生物医学工程专业教学

生物医学工程专业教学（共11篇）

生物医学工程专业教学 篇1

现代生物技术是以现代生物学研究成果为基础, 以基因工程为核心、将生命科学与工程技术有机结合的一门新兴的综合性学科, 被誉为21世纪高科技革命的核心生产力, 广泛应用于医药卫生、食品轻工、农林牧渔及化工能源等多领域, 对人类社会生活将产生深远的影响[1,2]。

《生物技术前沿》是我校生命科学与生物工程学院为生物医学工程专业学生新开的专业必修课。该课程涉及领域宽, 涵盖范围广, 由基因工程、发酵工程、细胞工程和酶工程等内容组成, 是自然学科中最重要的一门基础课。近年来, 全国各大高校陆续开设生物技术相关课程, 但我校学生具有自身特色, 生物工程与医学工程类课程均有涉及, 学科交叉性明显, 如果照搬其它院校的教学模式, 可能会出现与学生知识背景现状分离, 不能达到预期的教学目的。此外, 现代生物技术发展日新月异, 新理论、新技术层出不穷, 给教学工作也带来了极大地挑战。如何在较少的课时中既不重复以前学过的基础知识又能不断引入新的内容?如何解决课程中存在的前沿技术与陈旧的教学方法之间的矛盾成为教学工作中面临的主要难题。结合本学院学科设置的特点, 在《生物技术前沿》课程教学中对教学模式大胆改革, 引入实践教学, 让综合性实验走进课堂, 使学生有机会参与科研项目研究, 在实践过程中获得知识。

1 优化课程体系, 精选教学内容

教学大纲是教师教学顺序与教学工作的指南, 由于该课程的综合性与前沿性, 如何使学生在现有知识背景的基础上, 掌握现代生物技术的研究现状及其发展前景, 是制定本课程教学大纲的一个关键[3]。《生物技术前沿》课程在制定教学大纲时对教学目的与教学内容进行了合理的安排与调整。

在教材的选取上, 以保持本课程的实用性与先进性为目的, 精心选取国内外最新最优秀的同类课程教材如《生物技术概论》、《Basic Biotechnology》等作为主要参考书, 同时根据内容的差异, 分别为学生推荐各领域的优秀教材, 从而确保了教学内容的充实和完整。在授课过程中, 既要体现基础性与前沿性、理论性与实践性的结合, 还得注意讲授内容的深度与广度相结合。紧密跟踪前沿学科, 以现代生物技术基本原理的介绍为切入点, 以不同类型的技术范畴为骨架, 着重介绍了基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程的基本特点及其对现代经济社会发展的影响。同时, 对课程的深度与广度也进行了合理的调整, 对前期学习的基础课程有的放矢, 选取重点章节回忆复习, 理清脉络;注重相关学科贯穿渗透, 通过不断引入新理论、新技术来突出课程的前沿性。考虑到学生的专业背景为生物医学工程, 把内容侧重点主要放在生物医药等领域, 如在讲基因工程与细胞工程时, 着重向学生介绍了现代生物技术在该领域的研究现状及发展前景, 使学生在学习新技术的同时, 与以前所掌握的知识融会贯通, 从而对生物技术专业有更深层次的认知, 为今后走上工作岗位打下良好的基础。

2 改进教学方式, 调动学生学习的积极性和主动性

现代生物技术涵盖范围广, 涉及医药、食品、环境与农业等诸多领域, 与我们的生活息息相关。因此, 如何将素质教育融入到课程教学中, 激发学生的学习兴趣, 体现本课程的特色, 是我们一直在探索的一个问题[4]。在采用多媒体教学手段的基础上, 不断改进教学方式, 促进师生互动, 调动学生学习的积极性与主动性, 使该课程日臻成熟。

2.1 多媒体手段的灵活应用

根据本课程侧重于工程技术类型, 具有实验操作能力较强的特色, 在课堂上, 结合正常的教学内容, 灵活应用多媒体手段, 放映一些标准试验操作步骤的录像片, 如在讲基因工程PCR技术时, 通过放映一段采用PCR技术检测细菌的录像, 使学生能更形象地掌握该技术的要领, 为后期进实验室做毕业设计论文奠定了基础。对那些晦涩难懂的原理内容可以搜寻一些Flash动画展现出来, 如在讲细胞工程中细胞周期时, 为了让学生对流式细胞仪的构造、原理及其应用有一个感性的认识, 通过播放相关Flash, 使乏味的内容变得生动、有吸引力, 不仅使学生对学习内容增加了兴趣还达到了事半功倍的教学效果。

2.2 增强师生互动, 合理安排课外作业

在授课过程中, 对一些有争执的前沿话题组织学生讨论, 如在基因工程这章中讲转基因技术时, 先为学生介绍了转基因技术的定义、特点及应用等内容, 激发学生的学习兴趣。在此基础上, 组织学生课后查阅文献, 就转基因技术的发展前景在课堂上积极开展讨论, 调动了学生的积极性;在本章结束时, 选取部分学生通过PPT形式介绍自己感兴趣的新颖的基因工程技术, 扩大了学生的知识面。通过学生参与教学过程, 增强师生互动, 培养学生的自学能力与表述能力, 学习效率得到提高。此外, 在课后还引导学生通过图书馆数据库、网络等渠道查阅文献, 掌握课上内容最新研究进展及前沿动态, 通过课堂教学与课后习题、自学、讨论相结合的方式, 使学生对生物技术前沿有基本的了解, 并从全新的视角认识生命科学, 为今后其它相关学科的学习奠定了基础。

