首頁 > 公文范文 > 淺談生物醫(yī)學(xué)工程課程教學(xué)改革
時間:2022-07-20 05:08:18
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了一篇淺談生物醫(yī)學(xué)工程課程教學(xué)改革范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
摘要:結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,以醫(yī)療電子儀器中的電子電路為重點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計能力、電子產(chǎn)品組裝能力和電子系統(tǒng)調(diào)試能力為教學(xué)目的,對“電子電路課程設(shè)計”的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行了改革,包括構(gòu)建課程設(shè)計選題庫、改變課程設(shè)計指導(dǎo)方式、加深加寬訓(xùn)練內(nèi)容和要求等方面。改革后的課程設(shè)計可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題的能力,這對于訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)有重要的意義。教學(xué)實踐證明,該課程的改革取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;電子電路;課程設(shè)計;教學(xué)改革
生物醫(yī)學(xué)工程是利用生命科學(xué)、電子信息科學(xué)、材料科學(xué)及機(jī)電控制技術(shù)的原理和方法,對與疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)等方面有關(guān)的問題進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)理論和方法的研究,并進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用的一門工程技術(shù)學(xué)科。[1-3]在該學(xué)科的人才培養(yǎng)中,實踐教學(xué)有著重要的地位,是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電子電路在生物醫(yī)學(xué)工程研究和醫(yī)療儀器開發(fā)中有著重要作用,任何一臺現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器或設(shè)備中都需要電子電路完成信息檢測與處理、系統(tǒng)控制等核心功能。[2-4]
“電子技術(shù)基礎(chǔ)”包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門主要課程,是理工科相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,也是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)“電子電路課程設(shè)計”課程,對提高學(xué)生的電路設(shè)計能力、硬件制作能力和系統(tǒng)調(diào)試能力,以及培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力具有非常重要的意義。如何利用科學(xué)的選題在較短的時間內(nèi)訓(xùn)練和提高學(xué)生的這些能力,并有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力,是該課程在教學(xué)過程中重要的教學(xué)研究課題。[4-6]
一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“電子電路課程設(shè)計”教學(xué)中存在的問題
由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特殊性,目前在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的“電子電路課程設(shè)計”教學(xué)過程中,普遍存在以下幾個問題:
1.課程設(shè)計的選題沒有考慮專業(yè)特點(diǎn),實施的目的性不強(qiáng),與專業(yè)的整體發(fā)展建設(shè)結(jié)合較差,達(dá)不到課程設(shè)計要求
一個突出的問題是,課程設(shè)計的選題大部分是沿用電子信息類專業(yè)的傳統(tǒng)選題,如多級低頻阻容耦合放大器、功率放大器、語音放大器、函數(shù)發(fā)生器、交直流放大器、數(shù)字電子鐘、定時器、智力競賽搶答器、簡易數(shù)字電容測試儀等選題,這些題目與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的聯(lián)系較少。這樣既不能體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn),也不能提高學(xué)生的興趣,從而使得學(xué)生對所學(xué)理論知識不能很好地運(yùn)用于實際,造成與實踐的脫節(jié)。
2.課程設(shè)計內(nèi)容不完善,所設(shè)計的內(nèi)容不能充分體現(xiàn)課程設(shè)計的目標(biāo)
“電子技術(shù)課程設(shè)計”課程應(yīng)該是由許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個整體,從多個方面訓(xùn)練和提高學(xué)生的能力和素質(zhì)。但原有的教學(xué)過程中,往往會忽略其中的一些重要環(huán)節(jié)。這些問題表現(xiàn)在:只要求學(xué)生完成電路制作,對于任務(wù)分析、方案選擇、分析計算要求較少,把課程設(shè)計簡化成操作實訓(xùn);不重視測試和數(shù)據(jù)分析,不能充分鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力;不注重使用設(shè)計軟件和選擇流行器件,只使用過時的器件,甚至老舊的分立元件,制作的電路達(dá)不到任務(wù)要求。這些對于提高課程設(shè)計的效果都有不利的影響,導(dǎo)致學(xué)生實際動手能力練習(xí)不夠、電路設(shè)計能力偏低、綜合調(diào)試能力不高。
3.評價方法和標(biāo)準(zhǔn)簡單,隨意性大
教學(xué)過程中沒有嚴(yán)格的評價標(biāo)準(zhǔn),課程成績評定基本上流于形式,從而造成課程設(shè)計質(zhì)量下降。
