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淺析國內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)工程類似課程的調(diào)研
國內(nèi)外大學(xué)在課程重點(diǎn)、課程設(shè)置、內(nèi)容和環(huán)節(jié)上存在差異。如何分析國內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)工程類似課程的調(diào)研?
l.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)改革的背景
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練是清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系本科核心的基礎(chǔ)實(shí)踐和專業(yè)綜合訓(xùn)練課程，但原有教學(xué)課程的內(nèi)容、環(huán)節(jié)、模式和實(shí)踐支撐平臺(tái)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)踐教學(xué)發(fā)展的要求。存在的主要問題有：
(1)課程實(shí)踐訓(xùn)練的目的不明確。原來的專業(yè)綜合訓(xùn)練課程幾乎成了動(dòng)物生理學(xué)的幾堂解剖實(shí)驗(yàn)課，其重點(diǎn)放在了培養(yǎng)學(xué)生的生理解剖技能上，誤解了此課程在工科院校對(duì)交叉學(xué)科專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，因此，學(xué)生常將此課程習(xí)慣地誤稱為“動(dòng)物解剖實(shí)驗(yàn)課”。
(2)沒有系統(tǒng)的參考教材。所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容少，范圍窄，僅僅進(jìn)行不到10個(gè)關(guān)于動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)解剖生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)。
(3)教學(xué)模式和環(huán)節(jié)比較單一。僅僅進(jìn)行動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)解剖的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。
(4)沒有跟蹤最新的研究發(fā)展動(dòng)態(tài)，缺乏必要的實(shí)驗(yàn)支撐平臺(tái)。
(5)沒有與臨床結(jié)合。學(xué)生不了解臨床對(duì)本專業(yè)的要求和本專業(yè)知識(shí)成果在臨床中的作用。
基于以上多方面的原因，造成本課程沒有體現(xiàn)和突出生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練課程的重點(diǎn)和特色。
2.國內(nèi)外類似課程的調(diào)研分析
在2004—2007年中，我們走訪和調(diào)研了10多所美國一流大學(xué)，并對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練相關(guān)課程進(jìn)行了調(diào)研，同時(shí)，走訪了解了國內(nèi)一些大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練的相關(guān)課程。調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外大學(xué)在課程重點(diǎn)、課程設(shè)置、內(nèi)容和環(huán)節(jié)上存在差異。主要體現(xiàn)在：美國大學(xué)的課程體系與我們的培養(yǎng)計(jì)劃存在一定差異，他們強(qiáng)調(diào)將專業(yè)綜合訓(xùn)練滲透到一些課程的大作業(yè)中，也就更突出對(duì)某一研究領(lǐng)域的專項(xiàng)訓(xùn)練，這種專業(yè)綜合訓(xùn)練是持續(xù)貫穿在本科高年級(jí)的各個(gè)學(xué)期中的某一門(些)課程里，沒有一個(gè)專門的名稱為專業(yè)綜合訓(xùn)練的課程;而國內(nèi)理工科大學(xué)中的生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)綜合訓(xùn)練課程，或被直接稱為“電生理實(shí)踐”，或以動(dòng)物生理實(shí)驗(yàn)為主的內(nèi)容所代替，缺乏一個(gè)真正的對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)行專業(yè)綜合訓(xùn)練的理念，同時(shí)，普遍缺少對(duì)學(xué)科前沿與最新研究動(dòng)態(tài)發(fā)展的介紹。
通過調(diào)研，我們深切感到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練課程要從生物、醫(yī)學(xué)、工程這3個(gè)角度同時(shí)突破，對(duì)人和動(dòng)物的生命活動(dòng)和現(xiàn)象給予科學(xué)正確的分析、認(rèn)識(shí)和掌握。學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)，不僅要掌握對(duì)生命活動(dòng)進(jìn)行測(cè)試的基礎(chǔ)及前沿性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和思想，做到舉一反三，而且還要學(xué)會(huì)從微觀的角度解釋宏觀上發(fā)生的現(xiàn)象。同時(shí)，作為工程專業(yè)的綜合訓(xùn)練課，重要的一面還要求學(xué)生學(xué)會(huì)定量的分析和計(jì)算，理解現(xiàn)象發(fā)生的本質(zhì)和量的變化，使測(cè)試結(jié)果定量化、科學(xué)化。通過一系列這樣的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，結(jié)合臨床，使學(xué)生同時(shí)具備工程師和科學(xué)家的頭腦，達(dá)到專業(yè)綜合訓(xùn)練的目的。