3 融入实践教学, 培养学生认知能力

3.1 以科研促进教学, 提高学生学习兴趣

在教学中, 一方面通过阅览国内外专业期刊、文献或相关网站, 将最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生, 使教学内容更加充实, 另一方面, 注重将本学院的研究成果融入教学过程中。如在讲发酵技术生产疫苗时, 就适时地引入了本实验室对艾滋病与宫颈癌疫苗的研究进展与研究成果;在讲细胞工程时, 结合本实验室在干细胞领域的研究思路, 为学生详细的介绍了干细胞的分化特征及其在临床中的应用前景;在讲重组DNA技术时, 就有意补充了被国际分子生物学顶级杂志评为“十大科技突破之一的” micro RNA的最新研究进展等前沿内容, 鼓励学生走进实验室, 参与科研项目的研究。同时, 在课堂上结合多媒体形式, 为学生介绍了本学院最新购置的大型实验设备如实时定量PCR仪, 流式细胞仪及活体成像仪等的使用原理, 并带领学生进实验室参观学习, 这样不仅使学生能接触到本学科的前沿知识, 而且拓宽视野, 增强了学习兴趣, 使学生参与课外科研活动形成风气, 为后期进一步提高毕业论文设计水平起到了积极的推动作用。

3.2 课堂教学与实践教学有机结合

生物技术是一个应用性很强的工程类专业, 通过课堂上的抽象讲解远远达不到作为一个实验室工作人员的基本要求。为了培养学生的动手能力、分析问题与解决问题的能力, 在本课程理论教学完成之后, 还专门为学生安排了16课时的生物技术综合实验, 将分别涉及生物化学、分子生物学、细胞生物学及酶学等相关内容, 将课堂教学与实践教学相互融合, 提高学生的动手能力;此外, 除了在实验室进行实验课操作外, 还组织学生到制药公司进行观摩教学, 使理论学习内容与生产实习对应起来, 学生的实践能力得到提高, 加深了对教学内容的理解和掌握。

4 转变考核方式, 提高学生的综合水平

在学期末, 对考试方式也进行了探索与尝试, 相对于传统的闭卷考试, 本课程灵活采用开卷考试与平时成绩并重方式, 让学生通过查阅国内外文献, 分析总结现代生物技术对社会与经济发展的影响, 并撰写专题论文, 文章格式按照统一要求, 在强调自主性的同时培养学生检索资料的能力, 提高学生的综合水平。此外, 还让学生任选其感兴趣的一门前沿技术, 采用多媒体形式在课堂上互动交流, 主要考察学生对所学知识的掌握和理解程度。在考试结束后发现论文完成认真, 课堂演讲PPT准备充分、生动, 内容包含了生物技术在医药、环保、食品与军事等多方面的应用, 其中一部分是课堂中没有涉及到的, 表明学生对新考核方式的认可, 并较全面的掌握了《生物技术前沿》这门课程。

5 小结

教学工作是一项复杂细致的工作, 作为教师一方面要保证基本教学目标的实现和教学任务的完成, 另一方面要坚持不懈地去探索、研究和总结新的教学模式。只有不断的改进教育思想观念, 改变教学方式与手段, 才能适应新形式下的教育理念, 才能调动学生学习的积极性, 获得理想的教学效果。

摘要：生物技术是一门综合性的科学技术, 是现代生物学发展与相关学科交叉融合的产物。对《生物技术前沿》课程的教学模式进行了改革与探索, 融入实践教学, 突出学科特色, 促进了教学质量的提高。

关键词：生物技术,教学改革,实践

参考文献

[1]欧阳平凯.中国工业生物技术的历史、现状和未来[J].生物产业技术, 2008 (1) :25-26.

[2]宋思扬, 楼士林.生物技术概论[M].北京:科学技术出版社, 2000.

[3]周济.大力加强教学工作, 切实提高教学质量[J].中国高等教育, 2005 (1) :1-7.

[4]曹卫军, 杨有华, 张翠华.生物技术专业建设的实践与探索[J].微生物学通报, 2002, 29 (2) :99-101.

生物医学工程专业教学 篇2

——生医1202班熊缘缘

摘要： 这篇文章主要是写了通过自己这学期上的生物医学工程导论课和平时自己了解的关于生物医学工程的相关知识，文章介绍了生物医学工程的概况和学科特点，同时阐述了该学科的研究领域，并且着重写了生物医学工程这门学科的现状和发展趋势，在最后写了我对本学科的认识和学习方法，同时激励自己努力学好本学科。

关键字：生物医学工程研究领域现状发展趋势

一、生物医学工程简介

1.学科概况

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

2.学科特点

(1)交叉性：它是各种学科知识的高水平交叉、新时代结合的产物；是生命科学（生物学与医学）现代化的迫切需求；是现代科学技术迅速发展的必然结果。

(2)依赖性：它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系（与传统学科不同），融合各交叉学科知识为自己的基础 ；缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标，随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。

(3)复杂性：它知识覆盖面非常广，几乎涉及所有自然科学与技术的基础理论与知识体系；相关的研究机构、专业教育、企业厂家和市场营销只能涉足其部分，而不能包揽全局。

(4)服务性：它以应用基础或直接应用性研究为中心，以最终在生物医学领域应用为目的；为生命科学的创新性发展提供现代化工具，为医疗卫生事业现代化发展提供新装备（支撑生物医学工程产业）。

二、研究领域

生物医学工程学是工程学与生物学、医学结合的产物，任何工程学科与生物学和医学的结合均属于生物医学工程的范畴，因此生物医学工程的研究领域十分广泛，并在不断的发展，目前较成熟的领域有如下八个：

1.生物力学

2.生物材料

3.生物系统建模与仿真

4.物理因子在治疗中的应用及其生物效应

5.生物医学信号检测与传感器

6.生物医学信号处理

7.医学图像技术

8.人工器官

三、生物医学工程的现状及发展

1、发达国家生物医学工程的现状

在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪50年代就指出生物医学工程的重要性，基于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。

另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第106届国会于2000 年1 月24 日通过立法，在国立卫生研究院（NIH）内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所，规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理，促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。