在這種情況下,培養(yǎng)出來的學(xué)生普遍存在電路設(shè)計能力和系統(tǒng)調(diào)試能力不足,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力偏低,這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生難以在工程設(shè)計領(lǐng)域中發(fā)揮獨(dú)當(dāng)一面的作用,不能快速適應(yīng)社會要求。
二、“電子電路課程設(shè)計”的改革思路和實踐
幾年來,在“電子電路課程設(shè)計”教學(xué)過程中進(jìn)行了幾點(diǎn)改革嘗試,取得了較好的教學(xué)效果。
1.明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建課程設(shè)計選題庫
“電子電路課程設(shè)計”是電子信息類專業(yè)的傳統(tǒng)課程,有大量的課程設(shè)計選題,但這些選題中,大部分與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)和生物醫(yī)學(xué)電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和要求有較大的區(qū)別。為此,學(xué)院組織教師從眾多的課程設(shè)計選題中,選出若干與專業(yè)相關(guān)的訓(xùn)練內(nèi)容,進(jìn)行加工改造,并對每一個設(shè)計選題提出具體的訓(xùn)練要求和目標(biāo),構(gòu)成課程設(shè)計選題庫。題庫中題目所涉及到的課程內(nèi)容和設(shè)計內(nèi)容的統(tǒng)計分析見表1。從表中可以看出,與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的選題占總選題的72%,這樣就形成了有專業(yè)特色的電子電路課程設(shè)計內(nèi)容和要求。
另外還結(jié)合專業(yè)的特色,對與醫(yī)療儀器密切相關(guān)的設(shè)計,如測量心電、腦電、心音、血氧飽和度、脈搏波等信號的電子系統(tǒng)的采集電路部分,要求學(xué)生做成完整的模塊,作為以后系統(tǒng)課程設(shè)計的子模塊。
2.以學(xué)生為主體,改革傳統(tǒng)課程設(shè)計指導(dǎo)方式
改變過去教師全程指導(dǎo),有問必答,甚至直接給出參考電路的指導(dǎo)方式。教師在給出選題和要求后,將學(xué)生分成若干小組,每個小組在選題范圍內(nèi)選定設(shè)計題目。學(xué)生自己查閱資料,提出方案,獨(dú)立設(shè)計,最終完成設(shè)計并進(jìn)行完整的調(diào)試和測試。在整個課程設(shè)計過程中,教師每周留出固定或靈活的課堂答疑時間,回答學(xué)生提出的問題或啟發(fā)學(xué)生提出問題,直至課程設(shè)計結(jié)束。
3.充分發(fā)揮學(xué)生潛能,加深加寬課程設(shè)計的訓(xùn)練內(nèi)容并提高要求
在課程設(shè)計過程中,教師提出設(shè)計的目的和要求后,實驗室只負(fù)責(zé)提供材料及儀器,其他工作全部由學(xué)生自己完成。為了更多地訓(xùn)練學(xué)生的綜合素質(zhì),學(xué)生需要獨(dú)立完成實踐步驟確定、任務(wù)分析、方案選擇、電路設(shè)計、元件選擇、電路布線、印刷板設(shè)計及制造、元件測試、電路焊接、系統(tǒng)調(diào)試、測試方案設(shè)計、電路測試等訓(xùn)練步驟,并將這些步驟作為課程考核的訓(xùn)練點(diǎn)(見表2)。通過這種完整的訓(xùn)練過程,學(xué)生不僅能夠初步掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)流程,還能較好地鍛煉自己的專業(yè)素養(yǎng)。
4.重視現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,鼓勵學(xué)生掌握和使用工具軟件和最新芯片
做到軟件和硬件結(jié)合,學(xué)生除了完成電路設(shè)計以及硬件的焊接、安裝、調(diào)試外,還需要至少掌握一種印刷電路板設(shè)計軟件和一種電路仿真軟件,有條件的學(xué)生還應(yīng)掌握一種數(shù)字電路設(shè)計軟件(如EDA軟件)。學(xué)生既要熟練掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管等分立元件的選擇和使用外,還應(yīng)盡量掌握和使用最新的集成芯片,以進(jìn)一步訓(xùn)練工程設(shè)計能力。這樣,電子電路課程設(shè)計可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
5.培養(yǎng)學(xué)生興趣,將課程設(shè)計與創(chuàng)新課題訓(xùn)練相結(jié)合
鼓勵教師將本科創(chuàng)新課題、教師科研課題等進(jìn)行簡化、分割,形成適合課程設(shè)計的課題,供學(xué)生選擇。鼓勵學(xué)生進(jìn)行電子產(chǎn)品整機(jī)設(shè)計、開發(fā)、組裝、調(diào)試,并且組織學(xué)生共同交流,互相學(xué)習(xí),不斷提高。
三、結(jié)束語
“電子技術(shù)”課程的理論性和實踐性都很強(qiáng),而“電子電路課程設(shè)計”作為教學(xué)過程中的重要一環(huán),體現(xiàn)出了越來越重要的作用。對該課程進(jìn)行的一系列教學(xué)改革實踐,取得了良好的效果。按照改革后的教學(xué)模式,“電子電路課程設(shè)計”不斷能夠鞏固課堂上所學(xué)的理論知識,加深學(xué)生對課堂抽象概念的理解,提高了學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力,還能使學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的認(rèn)識更加明確具體,這些都有利于培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實、實際工作能力強(qiáng)的高素質(zhì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才。
摘要:電子類課程是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本文根據(jù)廣東醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程課程研究小組在課程建設(shè)和教學(xué)改革方面的探索與實踐,結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特點(diǎn)介紹了我們在電子類課程考核方式改革方面的實踐與探索。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;考核;電子類課程
