医学生物工程专业范文

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生物医学工程（ Biomedical Engineering，BME） 起源于20世纪60 年代，它综合了生物学、医学和工程技术学的理论与方法，是多门理工类学科向生物与医学渗透并相互交叉，从工程学的角度展开研究，以解决人体医疗的若干问题的学科。因此，生物医学工程专业是多个学科发展到一定水平交叉产生的新型高技术边缘学科。随着IT产业与医疗行业的高度融合，培养高层次的研究型、应用型技术人才逐渐成为生物医学工程专业人才培养的主要目标。

当前，生物医学工程专业毕业生面临的工作需求不仅包括传统的医疗设备管理、销售、操作和维修，还包括信息化医疗设备的研究、设计、开发和生产等。而医学类院校在“C语言程序设计”教学中普遍存在着教学内容过于偏重语法基础知识，教学案例与医学专业结合不紧密等问题，因此，医学院校有必要从教学、管理和实践等方面入手，深入探索适应新型人才培养需求的教学模式。

二、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的开设现状及问题分析

“C语言程序设计”是理工类大学生必修的专业基础课，也是医学类院校生物医学工程专业必修的计算机基础课程之一。该课程开设的目的在于使学生掌握基本的程序设计方法和技巧，为医学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会，培养医学生良好的程序设计风格和严密的逻辑思维能力，为进一步学习计算机相关知识和医学专业知识奠定基。各医学类院校在“C语言程序设计”教学中也存在以下几个方面的问题：

1.“C语言程序设计”课程教学难度大

一方面，目前医学类院校“C语言程序设计”课程大多选用理工类非计算机专业的通用教材，而“C语言程序设计”课程本身具有概念抽象、语法结构复杂、数据类型繁多等特点。因此，对医学生而言，利用较少的课时学习“C语言程序设计”课程仍然具有不小的难度。

另一方面，为使医学生系统地掌握“C语言程序设计”相关知识，教学过程中容易出现课堂知识容量过大的情况，这都不利于医学生对知识的掌握。

2.“C语言程序设计”课程学习兴趣低

目前，医学类院校在“C语言程序设计”教学中更加侧重C语言语法结构等基础知识，对各种应用实例的开发、运行过程讲解得深度不够，学生实践练习机会少，学习过程较为枯躁。另外，教学实例多选用教材上的小程序，虽然方便学生预习复习，但由于缺乏界面设计、模块接口设计等实践操作，无法与生物医学工程专业的研究方向和实际需求相结合，导致学生学习兴趣低。

3.计算机知识与医工专业知识教学融合度低

当前，大部分医学类院校生物医学工程专业开设的计算机课程除了“C语言程序设计”之外，还包括汇编语言、数据库基础、微机原理与接口、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号处理技术等。各门计算机课程与医学专业课之间是相辅相成、互相联系的。例如，医学类专业课“医用传感器”实验中需要用汇编语言编写程序与单片机连接进行模拟实验。从这方面来说，计算机知识与医工专业知识存在较高的融合度。然在，实际教学过程中，由于医学生更加注重医学类专业课的学习，因此容易忽视“C语言程序设计”课程与其他专业基础课之间的联系，更谈不上与这些学科之间的融合学习。从而导致了“C语言程序设计”课程失去了计算机基础课程的服务性地位，降低了计算机知识与医学专业知识的融合度。

三、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的融合教学研究

“C语言程序设计”课程的融合教学是指根据生物医学工程专业的课程结构特点，在相关专业课的教学过程中，将C语言程序设计的思想和技巧融入生物医学工程专业的实际需求中，统筹课程体系中的各要素，整体协调，相互渗透，形成基于专业、依托学校、联合医院和企业的“三位一体”融合式教学培养模式。

1.基于生物医学工程专业，调整“C语言程序设计”课程

C语言是一门高级程序设计语言，对于医学生来讲，C语言的地位就相当于一门外语，是人和计算机相互交流的工具。所以，医学生学习“C语言程序设计”就像人学习外语一样，主要要学习本语法、语义和认知过程。C语言的语法规则主要包括常量和变量定义方法、数据的运算规则、程序设计的三种基本结构（顺序、选择和循环）、函数定义及调用方法等。C语言的语义规则要求学生掌握三种基本结构、利用数组批量处理数据、利用函数进行模块化程序设计以及利用指针促进程序模块化进程的思想和方法。C语言的认知过程，主要侧重于培养学生养成良好的编码规范。

由于生物医学工程专业与智能医疗器械设计、批量数据处理、故障检测等有着较为紧密的联系，因此，在“C语言程序设计”教学时除了要求学生掌握常用的语法和语义规则外，还要重点学习数据的批量处理技术和模块化程序设计等知识。

2.依托医学院校，形成多学科交叉发展

根据生物医学工程专业的课程设置，发挥“C语言程序设计”的基础性作用，形成以“C语言程序设计”为核心的多学科交叉发展。例如，对于相对晦涩的汇编语言课程的学习，可以在安装C语言编程平台（MicrosoftVisualC++ 6.0）的同时，再安装另一调试工具软件OllyDBG。对于调试版（Debug编译选项组），使用MicrosoftVisual C++6.0进行调试，将C++源代码反汇编；而对于版（Release 编译选项组）使用OllyDBG进行调试。

例如，某医院“专家预约系统”程序实例。该医院某科设有5个专家诊室，为保证看诊质量，平均分配医疗资源，医院规定：①每个专家每天只接待20个患者；②患者就诊诊室采用循环预约的方法，即1到5号、6到10号……患者分别预约1至5号专家，如此重复至所有专家预约完毕。编写“专家预约系统”程序，要求约诊单上提示患者预约了哪位专家，应该去几号诊室就诊。

分析，在Visual C++6.0环境下，使用循序程序结构与多分支结构进行嵌套实现上述功能。程序命名为“专家预约系统.cpp”，代码如下：

#include "stdio.h"

#define MAX 100

void main（）

{ int i，j，m；

char flag[30]；

for（i=1；i

{ printf（"＼＼n请按“预约专家”按钮开始预约！"）；

gets（flag）；

m=i%5；

switch（m）

{ case 1：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n"，i，m）；break；

case 2：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 3：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 4：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 0：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，5）；break；}}

printf（"对不起，今天预约人数已达上限，请转到普通诊室或明天预约！＼＼n"）；

程序执行过程中，以“Enter”键代表“预约专家”按钮，按其他键不执行预约专家操作。在Visual C++6.0中编译、链接、执行后，生成可执行文件“专家预约系统.exe”。程序运行结果（部分）如图1所示。

运行OllyDBG，打开上例中的生成文件“专家预约系统.exe”，得到反汇编代码如图2所示。

将C语言与汇编语言以及医学常见现象进行融合教学，一方面，能够充分发挥“C语言程序设计”的基础性地位，使医学生迅速理解并掌握汇编语言程序。另一方面，通过不同编程语言之间的融会贯通，极大地调动了医学生学习“C语言程序设计”的积极性和主动性，提高了学习效率。

3.联合医院和企业，开展订单式培养

生物医学领域独占鳌头的美国，大多数高校都与企业签有联合培养实习计划。医学生的实习多在高年级完成，因为高年级学生已经完成了通识教育知识的学习，并且在工程、数学、生物工程设计、仪器、生物及生物材料等方面已有了足够基础知识和基本能力参与生物工程方面的实践项目。联合医院和企业，开展订单式培养，一方面，可以使医学生在专业领域的联合培养实践活动中获得实践经验；另一方面，专业实践活动又能够很好地促进对其他专业课程的学习和理解。因此，联合医院和企业开展专业实习实践活动，通过对“C语言程序设计”课程理论知识的实践应用，有助于促进学生将基础理论知识与技术需求紧密结合起来，扎实学生的基本功，提高医学生的就业竞争力。

四、结束语

本文建构的“三位一体”融合教学培养模式，能够有效地解决生物医学工程专业“C语言程序设计”课程开设过程中出现的问题，充分发挥“C语言程序设计”课程的基础性地位，对提高生物医学工程专业人才素质，提升医学生实践水平，都具有一定意义。

参考文献：

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[2]宁禄乔，王新昊，康振华.基于专业培养目标的C语言教学研究与实践[J].中国教育信息化，2012，（05）：59-60.

