專題綜合對比實驗的教學方法研究

楊吳

【摘要】本文介紹了以《醫學傳感器技術》課程為基礎，將教學內容分為課堂教學內容的專題化、課內實驗的專題化、在專題化課內實驗中采用綜合對比實驗的方式三個方面，實現專題式綜合對比實驗的教學方法。

【關鍵詞】生物醫學傳感器；專題式教學；綜合對比實驗

一、背景與意義

生物醫學傳感器主要應用于生物醫學信號的檢測，它能把生物醫學中的各種非電量信號轉換為可以測量的電信號，是構成各種醫療設備和診斷儀器的關鍵部件。生物醫學傳感技術是獲得人體乃至自然界生物信息的關鍵技術，它綜合了生物醫學、電子信息等學科的技術，是生物醫學工程學領域最重要的學科之一。在生物醫學工程本科課程教學體系中，《醫學傳感器技術》課程是其專業核心課程之一。

《醫學傳感器技術》課程的教學過程中，如果僅從傳感器的基本原理和檢測技術出發，將導致該課程內容與傳感器檢測技術類的課程內容相雷同，從而無法體現生物醫學工程的專業特色。因此本課程的教學應該始終圍繞醫學傳感器的具體應用，在每一種典型傳感器的基本原理和檢測技術教學內容完成后，立即銜接上此傳感器在生物醫學工程領域的具體應用實例。使學生不僅能掌握基礎的傳感器理論知識，更能深入理解傳感器在臨床醫學上的應用。這樣才能更好地培養學生靈活運用知識解決實際問題的能力，此課程教學方法亦是研究中的一個目標。

二、研究現狀

專題式教學是一種“問題一發現”教學方法，其立足于教材和學科特色，針對學生的特點和問題，按照課程的基本內容和重點的脈絡，分成若干個相互獨立又有內在聯系的專題進行教學。其優勢在于：1.通過研究學生的個性特點和知識水平，能結合教材針對性地推出相關專題，源于教材又高于教材，使得教學內容更容易被學生所接受。2.以專題的形式，在基于理論的基礎上，結合最新的業內動態，引入豐富的案例，能激發學生的興趣。3.推行任務型教學和分組教學，以興趣為導向，刺激學生的參與熱情，使其親身去感受和驗證教材的知識，而非說教和灌輸。4.教學方法的多樣性，可以根據不同的專題結合講授法、談話法、演示法、參觀法、實驗法等教學方法，配合案例、辯論等營造良好的學習氛圍。

胡曉飛等通過分析南京郵電大學的特色和課程的特點，結合南京郵電大學開拓信息學科新領域的辦學思路，在教學內容上體現電子信息的特色，結合本專業在信息時代和信息環境下的發展背景，提出引導式教學方法，引導學生注重學習能力、就業能力和創業能力的培養和提高。劉劍等針對生物醫學工程專業培養目標和課程教學特點，提出興趣引導，自主學習，實踐探索的指導思想，對“生物醫學傳感器與測量”課程的教學內容和教學方法進行了一系列改革，根據學生的反饋信息，顯示改革后獲得良好的教學效果，取得了一些有益的探索和嘗試。考慮到《醫學傳感器技術》課程跨學科，將生物醫學原理與檢測技術有機融合在一起，存在理論性強、內容抽象等特點，不利于學生理解掌握、實際應用。沈敏等同從實驗方法、手段等方面介紹了生物醫學專業心電信號檢測實驗教學的改革，改革效果表明學生不僅對實驗產生了濃厚的興趣，而且能更好地將生物、電子等專業知識融合在一起。

隨著現代醫學技術的不斷發展，《醫學傳感器技術》作為生物醫學工程專業的主干專業課程之一，傳統教學模式已不能滿足教學需求，網絡化教學成為一種趨勢。周靜等就此從課程信息教學平臺的建設、網絡化教學模式的設計等方面對如何開展生物醫學測量與儀器課程的網絡化教學進行了探討和實踐，取得良好成效。虛擬儀器技術的應用是當前高校實驗教學改革和發展的方向，王奎龍等為了解決目前醫學院校中醫學物理學實驗教學的現狀和存在的問題，探討把虛擬儀器技術應用到醫學物理學實驗教學中，改革現有的醫學物理學實驗教學，提升醫學物理學實驗的教學水平。

三、課題研究的內容

課堂教學內容的專題化：依據生物醫學工程專業的特點對教學內容進行科學合理地剪裁和整合，教學內容不以某本教材的章節為順序，而是把課程分解為幾個跟臨床實際使用的醫學儀器設備密切相關的專題，專題內容既覆蓋到大部分的醫學傳感器技術的理論知識，又做到由淺入深。

課內實驗的專題化：《醫學傳感器技術》課程的理論性和實踐性都比較強，而且兩者結合也比較緊密，所以一方面需要通過基本原理的講解和相關電路分析來提高學生對理論的直覺感受，另一方面也需要滿足學生課后實踐的要求，大部分專題對應設置課內實踐驗證。在課內實驗時間不足以支撐學生全面系統的完成整個醫學儀器的設計過程的前提下，安排后續的集中實踐環節作為必要的補充。

在專題化課內實驗中，采用綜合對比實驗的方式，以學生以前所學的醫學信號檢測、硬件電路設計、醫學信號處理、程序設計等相關知識為基礎，分小組采用不同的設計方案，開發一個較完整的醫學儀器系統，設計完成后通過比較不同方案之間的優缺點，使學生不僅能夠更加深刻地掌握生物信號的檢測方法，而且還學會設計開發其檢測電路，并且在解決問題時鞏固了所學的專業知識。