生物医学工程专业“电工学”课程教学模式研究

袁伟，谢国喜，王倩

(广州医科大学 生物医学工程系，广东 广州511436）

“电工学”是一门研究电工技术和电子技术理论与应用的课程，也是一门具有高度实践性的技术基础课，需要通过理论与实验学习相结合的方法来培养学生的逻辑思维、定量分析以及实验操作技术。为生物医学工程专业后续的“模拟电子技术”、“数字电子技术”以及“医疗仪器研发与设计”等课程的学习奠定基础。因此该课程的教学方案和教学模式设计合理与否直接影响该专业的人才培养目标实现。近年来广州医科大学生物医学工程专业坚持“两性一度”的金课标准，致力于教学质量针对性、吸引力和亲和力的提升，通过“电工学”教学模式调整和优化，不断丰富课程内容的前沿性和时代性，强化教学形式的先进性和互动性，改革课程难度的适中性与区分度，力争教学效果实现探究性和个性化，从而培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维［1］。总体上看，“电工学”教学模式改革成效显著。因此我梳理改革的要点，总结有以下几个方面：

1 课程资源

为了确保学生能够全面的掌握“电工学”这门课程的相关知识，教研室为授课学生提供了丰富的教学资源，主要包括软硬件两个方面：

软件方面，除了正常的课程讲授之外，在“学习通”上设立了课程网页，包含有上课的视频课程、PPT 以及参考资料。

为了逼真、立体的演示抽象的实验过程，也为了增强学生的动手机会，实验中心购买了虚拟仿真软件，用于完成电工学定律的验证实验。

课堂上简单介绍了Multisim 软件的基本知识。鼓励学生课下进行书本上理论图的验证，通过形象化的实验探索，加深抽象理论知识的记忆［2］。

每周设置固定的答疑时间，及时的解答学生近期内的问题，防止学生拖延学习，对学习进度也是一个监督和督促。

硬件方面，实验室配备有成套的电工电子实验设备，能够完成从基础的理论验证，到复杂电路搭建在内的各种实验。

此外生物医学实验中心设置了两间“大学生创新实验室”总面积近200 平方米。实行全天候开放，方便学生自己独立的进行实验操作。

2 教学策略及方法

丰厚的教学资源是课程建设的前提，更为重要的问题是提升教学资源的利用率并发挥其应有作用［3］。为此，教学策略和方法成为课程模式改革的关键。为落实生物医学工程专业人才培养目标，“电工学”在教学策略和方法方面开展了如下工作：在编排课表时一般理论课固定为一周4 学时，根据进度实验学时穿插在适合的课程中间。我们采用表格的形式按周展示，各种教学手段综合在各个不同的时间段，最大化的发挥各自的作用。在线课程全程化。如表1 所示，网络视频课程在整个教学过程中都是全程开放给学生的，该平台的作用不止用于视频的观看，它也可以组织学生进行课程的讨论，PBL 教学，作业的管理等，见图1、图2。

图1 网络视频课程界面

图2 Multisim 软件实验内容部分截图

表1 不同教学手段在各个周次的安排

答疑时间固定化。每周设置固定的答疑时间，是一个解决学生学习疑点的机会，也是一个教师与学生沟通的机会，我们把它也纳入到形成性评价的环节中，帮助教师了解学生学习过程中个人存在的问题，获得学生对于老师在表达、讲解、知识重点、难易度的把控等方面的评价反馈。为课程内容和讲授方式的调整提供依据。

课后作业多样化。内容上看，作业集中于前六章理论知识部分；形式上看，作业分为“必做”和“选做”，学生可根据自己掌握知识的程度，决定完成程度；效果上看，作业具有督促和激励作用，无形中改善了学风，提升了教学质量［4］。

软件学习自主化。在第一次实验时介绍过Multisim 软件后，我们鼓励学生自己学习该软件的各种功能以及验证理论电路知识。防止没有目标的学习而使学生松懈态度，我们提供了PPT 资料发放给学生，明确软件练习内容。

