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關(guān)鍵詞：教學(xué)模式改革;人體解剖生理學(xué);醫(yī)工結(jié)合;自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）42-0082-03

一、引言

人體解剖生理學(xué)是研究人體各部分形態(tài)、結(jié)構(gòu)及人體生命活動(dòng)的規(guī)律或生理功能的科學(xué)。在生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)中，它是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)類課程，也是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)是交叉學(xué)科，它綜合工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法，從不同層次研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化，并運(yùn)用工程技術(shù)手段去解決醫(yī)學(xué)中的相關(guān)問題。因此，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)需要生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的相關(guān)理論和知識。對生物醫(yī)學(xué)工程等相關(guān)工科專業(yè)的學(xué)生開設(shè)《人體解剖生理學(xué)》課程，是專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的需要，也是后續(xù)的生物醫(yī)學(xué)信號處理、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、醫(yī)療儀器等專業(yè)課程的重要醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)《人體解剖生理學(xué)》知識，能夠使學(xué)生了解人類醫(yī)療、保健方面的需求，更重要的是，能夠啟發(fā)學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中發(fā)現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合的交叉點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生圍繞生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)方向進(jìn)行創(chuàng)新性研究和工作。

二、生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)中《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大多在工科院校和醫(yī)學(xué)院校中開設(shè)，由于這一專業(yè)學(xué)科交叉的特殊性，在培養(yǎng)模式方面容易出現(xiàn)偏重于工科或偏重于醫(yī)科的現(xiàn)象，沒有真正體現(xiàn)出醫(yī)學(xué)工程的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。此外，在這些專業(yè)中，其醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和工科專業(yè)課程獨(dú)立開設(shè)，尤其是所開設(shè)的《人體解剖生理學(xué)》課程，學(xué)科獨(dú)立性較強(qiáng)，存在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課教學(xué)相互脫節(jié)的問題。進(jìn)一步分析這些專業(yè)對《人體解剖生理學(xué)》課程的教學(xué)要求發(fā)現(xiàn)，作為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，該課程的教學(xué)內(nèi)容需要涉及人體解剖學(xué)、生理學(xué)及病理學(xué)等幾門課程，內(nèi)容體量大、理論性強(qiáng)，然而課時(shí)方面卻基本要求在一個(gè)學(xué)期內(nèi)的幾十個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成該課程教學(xué)。在這種情況下，如何高效、高品質(zhì)地完成大體量的教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)對該課程的知識要求，是《人體解剖生理學(xué)》課程教學(xué)需要不斷探索的課題。

現(xiàn)有的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)方法研究大多是在生命科學(xué)專業(yè)和醫(yī)學(xué)臨床專業(yè)中開展，而在生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)中，該課程的教學(xué)方法僅有少數(shù)教學(xué)研究開展。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，《人體解剖生理學(xué)》課程在這些專業(yè)中應(yīng)該如何開展教學(xué)？如何體現(xiàn)工科專業(yè)特色？如何體現(xiàn)學(xué)科交叉特點(diǎn)？實(shí)際的教學(xué)工作急需有新方法的探索。因此，這些問題的研究不僅對醫(yī)工結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)質(zhì)量提高有幫助，同時(shí)，也是高等醫(yī)學(xué)教育研究的重要組成部分。

我們所在的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在工科院校背景中開設(shè)的，依托工科背景，在工程基礎(chǔ)課程教學(xué)方面，師資條件和實(shí)驗(yàn)條件相對比較成熟，然而在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)方面，存在醫(yī)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)薄弱，教學(xué)改革之前教學(xué)模式傳統(tǒng)、單一的問題，沒有很好地突出生物醫(yī)學(xué)工程的工科特色和學(xué)科交叉特點(diǎn)。更為突出的問題是，這種沿襲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)的教學(xué)模式在工科院校中教學(xué)效果不理想，教學(xué)負(fù)擔(dān)重。針對這些問題，我們以服務(wù)專業(yè)建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，提出開展具有工科專業(yè)特色的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)改革，分別從課程內(nèi)容選擇、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合以及改革考核模式等方面開展。

三、課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容

（一）合理安排課程內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)課程體系，突出醫(yī)工結(jié)合專業(yè)特色

以生理系統(tǒng)為框架整理課程內(nèi)容，開展以生理系統(tǒng)為單元的專題教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。在該課程中，細(xì)胞基本生理功能尤其是生物電的生理機(jī)制、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等章節(jié)是重點(diǎn)和難點(diǎn)，其中的心電、腦電、肌電與生物醫(yī)學(xué)工程重要的研究領(lǐng)域密切相關(guān)。這些章節(jié)的教學(xué)會(huì)重點(diǎn)講解，內(nèi)容包括解剖結(jié)構(gòu)、生理功能及相關(guān)的工程應(yīng)用;而運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等章節(jié)內(nèi)容系統(tǒng)性較強(qiáng)，相對容易理解，這部分內(nèi)容的教學(xué)方式設(shè)計(jì)采用教師指導(dǎo)下的自學(xué)，教師把章節(jié)的內(nèi)容梗概在課堂上講解，具體內(nèi)容布置學(xué)生課下自學(xué)，并要求學(xué)生寫出自學(xué)報(bào)告，這樣區(qū)別分配授課時(shí)間，既突出了教學(xué)重點(diǎn)，也解決了課程體量大而課時(shí)少的矛盾。

為更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科交叉特點(diǎn)，在教學(xué)過程中注意整理、添加與工程應(yīng)用和醫(yī)學(xué)臨床相關(guān)的內(nèi)容，比如，在講解循環(huán)系統(tǒng)時(shí)增加對血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物醫(yī)學(xué)工程材料、儀器工作原理的介紹，同時(shí)結(jié)合生理功能的原理給出問題，讓學(xué)生分析，比如，“更換人工起搏器時(shí)為什么不能直接關(guān)閉起搏器，而是要逐步減慢人工起搏器的搏動(dòng)頻率？”;再如，在泌尿系統(tǒng)的教學(xué)中，在講解腎單位結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出“尿液是如何產(chǎn)生的？臨床使用的人工透析機(jī)是如何工作的？”等問題，啟發(fā)學(xué)生關(guān)注這些醫(yī)工結(jié)合點(diǎn)，讓他們帶著問題去查閱資料，并在課堂討論時(shí)給出自己的觀點(diǎn)。這些教學(xué)過程不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且為以后《醫(yī)療儀器》等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，建立了醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的聯(lián)系。更重要的是，這個(gè)過程培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，啟發(fā)學(xué)生在未來的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作中尋找醫(yī)工結(jié)合的交叉點(diǎn)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要作用。

（二）結(jié)合優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

網(wǎng)絡(luò)公開課等視頻資源把優(yōu)勢教育資源通過網(wǎng)絡(luò)向公眾傳播，是寶貴的學(xué)習(xí)資源，《人體解剖生理學(xué)》的教學(xué)過程中引入了網(wǎng)絡(luò)視頻公開課、課程相關(guān)專題紀(jì)錄片及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫等資源，拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也彌補(bǔ)了《人體解剖生理學(xué)》課程內(nèi)容體量大而課時(shí)有限的矛盾。我校圖書館有國內(nèi)外著名大學(xué)的公開課視頻，比如，中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院的《人體解剖學(xué)》網(wǎng)絡(luò)公開課程，斯坦福大學(xué)的《人體解剖學(xué)》課程，香港中文大學(xué)《語言與大腦》視頻公開課，杜克大學(xué)的《人體生理學(xué)導(dǎo)論》等等，這些課程由資深的專家教授進(jìn)行全程教學(xué)，內(nèi)容清晰、詳實(shí)。在課程教學(xué)過程中，教師根據(jù)課程進(jìn)度介紹這些視頻公開課給學(xué)生課下自學(xué)，并提出相關(guān)的問題啟發(fā)學(xué)生思考;在課堂教學(xué)時(shí)，教師會(huì)組織學(xué)生對自學(xué)情況做簡要的討論和總結(jié)。此外，課程內(nèi)容相關(guān)的專題紀(jì)錄片也對課程教學(xué)做了很好的補(bǔ)充，這些影片由專業(yè)團(tuán)隊(duì)拍攝，案例豐富，制作精美，觀賞性強(qiáng)，學(xué)生被紀(jì)錄片內(nèi)容吸引的同時(shí)，也激發(fā)了課程學(xué)習(xí)的興趣。比如，在講解神經(jīng)系統(tǒng)的高級功能――睡眠功能時(shí)，鏈接《人體奧秘》睡眠專題的記錄片，片中通過豐富的案例對睡眠過程進(jìn)行講解，使學(xué)生對睡眠功能和研究現(xiàn)狀有深入了解，教師針對紀(jì)錄片中涉及的重要生理學(xué)現(xiàn)象提出問題讓學(xué)生思考，如：“為什么睡眠對人體是必須的？”、“快速眼動(dòng)睡眠和記憶有什么聯(lián)系？”等等，通過這些環(huán)節(jié)，不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源，更重要的是，在這種教學(xué)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生深入思考、自主學(xué)習(xí)的能力，加深了對專業(yè)知識的理解。

（三）重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)

該課程配套有《人體解剖生理學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程，在課程教學(xué)中注意理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的配合和銜接，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)都涉及課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。比如，生物電部分是該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，圍繞生物電內(nèi)容設(shè)置了神經(jīng)肌肉電生理、大鼠心電圖描記、大鼠運(yùn)動(dòng)感覺皮層腦電信號的獲取、人體腦電圖描記等四個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識不同類型的生物電，并通過生理信號分析系統(tǒng)對獲取的生物電信號進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中教師提出思考題，比如“如何獲得好的心電圖描記？”，這些實(shí)驗(yàn)操作和思考題將啟發(fā)學(xué)生深入的認(rèn)識生物電，為以后學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)信號處理等專業(yè)課打下了基礎(chǔ)。這些操作加深了對理論的理解，同時(shí)也逐步建立和后續(xù)專業(yè)課的聯(lián)系。

（四）改革課程考核方法

完善考評體系，由以往對知識點(diǎn)的考查為重心轉(zhuǎn)為以能力考查為重心，從以結(jié)果評價(jià)為主向結(jié)果過程評價(jià)結(jié)合為主轉(zhuǎn)變。考核也應(yīng)具有一定的靈活性。通過增大平時(shí)成績比例來改變考核構(gòu)成，如平時(shí)作業(yè)（主要是章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容的訓(xùn)練等）占15%、專題討論表現(xiàn)占15%、自學(xué)模塊表現(xiàn)（以討論和讀書報(bào)告形式體現(xiàn)）占15%，課堂回答問題情況占5%。減少閉卷考試中固定答案的題目、增加主觀題目的分值等辦法，期末考試成績在總評成績中占50%，重點(diǎn)考察學(xué)生對問題的理解能力、運(yùn)用能力。并且，把這種考核模式在開課之初就對學(xué)生明確指出，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中更注重這些能力的培養(yǎng)，從而把考試也作為教學(xué)的手段之一。

四、教學(xué)改革的思考和展望

經(jīng)過近幾年的教學(xué)改革實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，注重醫(yī)工結(jié)合、突出工科專業(yè)特色的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)對提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)有很大幫助，符合培養(yǎng)復(fù)合型人才的教育理念。在以后的教學(xué)研究中，我們會(huì)更加注重《人體解剖生理學(xué)》與工程應(yīng)用和醫(yī)學(xué)臨床現(xiàn)象的結(jié)合，突出醫(yī)工結(jié)合特色，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，開展具有工科專業(yè)特色的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)模式探索。此外，目前尚未見有生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)專用的《人體解剖生理學(xué)》教材，結(jié)合正在開展的這種面向工科專業(yè)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)模式改革，收集整理相關(guān)的課程資料和各類教學(xué)模塊的內(nèi)容，嘗試編寫面向工科專業(yè)的《人體解剖生理學(xué)》教材，既是對我們開展的教學(xué)改革實(shí)踐的歸納和總結(jié)，更希望能對醫(yī)工結(jié)合專業(yè)中醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式進(jìn)行豐富和補(bǔ)充。

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篇2

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程；微機(jī)原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0087-02

生物醫(yī)學(xué)工程主要運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題，涉及生物材料、人工器官、醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)、生物醫(yī)學(xué)信號處理方法、醫(yī)學(xué)成像和圖像處理方法等，在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方面發(fā)揮著巨大的作用。南京郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是近年來新發(fā)展的專業(yè)方向，在學(xué)校構(gòu)建以“大信息”為主干的學(xué)科專業(yè)體系的背景下，基于信號與信息處理強(qiáng)勢學(xué)科的支撐，通過專業(yè)課程教學(xué)改革，構(gòu)建專業(yè)集成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，凝練專業(yè)特點(diǎn)與優(yōu)勢，是提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，增強(qiáng)競爭優(yōu)勢的重要手段。

現(xiàn)代電子醫(yī)療儀器很大一部分采用了基于微機(jī)的虛擬儀器設(shè)計(jì)方法，因此微機(jī)原理課程在電子信息類生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科教育課程體系中占據(jù)著舉足輕重的位置。微機(jī)原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。為提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，體現(xiàn)專業(yè)特色，結(jié)合特色專業(yè)與生物醫(yī)學(xué)工程集成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)，我們重點(diǎn)對微機(jī)原理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)融入理論課學(xué)習(xí)過程中，加強(qiáng)綜合性專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中注意與其他專業(yè)課程的前后銜接，并配以相關(guān)的開放實(shí)驗(yàn)，形成課內(nèi)課外的綜合實(shí)驗(yàn)體系，以達(dá)到同時(shí)提升理論基礎(chǔ)與實(shí)踐能力學(xué)習(xí)的效果。