3.改革的主要理念和方針
針對(duì)存在的問題，我們醞釀和規(guī)劃了此課程改革的思路，確立了需要在課程內(nèi)容、環(huán)節(jié)、模式和支撐平臺(tái)等幾方面進(jìn)行變革，并把改革方針確立為“1個(gè)目標(biāo)、3個(gè)環(huán)節(jié)、5種模式、4個(gè)主攻方向”。1個(gè)目標(biāo)是“建設(shè)成為研究型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練的精品課”。3個(gè)環(huán)節(jié)是“研究型教學(xué)內(nèi)容體系的更新，立體化課程和教學(xué)資源的建設(shè)，創(chuàng)新型支撐平臺(tái)的建設(shè)”。5種模式是綜合運(yùn)用“教材文獻(xiàn)研讀、討論”、“課堂系統(tǒng)講授及演示”、“動(dòng)手實(shí)踐操作和研究”、“臨床醫(yī)院見習(xí)和探索”、“總結(jié)、討論、提高”等5種授課方式，把課程內(nèi)容落實(shí)在3個(gè)層次上。并在“基礎(chǔ)性”、“創(chuàng)新性”、“趣味性”、“研究性”4個(gè)方向進(jìn)行了主攻。經(jīng)過幾年的實(shí)踐運(yùn)行，形成了有特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練課程的教學(xué)體系。
在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容選擇時(shí)，我們認(rèn)為本科的專業(yè)實(shí)踐綜合訓(xùn)練課程，要認(rèn)真考慮專業(yè)教學(xué)內(nèi)容選擇的基礎(chǔ)性、廣泛性、研究性和前瞻性，既要考慮本科學(xué)生的專業(yè)綜合實(shí)踐課程的廣度和深度，又要對(duì)前沿性技術(shù)方法及理論有所涉及，既要循序漸進(jìn)地強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力，又要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維6。根據(jù)這一課程內(nèi)容選擇的理念，我們制定了本課程的教學(xué)大綱和培養(yǎng)方案，從幾方面全方位保證改革理念的可靠實(shí)施。
3.1 進(jìn)行研究性課程內(nèi)容的立體化設(shè)計(jì)
課程內(nèi)容立體化設(shè)計(jì)包含如下幾個(gè)方面：
(1)包含30多個(gè)對(duì)動(dòng)物和人的基礎(chǔ)性、研究性的生理實(shí)驗(yàn)，并設(shè)計(jì)了將最新的科研成果轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生及時(shí)了解最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的安排按照幾大生理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(包括神經(jīng)肌肉系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、中樞系統(tǒng))
綜合設(shè)計(jì)，從人到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)地揭示基本原理的內(nèi)在根源和外在表象。
(2)將工程研究性訓(xùn)練滲透在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、處理和總結(jié)中。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)相關(guān)的需要通過工程分析計(jì)算對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)提高的訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)，大量的分析計(jì)算方法體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)工程信號(hào)處理的本質(zhì)和精髓。
(3)加強(qiáng)對(duì)臨床常用檢測(cè)治療設(shè)備的原理、方法、系統(tǒng)組成、研究進(jìn)展、臨床應(yīng)用的研究探索性學(xué)習(xí)。70多種檢測(cè)和治療設(shè)備的介紹以生理系統(tǒng)為單元，學(xué)生需要對(duì)每個(gè)生理系統(tǒng)常用的檢測(cè)治療方法、設(shè)計(jì)原理及采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)而綜合的學(xué)習(xí)、調(diào)研和討論。
(4)深入全國臨床設(shè)備最先進(jìn)、最全面的解放軍總醫(yī)院(301醫(yī)院)進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)治療設(shè)備的趣味性和探索性實(shí)習(xí)，使學(xué)生了解本專業(yè)知識(shí)在臨床中的具體應(yīng)用。