廣東醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)于2003年開始第一屆本科招生,針對如何進(jìn)行具有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)改革進(jìn)行了大量的研究和實踐。作為工科專業(yè),電子類課程是專業(yè)的基礎(chǔ)課程,與電子信息專業(yè)要求不同,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以小信號、低頻率電路為主要研究對象。本專業(yè)側(cè)重培養(yǎng)高水平的應(yīng)用型人才,畢業(yè)生要能夠快速開展醫(yī)療儀器方向的研發(fā)、測試等工作。因此,我們從2008年開始著手進(jìn)行了相關(guān)電路課程的改革和探測,下面針對專業(yè)特點(diǎn)和考核方式進(jìn)行討論。
一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程特點(diǎn)分析
生物醫(yī)學(xué)工程是以技術(shù)與工程的手段研究和解決生物和醫(yī)學(xué)中的相關(guān)問題,并綜合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)學(xué)的交叉學(xué)科[1-3]。它要求學(xué)生掌握物理學(xué)、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)知識,并能夠融會貫通[4-5]。其中電子技術(shù)的相關(guān)知識是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程的主要內(nèi)容。與普通高校電子信息專業(yè)和自動化控制專業(yè)不同的是,本專業(yè)電子類課程內(nèi)容局限在低頻、弱電范圍內(nèi),同時要求學(xué)生具備較強(qiáng)的操作和分析能力。因此,在課程教學(xué)和考核中應(yīng)該更加注重與本專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合,發(fā)展具有專業(yè)特色的考核評價體系。作為課程發(fā)展的導(dǎo)向,考核方式是課程建設(shè)水平的集中體現(xiàn),也是評價教學(xué)質(zhì)量的重要手段和課程改革的參考依據(jù)。在本專業(yè)發(fā)展初期,電子類課程的考核主要體現(xiàn)在:(1)一考制,即將期末考試成績作為學(xué)生的最終成績,方式比較單一,特點(diǎn)不突出,忽視了學(xué)生在實驗技能、創(chuàng)新設(shè)計方面的評價;同時在期末考試中所暴露出來的問題也來不及糾正。(2)與專業(yè)領(lǐng)域銜接不夠緊密。考核內(nèi)容只強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的掌握,考核內(nèi)容與普通電子工程專業(yè)內(nèi)容一樣,忽視了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特色;(3)考試題型單一。最初的考試題型也只有計算分析一種,覆蓋面較窄,考試評價主觀性較強(qiáng),難以全面評價學(xué)生的綜合能力。
二、考核方式的改變與實踐
從2008年開始,我們便針對電子類課程存在的問題進(jìn)行了專項研究,提出考核改革的目標(biāo),即把教學(xué)作為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),將考核向過程考核轉(zhuǎn)移。課程組從2009級本科生開始推行一系列課程改革措施,目前已經(jīng)進(jìn)行了三屆改革試驗。逐步形成了一套具有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特色的考核方式。考核方式改革具體內(nèi)容是:(1)專業(yè)基礎(chǔ)課的考核由平時作業(yè)和階段測驗成績、實驗課成績和期末成績組成。①平時作業(yè)由主講教師根據(jù)教學(xué)計劃通過在線課程網(wǎng)站布置,學(xué)生在學(xué)習(xí)完一章內(nèi)容后在一周以內(nèi)提交作業(yè)。該項成績占總評成績的10%。②階段測驗包含兩種形式,一種是傳統(tǒng)的隨堂測驗,另一種是在線測驗,即由測驗系統(tǒng)給出成績。階段測驗根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容,安排2~3次,占總評成績的5%。③我們特別加強(qiáng)了對實驗課程的考核力度,實驗課成績包括實驗完成情況和實驗報告的撰寫兩方面,占總評成績的15%。④期末成績則延續(xù)傳統(tǒng)閉卷考試形式,在統(tǒng)一閱卷的基礎(chǔ)上給出,占總評成績的70%。考試題型更加豐富,一般不少于四種類型題,客觀題占50%左右。考試難度適當(dāng)降低,但是知識覆蓋面增加到了課程內(nèi)容的80%以上。(2)電子類專業(yè)課程考核則注重課程設(shè)計、大作業(yè)(或課程論文)等更加自由的形式。①考核也貫穿于整個教學(xué)過程。以綜合設(shè)計課程為例:教學(xué)和考核都是以分組方式進(jìn)行,電路設(shè)計為主要教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計結(jié)果和課程論文則是考核依據(jù)。這里還強(qiáng)調(diào)了團(tuán)隊合作,同一小組成員的考核成績是相同的。②通過計算機(jī)輔助進(jìn)行。在電路設(shè)計軟件課程中,學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中除了要掌握軟件的基本知識外,綜合能力的提高也是主要的一個方面。考核也是通過計算機(jī)完成的,教學(xué)可以為每位學(xué)生設(shè)置不同的題目,內(nèi)容更加靈活多變。我們進(jìn)行考核方式改革的方針是以學(xué)生為主體,注重培養(yǎng)學(xué)生興趣和綜合能力,在教學(xué)過程中也盡量增加小組討論和團(tuán)隊項目。總之,考核方式的改變就是力求做到全面、有效,能夠在學(xué)習(xí)過程中對學(xué)生進(jìn)行促進(jìn)。
三、網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)和作用
