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关键词：生物医学工程；基础生物学；教学改革
中***分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0140-02
生物医学工程（Biomedical Engineering，BME）是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科，其主要是运用工程技术手段，在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。它主要以临床医学为对象，以生物学、化学、物理学、数学等传统自然学科为基础，融电子、机械、化工、计算机信息为一体，对于揭示生命现象、临床诊断、***和预防疾病等方面显示了不可估量的应用前景[1]。自上世纪70年代末以来，国内许多综合或理工科大学、医学院校及相关科研机构都设立了生物医学工程专业，旨在培养具有各方面能力的复合型人才[2]。我校生物医学工程专业设置在电子信息与电气工程学部，基础生物学是其中必修的专业基础课程。基础生物医学知识的教学是生物医学工程专业教学体系的重要组成部分，通过基础生物学、医学知识的学习，为进一步促进生物医学工程不同学科间的交叉融合奠定必要的生物学基础。基础生物学课程涉及领域宽，涵盖范围广，而且随着生命科学的日益发展，不断地涌现出新的理论和技术，给基础生物学的教学工作带来了极大的挑战。[3]因此作者针对在该专业基础生物学教学中遇到的实际问题，结合本学科课程设置的目的，在基础生物学课程教学中对教学模式的改变进行了大胆的尝试，在把握课程整体思想、方法的基础上，引入以研究内容为导向的课程设置和以研究课题为基础的教学方式，使学生有机会参与科研项目研究，在实践过程中获得知识。
一、精选教学内容，灌输思维方法
目前国内生物医学工程学科的发展仍处于起步阶段，不同院校的生物医学工程专业具有不同的研究方向和专业培养目标，因此对于基础生物学的教学还没有统一的教材，这就要求任课教师在教材的选择上应体现出自身特色。对于工科院校学生而言，由于缺乏基础生物医学相关背景知识，如果按照以往传统教材内容按部就班的授课，很可能导致学生的理解难度增加，降低学生的学习兴趣，同时容易造成学生把握不住学习重点，不能对所学知识灵活运用。同时内容多与课时少的矛盾相对突出，导致教学效果不佳。因此对于本课程的教材，精心选取国内高等教育出版社最新最优秀的同类课程教材《基础生命科学（第2版）》、《生物学导论》等作为主要参考书，基于保持本课程的实用性和先进性为目的，依据教学内容的差异，为学生推荐现代生命科学前沿学科的优秀教材，以确保教学内容的精炼和完整。同时，考虑到学生的专业背景，适当删减基础生物学教材内容，调整重点、难点，强化学习内容的结构层次和逻辑联系，注重交叉学科的联系渗透，通过不断引入新的理论和技术来提高学生学习的积极性和主动性。比如在讲发育时，把授课内容的侧重点主要放在干细胞与组织工程领域，着重向学生介绍现代生物技术在该领域的研究现状及发展前景，使学生在学习新理论、新技术的同时，能够和之前所学的知识融会贯通，从而对生物医学工程专业的发展有更深层次的理解，为以后更进一步的学习及工作打下良好的基础。在教学过程中，如何培养学生的学习兴趣，变被动的、应付考试的学习，为主动的、探索性的学习是提高教学水平的主要环节，因此对于每一门课程，任课教师必须要清楚教学目的，把握课程思想。在授课过程中，教师不仅要教会学生单纯的理论知识，更重要的是灌输思维方法，实现真正的学以致用。同时还要注意讲授内容的深度与广度相结合，紧密跟踪前沿学科，启发学生积极探索的创新思维。
二、改进教学方式，丰富教学方法
基础生物学以生命基本特征为主线，涵盖生命活动的各个领域，涉及人口、粮食、环境、资源、健康等诸多社会问题，与我们的日常生活密切相关。因此，如何将学生的综合素质培养融入到课程教学中，激发学生的学习热情，培养学生的历史责任感，是我们一直在探索的一个问题。在理论教学中，我们主要采取精讲、略讲和自学相结合的原则，以提高教学效率，提高学生分析问题、解决问题的能力。同时在采用现代多媒体教学的基础上，不断探索教学方式的改进与完善，促进师生互动，调动学生自主学习的积极性、主动性和创造性，从而为学生进一步获取更专业的知识打下坚实的基础。
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摘要：阐述了生物医学工程专业开设数学实验课的必要性和迫切性，介绍了数学实验课的主要特点。
关键词：数学实验；数学软件；生物医学工程
1引言
生物医学工程专业应该培养学生具有生命科学、电子技术、计算机技术及医药信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程相结合的科研能力，能使学生成为在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的生物医学工程高级技术人才。而现代科学中多学科相互交叉渗透，对数学的要求越来越高。一方面是如何应用数学知识和数学思维进行多学科的综合，应用数学解决大量的实际问题；另一方面是信息技术、工程技术等相关学科对数学的要求比传统的学科的要求更高。
数学实验课是以数学建模与数值计算为核心内容的课程，它将数学知识、数学建模与计算机应用三者融为一体，使之有机地结合起来，达到解决实际问题的目的。开设数学实验课程，学生可以在学习大学数学的基础上，运用所学的知识，亲自动手和设计，建立数学模型，通过计算机并利用数学软件解决实际问题，从而培养学生的创新意识及动手能力，这对学生将来在生物医学工程领域尽快成才大有益处。
2数学实验课的主要特点
数学实验课在整个数学实践性环节中占有重要的地位，必需熟悉它的主要内容和特点，从而使整个课程体系取得最优的效果。
21数学软件的使用
数学软件是现代数学的重要的计算工具，在数学实验中是不可或缺的，它为数学实验提供了工作的平台。采用Matlab、Mathematic、Maple和Ansys等数学软件，使学生有一个较高的平台，直接运用数学家和计算机专家研制的数学软件，解决实际问题。同时，随着数学软件的不断升级，学生可以运用最新的数学知识和数学方法来处理实际问题。
22计算机的应用
实际问题的解决离不开科学计算，而计算机技术的强大功能为数学实验提供了实验条件。同时，数学实验课也为计算机课程提供了大量实践操作的练习机会。两者的结合必将提高学生对计算机知识的掌握水平和应用的能力，使计算机课程可以用更少的课时取得更好的效果。
23与数学建模课的结合
数学实验课的前期着重对基本实验方法的讲授，后期涉及一些中等难度以下的数学模型的求解。数学实验偏重学数学方法，数学建模偏重用数学。数学建模课可以作为数学实验课的后续课程，加强各种模型的训练，培养学生的实际建模能力。
24与其它数学公共课的交互
数学实验课中涉及到高等数学、线性代数、概率统计、计算方法等多门数学课程，它把这些内容通过实践、应用的方式有机地结合起来。学生在完成数学实验的过程中，激发了对其它数学课的兴趣，可以更深入地学习与探求相关课程，并且把学到的新知识再拿回到实验课中来应用，从而使所学知识更牢固，体会也更深刻。
3开设数学实验课的必要性
传统的数学教学是通过教师在课堂上讲解定义、定理证明、公式推导和大量的计算方法与技巧等，课后学生利用公式解题。这种教学方式会产生一个不好的后果，就是学生越来越觉得数学枯燥无味，而且缺乏应用能力。再加上目前的学生深受应试教育的影响，学习主动性不够，缺乏应用数学解决问题的意识和能力。
许多高等教育发达的国家，也在进行着数学教学模式的改革。例如，美国于80年代初开始了微积分教学的改革，建立计算机代数系统（CAS），抛弃了一些严格的定义和复杂的证明过程，更注重微积分的思想与本质。这种改革十分强调发展学生的思维、重视概念的理解，并将***像、数值和符号始终贯穿整个微积分的教学。
随着计算机技术的迅速发展，近10多年来，创建了多种数学软件包。这些软件包具备强大的数值计算、符号演算和***形处理等功能，例如，能迅速准确地进行求极限、导数、积分、泰勒展开、计算行列式、矩阵的各种运算、解方程、解方程组、假设检验、方差分析和回归分析等。因此，在数学教学中应该进行教学方法和教学手段的改革，没有必要过分强调记忆大量
公式和计算技巧，应注重解决实际问题时常采用的数学思维和方法，即应用数学能力的培养。开展数学实验课教学能激发学生学习数学的兴趣与主动性，培养学生数学建模能力、数据计算和处理的能力，使学生具有用数学知识、结合计算机技术和专业知识解决实际问题的意识和能力。
4开设数学系实验课的条件
我院生物医学工程专业开设数学实验课必须认识到师资队伍建设和实验设施建立的重要性。
数学实验课的开设，必须与数学理论课程的教学改革有机地结合在一起；任课教师应该具备数学教学、数学软件和计算机的相关知识，要有数学建模的经验。
