依托大學生電子設計競賽促進生物醫學工程專業建設的實踐

陳妮+莫華

【摘 ?要】以廣西醫科大學為例，針對開設生物醫學工程專業初期面臨的問題，介紹組織生物醫學工程專業學生參加大學生電子設計競賽的過程，及參賽對專業建設起到的促進作用。

【關鍵字】電子設計競賽 ?生物醫學工程 ?專業建設

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）02C-0018-02

一、依托大學生電子設計競賽促進生物醫學工程專業建設的優勢

工科人才的培養必須進行大量的工程實踐訓練，才能很好的將理論知識應用于實踐中。在實踐過程中，會存在各種各樣的問題，這些問題有可能是制作工藝不佳、設計錯誤、測試環境干擾、器件參數不匹配等造成，需要學生不斷發現并運用專業知識加以解決，不斷積累經驗，慢慢轉化為自身的能力。因此，學生實踐能力的培養是專業建設中重要的一環。

我校于2009年開辦生物醫學工程（醫療儀器方向）專業，這也是目前校內唯一的工科專業。該專業要求學生能利用電子、計算機技術解決醫療儀器設備的研制，產品的開發、維護等問題。然而，醫學院校的生物醫學工程專業處于深厚的醫學大背景中，其附屬醫院等臨床實習基地能為學生提供條件良好的實踐環境和實習機會，但是學校的工程技術力量相對落后，在本專業學生工程實踐能力的培養方面急需加強。

全國大學生電子設計競賽是深受大學生歡迎的綜合設計競賽項目，作為教育部倡導的大學生學科競賽之一，它給參賽學生提供了綜合運用所學的知識，并培養創新能力和團隊協作能力的機會和思維空間，并為優秀人才脫穎而出創造條件。競賽過程涉及理論設計和實物制作，包括了硬件電路和軟件程序的設計和實現，涵蓋了電子類相關專業的多門專業主干課程的知識點。目前，大學生電子設計競賽已成為全面鍛煉參賽學生綜合實踐創新能力的平臺，包括運用所學知識進行理論設計的能力，獨立進行實踐操作的能力，創新能力與團隊協作能力等。競賽在提高人才培養質量，開展專業建設和改革方面都起到了很大的促進作用。在電子信息類人才的培養上，已逐漸形成了以競賽為核心的人才培養新模式。因此，組織學生參加大學生電子設計競賽對于增強傳統醫學院校的工程技術力量具有獨特優勢。

二、依托大學生電子設計競賽促進生物醫學工程專業建設的具體措施

為參加大學生電子設計競賽，我們從組織學生參賽、構建競賽培訓體系、完善競賽環境三方面開展了一系列工作。

（一）成立競賽籌備工作小組，工作小組組織機構如圖1所示：

圖1 ?競賽籌備工作小組組織機構

（二）競賽培訓工作安排在暑假期間進行，邀請外校專家進行參賽指導，最終形成的競賽培訓內容體系如表1所示：

表1 ?競賽培訓內容 培訓內容

硬件模塊設計 手工制作電路板流程

印制電路板的設計流程

基本元器件的深入理解

基本單元電路的設計

軟件模塊設計 單片機開發的基本流程

單片機內部資源的使用

單片機的模塊化編程

系統設計 真題訓練

（三）為競賽安排專門的場地，并為每個參賽隊伍配備基本儀器一套（電源、示波器、信號發生器、萬用表），工具一套（烙鐵、鑷子、斜口鉗、剪刀、剝線鉗等）。同時，采購了電阻、電容、電感、運放、開關、單片機等常用元器件，以及制作電路板的基本設備一套（計算機、打印機、鉆孔機、制板機及制作耗材）。

三、依托大學生電子設計競賽促進我校生物醫學工程專業建設的實踐

我校于2012年和2013年均組織生物醫學工程專業學生參加了大學生電子設計競賽。2012年參賽隊伍4支，獲獎情況如下：區一等獎1項，二等獎2項，三等獎1項。2013年參賽隊伍4支，獲獎情況如下：區二等獎1項，三等獎3項。通過近兩年組織學生參賽，我校生物醫學工程專業的建設卓有成效，主要體現在以下幾個方面：

（一）以較快的速度促進了生物醫學工程專業課程教學改革和實驗室建設。通過大學生電子設計競賽推動了我校生物醫學工程專業的實驗課由“驗證”型向“驗證、設計、綜合”型方向轉變。在2013年的專業培養方案修定中，增設了電子制作與設計相關的基礎實訓課程，并對單片機原理及應用、模擬電子技術、數字電子技術等課程的實踐內容作了整合，形成綜合創新性的實訓課程單片機與電子技術綜合實訓。與新增課程配套的實驗室建設也在同步進行中。