[3]刘芳，秦兴国，王宇英.《语言程序设计》教学存在的问题及改进[J].教育理论与实践，2012，（05）：51-52.

[4]刘志宏，刘舟荷，张雯晖.项目教学法在C语言教学中的实践与研究[J].中国成人教育，2010，（04）：139-140.

[5]宫照军，顾宁，梅汉成.中美生物医学工程专业本科教育的比较与启示[J].现代教育科学，2011，（05）：132-136.

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[中图分类号] R313 [文献标识码]B [文章编号]1674-4721(2010)05(c)-120-02

生物医学工程是典型的理工类学科和生物医学学科交叉、结合、融合的边缘学科,并无自己独立的基础理论与知识体系,对相应学科有较大依赖性[1]。同时,生物医学工程产业的研发性质较强,要求培养的学生必须具有扎实、广泛的基础和专业课程知识,以及一定的创新能力与科研思维。目前我国生物医学工程的本科专业设置主要集中在信息技术类,而在生物材料、生物技术等方向上缺乏相应的人才培养,这样的专业特点导致学生重视电子、计算机与机械制造课程,而轻视医学相关学科,如生物化学,学生不能将该学科内容与职业生涯相联系,难以理解学习生物化学的重要性。加上生物化学本身具有抽象、繁杂等特点,学生在学习中容易出现畏难厌学情绪,学习效果不佳。针对在该专业生物化学教学中遇到的问题,笔者谈几点自己的体会和看法。

1 生物医学工程的生物化学教学现状

生物化学相对于其他基础学科具有抽象难懂、内容繁杂等特点,是医学院学生感觉最难的课程之一。尤其是对于生物医学工程专业,缺乏一部为该专业量身打造的教材,内容多与课时少的矛盾极为突出。就本校而言,该专业的生物化学理论学时数仅为40学时,而使用的教材为刘新光主编、科学出版社出版的《生物化学(案例版)》,该书系统全面完整,但课时数远远不够,如果按照一般医学本科教学大纲进行讲授,学生感觉难以消化,对生物化学课程的畏难情绪和抵触情绪增加。其次,教学模式单一,以教师为课堂的绝对主体,进行传统填鸭式教学,学生缺乏主动学习的兴趣,容易疲劳。第三,考查形式单一,仅对书本知识进行闭卷考试的单一评价考核体系,既不能反映学生的综合素质,也难以激发学生的创造力,容易使学生投机取巧,仅关注考点,而忽视对学科知识的整体把握。

2 改革教学内容和考试形式,双管齐下提升教学效果

2.1 精选教学内容,因材施教

根据专业需要适当删减生物化学教材内容,调整重、难点,将教学内容精简为基本原理,并更新补充学科发展的前沿理论和技术。世界医学教育会议发表的《爱丁堡宣言》在谈到医学院校需要改进教学法时指出:“把现在广为采用的被动学习方法改变为更加主动的学习,包括自我指导的独立学习以及导师辅导等方法,以保证终身连续的学习[2]。”在讲授过程中除了讲授知识点,更应强化学习内容的结构层次和逻辑联系,培养学生学会梳理教材,增强其自学能力。例如在开篇即告诉学生全书总的来讲可分为三大部分[3],第一部分即生物大分子的结构与功能,生物化学也称为生命的化学,那么这些化学反应的物质基础必然包括各种生物大分子,因此这部分将重点讲授生物大分子的结构特点、生理功能及基本理化性质与应用;第二部分为物质代谢及其调节,使学生重点掌握各类物质代谢的基本反应途径,主要调节环节,重要生理意义,各种物质代谢的相互联系以及代谢异常与疾病之间的关系等;对第一、二部分,强调生物化学的基础知识,不求过深、过难,抓住主线、框架和基础知识,按层次展开,既可以在有限的课时数中从容的执行教学进度,又培养了学生抓结构体系的学习方法。第三部分即基因信息的传递,以及基于基因信息传递的基本原理而发展起来的基因工程技术,针对生物医学工程专业特点,第三部分将比其他专业讲授更为详细。而细胞信息传递、肝脏生物化学与血液生物化学等专题部分则删除不讲。

2.2补充课外阅读,培养学生兴趣

“兴趣是最好的老师”,对于生物化学这门枯燥繁杂的课程,尤其需要培养学生的学习兴趣。为了兼顾有限的课时数,由教师选择合适的课外阅读材料,打印并发放给学生,要求课外阅读,并在下一次课上进行讨论。如疯牛病,从热带丛林食人部落的“库鲁病”,羊瘙痒症,克雅氏病,到对于疯牛病疾病本质的认识,长达100多年的研究历程,又或者如诺贝尔获奖者故事,重大理论的研究思路和创立历程,这既能引起同学们的兴趣,初窥神秘的科研世界,也在无形中培养了他们严密求证的科学精神。另一方面,生物化学作为生命科学的基础学科之一,自20世纪50年代以来,得到快速迅猛的发展,而生物医学工程本身就是生命科学高度发展、多学科交叉融合而催生的一门新兴学科,因此在对该专业的学生授课时可适当介绍生命科学的前沿,培养学生主动追踪最新进展的学习意愿。

2.3考核形式多样化,利用分数的杠杆调动学生学习兴趣

将课程的考核评价体系拆分,将传统的闭卷考试方式与试验成绩、论文报告相结合,考核形式更为丰富合理。课程的考核评价体系分为平时成绩和期末考试两个部分,书本知识采用传统的闭卷考试方式,占70%;而平时成绩又分为试验成绩与论文报告,共占30%。为了检验学生课外阅读的效果,增加了论文报告这一考核内容,论文报告要求学生利用图书馆和互联网对某一种现代生物化学与分子生物学技术或者热点方向的研究进展作一综述,以论文形式提交,对写作优秀者加分,还可帮助修改和鼓励发表。通过考核评价体系的改革,可以激发学生的学习热情,促使学生学会通过各种途径查阅资料,敏锐把握学科动态,获取和分析信息,培养初步的科研思维和论文写作能力,并且这种考试方式能更真实的反映学生的综合素质。

在尝试进行以上教学改革时,还应注意3方面问题:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化学的学科特色与要求,授予足够的基础知识,又因材施教、合理的删减教材内容,处理好重、难点。第二,在引入课外阅读和论文写作上,如何循序渐进的选择材料和内容,逐步培养学生对科技论文的阅读理解和写作能力,不至于使学生被畏难情绪打击,产生厌学情绪。第三,应当建立反馈机制,通过发放学生调查问卷,适时把握学生诉求,及时了解学生感兴趣的问题、内容或者学习中的难题,便于客观评价和改进教学方式。

总之,随着学科的发展和社会需求的变化,针对不同学生特点,生物化学的教学工作必须做出相应的调整,更新教学内容,优化教学方法,改革培养模式,调动学生的学习积极性,拓展眼界,开阔思路,激发其科研兴趣,培养其科学思维和创新能力,为今后的工作或进一步深造打下一定的基础。

[参考文献]

[1]冯圣平, 秦斌,袁力.生物医学工程专业高等教育的内涵探讨与实践[J].医学教育探索,2004,24(3): 21-23.