建立“数学实验室”或建设良好的数学实验环境是开设数学实验课的物质条件。开设数学实验不仅需要计算机和数学软件等充足的硬件条件，更需要各级领导的大力支持，相关部门的积极配合等良好的软件环境。
5结束语
数学实验课是一个新生事物，它逐渐被越来越多的院校和专业所接受，它能把“讲授―记忆―测验”的传统学习过程，转变为“直觉―探试―出错―思考―猜想―证明”的新型学习模式，将信息的单项传播转变为多项交流，使学生的被动接受变为主动学习。通过数学实验课的训练，促使学生手脑并用，给予学生更多的自己思考与领悟的机会，逐步启迪心智，推动思维。它是对传统数学课程进行教学改革的一种有效尝试。随着数学实验课的推广，它的优越性会逐渐体现出来，它在培养人才方面的作用会被社会所承认。
参考文献
1徐群芳. 林业院校开设数学实验课的探讨. 中国林业教育，2004，3：55~56
2魏福义，付银莲. 高等农业院校开设《数学实验》的探索. 工程数学学报，2003，20（8）：137~139.
医学生物工程专业范文3
【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革
【中***分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）10C-0135-02
一、生物医学工程专业的特点
生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法，研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是：从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括：生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和***像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力，它所带动的产业在国民经济中占有重要地位，世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生，不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术，而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能，以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽，就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用，又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术，国家技术监督部门，以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外，本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面：打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础，掌握宽厚的生物医学工程专业知识，具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。
二、普通化学课程及其教学的基本要求
（一）课程的地位、性质和任务
化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中，化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言，它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分，是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习，学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能，并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用；培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力；为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。
（二）课程教学的基本要求
通过对普通化学课程的学习，学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
三、普通化学教学改革的具体措施
（一）修改教学大纲
应根据生物医学工程专业的培养方案，修改普通化学的教学大纲，并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时，实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言，它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
为了培养学生的动手能力，应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则；培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯；了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时，应培养学生正确处理实验数据，正确书写实验报告的能力；促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风，并初步具有***思考、***设计实验、***进行实验以及***分析、综合问题的能力，从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下：玻璃工操作实验（2学时）；离解平衡与沉淀一溶解平衡（2学时）；铜、锌、银、镉及其离子的鉴定（2学时）；烃的性质和鉴定（2学时）；粗盐的提纯（4学时）。
值得注意的是，理论教学大纲和实验教学大纲的修订，应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。
（二）探索新的教学方法
1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课，主要介绍化学学科基本情况，化学各个分支对社会发展的作用，化学学科的发展现状、发展趋势，化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此，普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大，需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而，在教学实践中，本课程的教学课时不足，教学过程中，化学理论和化学与专业结合选择是，教师往往容易顾此失彼，使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积，枯燥乏味。同时，学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透，在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题，针对生物医学工程专业特点，在教学过程中，教师可首先和学生进行讨论，解决如下问题：（1）学习的原动力。（2）学习的方法和习惯；告诉大学课程内容多，上课进度快、信息量大，并且辅导课和习题课少，要掌握好学习方法；设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一***测试的教学路线。（3）学习精神，只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范，激发学生的学习兴趣，以求达到最佳教学效果。
将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨，在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点，再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课，采用实验前提问和预习，代替实验课先讲实验原理和步骤的方式，要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时，及时发现问题，引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室，为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动，和指导教师一起选题，查阅文献，学习相关知识，进行科研活动。当然，也可结合其他课外科技活动展开教学。