專業(yè)課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站的建設(shè)是教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容,在電子類課程的改革中成為了重要的工具。截止到2011年,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課已經(jīng)陸續(xù)完成了網(wǎng)絡(luò)課程的組建工作并迅速投入到教學(xué)中。在線網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)為考核方式提供了更多的選擇,已經(jīng)逐漸成為改革成功的關(guān)鍵一環(huán)。我們在網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中,特別強(qiáng)調(diào)了其參與考核的功能。因此,將題庫建設(shè)作為重要的一環(huán)。目前,已將完成了500道網(wǎng)絡(luò)習(xí)題的初等規(guī)模題庫,包括在線自測試題10套,為課程考核方式改革提供了重要的硬件支撐。學(xué)生在線考試的形式反應(yīng)積極,認(rèn)為形式新穎、操作方便。目前,我們在過程測試中至少包含一次在線考試,平時的作業(yè)布置和提交也都通過在線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行,也就是說約40%的平時成績是通過網(wǎng)絡(luò)考核獲得的。除此之外,網(wǎng)絡(luò)課程還為教學(xué)提供了重要的支撐平臺,這主要體現(xiàn)在兩方面:(1)擴(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容,豐富了學(xué)生的知識面。以往學(xué)生獲得知識的渠道單一,枯燥的內(nèi)容制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。我們在網(wǎng)絡(luò)課程中提供了大量的相關(guān)資料,包括文獻(xiàn)、新聞、圖片、視頻等,充分延伸了教材內(nèi)容,滿足了學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需要;(2)提供了交流的平臺。我們同樣組建了學(xué)習(xí)小組,小組成員作為團(tuán)隊活躍在網(wǎng)絡(luò)中。教師為各個小組布置了不同的討論題目,有的作為作業(yè)成為考核的一部分。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,學(xué)生擁有了充分的發(fā)揮空間和自由,能夠以更加放松的心態(tài)融入到學(xué)習(xí)中。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電子類課程考核方式改革是新時期人才培養(yǎng)模式改革的重要組成部分。是在培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的指導(dǎo)思想下進(jìn)行的有益的探索和嘗試。根據(jù)三年來的教學(xué)實踐,改革獲得了任課教師的支持,得到了學(xué)生的認(rèn)可。我們所提出的綜合型的過程考核思想正在切實地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。我們下一步的工作重點(diǎn)是繼續(xù)深化考核方式改革,使其不流于形式并帶動整個課程的建設(shè),不斷地提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
【摘要】根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),針對普通化學(xué)課程及其教學(xué)的基本要求,從教學(xué)大綱和教學(xué)方法兩方面提出普通化學(xué)教學(xué)改革的具體措施。
【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)工程普通化學(xué)課程教學(xué)改革
一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn)
生物醫(yī)學(xué)工程旨在運(yùn)用工程技術(shù)的原理和方法,研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)問題的新興、邊緣、交叉學(xué)科。其主要任務(wù)是:從工程學(xué)角度研究、解釋生物體特別是人體的生理、病理變化過程。其主要研究方向包括:生物系統(tǒng)的建模與仿真、生物醫(yī)學(xué)信號的檢測與分析、生物醫(yī)學(xué)成像和圖像處理、電磁場生物效應(yīng)、腦科學(xué)與認(rèn)知、人工器官以及相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備的研制等。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是醫(yī)療衛(wèi)生健康、保健性產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和動力,它所帶動的產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,世界各國都在不斷加大對生物醫(yī)學(xué)工程的投入。經(jīng)過本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生,不僅應(yīng)能夠在醫(yī)學(xué)中較熟練地運(yùn)用電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù),而且還應(yīng)具備生物科學(xué)理論基礎(chǔ)以及醫(yī)工結(jié)合的研究和實驗技能,以及醫(yī)療電子設(shè)備、醫(yī)學(xué)信息處理的初步開發(fā)、研究、應(yīng)用、維護(hù)和管理能力。本專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生擇業(yè)面寬,就業(yè)適應(yīng)能力強(qiáng)。畢業(yè)生既可以在醫(yī)療儀器行業(yè)從事新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用,又可以在醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程部門比如醫(yī)學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與技術(shù),國家技術(shù)監(jiān)督部門,以及其他電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)等部門從事研究、開發(fā)、維護(hù)與維修、教學(xué)及管理等方面的工作。