醫學(xué)電子實(shí)驗課教學(xué)改革
【摘要】 在分析醫學(xué)電子實(shí)驗課教學(xué)現狀的基礎上，針對目前醫學(xué)電子實(shí)驗中存在的問(wèn)題，進(jìn)行改革探索，設立開(kāi)放型實(shí)驗室，突出設計性實(shí)驗理念，進(jìn)行電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)培養學(xué)生的創(chuàng )新能力，并介紹了相關(guān)實(shí)施方案。
【關(guān)鍵詞】 醫學(xué)電子實(shí)驗; 教學(xué)改革; 開(kāi)放型實(shí)驗室; 電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)
醫學(xué)電子學(xué)基礎是影像專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎課，其實(shí)驗課程是該門(mén)課的重要組成部分。醫學(xué)電子學(xué)實(shí)驗過(guò)程是學(xué)生實(shí)踐應用能力和創(chuàng )造能力的培養過(guò)程，從中可以樹(shù)立起嚴謹、認真的科學(xué)工作作風(fēng)，并且有助于鍛煉和提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗技能，對于學(xué)生以后從事醫學(xué)科學(xué)研究將有很大的幫助。
電子學(xué)實(shí)驗教學(xué)在現實(shí)中存在一些問(wèn)題，諸如傳統的“填鴨式”教學(xué)模式[1，2]：所有的實(shí)驗都是由教師安排好實(shí)驗儀器，講解清楚實(shí)驗原理，甚至還設計好記錄數據所需的表格。學(xué)生無(wú)需動(dòng)腦筋思考，只要按照教師的安排去做，就能成功地測到數據，完成實(shí)驗。這種僵化的教學(xué)模式在很大程度上抑制了學(xué)生做實(shí)驗的積極性和主動(dòng)性，難以開(kāi)拓他們的思維，難以喚起他們分析問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的渴望，不利于學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力的培養。實(shí)驗必須與現代科學(xué)技術(shù)接軌，才能使現代科技進(jìn)步的成果滲透到傳統的經(jīng)典課程內容之中，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性與熱情。為了培養學(xué)生創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力，確立學(xué)生在實(shí)驗教學(xué)中的主體地位，可變傳統的驗證性實(shí)驗為設計性實(shí)驗[3，4]，來(lái)調動(dòng)其主觀(guān)能動(dòng)性。
我校物理教研室承擔著(zhù)電子學(xué)實(shí)驗教學(xué)工作，我們已經(jīng)深刻認識到了實(shí)驗教學(xué)的根本目的是培養學(xué)生的探索精神和自主學(xué)習能力，幫助學(xué)生養成應用科學(xué)思維去認識物理世界的良好習慣，并最終達到綜合能力全面提高的目的。為了改善實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)效果，培養學(xué)生的動(dòng)手能力，養成在動(dòng)手中鍛煉實(shí)事求是的作風(fēng)，我們在醫學(xué)電子實(shí)驗課程的教學(xué)模式上進(jìn)行了大膽的改革和實(shí)踐：將電子學(xué)實(shí)驗室建成開(kāi)放型實(shí)驗室，面向本科生開(kāi)展科研活動(dòng)。實(shí)施方案具體如下：
1 組織計劃工作
經(jīng)過(guò)討論研究，結合教研室的學(xué)科特色和現有的先進(jìn)的電子實(shí)驗綜合裝置、傳感器實(shí)驗綜合裝置等設備條件，決定在本科生中開(kāi)展“電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)”科研活動(dòng)。為了使活動(dòng)能夠順利開(kāi)展和取得切實(shí)的成效，教研室特別指定了3位老師專(zhuān)門(mén)負責該項工作，并制定了工作計劃。電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)是一項專(zhuān)業(yè)性很強的設計工作，要求學(xué)生具備電子學(xué)和計算機方面的知識，因此參加活動(dòng)的對象暫定為影像專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生，活動(dòng)過(guò)程與“醫學(xué)電子學(xué)”課程相關(guān)進(jìn)行，當“醫學(xué)電子學(xué)”課程講授完了基本電子元器件知識后，可挑選8～12名對電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)活動(dòng)感興趣的學(xué)生，成立“電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)活動(dòng)科研團隊”，活動(dòng)時(shí)間定為兩個(gè)學(xué)期。
2 活動(dòng)過(guò)程以及內容
活動(dòng)共分4個(gè)階段，通過(guò)由淺入深循序漸進(jìn)的過(guò)程，引導學(xué)生進(jìn)入到由小小的電子元件組成的復雜電路設計領(lǐng)域，并完成設計開(kāi)發(fā)工作。