2引入实例。在实际的教学过程中，针对生物医学工程专业特点，可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时，利用具体实例，引入每一章节内容，再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上，将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来，指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识，加强基础，提炼基本，按需拓宽，注重实践性和应用性。
在讲到酸碱时，可把知识点延伸，把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性，检测出酸的浓度，也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号，信号的强弱就能反映酸的浓度。同样，电子舌检测其他味觉，就是将其味觉物质，通过化学传感器转化为可检测的信号，通过信号的强弱来反映味觉物质的含量，进一步体现味道的内涵。
可引入直观形象的化学反应动画效果，加强学生对反应机理和抽象概念的理解；同时，可采用动态***表，充分发挥各类***形的优势。
3.突出重点，扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点，可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点：热力学的基本概念；盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法；化学反应自发进行的判剧；化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算；分散体系的概念及分类；溶液的依数性；胶体分散体系的性质及结构；弱酸、弱碱解离平衡；溶度积规则和溶解平衡；电极电势的概念；用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度；配位体的相关概念及命名规则；核外电子运动的特殊性；四个量子数的取值及物理意义。教学难点为：化学反应等温方程式的应用；相似相溶液原理；能斯特方程式的应用；吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点，可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式，讲解后再让学生来回答问题，加深学生对重点知识点的印象与理解，在原有知识点的基础上扩大信息量。
医学生物工程专业范文4
关键词：生物医学工程 电子类课程 教材选择 项目教学法
生物医学工程专业是20世纪70年代末在我国出现的集多个学科领域于一身的交叉型新兴学科。该专业涉及生物学、医学、电子学、材料学、工程学、物理学和计算机技术等多门学科的知识，具有知识覆盖面广、学科交叉性强、应用实践性强和就业口径宽等特点。
生物医学工程本科专业培养目标设定在为医疗机构提供医疗仪器设备的研发和维护人员，但经过近50年的发展，四年制本科教育只能为毕业生提供一个该专业的入门引领，或是提供了理工科和医学学***历，将各学科知识叠加，学生很难将各学科融会贯通，并应用于实际工作中。为此，如何让医学院校的生物医学工程本科生在面临就业时突出专业特色，脱颖而出是值得我们思考的问题，课程建设是专业培养的基础，在生物医学工程本科教育上显得尤为重要。
生物医学工程专业众多门专业基础课中，电子类课程与计算机类课程、自动控制技术、医疗仪器原理类课程都有着密不可分的联系，本科生只有掌握电子技术才可以为日后从事生物工程相关研究打下良好的硬件和软件基础。因此，电子类课程在众多基础课程中有着不可替代的重要性，现根据我校电子类课程教学情况中存在的不足，提出几点思考与建议。
一、电子类基础课程特点
电子类基础课程包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术和电工学等。这些课程是生物医学工程专业的专业基础课，也是多门专业课程的先行课，为生物医学电子学、自动控制原理、单片机技术与应用、医用仪器原理、检验分析仪器和医用影像设备学等课程奠定理论基础。该类课程具有如下特点：第一，具有承前启后的特点。针对生物医学工程专业的学生必须具有扎实的大学物理、高等数学等理论支撑才能学好电子技术课程，并为后续医学仪器的原理分析和设计打好坚实的基础。第二，课程内容抽象，理论知识复杂，实践性强。这一特点导致学生出现两极分化，理论扎实的学生，学习兴趣越来越浓；而理论知识学的不好的则厌倦电子类课程学习，实践动手能力也得不到提高，更缺乏对课程中各种电路的理解和设计制作能力。
二、教学中存在的问题
1.学生缺乏学习兴趣
由于学生报考时对所报专业不了解，盲目选择，使得原本爱好医学的学生选择了该专业，入学后开始抱怨选错了专业，继而也把这种情绪带到了学习中；另外，电子类知识都是各种复杂难懂的、功能各异的典型电路，以及对各种电路的结构和工作原理分析，电子类课程各学科之间以及每门课程的各章节之间都是环环相扣的，如果学生电子类某一科学习不好，会影响到后面其他电子类课程乃至专业课的学习。
总之，一些学生对错选专业的负面情绪和电子类课程知识复杂难懂的特点，使得他们对电子技术类课程缺乏学习兴趣，甚至在学习中出现倦怠情绪，要想改变这种情况不是一朝一夕就能完成的，对于专业的培养目标和就业去向已经明确的前提下，我们更应该思考的就是如何从教学中激发学生的学习兴趣，使他们对这个专业充满希望，对电子技术类课程提高重视程度。
2.教材选择对电子类课程的影响
生物医学工程专业具有知识覆盖面广，但每科研究深度浅等特点，因此在教材的选择上也要配合专业特点，选择难易程度适度，能为专业课服务的合适教材。
我校电子类课程的教材选择普遍偏难。虽然教材知识覆盖面够用，但知识的深度和难度偏大，学生在计划学时内很难消化理解。课时少，授课内容多，难度又大，无疑加重了学生的学习负担和厌学情绪。可见，教材的选择对于适应教学需求，学科体系的建设，学生学习兴趣的培养都很重要。
3.医学院校理工科教师医学知识薄弱
医学院校的工科专任教师多数没有医学相关知识的学习背景，而且我校电子类专业基础课所选教材几乎与医学无关，导致电子类课程授课内容与医学联系不紧密。因此，医学院校理工科教师应该普及医学知识，这样理工科教师授课时才能更恰当的引入典型医学实例，为医学仪器课程的开展做好准备，为专业课奠定基础。
三、结合课程特点与专业培养目标改进教学方法
1.采用多种教学方法相结合
对于电子类课程，由于具有课程内容抽象，理论知识复杂，实践性强等特点，采用传统启发式教学会使得理论知识的传授枯燥无味，教学效果不明显，教师可根据教学内容采用任务驱动式教学方法、案例教学法和答辩式教学法等多种教学方法结合使用。把课堂翻转起来，尽量让学生在课后完成资料查阅和教学内容的学习，教师在课堂上只解决学生自学后提出的或未能解决的问题，教师仍然是课堂的主导，学生根据老师每次有针对性的任务去自行学习，既完成了任务，达到教学要求，又提高了学生学习和思维能力。
2.实验课程采用项目教学法，激发学生学习兴趣
与其他学科不同，每一门电子类课程都有相关的实验课程，学生在完成与理论知识相对应的验证性和设计性实验外，还需要开展一些综合性实验环节，以提高学生对于小型医疗仪器的理解和研发能力。我们可以针对生工学生设计小型的综合实验项目，如把电子血压仪等小型医学设备拆分成若干部分，各部分再组成一个设计项目，有能力的学生任项目组长，其他学生根据掌握知识的情况和个人喜好选择完成某一部分的电路，由任课教师统一指导。这样在有任务驱动、有完成目标、有时间限制、有指导教师和有合作伙伴的前提下，学生学习的积极性会被充分调动，实践动手能力也会在项目的驱使下逐步提高，为日后走向工作岗位积累经验。
四、结论
本文针对电子类课程阐述了教学中的问题和对策，实际上生物医学工程专业在课程建设与培养目标上还有许多不足之处，该专业的本科毕业生在择业时缺少和其他工程专业毕业生竞争的优势。因此，生物医学工程专业在专业方向设定上应向着多元化发展，借鉴国外对生物医学工程的人才培养模式，实现生物医学工程专业方向上理工科和文科并行发展，为生物医学工程毕业生就业打开更广阔的突破口。
参考文献：
[1]王能河，但汉久.生物医学工程专业（医学影像工程）本科课程体系比较研究[J].现代仪器与医疗，2013，19（2）：70-74.