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山东大学生物医学工程专业介绍：

山东大学生物医学工程是理、工、医高度交叉的新兴学科，也是今后几十年内最容易出现重大理论突破和技术创新的交叉学科。该专业是山东省立项建设的高等学校品牌专业，校级基地班，实行小班制精英式培养模式。设有生物医学、工程技术、医工结合等培养环节，学生将具备生物医学和工程技术相结合的综合交叉科学研究与开发能力。毕业生可在医疗机构、医疗器械检测监督执法机构、信息技术产业与医疗器械公司等相关企事业单位从事研发、教学及管理工作。

（来源：文章屋网 ）

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二、鼓励学生自主学习

自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力，对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在，即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向，强化学生的动手能力、设计能力和创新意识，培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识，能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此，本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点，尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力，将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通，并理解。在生物化学课程讲授中，根据专业的特点，我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先，帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划，需要详细列出学习内容和时间安排，该安排应该与教师上课内容一致，且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时，有一部分学生对生物化学非常感兴趣，也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课，也是生物方向考研的必考专业课之一。这样，我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划，除涵盖本专业的学习要求外，还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说，只需完成本专业学习计划即可。其次，将授课教师的联系方式和办公室地址公布，方便学生随时联系老师。最后，给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料，使学生能够更好地自主学习。在完成这些工作后，也要定时联系学生，对学生自主学习情况进行评价，让学生写自主学习自我总结评价，来评价他们的学习结果，使学生的学习能力得到提升。

三、在生物化学教学中引入创新实践型教学

生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科，在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课，其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验，并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以，实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时，想要提高学生的综合素质和创新能力，就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先，设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的，可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验，我们一般开设在高年级，此时学生已经学习了大多的专业课程，而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通，进而增加对生化进一步认识，也锻炼学生动手能力和独立思考能力。其次，让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目，鼓励学生积极申报，并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目，并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案，进行实验，最终写结题报告，发表文章。在这过程中，提高学生能力，对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合，通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来，走入实验室，运用所学知识来解决问题，让学生对学习的理论知识有了进一步认识，提高学习积极性。

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本科教育在高校教育中占据着极为重要的地位，本科生的培养质量也能够在一定程度上反映高校的综合实力和办学水平[1-2]。作为本科生培养过程中的最后一个教学环节，毕业设计已经日益受到高校管理者的重视。生物医学工程是一门典型的交叉学科，旨在结合理工科的知识与技能以解决医学中存在的问题。第三军医大学于2007年成立了生物医学工程系，由于受到军队院校招生政策的限制，目前每年的本科生招生数量较少。根据生物医学工程的专业特点及结合学校的军事特色，提出了一系列措施解决本科生毕业设计过程中存在的问题，切实保证本科生毕业设计的质量，以提升军医大学教育的水平。

1本校生物医学工程专业毕业设计存在的问题

本校生物医学工程专业的本科生，虽然数量较少，但生源质量普遍较高。从2012级本科生开始，该专业由五年制改为四年制。学制的减少使得学生的课程安排更为紧密，同时，也使得学生的毕业设计时间大大缩短。此外，本校生物医学工程系与重庆大学生物医学工程系进行了联合办学[3]，该专业的本科生需要在大三到重庆大学生物医学工程系进行为期1年的学习。毕业设计通常是安排在最后1个学期，经过前面3年半的军校学习与生活，学生各方面情况会发生一些变化，这些变化不仅表现在学习成绩上的差距，还表现在对待学习的态度及为人处世等方面。这些变化会或多或少影响到最后的毕业设计。目前，该专业本科生毕业设计整体完成质量较好，但仍存在部分不足，集中表现在以下几个方面。

1.1学生对于毕业设计的态度不够端正

本科生毕业设计通常仅仅被看作对学生学习能力和知识运用能力的一种检验，毕业设计的完成质量并不影响学生的毕业。由于缺乏一定的奖惩机制，使得极个别学生对待毕业设计的态度不够端正。此外，对毕业设计重要性的认识不足也会使得他们的态度不够端正，态度不端正会使学生在毕业设计过程中缺乏前进动力，从而导致毕业设计的完成质量不尽如人意，尤其对于学习成绩不理想的学生，这种情况较为普遍。

1.2毕业设计的选题不够合理

部分学生的毕业设计选题不够合理，主要表现在选题过于简单与陈旧，缺乏一定的理论性和实际应用价值，工作量也较小，容易完成；或选题虽然具有一定的理论与实际应用价值，但研究内容较多，有一定的难度，工作量较大，完成难度较大。以上问题无论哪一方面均会对毕业设计的质量产生不利影响。此外，还有部分学生将选题完全寄托于指导教师，然而对于指定课题确并不感兴趣，从而使得学生在毕业设计上处于被动。此外，部分学生的毕业设计选题是由自己提出的，但导师未进行严格把关，可行性论证不够，致使最终的完成质量不高。

1.3学生忙于毕业分配

学生通常是在本科阶段的最后1个学期进行毕业设计，此时距离学生毕业仅仅4个月左右的时间，而真正用于毕业设计的时间仅有3个月左右。由于是军队院校，生物医学工程专业研究生录取名额较少，很多学生即使非常优秀也难以进入研究生阶段的学习。本科生毕业后将会统一参加学校的分配，很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作。由于分配单位的好坏并非依据毕业设计的成绩，因此，部分学生会将毕业设计的一部分时间用于联系工作单位，这使得学生难以安心进行课题研究，从而给毕业设计工作带来一定的不利影响。

1.4学生存在一定的畏难情绪

军医大学毕竟是以医学为主，生物医学工程是军医大学少量涉及理工科背景的专业。然而，该专业的学生普遍对理工科知识有一定的畏难和抵触情绪。生物医学工程专业本质上就是利用理工科的知识与方法解决医学中的难题，属于交叉学科，其目的是提高临床疾病的诊断率。既然利用的是理工科的方法，不可避免地要涉及编程，而这一点对学生来讲是一大考验。通过本科阶段课程（尤其是实验课）的学习，仅仅有极少数学生具备了一定的编程能力，大部分学生的编程能力仍然较差，对自己的编程能力没有信心，甚至心中存在较大的恐惧和抵触情绪，从而不敢面对和接触需要编程的课题，总是担心自己难以完成。因此，学生在毕业设计的选择上，更倾向于选择那些无需编程的教研室，而那些需要学生编程的教研室鲜有人问津，从而造成学生资源分配不均。

1.5指导教师投入精力稍显欠缺

指导教师对学生毕业设计的指导不足也是导致毕业设计质量不高的一个重要原因。在很多指导教师眼中，研究生的毕业课题需要精心指导一番，而本科生的毕业设计较为简单，无需过多指导。此外，个别导师工作繁忙，这也是造成对学生毕业设计指导不够的原因之一。当然，也存在个别学生性格极为内向，不善言辞，总是埋头做事，极少主动与指导教师沟通。

2对提高本科生毕业设计质量的思考

针对生物医学工程专业本科毕业生的毕业设计的不足，提出了以下几种措施。

2.1根据部队的实际需求以及学生的能力与特长进行科学选题

本科生的毕业设计应当结合当下学生、教师、学校和社会的需求进行选题[4]。然而，军医大学的本科生都是军人身份，毕业后需要分配到部队单位任职。因此，在进行毕业设计选题的时候，无论是指导教师指定的课题或是学生自由选择的课题，需要重点关注以下两点：选题必须具有一定的科学意义和鲜明的军事特色，具备较强的军事应用价值[5]；选题应结合学生的兴趣特长，尽可能为学生选取他们感兴趣的课题，并能够充分发挥他们的特长，这样才有可能做出高质量的毕业设计。当然，依托军队科研项目提升毕业设计的质量也是一条行之有效的途径[6]。最后，课题的研究内容要适量，工作量要在学生力所能及的范围内。

2.2充分发挥学校“本科生带教”的优势

为了深入推进学校创新教育改革，完善本科学生创新教育体系，充分彰显学生主体和教员主导作用，构建密切合作、教学相长的师生关系，全面提高本科人才培养质量，根据学员成长成才规律，学校制定了“本科学生导师制管理办法”。目前，国内外的许多知名高校均建立了“本科生导师制”，并将其引入到本科生的毕业设计工作中[7]。在学生本科入学的时候就为每一名学生选配一位带教教师。理论上来讲，本科生导师制与毕业设计没有任何关系，学生并非一定要在带教导师那里进行毕业设计。在学生即将进入毕业设计阶段，仍然会让学生重新选择毕业设计的指导教师。目前，如果能够将本科生导师制与学生的毕业设计相结合，即学生最终在带教教师那里进行毕业设计，对学生和指导教师来讲均是有利的。首先，经过前面几个学期的带教指导，学生和教师之间已经非常熟悉，配合也会非常默契；其次，学生在前期的带教过程中或多或少地已经接触到相关的课题工作，具备了一定的能力，如果在此基础上进行毕业设计的选题，能够最大限度地发挥本科生导师制这项政策所带来的优势，有利于学生做出高质量的毕业设计。