一、微機(jī)原理課程與生物醫(yī)學(xué)工程

微機(jī)原理課程知識點(diǎn)多、實(shí)踐性綜合性強(qiáng)。課程的目的和任務(wù)在于使學(xué)生能夠較全面深入地了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和16/32位微機(jī)系統(tǒng)的原理；能夠掌握匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本方法以及微機(jī)接口的基本原理。需要配備豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過理論與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生從理論到實(shí)踐，再從實(shí)踐到理論的認(rèn)知過程中獲得知識、增強(qiáng)能力。結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn)，我們將微機(jī)原理課程的教學(xué)總體目標(biāo)設(shè)定為掌握基于微機(jī)的虛擬醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)方法。

一般電子專業(yè)的微機(jī)原理教學(xué)會(huì)配置與理論課時(shí)相當(dāng)?shù)莫?dú)立實(shí)驗(yàn)課程，而由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬于交叉學(xué)科，專業(yè)課程多，總體課時(shí)的限制造成微機(jī)原理課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)配置較少，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也較為簡單，綜合性不強(qiáng)；另一方面，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也是沿襲傳統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)的方式，沒有很好地體現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特色，很難達(dá)到原定的課程教學(xué)目標(biāo)。

二、課程教學(xué)改革

針對以上問題，我們主要針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的微機(jī)原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了系統(tǒng)性的改革，包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系以及開放實(shí)驗(yàn)體系均進(jìn)行了重新規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

1.課內(nèi)實(shí)驗(yàn)改革。針對實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，以及理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)的問題，我們通過將教學(xué)場所從教室改到實(shí)驗(yàn)室，在每次理論課教學(xué)中都加入了短時(shí)間的隨堂上機(jī)實(shí)驗(yàn)，針對該次教學(xué)的理論內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)融入到理論課程中。微機(jī)原理的理論內(nèi)容較為枯燥，單純地講述和教師演示的方法不能給學(xué)生留下很深的印象，而通過隨堂實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，學(xué)生可以更深刻地理解剛學(xué)習(xí)的理論知識，并且可以很大地提高學(xué)習(xí)的興趣。

另一方面，通過隨堂實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在理論課中得到了基本的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，掌握了基本的編程技能，在專門的實(shí)驗(yàn)課時(shí)中，我們即可設(shè)計(jì)一些綜合性的有專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如心電信號采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)利用了實(shí)驗(yàn)室已有的微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱，以及為《生物醫(yī)學(xué)傳感器》和《醫(yī)學(xué)儀器原理》課程配置的醫(yī)學(xué)電子教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合了匯編語言程序設(shè)計(jì)、A/D數(shù)據(jù)采集以及串口通信等課程知識點(diǎn)，利用隨堂實(shí)驗(yàn)完成的軟硬件功能模塊，綜合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單但相對完整的基于微機(jī)的虛擬醫(yī)學(xué)儀器，很好地體現(xiàn)了綜合性與專業(yè)特色。

2.專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革。微機(jī)原理課程作為生物醫(yī)學(xué)工程集成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中還需加強(qiáng)前后知識體系的銜接，與之相關(guān)的專業(yè)課程包括《生物醫(yī)學(xué)傳感器》、《醫(yī)學(xué)儀器原理》以及《醫(yī)學(xué)信號處理》等。通過對這些課程實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，建立完整的實(shí)驗(yàn)體系。如我們以心電圖信號為線索，在《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程中設(shè)計(jì)了心電傳感器實(shí)驗(yàn)，在《微機(jī)原理》課程中設(shè)計(jì)了前述的心電信號采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，在《醫(yī)學(xué)儀器原理》課程中設(shè)計(jì)了心電放大器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在《醫(yī)學(xué)信號處理》中設(shè)計(jì)了心電圖分析實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過這樣一系列的理論與實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，不僅能夠更深刻理解各門課程的理論內(nèi)容，并且能夠掌握電子醫(yī)療儀器設(shè)備的較為完整的實(shí)際開發(fā)過程。

3.開放性實(shí)驗(yàn)體系。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，有助于形成適應(yīng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才需求的合理培養(yǎng)模式，符合現(xiàn)階段社會(huì)對人才類型、結(jié)構(gòu)的需求，是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的必由之路，而培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才則是開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想和目標(biāo)。

作為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充提高，以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的體現(xiàn)，依托微機(jī)原理課程及實(shí)驗(yàn)平臺，我們構(gòu)建了一系列的具有專業(yè)特色的開放實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)課題，由指導(dǎo)教師結(jié)合科研工作，設(shè)計(jì)具有一定實(shí)用性、前沿性和探索性的集成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生自由選擇，作為課程實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充與擴(kuò)展，形成課內(nèi)課外的綜合實(shí)驗(yàn)體系。

實(shí)驗(yàn)過程中我們開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提出明確而適度的任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)，注意難度與工作量適度，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的不同能力差異設(shè)置不同的任務(wù)，防止因任務(wù)難度過大學(xué)生無法達(dá)成任務(wù)而造成積極性受挫、放棄任務(wù)的局面。另一方面，合理分解任務(wù)，提倡學(xué)生間的協(xié)作學(xué)習(xí)，通過小組討論、協(xié)商，在有限的時(shí)間內(nèi)以互相學(xué)習(xí)的方法進(jìn)一步深化對開放實(shí)驗(yàn)課題的認(rèn)識，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。

三、結(jié)論

實(shí)踐證明，微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以及專業(yè)集成創(chuàng)新平臺的建設(shè)，大大改善了教學(xué)效果，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并使學(xué)生系統(tǒng)地接受科學(xué)思維方法、科學(xué)發(fā)現(xiàn)模式的教育和培訓(xùn)，提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，滿足了行業(yè)發(fā)展對應(yīng)用型人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

    生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是融合理工科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的 理論和方法逐步成長起來的邊緣性學(xué)科，其基本任 務(wù)是運(yùn)用理工科原理和工程技術(shù)方法，研究和解決 醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的相關(guān)問題。作為一門獨(dú)立學(xué)科發(fā) 展的歷史尚不足50年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科得到了長足的發(fā)展。它在保障人 類健康和推進(jìn)疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等技術(shù) 進(jìn)步所起的作用日益增強(qiáng)，已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療衛(wèi)生 健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)和有力技術(shù)支撐。

20世紀(jì)60年代，美國一些著名大學(xué)先后開啟了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)，相繼啟動(dòng)了生物醫(yī)學(xué) 工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。美國的生物醫(yī)學(xué)工程教育特 點(diǎn)是在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需求驅(qū)動(dòng)建立起來的具有其自身 特性,且反映了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的前 沿特征。各個(gè)學(xué)校的本科教育課程雖然具有自己的 特色,但在課程設(shè)置上大致可以分為科學(xué)基礎(chǔ)課程、 專業(yè)核心課程、關(guān)注領(lǐng)域課程、設(shè)計(jì)課程、人文與社 會(huì)科學(xué)課程、專業(yè)選修課程及其他選修課程等六 類Q_2。不同學(xué)校本科課程的主要差異體現(xiàn)在專業(yè) 選修課程及其他選修課程的設(shè)置上，各個(gè)學(xué)校根據(jù) 自身的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究方向和研究水平特 點(diǎn)開設(shè)一些相應(yīng)的選修課程，并培養(yǎng)學(xué)生在相應(yīng)方 向上的研究探索實(shí)踐能力。這是美國生物醫(yī)學(xué)工程 本科教育的基本特點(diǎn)。

我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育起步于20世紀(jì)80 年代,主要發(fā)源于著名工科院校的信息技術(shù)類專業(yè) 和力學(xué)專業(yè),進(jìn)而逐漸形成的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教 育,后來，_些醫(yī)學(xué)院校在醫(yī)學(xué)物理和醫(yī)用計(jì)算機(jī)技 術(shù)的基礎(chǔ)上相繼開展了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育，于 是在我國基本上形成了這樣兩種類型的生物醫(yī)學(xué)工 程學(xué)科[4_3。上述兩類院校的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建 設(shè)發(fā)展模式各具側(cè)重,遵循了共同的學(xué)科基礎(chǔ),在培 養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的應(yīng)用層面上有顯著特 點(diǎn)。相對來說,工科院校的生物醫(yī)學(xué)工程培養(yǎng)模式 注重工程技術(shù)的開發(fā)和功能拓展，醫(yī)科院校則注重 醫(yī)學(xué)與工程結(jié)合、工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的綜合應(yīng)用。

1 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展思路

    生物醫(yī)學(xué)工程是一種交叉學(xué)科，交叉的學(xué)科基 礎(chǔ)及其融合的緊密程度決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的 發(fā)展水平,交叉的學(xué)科發(fā)展推動(dòng)著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展,并且使得生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究領(lǐng)域變 得十分廣泛,而且處在不斷發(fā)展之中。

1.1學(xué)科發(fā)展軌跡在中國，基于電子信息工程發(fā)展而來的生物醫(yī) 學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物醫(yī)學(xué)儀器、生物醫(yī)學(xué)信號 檢測與處理、生物醫(yī)學(xué)信息計(jì)算分析、生物醫(yī)學(xué)成像 及圖像處理分析、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、臨床治 療與康復(fù)的工程優(yōu)化方法、手術(shù)規(guī)劃圖像仿真以及 圖像導(dǎo)引手術(shù)及放療優(yōu)化等；有基于力學(xué)發(fā)展而來 的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物流體力學(xué)、生物 固體力學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、計(jì)算生物力學(xué)和微觀尺度 的細(xì)胞生物力學(xué)等；基于化學(xué)材料工程發(fā)展而來的 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物材料學(xué)、組織工程 與人工器官、物理因子的生物化學(xué)效應(yīng)等。

1.2學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)作為交叉學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，其發(fā)展的 關(guān)鍵在于交叉學(xué)科間的交叉融合。構(gòu)建一種良好的 交叉結(jié)構(gòu),對推動(dòng)交叉學(xué)科的發(fā)展具有至關(guān)重要的 作用。約翰霍普金斯大學(xué)對于生物醫(yī)學(xué)工程這樣的 交叉學(xué)科的描述有一個(gè)形象的說法：交叉學(xué)科如同 在不同學(xué)科之間建立起連接橋梁,如果在河兩岸沒 有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),橋是無法建立好的,對于生物醫(yī)學(xué)工 程這樣一座建立在兩個(gè)不同學(xué)科之間的橋來說,它的 發(fā)展要求具有堅(jiān)實(shí)的交叉學(xué)科基礎(chǔ)和交叉學(xué)科緊密 融合深度。那么在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科構(gòu)建良好的交 叉結(jié)構(gòu),需要選取具有理論支撐和技術(shù)支撐的主干學(xué)科進(jìn)行交叉,凝練學(xué)科方向,不能大而全,過于寬泛。

目前，醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像技術(shù)具有良好的應(yīng) 用和發(fā)展前景,應(yīng)該成為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重點(diǎn) 發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備能有力推動(dòng)醫(yī) 療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備是現(xiàn)代醫(yī) 療器械產(chǎn)業(yè)中的主流產(chǎn)品，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著主導(dǎo) 和引領(lǐng)作用。其發(fā)展水平已成為一個(gè)國家綜合經(jīng)濟(jì) 技術(shù)實(shí)力與水平的重要標(biāo)志之一。產(chǎn)業(yè)化驅(qū)動(dòng)也是 學(xué)科發(fā)展的一種動(dòng)力，也為學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展奠定 良好的基礎(chǔ)。基于醫(yī)療衛(wèi)生健康事業(yè)的需求和生命 科學(xué)發(fā)展的大趨勢，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)大力促進(jìn) 醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像方法的學(xué)科建設(shè),從而提升整 個(gè)學(xué)科的發(fā)展水平。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)離不開一流的學(xué)術(shù)研 究和學(xué)術(shù)成果的應(yīng)用。一流的學(xué)術(shù)研究不但能提升 學(xué)科的發(fā)展水平,而且能開拓學(xué)科縱深發(fā)展,產(chǎn)生良 好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)科服務(wù)社會(huì) 發(fā)展的能力。學(xué)術(shù)研究的前瞻性和創(chuàng)新性將確保學(xué) 科建設(shè)的發(fā)展動(dòng)力和趨勢以及學(xué)科發(fā)展的活力。

交叉學(xué)科往往具有不同程度的可替代性。可替 代性程度越高，交叉學(xué)科存在的必要性就越小。如 何減小生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可替代性的程度是需要深 入思考的，是需要提升學(xué)科的特異性的。生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)的學(xué)術(shù)研究主要包括應(yīng)用理論研究和理論應(yīng) 用研究,應(yīng)用理論研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域 所需要解決的科學(xué)問題，開展新理論、新方法的研 究。 理論應(yīng)用研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域所需 要解決的科學(xué)和技術(shù)問題,借助理工科的相關(guān)理論 和方法開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。應(yīng)用理論研 究是理論驅(qū)動(dòng)型的學(xué)術(shù)研究，理論應(yīng)用研究是應(yīng)用 驅(qū)動(dòng)型的學(xué)術(shù)研究。 理論驅(qū)動(dòng)型和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型是生 物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科學(xué)術(shù)研究的兩種主要模式。 理工科 大學(xué)具有良好的理論創(chuàng)新基礎(chǔ)和強(qiáng)大的交叉的學(xué)科 背景，開展理論驅(qū)動(dòng)型研究具有自身優(yōu)勢。醫(yī)學(xué)院 校具有豐富的醫(yī)學(xué)資源，面臨著大量需要應(yīng)用理工 知識解決的醫(yī)學(xué)問題,開展應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型研究,將很好 地實(shí)現(xiàn)與醫(yī)學(xué)的應(yīng)用融合，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià) 值,有力推進(jìn)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。各自的學(xué)術(shù)優(yōu)勢 將有利于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特色發(fā)展,從而增強(qiáng)其 不可替代的程度，實(shí)現(xiàn)學(xué)科可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