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关键词：教学模式改革;人体解剖生理学;医工结合;自主学习
中***分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0082-03
一、引言
人体解剖生理学是研究人体各部分形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。在生物医学工程和医学信息工程等工科专业中，它是医学基础类课程，也是必修的专业基础课。生物医学工程等工科专业是交叉学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，从不同层次研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去解决医学中的相关问题。因此，生物医学工程专业的学生培养需要生物学、医学和工程学的相关理论和知识。对生物医学工程等相关工科专业的学生开设《人体解剖生理学》课程，是专业知识结构的需要，也是后续的生物医学信号处理、生物医学系统建模与仿真、医疗仪器等专业课程的重要医学基础。学习《人体解剖生理学》知识，能够使学生了解人类医疗、保健方面的需求，更重要的是，能够启发学生在未来的学习和工作中发现医工结合的交叉点，促进学生围绕生物医学工程的专业方向进行创新性研究和工作。
二、生物医学工程等专业中《人体解剖生理学》教学现状
目前，我国生物医学工程专业大多在工科院校和医学院校中开设，由于这一专业学科交叉的特殊性，在培养模式方面容易出现偏重于工科或偏重于医科的现象，没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。此外，在这些专业中，其医学基础课程和工科专业课程***开设，尤其是所开设的《人体解剖生理学》课程，学科***性较强，存在医学基础课和后续专业课教学相互脱节的问题。进一步分析这些专业对《人体解剖生理学》课程的教学要求发现，作为医学基础课，该课程的教学内容需要涉及人体解剖学、生理学及病理学等几门课程，内容体量大、理论性强，然而课时方面却基本要求在一个学期内的几十个学时内完成该课程教学。在这种情况下，如何高效、高品质地完成大体量的教学内容，达到生物医学工程等医工结合专业对该课程的知识要求，是《人体解剖生理学》课程教学需要不断探索的课题。
现有的《人体解剖生理学》教学方法研究大多是在生命科学专业和医学临床专业中开展，而在生物医学工程等医工结合专业中，该课程的教学方法仅有少数教学研究开展。作为专业基础课，《人体解剖生理学》课程在这些专业中应该如何开展教学？如何体现工科专业特色？如何体现学科交叉特点？实际的教学工作急需有新方法的探索。因此，这些问题的研究不仅对医工结合专业的培养质量提高有帮助，同时，也是高等医学教育研究的重要组成部分。
我们所在的生物医学工程专业是在工科院校背景中开设的，依托工科背景，在工程基础课程教学方面，师资条件和实验条件相对比较成熟，然而在医学基础课程教学方面，存在医学学科基础薄弱，教学改革之前教学模式传统、单一的问题，没有很好地突出生物医学工程的工科特色和学科交叉特点。更为突出的问题是，这种沿袭传统医学专业的教学模式在工科院校中教学效果不理想，教学负担重。针对这些问题，我们以服务专业建设为出发点，提出开展具有工科专业特色的《人体解剖生理学》教学改革，分别从课程内容选择、自主学习能力的培养、实验和实践环节结合以及改革考核模式等方面开展。
三、课程教学改革的主要内容
（一）合理安排课程内容，科学设计课程体系，突出医工结合专业特色
以生理系统为框架整理课程内容，开展以生理系统为单元的专题教学，突出教学重点、难点。在该课程中，细胞基本生理功能尤其是生物电的生理机制、循环系统、泌尿系统、神经系统等章节是重点和难点，其中的心电、脑电、肌电与生物医学工程重要的研究领域密切相关。这些章节的教学会重点讲解，内容包括解剖结构、生理功能及相关的工程应用;而运动系统、消化系统等章节内容系统性较强，相对容易理解，这部分内容的教学方式设计采用教师指导下的自学，教师把章节的内容梗概在课堂上讲解，具体内容布置学生课下自学，并要求学生写出自学报告，这样区别分配授课时间，既突出了教学重点，也解决了课程体量大而课时少的矛盾。
为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在教学过程中注意整理、添加与工程应用和医学临床相关的内容，比如，在讲解循环系统时增加对血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物医学工程材料、仪器工作原理的介绍，同时结合生理功能的原理给出问题，让学生分析，比如，“更换人工起搏器时为什么不能直接关闭起搏器，而是要逐步减慢人工起搏器的搏动频率？”;再如，在泌尿系统的教学中，在讲解肾单位结构的基础上，提出“尿液是如何产生的？临床使用的人工透析机是如何工作的？”等问题，启发学生关注这些医工结合点，让他们带着问题去查阅资料，并在课堂讨论时给出自己的观点。这些教学过程不仅激发了学生的学习兴趣，而且为以后《医疗仪器》等专业课程的学习打下了基础，建立了医学基础课和专业课之间的联系。更重要的是，这个过程培养了学生自主学习能力，启发学生在未来的专业学习和工作中寻找医工结合的交叉点，对培养学生的创新思维具有重要作用。
（二）结合优质网络教学资源拓展学生的专业视野，培养自主学习能力
网络公开课等视频资源把优势教育资源通过网络向公众传播，是宝贵的学习资源，《人体解剖生理学》的教学过程中引入了网络视频公开课、课程相关专题纪录片及文献数据库等资源，拓展学生的专业视野，培养自主学习能力，同时也弥补了《人体解剖生理学》课程内容体量大而课时有限的矛盾。我校***书馆有国内外著名大学的公开课视频，比如，中南大学湘雅医学院的《人体解剖学》网络公开课程，斯坦福大学的《人体解剖学》课程，香港中文大学《语言与大脑》视频公开课，杜克大学的《人体生理学导论》等等，这些课程由资深的专家教授进行全程教学，内容清晰、详实。在课程教学过程中，教师根据课程进度介绍这些视频公开课给学生课下自学，并提出相关的问题启发学生思考;在课堂教学时，教师会组织学生对自学情况做简要的讨论和总结。此外，课程内容相关的专题纪录片也对课程教学做了很好的补充，这些影片由专业团队拍摄，案例丰富，制作精美，观赏性强，学生被纪录片内容吸引的同时，也激发了课程学习的兴趣。比如，在讲解神经系统的高级功能――睡眠功能时，链接《人体奥秘》睡眠专题的记录片，片中通过丰富的案例对睡眠过程进行讲解，使学生对睡眠功能和研究现状有深入了解，教师针对纪录片中涉及的重要生理学现象提出问题让学生思考，如：“为什么睡眠对人体是必须的？”、“快速眼动睡眠和记忆有什么联系？”等等，通过这些环节，不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，培养了学生深入思考、自主学习的能力，加深了对专业知识的理解。
（三）重视实验环节教学
该课程配套有《人体解剖生理学》实验课程，在课程教学中注意理论教学和实验环节的配合和衔接，开设的实验都涉及课程中的重点、难点内容。比如，生物电部分是该课程的重点、难点内容，围绕生物电内容设置了神经肌肉电生理、大鼠心电***描记、大鼠运动感觉皮层脑电信号的获取、人体脑电***描记等四个实验，让学生认识不同类型的生物电，并通过生理信号分析系统对获取的生物电信号进行分析，实验中教师提出思考题，比如“如何获得好的心电***描记？”，这些实验操作和思考题将启发学生深入的认识生物电，为以后学习生物医学信号处理等专业课打下了基础。这些操作加深了对理论的理解，同时也逐步建立和后续专业课的联系。
（四）改革课程考核方法
完善考评体系，由以往对知识点的考查为重心转为以能力考查为重心，从以结果评价为主向结果过程评价结合为主转变。考核也应具有一定的灵活性。通过增大平时成绩比例来改变考核构成，如平时作业（主要是章节重点内容的训练等）占15%、专题讨论表现占15%、自学模块表现（以讨论和读书报告形式体现）占15%，课堂回答问题情况占5%。减少闭卷考试中固定答案的题目、增加主观题目的分值等办法，期末考试成绩在总评成绩中占50%，重点考察学生对问题的理解能力、运用能力。并且，把这种考核模式在开课之初就对学生明确指出，使学生在课程学习的过程中更注重这些能力的培养，从而把考试也作为教学的手段之一。
四、教学改革的思考和展望
经过近几年的教学改革实践，我们发现，注重医工结合、突出工科专业特色的《人体解剖生理学》教学对提高学生的自主学习能力，夯实专业基础有很大帮助，符合培养复合型人才的教育理念。在以后的教学研究中，我们会更加注重《人体解剖生理学》与工程应用和医学临床现象的结合，突出医工结合特色，注重学生自主学习能力的培养，开展具有工科专业特色的医学基础课教学模式探索。此外，目前尚未见有生物医学工程等医工结合专业专用的《人体解剖生理学》教材，结合正在开展的这种面向工科专业的医学基础课教学模式改革，收集整理相关的课程资料和各类教学模块的内容，尝试编写面向工科专业的《人体解剖生理学》教材，既是对我们开展的教学改革实践的归纳和总结，更希望能对医工结合专业中医学基础课程的教学模式进行丰富和补充。