2.3为本科生毕业设计提供良好的环境

学生选择了指导教师后，一般要进入指导教师所在的教研室进行毕业设计，成为教研室的一员，与学生毕业设计相关的所有工作将由教研室负责。因此，教研室要为学生创造良好的学习环境，尽力解决他们在毕业设计过程中遇到的困难，让学生感受到教研室这个大家庭的温暖。要充分保证学生从事毕业设计的时间，坚决杜绝给学生安排与毕业设计无关的活动。此外，要让学生参与到教研室的各项活动中来，尤其是教研室的学术讨论等，应适当安排本科生进行汇报，提高他们的语言表达能力。最后，学生也要严格按照教研室的各项规章制度要求自己，确保工作的正常进行。

2.4强化指导教师在学生毕设过程中的指导作用

指导教师在学生整个毕业设计阶段发挥着主导作用。首先，指导教师需要有较强的责任感。本着为学生负责的原则，为学生的选题进行严格把关，确保选题的科学性与可操作性。其次，指导教师要定期查看学生的课题进展情况，及时发现存在的问题并加以纠正；指导教师要注重培养学生的科研能力和基本的科学素养，尤其是在科学研究的规范性方面加以引导，为今后的学习与工作打下良好的基础；指导教师要加强与学生的沟通，消除他们对于毕业设计的畏难情绪，增加完成课题研究的信心；指导教师应关心学生的学习与生活，帮助解决其各方面的实际困难，做学生的良师益友；对于表现优异的学生，有能力的指导教师可以给予一定的奖励与资助，从而激励学生的学习劲头与热情。此外，鉴于学生数量较少，为了保证学生毕业设计的质量，每位教师通常仅指导1名本科生的毕业设计，从而保证每位教师有充足的精力指导学生的毕业设计，也能够使得每名学生得到个性化的一对一指导，在毕业设计过程中采用多种教学手段来提高学生的创新意识和实践能力[8-9]。

2.5进一步强化和完善毕业设计的规范和规章制度

毕业设计中的主要环节包括选题、中期检查、答辩与成绩评定等。对上述每一个环节均应统一组织、严格把控，及早对学生的毕业设计进行反馈，确保最终的毕业设计完成质量[10-11]。在成绩评定上，要明确优秀、良好、合格与不合格所对应的标准，确实为每一名学生的毕业设计做出公平、公正的评价。建立毕业设计奖惩机制，可以考虑将最终的毕业设计成绩与学生的综合评定挂钩，能够在一定程度上端正学生的学习态度，激发他们的学习热情和工作动力。在各个环节上要加大对学生学术规范性的检查力度，对于发生学术失范的学生实行一票否决制，真正做到奖罚分明[12]。要建立指导教师遴选机制，确实选出那些学术水平高、责任心强的教师来担任本科生毕业设计的指导教师。总之，本科生毕业设计是一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节。军医大学生物医学工程专业的毕业设计有气自身的特点。高水平的毕业设计能够为学生今后进入部队工作打下良好的基础，对学生今后的工作也会起到潜移默化的影响。只要思想重视、措施到位、身系学生、敢于担当，就一定能够将本科生毕业设计工作提高到一个新的水平，切实提高学生的知识运用能力与创新意识，为今后胜任部队工作岗位打下良好的基础。

作者:粘永健 王莉 邱明国 李晓寒 单位:第三军医大学

参考文献:

[1]陈春生，谢常.对提高本科生毕业设计质量的思考[J].教育学术月刊，2010（1）：58-59．

[2]刘波粒，刘泽军.浅谈本科生毕业设计（论文）质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究，2007（7）：89-90.

[3]李晓寒，郑成兵，刘晶，等.高校实施协同创新战略发展研究[J].高等建筑教育，2013，22（3）：1-3．

[4]陈曦，刘昕雨，傅光.本科毕业设计的科学选题探讨[J].电气电子教学学报，2015，37（6）：74-76．

[5]王建平，屠义强，程建生，等.军校本科毕业设计选题改革研究[J].教育教学论坛，2016（6）：102-103．

[6]高晓光，王云辉，李波.基于国防科研项目的本科毕业设计（论文）问题研究[J].高等理科教育，2015（5）：109-117．

[7]盛秋林，周先军，吴丹雯，等.基于本科毕业设计（论文）的导师制运行模式探索[J].高教学刊，2015（23）：99-100．

[8]何密，李永勤，陈碧华，等.生物医学工程专业本科生科研能力培养探究[J].西北医学教育，2014，22（4）：660-663．

[9]王有超.本科毕业设计过程中实践能力及创新意识的培养[J].教育教学论坛，2016，5（18）：134-135．

篇6

现在一般生物医学工程专业学生的临床实习时间为三到六个月，进行医学影像专业全科学习。学生进入各实习科室后，由教学秘书进行各科室轮转安排，当值的技师指导参与日常的医疗行为。在工作中，发现生物医学工程专业的学生实习工程中存在着一定的问题：1）对学生要求不严，临床技师忙于医疗服务，不能系统的讲解仪器的性能、操作等，只能遇到具体的病例具体指导，就会导致学生掌握细枝末节，不能整体掌握仪器的情况出现。2）由于生物医学工程专业的学生毕业后不一定从事影像技术操作，学生学习的热情度不高，组织纪律性不严。3）学生的基本功不够扎实，对影像技术的综合运用，比较影像学的知识掌握的比较欠缺。

二、生物医学工程专业实习过程中的注意事项

1）实习前的服务理念培训

实习生在学校接受的是专业知识学习，很少有服务理念，而进入实习医院后，将成为医院员工的一部分，实习生言行举止将直接影响医院和科室的形象。其中，个人形象、与患者的语言交流、如何接听电话、如何应对常见的投诉或意外情况是培训的关键，是带教的重要部分。我的体会是实习生的服务意识培训要达科室的标准才能进入专业岗位，才能与患者及带教老师交流。

2）严格详细的带教计划

大型综合医院影像科一般X线、CT、超声、MRI等专业岗位。各专业岗位的工作内容和实习要求不同，实习生又分为专科和本科两个层次，实习时间又有三个月、半年，每个实习年度进入影像科的实习生人数也不一样，因此，要使每个实习生能够相对公平地在各专业岗位获得相当的实习机会。即每天进入一个岗位的人数、实习时间、实习教师、实习资源等基本一致，实习前制订严格详细的带教计划十分关键，计划包括《全体实习生年度实习安排总表》和根据总表制订的《每个实习生实习安排及考核表》，总表将每个实习生对应一个唯一编码按照实习时间长短及专业岗位编入表中。保证实习机会的公平和实习秩序。个体表则严格规定了各实习生在各专业岗位的实习次序、进人时间、结束时间、专业组长确认签名、实习评价、备注中的实习要求等，个体表由实习生进入新岗位时交给岗位组长.以保证实习过程的完成和实习效果[1]。

3）实习生进入专业岗位相关的课题组

操作标准化并不意味着影像技术操作不能创新。新指标、新技术的临床应用价值探讨，同一疾病不同影像设备的诊断效果研究，疾病扫描参数的变化研究等，这些研究几乎是

无穷无尽的，需要影像技术及实习人员的参与。实习生通过一些简单实用的与专业岗位工作有关的研究的锻炼，一方面能更深入掌握实习知识，另一方面学习到了医学研究的方法。

4）强调专业英语和计算机学习的重要性

随着高新技术在影像技术领域的广泛应用，使得CT、MRI、CR、DR等医学影像技术进入高速发展的时期.在这些众多的高端仪器里，键面多是英文显示，并且计算机的功能和软件也在不断更新和提高，因此，有必要加大学生专业外语和计算机课程比重，提高影像技术人员的外语和计算机水平[2]。

5）.适当增加到设备科轮转的时间

生物医学工程专业的学生毕业后会有相当一部分人从事大型仪器设备的售后维修工作。而临床实习过程中，实习生基本都在影像科轮转，掌握大型影像设备的同时对维修技能的培养有所欠缺。实习生到设备科学习，可以全面的了解医院的医疗设备情况，学习小型仪器设备的维修，更好的掌握维修方法，锻炼维修技能，对以后的工作有所帮助。