1.3學(xué)科體系作為一級學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程，包含學(xué)科的理 論體系和技術(shù)體系，且該體系離不開所交叉的學(xué)科 的理論體系和技術(shù)體系的支撐，此外生物醫(yī)學(xué)工程 學(xué)科理論體系和技術(shù)體系既要有學(xué)科自身的特色， 又要具有可持續(xù)發(fā)展和一定程度上的不可替代性， 這樣學(xué)科才會(huì)有旺盛的生命力。要面向醫(yī)療衛(wèi)生、 生物科學(xué)所涉及的重大、重要技術(shù)理論問題及基礎(chǔ) 應(yīng)用開展學(xué)術(shù)研究。實(shí)現(xiàn)良好的學(xué)術(shù)研究定位,形 成自己的理論體系和技術(shù)體系。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展

    守正創(chuàng)新是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的必由之 路,人類已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代,所謂大數(shù)據(jù)（big data), 或稱海量數(shù)據(jù)，是指由于數(shù)據(jù)容量太龐大和數(shù)據(jù)來 源過于復(fù)雜,無法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)工具軟件對 其內(nèi)容進(jìn)行獲取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸、挖掘 和分析處理的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)具有“4V ”特征:①數(shù) 據(jù)容量（volume)大;②數(shù)據(jù)種類（variety)多，常常具 有不同的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)來源；③動(dòng)態(tài)變化 (velocity)快,如各種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，非平穩(wěn)數(shù)據(jù)，時(shí)效性 要求高;④科學(xué)價(jià)值(value)大,盡管目前利用率低, 卻常常蘊(yùn)藏著新知識和重要特征價(jià)值或具有重要預(yù) 測價(jià)值。大數(shù)據(jù)是需要新的分析處理模式才能挖掘 分析出其蘊(yùn)藏的重要特征信息[<3。

人體生老病死的生命過程就是一個(gè)不斷涌現(xiàn)的 生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)生源，這種源源不斷的生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)的檢測、處理與分析,將給生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科 的建設(shè)與發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。模式識別、人 工智能、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展將帶動(dòng)大數(shù)據(jù) 處理技術(shù)的進(jìn)步。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)廣泛涉及人類醫(yī) 療衛(wèi)生健康相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域：臨床醫(yī)療、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、 公共衛(wèi)生、醫(yī)藥研發(fā)、臨床工程、心里、行為與情緒、 人類遺傳學(xué)與組學(xué)、基因和蛋白質(zhì)組學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、 健康網(wǎng)絡(luò)信息等，可謂包羅萬象,紛繁復(fù)雜。生物醫(yī) 學(xué)大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏了種種有科學(xué)價(jià)值的信息,研究有 效的大數(shù)據(jù)挖掘的新理論、新技術(shù)和新方法,對生物 醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和融合計(jì)算分析，充分挖掘生 物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的信息關(guān)聯(lián)和特征關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)空間 映射關(guān)聯(lián),既能為疾病的預(yù)防、發(fā)生發(fā)展、診斷和治 療康復(fù)提供系統(tǒng)化的全新的認(rèn)識，有利于深入疾病 機(jī)理研究分析，開展個(gè)性化診療。還可以通過整合 系統(tǒng)生物學(xué)與臨床數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確地預(yù)測個(gè)體患病風(fēng) 險(xiǎn)和預(yù)后,有針對性地實(shí)施預(yù)防和治療。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科所面臨的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)主 要包括多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、多種類醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù) 以及基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息數(shù)據(jù)。生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛深遠(yuǎn)的 應(yīng)用前景,從三個(gè)方面應(yīng)用將推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展。

(1) 開展多模態(tài)影像大數(shù)據(jù)計(jì)算分析。醫(yī)學(xué)影 像學(xué)科的發(fā)展從早期看得到，到看得清，目前的看得 準(zhǔn),未來的趨勢是看得早。只有看得準(zhǔn)和看得早才 有利于臨床早期干預(yù)，提高治療預(yù)期。醫(yī)學(xué)影像大 數(shù)據(jù)計(jì)算分析在影像診斷、手術(shù)計(jì)劃、圖像導(dǎo)引、遠(yuǎn) 程醫(yī)療和病程跟蹤將發(fā)揮越來越大的作用。

建立新的醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)計(jì)算分析模型和數(shù)值 計(jì)算方法,挖掘多模態(tài)影像數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)和特征 關(guān)聯(lián),將會(huì)提供強(qiáng)有力的影像診斷分析手段,極大地 推動(dòng)影像技術(shù)的發(fā)展，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和 科學(xué)價(jià)值。

(2) 開展多種類醫(yī)學(xué)信號大數(shù)據(jù)計(jì)算分析。醫(yī) 學(xué)信號大多直接產(chǎn)生于生理和病理過程中的信號， 能在不同層面上表達(dá)生理和病理相關(guān)機(jī)制特征。融 合多種醫(yī)學(xué)信號的大數(shù)據(jù)計(jì)算分析，能對生理病理 過程進(jìn)行更好更全面的闡釋，不僅能深入了解生理 病理的狀態(tài)特征和過程特征，而且能實(shí)現(xiàn)個(gè)體健康 監(jiān)測和管理。可以很好地開展回顧性研究和前瞻性 研究,推進(jìn)系統(tǒng)化的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的多 種醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù)的特征挖掘及特征關(guān)聯(lián)計(jì)算分析。 大數(shù)據(jù)挖掘能夠增加準(zhǔn)確度和發(fā)現(xiàn)弱關(guān)聯(lián)的能力， 能更好地認(rèn)識生理病理現(xiàn)象和本質(zhì)。

(3) 開展基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息大數(shù)據(jù) 計(jì)算分析?；蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和比 較基因組學(xué)的不斷發(fā)展涌現(xiàn)了海量的需要計(jì)算分析 的生物信息數(shù)據(jù)，已進(jìn)入計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的時(shí)代。 開展生物信息大數(shù)據(jù)計(jì)算分析，可以拓展組學(xué)研究 及不同組學(xué)間的關(guān)聯(lián)研究。從環(huán)境交互、個(gè)體生活 方式、心里行為等暴露組學(xué)，至細(xì)胞分子水平上的基 因組學(xué)、表觀組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組 學(xué)、基因蛋白質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),再到人類健康和疾病狀態(tài) 的表型組學(xué)等不同層面不同方向上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的關(guān) 聯(lián)計(jì)算分析，可以全面闡述生命過程機(jī)制,挖掘生命 過程特征及關(guān)聯(lián)特征。

篇4

1臨床醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系的調(diào)整

1.1醫(yī)學(xué)院校臨床醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)醫(yī)學(xué)院校的臨床醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用型人才以醫(yī)療設(shè)備的全程技術(shù)管理、信息系統(tǒng)的維護(hù)、影像工程科等為主。通過4年專業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)生對于醫(yī)療儀器有比較深入的了解，側(cè)重于理論的應(yīng)用，能夠?qū)x器進(jìn)行基本的保養(yǎng)、維護(hù)和一般性維修；對于儀器的醫(yī)學(xué)應(yīng)用比較了解，在醫(yī)生和儀器提供者之間起橋梁作用，承擔(dān)部分儀器的高效使用、改造等任務(wù)。同時(shí)也可以成為醫(yī)學(xué)儀器生產(chǎn)廠家的運(yùn)行、維護(hù)、安裝、研發(fā)等專業(yè)技術(shù)人才。

1.2專業(yè)課程以原理為基礎(chǔ)，兼顧應(yīng)用堅(jiān)持“重人品，厚基礎(chǔ)，強(qiáng)能力，寬適應(yīng)”的人才培養(yǎng)模式[5]，接受先進(jìn)的理論和技術(shù)。專業(yè)課程設(shè)置可分以下幾大類：醫(yī)學(xué)儀器與圖像處理類，包括電路、數(shù)字圖像處理、傳感器等；微機(jī)原理以及應(yīng)用類，包括單片機(jī)、計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)等；醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)類，包括系統(tǒng)解剖學(xué)、生理學(xué)等；生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程，包括生物力學(xué)、生物材料、醫(yī)學(xué)傳感器等。教學(xué)以“學(xué)為主，教為導(dǎo)”的方法，采取啟發(fā)式、討論式教學(xué)[6]。授課以原理為基礎(chǔ)，不要求復(fù)雜的公式推導(dǎo)，但是要有定性的概念，例如超聲探頭高頻低頻的應(yīng)用差別。由于設(shè)備更新?lián)Q代很快，無需糾結(jié)于某個(gè)特定型號的設(shè)備并研究其具體功能，應(yīng)概括性介紹醫(yī)學(xué)設(shè)備的應(yīng)用。開設(shè)理論教學(xué)與實(shí)地教學(xué)相結(jié)合，與醫(yī)院合作，組織學(xué)生到醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)，請相關(guān)業(yè)務(wù)人員介紹醫(yī)療儀器和系統(tǒng)的軟件以及硬件設(shè)備，及其實(shí)際運(yùn)行情況，使學(xué)生有更直觀的認(rèn)識。

1.3引入醫(yī)療器械風(fēng)險(xiǎn)管理的概念，加強(qiáng)學(xué)生醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)意識在基礎(chǔ)專業(yè)課程教學(xué)的同時(shí)，引入醫(yī)療器械風(fēng)險(xiǎn)管理的概念。表1為制造商對某設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的可能性評估。表格左列為危險(xiǎn)的可能性分類，首行為危險(xiǎn)的嚴(yán)重性分類，陰影區(qū)是可用性測試工程師優(yōu)先考慮的內(nèi)容。風(fēng)險(xiǎn)分為R1、R2、R3、R4、R5、R6等6個(gè)等級。醫(yī)療器械的風(fēng)險(xiǎn)管理貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期，在設(shè)備的使用過程中仍可能存在，因此醫(yī)療工程人員需要具有醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)意識。在教學(xué)中，引入醫(yī)療器械風(fēng)險(xiǎn)管理的概念，讓學(xué)生了解醫(yī)療環(huán)境下多種因素都有可能造成醫(yī)療設(shè)備的使用風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)臨床醫(yī)學(xué)工程在醫(yī)院工作“有用武之地”。

1.4以研帶教，直觀認(rèn)識醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上兼顧研究和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生科研能力的同時(shí)，加深學(xué)生對醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識程度。例如，我們對RFID標(biāo)簽在高磁場下應(yīng)用的安全性進(jìn)行測評[7-8]，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，13.56M無源RFID標(biāo)簽作為患者標(biāo)識，在1.5T磁場下持續(xù)使用對自身安全正確使用沒有影響，但是其可能影響核磁成像的信號及噪聲水平，形成偽影，見圖1。由此可見，通過簡單的研究發(fā)現(xiàn)臨床環(huán)境中風(fēng)險(xiǎn)因素隨時(shí)可能被引入。開展創(chuàng)新性研究實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實(shí)踐能力的同時(shí)，提升學(xué)生對臨床醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的興趣，更有利于學(xué)生今后的擇業(yè)意向。

2結(jié)語

篇5

關(guān)鍵詞 生物醫(yī)學(xué)工程；專業(yè)英語；教學(xué)改革

中圖分類號：H319.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)18-0077-02

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語是高校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)普遍開設(shè)的專業(yè)課程之一，課程內(nèi)容包括本專業(yè)知識和英語知識，與學(xué)生在大一大二時(shí)上的大學(xué)英語課有所不同。筆者根據(jù)近年在河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語課中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大多數(shù)學(xué)生的反饋，總結(jié)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語課程教學(xué)過程中的缺點(diǎn)與不足，并在教材編寫、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方法和技巧等方面提出改革措施。

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 教材老化

河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語一直使用幾年前的自編教材，教材內(nèi)容單調(diào)，沒有系統(tǒng)性。生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，教材無法緊跟時(shí)代，顯得有些老化，需要選擇更合適的教材。但目前生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語缺乏統(tǒng)一的教材，難以滿足教學(xué)要求，更達(dá)不到培養(yǎng)既通外語又懂專業(yè)的復(fù)合型人才的要求[1]。

1.2 教學(xué)方式落后

目前高校對專業(yè)英語的教學(xué)并沒有足夠的重視，教學(xué)方式大部分仍然是傳統(tǒng)的板書，而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語的特點(diǎn)是醫(yī)學(xué)名詞多，合成詞多，單詞長，拼寫難，長句較多，但句子結(jié)構(gòu)并不難，語法較簡單。以板書的方式教學(xué)，形式單一，實(shí)際講授內(nèi)容較少，學(xué)生感覺枯燥而且難學(xué)，普遍不感興趣，因此急需改革教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