此外,本專業(yè)的學(xué)生還可以進(jìn)入生物醫(yī)學(xué)工程、電子信息工程、通信工程與技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等方向繼續(xù)深造。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)要求知識方面:打好堅實的數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、外語、計算機(jī)與信息科學(xué)和電子技術(shù)的基礎(chǔ),掌握寬厚的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識,具備寬廣而深遠(yuǎn)的科技視野、強(qiáng)烈的求知欲望、事業(yè)心和創(chuàng)新意識。
二、普通化學(xué)課程及其教學(xué)的基本要求
(一)課程的地位、性質(zhì)和任務(wù)
化學(xué)是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的一門科學(xué)。在解決人類最關(guān)心的環(huán)境、材料、能源、醫(yī)藥保健、糧食增產(chǎn)、資源利用等問題中,化學(xué)科學(xué)處于中心地位。而普通化學(xué)則是化學(xué)的導(dǎo)言,它包含了現(xiàn)代化學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能,是現(xiàn)代大學(xué)生應(yīng)該普遍掌握的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識的重要部分,是高等院校非化學(xué)專業(yè)必修的一門重要的基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生在一定程度上掌握一些必需的近代化學(xué)基本理論、基本知識和基本技能,并了解這些理論、知識和技能在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用;培養(yǎng)學(xué)生具有應(yīng)用化學(xué)觀點(diǎn)分析生活、生產(chǎn)中的一些簡單的化學(xué)問題的初步能力;為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作打下一定的化學(xué)知識基礎(chǔ)。
(二)課程教學(xué)的基本要求
通過對普通化學(xué)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、化學(xué)平衡以及原子、分子結(jié)構(gòu)等方面的基本理論和基礎(chǔ)知識;掌握一定的元素化合物的基本知識;掌握重要的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性能以及一些重要的有機(jī)合成反應(yīng);掌握分析化學(xué)基本原理和一些重要的化學(xué)、儀器分析方法;并了解化學(xué)在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、新材料的研究與應(yīng)用、能源開發(fā)與利用以及生命科學(xué)研究等領(lǐng)域的作用,為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程打下化學(xué)理論基礎(chǔ)。
三、普通化學(xué)教學(xué)改革的具體措施
(一)修改教學(xué)大綱
應(yīng)根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,修改普通化學(xué)的教學(xué)大綱,并將本課程分為理論教學(xué)和實驗教學(xué)。理論課時為32學(xué)時,實驗課時為16學(xué)時。首先從普通化學(xué)課程的地位、性質(zhì)和任務(wù)來定位。普通化學(xué)則是化學(xué)的導(dǎo)言,它包含現(xiàn)代化學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能,使學(xué)生掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、化學(xué)平衡;掌握一定的元素化合物的基本知識;掌握重要的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性能以及一些重要的有機(jī)合成反應(yīng);掌握分析化學(xué)基本原理和一些重要的化學(xué)、儀器分析方法;并了解化學(xué)在生物醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)研究等領(lǐng)域的作用,為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程打下化學(xué)理論基礎(chǔ)。
為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,應(yīng)讓學(xué)生熟悉化學(xué)實驗及實驗室的基本規(guī)則;培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象、正確記錄和實驗數(shù)據(jù)的習(xí)慣;了解常用化學(xué)儀器的性能、使用和維護(hù)方法。同時,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生正確處理實驗數(shù)據(jù),正確書寫實驗報告的能力;促使學(xué)生逐漸養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、實事求是的實驗習(xí)慣和工作作風(fēng),并初步具有獨(dú)立思考、獨(dú)立設(shè)計實驗、獨(dú)立進(jìn)行實驗以及獨(dú)立分析、綜合問題的能力,從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。主要實驗項目如下:玻璃工操作實驗(2學(xué)時);離解平衡與沉淀一溶解平衡(2學(xué)時);銅、鋅、銀、鎘及其離子的鑒定(2學(xué)時);烴的性質(zhì)和鑒定(2學(xué)時);粗鹽的提純(4學(xué)時)。
值得注意的是,理論教學(xué)大綱和實驗教學(xué)大綱的修訂,應(yīng)體現(xiàn)專業(yè)特色明確、重點(diǎn)突出、思路清晰的教學(xué)思路。
(二)探索新的教學(xué)方法