6）医院应加强师资队伍的培养

随着医疗竞争的激烈，医患纠纷的紧张，部分教师感觉到压力很大，少数教师会应付的心理，感觉教学任务，应付完就行了。还存在一些客观因素，比如影像科是按各功能单元划分，磁共振、超声、CT、X线诊断等各成体系，难免造成教师对各单元掌握知识的不全面，造成知识传输过程中的错误。加强师资队伍的培养可以从两个方面进行：一是实行影像科大轮转，可以使教师全面掌握大型影像设备的知识，掌握常见故障及解决办法；二是固定实习带教老师，医院制定实行带教老师培养政策，拓宽青年教师的知识面，加强对带教老师能力的培养。同时，在工资待遇方面给予奖励，提高带教老师的带教热情，增强责任感，带教效果将会有很大的提升。

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生物医学工程专业应该考取的证书有很多，下面列举几个：

英语四级证书，英语四级是由国家教育部高等教育司主持的全国性教学考试。考试的主要对象是根据教育大纲修完大学英语四级的大学本科生或研究生。英语六级证书，英语六级是由国家统一出题的，统一收费，统一组织考试，用来评定应试人英语能力的英语能力的全国性的考试，每年各举行两次。计算机二级证书，计算机二级是全国计算机等级考试四个等级中的一个等级，考核计算机基础知识和使用一种高级计算机语言编写程序以及上机调试的基本技能。生物技能证书，所有人都有资格报考取，每年有两次考试，分上半年和下半年。

（来源：文章屋网 ）

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中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）03-0107-02

1 前言

发酵工程是基因工程、酶工程和细胞工程等其他生物技术的最终手段和方法，是生物技术走向产业化的关键技术环节。发酵工艺原理是吉林大学生物工程专业开设的一门重要专业课，是综合运用所学知识来解决工程实际问题的一门重要课程，同时也是学生后续进行毕业设计及进入相关领域工作的基础。由于此课程内容丰富，涉及数学、物理、化学、微生物学及化工原理等理论，各学科间相互交叉渗透[1]，学生学习难度较大。因此，如何激发学生的学习兴趣，在有限的学时内对发酵过程有系统全面的认识，掌握发酵工艺的基本内容和操作过程，提高分析和解决实际问题的能力[2]，其取得良好的教学效果，是高校教师在教学工作中需要探索的重要问题[3-4]。笔者根据近几年的教学工作，从教学内容、教学手段等方面进行调整，取得一定的效果。

2 教学改革探索

优化教学内容 合理的教学内容对学生综合素质的提高起重要作用。为了使学生在校学习的专业知识既系统科学又专业实用，笔者改变以往对单一教科书的依赖，优化和充实教学内容，结合学生的知识体系，在教材的选择上以熊宗贵主编的《发酵工艺原理》为主，同时为学生推荐《发酵工程最优化控制》《发酵工艺学》《发酵工艺原理与技术》等侧重点不同的教科书。在此基础上多途径（杂志、相关网站）选择参考资料[5]，内容上涉及教学小组各教师的科研项目及国内外最新的科研成果和专业技术，用以扩增课堂信息量，解决原来课上知识乏味、内容老旧的问题，从而使学生对课程内容及研究前景有所了解，激发学生对相关方向的研究兴趣和热情，对学生未来从事相关科研工作起到一定的启蒙和科普的作用。

教学顺序上为了使学生更好地掌握所学知识，讲授的主要内容按照发酵工艺进行的先后顺序（微生物生长和产物形成、菌种选育与保藏、培养基配制、灭菌、发酵动力学、发酵过程检测及控制、发酵过程的实验室过程和放大、环境保护、发酵过程经济学）进行编排，并在基础知识学习完成后结合现有发酵工业生产实例进行讲授，便于学生从整体至局部对发酵工程基本理论及工艺流程进行理解与掌握。

改革教学方法 以知识传授为主的教学方法在实践性较强的专业课程教学中存在易使学生知识学习片面，不能培养学生独立思考能力和提高实践能力等问题[6]。

首先，改变传统的课堂讲授方式，把课堂教学从传统的单向传授变为双向互动的过程，在课堂教学中采用启发式教学方法。课上教师有针对性地提出问题并给予一定的提示，使学生独立思考，注重对其他已学课程中知识的联系和巩固，同时布置课后思考题便于学生复习和巩固课上知识。

其次，开设专题讨论课，学生以小组的形式对感兴趣的发酵过程进行资料的收集和整理，提倡相互交流，提高学生学习的主动性和积极性，深入挖掘学生的思维潜能。

第三，发酵工艺原理是一门实践性、应用性很强的课程，许多设备必须以图像形式展现其关键部位的结构和工作原理，有些工艺如果能够亲临现场或用视频的形式进行介绍，则能使课堂上的教学效果大大增强[7]。用制图软件提高课件中插图的质量，使图像色彩化、立体化、直观化、动态化，教学效果远胜空洞的语言描述。在课堂教学过程中适当增加模拟动画、工厂生产视频，使原本抽象的内容能够直观地展现在学生面前，学生更容易理解和接受，从而将枯燥的发酵过程和繁杂的设备工作原理的记忆过程转化为生动形象直观理解的过程，学习热情和教学效果得到增强。并且通过此方法，可以保证学生在认识实习参观工厂之前对各种设备和生产工艺建立初步印象和认识，改善以往参观与课堂知识衔接不理想、见习效果收效甚微的状况。

加强实验课程建设，培养学生的动手能力 实验课程是发酵工艺原理课程教学中重要的组成部分，对于帮助学生提高解决实际问题的能力具有重要意义[5]。由于完整的发酵过程存在实验时间长的特点，以往在教学过程中受到实验课时短、实验设备和场地有限等条件的限制，开设的实验内容孤立，大多为验证型小实验，很难调动学生的学习积极性和主动性。因此，在实验课程建设时，一方面将实验内容由单一验证型向综合型、研究型发展，对实验内容进行改革，充分调动学生进行实验操作的热情，在加深对课程知识理解的同时，提高实验操作能力。对学生进行相应的实验技能培训和考核，合格后灵活安排实验时间，开放实验室保证学生能够充分利用课余时间走进实验室，对课程中感兴趣或有疑问的知识设计实验进行验证，并对实验结果加以分析，从而提高设计实验和解决问题的能力。另一方面，增加实验分组数目，给学生增加参与实验操作的条件和机会，争取实现每个学生都能充分参与实验中的每一个过程。

另外，因吉林大学生物工程专业的学生在大四上学期有为期一周的工厂见习，为了更好地巩固课堂学习的知识，将发酵工艺原理课程由原来的大四上学期调整至在大三下学期，通过对发酵工艺的学习，使学生带着课堂上学习过的理论知识去相关工厂实习，实现理论与生产实际的结合，在巩固理论知识的同时，对工厂实习中的工艺流程更加清晰。

考核形式的改革 以考试为主的评价忽略了对学生在综合分析和技能方面的测试，因此，适当增加学生平时成绩在课程成绩中所占的权重，学生课堂讨论情况、实验准备和操作情况、作业完成情况都要在课程成绩中有所体现；考试卷面题目中，为了检查学生对实验的理解和操作，增加一定比例的实验过程异常情况分析题目；为了考查学生对专业前沿技术的关注程度，增加主观题作为附加题目，从而保证通过本门课程的学习，学生各方面的必要技能都有所提升，进而达到培养社会需要的复合型综合人才的目标。

3 结语

为了更好地使学生掌握发酵工艺原理这门专业课程，培养适应社会发展的具有创新思维和实践动手能力的复合型人才，针对教学过程中的部分环节进行一些改革，激发学生的学习兴趣，使学生的专业知识掌握、资料收集与展示、实验操作能力有所提高。随着生物科技的发展，教师的教学工作也应不断地改革创新，培养出高专业素养的人才。

参考文献

[1]胡馨予，王迪.l酵工程教学现有弊端及改革措施探究[J].中国教育技术装备，2016（8）：119-120.

[2]马歌丽，彭新榜，高建奇，等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报，2005（5）：160-164.

[3]任晓莉，赵润柱，梁保红.发酵工程课程的教学改革与实践[J].微生物学通报，2011（1）：127-130.