2、国内生物医学工程的现状

我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪70 年代以来，经过30 多年的发展，目前全国已有很多所高校内设有此专业，在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响，且大都设有国家级重点学科，他们开展起来十分方便，这些院校均是以科研性学科设置的。此外，还有一些医学院校则是以医学作为基底学科，置入某些工程学科的知识，并以医学应用为目的建立相关的课程体系，而对于生物学中所涉及到的细胞及分子生物学、发育生物学及生物技术，对于工程技术中的控制技术、材料学均较少涉及，这些院校培养的目标就是将生物医学工程运用于实际。因为生物医学工程是以理、工、医为基础，医学中的许多问题只有在这些学科相互结合的前提下才能得以解决。要将基础研究转化为工业化产品，将美好的前景分析变为卫生保健的实际行动而服务于广大人民，就离不开生物医学工程师。这就是这些生物医学工程工作者的工作理念。但是，从总体上说我国的生物医学工程学科的发展仍不平衡。30 多年以来，我们在研究方面引进、消化、跟踪研究多，创造性研究较少；理论方法等应用基础研究多，取得自主知识产权的应用研究少。处于理工科院校的生物医学工程学科其工程力量雄厚，但是由于缺少医学背景，在真正用于临床、解决医学实际问题方面还较落后。而处于医学院校的生物医学工程学科其研究的主要特点是和医学结合紧密，医学大背景深厚，但是工程力量相对落后，科研投入不足。这就是我们国家目前生物医学工程的现状。

3、新世纪生物医学工程的发展趋势

纵观生物医学工程的历史和目前人类对其的要求可以看出，生物医学工程

作为学科整体的发展趋势十分广泛。

（1）纳米材料的出现将使20世纪初期奠定的物理、化学理论基础面临重大的挑战。

与此同时，纳米材料本身也将进而取得突飞猛进的发展和应用；此外，材料科学中的分子设计可望实现，与生物组织相结合的组织工程学研究将进入实用阶段。而且，将会有更多的人工器官研制成功并将在临床上投入使用。比如：采用组织工程学方法研制人工胰和人工肝。

（2）电子技术与生物技术的融合可望研制更多、更为新颖的传感器。比如：目前硅半导体集成度可达109，而人工合成蛋白质的分子器件可使存储器集成度高达1012位。

（3）随着计算机网络和通讯的发展，生物医学工程将使临床医学从住院治疗向着门诊治疗、乃至家庭医疗保健方向发展。

（4）虚拟现实技术的发展将为医学基础研究与临床医疗提供更为先进的技术手段。

（5）光子技术将取得突破性进展，如各种激光器件的开发及光参量放大、光纤、非线性光学、光数据存储、集成光等技术的发展，半导体激光器在生物医学中的应用将有更为诱人的前景。

（6）各种物理因子生物效应的深入研究，如生物磁、低强度毫米波的研究，将使人们对人体生命现象有进一步的认识，开发出新的技术装置。

（7）中医工程及各种高技术的应用，将使传统医学在现代科技基础上更加光大。

四、认识与总结

生物医学工程学是医疗保健性产业的重要基础和动力，医疗器械和医药工业同生物医学工程学的研究与应用有着最直接的联系，它所带动的产业在国民经济中占有重要比例，例如美国每年生物医学工程学带动的产业就达数百亿美元。各国在生物医学工程方面的投入，随着生活水平的提高而逐年增加。这门学科面临着众多的新课题，许多成果又有着极好的产业化前景，因此生物医学工程学被称为朝阳学科。

综上，我想说的就是生物医学工程涉及十分的广泛，因此在学习过程中我们要开阔学习视野，活学活用，在不断总结、质疑的基础上创新。关于毕业后就业我认为会有很多的选择，但是我们想要找到好的工作还得靠自己好好的努力学习，争取学好、学精自己的专业，并且要尽力去考研更加深入的学习自己的专业。

五、参考文献

[1] “Designing a Career in Biomedical Engineering”—— IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine

[2]朱丹，生物医学工程导论，2011

[3]生物医学工程，百度百科，2011

[4] 陈兴新，新世纪对生物医学工程的认识与思考，2007.11.1

[5] 生物医学材料现状和发展对策研讨会论文集.1997学报1988年12月

[6] 杨子彬。发展中程[J]北京的生物医学工工业大学

[7] 胡兴斌。浅谈生物医学工程的现状及前景[J]2004年第9期

生物医学工程专业教学 篇3

关键词： 新专业建设    学科发展    兴趣小组    生物医学工程

生物医学工程是一门新兴的交叉学科，综合生物学、工程学和医学理论和方法，在各层次上研究生物系统的状态变化，并运用工程技术手段解决临床医学中的关键问题。要求学生掌握宽广而扎实的电子学、生物学、医学理论基础，能在理、工、生、医等学科高度交叉中进行前沿科学研究、知识创新，产学研结合，并推动相关科学技术发展，以满足我国对生物医学工程领域高级人才的需求。生物医学工程属于工学门类，是生物医学工程专业一级学科。

本学科是利用生命科学、医学、电子信息科学等领域的最新研究成果用于生物信息工程、生物电子工程、大型医疗仪器系统、现代医疗监护系统等领域的科研工作。工程硕士学位授权单位培养从事生物医学信息检测、医用仪器、医学影像、生物电子学、生物医用材料等方面研究开发、生产制造、检测与控制、管理与维修的高级工程技术人才。生物医学工程领域研究和人才培养侧重于生命科学、电子信息科学、医学等的交叉和渗透。该领域是生物医学信息、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新基地，是与21世纪生物技术产业形成和发展密切相关的工程领域，是关系提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。