参考文献：
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医学生物工程专业范文6
在生物医学工程专业的本科教学中，如何培养不仅具备专业基础理论知识而且具备科学研究能力等的高级工程技术人才，对专业的发展和进步有着重大的意义。而实验室建设在学生的科学研究能力的培养上发挥着重大的作用。在实验室内，学生可以将课堂所学理论知识与实践相结合，培养学生动手动脑能力，发现课堂所学原理的真正所用，并在此基础上进行创新。因此，建立设备齐全、技术成熟以及管理科学、创新的实验室对于提高教学水平具有重要作用。
2 专业实验室的发展现状
十余年来随着生物医学工程专业实验室的不断发展壮大，管理方法落后、管理体系不健全、管理制度不完善等各个方面的弊端也不断暴露。
2.1 实验室设置理念陈旧
生物医学工程专业实验室的设置是根据培养方案的课程设置，分类归纳后对应相关课程建立的。这类实验室对于多学科交叉融合的专业在实验教学中显出力不从心。有些实验室所承担的教学任务太少；有些实验课程安排混乱，上课时间交叉，导致学生实验连续性差，不仅造成实验器材的浪费，同时学生的实验效果也会受到影响。
2.2 实验室管理人员的短缺
由于高校学生扩招及专业让人才的短缺，导致专门的实验室管理人员的缺乏。目前，生物医学工程专业实验室的有些实验室是由理论教师兼顾管理，这就在一定程度上造成了管理上的混乱，严重影响了实验室功能的发挥和完善。
2.3 实验设备的购置不合理
专业实验室的实验设备的购置，不仅要满足实验课程所需，还需要在专业性、实用性和创新性方面有所考量。目前，有些仪器设备使用率太低，不能充分运用到本科教学和科研活动中，造成了资源浪费。
3 专业实验室的建设与管理措施
实验室建设包括硬件建设和软件建设两个方面，硬件指的是实验室环境、实验设备等[1]，软件管理包括建立健全实验室的各种规章制度，培养具有较高业务水平和高素质的实验室技术人才等[2]。根据生物医学工程的学科特点及实际情况出发，提出了几点改革措施：
3.1 教学团队型实验室设置
为了避免实验室使用不当、管理混乱的状况，提出利用实验教学团队来配置实验室的措施。由执行实验教学的骨干教师，可进行实验设备开发、维护的实验技术人员和进行实验室日常管理的实验人员组成的一支结构合理、相对稳定、业务过硬的实验技术队伍[3]。每个教学团队配置一个教学研究实验室，必修课程之外，各个实践环节由团队教师带领指导。这样，学生能够始终跟随教师参与到真正的科学研究当中，对于实验仪器也能充分利用，充分发挥实验室的功能。
3.2 完善设备管理机制
实验仪器设备的管理直接反应整个实验室的水平和管理效果。实验仪器从采购、收货、入库、验收到使用等各个环节都必须明确到个人，不要采购一个人，验收又一个人，导致有些设备在各个环节上都容易出现问题，而追根溯源却无从查起。仪器设备的专人负责到底制度，避免了乱买仪器，验收松懈，责任推诿等现象，充分实现仪器设备的功能，提高使用效率。
3.3 利用科研牵动实验教学内容改革
当前，单一的实验课程教学已经不能满足专业化创新型人才的培养，光靠一些经典成熟的实验已经不能激发学生学习兴趣和创造能力。在理工类的专业中，科研项目是教师提高业务水平，推动学科发展的重要手段，在科研项目中挖掘专业实验项目必然成为实验教学内容改革的重点。
医学生物工程专业范文7
关键词： 《医学超声仪器》原理 生物医学工程 教学内容 教学方法
超声在医学上的应用始于20世纪20―30年代苏联科学家Sokolov的超声热疗工作。经过几十年的发展，目前已形成了一门年轻并蓬勃发展着的交叉学科――医学超声学。该学科以研究超声波在生物组织内的传播特性与规律、设计制造用于医学诊断和***的超声设备为目的，涉及物理学、生物学、材料学、电子技术、***像处理、计算机等多个领域，是生物医学工程学科的重要分支之一［1］。而医学超声仪器则是医学超声学发展的载体及最终成果的体现。
温州医学院从2009年起对生物医学工程专业医学影像设备与技术方向的本科生开设《医学超声仪器原理》，旨在使分流到该方向的学生熟悉并掌握现代医学超声仪器的基本原理、结构、技术方法和设计思路，具有初步的仪器设计理念及开发新一代产品的综合能力，为学生踏上工作岗位奠定良好的理论与实践基础。
1.教学内容的优化设计
目前，国内高校大多将医学超声作为《医学电子仪器》或者《医学影像物理学》的一部分进行授课。***开设医学超声仪器相关课程的仅西安交通大学、南方医科大学、上海交通大学等少数几个高校。此外，上述高校由于办学优势不同，对学生的培养目标不同，对教学内容的选择没有统一标准。而且，目前国内医学超声仪器相关的本科生教材非常少见，且出版时间大多较早，内容较为陈旧，对学科前沿知识介绍较少。因此，如何根据我校的实际情况，合理安排教学内容，做到既难易适中又能体现学科前沿发展，就成了该课程开设初期碰到的一大难题。
1.1教材与课程教学内容
我校生物医学工程专业分流后，课程增多，课时减少。《医学超声仪器原理》按教学计划，理论36学时，实验3学时，课时非常有限。讲授内容需突出重点，去粗取精，点面结合。其次，生物医学工程专业的主要目标是培养医学仪器的操作人员、维护人员、销售人员、设备管理人员和研发人员，授课过程中要既重基础又结合实际。综合各方面因素考虑，我们选择西安交通大学万明习教授主编的《生物医学超声学》作为教材。该书是目前国内对医学超声学的基础理论、关键技术及超声新技术发展介绍最为全面的一本专著，但内容较多且难，并不完全适用于3时的本科教学。因此，在教学过程中，我根据实际需要对其内容进行了相应筛选调整，并结合具体超声仪器实例进行授课，真正做到既重基础又结合应用实际。
具体课程内容归结为如下8个章节［1］。（1）绪论：介绍医学超声仪器的分类，发展历史、现状及趋势。（2）医学超声的物理基础：介绍描述超声波的重要物理参数，超声波的传播特性、波动方程、多普勒效应，超声波的生物特性及安全剂量。（3）医用超声换能器：介绍压电效应及压电材料特性，医用超声换能器的种类与结构、声场的形成与分布。（4）超声成像基本原理及性能指标：介绍脉冲回波法成像原理，A、B、M型超声诊断仪及其异同点，超声信号形式及其特征，超声诊断仪的基本结构及主要指标。（5）超声波束的发射、聚焦与控制：以B型超声诊断仪为基础，介绍多阵元超声换能器的组合发射方式，超声波束的聚焦、扫描方法及控制手段。（6）超声波束的接收、预处理与DSC数字扫描变换器：介绍B型超声诊断仪超声回波信号的前置放大、接收多路转换、可变孔径技术、相位调整技术、增益控制与动态滤波、对数放大、检波与勾边技术，以及DSC数字扫描变换器。（7）超声多普勒血流测量与成像：介绍多普勒血流测量的基本原理，所需提取的主要参数，血流速度大小及方向的检测方法，多种多普勒血流仪系统和各自距离选通的原理，彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。（8）其他医学超声技术及发展：介绍超声***技术、超声显微技术、超声CT，以及医学超声研究的新进展。
1.2实验设置
由于条件限制，目前本课程仅设置3个学时实验，目的是指导学生熟悉B型超声诊断仪的操作。在教学实践的第一学年，我们采取的是以学生为检测对象，指导学生完成对颈部主动脉、肝、肾的纵向和横向扫查，并对***像进行分析，但是教学效果不很理想。原因有两个：一是虽然学生有一些解剖学基础，但是实验中让其***准确找到解剖学位置仍有一定难度；二是教学资源有限，男女生同组，实验过程中进行腹部检测时难免尴尬，学生积极性难以调动。因此在第二学年，我们借鉴了其他高校的经验［2］，将检测对象由人换成熟鸡蛋，不仅可以形象地显示超声波在不同介质中的传播特性，而且很容易探测到熟鸡蛋的蛋白与蛋黄的切面***，避免了上述两个问题的存在。同时还可引导学生向鸡蛋内注入色拉油等物质，模拟组织内部发生病变的状况，极大地提高了学生的学习兴趣，教学效果鲜明、生动、直观。
2.多种教学方法与手段的有机结合
多媒体为主、板书为辅的教学方式的运用。随着计算机应用的普及，具有方便、快捷、高效特点的多媒体教学方式已成为高校教学的主要模式，并为高等教育改革带来了新的契机。多媒体教学方式综合利用了文字、***片、动画、视频等资源，因此在讲授一些抽象难懂的知识点时能更形象、直观，在活跃学生思维、激发学生学习兴趣上作用显著［3］。但是也存在一定的弊端，比如信息量大、节奏快，学生难免跟不上进度，只能被动接受，缺乏必要的思考过程，容易疲劳甚至产生抵触情绪。在多媒体教学的基础上，辅以传统的板书，则可以有效解决这些问题。特别是在讲授知识重点难点的时候，学生可通过教师板书的间隙思考或者记笔记，加深对知识的理解。