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一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题

由于生物医学工程专业的特殊性，目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中，普遍存在以下几个问题：

1.课程设计的选题没有考虑专业特点，实施的目的性不强，与专业的整体发展建设结合较差，达不到课程设计要求

一个突出的问题是，课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题，如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题，这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点，也不能提高学生的兴趣，从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际，造成与实践的脱节。

2.课程设计内容不完善，所设计的内容不能充分体现课程设计的目标

“电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体，从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中，往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在：只要求学生完成电路制作，对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少，把课程设计简化成操作实训；不重视测试和数据分析，不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力；不注重使用设计软件和选择流行器件，只使用过时的器件，甚至老旧的分立元件，制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响，导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。

3.评价方法和标准简单，随意性大

教学过程中没有严格的评价标准，课程成绩评定基本上流于形式，从而造成课程设计质量下降。

在这种情况下，培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足，发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低，这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用，不能快速适应社会要求。

二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践

几年来，在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试，取得了较好的教学效果。

1.明确专业培养目标，构建课程设计选题库

“电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程，有大量的课程设计选题，但这些选题中，大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此，学院组织教师从众多的课程设计选题中，选出若干与专业相关的训练内容，进行加工改造，并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标，构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出，与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%，这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。

另外还结合专业的特色，对与医疗仪器密切相关的设计，如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分，要求学生做成完整的模块，作为以后系统课程设计的子模块。

2.以学生为主体，改革传统课程设计指导方式

改变过去教师全程指导，有问必答，甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后，将学生分成若干小组，每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料，提出方案，独立设计，最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中，教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间，回答学生提出的问题或启发学生提出问题，直至课程设计结束。

3.充分发挥学生潜能，加深加宽课程设计的训练内容并提高要求

在课程设计过程中，教师提出设计的目的和要求后，实验室只负责提供材料及仪器，其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质，学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤，并将这些步骤作为课程考核的训练点（见表2）。通过这种完整的训练过程，学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程，还能较好地锻炼自己的专业素养。

4.重视现代电子技术的发展和应用，鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片

做到软件和硬件结合，学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外，还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件，有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件（如EDA软件）。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外，还应尽量掌握和使用最新的集成芯片，以进一步训练工程设计能力。这样，电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。

5.培养学生兴趣，将课程设计与创新课题训练相结合

鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割，形成适合课程设计的课题，供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试，并且组织学生共同交流，互相学习，不断提高。

三、结束语

“电子技术”课程的理论性和实践性都很强，而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环，体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践，取得了良好的效果。按照改革后的教学模式，“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识，加深学生对课堂抽象概念的理解，提高了学生的设计能力和创新能力，还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体，这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。

参考文献：

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[2]李刚，张旭.生物医学电子学[M].北京：电子工业出版社，2008.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0119-02

一、引言

《计算方法》综合了计算数学和计算机科学相关知识，具体研究利用计算机解决数学问题的相关理论和相关方法。该课程作为我校生物医学工程专业本科学生的课程，目前仅有理论教学环节，教学效果有待提高。本文结合生物医学工程专业特点，基于我院在医学影像成像方法的研究成果，借助我校信息学科与计算机学科的优势，对《计算方法》课程教学改革进行探讨。将《计算方法》课程的理论知识应用于医学成像中，包括CT成像、近红外光学成像和光致超声成像等，以期摸索出适合生物医学工程专业学生的《计算方法》实验教学体系，培养知识与能力并重、理论与实践兼顾的创新型生物医学人才。

二、计算方法课程特点及教学存在的问题

随着科学技术特别时计算机科学与技术的高速发展，科学计算已成为继理论分析、实验研究之后的第三种科学研究手段。计算方法研究利用计算机解决科学问题的相关理论和方法，是科学计算的核心。作为数学理论与工程应用之间的一个纽带，计算方法在很多学科领域发挥着重要作用，很多高校已将该课程作为学生的必修或选修基础课程。

计算方法紧密结合数学理论和计算机科学，是数学的一个重要分支，也是理工科学生一门重要的基础课程。计算方法研究利用计算机解决数学问题的相关理论和方法，强调计算机技术的实际应用和数学算法的工程实现，对学生的动手能力有较高的要求。由于与工程实践密切结合，该课程的教学必须理论与应用并重。

《计算方法》课程具有以下特点：（1）计算方法课程不仅涉及高等数学中学过的相关理论内容，而且注重运用这些理论去解决问题，而不是理论本身。它有助于加深学生对数学理论的理解和认识。（2）计算方法课程公式较多而且难记。（3）强调对计算机的使用，尤其是在计算机上借助一定的软件平台实现相关算法。

生物医学工程是一门兴起于20世纪60年代的交叉学科，涉及化学、数学、物理、药学、生物t学、电子技术、工程技术、材料、计算机技术和信息技术等众多学科及领域。该学科综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，具有综合性强、知识结构交叉跨度大、发展速度快等特点。从事该专业的本科生不仅需要电子技术、生命科学、电子与信息科学相关的基础理论知识；而且还需具备生物医学与工程技术相结合的科学研究能力。由于生物医学工程学科知识结构的交叉性和综合性，对高校培养的该专业人才需要更高、更全面的能力素质要求。

我校生命科学技术学院将《计算方法》课程作为大三生物医学工程与生物技术专业学生的选修课，经过几年的教学，存在的主要问题如下：

1.《计算方法》课程教学内容照本宣科，与生物医学工程专业基本无联系。目前，课程教学内容与生物医学工程专业以及生命科学技术学院研究方向基本上没有联系，结合不够紧密，没有将生物医学工程专业领域涉及的科学计算学生所学专业领域科学计算问题融入教学计划和教学内容。

2.《计算方法》重点在于理论教学，对数值实验能力的强调不够。以往的教学环节中，选用的教材在内容安排上没有对数值计算过程中实验过程的描述。老师在授课过程中，忽略了学生数值实验能力的培养。实际上，这门课程不仅具有完整的理论体系，更是一门实践性很强的课程，数值实验在该课程中必不可少。

三、教学改革具体措施

针对上述问题，本文从教学内容、教学模式和考核方法等方面进行研究，结合生物医学工程专业特点，基于生命科学技术学院科研平台，加强数值实验，摸索适合生物医学工程专业学生的《计算方法》实验教学体系，培养知识与能力并重、理论与实践兼顾的创新型生物医学人才。

1.扩展《计算方法》教学内容。我校《计算方法》课程选用西北工业大学出版社出版的教材《计算方法》，教材内容包括计算误差、基于二分法和迭代法的方程近似求解、直接法和多种迭代法求解线性方程组、特征值和特征向量的计算、最小二乘法求解方程组、曲线拟合、曲线插值、以及数值积分与数值微分等，课程内容大部分涉及的都是数学理论，以及各种方法的详细推导，教材上的例子主要是简单的数学问题，与实际应用联系较小，与生物医学工程专业更是没有联系。我们在教学过程中，结合我院科研以及生物医学工程专业特点，在理论讲解与公式推导的同时，融合医学成像具体实例，让学生了解如何在本专业领域运用该课程相关知识。

2.开设《计算方法》实验教学。为提高学生动手能力，我们在经典计算方法课程内容基础上，结合生命学院科研项目，加入与生物医学工程专业相关的应用实例，例如CT图像重建，计算方法课程中的迭代法和最小二乘法均可用于CT图像重建，基于学院CT硬件系统采集的数据，结合合适的成像模型，学生上机编程完成CT图像重建。通过该实例学生不仅了解了CT成像原理，更掌握计算方法在CT成像中的应用。再例如辐射传输方程的求解问题，该问题在生物医学成像中普遍存在。辐射传输方程属于复杂的偏微分方程，在光学成像前向建模中，需要求解该方程，而计算方法课程中有一章的内容讲解偏微分方程的数值求解方法，学生可以开展基于数值方法的辐射传输方程求解。同时，我们加大编程仿真，特别要指导学生应用所学知识进行生物医学工程应用实践。