(5)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)臨床中的技術(shù)難題進(jìn)行創(chuàng)新性探索。通過與醫(yī)生交流溝通，了解臨床檢測(cè)設(shè)備中存在的技術(shù)難題，并針對(duì)難題進(jìn)行討論。徹底改變了學(xué)生將此課程稱為“動(dòng)物解剖實(shí)驗(yàn)課”的教學(xué)內(nèi)容體系，使學(xué)生通過全面的專業(yè)綜合訓(xùn)練，逐漸培養(yǎng)形成觀察、思考、分析、解決和探索新問題的能力。
3.2 進(jìn)行立體化課程和教學(xué)資源建設(shè)
為了配合上述課程內(nèi)容的順利實(shí)施，我們做了如下的工作：
(1)編著了國內(nèi)首本針對(duì)本課程的教材《生物醫(yī)學(xué)工程檢測(cè)及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》(15章，51萬字)，教材分為上下兩篇。上篇是對(duì)幾大生理系統(tǒng)中臨床常用檢測(cè)治療設(shè)備的基本原理、方法、組成框圖和研究進(jìn)展的講解;下篇包含了幾大生理系統(tǒng)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作和分析。
(2)全面系統(tǒng)地制作了針對(duì)各生理系統(tǒng)和器官的常用檢測(cè)治療設(shè)備的電子教案和多媒體課件70多種多頁)，幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握教材中涉及到的30多種最常用的臨床檢測(cè)設(shè)備的基本原理和技術(shù)方案，對(duì)另外30多個(gè)檢測(cè)治療設(shè)備要求一般性掌握了解。
將看似“黑盒子”的檢測(cè)設(shè)備的基本組成和原理具體化、框圖化，將復(fù)雜的檢測(cè)算法和技術(shù)方法簡單化、流程化，使學(xué)生對(duì)專業(yè)研究的內(nèi)容、方向、方法和進(jìn)展有全面、系統(tǒng)、深入的掌握。
(3)制作了針對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的多媒體課件35個(gè)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本原理、實(shí)驗(yàn)技能和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的工程處理方法。
(4)對(duì)所引進(jìn)的國外先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的說明書進(jìn)行翻譯、整理(12章，8.5萬字，182頁)，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用層面。
(5)分類收集整理了大批與本課程內(nèi)容相關(guān)的電子版本，在課程教學(xué)中作為閱讀參考文獻(xiàn)。
3.3 進(jìn)行創(chuàng)新型支撐平臺(tái)建設(shè)
支撐平臺(tái)是實(shí)踐類課程順利進(jìn)行的保障，因此進(jìn)行了創(chuàng)新型支撐平臺(tái)的建設(shè)。
(1)分別購置了用于人體和動(dòng)物的Biopac、生理實(shí)驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)，同時(shí)對(duì)Biopac的16種和RM6240B的6種不同傳感器進(jìn)行了測(cè)試、定標(biāo)和驗(yàn)收。
(2)設(shè)計(jì)了利用現(xiàn)代檢測(cè)儀器進(jìn)行生理實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性和探索性研究，使本平臺(tái)具有鮮明的科學(xué)研究特征，同時(shí)實(shí)踐支撐平臺(tái)中的部分探索研究內(nèi)容已擴(kuò)展應(yīng)用到研究生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中，有效地?cái)U(kuò)大延伸了教學(xué)實(shí)踐支撐平臺(tái)的應(yīng)用范圍。
(3)將全國臨床醫(yī)療設(shè)備最先進(jìn)、全面的解放軍總醫(yī)院發(fā)展成為本課程的教學(xué)實(shí)習(xí)基地，促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)在臨床中應(yīng)用的了解和對(duì)需要解決的技術(shù)難題的思考。
(4)將本系專業(yè)研究室的研究成果作為教學(xué)資源，并將成熟的研究成果轉(zhuǎn)化為課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和研究內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了向研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的重大轉(zhuǎn)變。
4.實(shí)踐課程改革的實(shí)施方案
從我校的實(shí)際情況出發(fā)，我們定位此實(shí)踐課程的目標(biāo)是：既要使學(xué)生具有扎實(shí)、熟練的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，又要密切關(guān)注生物醫(yī)學(xué)工程的前沿實(shí)際問題;學(xué)會(huì)應(yīng)用工程的分析、計(jì)算方法;培養(yǎng)綜合的分析、處理和解決問題的能力。因此，本項(xiàng)目改革的指導(dǎo)思想是在內(nèi)容上全面、細(xì)致的實(shí)踐活動(dòng)與理論、分析并重，緊緊圍繞著“基礎(chǔ)性與創(chuàng)新型”、“趣味性與研究型”并重的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)思想，將課程內(nèi)容分解到“原理性的基礎(chǔ)實(shí)踐知識(shí)的掌握和實(shí)際操作”、“工程技術(shù)和分析方法的定量研究”、“科學(xué)問題及技術(shù)方法的創(chuàng)新探索”3個(gè)層次上，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)。在具體講授過程中，將“教材文獻(xiàn)研讀、討論”、“課堂系統(tǒng)講授及演示”、“動(dòng)手實(shí)踐操作和研究”、“臨床醫(yī)院見習(xí)和探索”、“總結(jié)、討論、提高”種授課模式并用，改變了僅進(jìn)行動(dòng)物解剖技能訓(xùn)練的單一教學(xué)模式。