在單片機原理及應用課程實踐教學中，我們借鑒電子設計競賽的模式，開展了班級內的智能循跡小車賽跑比賽，以小車在規定路線內行走的快慢決出比賽的名次。比賽題目具有一定的趣味性，而且以活動的形式完成教學任務更能迎合“90后”學生的性格特征，形成了寓學于樂的學習方式，取得了較好的教學效果。

（二）搭建了學生課外創新實踐平臺，開展相關活動，進一步提高人才培養質量。參加競賽促進了學生課外創新實驗室的建設及創新實踐教學活動的開展，同時學生還在參賽過程中形成了自己的課外學習團體——生物醫學工程創新協會。通過協會組織開展了系列的技能培訓、課外創新作品展、校內技能競賽等活動。這些活動促進了本專業良好學風的形成，為提高人才培養質量打下基礎。

1.形成了不同年級間的學習交流平臺，營造了良好的課外學習氛圍。在大一、大二的學生中，大部分對大學生活、大學學習處于迷茫狀態。開放性的學生創新實驗室的建成，為他們提供了課外學習的平臺，同時也為高年級與低年級之間的學習交流提供了條件。低年級的同學更多了解以后自己學習的方向，而一些高年級同學的學習成果對他們也具有很大的吸引力和影響力。此外，課外創新作品展活動可以讓同學們感受到自己與其他同學之間的差距，從同齡人中受到鼓舞，進而產生積極向上的決心。

2.開展課外實踐技能培訓實現了對課內教學的有益補充。組織開展的課外專業技能培訓包括電路制作的基本流程和單片機入門介紹兩大模塊。具體有：電路繪圖、元器件識別、電路焊接工藝、基本儀器的使用及簡單電路的測試方法;單片機簡介、keil軟件的使用及LED花樣燈的顯示控制。這部分培訓內容為低年級學生完成一些簡單的實踐項目奠定了基礎，為他們后續的課程學習提供了感性認識，同時增強了專業學習興趣。

3.自我展現活動增進了不同學科的相互了解。生物醫學工程是研究和解決生物學和醫學中的有關問題，是綜合生物學、醫學和工程學的交叉學科，知識復合度差是開設該專業面臨的一個難題。而我校開設的生物醫學工程專業尚屬起步階段，校內很多老師和同學對它的了解較少。要能利用校內豐厚的醫學資源，主動開展活動展現自我是必要的。我們將義務維修活動和創新作品展活動作為生物醫學工程創新協會的常規活動，于每年上半年在全校范圍內舉辦。其中作品展以應用于醫療上的小制作為主，如：溫度計、脈搏計，人體參數監測儀等。通過展示，讓醫學師生們能對生物醫學工程技術有更多的認識，增進彼此的交流，拓展彼此的視野和思維，提高大家對生物醫學工程學科的認知度。

（三）提高了專業教師的教學水平和工程實踐能力。教師業務素質的高低將直接影響人才培養質量，作為生物醫學工程專業教師，要求具備扎實的理論知識功底和豐富的實踐經驗。而實踐經驗對工程學科的教師發展有很大的影響。缺乏實踐經驗會導致科研能力不足，缺乏獨立工作能力，難以實現學術獨立;在理論授課中會出現照本宣科、內容貧乏、課堂氣氛缺乏活力的現象，同時也難以勝任實踐教學工作。我校生物醫學工程專業的骨干教師大多為青年教師，教學水平、實踐能力都有待進一步加強。

大學生電子競賽命題范圍廣，內容新穎，涉及多門課程的綜合應用，難度適中。因此，參與電子競賽的培訓工作對青年教師而言亦是一個提升業務素質的機會，他們可以接觸到當前電子領域中的新技術、新軟件，在教授學生的同時也提高了自身的工程實踐能力，為以后能更好地勝任教學和科研工作打下基礎。

【參考文獻】

[1]魏明生，游春霞，尹釗等.依托電子競賽培養創新型人才教學模式的探討[J]. 中國教育技術裝備，2009（9）

[2]李衛兵，杜玉杰，張成亮. 基于電子競賽的應用型創新人才培養模式[J].實驗科學與技術，2012，10（4）

【基金項目】廣西醫科大學校級A類教改項目（2013XJGA14）

【作者簡介】陳 ?妮（1982- ?），女，廣西柳州人，廣西醫科大學基礎醫學院講師，工學碩士，研究方向：計算機應用技術。

（責編 丁 夢）