1.3 考核方式單一

專業(yè)英語期末考核往往是由任課教師從教材或其他英語文獻(xiàn)中摘取幾段讓學(xué)生翻譯成漢語，這種考核方式太單一，與一般的英語考試也有所區(qū)別，而且與學(xué)生聽說讀寫的英語綜合能力考核的要求相差甚遠(yuǎn)。

2 教學(xué)改革的3個(gè)方面

針對以上教學(xué)中存在的問題，結(jié)合學(xué)院的實(shí)際，在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)英語課程的教學(xué)改革中應(yīng)明確：以提高學(xué)生專業(yè)英語水平為目標(biāo)，重新編寫教材，改革教學(xué)方法，引入多媒體教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并改革課程考試方法，真正考察學(xué)生對課程掌握情況及英語水平的進(jìn)步程度。

2.1 重新編寫教材

針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)已學(xué)完公共英語的大三學(xué)生重新編寫一本專業(yè)英語教材。生物醫(yī)學(xué)工程是運(yùn)用工程技術(shù)手段解決生物學(xué)及醫(yī)學(xué)上的問題，保障人類健康，為疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)服務(wù)的一門交叉學(xué)科，內(nèi)容廣泛，因此在選材時(shí)要充分考慮專業(yè)領(lǐng)域最新的發(fā)展方向，系統(tǒng)規(guī)劃，利用各種資源開發(fā)教材，確保章節(jié)、單元內(nèi)容適應(yīng)專業(yè)課的教學(xué)需求。所編教材共有6個(gè)單元的內(nèi)容：第一單元是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)簡介，包括專業(yè)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀、具體涉及的領(lǐng)域及生物醫(yī)學(xué)工程師的具體工作；第二單元是常用生物醫(yī)學(xué)儀器的介紹；第三單元是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的各種方法、目前醫(yī)院及科研中常見的各種影像儀器的原理與使用等；第四單元是醫(yī)院管理，主要介紹醫(yī)院管理系統(tǒng)HIS及其下屬的各個(gè)小系統(tǒng)，以PACS為重點(diǎn)進(jìn)行分析；第五單元是生物材料和組織工程；第六單元是康復(fù)工程和生物力學(xué)。

2.2 使用多媒體教學(xué)方式

專業(yè)英語課程使用板書的教學(xué)方式會(huì)因?yàn)闀鴮懓鍟速M(fèi)很多時(shí)間，課堂教學(xué)效果也不是很好。而采用多媒體教學(xué)，教師可以充分地利用課堂時(shí)間為學(xué)生講解課文中的生詞、長句，通過多媒體教學(xué)軟件的演示，將語言、文字、圖像等多種與課程內(nèi)容相關(guān)的信息顯示在屏幕上，使原本枯燥的內(nèi)容變得有聲有色，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，授課效率大有提高。比如較長的專業(yè)詞匯，學(xué)生剛學(xué)時(shí)感到很吃力，教師可以通過多媒體教學(xué)聲音與動(dòng)畫結(jié)合的演示，將單詞的拼寫以動(dòng)畫的形式在屏幕上演示，并在課件中加入單詞的讀音；而文中的長句則可以用不同的顏色標(biāo)出句子的主干及關(guān)鍵詞，這樣加深學(xué)生對生詞和長難句的理解和記憶，教學(xué)效果很好。

2.3 課程考核方法的改進(jìn)

盡管目前已有很多高校取消了英語四六級考試與畢業(yè)掛鉤的要求，但由于就業(yè)困難，許多大學(xué)生仍然十分重視四六級考試。因此，在專業(yè)英語的課程考核當(dāng)中，可以考慮使用四六級考試的多樣化題型來考查專業(yè)英語的內(nèi)容，而不僅僅像以前那樣簡單地出一些翻譯題型。這樣不僅考核了專業(yè)英語的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生來說也是一次四六級考試的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，引起學(xué)生的重視，也提高了積極性。

3 總結(jié)

通過教學(xué)改革實(shí)踐，不僅能夠提高學(xué)生對專業(yè)英語課程的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且豐富了教學(xué)手段，優(yōu)化了課堂教學(xué)效果，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)不僅能夠?qū)W到英語知識，也鞏固了專業(yè)知識，提高知識應(yīng)用能力和英語聽說讀寫能力。當(dāng)然改革是一個(gè)長期的過程，需要在教學(xué)過程中不斷完善，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能真正達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的目標(biāo)。

篇6

一、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特點(diǎn)

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)原理與方法,從工程學(xué)的角度研究生物體(特別是人體)的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象、探索生命本質(zhì),研究和開發(fā)用于防病治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的人工材料、制品、裝置、系統(tǒng)和工程技術(shù)的一門綜合性學(xué)科[1],是理工類學(xué)科與生物醫(yī)學(xué)學(xué)科深度交叉、高度融合的邊緣性學(xué)科,所涵蓋的領(lǐng)域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等其他學(xué)科不具有的特點(diǎn)。根據(jù)研究側(cè)重點(diǎn),生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可分為信息技術(shù)型、材料技術(shù)型、生物技術(shù)型、生物醫(yī)學(xué)研究型、醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)型、臨床生物醫(yī)學(xué)工程、軍事生物醫(yī)學(xué)工程等7類[2]。當(dāng)前討論和研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域主要有:生物醫(yī)學(xué)材料、生物力學(xué)、醫(yī)療信息技術(shù)、生物芯片與傳感技術(shù)、組織工程及再生醫(yī)學(xué)、介入醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)療器械等7個(gè)方面[3]。

二、醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)教育現(xiàn)狀分析

高等醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合緊密,醫(yī)學(xué)大背景很深厚,具備豐富的醫(yī)學(xué)類學(xué)科教學(xué)資源和優(yōu)越的臨床設(shè)備實(shí)踐條件等優(yōu)勢,但同時(shí)因?qū)W科體系不完善、教學(xué)師資力量比較薄弱、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)的高效快速發(fā)展。

1.理工學(xué)科體系不完善。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科涵蓋面非常廣,廣到什么程度呢?可以用四個(gè)字形容———“包羅萬象”,如果用“學(xué)科頻譜”來描述學(xué)科涵蓋面寬度,生物醫(yī)學(xué)工程無疑是88個(gè)一級學(xué)科中“頻譜寬度”最寬的學(xué)科。目前大多數(shù)開設(shè)生物工程學(xué)的高等醫(yī)科院校,物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相比理工科院校比較薄弱,而且缺乏材料、自動(dòng)化等重要工程學(xué)科的有力支撐,這些支撐學(xué)科的缺少會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)課程設(shè)置不完善以及綜合性實(shí)踐訓(xùn)練平臺缺乏,學(xué)生無法系統(tǒng)地學(xué)習(xí)工程類課程,得不到系統(tǒng)扎實(shí)的工程技術(shù)訓(xùn)練,影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的整體實(shí)現(xiàn)。

2.復(fù)合型師資比較缺乏。要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才目標(biāo),首先需建設(shè)一支醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型師資隊(duì)伍方陣。在高等醫(yī)科院校,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)師資隊(duì)伍中具有理工科教育背景和醫(yī)學(xué)教育背景的教師比較多,而既懂醫(yī)學(xué)又懂工程技術(shù),能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)需求緊密結(jié)合起來的復(fù)合型、交叉型、融合型師資比較缺乏,教師隊(duì)伍知識結(jié)構(gòu)普遍不夠合理,與各相關(guān)學(xué)科交叉融合能力弱,這些現(xiàn)狀一定程度上影響了課程體系構(gòu)建以及教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)不扎實(shí)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)85%以上的基礎(chǔ)課和專業(yè)(基礎(chǔ))課程都要開展實(shí)踐教學(xué),必須建設(shè)相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)平臺,這些實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要求高、儀器設(shè)備多、投入大,部分院校在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入不足,單獨(dú)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程比較少,實(shí)踐教學(xué)體系不夠完善;課程標(biāo)準(zhǔn)中演示性、驗(yàn)證性等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比較多,而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比較少[4];缺乏“大學(xué)生電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新基地”等綜合性實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)硬件軟件平臺和組織管理經(jīng)驗(yàn);學(xué)生規(guī)模小,缺少其他理工科學(xué)科支撐,組隊(duì)參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)競賽等活動(dòng)較為困難。

4.學(xué)生專業(yè)思想不牢固。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科,覆蓋面廣,涉及領(lǐng)域跨度大,專業(yè)知識體系復(fù)雜,專業(yè)課程內(nèi)容在各學(xué)科之間交叉頻繁,本科學(xué)生對本專業(yè)缺乏深入的了解、足夠的信心和學(xué)習(xí)熱情;相對材料、自動(dòng)化、機(jī)械、通信以及臨床、醫(yī)學(xué)影像等專業(yè),生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)知識普遍存在“寬而不精”,“廣而不細(xì)”等問題,就業(yè)時(shí)相對處于劣勢;部分學(xué)生由于學(xué)習(xí)任務(wù)重、壓力大,導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性不高,專業(yè)思想不夠牢固,甚至影響到專業(yè)整體的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

三、對策初探

高等醫(yī)科院校要盯準(zhǔn)醫(yī)工結(jié)合的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo),突出學(xué)科交叉綜合培養(yǎng)、工程技術(shù)意識培養(yǎng)、創(chuàng)新能力素質(zhì)培養(yǎng),深化教學(xué)改革,加大教學(xué)投入,改善教學(xué)環(huán)境,加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè),充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校資源優(yōu)勢,積極探索具有醫(yī)科院校特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育培養(yǎng)模式,構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系,不斷提升生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.堅(jiān)持走“先研究生后本科生”的教育培養(yǎng)模式。“覆蓋廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等特點(diǎn)決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)的開設(shè)和建設(shè),對教學(xué)基本建設(shè)、課程體系構(gòu)建、師資隊(duì)伍力量、實(shí)踐教學(xué)平臺等方面要求比較高,必須具備一定水平的軟硬件條件。醫(yī)科院校在開設(shè)建設(shè)之初,往往存在培養(yǎng)方向不明確、課程體系不科學(xué)、平臺條件不完善、師資力量不足等困難和問題,因此,對于計(jì)劃開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高等醫(yī)科院校來說,要堅(jiān)持走“先研究生培養(yǎng)后本科生培養(yǎng)”的教育培養(yǎng)模式,通過5-10年時(shí)間的研究生培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè),加強(qiáng)教學(xué)基本建設(shè),積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),規(guī)范教學(xué)管理,建設(shè)一支高素質(zhì)師資隊(duì)伍和一批高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,構(gòu)建完善的課程培養(yǎng)體系和實(shí)踐教學(xué)體系,為本科生培養(yǎng)創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件和學(xué)習(xí)環(huán)境。

篇7

    1  資料與方法

    1.1  一般資料

   本組23例，男16例，女7例。年齡3-10歲，均為玩耍或行走跌倒受傷。伸直型16例，屈曲型7例，均為閉合骨折。傷后至手術(shù)時(shí)間：24h內(nèi)者13例，3-7 d者10例。

    1.2  手術(shù)方法

    采用氯胺酮麻醉，上止血。取肘外側(cè)入路[1]，骨膜下剝離，顯露骨折斷端，清除骨折端凝血塊并牽開嵌壓于骨折端的軟組織；術(shù)者與助手先持續(xù)輕柔的牽引糾正骨折前后重疊移位，再糾正側(cè)方和旋轉(zhuǎn)移位；骨折端復(fù)位時(shí)遵循橈側(cè)嵌插、尺側(cè)稍分離、尺偏型矯枉過正或輕度橈偏、橈偏型不矯枉過正的原則[2]。復(fù)位時(shí)配合左手食指和拇指夾持、推頂作用，并觸摸尺骨鷹嘴窩和冠狀窩判定復(fù)位準(zhǔn)確的情況后，伸屈活動(dòng)肘關(guān)節(jié)觀察恢復(fù)提攜角后，利用左手拇指及其他各指推頂穩(wěn)定維持骨折，持電鉆克氏針從外上髁斜行45°向內(nèi)上方鉆入直徑1.5-1.8 mm的克氏針，使針尖穿出對側(cè)近端骨皮質(zhì)約3 mm左右，內(nèi)上髁穿針時(shí)注意觸摸，避開尺神經(jīng)溝，依照前法交叉鉆入克氏針至對側(cè)皮質(zhì)，伸屈肘關(guān)節(jié)，檢查肘關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況及骨折部位穩(wěn)定性，必要時(shí)可于外髁處再加一枚克氏針。直徑2.0mm鉆頭于骨折近端外側(cè)距骨折線2cm處前后方向鉆孔，穿入一根一號強(qiáng)生愛惜康產(chǎn)品pds-ⅱ可吸收線，8字繞過外側(cè)克氏針針尾加壓固定，再次伸屈肘關(guān)節(jié)無異常后，剪斷克氏針多余部分，針尾折彎留置皮下，注意內(nèi)上髁折彎的針尾對尺神經(jīng)的嵌壓，放松止血帶，確定無搏動(dòng)性出血，橈動(dòng)脈搏動(dòng)良好，沖洗傷口，逐層關(guān)閉切口。石膏托固定于屈肘100位。

    1.3 術(shù)后處理  

    術(shù)后使用抗生素3-5d預(yù)防感染，適當(dāng)脫水消腫處理，石膏托固定于屈肘100位。早期開始右手右肩主動(dòng)功能鍛煉，兩周后拆除石膏，行肘關(guān)節(jié)主被動(dòng)屈伸鍛煉。術(shù)后8-10周攝片檢查骨折愈合后拔除克氏針。

