛成绩。

3.2 改革教学方法手段，充分应用现代教育技术手段

为了充分调动学生的学习积极性和参与性，笔者在专业基础课普及多媒体教学的基础上，充分利用现代教育技术手段，扩展教学资源，提高学生自主学习的积极性。

我们以校内网络为依托，利用信息化手段，实现了教学环节、教学活动的数字化。为此，我们研究并开发了网上教学系统，结合校内网络，构建了集教学课件资源与学生自主学习为一体的教学平台，开辟了精品课程、网上演示、作业公布、自我测评和师生互动等栏目[4]。学生通过精品课程栏目，可以浏览到课程的相关章节，增强理论学习；通过网上演示栏目，学生可以看到教学过程动画演示、实验过程动画演示；通过师生互动栏目，学生可以就学习中遇到的问题或者对教学的意见同相关任课教师进行共同讨论；通过自我测评栏目，学生可以针对课程中某个章节的习题进行自我测评，以此来测验其对各个知识点的理解程度和掌握程度，并以此为依据加强薄弱环节的学习。

3.3 不断更新和优化实验实践教学内容

为进一步加强学生动手能力和创新能力，我们以培养创新思维为主线构建实践教学体系，不断革新和优化实践教学内容；科学地、有针对性地设计实验教学大纲，一方面减少演示性、重复性和验证性实验内容，另一方面增加综合性、设计性和创新性实验内容，确保学生在实验教学环节中得到更多的动手能力和创新能力训练；不定期开放实验室，学生可以自主选择实验方向，自主确定实验内容、方法和步骤，独立完成实验全过程，以增强学生进行创新性实验的能力[5]。

经过对原有实验内容进行适当、合理的调整后，共计新增实验项目3个，改变实验项目29个，去掉了一些陈旧的、演示性和验证性的实验内容，增加了综合性、设计性实验内容。例如在电路分析课程中增加了“集成放大器的应用与设计”实验；信号与系统课程中增加了“连续系统的频率特性及频域分析”实验；电子学实验课程将小的验证性实验进行了合并，模电部分将“基本放大电路”和“分压式偏置放大电路”合并为“基本放大电路”实验，数电部分将“加法器”、“译码器和编译器”合并为“组合逻辑电路的分析与设计”实验，实验学时数由3学时增加为4学时，使实验的综合性增强，以便涵盖更多内容；生物医学传感器课程增加了“线性霍尔式传感器位移特性实验”[5]；电子工艺实习课程在教学上更加灵活，学生可以选择教师公布的命题进行实验设计，也可以在教师指导下进行自命题实验设计[6]。

3.4 以学科竞赛为载体，努力推动大学生科技竞赛，提高学生创新能力

以全国大学生电子设计竞赛为载体，结合学生的“电子爱好者”社团活动积极开展模拟创新实践活动，定期为全校师生进行义务电子维修维护活动，通过网络公开展示学生的电子设计作品和设计成果，鼓励学生通过各种形式锻炼自己的动手能力和创新能力。

电子设计竞赛及校内电子活动有力地推动了本专业电子类基础课程的教学改革[7][8][9]，使得教师们在教学内容的安排上更多地体现综合性、设计性和创新性。

4 结束语

通过几年的专业基础课教学模式的研究与探索，我们基本上实现了人才培养与学科建设的有机结合。在教学过程中通过优化课程结构建立了一种基于研究探索的学习模式，使学生在学习过程中养成自我发现、主动探索的良好习惯；培养了学生系统设计、制作的能力，拓展了学生的创新思维。

但是我们也看到，专业基础课的教学改革与实践还有很多工作要做，比如教学方法、师资队伍建设、教师之间、师生之间的相互配合等各个环节都需要进一步的优化和整合，需要我们不断地思考和研究。只有这样，我们培养的学生才能成为在生物医学工程领域、医学仪器以及其他电子技术等部门从事研究、开发及管理的具有创新精神和实践技能的生物医学工程高级技术人才。

［1］贺风云，李顺新.对计算机基础课程体系教学改革的探索与实践［J］.计算机教育，2009，（13）：30-31.

［2］石玉芳，卜耀华.计算机基础课程教学内容体系改革的实践［J］.中国教育技术装备，2012，（3）：40-42.

［3］李瑞霞.论生物医学工程专业创新型人才的培养［J］.长治学院学报，2010，4（27）：71-73.

［4］郭群.基于“双创型”人才培养的数据结构课程教学改革与实践［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2012，28（6）：254-255.

［5］陈俊梅，李文洪，周晋阳等.生物医学工程电子学实验教学改革［J］.实验科学与技术，2010，8（2）：129-130.

［6］郝吉福，高允升，齐永秀等.关于培养药学综合素养人才的思索［J］.中国药房，2011，22（12）：1148-1150.

［7］王春雷，韩玲娜.电子设计竞赛与生物医学工程专业学生创新能力的培养［J］.中国现代教育装备，2011，（3）：133-135.

［8］何青.医学院校工科学生工程实践能力的培养［J］.广东医学院学报，2012，（1）：115-116.

［9］南群，郝冬梅，乔爱科等.生物医学工程专业计算机网络教学模式研究［J］.中国现代教育装备，2011，（9）：67-68.