4.1 教學(xué)體系的全方位更新
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練課程是：訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)識(shí)掌握臨床上與本專業(yè)相關(guān)的各種檢測(cè)設(shè)備的原理及設(shè)計(jì)方法;學(xué)習(xí)理解人體和動(dòng)物的生命活動(dòng)過程中各種生理現(xiàn)象的本質(zhì)特征;學(xué)會(huì)采用生物醫(yī)學(xué)工程的計(jì)算分析方法，提取出代表各個(gè)生理系統(tǒng)和器官的生命指征的參數(shù)，探討其生命現(xiàn)象和特征。它涉及到生物、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理和工程等多個(gè)領(lǐng)域，要應(yīng)用多學(xué)科的理論和知識(shí)分析、解決問題。因此在認(rèn)真考慮了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容選擇的廣泛性、基礎(chǔ)性、研究性和前沿性的基礎(chǔ)上，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃，使教學(xué)內(nèi)容涵蓋5個(gè)主要方面：
(1)對(duì)人體和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，按照生理系統(tǒng)，精心設(shè)計(jì)了教學(xué)及科研中所涉及到的各個(gè)研究領(lǐng)域的30多個(gè)基礎(chǔ)性和前沿性實(shí)驗(yàn)。如在神經(jīng)肌肉系統(tǒng)中，進(jìn)行了動(dòng)物的“神經(jīng)干復(fù)合動(dòng)作電位、傳導(dǎo)速度、不應(yīng)期的測(cè)試，骨骼肌收縮反應(yīng)，神經(jīng)干、肌膜動(dòng)作電位和骨骼肌收縮的時(shí)相關(guān)系”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)后，對(duì)應(yīng)地包含了“人體的肌電測(cè)試”的現(xiàn)代檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生由微觀到宏觀地理解肌電現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)和根源，同時(shí)，理解肌電測(cè)試時(shí)神經(jīng)干、肌膜動(dòng)作電位和骨骼肌之間的相互關(guān)系。再如對(duì)耳蝸的檢測(cè)中，包含驗(yàn)證性和探索性實(shí)驗(yàn)。“豚鼠耳蝸電位的記錄”，使學(xué)生了解耳蝸電位的基本原理和測(cè)試方法，同時(shí)，探究語音刺激下的微音器電位和神經(jīng)動(dòng)作電位之間的關(guān)系，另外，也包含了將最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)和成果轉(zhuǎn)化的“人耳耳聲發(fā)射檢測(cè)”實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理解“耳蝸是一雙向換能器，不僅能被動(dòng)接收聲音，而且能主動(dòng)發(fā)出聲音”的特性，并進(jìn)一步對(duì)檢測(cè)進(jìn)行分析計(jì)算。
(2)突出利用工程的方法，學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果和檢測(cè)結(jié)果給出定量的計(jì)算和科學(xué)的分析結(jié)果。如在人體心電、心音的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，不僅要求學(xué)生掌握幅度、波間期、心率的計(jì)算方法，學(xué)會(huì)心電軸的測(cè)定方法，而且要學(xué)會(huì)對(duì)比地進(jìn)行心音與心電各個(gè)間期分析的工程計(jì)算方法，根據(jù)結(jié)果分析正常及病態(tài)生理過程所對(duì)應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)。
(3)加強(qiáng)對(duì)臨床上常用的檢測(cè)治療設(shè)備的了解和技術(shù)原理的理解，使學(xué)生通過課前調(diào)研、課堂多媒體講解和討論等方式掌握先進(jìn)的檢測(cè)治療設(shè)備的設(shè)計(jì)思想、技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)組成、發(fā)展歷史和臨床應(yīng)用。如對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的檢測(cè)中，不僅包含對(duì)常用的臨床方法“腦電檢測(cè)”和“誘發(fā)電位檢測(cè)”的介紹，而且包含極具臨床應(yīng)用前景、在基礎(chǔ)研究中的熱點(diǎn)方法“腦磁檢測(cè)”。而在對(duì)人體組織成分分析中，則采用對(duì)比的方法系統(tǒng)介紹10多種組織成分的檢測(cè)方法及應(yīng)用范圍。如密度測(cè)定法、全身水量測(cè)定法、全身鉀總量測(cè)定法、基于皮脂厚度的測(cè)量方法、生物電阻抗法、雙光人體成分分析法、紅外測(cè)量法、超聲法、CT法、MRI、中子活化分析等。