天津工业大学生物医学工程专业是一个年轻的、处于高速发展中的理、工、生、医交叉融合的新兴学科方向。生物医学工程专业作为电信学院的新兴专业，近年来发展迅速，有较大的发展潜力。专业下设5个实验室，医学仪器及设备实验室、医学成像及光谱成分分析实验室、生物医学电子学实验室、医学建模与仿真实验室、膜片钳实验室，拥有一批踏实肯干、敢于创新、勇于攻关的年轻科研人员，并将不断吸引其他相关学科的硕士、博士研究生、博士后等进行学科交叉的研究工作。科研方面利用人体信息检测技术与智能服装相结合，设计出检测、监控、调节人体状态的一体化智能服装;膜片钳方向主要进行生物物理和生物化学方向研究，同时与天津大学和天津各大医院开展密切合作，在医疗仪器研制和临床实验等方面积累一定的经验和成果。

本专业开设的主要课程有：C语言程序设计、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、大学物理、分析化学、高频电子技术、医学基础、工程光学、信号与系统、数字信号处理及DSP技术、通信原理、嵌入式系统、生物医学电子学、生物医学光子学、医学成像新技术、无线传感网络、生物医学仪器设计基础等。本专业毕业生可以在国家机关、医院、国防、科研机构、学校、工厂等企事业单位从事医疗产品设计、研发和管理工作，服务于天津医疗产业联盟的发展需求。本专业学制四年，学生毕业后可获得工学学士学位，本专业具有硕士学位授予权。

在本科生人才培养方面，本专业也是广开思路，在大一刚入学就进行思想教育，根据学生兴趣对其未来发展进行规划，由于本专业是一门新兴的交叉学科，因此学生喜欢的专业方向也不一样，有生物、医学、电子等设计物理、化学等不同方向的需求，学生提出的就业方向也不完全一致，区别于传统的专业学生，如电子信息工程专业学生虽然兴趣不统一，在专业方向上容易把握，而生物、医学、物理、化学等涉及的学科更多，对新专业教学提出新挑战。如何适应不同学生不同需求，我们系的老师进行了深入探讨。

在建立新专业的过程中为了适应课程体系建设，教师队伍组建没有按照传统电子通信方式，而是从生物、医学、物理、化学几个方面引进不同背景、不同专业的教师，他们中的大部分都具有海外研究背景，更了解各个方向的国内外发展方向，因此最终我们决定由具有生物背景的老师建立生物组，具有医学背景的老师建立医学组，具有物理背景的老师建立物理组，具有化学背景的老师建立化学组，实践能力强的老师建立实践组，一届共招收50人左右，这样每个组的人数定在10人左右，实践组人稍多，这样可以弥补生物、医学组由于设备仪器不足带来的问题，这两个组规模稍小，大约5～7人左右，在大一下学期进行兴趣小组分组，根据不同需求，各个小组配备了不同老师和学生，这样学生由于兴趣不同在学习上的态度问题就解决了，老师可以有更好的学生资源，学生也愿意学，老师也愿意带，新专业组建不到两年的时间，我们专业取得了很大的成绩，由于老师有人，学生愿意学，设备资源得到了充分利用，以前用得少的设备得到了极大的利用，在最近1年多时间中，老师在科研上取得了很多成绩，拿到了国家级、省部级项目5项，发表论文30余篇，学生在各类不同类型竞赛上获奖10余项，在教改立项、师生合作教学资源建设、师生合作项目、全国大创上都取得了很多成果，并且与中国科学院生物医学工程所拿到天津市医学电子诊疗技术工程中心，为本专业建设提供一个更高的平台。

生物医学工程专业教学 篇4

1 选题要恰当

选题是毕业设计的首要环节,是顺利完成毕业设计工作的先决条件。题目决定了毕业设计的内容,选题的好坏将直接影响毕业设计质量[3]。

采取双向选择的原则。选题前召开师生座谈会以及与题目相关的学术报告会,相互交流想法,使学员和教师双向选择自己感兴趣的课题,避免了选题的盲目性,从而保证毕业设计的教学质量。

把握好课题难易程度。根据学员个人能力不同针对性选题,把握好课题难易程度,以适合不同程度学员的要求。使学员既能够顺利完成课题,又能够提高自己。避免选题太简单,不能培养学员的能力;选题太难,使学员无法完成课题,挫败了其学习热情。

课题要具有创新性。尽可能反映当代科技发展水平,让学生了解、把握国内外在该研究领域的最新成果和发展动态,课题体现创新思维,而不是重复已做过的试验。

课题应结合专业。课题应使得学员通过综合应用所学的基础理论和专业知识,能在规定的时间内得到充分的锻炼,同时通过毕业设计起到对已学知识的复习与弥补作用。

2 课题实施阶段的监控管理

毕业设计从开题到答辩结束为止,历时数月。毕业设计中的每一个阶段、每一个环节均可直接影响毕业设计的质量以及学员综合素质和创新能力的提高,指导教师应抓好毕业设计的每一个环节。

导师负责制。采取一名导师指导一名学员的方式,且由有一定专业背景、科研能力、良好师德师风的教师担任指导教师。指导教师对学员的毕业课题进行全面管理和监督,使其有目标和方向,能够有计划地开展课题,确保毕业设计的顺利进行。

合理安排毕业设计的进程。根据教学计划合理安排毕业设计的时间,尽可能早确定好课题,尽早着手,收集资料,做好毕业设计的前期准备工作。开题后及时总结,及时和学员沟通,避免无谓的错误而浪费时间,给论文书写留有充足的时间。

课题进程检查。由科主任牵头,教学组长督导,以及相关教员组成课题组,对各实施阶段进行检查和考核。开题前举行开题报告,以论证课题的科学性、可行性。中期检查学员对自己的毕业设计任务的理解、毕业设计的进度、投入的时间、指导教师指导中存在的问题。指导教师对学生的工作应该定期进行检查,包括试验日志的填写、遇到的问题、下一步的计划、前期工作小结等等[4]。并进行中期汇报,及时纠正课题中存在的的问题。