3.完善《计算方法》教学模式。《计算方法》课程的目的是让学生利用计算机，结合一定的软件工具，解决实际问题。考虑到课程特点，以及学生前期已经学习Matlab语言，我们使用Matlab软件作为计算方法的编程工具。我们在当前计算方法课程的课堂教学安排中，除了理论教学，还增加仿真实验。教师在课堂讲解时，进行详细演示，同时要求学生课后进行编程与上机。课后作业采用计算机编程完成，学生提交报告，给出程序代码以及运行结果。使学生通过仿真实验掌握计算方法中的理论知识，同时学会编程运用计算方法相关内容解决实际问题，提高动手能力。

4.改进《计算方法》考核方式。传统《计算方法》课程考核采用笔试形式，主要考查的是学生对基本知识点的掌握情况。本文改革中，我们兼顾知识与能力的评价标准考核学生学习效果。评价标准主要包括：计算方法基本理论知识、基于Matlab工具的编程仿真实现计算方法相关算法、生物医学工程实际问题解决能力。对于计算方法基本理论知识的考核，采用笔试闭卷形式；对基于Matlab工具的编程仿真实现计算方法相关算法，考核学生在计算机上利用Matlab语言编程实现误差分析、二分法和迭代法求解方程组、数据插值、数据拟合、数值积分与微分等；对于生物医学工程实际问题解决能力的考察，给出两到三个生物医学应用问题，要求学生根据现有数学模型，基于测量数据问题求解，并给出误差分析结果。总之，采用形式多样的考核方式，对学生的综合能力进行测评。

四、结语

本论文对计算方法课程改革进行了探讨，构建教学研用有机结合的计算方法教学体系。通过基础知识传授、计算机仿真实验、医学断层成像具体问题实践，建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的相互衔接的计算方法学教学体系；同时，生物医学工程专业背景下的算方法教学，融合了包括分子数学、生物、计算机与信息等多学科知识，对学生的理论、实践与应用能力协同训练与提升，为多学科交叉复合型创新人才的培养奠定基础。

参考文献：

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Teaching Reform of "Computational Methods" for Biomedical Engineering Students

CHEN Duo-fang

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0027-02

中北大学的前身是1941年八路军总司令部在太行抗日根据地创办的我党我军第一所兵工学校――太行工业学校。中北大学生物工程专业自2003年成立以来，在强化应用型创新工科人才培养的同时，一直致力于生物工程专业课程教学模式的改革与实践。生物仪器分析是我校生物工程专业必修的专业基础课程，随着分析化学和仪器科学的发展，课程内容也日新月异，更新较快、涉及仪器种类繁多，而且连贯性较弱，学生在学习过程中有较大的困难，教学效果也不令人满意，主要表现在：①学科交叉多，课程内容多。涉及的学科包括物理学、电子学、电磁学、光学、计算机科学等，而且随着科学技术的进一步发展，新型仪器也不断涌现，进而使更多的学科融入现代仪器分析的课程中。②仪器科学发展速度较快，实验课程中现有的仪器与主流仪器有差距，学生学习掌握好实验中所用仪器往往难以胜任毕业后工作中面对的仪器，导致学生学习的积极性不高。③课程内容多而散，学生不易理解工作原理，甚至容易混淆，比如红外和紫外、原吸和原子发射光谱等。④受学校经费限制，大型精密仪器采购不足，学生都没有见过仪器，更谈不上操作，只能做到纸上谈兵。⑤教师的知识更新速度跟不上仪器科学的发展速度，讲授的课程内容与仪器发展的前沿有较大的脱节。针对这种情况，根据我校的生物工程专业的特点和培养方案的要求，我们在教学中作了一些探索，使教学内容和实验模块更加具有实用性，经过实践取得了较好的效果。

一、结合专业特色，优化教学内容

传统的仪器分析涉及的内容非常多，包括色谱分析法、光学分析法、电化学分析法、热分析法等多个领域。面对教学内容多、课时少的矛盾，针对生物工程专业的就业需要和培养创新型人才的目标，调整课程内容，使学生在有限的学时中掌握最大量的知识已成为当务之急。生物仪器分析的开课时间为三年级的第二个学期，学生已经学习了一部分专业课和全部的基础课程，对有些仪器的原理和使用已有所了解，所以根据前期课程的开设情况对教学内容进行科学的取舍。由于本校为工科学校，专业课程都以应用为主，所以在课程中我们弱化了仪器工作原理部分，增加了仪器的使用、维护和保养方面的知识，并适当地补充仪器分析的前沿性知识，如在气相色谱中补充了二维气相色谱方面的知识，拓宽学生的知识面，激发求知欲。

二、改革教学方法

生物仪器分析课程各章的内容独立性较强，理解原理困难，一些大型精密仪器的结构复杂，采用传统的教学方法难以教授，而且易使学生兴趣降低。运用多媒体教学并辅以传统的教学方法，可将仪器的结构图、构造图、使用方法、工作原理等采用图片、视频和动画的形式展示，使学生更容易理解，并且可以调节课堂气氛，一举多得。将传统的验证性实验进行改革，开设设计性实验课程。设计性实验是指在教师指导下学生独立设计实验方案的教学方式，旨在培养学生综合运用各种知识解决实际问题的能力。具体程序包括：首先，进行学生的分组，以学生自愿组对为主结合教师指导分配，教师给每组确定一个合适的题目；第二，学生通过查询文献，确定合适的分析仪器、分析方法、实验方案；第三，教师和学生共同论证可行性，并指导修订，确定最终的方案；最后，学生独立完成实验，提交实验报告，教师进行考核。这种方式，不仅对学生的综合能力提高有很大的帮助，而且有利用培养学生的团队协作意识，有助于学生将来工作中的团队合作。针对大型仪器价格昂贵，一所高校或企事业单位难以全部拥有，学生在实验中难以全部接触的现象，我们开拓了多种渠道。首先，兄弟院校建立合作机制，做到大型精密仪器共享；第二，联系具有相关大型仪器的生物类企业，带领学生深入企业的相关部门参观学习或将生产实习有机结合。这样不仅开拓了学生的视野，而且提高了学习效果，学生参观、实习的过程，也向相关的单位展现了我专业学生的风采，有利用学生的就业。

三、改进考核方法

传统的仪器分析考核方式基本有两种，一是闭卷考试，通过试卷的方式将学生对仪器原理和使用方法做一考核；另一种为闭卷考试结合实验课成绩，而其实验课也基本为验证性实验。这两种方式都难以考察学生对仪器的掌握和操控能力，而且会降低学生对平时学习的积极性。通过几届学生的教学实践，我们将传统的闭卷考试考核方式进行了改革，生物仪器分析的课程总成绩分为三个部分，其中理论课采用开卷考试的方式，成绩占40%；实验课成绩占40%，对每次的实验都进行评分，包括实验方案设计、实验操作、原始数据测试精确度、数据处理能力、团队协作能力等；平时成绩占20%，包括课题问答、seminar等。这种考核方式，对学生的学习积极性有很大的提高，而且能够做到考核公平，使真正有能力的学生有机会获得更好的分数，更加突出实用性，而非简单的教师划重点，学生考前突击这种典型的“大学式考核方式”。

四、提高教师素质，追踪仪器发展前沿

生物仪器分析不同于传统的仪器分析，其内容涉及的仪器较为新颖而且更新较快，包括氨基酸分析仪、基因枪、核磁共振仪、生物质谱仪等传统的仪器分析所不涉及的内容，这将对教师的知识更新提出更高的要求，通过简单的书本知识而没有亲自实践，教师很难将自己对仪器的体会和感受传授给学生。基于此，我们通过选派青年骨干去“985”高校和大型企业学习和培训，并积极组织专任教师参加仪器公司举行的产品展销会或产品试用会，以期使教师能更多地接触和了解仪器发展的新动向，更好地将知识传授给学生，努力做到与社会和仪器发展的前沿不脱节。

通过以上教学改革措施，我们在实践中得到了较好的效果。提高了学生的学习兴趣和动力，加深了对生物仪器分析课程的理解，拓宽了学生的视野，使学生在将来走到工作岗位中也能胜任大型精密仪器的操作和维护。只有在教学实践中不断积累、不断创新、总结经验，才能给教学增添活力，使学生获得更多有用的知识，培养更多的能力，对学生的就业有很大的帮助。

参考文献：

[1]朱明华，胡坪.仪器分析[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]刘永和，黄海燕.仪器分析课程应突出实用性和科学性[J].邵阳学院学报（自然科学版），2007，4（4）：84-87.