1.理論聯(lián)系實際。普通化學(xué)是非化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門基礎(chǔ)化學(xué)課,主要介紹化學(xué)學(xué)科基本情況,化學(xué)各個分支對社會發(fā)展的作用,化學(xué)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢,化學(xué)與其他自然科學(xué)、工程技術(shù)學(xué)科的關(guān)系。因此,普通化學(xué)課程知識點(diǎn)多、內(nèi)容復(fù)雜、概念跨度大,需要與學(xué)生所學(xué)專業(yè)及實際情況有機(jī)結(jié)合起來。然而,在教學(xué)實踐中,本課程的教學(xué)課時不足,教學(xué)過程中,化學(xué)理論和化學(xué)與專業(yè)結(jié)合選擇是,教師往往容易顧此失彼,使化學(xué)教學(xué)演變成一堆化學(xué)名詞和專業(yè)術(shù)語的堆積,枯燥乏味。同時,學(xué)生重視度不夠、學(xué)習(xí)興趣不濃。但是化學(xué)知識在各種領(lǐng)域中不斷滲透,在日常社會生活中起著越來越重要的作用。面對實際問題,針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特點(diǎn),在教學(xué)過程中,教師可首先和學(xué)生進(jìn)行討論,解決如下問題:(1)學(xué)習(xí)的原動力。(2)學(xué)習(xí)的方法和習(xí)慣;告訴大學(xué)課程內(nèi)容多,上課進(jìn)度快、信息量大,并且輔導(dǎo)課和習(xí)題課少,要掌握好學(xué)習(xí)方法;設(shè)計了從實驗現(xiàn)象一引發(fā)思考一理論內(nèi)容一實驗內(nèi)容一在線測試的教學(xué)路線。(3)學(xué)習(xí)精神,只有更加刻苦才有可能適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)。通過討論和示范,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以求達(dá)到最佳教學(xué)效果。
將普通化學(xué)中基礎(chǔ)部分的講授與中學(xué)化學(xué)教學(xué)良好接軌,在上課時首先回顧一下中學(xué)化學(xué)相關(guān)知識點(diǎn),再引入新的知識點(diǎn)。在講例題的采用為“先示例、后解析”的方式。上實驗課,采用實驗前提問和預(yù)習(xí),代替實驗課先講實驗原理和步驟的方式,要求、鼓勵學(xué)生預(yù)習(xí)和思考。在指導(dǎo)實驗時,及時發(fā)現(xiàn)問題,引導(dǎo)學(xué)生深入思考。建議學(xué)校平時適當(dāng)開放實驗室,為對化學(xué)感興趣的學(xué)生提供實際操作平臺。鼓勵學(xué)生根據(jù)個人興趣參加項目創(chuàng)新活動,和指導(dǎo)教師一起選題,查閱文獻(xiàn),學(xué)習(xí)相關(guān)知識,進(jìn)行科研活動。當(dāng)然,也可結(jié)合其他課外科技活動展開教學(xué)。
2引入實例。在實際的教學(xué)過程中,針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特點(diǎn),可適當(dāng)引入生活和專業(yè)應(yīng)用中的具體實施例。課堂講授時,利用具體實例,引入每一章節(jié)內(nèi)容,再將每一章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容在學(xué)生深入挖掘的基礎(chǔ)上,將內(nèi)容分解成若干小問題或?qū)⑷舾上嚓P(guān)小問題合并起來,指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想、討論思考、聯(lián)想歸納、比較總結(jié)本課程的目標(biāo)是系統(tǒng)講授化學(xué)基本理論和知識,加強(qiáng)基礎(chǔ),提煉基本,按需拓寬,注重實踐性和應(yīng)用性。
在講到酸堿時,可把知識點(diǎn)延伸,把電子舌知識和酸堿性結(jié)合起來。電子舌測量酸味時就是利用酸性,檢測出酸的濃度,也就是將酸的濃度通過化學(xué)傳感器轉(zhuǎn)化為可檢測的信號,信號的強(qiáng)弱就能反映酸的濃度。同樣,電子舌檢測其他味覺,就是將其味覺物質(zhì),通過化學(xué)傳感器轉(zhuǎn)化為可檢測的信號,通過信號的強(qiáng)弱來反映味覺物質(zhì)的含量,進(jìn)一步體現(xiàn)味道的內(nèi)涵。
可引入直觀形象的化學(xué)反應(yīng)動畫效果,加強(qiáng)學(xué)生對反應(yīng)機(jī)理和抽象概念的理解;同時,可采用動態(tài)圖表,充分發(fā)揮各類圖形的優(yōu)勢。
3.突出重點(diǎn),擴(kuò)大信息量。根據(jù)培養(yǎng)方案和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),可將下列內(nèi)容列為普通化學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):熱力學(xué)的基本概念;蓋斯定律和標(biāo)準(zhǔn)生成焓、標(biāo)準(zhǔn)熵、標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能計算方法;化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判劇;化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動的規(guī)律及有關(guān)計算;分散體系的概念及分類;溶液的依數(shù)性;膠體分散體系的性質(zhì)及結(jié)構(gòu);弱酸、弱堿解離平衡;溶度積規(guī)則和溶解平衡;電極電勢的概念;用電極電勢的數(shù)據(jù)判斷氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)弱及氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向和程度;配位體的相關(guān)概念及命名規(guī)則;核外電子運(yùn)動的特殊性;四個量子數(shù)的取值及物理意義。教學(xué)難點(diǎn)為:化學(xué)反應(yīng)等溫方程式的應(yīng)用;相似相溶液原理;能斯特方程式的應(yīng)用;吉布斯自由能變、原電池電動勢、氧化還原反應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系。根據(jù)重點(diǎn)和難點(diǎn),可采取理論講解、PPT、板書和學(xué)生互動相結(jié)合的教學(xué)模式,講解后再讓學(xué)生來回答問題,加深學(xué)生對重點(diǎn)知識點(diǎn)的印象與理解,在原有知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上擴(kuò)大信息量。