3 毕业论文书写的指导

毕业论文是整个毕业设计思路、内容、方法的总结,在一定程度上反映了学生的综合素质,必须严把撰写关。

撰写论文要规范化。必须包括:中英文题目、摘要、关键词、标题、正文、致谢、参考文献等。论文的正文要求结构严谨、层次分明、观点鲜明;必须具备文献综述、方案论证、过程论述、数据分析、结论和总结等要素。首先,要求学生按照毕业论文的基本要求以及自己的思路形成沦文框架,完成初稿。然后指导教师从文章结构、用词等方面提出修改意见。

论文结构层次分明。思路理清,对文章结构有整体的把握和安排。重点突出,有的学员花大的篇幅叙述理论,自己做的工作反而不够突出;有的学员把结果、结论混淆,令人产生混乱繁杂的感觉。

背景交待清楚。对本课题产生的缘由、必要性及前期工作要充分了解。如我科医电系一毕业设计“探讨床位变化对SPECT/CT(SymbiaT2)同机图像融合质量的影响”,就是基于“SPECT/CT设备可分别进行SPECT和CT同机采集,通过硬件配准进行同机图像融合,克服了异机图像融合的许多缺点。但是,由于SPECT和CT采集的过程及方式不同,硬件配准等因素会影响同机图像融合质量”。这样一个背景下,课题设计不同负荷状态下,检查床不同位置的图像配准是否偏差以及偏差对临床诊断的准确性是否产生影响。

参考文献。要求学员查阅大量文献以了解国内外相关进展。在毕业论文中列出一定数量的参考文献(中文文献7-8篇以上,外文文献至少5篇以上,最好是近两年内文献)。

4 毕业设计答辩的质量控制

毕业答辩是毕业设计的最后一个环节,怎样在15分钟左右的时间把历时3个月的工作向专家、同学阐述清楚,是对学生的总结能力、口头表达能力、心理素质以及PPT的制作水平等综合能力的考验。

答辩幻灯的制作。首先明确幻灯的主线,做到主体突出,逻辑慎密、层次分明、结论明确,最终达到说明一件事情的目的。其次对幻灯做相应的美化技巧,如一张幻灯中文字不能太多,应配相应的图片说明,最好能添加动画效果增强幻灯的生动性和趣味性。

毕业设计预答辩。毕业答辩前举行预答辩是非常必要的。可组织教学组长、指导教师及相关人员听预答辩,主要目的是对幻灯思路、幻灯效果发现问题、提出问题,学员针对这些问题进行整改,再进行二次预答辩,此次预答辩主要针对语言的组织,时间的掌控等细节进行改进。经过两次预答辩后,所有学员的水平,包括幻灯思路、效果、语言技巧均明显提高,为最后顺利通过毕业答辩奠定了良好基础。

毕业设计做为教学当中至关重要的一个环节,是学员对理论知识、灵活运用能力等各方面综合素质的一个体现,同时也是培养学员多种能力的一个途径。教师在指导毕业设计时,不仅要引导学员熟悉问题的求解过程,如何应用已学的知识来解决问题,更重要的是引导学员如何发现问题、提出问题、分析问题、最后解决问题。毕业设计历时数月,涉及环节诸多,指导教师应与学员及时沟通与探讨,不断总结,对以后的教学工作进行适当调整,启发一些新的思路,逐渐探索出如何更好指导生物医学工程人才毕业设计的模式。

参考文献

[1]李长勤,马敏,王维涛,等.医学院校生物医学工程专业毕业设计工作的调查和思考[J].中国医学装备,2006,3(6):245-247.

[2]王成华,江爱华.对本科毕业设计工作的若干思考[J].电气电子教学学报,2003,1(25):103-105.

[3]李霞.指导生物医学工程专业本科毕业设计的实践与思考[J].科教文汇,2007.10(上旬刊):61-62.

生物医学工程专业教学 篇5

摘 要： 本文分析了生物医学工程实验教学中目前存在的问题，探索通过对实验教学内容、教学目标、教学活动、教学环境、教學评价的重新设计，提出将PBL+LBL双轨教学模式在日常实验教学中进行应用研究，并通过问卷调查及组织访谈的方式分析学生对PBL+LBL教学模式的效果评价。研究结果表明：合理使用PBL+LBL双轨教学法，能够达到两种模式的优势互补，提高教学质量，调动学生的学习积极性，提高学生综合能力。

关键词： PBL+LBL 双轨教学模式 生物医学工程 实验教学

1.引言

生物医学工程学（Biomedical Engineering，BME）是综合物理学、生物学、医学和工程技术科学的理论和方法，多层次研究人体结构、功能和各种生命现象的理、工、医密切结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物。21世纪是生命科学与医学的世纪，随着知识时代的来临，生物医学工程技术得到了日新月异的发展，正以前所未有的迅猛态势渗透于社会的方方面面。如何培养“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的医工结合人才是生物医学工程学教育迫切需要解决的重要课题，但是传统的实验授课方式与培养创新型高素质医工结合人才的目标严重冲突，只有改进实验教学方法，才能达到实验教学效果的最优化，促使学生智力和多种能力不断发展，满足时代的要求。

2.实验教学现状分析

目前，在国内开设生物医学工程专业的高校仍然主要以传统授课式讲解（Lecture-Based Learning，LBL）的实验教学模式为主，实验教学中存在如下问题：（1）实验教学由教师做主角，实验设备、实验材料、实验设计，甚至于实验记录都是老师早就准备好的，实验结果也是教师了然于胸的。学生缺少自主性，抹杀实验课的学生主体地位[1]。（2）传统实验教学内容偏重验证型实验，综合型、设计型、创新型实验较少。实验项目的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定，忽略实验项目之间的有机结合性和连贯性，存在实验项目之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。（3）传统实验教学没有考虑学生的学习兴趣，学生通常没有积极参与解决问题的意识。（4）原有实验教学大纲中设置的演示性、验证性实验比较多，不仅造成课程拥挤，而且使基础学科与实践脱节，学生对知识的运用能力差，缺乏横向思维。