    2  結(jié)果  

    所有病例均達(dá)解剖復(fù)位或近解剖復(fù)位，切口均一期愈合。5例于三周后出現(xiàn)釘尾外露，給與拔除外露鋼針。所有患者均獲隨訪，隨訪時(shí)間6-18個(gè)月，平均10個(gè)月。

所有病例骨折均一期愈合，根據(jù)李稔生等[3]肘關(guān)節(jié)術(shù)后功能評判標(biāo)準(zhǔn)評定療效。優(yōu):肘屈伸受限＜10°，肘內(nèi)翻＜5°。良：肘屈伸受限10°～20°，肘內(nèi)翻6°～10°?？桑褐馇焓芟?1°～30°，肘內(nèi)翻11°～15°。差：肘屈伸受限＞30°，肘內(nèi)翻＞15°。

    本組結(jié)果：優(yōu)18例，良4例，可1例，優(yōu)良率95.6%。無一例出現(xiàn)骨折再移位和尺神經(jīng)損傷。

    3  討論

    兒童肱骨髁上骨折對無移位或移位輕、患肢腫 脹輕者可行手法復(fù)位，小夾板或石膏外固定，但對于嚴(yán)重移位、腫脹明顯或伴有神經(jīng)損傷的肱骨髁上骨折采用切開復(fù)位內(nèi)固定是必要的，不主張多次手法復(fù)位，不僅患兒痛苦大，更加重局部軟組織的損傷，增加肘關(guān)節(jié)功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)。手術(shù)時(shí)機(jī)應(yīng)避開腫脹高峰期，腫脹重者須抬高患肢懸吊牽引，加強(qiáng)脫水治療，待腫脹減輕后再手術(shù)[4]。

    目前，兒童肱骨髁上骨折內(nèi)固定以交叉克氏針較為常用。楊勇等[5]報(bào)道，通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了改良張力帶固定效果明顯優(yōu)于交叉克氏針，其穩(wěn)定性能滿足術(shù)后早期主動(dòng)活動(dòng)肘關(guān)節(jié)的生物力學(xué)需要。連洪凱[6]等證實(shí)克氏針張力帶固定牢靠，并觀察到應(yīng)用張力帶后由于外側(cè)加壓，使內(nèi)側(cè)稍有分離，糾正壓縮缺損，防止肘內(nèi)翻，可有效避免肢體重力及前臂旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的肘內(nèi)翻的發(fā)生。作者認(rèn)為：克氏針張力帶內(nèi)固定符合肘關(guān)節(jié)生物力學(xué)要求，能早期進(jìn)行關(guān)節(jié)功能鍛煉，是較理想的方法。但二次手術(shù)取出鋼絲時(shí)的創(chuàng)傷較大。采用可吸收線代替鋼絲，免除二次取出，留于皮下的克氏針可局麻下輕易取出，減少了二次手術(shù)的創(chuàng)傷?？晌站€為愛惜康產(chǎn)品pds-ⅱ，其強(qiáng)度是同直徑普通縫線的2.5倍，雙股pds-ⅱ線其強(qiáng)度為普通縫線的5倍。術(shù)后4度為始強(qiáng)度的75%，6周為50%［7］，可達(dá)到骨折固定的要求。顯然，生物可吸收張力帶可為病人早期功能鍛煉提供足夠的強(qiáng)度。隨著骨折的逐漸愈合，骨的自身強(qiáng)度不斷增加，而可吸收線逐漸被降解吸收，從時(shí)間上可完全滿足骨折愈合過程。

    因此，交叉克氏針加可吸收線張力帶內(nèi)固定既實(shí)現(xiàn)了內(nèi)固定的穩(wěn)定性，有利于骨折端的加壓，促進(jìn)骨折愈合，防止肘內(nèi)翻的發(fā)生，又減少了二次手術(shù)的創(chuàng)傷，是一種治療兒童肱骨髁上骨折較為理想的方法。

參 考 文 獻(xiàn) 

[1]胥少汀.實(shí)用骨科學(xué)[m]．3版.北京：人民軍醫(yī)出版社,2006：424.

[2]徐英杰,張樹偉,張子元,等．210例小兒肱骨髁上骨折治療方法改進(jìn)的探討[j]．中華骨科雜志,1998（8）：463-466.

[3]李稔生,陸裕樸．肱骨髁上骨折的治療[j]．中華骨科雜志,1982(5)：264-267.

[4]鐘澤蒞,譚倫.小切口外側(cè)入路交叉克氏針治療兒童移位肱骨髁上骨折[j]．四川醫(yī)學(xué),2007(10)：1158.

[5]楊勇，王建華，邵斌等.改良張力帶鋼絲治療肱骨髁上骨折的生物力學(xué)研究及其應(yīng)用[j]．中華骨科雜志,2002.22(1)：36.

篇8

1.1研究對象的選擇

我國現(xiàn)有127所高等學(xué)校開展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本專科人才培養(yǎng)工作，其中96所為綜合性或單科性理工類院校，31所為單科性醫(yī)科院校。所有院校的專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)中都開設(shè)了人文社科類、醫(yī)學(xué)類基礎(chǔ)類、理工類基礎(chǔ)課程、工程類核心課程及其相關(guān)選修課程，不同院校的課程體系結(jié)構(gòu)不同，在學(xué)分、學(xué)時(shí)及其實(shí)施等多方面有不同程度的偏頗。一般來說，多數(shù)綜合性或理工類高校偏向于電子類、計(jì)算機(jī)類等理工方向，多數(shù)醫(yī)科類高校側(cè)重于生物材料與生物力學(xué)、影像工程、醫(yī)學(xué)物理、醫(yī)學(xué)儀器等領(lǐng)域。我們從10所國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)高校中選擇了“單科性院?！戏结t(yī)科大學(xué)”和“綜合性院?！笨萍紝W(xué)院”的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）的課程體系進(jìn)行比較分析研究。

1.2研究資料的主要來源

南方醫(yī)科大學(xué)的研究資料來源于該校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院提供的專業(yè)培養(yǎng)方案的電子版和該校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)主頁；湖北科技學(xué)院的研究資料主要來源于原咸寧學(xué)院教務(wù)處編印的本科人才培養(yǎng)方案（2010年版）、學(xué)院主頁及其他查詢調(diào)研。

1.3主要研究方法

基本研究方法參照筆者前期生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系研究的思路[2]，文獻(xiàn)材料的收集研究采用系統(tǒng)研究法、比較法、統(tǒng)計(jì)法對院校專業(yè)、課程設(shè)置等多維要素進(jìn)行多方面的比較分析，找出特點(diǎn)、規(guī)律，發(fā)現(xiàn)存在的問題，以求得啟示。

2南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科課程體系

2.1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科簡況

南方醫(yī)科大學(xué)（以下簡稱南醫(yī)大）生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科及其相關(guān)專業(yè)有醫(yī)學(xué)影像工程、醫(yī)學(xué)信息工程、醫(yī)學(xué)儀器檢測、醫(yī)學(xué)物理、電子信息工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)辦學(xué)方向，還有“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”。2007年成為教育部高等學(xué)校第一類特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，并建設(shè)有國家級精品課程1門、省級精品課程和研究生示范課程多門，出版了國家級教材多部，多次獲廣東省教學(xué)成果獎(jiǎng)。

2.2生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）核心課程群

南醫(yī)大生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主干核心課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、人體解剖學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)用X線機(jī)系統(tǒng)原理、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、數(shù)字圖像處理、大型醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量保證、醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)、放射物理與防護(hù)、放射治療學(xué)、腫瘤放射物理學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)等。

2.3生物醫(yī)學(xué)院工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）課程結(jié)構(gòu)

南醫(yī)大生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程體系結(jié)構(gòu)分為政治理論與人文素質(zhì)課程、公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課四段式課程構(gòu)架模式。課程總學(xué)分/總學(xué)時(shí)為150學(xué)分/2668學(xué)時(shí)，其中理論課與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的學(xué)時(shí)比例為2199∶469（1∶0.21），必修課與專選課的學(xué)分比例為102.5∶47.5（1∶0.46），學(xué)時(shí)比例為1804∶864（1∶0.48）。

2.4集中實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)

南醫(yī)大的集中實(shí)踐訓(xùn)練折合為32周、1280學(xué)時(shí)。其中，模電課程設(shè)計(jì)1周、40學(xué)時(shí)；數(shù)電課程設(shè)計(jì)1周、40學(xué)時(shí)；信息技術(shù)、放射治療計(jì)劃、軟件工程等課程設(shè)計(jì)各2周，均為80學(xué)時(shí)；生產(chǎn)實(shí)習(xí)4周、160學(xué)時(shí)；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14周、560學(xué)時(shí)；軍訓(xùn)與勞動(dòng)2周、80學(xué)時(shí)；創(chuàng)新課程4學(xué)分、160學(xué)時(shí)。

2.5本科畢業(yè)生基本就業(yè)方向

課程體系中的主要課程及其相應(yīng)目標(biāo)決定畢業(yè)生未來的就業(yè)崗位和就業(yè)方向。南醫(yī)大生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科畢業(yè)生就業(yè)方向主要是在醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)從事醫(yī)學(xué)物理師的工作，也可在醫(yī)學(xué)科研機(jī)構(gòu)、高等院校、企事業(yè)單位從事醫(yī)學(xué)物理方面的研究、教學(xué)、開發(fā)和管理工作，還可攻讀本學(xué)科或相關(guān)學(xué)科碩士學(xué)位。

3湖北科技學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科課程體系

3.1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科簡況

湖北科技學(xué)院（以下簡稱湖科院）生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科及其相關(guān)專業(yè)有醫(yī)學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)影像工程、醫(yī)學(xué)物理、醫(yī)學(xué)信息工程、聽力學(xué)、眼視光學(xué)（注：醫(yī)學(xué)信息工程、眼視光學(xué)、聽力學(xué)方向沒有正式納入人才培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施中）6個(gè)培養(yǎng)方向。2007年生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)獲省級品牌專業(yè)，2009年成為教育部財(cái)政部高等學(xué)校第一類特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，并建設(shè)有3門校級精品課程，出版了醫(yī)用傳感器、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備、醫(yī)學(xué)物理學(xué)、醫(yī)療器械營銷實(shí)務(wù)等多部國家級教材，多次獲得湖北省教育廳、市級教學(xué)成果獎(jiǎng)。

3.2生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）核心課程群

湖科院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主干核心課程有高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、數(shù)字信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)概論、放射腫瘤學(xué)、生物物理學(xué)、放射物理與防護(hù)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用傳感器、放療與核醫(yī)學(xué)儀器、放療物理與放療技術(shù)等。

3.3生物醫(yī)學(xué)院工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)

湖科院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程體系分為通識教育課（通識教育必修課、通識教育選修課）、學(xué)科基礎(chǔ)必修課、專業(yè)課（專業(yè)必修課、專業(yè)選修課）三段式五層次課程構(gòu)架模式。課程中的總學(xué)分/總學(xué)時(shí)為158學(xué)分/2810學(xué)時(shí)，其中理論課與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的學(xué)時(shí)比例為2260∶550（1∶0.24）；必修課與專選課的學(xué)分比例是121∶37（1∶0.31），學(xué)時(shí)比例是2180∶630（1∶0.29）。

3.4集中實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)

湖科院的集中實(shí)踐訓(xùn)練共47周，其中專業(yè)實(shí)習(xí)26周、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10周、就業(yè)實(shí)踐8周、軍訓(xùn)3周；而勞動(dòng)教育、社會(huì)實(shí)踐、課程實(shí)習(xí)分散安排，放療技術(shù)、醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備、模電、數(shù)電等課程設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)分散實(shí)施，沒有記入訓(xùn)練周。

3.5本科畢業(yè)生基本就業(yè)方向

湖科院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科畢業(yè)生就業(yè)方向主要是在二級以上醫(yī)院配合放療醫(yī)師制定放射治療方案，實(shí)施治療方案；在其他醫(yī)療衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)從事醫(yī)療儀器、設(shè)備使用維護(hù)與維修；也可攻讀本學(xué)科或相關(guān)學(xué)科碩士學(xué)位。

4生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科課程體系的比較分析

4.1專業(yè)課程體系架構(gòu)的比較分析

南醫(yī)大生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科課程結(jié)構(gòu)由政治理論與人文素質(zhì)課程、公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程四段式課程構(gòu)成。公共基礎(chǔ)課程只開設(shè)必修課，其他每段課程均開設(shè)必修課、選修課，段內(nèi)必修課與選修課交織在一起。而湖科院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理方向）本科課程結(jié)構(gòu)由通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程三段式五層次課程結(jié)構(gòu)組成。學(xué)科基礎(chǔ)課程沒開設(shè)選修課，通識教育課程、專業(yè)課程均開設(shè)必修課、選修課二層次。南醫(yī)大是為數(shù)不多的沒有開設(shè)醫(yī)用化學(xué)課，卻把C語言程序設(shè)計(jì)課程納入核心課程的院校，未開設(shè)醫(yī)用化學(xué)課程表明專業(yè)遠(yuǎn)離生物或高分子材料類的發(fā)展方向。南醫(yī)大將高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理學(xué)列入公共基礎(chǔ)課程可能是因?yàn)樵撔儆趩慰菩葬t(yī)科院校，故將其列入所有專業(yè)的公共課。南醫(yī)大公共基礎(chǔ)課程沒有選修課，湖科院則是學(xué)科基礎(chǔ)課程中未設(shè)選修課。這意味著在公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課段建立大一統(tǒng)的具有相對穩(wěn)定性的課程教育平臺有利于實(shí)現(xiàn)大基礎(chǔ)、寬口徑、后分流的人才培養(yǎng)模式的選擇與創(chuàng)新，適合于拓展專業(yè)培養(yǎng)方向，而南醫(yī)大更能體現(xiàn)出平臺寬口徑。從醫(yī)療市場及其個(gè)性化課程來看，湖科院沒有開設(shè)臨床醫(yī)學(xué)概論課程，而南醫(yī)大開了56學(xué)時(shí)，這顯示出湖科院面向市場的個(gè)性化課程存在缺陷，沒有很好地研究未來就業(yè)崗位需要的人才。兩所院校的共同缺點(diǎn)是均沒有開設(shè)放射治療劑量學(xué)課程。