教学实验常态化。在学期初，由于学生没有掌握基本的电学知识、实验室规章制度。开放实验室项目并没有对学生开放。在第9 周之后，学生对本课程知识，特别是强电知识有所了解后，我们开始允许学生进入开放实验室进行学习，开放实验室内提供了基础实验中的仪器及元器件。我们在教学实验室完成的多数是电路焊接好的验证性实验，在开放实验室，学生可以自己搭建电路图或者自己设计电路，从基础的元器件出发，进行电路知识的学习，这是对课程安排的验证性实验的一个补充，同时为学生提供一个独立探索知识的机会，见图3。此外，配合每次的硬件实验，学生可以在虚拟仿真软件上预先练习，产生直观的印象，也是一个提前熟悉实验内容的过程。

图3 创新开放实验室

评价指标多元化。为扩展人才培养路径和全面客观展开教学评价，“电工学”实验部分引入了形成性评价体系，构建了多维评价指标体系。①课堂出勤表现情况指标，主要反映学生对于各过程环节的参与程度，学习态度。②实验预习指标，主要考核学生学习的主动性，对知识的收集及实验的预习能力。③操作能力指标，主要考核学生操作的规范性及仪器设备的使用能力。④实验报告规范性指标，主要用于考核对于完成过程中的问题的分析归纳及总结能力，实验报告书写的规范性。⑤个人素养指标，用于反映整个过程中的团队意识及沟通能力。通过理清思路明确要考核的指标，在教学过程中，我们就会有意的培养学生相应的能力，达到目标的多元化［5］。

考核过程科学化。为提升考核的真实性和实效性，“电工学”实验课充实了师资力量。现有四位老师承担实验课考核工作，一位主讲教师，3 为实验辅助教师(实验中心实验员)。课前经过培训，统一考核要点和评分标准。同时形成性评价强调反馈，因此实验课程都多预留一个学时用于形成性评价反馈环节。由于第一个实验没有前期实验，设定学时为3 学时。2-5 实验为4 学时，这4个学时，第一个1学时用于反馈前一个实验中存在的问题以及重做实验，后3个学时为正常实验课程内容。第6个实验为5 学时，本节课的问题当堂反馈。同时不定时我们会发放问卷调查表，验证采用形成性评价教学的效果。见图4。

图4 形成性评价问卷调查表格截图

3 理论及实验考核形式和要求

本门课程的最终考核由平时成绩和期末考核两个部分组成。其中期末考核占70%，平时成绩占30%，如公式1。闭卷考试。题目内容需要涵盖所教授课程内容，并且根据授课学时分配考试分数比例。掌握、熟悉、了解的题目比例为7∶2∶1。记忆、理解、综合题目的分数比例为3∶3∶4。平时成绩的30%进一步细化为，其三分之一(10%)由作业实验报告组成；三分之一(10%)由阶段考试组成；六分之一(5%)由形成性评价中教师对学生的评价组成(六次实验取平均值)。为了体现学生的合作分工、组织领导能力；最后的六分之一(5%)由实验小组成员相互匿名打分组成，如公式2。总的分数比例见公式3。

4 结论

通过上述教学模式的实施，生物医学工程专业学生的电学知识和动手能力得到了很大的提高，在每年举办的全国大学生电子设计竞赛中都有斩获名次，同时最近几年的考研上线率达到42.31%，初次就业率也达到了92.31%，高于本校其他专业。

作为兼具理论性和实操性的专业骨干课程，“电工学”教学模式改革直接影响生物医学工程专业人才培养目标的完成。为此，新时代“新工科”教育的改革，必须以课程教学模式创新为抓手，凸显“电工学”的知识性与价值性，在课程教学理念革新、课程教学资源优化配置和课程考核形式等方面展开研究，形成富有校本特色的课程教学模式。唯如此，方能实现新时代高等教育立德树人的根本任务。