针对教学内容，灵活应用多种教学方法。例如，采用启发式教学，在每一章节授课前先根据教学内容针对性地设置几个问题，让学生带着问题听课，在课堂中寻求答案，变“填鸭式”的被动学习为主动学习。再例如，在第5―6章讲授B型超声诊断仪时采用案例教学法，引入阿洛卡SSD-256型的B超仪为例子，每当讲授完基本原理后即以该机型为例引导学生对其相应部分的电路进行分析，提高学生理论联系实际的能力。同时，为了培养学生的学习兴趣，可利用介绍本学科的发展动态，国内外重大研究成果、新方法、新应用等内容来激励学生，让他们充分认识到这门课程的实用性和重要性。
构建网络教学平台，积极加强师生交流。将课程教学大纲、进度表、课件、课后练习、课程通知等教学资源及时在网页，方便学生课后浏览***；设置课后互动模块，方便学生提问交流；设置超声百科模块，方便学生了解学科前沿发展动态。网络教学平台的使用，提高了教学的灵活性，增加了师生之间的互动，获得了学生很高的评价。
3.存在的问题及解决思路
经过两个学年的教学实践，我在《医学超声仪器原理》课程的教学中已积累了不少经验，也存在不足之处，其中最突出的是实验教学内容略显单薄。针对这一问题，我已着手解决，将在原3个学时实验的基础上再设置相应的开放性实验，如生物组织超声参数的测量与估计、单阵元圆形超声换能器辐射声场分布特性测试与分析、彩色超声多普勒血流仪的操作及数据分析等［4］。所设计的实验项目将与课程教学内容密切结合，进一步有效地增强教学效果。
4.结语
医学超声仪器原理涉及多个学科，内容较为抽象，且课时量有限，因此教学难度较大。我在教学过程中根据本专业的实际需求，以着重培养学生的实践能力和创新意识为目标，结合教学体会和学生的反馈信息，从教学内容优化、教学手段、教学方法等方面入手，经过两年多时间的实践，取得了较好的教学效果。
参考文献：
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医学生物工程专业范文8
关键词 创新教育；生物医学工程专业；医用物理学；教学改革；实验教学
中***分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）16-0118-03
同志曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新的主体是人才，人才的培养靠教育。唯有积极主动地实施创新教育，才能培养出具有创新精神和实践能力的高素质人才。创新教育就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。
《***关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高〔2007〕2号）和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》都强调，要着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力。***、卫生部2012年5月联合的《关于实施临床医学教育综合改革的若干意见》（教高〔2012〕6号）中指出，更新教育教学观念，改革教学内容、教学方法与课程体系，创新教育教学和评价考核方法，推进以学生自主学习为导向的教学方法改革，完善以能力为导向的形成性与终结性相结合的评定体系。其根本目的是培养适应国家医学创新和国际竞争需要的高水平的复合型创新人才。
在创新教育视角下生物医学工程专业医用物理学的教学目标：不仅使学生掌握学习专业课程所必需的医用物理学基本理论、基本知识、基本技能，而且帮助学生树立正确的科学观念，启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力。医用物理学是生物医学工程专业重要的基础课程之一，该课程的教学改革对该专业学生创新能力的培养至关重要。但由于学生对该课程不够重视，学习兴趣不高，再加上各章节之间联系不大，学生普遍反映很难学；而且学生刚刚进入大学不久就开始学习该课程，难以适应课程学习要求。如何在创新教育视角下搞好该课程的教学改革，就成为要不断探讨的重要课题。
1 更新教学内容、丰富教学资源
教学内容的更新与教学资源的丰富是教学改革最基本、最重要的途径之一，也是创新教育的基础与前提。传统的教学资源就是教师手中的几本书，非常匮乏。
教材建设 在创新教育视角下，对原有教材内容不断进行优化、重组、更新，多次修订出版《医学物理学》和《医用物理学》。这些教材适当降低了对高等数学的要求，删除了与医学联系不紧密的内容，精选了物理与医学结合的案列，压缩了篇幅；充分考虑到了教材的实用性、科学性、先进性和前沿性；重点阐述物理学的基本思想、概念、原理和方法，加强基础理论和基本知识在医学上的应用，克服了理论化、公式化等枯燥乏味、繁琐的内容[1]，让学生在学习过程中真正体会到学有所用，更有利于学生自主学习。
将物理学史、医学史引入教材 在创新教育视角下，在传授物理知识的同时，特别注重物理思想和物理方法的介绍，其特色是“溯源通今”，将物理学史、医学史引入教材。在每一章后面介绍与本章内容有关的物理、医学、生命科学等诺贝尔奖获得者的成长经历及重大理论发现的经过或相关的新概念、新方法及新技术应用等，帮助学生树立正确的科学发展观，培养创新思维，提高综合素质及***分析问题、解决问题的能力。通过问卷调查发现，学生普遍对改革后的教材反映良好。特别是每章后面的阅读材料，对学生来说，极大地开拓了视野，丰富了知识，提高了学习兴趣[1]，激励了他们奋发向上、永攀高峰的信心和斗志。
将教研、科研成果充实教学内容 在创新教育视角下，将教研、科研成果及时充实到教学内容中，使教学与学科前沿相结合，从而形成科研促进教学的良性发展。出版适合PBL教学、案例式教学、任务型教学的《医用物理学》《医学物理学实验》等教材。在教学过程中，确保将最新的知识和信息传递给学生，根据医学中出现的新技术、新方法和医学生实际需要及时调整教学内容，拓展教育途径，促进教学质量和教学效率的不断提高。制作多媒体教学课件及建立网上教学资源库等，构建以纸质教材、电子教案和网络课程等为一体的立体化教材体系，极大地丰富了教学资源。
2 创新教学方法，丰富教学手段
在创新教育视角下，在转变教学思想，更新教育观念和教学内容的同时，还必须进行教学方法的有效改革，才能更好地发挥育人功能。传统单一的教学方法是以教师讲授为主的“填鸭式”教学，即以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心。传统的教学手段是一张嘴、一块黑板、几支粉笔、几张挂***，学生只能被动接受知识，导致学生缺乏学习主动性与自主性，缺乏发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，缺乏创新意识与创新能力。
运用多种教学方法 在创新教育视角下，教学过程因材施教，提倡以学生为中心、以教师为主导的教学模式[2]，如启发式、讨论式、提问式、PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等。这些教学方法有利于培养学生***分析问题、解决问题的能力以及创新能力，真正达到“授人以渔”的教学目的，真正做到让学生不仅是“学会”，更重要的是“会学、乐学”，实现“要我学”向“我要学”的转化。
多种教学手段并存 在创新教育视角下，合理而有效地使用计算机多媒体辅助教学，做到多媒体辅助教学与传统教学手段的有机结合。通过PPT将各种声音、***像、视频等多种资料应用到教学中，使得教学内容富多彩，在一定程度上增强了学生听课的兴趣，提高学生学习的主动性，也增强了互动性，从而能够达到教学效果的最优化。还部分地开展了双语教学的尝试，教师的教案、讲稿及多媒体课件中的各级标题、专业名词等均采用中英文对照形式，讲授时以英文形式读写。通过双语教学，促进师生学习英语的积极性，提高学生阅读专业英文文献和技术资料的兴趣和能力，从而提高学生专业英语水平。构建讲授法、启发式、讨论式、PBL、CBL和基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等多种教学方法并存，融计算机多媒体辅助教学、双语教学为一体的适应21世纪人才培养需要的新型教学模式。
3 改革实验教学，提高创新能力
传统的医用物理学实验存在内容陈旧、教学模式单一、方法简单等问题，而且医学特色不突出，过分强调本课程的系统性、完整性，忽视整体培养目标。这在很大程度上束缚了学生学习的主动性和创造性，不利于学生创新能力的培养。
改进实验内容 在创新教育视角下，组织教师每年编辑修订《医用物理学实验》讲义，使之更贴近医学实际：1）充分利用现有实验仪器和设备对原有实验进行改革，如非正常眼的模拟与矫正实验；2）减少过时的内容，增加新的生物信息测量技术内容，如生物机能实验系统的原理与应用、心电***机的性能测定、霍尔效应医用换能器原理与实验等；3）增加综合性实验和设计性实验的比例，进行创新性实验的尝试等，注重学生实践能力和创新能力的培养。并通过实验室开放，让学生多做实验，进一步培养学生的综合应用能力、创新思维和创新能力。