4.2課程體系教學(xué)任務(wù)備配的比較分析

4.2.1專業(yè)課程總學(xué)分、總學(xué)時(shí)、理論課與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比例的比較分析經(jīng)過比較可以看出，湖科院的學(xué)分、學(xué)時(shí)、理論課與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比例分別高出南醫(yī)大8學(xué)分/142學(xué)時(shí)，比例高出1∶0.03，但差異相差無幾。上海交通大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程總學(xué)時(shí)為1831學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)為243，占總學(xué)時(shí)的13.3％[3]。與上海交大相比，兩所院校的比例均高于上海交大，這顯示了211工程大學(xué)人才培養(yǎng)重理論教學(xué)與實(shí)踐研發(fā)、重自主學(xué)習(xí)之源。4.2.2必修課與專選課的比較分析選修課是課程結(jié)構(gòu)中必要的組成部分，是對必修課的優(yōu)化性的適時(shí)、適宜性補(bǔ)充，可彌補(bǔ)教學(xué)計(jì)劃中課程內(nèi)容的不足，調(diào)和、銜接課程內(nèi)容的順序性，也可適應(yīng)市場與社會(huì)發(fā)展的需要。南醫(yī)大的必修課與選修課學(xué)分、學(xué)時(shí)比例分別是1∶0.46、1∶0.48，而湖科院則是1∶0.31、1∶0.29。這表明南醫(yī)大的選修課學(xué)分、學(xué)時(shí)比例高于湖科院，且選修課偏重于學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課，容易造成學(xué)科、課程與教材建設(shè)方向性不明，專業(yè)建設(shè)穩(wěn)定性差。筆者建議，開設(shè)選修課學(xué)時(shí)數(shù)以不超過必修課的10％為宜，有些課程還可以專題講座的形式進(jìn)行[4]。學(xué)科基礎(chǔ)課程不開選修課最適合建立寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)平臺，以保持課程穩(wěn)定，在這方面湖科院做得較好。4.2.3學(xué)科基礎(chǔ)課程學(xué)分、學(xué)時(shí)、理論與實(shí)踐學(xué)時(shí)比例的比較分析學(xué)科基礎(chǔ)課程學(xué)分、學(xué)時(shí)分配數(shù)據(jù)從表1和表2中可看出，湖科院的學(xué)科基礎(chǔ)課為67學(xué)分，高于南醫(yī)大的54.5學(xué)分，高出12.5學(xué)分；湖科院的學(xué)時(shí)為1161，高于南醫(yī)大的950，高出211學(xué)時(shí)；南醫(yī)大的理論∶實(shí)踐的學(xué)時(shí)比例是808∶142（1∶0.18），而湖科院的理論∶實(shí)踐的學(xué)時(shí)比例是896∶265（1∶0.30），高出1∶0.12。如果從學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)分、學(xué)時(shí)占總學(xué)分、學(xué)時(shí)的比例看，湖科院為40.7%、41.3%，南醫(yī)大是36.4%、35.6%，兩所院校差異相差無幾，但是理論∶實(shí)踐的學(xué)時(shí)比例高出1∶0.12，有非常顯著性的差異，顯示出湖科院在學(xué)科基礎(chǔ)課教學(xué)中重實(shí)踐教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。這種差異性反映出湖科院是綜合性院校，涵蓋醫(yī)學(xué)、理學(xué)、工學(xué)等十大學(xué)科門類，組建了18個(gè)教學(xué)院部，給實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)建了良好的條件和豐富的共享資源。4.2.4醫(yī)學(xué)課程學(xué)時(shí)的比較分析南醫(yī)大開設(shè)的醫(yī)學(xué)課程是人體解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、放射生物學(xué)、放射治療學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)概論，總學(xué)時(shí)為336學(xué)時(shí)。湖科院開設(shè)的醫(yī)學(xué)課程是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)概論（解剖、生理、生化）、細(xì)胞生物學(xué)、放射生物學(xué)、病理解剖學(xué)、病理生理學(xué)、核醫(yī)學(xué)、放射診斷學(xué)，總學(xué)時(shí)是37時(shí)。從學(xué)時(shí)比較來看，湖科院的醫(yī)學(xué)課程學(xué)時(shí)高出南醫(yī)大43學(xué)時(shí)，兩所院校開設(shè)的醫(yī)學(xué)課程門數(shù)與學(xué)時(shí)數(shù)相差不大。兩所院校的比較分析與趙娜等人報(bào)道的“醫(yī)學(xué)院校開設(shè)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程比例高于理工院校，能夠?yàn)樵搶I(yè)的學(xué)生提供較為系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)類課程教育，完善學(xué)生的臨床知識體系，有助于該專業(yè)教學(xué)和科研水平的提高”論點(diǎn)不符[5]。從鄧軍民等人的報(bào)道資料看，首都醫(yī)科大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院開設(shè)的醫(yī)學(xué)課程有6門，共472學(xué)時(shí)[6]，遠(yuǎn)高于同質(zhì)同類院校的南醫(yī)大的260學(xué)時(shí)，也高于綜合類院校的湖科院的175學(xué)時(shí)。

4.3專業(yè)課程與就業(yè)方向的比較分析

從整體上講，主要課程的設(shè)置要面向社會(huì)、面向市場，在很大程度上決定、支撐著就業(yè)方向、就業(yè)崗位。兩所院校對就業(yè)方向的總體整合表述主要是在醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)從事放療方案的研制與放療技術(shù)工作，也可攻讀本學(xué)科或相關(guān)學(xué)科碩士學(xué)位。南醫(yī)大的就業(yè)方向偏重在醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)從事醫(yī)學(xué)物理師的工作，也可在科研機(jī)構(gòu)、高等院校、企事業(yè)單位、醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)從事科研、教學(xué)、開發(fā)和管理工作。而湖科院則偏重于在二級以上醫(yī)院配合放療醫(yī)師制定放射治療方案，實(shí)施治療方案；也可以在醫(yī)療衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)從事醫(yī)療儀器、設(shè)備的使用維護(hù)與維修。這些都是對各高校的辦學(xué)特色的理性表述。

4.4集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比較分析

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是集中培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的主要措施。南醫(yī)大的集中實(shí)踐訓(xùn)練為32周，與湖科院的47周相比，從表面上看少了15周，但由于各校的集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方式、方法與途徑各異，比較的實(shí)際意義不大。兩所院校的集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)雖各有長短，但都沒有達(dá)到高等學(xué)校理工類人才培養(yǎng)的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)。但與泰山醫(yī)學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)（醫(yī)學(xué)物理學(xué)方向）的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為59個(gè)訓(xùn)練周相比，兩所院校的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練周太少。湖科院的微機(jī)在醫(yī)學(xué)儀器中的應(yīng)用、放療儀器設(shè)備的設(shè)計(jì)、放療與核醫(yī)學(xué)儀器、放射物理與防護(hù)、放療物理技術(shù)等課程設(shè)計(jì)在操作層面上分別由醫(yī)學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)分散安排，這也是一個(gè)值得探討的問題。

5創(chuàng)新專業(yè)人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系目標(biāo)的幾點(diǎn)建議

通過專業(yè)課程體系的比較分析，依據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的社會(huì)需要，借助生物醫(yī)學(xué)工程教育專業(yè)本科國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的向?qū)?，配合專業(yè)評估與專業(yè)認(rèn)證的實(shí)施為載體的課程體系，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議。

5.1堅(jiān)持辦學(xué)理念創(chuàng)新，探究專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新的前沿，明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

理念創(chuàng)新與目標(biāo)要求可參照東北大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，綜合利用中外優(yōu)秀的辦學(xué)資源，發(fā)揮國內(nèi)外企業(yè)、集團(tuán)公司的科研、教學(xué)和市場優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)、學(xué)、研”合作與合作教育，培養(yǎng)適應(yīng)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科前沿的科技領(lǐng)域的發(fā)展需要，精通專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能，具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力的高級專業(yè)人才。

5.2深化課程體系改革，優(yōu)化、純化課程知識結(jié)構(gòu)

（1）當(dāng)代課程體系改革宜突破傳統(tǒng)三段式的課程結(jié)構(gòu)，建議建立新三段式九層次課程結(jié)構(gòu)，每段課程均開設(shè)必修課和選修課。以西安交通大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系為例，通識教育課程分為思想政治教育、國防教育、大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)等不斷教育課程和公共基礎(chǔ)通識教育課程；學(xué)科教育課程分為基礎(chǔ)科學(xué)教育課程、專業(yè)主干課程、專業(yè)課程；集中實(shí)踐教學(xué)分為畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、放療技術(shù)實(shí)踐、課外實(shí)踐（社會(huì)實(shí)踐、科技與競技活動(dòng)）。（2）必設(shè)臨床醫(yī)學(xué)概論、放射治療劑量課程，且其課程教學(xué)時(shí)數(shù)不低于180學(xué)時(shí)，有利于提高放療計(jì)劃方案制定的參與性、科學(xué)性和臨床放療的合理性，提高放療質(zhì)量與效益。（3）學(xué)習(xí)清華大學(xué)，結(jié)合本校特點(diǎn)探索夏季小學(xué)期制，滿足學(xué)生的個(gè)性化課程選修，拓展實(shí)踐的時(shí)間、空間，采用多元教學(xué)及實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

5.3明確課程體系改革思想，規(guī)范課程主導(dǎo)原則

課程體系設(shè)置可參照浙江大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，主要課程設(shè)置有計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子電路設(shè)計(jì)、傳感器與儀器設(shè)計(jì)、信息與圖像處理、生命科學(xué)類五大模塊。要求在課程體系的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容之間，其知識容量應(yīng)該有合理的比例，淡化學(xué)科自身的重要性，打破學(xué)科界限，避免結(jié)構(gòu)與知識出現(xiàn)較大的偏頗局面，也應(yīng)避免面向市場、就業(yè)崗位的選修課沖淡學(xué)科基礎(chǔ)或主干課程，對開設(shè)的選修課一定要突出個(gè)性化。另外，鼓勵(lì)將學(xué)科前沿的新知識、新技術(shù)、新成果快速引入主要課程內(nèi)容中，拓寬學(xué)生的知識視野。

5.4謀劃課程體系策略，控制課程教學(xué)時(shí)數(shù)比例

根據(jù)國家級特色專業(yè)建設(shè)質(zhì)量工程評估體系的要求，四年制本科生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際需要，課程總學(xué)時(shí)應(yīng)控制在2600~2800。課程學(xué)時(shí)分配應(yīng)適度減少專業(yè)課學(xué)時(shí)，相對增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，適量增加選修課和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。對理論與實(shí)踐課學(xué)時(shí)的比例控制，原則上要求研究型高校在增加學(xué)科基礎(chǔ)課理論學(xué)時(shí)的同時(shí)，宜將理論與實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)比例控制在1∶0.3左右，專業(yè)課控制在1∶0.4左右；而教學(xué)型高校宜適度減少學(xué)科基礎(chǔ)課，把理論與實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)比例控制在1∶0.35左右，專業(yè)課控制在1∶0.45左右。專業(yè)課程體系中的所有課程都必須以不同程度、形式、方法開展實(shí)踐教學(xué)，尤其是要注重專業(yè)課。

6結(jié)語

篇9

1一體化仿真平臺總體方案

1．1平臺概述為開展長期太空飛行環(huán)境下航天員作業(yè)能力變化規(guī)律分析，本文建立了航天員空間操作人因分析一體化仿真平臺。該平臺通過將一個(gè)具有物理人體測量特性的虛擬人與可計(jì)算的認(rèn)知模型及生物力學(xué)模型聯(lián)系在一起［7］，用虛擬人代替真實(shí)航天員，對航天員完成特定太空操作任務(wù)的腦力負(fù)荷、生物力學(xué)操作和任務(wù)績效進(jìn)行預(yù)測和分析。虛擬人作為人的與系統(tǒng)進(jìn)行交互，構(gòu)成人及操作環(huán)境的集成，實(shí)現(xiàn)人在回路外的計(jì)算機(jī)仿真(HOOTL)，其目的是取代耗時(shí)的被試實(shí)驗(yàn)而對任務(wù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行早期快速評估。由于人在回路外的仿真實(shí)驗(yàn)中用模型代替人，降低了人的危險(xiǎn)，大大的提高了實(shí)驗(yàn)分析的效率，縮短了研究周期，節(jié)省了研究經(jīng)費(fèi)。