因此，在生物医学工程实验教学中引入国际上先进的PBL（Problem-Based Learning）教学模式，结合传统LBL学习策略，探索PBL+LBL教学法，是一个达到师生双赢的教学设计[2]，必将在促进高等教育实验教学改革、实验室管理改革与发展、培养具有实践能力的复合型医工结合人才等方面具备重要意义。

3.实验教学改革的研究方法

温州医科大学作为浙江省省属高校里最早开设生物医学工程专业的学校，越来越重视生物医学工程专业实验课程的改革。我们在着手分析各门实验课程特点的基础上，寻找PBL与实验课程的结合点，辅以LBL实验教学模式，并在日常实验教学中进行实践，在这一框架下重新组织实验教学内容并进行实验教学模式改革。

3.1实验教学模型的构建

本课题研究组根据我校生物医学工程实验教学的师资力量和现有实验室资源，按照专业教育人才培养目标，引入PBL教学模式，结合传统LBL教学方法，分教学内容、教学目标、教学活动、教学环境、教学评价5个方面提出基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式的理论模型。

3.2实验课程设计及应用研究

为了使PBL+LBL教学模式在生物医学工程实验课程中实施的效果可以更直观，笔者以生物医学工程专业实验课程当中重要的一门专业基础实验课程《医学电子仪器实验》其中一个实验项目“心电信号的测量”为例，根据提出的基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式理论模型进行应用研究。

《医学电子仪器实验》教学内容设计：①实验的系统知识：学生进行PBL+LBL实验教学模式后，可以习得生理学、信号与系统、数字信号处理、电子技术基础、医学传感器等一系列内容，增加知识覆盖面。②实验的问题设计：在实验室现有设备基础上，如何进行心电信号测量、血压信号测量和血氧饱和度测量？

《医学电子仪器实验》教学目标设计：①实验前需要掌握的知识：导联组合方式、人体心电信号提取、过压保护电路设计、电极和导连线串入的高压信号处理、导联切换电路、前置放大电路、多级放大电路、模数转换电路，等等。②实验的能力培养：可以充分调动学生的学习热情和求知欲，培养学生的创新和自主学习能力，让学生掌握更多电路设计知识和综合检测等技术。③实验后的习惯培养：培养学生解决问题的能力、习得系统化的文化知识并培养良好的学习习惯，为终身学习奠定基础。

《医学电子仪器实验》教学活动设计：①实验前资料搜集：实验前，实验教师通过LBL教学方法讲解实验的基本原理和要求后，学生首先通过查阅有关参考书和利用图书馆资料，结合实验课程网络资源的资料，了解心电信号的特点，明确测量心电信号的临床意义，独立设计详细的实验操作方案。其次教师要求学生查阅实验有关的文献资料，让学生了解心电信号的采集过程，比较不同参考资料的实验方法，在本实验室现有条件下选择适合的仪器，设计心电信号采集电路。②实验中的小组讨论：学生分组讨论是PBL+LBL教学法的关键。笔者让学习成绩较好的与较差的学生混合编组，每组5～8人，使大家相互带动，共同提高。通过小组讨论和实验指导教师引导使学生认识实验中必须解决的关键问题。在以上问题的基础上，各小组对实验如何操作进行讨论，形成实验的初步方案。然后教师对各小组实验操作方案点评，确定最终的实验操作方案。③实验的操作与总结：各小组学生将依据讨论制订的最终方案进行实验。在实验操作结束后，由教师组织全班学生对各小组实验结果进行比较、讨论，对实验中未解决的问题和新发现的问题进行探讨、交流，将《医学电子仪器》的理论知识与实际临床问题联系起来，进一步深化学生对理论知识的掌握。

3.3实验教学考核评价机制改革

实验最后成绩包含如下几个部分：資料搜集、小组讨论情况、参与实验方案制订、实验操作、实验结果的分析处理。本课题组将以上实验成绩有关的几部分效果评价权重分配为（过程评价：资料搜集（5%）、小组讨论情况（10%）、参与实验方案制订（15%）、实验操作（20%）；结果评价：实验结果的分析处理（50%）），实施考核实验过程评价与实验结果评价并重的评价方式。这样的设计有利于对教学效果和教学目标的实现情况进行随时评估，学生根据评估结果可以随时反思自己仍存在的问题。

3.4实验教学考核方法评估

笔者选择生物医学工程专业2012级学生开展实验研究，共4个班级120名学生，在2013～2014学年第二学期和2014～2015学年第一学期进行实验课程教学中应用PBL+LBL实验教学模型，对实验前后得到的实验成绩数据进行统计，并用SPSS 10.0软件进行分析和T-student检验，P<0.05为统计学差异显著性。

笔者通过设计问卷调查及组织访谈的形式，在实验教学活动结束后，采用不记名的方法，从如下几个方面调查学生对PBL+LBL实验教学模式的效果评估。共发出调查问卷120份，回收率为100%。

在PBL+LBL实验教学模式给学生带来的收获方面的问卷调查中，问卷中有96.5%的同学表示解决实践问题的能力得到了提高，只有2.5%持不确定的态度，1%的同学认为自己并没有什么收获；在PBL+LBL实验教学模式对增强自学能力、拓宽知识面及增加信息量有多大影响的问卷中，95%的同学表示各方面能力得到了一定的提高，收获颇丰；在PBL+LBL实验教学模式对学生以后学习和工作的帮助方面，表明大约91%的学生认为该课程对今后学习和工作非常有帮助、有帮助和有一定帮助；大约87%的同学对应用PBL+LBL实验教学模型感到非常满意、满意和基本满意，表明实验教学模式的设计获得了学生的普遍认可；大约84%的同学对实验教学的评价方式持非常满意、满意和基本满意的态度，表明PBL+LBL实验教学模型评估方式获得了学生的认可。

4.结语

基于以上数据及分析，本课题研究组认为基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模型及教学模式的教学效果在实验班级得到证实，该理论模型可以在本校其他专业的实验课程教学进行全面实践和进一步完善，然后在其他院校的专业实验课程教学进行应用、推广，具有很强的实践推广价值。

参考文献：

[1]卢雪英，周树棠.关于高校实验室开放的研究[J].实验技术与管理，2006（5）：123-124.