綜上,本文針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)專業(yè)特點(diǎn),從修改教學(xué)大綱、確立教學(xué)主線和實驗操作人手,對普通化學(xué)課程進(jìn)行了教學(xué)改革嘗試。實踐表明,教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí),目的更為明確,重點(diǎn)更為突出,實驗更有可操作性。通過教學(xué)課程體系的調(diào)整和教學(xué)方式的改革,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)教師對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等不斷進(jìn)行探索的興趣。這種雙向的促進(jìn),有利于普通化學(xué)課程課堂教學(xué)的良性發(fā)展。隨著教改的不斷深入,相信普通化學(xué)課程將在提高非化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力方面發(fā)揮更大的作用。
(責(zé)編 何田田)
摘 要 文章結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),根據(jù)本校的實際情況,分析了制圖課程教學(xué)過程中存在的問題,對制圖課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提出了相應(yīng)的改革措施和建議,并在教學(xué)實踐中應(yīng)用,取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞 機(jī)械制圖 生物醫(yī)學(xué)工程 教學(xué)方法
0 引言
生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical Engineering, BME)專業(yè)是涉及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等多門學(xué)科的新興專業(yè),其目的是培養(yǎng)具有復(fù)合型知識結(jié)構(gòu),具備醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的初步科學(xué)研究能力,能在各級醫(yī)院臨床第一線配合醫(yī)護(hù)人員從事醫(yī)療儀器設(shè)備的實際操作及維護(hù)、管理、研究、安全檢測等技術(shù)支持工作的實用型高級工程技術(shù)人才。隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)在中國的蓬勃發(fā)展,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在各地醫(yī)學(xué)院校陸續(xù)開設(shè)。《機(jī)械制圖》是所有工科專業(yè)的主干課程之一,也是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,它是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的繪圖和讀圖能力,啟發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及為以后接觸醫(yī)療儀器設(shè)備的實際操作、維護(hù)、設(shè)備設(shè)計等打下堅實的基礎(chǔ)。
1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)《機(jī)械制圖》課程教學(xué)過程中存在的問題
首先,和理工科院校的學(xué)生不同,我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》課程之前沒有接觸過與繪圖相關(guān)的其他課程,如畫法幾何、制圖基礎(chǔ)、計算機(jī)輔助繪圖等,也沒有參加過金工實習(xí),因此在空間想像能力和繪圖功底上不如理工科學(xué)生。其次,《機(jī)械制圖》本身是一門實踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課,主要研究的是點(diǎn)、線、面及其空間幾何形體與其投影之間的對應(yīng)關(guān)系。在教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課聽課較認(rèn)真,也能夠跟得上老師的思路,但是課后作業(yè)情況不是很理想。學(xué)生普遍反映作業(yè)難度較大,要花大量時間思考并完成作業(yè),有時還無法獨(dú)立完成,由此產(chǎn)生了畏懼心理,久而久之失去了學(xué)習(xí)該課程的興趣,認(rèn)為自己學(xué)不會了而放棄對這門課程的學(xué)習(xí)。再次,工程圖樣是工程界用于技術(shù)交流的“語言”,因此要符合《技術(shù)制圖》國家標(biāo)準(zhǔn),圖紙有多大,圖框怎么打,字體怎樣寫,圖線如何畫,甚至是每個符號代表什么含義都有明確的規(guī)定,這就要求學(xué)生在作圖時要認(rèn)真細(xì)致,嚴(yán)格遵守制圖的國家標(biāo)準(zhǔn),來不得半點(diǎn)馬虎,也沒有自由發(fā)揮的余地,這些對初學(xué)者來說是比較困難的,學(xué)起來也很枯燥乏味。再加上有些同學(xué)自身基礎(chǔ)比較薄弱。就拿我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生來說,民考漢學(xué)生占班級人數(shù)的1/4左右,部分學(xué)生來自于較為偏遠(yuǎn)的農(nóng)村。故而在《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)上如何采用靈活的教學(xué)手段切實的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課程的教學(xué)質(zhì)量成了當(dāng)務(wù)之急。
2 制圖課程教學(xué)內(nèi)容和方法的探索與改革
2.1 充分了解學(xué)生,合理制定教學(xué)大綱,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