1．2平臺體系架構(gòu)航天員空間操作人因分析一體化仿真平臺整體分為三層，用戶界面層提供整個(gè)平臺的綜合調(diào)度和管理，用于任務(wù)參數(shù)和資源輸入、模型參數(shù)配置及下層功能的調(diào)度;功能實(shí)現(xiàn)層包括認(rèn)知仿真、生物力學(xué)分析、績效分析、三維可視化，多模型融合通信和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，主要用于認(rèn)知決策過程仿真、人體生物力學(xué)仿真、工作負(fù)荷預(yù)測、績效分析和任務(wù)過程可視化。底層平臺硬件層通過集群系統(tǒng)為平臺提供高性能計(jì)算能力，用于骨應(yīng)力等有限元分析計(jì)算。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)平臺軟件系統(tǒng)主要包括平臺調(diào)度管理軟件、認(rèn)知仿真軟件、生物力學(xué)仿真軟件、績效分析軟件、三維可視化軟件、多模型融合通信和數(shù)據(jù)庫接口軟件。調(diào)度管理系統(tǒng)軟件是平臺主調(diào)度界面，用于任務(wù)參數(shù)和資源輸入、模型參數(shù)配置及下層功能平臺的選擇和調(diào)用。認(rèn)知仿真軟件實(shí)現(xiàn)認(rèn)知思維過程的仿真。生物力學(xué)分析軟件完成操作作業(yè)中人的生物力學(xué)特性仿真?？冃Х治鲕浖墓δ苁菍⑼瓿删唧w任務(wù)的作業(yè)績效采用圖形、曲線、圖表等多樣的可視化方式表示出來，并對績效仿真結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和分析。三維可視化軟件將載入作業(yè)任務(wù)三維場景，根據(jù)任務(wù)流程實(shí)時(shí)可視化表現(xiàn)任務(wù)過程。網(wǎng)絡(luò)通訊接口軟件實(shí)現(xiàn)平臺上各個(gè)模塊間的數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)通訊。數(shù)據(jù)庫軟件用于記錄仿真執(zhí)行時(shí)生成的數(shù)據(jù)，支持配置數(shù)據(jù)表、添加、修改、刪除、查詢、瀏覽等數(shù)據(jù)處理功能。航天員空間操作人因分析一體化仿真平臺將代替真實(shí)航天員，組成人在回路外的仿真系統(tǒng)，開展太空操作航天員認(rèn)知決策和作業(yè)能力預(yù)測與分析試驗(yàn)性研究。

1．3平臺工作流程平臺運(yùn)行時(shí)的仿真流程如圖2所示。通過平臺調(diào)度管理軟件進(jìn)行仿真任務(wù)的任務(wù)參數(shù)及仿真模型參數(shù)的初始化配置，并控制各個(gè)軟件的仿真進(jìn)程。認(rèn)知仿真軟件和生物力學(xué)仿真軟件根據(jù)初始化參數(shù)進(jìn)行模型計(jì)算，實(shí)時(shí)結(jié)果數(shù)據(jù)用于績效分析軟件的在線分析與監(jiān)視，需要大運(yùn)算量的后期處理數(shù)據(jù)將存儲在平臺仿真數(shù)據(jù)庫中用于績效分析軟件的離線分析處理，同時(shí)這兩個(gè)軟件將通過驅(qū)動(dòng)指令控制作業(yè)任務(wù)三維可視化軟件對整個(gè)任務(wù)的過程進(jìn)行三維可視化的顯示。

2平臺主要部分實(shí)現(xiàn)

2．1平臺調(diào)度管理軟件平臺調(diào)度管理軟件是人機(jī)交互主調(diào)度界面，用于對平臺其他軟件的調(diào)度、監(jiān)視和管理。提供作業(yè)任務(wù)描述和模型參數(shù)輸入功能，用戶可以選擇任務(wù)類型進(jìn)入任務(wù)描述界面，對任務(wù)參數(shù)，如對接起點(diǎn)位置、路徑、時(shí)間等進(jìn)行選擇，對認(rèn)知、績效等模型參數(shù)進(jìn)行配置。任務(wù)配置界面見圖3。平臺調(diào)度管理軟件具有任務(wù)仿真、模型修改、數(shù)據(jù)管理和仿真回放4個(gè)功能模塊，任務(wù)仿真模塊實(shí)現(xiàn)對作業(yè)任務(wù)的創(chuàng)建、配置、執(zhí)行、修改和刪除。模型修改模塊實(shí)現(xiàn)人的特性參數(shù)配置、認(rèn)知模型配置、生物力學(xué)模型配置和系統(tǒng)參數(shù)配置。數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)每次任務(wù)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)的瀏覽、導(dǎo)出及刪除等管理功能。仿真回放可依據(jù)已記錄在數(shù)據(jù)庫中任務(wù)仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)任務(wù)過程的仿真回放。為增強(qiáng)平臺的易用性，平臺調(diào)度管理軟件以人的特性為中心組織仿真的配置和參數(shù)的設(shè)置，將與人相關(guān)的認(rèn)知參數(shù)和生物力學(xué)參數(shù)組織至每個(gè)人的個(gè)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將認(rèn)知模型和生物力學(xué)模型中與人無關(guān)的通用模型參數(shù)或系統(tǒng)數(shù)據(jù)另外組織起來，在每次仿真調(diào)度開始時(shí)只需要簡單設(shè)置是任務(wù)的初始參數(shù)和執(zhí)行任務(wù)的虛擬人。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)平臺的開放性，通過軟件設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了軟件界面的動(dòng)態(tài)生成，像仿真任務(wù)調(diào)度，任務(wù)初始化參數(shù)設(shè)置，仿真模型參數(shù)修改等軟件界面都是由XML配置文件生成，當(dāng)界面需要增加新的參數(shù)時(shí)，只需修改界面配置文件，就可以實(shí)現(xiàn)軟件界面的更新，而不必重新修改和編譯軟件代碼。

2．2認(rèn)知仿真軟件平臺采用了Cao等［8］提出的ACTR-QN認(rèn)知體系架構(gòu)建立了人腦手控交會(huì)對接認(rèn)知模型。ACTR-QN認(rèn)知體系結(jié)構(gòu)由感知、認(rèn)知和動(dòng)作3個(gè)子網(wǎng)絡(luò)組成。感知子網(wǎng)絡(luò)包括視覺和聽覺模塊;認(rèn)知子網(wǎng)絡(luò)包括產(chǎn)生式模塊、說明性知識模塊、目標(biāo)模塊和各類緩沖器，產(chǎn)生式模塊與緩沖器進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)模塊間行為的調(diào)節(jié)和信息的處理;動(dòng)作子網(wǎng)絡(luò)包括手動(dòng)模塊和語言輸出模塊［9］。ACTR-QN認(rèn)知建模就是將人的認(rèn)知行為過程映射到ACTR-QN認(rèn)知結(jié)構(gòu)體系的各個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)人腦的認(rèn)知行為過程仿真，一個(gè)個(gè)認(rèn)知行為任務(wù)在QN-ACTR系統(tǒng)中循環(huán)執(zhí)行，最終模擬完成整個(gè)認(rèn)知行為。平臺在基于離散事件仿真工具軟件MicroSaintSharp(MSS)上構(gòu)建了ACTR-QN認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖。認(rèn)知結(jié)構(gòu)包括視覺、聽覺、中央處理、記憶與運(yùn)動(dòng)組塊等，在各模塊中融合太空操作認(rèn)知規(guī)律的仿真過程，通過觀察各認(rèn)知模塊的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知過程的可視化。

2．3生物力學(xué)仿真軟件生物力學(xué)仿真軟件通過新鮮尸體骨力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果、CT掃描圖像數(shù)據(jù)、骨密度測試數(shù)據(jù)以及長期臥床試驗(yàn)肌肉體積、肌電、最大肌力等測量數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型、數(shù)值模型與計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)，建立包含骨肌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)仿真分析模塊、航天員典型動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)庫模塊、操作能力變化的預(yù)測模塊、骨骼肌肉應(yīng)力分析和骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模塊等，實(shí)現(xiàn)航天員長期在軌飛行肌肉骨骼工作能力變化規(guī)律的預(yù)測。

2．4融合通信系統(tǒng)融合通信系統(tǒng)根據(jù)平臺各模型間對數(shù)據(jù)的交換方式，支持同步集成和異步集成兩種方式。同步集成采用實(shí)時(shí)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)上采用UDP組播通信，完成仿真參數(shù)配置、仿真流程控制、關(guān)鍵仿真數(shù)據(jù)及結(jié)果的實(shí)時(shí)交換及作業(yè)任務(wù)三維動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)等功能;異步集成采用數(shù)據(jù)庫方式，使用Oracle11g數(shù)據(jù)庫，局域網(wǎng)絡(luò)連接方式，完成仿真輸入?yún)?shù)和仿真計(jì)算結(jié)果統(tǒng)一的管理和存儲，提供數(shù)據(jù)回放功能，支持仿真數(shù)據(jù)的離線績效顯示與分析。網(wǎng)絡(luò)接口軟件針對異構(gòu)模型的并發(fā)處理特點(diǎn)，研究多模型交互融合系統(tǒng)的實(shí)時(shí)集成機(jī)制，開發(fā)了基于多通道組播的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信模塊，該模塊將平臺軟件之間的數(shù)據(jù)交換分為三層:應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、通信層。應(yīng)用層為上層軟件及模型，它只需依據(jù)數(shù)據(jù)名稱訪問和更新數(shù)據(jù)，不用關(guān)心數(shù)據(jù)的來源及復(fù)雜交換過程，數(shù)據(jù)層建立了數(shù)據(jù)池表及管理模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的建立、交換和維護(hù);通信層只用負(fù)責(zé)在多個(gè)通道上傳送數(shù)據(jù)。通過XML可對模型之間數(shù)據(jù)交換的通道、數(shù)據(jù)報(bào)文、數(shù)據(jù)分組、數(shù)據(jù)名稱進(jìn)行任意配置。即平臺中要增加一個(gè)新軟件、模型，或者模型生成一組新的數(shù)據(jù)，只要在配置中進(jìn)行修改，整個(gè)平臺的上層軟件就都可以得到和訪問這些新加數(shù)據(jù)。

2．5負(fù)荷績效分析軟件平臺的負(fù)荷與績效數(shù)據(jù)來源于3個(gè)部分:外部模擬器系統(tǒng)、認(rèn)知仿真軟件和生物力學(xué)仿真軟件［10］。平臺在MSS的Network下構(gòu)建了ACTR-QN認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖［11］，通過對認(rèn)知仿真過程中各組塊資源時(shí)間占有率的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對感知、認(rèn)知和動(dòng)作作業(yè)負(fù)荷預(yù)測，在仿真過程中通過對組塊工作狀態(tài)的顯示，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知占有率的實(shí)時(shí)顯示。而生物力學(xué)分析軟件仿真產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、肌肉力與骨應(yīng)力等指標(biāo)用于生物力學(xué)績效的分析。任務(wù)負(fù)荷績效分析預(yù)測軟件對這些仿真結(jié)果數(shù)據(jù)通過在線或離線的方式進(jìn)行可視化分析，提供柱狀圖、折線圖、表格及動(dòng)畫等多種形式實(shí)現(xiàn)績效預(yù)測結(jié)果的可視化，并通過對比負(fù)荷與績效指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)操作人員的個(gè)性化評價(jià)。

2．6三維可視化軟件通過對作業(yè)任務(wù)場景的三維建模工作，建立航天員、空間實(shí)驗(yàn)室、軌道艙及返回艙等作業(yè)人物及環(huán)境模型，基于OGRE開源引擎開發(fā)了作業(yè)任務(wù)三維可視化軟件，構(gòu)建并加載虛擬航天員和虛擬工作場景模型，實(shí)現(xiàn)航天員手控交會(huì)對接、開艙門和搬生物等作業(yè)的三維圖形可視化表現(xiàn)，而作業(yè)過程則由認(rèn)知仿真軟件和生物力學(xué)仿真軟件實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)。

3實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證

3．1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本文選用太空飛行中人控交會(huì)對接任務(wù)作為用例［12］，該任務(wù)是一個(gè)典型的認(rèn)知仿真任務(wù)。在人控交會(huì)對接任務(wù)中，航天員通過圖形、數(shù)字和靶標(biāo)圖像等測量信息判斷追蹤飛行器與目標(biāo)飛行器的相對位置、姿態(tài)等運(yùn)動(dòng)情況，并通過操作控制手柄，控制追蹤飛行器完成與目標(biāo)飛行器的對接。目標(biāo)航天器靶標(biāo)圖像信息是航天員進(jìn)行手控交會(huì)對接最主要的觀察信息，即通過電視攝像機(jī)將目標(biāo)飛行器對接口下方的十字形靶標(biāo)的圖案顯示在屏幕上，航天員據(jù)此信息確定追蹤飛行器與目標(biāo)飛行器的相對位置和相對姿態(tài)，通過操縱手柄對追蹤飛行器進(jìn)行姿態(tài)控制和平移控制，直至對接成功。試驗(yàn)的框架如圖4所示，一體化平臺中的平臺調(diào)度管理軟件、認(rèn)知仿真軟件和作業(yè)任務(wù)三維可視化等軟件與真實(shí)的便攜式手控交會(huì)對接模擬器連接起來，用開發(fā)的MSS插件實(shí)現(xiàn)認(rèn)知模型對模擬器電視圖像的信息感知，并開發(fā)了控制手柄模擬程序，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知模型對模擬器手柄的控制，平臺模擬一個(gè)虛擬的航天員，進(jìn)行人在回路外的手控交會(huì)對接任務(wù)。根據(jù)前面對ACTR-QN體系的描述，建立了手控交會(huì)對接認(rèn)知行為模型，在模型中，手控交會(huì)對接任務(wù)是在不斷完成基本任務(wù)后而得以實(shí)現(xiàn)，這些基本任務(wù)包括觀測、決策和控制［13］。觀測任務(wù)是通過視覺模塊連續(xù)感知外部信息，通過視覺緩沖把收集信息送入產(chǎn)生式模塊;在產(chǎn)生式模塊中，經(jīng)過查詢與過程性知識匹配的信息則觸發(fā)一條產(chǎn)生式;決策任務(wù)則通過觀測到的信息，查詢得到匹配并通過目標(biāo)模塊的目標(biāo)內(nèi)容，觸發(fā)一條或多條產(chǎn)生式，將執(zhí)行結(jié)果送入運(yùn)動(dòng)緩沖，通過操作模塊執(zhí)行完成決策下達(dá)的任務(wù)。三類任務(wù)在QN-ACTR認(rèn)知中央加工處理器中按順序執(zhí)行，形成認(rèn)知與行為過程的反復(fù)循環(huán)。