篇12

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0073-02

一、引言

生物医学工程是工程技术与生物学和医学相结合产生的一门交叉学科，旨在运用工程技术手段解决生命科学和医学中的问题[1]。生物医学工程专业的学生需要掌握一定的工程技术手段，其中编程是一项关键技术。C++语言属于面向对象编程方法中的经典语言，对于该专业学生来说是一种重要的编程工具，可能用于今后的工作或科学研究中。生物医学工程专业学生的培养涉及到数学、物理、化学、生物等基础学科和电子技术、信息处理技术、计算机技术、传感器与检测技术、成像技术以及机械和材料等应用工程学科。学生需要学习的知识多，涉及的面非常广，与计算机类和电子信息类等传统专业的学生相比，能够花在编程训练上的时间较少。为了提高生物医学工程专业学生的编程水平，需要对教学过程中遇到的问题进行总结，提出相应的解决办法。

二、教学中遇到的问题

生物医学工程专业的学生在学习C++的过程中通常会遇到以下问题：

1.在C++语言的学习中缺乏对本专业的思考。由于C++语言的学习一般在本科学习的早期阶段，此时学生对本专业的了解并不充分。虽然一般会提前开设《生物医学工程导论》课，但该课程也只能让学生对本专业有一个粗略的了解。因此，在每一门课程中都融入对生物医学工程专业的讲解就非常重要。虽然，C++这样的编程课程可以由计算机专业的教师讲授，但是，如果由属于生物医学工程专业且有计算机背景的教师来讲授显然更加合适。因为，后者既能教会学生编程，也能引导学生进一步了解本专业。

2.难以充分理解面向对象的思想。C++是一种面向对象的编程语言，充分理解面向对象思想对于C++的学习至关重要。面向对象的程序设计方法将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为对象，对同类型对象抽象出其共性，形成类，通过继承与多态性，使程序具有可重用性[2]。通常解决问题时有两种方式，一是按照过程方式来解决，二是将问题抽象为一个对象来解决，面向对象属于第二种考虑事情的方式[3]。了解面向对象的思想并不困难，难的是在学习编程的过程中，理解类、对象、继承和派生、多态等这些概念及其在编程中的灵活运用。

3.编程水平的提高缓慢。大部分学生在学习程序设计的过程中编程水平提高缓慢，部分学生在学习的过程中怕困难，不愿意编写程序，或者只是简单地将课本上的程序搬到电脑，而不愿意进行深入的思考。这种情况在初学编程的学生中是一种比较常见的现象。教师在教学的过程中，除了鼓励学生勇于克服困难、努力学习以外，想办法提高学生对编程的兴趣，教会学生学以致用才是解决问题的关键。

三、教学方法

为了解决以上问题，笔者尝试在教学中引入以下改进方法，取得了一定的效果。

1.以门诊挂号模块的构建来讲解面向对象的思想。为了同时提高学生编程水平和引导学生了解本专业，教师在讲解面向对象中某些概念的时候，可以尽量列举一些与本专业相关的实例。例如，生物医学工程专业的同学以后可能会接触到医院信息系统（Hospital Information System，HIS），利用医院信息系统中的实例来进行讲解课程中的概念，既能强化同学们对概念的认识与了解，又能培养其用面向对象的思维方式解决专业学习中遇到的问题。医院信息系统可以分成很多模块，门诊挂号模块是其中一个必要模块。在讲解“抽象”这个概念的时候，可以用门诊挂号模块作为实例讲解。抽象，是指对某种目的而言，强调重要的部分，忽略不重要的部分。抽象是具有针对性的，在讲解抽象的针对性时，可以提出以下的例子：在设计门诊挂号模块时，每个病人的姓名、性别、所选号码等信息就是重要内容，而像体重、血型、既往病史这些信息在这里不太重要，就可以被忽略。而对于医院信息系统中的病案管理模块，体重、血型、既往病史这些被忽略的信息可能又是重要的。因此，对于门诊挂号模块来说，使用抽象的方法，就只考虑姓名、性别、所选号码这些我们关心的信息。面向对象是一种考虑事情的方式，在实现门诊挂号这个功能时，可以构建如下对象，病人、医生、挂号和挂号结果等对象协同完成门诊挂号：首先，由病人对象将病人挂号申请发给挂号对象，再由挂号对象请求医生对象提供相应的医生信息，在此基础上，挂号对象对病人挂号申请进行处理和审核，最后将病人挂号结果提交给挂号结果对象，挂号结果对象负责保存病人挂号结果，并提供查询服务。门诊挂号模块中各个对象之间的关系如图1所示。

2.引导学生用面向对象的思想来考虑并解决生活中的问题。程序设计的学习对部分学生来讲比较枯燥，特别是每当学生遇到不知道如何解决的问题时，挫折感比较强。为了激发学生对编程的兴趣，可以尝试引入一些生活中的实例来讲解面向对象编程中的某些概念。面向对象的思想认为，一切事物皆为对象。对象可以是有形的事物，如一本书、一辆汽车；对象也可以是无形的事情，如一项计划。对象可以是简单的个体，比如一个人；也可以是由诸多其他对象组合而成，比如一个公司有多个部门，每个部门又由许多人组成。我们可以用生活中的现象作为具体的对象来进行分析。比如一辆公共汽车，它有一个表示其唯一性的车牌号，有外观、重量、载客量等静态特征，还有前进、倒车、刹车等动态行为。再比如一个学生，有一个唯一标志（学号），有姓名、年龄、性别、身高、体重等静态特征和学习、唱歌、打篮球等动态行为。从这些实例中，可以归纳出，一个对象包括以下的内容：（1）唯一的标志符，用来表示与其他对象不同；（2）静态特征，描述对象的属性；（3）动态行为，描述对象具有的功能。作为贴近学生生活的一个实例，学生选课系统一般都被学生所熟悉。为了进一步理解面向对象的思想，可以尝试引导学生用面向对象的思想来构建学生选课系统。在学生选课系统中，可以建立学生、课程、选课、选课结果这四个对象，学生对象的静态特征包括：学号、姓名、年龄、专业等；课程对象包括：课程编号、课程名称、选课人数等。这四个对象协同完成学生选课功能：首先，由学生对象将选课申请发给选课对象，再由选课对象请求课程对象提供相应的课程信息，如：多少学分、目前已经选这门课的人数、是否可以选，在此基础上，选课对象对学生选课申请进行处理和审核，如：该学生是否有资质选这门课等，最后将学生选课结果提交给选课结果对象，选课结果对象负责保存学生选课结果，并提供查询服务。学生选课系统中各个对象之间的关系如图2所示。

3.指导学生认清学习目标的主次和形成良好的学习习惯。在学习时间有限的情况下，必须教会学生分清学习目标的主次。在C++的学习中，首先重点学习面向对象的思想，将算法的学习放到次要位置。对于编程人员来将，算法的学习十分必要，但这是一个长期的过程，必须循序渐进。对于初学面向对象编程的人员，首先必须理解面向对象的思想，并尽可能建立面向对象的思维方式，即在解决问题时，将问题抽象为对象来解决。还存在一个常见的现象，就是部分初学编程的学生在实验课上效率很低，难以进入编程的状态，时间一长就会去做一些无关的事情。因为计算机既是一个学习的工具，也是一个娱乐的工具，学生有时可能难以控制自己。因此，强调学生形成良好的学习习惯并给自己制定规矩，就显得非常重要，比如：课前要预习，编程的时候严格要求自己只能编程，其他无关的事情完全不能做。只要学习方法正确并且有良好的学习习惯，大部分学生应该都能够把C++学好。

学生编程水平的提高是教学过程中一个困难的问题，如何促进学生对编程产生兴趣，让学生觉得编程不仅是一件重要的事情，而且是一件有趣的事情，这还需要广大教师不断探索教学方法，在教学的过程中摸索出一套适合自身情况的方法，这样才能让教学产生良好的效果。

参考文献：

[1]John D.Enderle.生物医学工程学概论[M].原书第2版.封洲燕，译.北京：机械工业出版社，2010.