(4)加強(qiáng)在臨床醫(yī)院的實(shí)習(xí)，了解臨床對(duì)本專業(yè)的要求和本專業(yè)知識(shí)及成果在臨床中的作用。如在解放軍總醫(yī)院的實(shí)習(xí)中，對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程所涉及的多個(gè)科室進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)習(xí)，包括心電圖室、腦電圖室、肌電、介入科、生化科、眼科(眼電，視網(wǎng)膜電位，視覺誘發(fā)電位)、耳科(耳聲發(fā)射，聽覺誘發(fā)電位)、超聲、醫(yī)學(xué)影像(X線、CT、MRI、PET、PACS)、全國聲學(xué)計(jì)量檢測(cè)中心等。
(5)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)臨床中的技術(shù)難題進(jìn)行創(chuàng)新性探索。如在臨床實(shí)習(xí)中，通過與醫(yī)生交流溝通，了解到目前臨床上常用的腫瘤治療方法“放射療法”和“化學(xué)療法”，于是通過提問，“對(duì)于腫瘤，是否有綠色療法?其原理是什么?”，學(xué)生帶著問題進(jìn)行調(diào)研，去了解腫瘤的綠色療法“熱療及其原理”，從而開展對(duì)治療設(shè)備的基本原理、設(shè)計(jì)方案及技術(shù)難題的討論、分析和總結(jié)，由此逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
4.2 教學(xué)內(nèi)容的分層次落實(shí)
除了進(jìn)行了研究型課程內(nèi)容的立體化規(guī)劃外，教學(xué)組同時(shí)還提出了“基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性”、“趣味性與研究性”并重的實(shí)踐教學(xué)方法，將教學(xué)內(nèi)容落實(shí)在3個(gè)不同的層次上，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)綜合的課程訓(xùn)練。在課程實(shí)踐過程中，強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)理性思維和理性實(shí)踐，注意技術(shù)的多樣性。突出了不同層次的實(shí)踐教學(xué)要求的貫徹執(zhí)行及在實(shí)踐教學(xué)中的作用。
專業(yè)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練中的第1個(gè)層次的內(nèi)容屬于原理性的基礎(chǔ)實(shí)踐知識(shí)的掌握和實(shí)際操作，其特點(diǎn)是內(nèi)容相對(duì)基礎(chǔ)、穩(wěn)定。主要通過課前資料研讀、課堂講授和課堂實(shí)驗(yàn)演示來傳授知識(shí)，并通過學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐操作完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)任務(wù)，獲取數(shù)據(jù)。在這一層次的實(shí)踐教學(xué)上要充分發(fā)揮教師課堂的操作演示作用及現(xiàn)代多媒體和錄像的圖文并茂的長處，使學(xué)生掌握基本操作技能，完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的操作和對(duì)檢測(cè)設(shè)備基本原理的理解，同時(shí)結(jié)合課前對(duì)指定文獻(xiàn)研讀和對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用了解，完成此層次任務(wù)。
專業(yè)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練中的第2個(gè)層次主要體現(xiàn)在工程技術(shù)的多樣性和工程分析方法的定量性及對(duì)結(jié)果分析的科學(xué)性，其特點(diǎn)是針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)記錄和檢測(cè)結(jié)果，利用不同的工程的計(jì)算方法和分析手段，從實(shí)驗(yàn)記錄中提取反映生命體征的參數(shù)，進(jìn)一步科學(xué)地分析數(shù)據(jù)所反映的科學(xué)現(xiàn)象。在實(shí)踐教學(xué)模式與環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，我們強(qiáng)調(diào)突出主線，在課堂上只介紹基本分析方法和分析思路，讓學(xué)生注意到工程技術(shù)的多樣性和可行性，然后通過對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的計(jì)算、分析和討論來反映對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握。