改革实验教学方法与手段 在创新教育视角下，在更新实验教学内容的基础上，又进行教学方法改革的尝试，将国际上流行的任务型教学模式（Task-based teaching，TBT）引入医用物理实验教学中，打破传统的实验教学模式，而代之以“设计任务―明确任务―完成任务―评价任务”[3]模式，采用多媒体技术和黑板板书、示教相结合的教学手段，从而培养学生提出问题、***分析问题、解决问题及创新的能力。构建内容与医学实际联系紧密，采用国际上流行的任务型教学法和多样化教学手段，提高学生的综合素质和培养学生动手能力和创新能力的新型物理实验教学体系。充分发挥医用物理学实验课在提高生物医学工程专业学生自然科学素质、激发创新意识、培养创新精神、启迪创新思维和提高创新能力方面的重要作用[3]。
4 改革评价体系，发挥导向作用
传统的考核方式是单一的期末闭卷考试，注重对学生学习结果的评价，缺少对学生学习过程的监控，考核内容侧重于基本知识的记忆、理解，缺少反映知识的运用能力、创新能力的综合性、提高性题目，不利于学生分析问题、解决问题能力和创新能力的培养。
物理学课程考核评价体系 在创新教育视角下，按照医学生创新能力培养的要求，在对教学效果的评价中，突破传统的单纯期末闭卷考核的方法，采用开卷和闭卷相结合，加强对学生学习过程的监控，构建知识评价与能力评价相结合、形成性评估和终结性评估相结合的多元化评价体系，使评价内容多元化、评价方式多样化。课程考核分为理论考核、实验考核和平时考核三部分：理论考核占70%，着眼于考查学生的综合分析能力和解决问题的能力，并实行教考分离，期末由教务处统一组织；实验考核占20%，其中实验报告占10%，操作考试占10%，操作考试由教研室在课程学习结束后安排；平时考评占10%，包括上课考勤、课程作业（平时作业和写小论文）、课堂测验、抽查提问等。
PBL等教学模式教学考核评价体系 在创新教育视角下，在PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学及任务型教学模式教学评价中，采用有效评估标准进行。在以上模式的教学活动中，学生通过演讲报告会以PPT课件，或者通过小型展览会以书面报告形式来展示他们的学习收获与体会；评价主体上采用学生自评与互评、教师评价相结合；教学活动之前、教学活动过程中、教学活动结束后分别采用诊断性评价、形成性评价、终结性评价；评价内容上尽可能地将知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观目标纳入评价体系中，形成评价主体、评价方式及评价内容等多元化评价体系。经过几年的实践证明， 实施多元化评价较为客观、全面地反映学生对本门课程的学习情况，充分发挥教学评价体系的导向和激励作用，促进学生全面综合发展，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力，提高教育教学质量。
5 结论
创新教育视角下对生物医学工程专业医用物理学课程在教学内容、教学模式、实验教学、评价体系等方面进行改革，通过课后访谈和问卷调查发现，效果良好。学生感到医用物理学不再枯燥无味，而是非常有趣，与身边的生活和医学现象都密切相关[1]；医用物理学课程不仅是生物医学工程专业学生学习后继专业课程的基础，而且对启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力起着至关重要的作用。目前，潍坊医学院医用物理学课程已成为深受学生欢迎和喜爱的、在全院有较高知名度的校级精品课程。
参考文献
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医学生物工程专业范文9
中***分类号：G642
摘要：针对生物医学工程专业实践与创新能力教学过程中存在的问题，提出一种“以项目为载体”的课程设计（Design Centered Learmng）特色国际化人才培养模式，对生物医学工程专业实践能力、创新能力人才培养模式现状进行分析，以引进外方优秀教育资源Design Centered Learning（DCL）教学模式中一个案例教学过程为例，阐述这种教学模式对学生创新与实践能力培养产生的积极影响，为生物医学工程专业实践与创新能力人才培养提供一种模式参考。
关键词：生物医学工程；DCL；实践与创新；人才培养模式
高等教育的根本任务是人才培养，不断提升人才培养水平是大学的永恒目标与追求，这一点在当前中国的大学改革和发展中尤显重要。随着我国经济和社会的快速发展，我国的高等教育已由精英教育步入大众化教育阶段。而在这一转变过程中，人才培养模式却没有适时转变，导致人才培养与社会需求错位，使大学生就业困难。而生物医学工程学科是一门将理工学与生物医学相结合，综合运用各种工程技术原理和方法，解决医学实践相关问题的交叉学科。近年来，生物医学工程产业在我国获得了快速发展，涌现出很多具有较强实力的生物医学工程相关企业，从而迫切需要大批合格的、具有实用创新能力的从业人员。因此，如何紧密结合我国社会、经济的发展需求，培养社会急需的高素质生物医学工程人才，成为亟待解决的一个问题。
1 生物医学工程专业创新型、实践型人才培养模式现状分析
目前，我国开设工科专业的本科高校有1 003所，占本科高校总数的90%；高等工程教育的本科在校生达到371万人，研究生47万人。但是，我国工程教育仍存在不少问题，主要体现在：人才培养模式单一，多样性和适用性欠缺；工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决；评价体系导向重论文、轻设计、缺实践；对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足；产学研合作不到位，企业不重视人才培养全过程的参与。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前，我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低，表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望，缺少创新实践能力的毅力与意志；有些学生有创新实践意识但不能很好利用，有创新实践热情但创新实践能力不够；有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明，有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距，企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任，出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因，从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手，构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式。
生物医学工程是一门实践性很强的学科，动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年，但是，由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点，并随着科学技术的进步与发展，对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善，特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高，不大清楚这个学科的性质、作用和地位，相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养，不仅要适应科学的进步，更要满足社会对人才的需求。当前，数字化医疗技术正在蓬勃发展中，相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计，三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此，如何结合学科的创新与发展，充分利用产业成长及壮大的时机，培养满足社会需求的人才，是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急。