[2]郑金洲，丁念金.问题教学[M].福州：福建教育出版社，2005.1-10.

[3]李增新，等.高校实验室开放促进学生科研的探索与实践[J].实验技术与管理，2006（5）：121-122.

[4]谢彩侠，祝侠丽，白雁，吴明侠，胡亚楠.LBL和PBL相结合的教学模式在教学中应用[J].实验室研究与探索，2012，31（7）：144-166.

[5]Robert Delisle，方彤.问题导向学习在课堂教学中的应用[M].北京：中国轻工业出版社，2004.9-10.

[6]林刚，吴伟民.PBL中减轻认知负荷的专题学习网站的设计与实现[J].中国电化教，2010（1）：52-56.

[7]朱庆生.基于IIS和ASP技术的PBL智能型助学网站的研究[D].合肥工业大学，2006.

[8]刘佳，刘杰，陈恩光，梁璇，曹树明.PBL-LBL双轨教学法在三本医学院生物化学实验教学中的应用及探讨[J].科教文汇，2013，237：65-67.

[9]肖湘，贺加，刘毅敏.PBL教学法在实验教学中的应用及评价[J].西北医学教育，2007（1）：80-82.

[10]陈华.大学《计算机文化基础》PBL下教学资源平台的建设与研究[D].内蒙古师范大学，2009.

生物医学工程专业教学 篇6

在生物医学工程专业的培养体系中, 实践教学是培养大学生的创新意识、创新思维和创新精神、提高整体教学质量的根本保证和有效途径[3]。南京邮电大学生物医学工程专业是在学校原来的信号与信息处理等优势学科的支撑下发展起来的, 因此在医学信号处理、医学图像处理、生物传感和生物信息学等领域积累了雄厚的师资和科研力量, 上述领域的实践教学体系完善、教学平台完备。比较而言, 学校在生物医学领域的教学和科研上相对薄弱, 特别是在生物医学方面的实践教学有明显的不足, 存在着师资力量缺乏、教学平台薄弱、课时有限等问题。针对上述问题, 我们从师资队伍建设、资源优化配置、教学内容改革和教学方式更新等方面入手, 对生物医学工程专业的生物学实践教学提出一系列改革措施, 取得一定的效果。

一、生物学实践教学存在的问题

南京邮电大学是传统的工科院校, 信息学科是学校的办学特色。在工学为主体, 以及“大信息”的背景下, 学校的通信、电子、图像和计算机等学科的科研氛围浓厚、师资力量较强, 相关课程的教学体系成熟、教学特点鲜明。上述相关学科的实践教学已经构建了包括课内实验、专题实验、综合训练和生产实习一系列完善的实践教学体系结构。但随着我国生物医学工程学科建设工作的开展, 以及生物医学领域研究和应用的快速发展, 迫切的需要将更多的生物医学知识融入到工程学知识中。为了扩展生物医学工程专业学生在生物医学领域的知识, 激发学生的学习兴趣, 在生物学教学方面, 我校目前开设了几门生物学领域的课程, 包括现代生物学、定量生理学和解剖生理学等。

由于学校在生物医学相关学科的科研和教学缺乏基础, 因此这些课程的师资力量较为缺乏, 实验教学平台也比较薄弱。此外, 生物医学课程多属于理论加上实验的课程, 要求课时较多。以解剖与生理为例, 理论课要讲51个学时, 实验课也需要51个学时[4,5]。但我校生物医学工程专业大纲, 对解剖与生理课程只设置了36个学时的理论课以及4个学时的实验课。因此, 在这些课程的理论课教学上, 需要大幅的调整以适应本专业学生的培养要求[4,5]。在实验教学上, 由于课时的限制, 大多为演示实验或参观, 学生缺乏动手实践机会[6]。

笔者在调研学生对解剖与生理课程兴趣、期望和要求时, 有68.1%的同学表示对这门课程感兴趣或非常感兴趣 (表1) , 并且有30%的同学希望能有动手实践的机会 (表2) 。但我校目前现有的师资力量、实验教学平台和课时设置都不能满足学生的这一要求, 因此, 必须采取有效的改进措施提高教学平水, 满足学生的学习要求。

二、生物医学实验教学改进办法

1.培养专任教师队伍。为了提高我校生物医学领域的教学和科研水平, 近几年来, 已引进多个生物医学相关专业的博士和高级人才, 构建了一个高学历的教师队伍。教师的专业和研究方向包括了分子生物学、蛋白质工程以及纳米材料毒理等, 这些教师的专业背景和知识体系完全满足了现有的生物课程教学和实验教学的需要。

2. 完善实验教学条件。为了提高实验教学水平, 同时为了满足学校科研项目发展的需要, 我校已于近几年建设完成了生物医学实验室。实验室的建设目标是建立一个以生物技术为核心, 结合医学诊断以及生物信息处理的多层次性和综合性实验基地, 使学生系统化地学习和掌握全面的生命科学综合实验技能, 以培养生物医学工程领域创新性人才, 同时为生物医学工程专业的师生提供一个高水平的细胞、分子生物学实验研究平台, 以加强不同学科间的合作交流, 做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物学、细胞生物学操作平台和蛋白结构测试和信息处理的表征平台。在此平台上, 我们为学生设立了核酸分离和检测, 核黄素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指标测定等一系列的实验。让学生走进实验室, 观看并亲自动手操作, 极大激发了学生的对生物学课程的学习兴趣。

3.改革实验教学内容和方法。除了加强教师队伍和实验平台的建设, 我们还通过多种教学方法和途径改革实验教学内容。针对生物类课程实验课时不足的问题, 许多教师针对生物领域的热点方向开设了一系列的开放实验项目, 通过开放性实验, 让学生走进实验室和动物房, 让学生跟着老师学习一些基本的生物学实验以及动物实验的操作技能和方法[7,8,9]。

