依托大学生电子设计竞赛促进生物医学工程专业建设的实践

陈妮+莫华

【摘  要】以广西医科大学为例，针对开设生物医学工程专业初期面临的问题，介绍组织生物医学工程专业学生参加大学生电子设计竞赛的过程，及参赛对专业建设起到的促进作用。

【关键字】电子设计竞赛  生物医学工程  专业建设

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2015）02C-0018-02

一、依托大学生电子设计竞赛促进生物医学工程专业建设的优势

工科人才的培养必须进行大量的工程实践训练，才能很好的将理论知识应用于实践中。在实践过程中，会存在各种各样的问题，这些问题有可能是制作工艺不佳、设计错误、测试环境干扰、器件参数不匹配等造成，需要学生不断发现并运用专业知识加以解决，不断积累经验，慢慢转化为自身的能力。因此，学生实践能力的培养是专业建设中重要的一环。

我校于2009年开办生物医学工程（医疗仪器方向）专业，这也是目前校内唯一的工科专业。该专业要求学生能利用电子、计算机技术解决医疗仪器设备的研制，产品的开发、维护等问题。然而，医学院校的生物医学工程专业处于深厚的医学大背景中，其附属医院等临床实习基地能为学生提供条件良好的实践环境和实习机会，但是学校的工程技术力量相对落后，在本专业学生工程实践能力的培养方面急需加强。

全国大学生电子设计竞赛是深受大学生欢迎的综合设计竞赛项目，作为教育部倡导的大学生学科竞赛之一，它给参赛学生提供了综合运用所学的知识，并培养创新能力和团队协作能力的机会和思维空间，并为优秀人才脱颖而出创造条件。竞赛过程涉及理论设计和实物制作，包括了硬件电路和软件程序的设计和实现，涵盖了电子类相关专业的多门专业主干课程的知识点。目前，大学生电子设计竞赛已成为全面锻炼参赛学生综合实践创新能力的平台，包括运用所学知识进行理论设计的能力，独立进行实践操作的能力，创新能力与团队协作能力等。竞赛在提高人才培养质量，开展专业建设和改革方面都起到了很大的促进作用。在电子信息类人才的培养上，已逐渐形成了以竞赛为核心的人才培养新模式。因此，组织学生参加大学生电子设计竞赛对于增强传统医学院校的工程技术力量具有独特优势。

二、依托大学生电子设计竞赛促进生物医学工程专业建设的具体措施

为参加大学生电子设计竞赛，我们从组织学生参赛、构建竞赛培训体系、完善竞赛环境三方面开展了一系列工作。

（一）成立竞赛筹备工作小组，工作小组组织机构如图1所示：

图1  竞赛筹备工作小组组织机构

（二）竞赛培训工作安排在暑假期间进行，邀请外校专家进行参赛指导，最终形成的竞赛培训内容体系如表1所示：

表1  竞赛培训内容 培训内容

硬件模块设计 手工制作电路板流程

印制电路板的设计流程

基本元器件的深入理解

基本单元电路的设计

软件模块设计 单片机开发的基本流程

单片机内部资源的使用

单片机的模块化编程

系统设计 真题训练

（三）为竞赛安排专门的场地，并为每个参赛队伍配备基本仪器一套（电源、示波器、信号发生器、万用表），工具一套（烙铁、镊子、斜口钳、剪刀、剥线钳等）。同时，采购了电阻、电容、电感、运放、开关、单片机等常用元器件，以及制作电路板的基本设备一套（计算机、打印机、钻孔机、制板机及制作耗材）。

三、依托大学生电子设计竞赛促进我校生物医学工程专业建设的实践

我校于2012年和2013年均组织生物医学工程专业学生参加了大学生电子设计竞赛。2012年参赛队伍4支，获奖情况如下：区一等奖1项，二等奖2项，三等奖1项。2013年参赛队伍4支，获奖情况如下：区二等奖1项，三等奖3项。通过近两年组织学生参赛，我校生物医学工程专业的建设卓有成效，主要体现在以下几个方面：

（一）以较快的速度促进了生物医学工程专业课程教学改革和实验室建设。通过大学生电子设计竞赛推动了我校生物医学工程专业的实验课由“验证”型向“验证、设计、综合”型方向转变。在2013年的专业培养方案修定中，增设了电子制作与设计相关的基础实训课程，并对单片机原理及应用、模拟电子技术、数字电子技术等课程的实践内容作了整合，形成综合创新性的实训课程单片机与电子技术综合实训。与新增课程配套的实验室建设也在同步进行中。