3．2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析任務(wù)過程三維可視化軟件運(yùn)行時(shí)界面如圖5所示，構(gòu)建并加載虛擬航天員和虛擬工作場景模型，實(shí)現(xiàn)航天員手控交會(huì)對接作業(yè)過程的三維圖形可視化表現(xiàn)，其中航天員手部操作動(dòng)作與ACT-QN中動(dòng)作模塊的輸出同步。認(rèn)知仿真軟件運(yùn)行時(shí)的界面見圖6，在仿真中通過對ACT-QN各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)閃爍，觀察認(rèn)知模塊的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知過程的可視化。在本文中通過任務(wù)完成時(shí)間、燃料消耗、位置和姿態(tài)等指標(biāo)實(shí)現(xiàn)任務(wù)績效預(yù)測。實(shí)驗(yàn)中基于ACTR-QN模型成功在訓(xùn)練用模擬器上完成了兩軸控制的手控交會(huì)對接任務(wù)，能在各種初始條件下實(shí)現(xiàn)兩飛行器的成功對接。圖7是實(shí)驗(yàn)中平臺軟件模擬的虛擬人與真實(shí)操作人員控制實(shí)現(xiàn)兩飛行器在20m距離對接過程的Y軸和Z軸偏差對比，其中虛線是平臺軟件控制的對接過程偏差曲線，實(shí)線是操作人員的實(shí)際操控曲線，通過對比可以看出，基于軟件模型的對接策略及認(rèn)知仿真實(shí)現(xiàn)了與人基本一致的控制曲線及變化趨勢。本實(shí)驗(yàn)針對太空飛行中人控交會(huì)對接任務(wù)進(jìn)行了平臺的認(rèn)知仿真試驗(yàn)驗(yàn)證，平臺與真實(shí)訓(xùn)練模擬器的交互、對接任務(wù)的完成情況及認(rèn)知仿真結(jié)果的分析都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。通過實(shí)驗(yàn)證明了平臺設(shè)計(jì)時(shí)基于離散事件仿真工具軟件上構(gòu)建的ACTR-QN認(rèn)知模型在運(yùn)行效率、可擴(kuò)展性和可視化能力都具有優(yōu)勢，完全可實(shí)現(xiàn)與航天訓(xùn)練用模擬器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)協(xié)同仿真。實(shí)驗(yàn)過程中融合通信系統(tǒng)配置靈活、簡便，在單機(jī)及聯(lián)網(wǎng)等各種情況實(shí)現(xiàn)了平臺各軟件間的數(shù)據(jù)交換需求，沒出現(xiàn)任務(wù)通信問題，穩(wěn)定可靠，具有較強(qiáng)的多模型、多系統(tǒng)交互支撐能力。作業(yè)任務(wù)的三維可視化可實(shí)時(shí)直觀的監(jiān)視任務(wù)進(jìn)程，并可在前期用于認(rèn)知模型中任務(wù)策略的調(diào)試和改進(jìn)。任務(wù)仿真的結(jié)果數(shù)據(jù)分析也表明平臺通過認(rèn)知仿真軟件的認(rèn)知模型模擬的虛擬航天員可實(shí)現(xiàn)了與真實(shí)操作人員基本一致的控制曲線及變化趨勢，進(jìn)一步證實(shí)了所建立平臺的實(shí)用性和有效性。

4結(jié)論

篇10

［關(guān)鍵詞］生物醫(yī)學(xué)儀器分析；課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)；實(shí)踐性教學(xué)

國內(nèi)外的儀器分析課程是建立在物理和化學(xué)基礎(chǔ)上的儀器分析方法，主要針對化學(xué)、材料、藥學(xué)、環(huán)境、食品等專業(yè)的學(xué)生設(shè)置。而新興的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，其研究領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)和力生物學(xué)、生物材料、組織工程等。基于生物樣品的特性，對生物醫(yī)學(xué)儀器的分析要求已深入到基因、蛋白、細(xì)胞等水平。傳統(tǒng)的儀器分析課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)科研的要求。[1]在高校中已設(shè)置的儀器分析課程中的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)跟上生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。但隨著生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展，人們對生物醫(yī)學(xué)儀器的應(yīng)用能力的要求也越來越高，迫切需要具有針對性、實(shí)用性和先進(jìn)性的生物醫(yī)學(xué)儀器分析課程。[2][3]我們針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的研究生開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)儀器分析這門課程。我們在對課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)及實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等方面不斷進(jìn)行探討和改進(jìn)，為本課程進(jìn)一步特色化、系統(tǒng)化、前沿化的建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。

一、課程內(nèi)容體系建設(shè)

傳統(tǒng)的儀器分析課程主要涵蓋色譜法、電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、質(zhì)譜法等四大類儀器分析方法。生物醫(yī)學(xué)儀器分析課程內(nèi)容建設(shè)區(qū)別于以往普通儀器分析課程的內(nèi)容設(shè)置，重點(diǎn)突出“生物醫(yī)學(xué)”的特點(diǎn)，以滿足解決生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)問題的要求。課程內(nèi)容設(shè)置既要服務(wù)于解決科學(xué)問題，避免課程設(shè)置和實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)，又必須在掌握生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典的儀器和方法的同時(shí)，緊跟前沿領(lǐng)域的高端儀器和方法。因此本課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)包括以下三個(gè)部分，如圖1所示，幫助學(xué)生通過儀器手段獲取不同層面生物樣本的定性、定量、形態(tài)及分布等信息從而解決生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)問題。

（一）第一部分：基因或蛋白層面的檢測儀器

該部分重點(diǎn)介紹基于基因或蛋白的生物樣品的半定量或定量的檢測儀器?；蛩降臋z測儀器包括：經(jīng)典儀器———聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、RNA電泳和核酸印跡分析，前沿儀器——實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀。蛋白水平的檢測儀器包括：經(jīng)典儀器———熒光酶標(biāo)儀、蛋白質(zhì)印跡分析、酶聯(lián)免疫吸附測定分析，前沿技術(shù)——二維電泳。

（二）第二部分：組織或細(xì)胞層面的觀察或檢測儀器

該部分重點(diǎn)介紹基于組織或細(xì)胞的生物樣品的觀察或檢測儀器。組織或細(xì)胞層面的觀察儀器包括：經(jīng)典儀器———倒置顯微鏡、相差顯微鏡、微分干涉顯微鏡、熒光顯微鏡，前沿儀器———激光共聚焦掃描顯微鏡。細(xì)胞層面的檢測儀器：前沿儀器———流式細(xì)胞儀。

（三）第三部分：有機(jī)大分子或活性物質(zhì)層面的分析或分離儀器

該部分重點(diǎn)介紹基于有機(jī)大分子或活性物質(zhì)的生物樣品的分析或分離儀器。蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、多糖類等生物大分子的分離或分析儀器包括：經(jīng)典儀器———高效液相色譜法、氣相色譜法，前沿儀器———超臨界流體色譜、毛細(xì)管色譜、高效薄層色譜等技術(shù)。這三部分的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生掌握前沿生物醫(yī)學(xué)儀器分析手段，對生物樣品進(jìn)行定量、定性分析，觀察樣品形態(tài)、分布，對樣品進(jìn)行分離等，訓(xùn)練學(xué)生解決科學(xué)問題的能力，使學(xué)生掌握必備的理論知識、科研思維和實(shí)踐技能，提高科研能力。

二、實(shí)踐性教學(xué)的建設(shè)

實(shí)踐性教學(xué)是理論教學(xué)的擴(kuò)展和延深，對于增加學(xué)生對理論知識的理解和感性體會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，具有十分重要的作用。[4]它可以彌補(bǔ)單純理論教學(xué)的不足，提高將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的能力，與理論教學(xué)環(huán)節(jié)相得益彰。而現(xiàn)有的儀器分析課程所設(shè)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法較為固定，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)和研究方向脫節(jié)，不能及時(shí)更新。因此，本課程提出了設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性三個(gè)層次的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

（一）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給學(xué)生基于經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但不提供成熟的實(shí)驗(yàn)步驟，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不是簡單重復(fù)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不能機(jī)械地套用做過的實(shí)驗(yàn)來解決問題，而是讓學(xué)生必須獨(dú)立思考，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，使其有發(fā)揮創(chuàng)造力的余地。要求學(xué)生在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括所用方法、原理、儀器和具體實(shí)驗(yàn)步驟，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進(jìn)行上機(jī)操作，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性，最后寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。舉例：采用高效液相色譜法測定柑橘種子中的檸檬苦素的含量，樣品來自教師的教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目，但樣品的濃度未知。由學(xué)生來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定高效液相色譜參數(shù)，對樣品進(jìn)行定量測試。

（二）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是指不限定實(shí)驗(yàn)題目，給學(xué)生提供一個(gè)開放的實(shí)踐平臺，由學(xué)生自主提出感興趣的實(shí)驗(yàn)題目，實(shí)驗(yàn)選題要求具有創(chuàng)新性、綜合性。學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱，選擇合理的儀器分析方法，設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案，共同討論方案的可行性，在設(shè)計(jì)好具體的實(shí)驗(yàn)方案后，上機(jī)操作，獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注重利用本學(xué)院的前沿科學(xué)研究項(xiàng)目來引領(lǐng)學(xué)生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。教師可以根據(jù)自己負(fù)責(zé)或參與的科研項(xiàng)目，提供樣品或科學(xué)問題給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生研究自己導(dǎo)師的項(xiàng)目中的科學(xué)問題或是由項(xiàng)目引申出來的科學(xué)問題，緊跟學(xué)科前沿，并體現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)研究應(yīng)用的特色。通過引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題。舉例：宇航員在失重情況下會(huì)產(chǎn)生骨質(zhì)疏松，那么在失重條件下成骨細(xì)胞會(huì)發(fā)生什么變化？這是由教師的自然科學(xué)基金項(xiàng)目引申出來的科學(xué)問題。學(xué)生可采用多種生物醫(yī)學(xué)儀器，如流式細(xì)胞儀、實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀及激光共聚焦顯微鏡來研究成骨細(xì)胞的細(xì)胞周期、特異性基因及細(xì)胞形態(tài)等多方面的變化，綜合運(yùn)用所掌握的儀器全面地探索細(xì)胞發(fā)生的變化，深入研究科學(xué)問題。

（三）挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)

挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生挑戰(zhàn)生物醫(yī)學(xué)研究前沿領(lǐng)域或是教師的前沿科研項(xiàng)目中還沒有解決的科學(xué)問題，通過生物醫(yī)學(xué)儀器手段探索這類沒有答案的、高難度的科學(xué)問題。挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)給予學(xué)生沒有約束的思維空間，充分激發(fā)學(xué)生的潛能，為學(xué)生提供自由思索、探究的平臺，對于學(xué)生的超越性、創(chuàng)新性研究具有極大的推動(dòng)作用，非常有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。舉例：細(xì)胞結(jié)構(gòu)的三維重建是一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)問題，如何利用激光來重建細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)更是沒有現(xiàn)成的方法可供參考。學(xué)生在理解激光共聚焦顯微鏡工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案來觀察細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行細(xì)胞三維重建。通過多層次的實(shí)踐教學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與程度和主動(dòng)性，取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生表示不僅僅掌握了實(shí)驗(yàn)技能，更重要的是建立了獨(dú)立從事科研活動(dòng)所必需的科研方法、科研思維和科研精神，對于以后課題的科研工作充滿了信心，并滿懷期望。本課程與國內(nèi)許多高校類似課程相比，針對性強(qiáng)，具有鮮明的生物醫(yī)學(xué)特色，注意引入學(xué)科前沿的科學(xué)問題，與教師的科研項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的學(xué)術(shù)研究水平，對儀器分析在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)方面的教學(xué)具有很大的意義。

［注釋］

［1］王芳群，衛(wèi)星，李天博．生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“醫(yī)學(xué)儀器”課程教學(xué)方法分析［J］．中國電力教育，2010（184）：133－134．

［2］趙于前，湯井田，李凌云．從交叉學(xué)科角度談生物醫(yī)學(xué)工程教育改革［J］．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2004（6）：239－240．

［3］王志遠(yuǎn)，陳武凡，何明娥．生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生培養(yǎng)的實(shí)踐與探索［J］．中國高等醫(yī)學(xué)教育，2006（4）：42－43．