为了提高本科生的实践和创新能力，在生物医学工程专业中，实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的，具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的核心目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求，是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要，也是企业可持续发展的需要，同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉，是检验真知的标准，也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言：听到的会忘掉，看到的能记住，只有亲自做过的才会真正明白，并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为，才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律，并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术，但与企业工程师相比，他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们：知识≠能力，两者之间有一个传动的链条叫做实践，即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师，提高工程师教育质量，充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式，让工程师教育回归工程。
2 引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力
东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中，结合教学实践，以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标，从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面，深入开展了教学改革与尝试，并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法，取得了较好的效果。
“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式，引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学Design Centered Learning（DCL）教学模式，基于问题进行研究、面向实践探索学习，在教学中研究、在研究中教学，把学生的科技能力培训列入教学计划，校企合作，发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导，以学为中心，采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨，以项目为载体，基于问题研究，以课题研究和问题解决为核心，学思结合、知行合一的教学活动，注重方案设计、过程训练，激发学生科学研究兴趣，培养学生自主学习能力、团队协作能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力，让学生提前了解企业运作机制，为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。
3 DCL在研究中教学，在教学中研究——以“老年人摔倒测试"案例教学过程为例
3.1 案例的选择和设计—二整合各类知识、解决实际问题
“老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护，在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多，老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识，研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备，设计有效的摔倒检测的算法，能够在老人发生摔倒危险的第一时间，通知家属和社区医院，从而最大程度的减轻伤害，正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的，让学生们能够直接理论联系实际，学以致用，对知识有更加感性的认识。总之，从案例的选择和设计上，首先变以教为主为以学习研究为主。教师根据教学和科研经验，提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组，编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例，选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。
3.2 案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力
教师通过案例描述的形式提供给学生信息，通常是这样的描述：介绍一些简单的关键词、主要目标（可以是简单的建议），并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里（最多不超过8人）完成这个案例。为此，他们需要在助教的协助下每周进行一次会议，每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议，而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间，学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务，学生还会讨论到各自的进步，如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说，DCL主要是鼓励学生自主学习，鼓励组员之间进行团队合作，鼓励学生***思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者。
3.3 案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度
教学模式、目标改变了，成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变，从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是：只要经过学习和研究学会了知识，收获了能力，不看成果和贡献大小，都在合格以上。考核评价方法的改革，就是要***学生，让其轻松快乐地学习，使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说，最终的考核结果来源于多个方面，包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数，小组中期答辩的分数，期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数，其他小组评价的分数，组员之间互评的分数等多个方面，从不同维度对学生成绩进行评估，使考核方式脱离传统，更加科学合理，更有效地调动学生们的积极性。
实践表明，这门课程很受学生喜爱，“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映，对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入，而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解，对未来的工作或者继续深造都有很多益处。
4 实践效果
经过多年的中外校企合作、学研产医结合，利用教学资源和优势，实施以项目为载体、基于问题的研究，学研一体，在研究中教学，在教学中研究的DCL教学改革，使教学得到了真正意义上的回归，变以教为中心为以学为中心，学生回归了学习的主体地位，教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中，学习知识与收获能力共生并进，用新的考核评价方式评价学生的学习，减轻了学生的学习负担，使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外，主持并实际参与的项目案例达10余项，共计2400余学时，学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中，绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显，正在改变着教学的水平和质量，也在改变着教师的教学观念，同时也改变着学生的学习观。
5 结语
东北大学中荷生物医学与信息工程学院的教育教学改革仍在不断深化，新的本科人才培养模式在中外合作、产学研合作办学、集成优势资源、通过教学培养人才、科研创造成果、成果孵化高新技术产业、高新技术产业推动人才培养和成果转化、基础研究与技术研发融合、产品生产、市场营销、人才培养和创业培育有机结合等方面做了一些工作，这些成果有待在实践中进一步完善。
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