在单片机原理及应用课程实践教学中，我们借鉴电子设计竞赛的模式，开展了班级内的智能循迹小车赛跑比赛，以小车在规定路线内行走的快慢决出比赛的名次。比赛题目具有一定的趣味性，而且以活动的形式完成教学任务更能迎合“90后”学生的性格特征，形成了寓学于乐的学习方式，取得了较好的教学效果。

（二）搭建了学生课外创新实践平台，开展相关活动，进一步提高人才培养质量。参加竞赛促进了学生课外创新实验室的建设及创新实践教学活动的开展，同时学生还在参赛过程中形成了自己的课外学习团体——生物医学工程创新协会。通过协会组织开展了系列的技能培训、课外创新作品展、校内技能竞赛等活动。这些活动促进了本专业良好学风的形成，为提高人才培养质量打下基础。

1.形成了不同年级间的学习交流平台，营造了良好的课外学习氛围。在大一、大二的学生中，大部分对大学生活、大学学习处于迷茫状态。开放性的学生创新实验室的建成，为他们提供了课外学习的平台，同时也为高年级与低年级之间的学习交流提供了条件。低年级的同学更多了解以后自己学习的方向，而一些高年级同学的学习成果对他们也具有很大的吸引力和影响力。此外，课外创新作品展活动可以让同学们感受到自己与其他同学之间的差距，从同龄人中受到鼓舞，进而产生积极向上的决心。

2.开展课外实践技能培训实现了对课内教学的有益补充。组织开展的课外专业技能培训包括电路制作的基本流程和单片机入门介绍两大模块。具体有：电路绘图、元器件识别、电路焊接工艺、基本仪器的使用及简单电路的测试方法;单片机简介、keil软件的使用及LED花样灯的显示控制。这部分培训内容为低年级学生完成一些简单的实践项目奠定了基础，为他们后续的课程学习提供了感性认识，同时增强了专业学习兴趣。

3.自我展现活动增进了不同学科的相互了解。生物医学工程是研究和解决生物学和医学中的有关问题，是综合生物学、医学和工程学的交叉学科，知识复合度差是开设该专业面临的一个难题。而我校开设的生物医学工程专业尚属起步阶段，校内很多老师和同学对它的了解较少。要能利用校内丰厚的医学资源，主动开展活动展现自我是必要的。我们将义务维修活动和创新作品展活动作为生物医学工程创新协会的常规活动，于每年上半年在全校范围内举办。其中作品展以应用于医疗上的小制作为主，如：温度计、脉搏计，人体参数监测仪等。通过展示，让医学师生们能对生物医学工程技术有更多的认识，增进彼此的交流，拓展彼此的视野和思维，提高大家对生物医学工程学科的认知度。

（三）提高了专业教师的教学水平和工程实践能力。教师业务素质的高低将直接影响人才培养质量，作为生物医学工程专业教师，要求具备扎实的理论知识功底和丰富的实践经验。而实践经验对工程学科的教师发展有很大的影响。缺乏实践经验会导致科研能力不足，缺乏独立工作能力，难以实现学术独立;在理论授课中会出现照本宣科、内容贫乏、课堂气氛缺乏活力的现象，同时也难以胜任实践教学工作。我校生物医学工程专业的骨干教师大多为青年教师，教学水平、实践能力都有待进一步加强。

大学生电子竞赛命题范围广，内容新颖，涉及多门课程的综合应用，难度适中。因此，参与电子竞赛的培训工作对青年教师而言亦是一个提升业务素质的机会，他们可以接触到当前电子领域中的新技术、新软件，在教授学生的同时也提高了自身的工程实践能力，为以后能更好地胜任教学和科研工作打下基础。

【参考文献】

[1]魏明生，游春霞，尹钊等.依托电子竞赛培养创新型人才教学模式的探讨[J]. 中国教育技术装备，2009（9）

[2]李卫兵，杜玉杰，张成亮. 基于电子竞赛的应用型创新人才培养模式[J].实验科学与技术，2012，10（4）

【基金项目】广西医科大学校级A类教改项目（2013XJGA14）

【作者简介】陈  妮（1982-  ），女，广西柳州人，广西医科大学基础医学院讲师，工学硕士，研究方向：计算机应用技术。

（责编 丁 梦）