專業(yè)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練中的第3個(gè)層次反映的是內(nèi)容的前沿性，其特點(diǎn)是技術(shù)上帶有不成熟性，甚至還只是一種思路，目的在于擴(kuò)展學(xué)生眼界和思考問題所站的高度，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。這部分內(nèi)容不作為考試和評(píng)定成績的必要要求，而是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)過程中學(xué)生為主體的觀點(diǎn)，開發(fā)學(xué)生的潛能。教師的作用體現(xiàn)在引導(dǎo)方向，調(diào)動(dòng)學(xué)生有意識(shí)地去鉆研。因此通過精心設(shè)計(jì)的研究思考型實(shí)驗(yàn)和臨床疑難病癥的檢測(cè)方法作為對(duì)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力的挑戰(zhàn)。通過給出較有價(jià)值的最新文獻(xiàn)，讓學(xué)生通過最新文獻(xiàn)去跟蹤技術(shù)的發(fā)展，完成帶有一定研究性、創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)并去實(shí)現(xiàn)，最后通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告及論文等形式加以促進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，使實(shí)踐課程從重復(fù)驗(yàn)證為主轉(zhuǎn)變?yōu)閭魇谥R(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新性思維和能力并重。教學(xué)中關(guān)注學(xué)生開創(chuàng)意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生素質(zhì)和能力的訓(xùn)練。在教師、實(shí)驗(yàn)員和助教閱讀學(xué)生報(bào)告的基礎(chǔ)上，安排學(xué)生逐一匯報(bào)、分組討論和教師點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生看到在處理問題思路和方法上的多樣性，并比較各種方法的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生還可以對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)并提交最終的報(bào)告。因此這種教學(xué)模式突出了培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)及通過實(shí)踐獲取知識(shí)的能力，盡管大幅度加大了教學(xué)工作量，但從知識(shí)和能力2個(gè)方面提高了學(xué)生的素質(zhì)。
4.3 教學(xué)方法的多模式并用
立足于專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容的立體化和多層次設(shè)計(jì)，教學(xué)組針對(duì)不同層次的教學(xué)內(nèi)容，又設(shè)計(jì)了多種實(shí)踐教學(xué)模式和教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生既重視基本實(shí)踐操作與工程處理的嚴(yán)謹(jǐn)性，又認(rèn)識(shí)到工程方法的可行性與多樣性。多模式授課體現(xiàn)在下面5種不同的授課方式并用的教學(xué)方法中，改變了僅進(jìn)行動(dòng)物解剖技能訓(xùn)練的單一教學(xué)模式，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，提出并解決新問題，以進(jìn)一步激發(fā)創(chuàng)新性思維的開發(fā)。
第一種授課模式是通過課前教材和文獻(xiàn)研讀，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基本了解，了解為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃捎玫募夹g(shù)方法和操作過程。引導(dǎo)學(xué)生了解最新的臨床檢測(cè)治療設(shè)備的基本原理、發(fā)展動(dòng)態(tài)和前沿產(chǎn)品，了解本學(xué)科知識(shí)在目前臨床醫(yī)院的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)態(tài)。
第二種授課模式是通過課堂教學(xué)，系統(tǒng)簡明地澄清實(shí)驗(yàn)的基本原理、目的和實(shí)驗(yàn)技巧，進(jìn)行檢測(cè)治療設(shè)備的基本原理、方法、系統(tǒng)組成、研究進(jìn)展、臨床應(yīng)用的研究探索性講授學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)臨床疑難問題的創(chuàng)新性探索。在此模式中，教師采用當(dāng)堂講授的方法，綜合利用多媒體課件、生動(dòng)的DVD錄像和實(shí)物展示等方法，突出檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)原理及組成、實(shí)驗(yàn)操作方法和技巧。在此模式中，重點(diǎn)主攻了基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)內(nèi)容和趣味性的學(xué)習(xí)過程。
第三種授課模式是學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐操作和研究，通過3周的時(shí)間，學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行30多個(gè)經(jīng)典的和前沿的關(guān)于人體和動(dòng)物的生理、電生理實(shí)驗(yàn)操作，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐操作能力，然后通過工程的方法對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出科學(xué)合理的解釋，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)知識(shí)的理解和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力。在此模式中，重點(diǎn)主攻了學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證性和探索性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性和研究性的學(xué)習(xí)過程和方法的體會(huì)。