第1階段：學(xué)習“電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)”基本知識。當“醫學(xué)電子學(xué)”課程講授完了基本電子元器件知識后，科研小組開(kāi)展第一次活動(dòng)：由指導老師向學(xué)生介紹設計電子儀器的基本原則、方法、步驟以及電子線(xiàn)路計算機輔助設計軟件;詳細的解剖一臺醫學(xué)儀器，使學(xué)生們了解電子儀器設計的基本知識;研究常用的電子元器件，電路板及多種醫學(xué)儀器，使學(xué)生認識到很多小元件可組成一件簡(jiǎn)單的電子產(chǎn)品。只有完成從構想、參數計算、電路設計到制作成品的一系列過(guò)程，才能制成一件完美的產(chǎn)品。通過(guò)第一階段的活動(dòng)，可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新激情和對"醫學(xué)電子學(xué)"課程的濃厚興趣。
第2階段：產(chǎn)品原理圖設計。講授完“醫學(xué)電子學(xué)”課程的基本電路和大部分應用電路后，指導老師給學(xué)生布置電子產(chǎn)品設計任務(wù)。學(xué)生可利用假期，通過(guò)雜志、圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò )等工具，多方面搜索資料，結合已學(xué)過(guò)的知識，通過(guò)對比選擇確定各自的電路設計方案，并完成原理圖設計、參數計算、編寫(xiě)設計計算說(shuō)明書(shū)等各項工作。指導老師審閱原理圖和設計計算說(shuō)明書(shū)后提出意見(jiàn)，學(xué)生可進(jìn)行修改完善，并購置元器件準備下一步的設計工作。
第3階段：使用電子設計自動(dòng)化軟件(Electronic Design Automatic EDA)?Protel99進(jìn)行電路板設計。第二學(xué)期開(kāi)學(xué)，首先由指導老師組織一次統一的活動(dòng)，向學(xué)生講授Protel99 的基本功能和基本使用方法。然后由學(xué)生獨立上機實(shí)習，將自己設計的電路原理圖輸入計算機并完成電路板圖的設計工作。電路板圖的設計工作中，學(xué)生可能會(huì )遇到很多困難，指導老師要隨時(shí)協(xié)助解決，直至完成最終完成電路板圖設計工作。
第4階段：電路板焊接、調試和整機設計裝配。先將電路板圖送到專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家加工成實(shí)際的電路板。在指導老師幫助下，學(xué)生將元器件與取回的實(shí)際電路板進(jìn)行焊接、調試，并進(jìn)行外觀(guān)設計。完成這一系列的工作后，合格電子產(chǎn)品就面世了。
3 結果及總結
參加科研活動(dòng)小組的學(xué)生們掌握了電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)的全部過(guò)程，學(xué)會(huì )了電子產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)的基本知識和基本技能。部分同學(xué)完成了無(wú)線(xiàn)話(huà)筒、電子針灸器、電子搶答器等電子產(chǎn)品的設計工作，有的同學(xué)還制作調試出了電子針灸器樣機。所得成果激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng )新激情，他們也直接體會(huì )到了現代科技進(jìn)步的成果滲透到傳統的經(jīng)典課程內容之中的快樂(lè )。更重要的是此項活動(dòng)幫助同學(xué)們建立了嚴謹的科學(xué)態(tài)度，培養了他們的創(chuàng )新能力、理論聯(lián)系實(shí)踐的能力、動(dòng)手能力，拓展了知識面、開(kāi)闊了眼界，促進(jìn)多了多方面知識的積累;同時(shí)培養了他們做事情的恒心。
對于影像專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，以后接觸的影像設備都屬于高科技的醫療電子產(chǎn)品，要想成為一名優(yōu)秀的影像診斷醫師，除了要有扎實(shí)的醫學(xué)知識以外，熟練地掌握電子技術(shù)也是必不可少的。
總之，進(jìn)行新的電子學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式探索改革，目的是為了更好地適應人才培養的需要。適當開(kāi)展開(kāi)放性、設計性實(shí)驗，可增加學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng )造力的空間，并把學(xué)生帶到當今科技的某些前沿陣地，開(kāi)拓學(xué)生的眼界;同時(shí)設計性實(shí)驗促使學(xué)生去驗證自己的設計結果、設計產(chǎn)品，學(xué)生則更直接體驗到成功的喜悅，而這又會(huì )進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗興趣、學(xué)習熱情和創(chuàng )造熱情，從而形成一個(gè)良性循環(huán)。
【參考文獻】
1 吳艷茹，顧洪恩.改善普通物理實(shí)驗教學(xué)效果的幾點(diǎn)考慮.大學(xué)物理教育專(zhuān)刊，2003，1：195～196.
2 顧洪恩，吳艷茹，等.大學(xué)物理“教”與“學(xué)”中的素質(zhì)修養.大學(xué)物理教育專(zhuān)刊，2003，2：1～4.
3 羅紅，孟曉渝.物理實(shí)驗教學(xué)改革探討. 數理醫藥學(xué)雜志，2006，19(1)：103～104.
4 李樂(lè )霞，田興華，等.醫學(xué)電子學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系的重建與教學(xué)模式改革.醫學(xué)教育探索，2007，11：1024～1025.
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