20世纪60年代, 随着电子计算机、自动控制、超声、激光、核物理和高分子化学等新技术的发展, 以及一批原来从事空间技术的科学家转向医学领域, 应用这些新技术解决医学问题, 促成了生物医学工程 (Biomedical Engineering, BME) 这一新兴学科的形成。生物医学工程这一门科学, 不仅仅是工程技术在生物学和医学上的应用, 而是以对人的生命运动的认识为核心的多学科的综合研究, 形成人体整体层次, 系统、器官、组织层次, 细胞和生物大分子层次等3个层次结构。
电子医疗仪器原理类课程, 相关的课程名称可以为医疗仪器原理、医学电子学、电子学在医学中的应用等, 其知识面涉及生物、医学、电子、计算机、物理、化学等多门学科, 涵盖了临床诊断、治疗及生物医学研究的多种仪器设计原理。作为一门综合性很强的课程, 其教学目的为在充分反映现代医学仪器设计方法和最新进展的同时, 分析现代医学仪器设计中一些带共性的问题, 如生物医学信息, 医学传感器, 生物电信号采集, 医学信号处理, 医学影像获取及处理等基本概念, 尤其强化对基本设计原理的分析和阐述。使学生通过本课程的学习, 具有生物医学的基础知识, 了解现代医学仪器的最新进展, 理解其基本的设计原理, 掌握各种医学仪器的设计方法, 并具备一定的综合生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术进行医学仪器的研究、开发和设计的能力。另一方面, 通过对医疗仪器的全面了解, 帮助学生找到自己感兴趣的领域, 以便在后续课程中进行有针对性的深入学习。
从教学内容方面来讲, 本课程重点讲述了四大类医学仪器 (生理类、成像类、分析类、治疗类) 的设计原理和方法, 以及新兴的虚拟医学仪器、便携式医学仪器和远程医学仪器设计的关键技术, 最后讲述了医学仪器的认证。
在教学内容和教学方法方面注重贯彻创新人才培养的改革建议。培养观念创新、个性鲜明、完善人格的高素质人才是教育的根本目标。积极思考创新人才培养的问题, 努力改变传统的知识传授、灌输教学和人才培养方式, 关注学生的创新思维和创新能力的培养, 关注学生的全面发展, 不断进行教育教学内容和方法的创新与改革。
为贯彻这一思想, 需要加强教学内容的设计与更新, 注重学生综合素质的培养。教学的内容和过程要有利于学生知识、能力、素质的协调发展。教师对教学任务的设计要精选信息时代必备的知识技能, 设置融入实际的学习任务。针对本课程综合性的特点, 我们在教学内容与课程设计中既强调基本概念和基本知识的理解和掌握, 又侧重具体项目的分析、设计和实现。在教学时注重“点”和“面”的结合, 而重点关注“面”上知识的传授。既使学生对技术细节有所把握, 但又不局限于细节, 更重要是对具体医疗仪器的设计过程全局有一个了解。从生物医学的需求出发, 介绍物理化学原理, 分析工程设计及具体技术实现, 最终总结医疗仪器设计的理念与方法。教学内容方面, 对已经或即将淘汰的技术进行舍弃, 详细分析目前流行的技术, 并增加对未来技术的展望, 使得教学内容紧跟时代发展。在具体教学过程中注意创设基于问题情境的教学模式, 通过提出部分超出教材内容的问题, 鼓励学生独立思考。实践证明, 这样的教学设计可以使学生对课程内容有全面的把握, 获得实用的知识, 并培养了其科学思维。
培养人才, 最终需要通过实践来完成;培养创新人才, 必须要关注教育的实践教学环节。要提高人才培养质量, 实践性教学是加强专业知识教育, 增加学生的感性认识, 培养学生实践能力、综合素质和创新能力的重要环节。考虑到该专业的多学科交叉性强的特点, 针对本专业人才的培养目标和目前实际情况, 我们对实践性教学环节进行了改革与创新, 把素质教育作为人才培养的根本点, 把实践性教学作为理论与实际、知识与能力的融合点, 从实践性教学环节上全面培养学生的实践和创新能力。实验室拥有心电图、脑电图、数字显微镜、彩色B超、PACS系统、三维显示系统等设备, 可以为学生进行演示实验及一定的实际操作, 加强学生对实际设备的感性认识, 而不是停留在书本知识上。实验室还配置了生理信号检测的模块实验系统, 在相关理论学习部分完成后, 安排相应的硬件系统搭建以及分析软件设计等实践内容, 使得学生对所学习的内容有更深入的理性认识。实践证明, 这种实验设计加深了学生对理论知识的理解, 并提高了学生实际动手操作的能力及创新能力。
在教学方法方面, 我们也进行了尝试性的改革。为留给学生足够的研究性学习空间, 培养学生主动探究和互相协作学习的能力, 注意使用培养探索能力和高级思维能力的教学;重视激励学生, 激发学生参与教学活动, 支持并鼓励学生之间相互交流。在教学过程中, 我们穿插介绍了教材中没有包括的最新的医疗仪器方面的科学与技术的进展, 并将学生分为学习小组, 指导其选择感兴趣的课题, 并通过网络搜索资料进行调查研究、讨论与总结, 制作PPT于课上相互交流。另外, 在教学过程中还安排了一部分相关的影视资料, 通过这种方式使学生生动形象了解生物医学工程领域发展动态和在临床、科研中的应用。实践证明, 我们这些尝试性的教学方式极大的激发了学生的学习热情, 并使学生系统地接受科学思维方法、科学发现模式的教育和培训。
由于现代科学技术的飞速发展, 医疗仪器也在飞速发展, 因此, 在把握课程基本主线的基础上, 紧随时代发展, 深化拓宽课程内容, 积累教学经验, 改革教学方法, 才能取得更好的教学效果。
摘要：电子医疗仪器原理类课程的教学目的是使学生了解现代医学仪器的进展和基本设计原理, 掌握医学仪器的设计方法, 能够综合生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学等学科知识, 具备从事相关领域开发设计和科学研究的能力。在教学方法方面, 采用综合具体设计实例、影像资料及最新科技介绍等多种手段, 丰富教学内容, 激发学生学习热情, 培养学生学习兴趣。
关键词：生物医学工程,医疗仪器,教学
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