第四種授課模式是臨床醫(yī)院的見習(xí)，根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的特點(diǎn)，深入臨床醫(yī)院，參觀見習(xí)與生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)的科室，了解生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識(shí)在臨床中的應(yīng)用和臨床對(duì)本專業(yè)的需求及發(fā)展動(dòng)態(tài)，豐富學(xué)生知識(shí)，開拓眼界，培養(yǎng)學(xué)生服務(wù)于臨床、服務(wù)于社會(huì)的思想。在此模式中，重點(diǎn)主攻了學(xué)生在臨床實(shí)踐過程中的理論聯(lián)系實(shí)際的比較學(xué)習(xí)過程和對(duì)疑難問題進(jìn)行探索的創(chuàng)新性思維的激發(fā)。
第五種授課模式是課程總結(jié)討論。根據(jù)教師提問、課程總結(jié)匯報(bào)、大作業(yè)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的安排，通過每個(gè)學(xué)生上臺(tái)匯報(bào)、演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果、總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲、討論疑難問題、介紹調(diào)研的相關(guān)檢測(cè)治療產(chǎn)品的原理、發(fā)展過程及研究動(dòng)態(tài)、交流設(shè)計(jì)思想和體會(huì)，最后教師進(jìn)行總結(jié)提高。在此模式中，重點(diǎn)主攻了學(xué)生利用知識(shí)積累進(jìn)行創(chuàng)新性思維的發(fā)掘和進(jìn)行研究型工作的思維總結(jié)過程。
采用上面5種不同的實(shí)踐教學(xué)模式來滿足不同層次的教學(xué)內(nèi)容的要求，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課程學(xué)習(xí)效率，并綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段和現(xiàn)代化媒體，使教學(xué)效果達(dá)到最佳。
5.結(jié)束語
經(jīng)過改革的培養(yǎng)方案、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)和模式已經(jīng)在清華大學(xué)2003—2010級(jí)(8屆)學(xué)生中逐步得到全面實(shí)施，收到很好的效果。每屆48學(xué)時(shí)。經(jīng)過改革的實(shí)踐教學(xué)支撐平臺(tái)已經(jīng)在清華大學(xué)級(jí)(9屆)學(xué)生2門專業(yè)實(shí)踐課程中全面實(shí)施，收到很好的效果。其中一門專業(yè)實(shí)踐課程為64學(xué)時(shí)，另一門為48學(xué)時(shí)。另外，經(jīng)過改革后的實(shí)踐支撐平臺(tái)中的部分探索研究內(nèi)容已經(jīng)在2008年開始作為研究生的專業(yè)課程(“聽覺和語音系統(tǒng)的檢測(cè)分析”)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在連續(xù)5年研究生實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用中得到學(xué)生的高度評(píng)價(jià)。
該課程教學(xué)研究成果代表本系參加全國教學(xué)評(píng)估檢查，為本專業(yè)在教學(xué)評(píng)估中獲得一級(jí)學(xué)科做出了基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)。許多本科生的SRT項(xiàng)目是此課程研究內(nèi)容的繼續(xù)，許多學(xué)生基于此實(shí)踐平臺(tái)完成了醫(yī)療儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和挑戰(zhàn)杯等大賽項(xiàng)目。該課程的教學(xué)成果在2008年獲得清華大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，在2009年該課程獲得清華大學(xué)精品課稱號(hào)。該課程與另外5門課程獲得清華大學(xué)“985”工程二期“生物醫(yī)學(xué)工程主干課建設(shè)”資助。該課程的配套教材獲得清華大學(xué)校級(jí)規(guī)劃教材建設(shè)項(xiàng)目資助，教材于2011年12月由清華大學(xué)出版社出版。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)改革和實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目，極大地促進(jìn)了清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系實(shí)踐教學(xué)的全面發(fā)展。
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