作為理工科專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)課程,機(jī)械類學(xué)生和非機(jī)類學(xué)生對《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)目標(biāo)是不同的。就我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生來說,主要是讓學(xué)生學(xué)習(xí)國家制圖標(biāo)準(zhǔn)的一些基本規(guī)定和正投影法的基本理論;能夠識讀、繪制簡單的機(jī)械圖樣;學(xué)會使用AutoCAD繪圖軟件繪制簡單機(jī)械圖樣。根據(jù)教學(xué)目標(biāo),我們設(shè)定總教學(xué)參考學(xué)時為64學(xué)時,其中理論48學(xué)時,實驗16學(xué)時。實驗部分主要介紹AutoCAD軟件常用命令的使用,使學(xué)生學(xué)會使用AutoCAD繪圖軟件繪制簡單機(jī)械圖樣。
2.2 改變傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式,采用多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)
傳統(tǒng)的制圖授課方式,主要是通過粉筆+直尺+圓規(guī)方式在黑板上進(jìn)行演示性教學(xué),有些院校也會借助實物模型和掛圖進(jìn)行輔助授課。這種教學(xué)方式雖然能給學(xué)生留下較為深刻的印象,但是尺規(guī)繪圖會花費(fèi)大量時間,模型和(下轉(zhuǎn)第98頁)(上接第82頁)掛圖又缺乏動作和連續(xù)性,難以滿足現(xiàn)代教學(xué)的需要。多媒體計算機(jī)輔助教學(xué),將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容與多媒體技術(shù)和計算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)相結(jié)合,集文字、圖形和動畫等多種信息于一體,形成一種全新的現(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)。①如教師在講解點(diǎn)、線、面的三面投影時,可以利用AutoCAD、PowerPoint等軟件,將它們的三面投影用多種色彩的線條繪制出,并通過動畫制作,將投影的作圖步驟一步一步地演示給學(xué)生,使之產(chǎn)生動態(tài)效果,既增加了直觀性,又活躍了課堂氣氛;在講解機(jī)件的圖樣畫法時,可以利用繪制出的三維立體圖,將抽象的制圖教學(xué)具體化,幫助學(xué)生建立空間概念,豐富空間想象能力;在講解螺紋緊固件及常用件章節(jié)時,還可以對零件的加工過程進(jìn)行動態(tài)仿真演示,以幫助學(xué)生理解,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到幫助學(xué)生掌握知識的目的。
2.3 將機(jī)械制圖與計算機(jī)輔助繪圖有機(jī)融合
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,《機(jī)械制圖》與《AutoCAD》這兩門課程是相對獨(dú)立、分開授課的。②這種教學(xué)方法存在很多弊端,如課時量加大,內(nèi)容講解重復(fù)等。我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生,所學(xué)課程科目較多,不可能同時開設(shè)《機(jī)械制圖》與《AutoCAD》兩門課程。為了在有限的課時里,既讓學(xué)生掌握讀圖畫圖的基本方法,又能跟上時代的發(fā)展需要,掌握計算機(jī)繪圖的基本技能,根據(jù)學(xué)生的實際情況,我們采用將機(jī)械制圖基礎(chǔ)知識的傳授與AutoCAD軟件介紹有機(jī)融合,在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重組的基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容合理組織,使兩門課程的內(nèi)容相輔相成,相互促進(jìn),相互結(jié)合。既提高了教學(xué)效率,改善了教學(xué)效果,又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效果。如在講解《技術(shù)制圖》的基本規(guī)定時,讓學(xué)生用AutoCAD軟件根據(jù)國家圖紙圖幅標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,繪制出帶有圖框線、標(biāo)題欄、明細(xì)欄的A1圖紙模版;在講解圖線的型式及應(yīng)用時,引出AutoCAD軟件中“圖層”的設(shè)置與意義;在講解基本體的三視圖時,讓學(xué)生學(xué)會使用AutoCAD基本繪制命令:點(diǎn)、線段、圓弧等繪制三視圖;在講解立體表面的交線時,匯同基本編輯命令進(jìn)行介紹;在講解尺寸標(biāo)注時融入AutoCAD尺寸標(biāo)注的設(shè)置;在講解機(jī)件圖樣的畫法章節(jié)時,融入圖案填充等命令;在講解標(biāo)準(zhǔn)件和常用件章節(jié)時,融入塊和屬性的操作;在講解軸測圖章節(jié)時,融入三維建模的相關(guān)知識。
2.4 加強(qiáng)課外實踐,鞏固課堂知識
《機(jī)械制圖》是一門實踐性很強(qiáng)的課程。完成一定數(shù)量的習(xí)題和作業(yè),是鞏固基本理論和培養(yǎng)繪圖、讀圖能力的保證。③在制圖課程的學(xué)習(xí)過程中,我們不僅要求學(xué)生在課堂中認(rèn)真聽課,積極思考,還要求學(xué)生利用業(yè)余時間完成相關(guān)的習(xí)題作業(yè),以加深對教學(xué)內(nèi)容的消化理解。同時,為了解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題,每學(xué)完一章節(jié)后,我們會安排特定的時間對學(xué)生進(jìn)行答疑。在答疑過程中,采用互動教學(xué)方式,鼓勵學(xué)生積極參與解答,以加深對知識點(diǎn)的理解和鞏固。
3 結(jié)束語
教學(xué)實踐證明,在保證完成制圖課程教學(xué)任務(wù)的前提下,科學(xué)合理的安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度,采取靈活多樣的教學(xué)方法,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,使學(xué)生基本具備一定的讀圖能力和空間想象能力以及計算機(jī)繪圖的操作能力。