在教学中, 教师积极鼓励对生物医学相关实验有兴趣并且有能力的本科生申报创新项目, 鼓励教师和学生并将毕业设计与创新项目相结合, 以教师的科研项目为载体, 让学生在实践中创新[10]。实践以学生为主体, 让学生独立查阅中外文献, 了解项目最新的国内外研究进展, 设计实验方案, 学习各种新的实验技术, 掌握科学研究方法, 这不仅有利于学生自主学习、解决问题的能力, 培养创新思维, 同时还加深例如学生对各种专业课程的理解以及对生物工程专业的认识。实践证明, 上述教学方法激发了学生的学习兴趣, 提高了学生的动手能力和操作能力, 并培养了学生的团队精神, 取得了良好的教学效果。

同时学校还积极与南京大学、南京中医药大学、江苏省中医院等单位建立合作关系, 带领学生参观实验室, 让学生对生物医学各领域的实验室构成、具体运作有更直观的认识。通过在大学和医院等实习基地的参观和关系, 让学生充分认识到生物医学工程专业的学习目的和专业知识的应用价值。

生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科, 生物学实验课对生物医学知识的学习和理解掌握领域非常重要。针对我校生物医学工程专业的生物学实验教学中存在的问题, 我们开展一系列的教学改革与实践, 取得了很好的效果。极大地激发了学生的学习兴趣, 调动了学生的参与热情, 提高学生的实践能力, 并且为学生今后的工作和科研奠定了坚实的基础。希望能在此基础上, 继续完善现有的生物学实验教学体系和教学方法, 从而更好地促进生物学实验课程建设和发展。

摘要：工科院校生物医学工程专业生物学实践教学存在的师资力量缺乏、实验平台和资源薄弱、课时有限等问题, 针对这些问题, 本文从师资建设、实验室建设以及教学内容和教学手段改革等方面入手, 对生物学实验教学提出了一系列的改革措施, 并在实践中有效地激发了学生的参与热情和学习兴趣, 提高了学生的动手能力和操作能力, 并培养了学生的团队精神, 取得了良好的教学效果。

关键词：工科院校,生物医学工程专业,生物实践教学,教学改革

参考文献

[1]章浩伟, 秦翥, 刘颖, 等.创新实践模式在生物医学工程教学中的探索[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (4) :117-120.

[2]李天钢, 马春排, 李自毅, 等.生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J].实验室研究与探索, 2008, 27 (7) :21-22, 46.

[3]马春排, 李天钢, 李自毅, 等.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验定研究与探索, 2010, 29 (4) :103-105, 122.

[4]李小慧, 吴建盛.理工院校生物医学工程专业解剖生理学教学的思考[J].中国电力教育, 2013, (10) :161-163.

[5]严振国, 施雪筠.解剖生理学[M].2版.中国中医药出版社, 2004.

[6]路宏朝, 王杨科, 陈文强, 等.基于能力培养的人体解剖生理学实验教学改革[J].实验室科学, 2011, 11 (3) :35-37, 40.

[7]孙文彬.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索, 2006, 25 (2) :148-151.

[8]冯波, 翁杰, 黄楠, 等.结合学科特点和自身优势建立生物医学工程本科专业实验教学体系[J].实验技术与管理, 2006, 23 (10) :15-17.

[9]刘婷, 蔺万煌, 曹杏芝.独立学院生物学专业实验课教学模式改革[J].实验科学与技术, 2013, 11 (2) :64-66.

生物医学工程专业教学 篇7

关键词：可靠性工程,生物医学工程,课程体系

0 引言

可靠性,指的是产品在规定的条件和规定的时间内,无故障地完成规定功能的能力。

可靠性工程(reliability engineering),亦称可靠性系统工程,是一门综合性交叉学科,在武器装备研制、生产与管理中具有重要的作用。由于航空航天等高科技产品的高质量要求,使得以消除故障、提高产品质量为目的的可靠性系统工程,在产品研制中扮演着举足轻重的角色,并已发展成为一门综合性、交叉型的新兴学科。简而言之,可靠性系统工程就是一门与故障作斗争的学问。

尽管可靠性作为产品的基本属性随产品的存在而存在,但可靠性系统工程学作为一门独立的学科至今只有50余年的历史。可靠性的概念最早来源于航空领域,在2次世界大战期间,飞机作为一种交通工具被大面积使用,与此同时,伴随着飞行事故的不断增加,人们迫切需要能够计算出发动机的故障概率以及在特定时间内无故障工作的概率,这是最初的可靠性概念。可靠性理论在初期主要应用于航空和武器装备的研究,如第二次世界大战期间,德国V1火箭研制中提出并运用了串联系统可靠性乘积定律,其可靠性系数达到0.75,因此V1火箭成为第一个在研制后期运用系统可靠性理论的飞行器[1]。

我国的可靠性工程研究是在20世纪60年代中期开始的,主要在电子、航空、航天、核能、交通、武器装备等领域得到应用。例如:北京航空航天大学、上海交通大学、南京理工大学、西北工业大学、天津大学、国防科学技术大学、解放军军械工程学院、海军航空工程学院等设置有可靠性的专业方向。

由于其在装备制造领域中的重要性,在国外很多大学,可靠性工程已成为独立的学科专业,并具有成熟的教学大纲和课程体系,其中某些基础课程已成为其他工科专业必修课程[2],但在我国高等教育中只是初步形成了课程体系和人才培养方案。

1 生物医学工程专业开设“可靠性工程”的必要性

1.1 生物医学工程课程特点

生物医学工程学(bio-medical engineering)源于20世纪90年代,最初是期望基于工程技术的手段,即利用工程学的原理和方法,来探索、发现和解决医学领域的问题,进而又发展到了生物学的研究领域,所以它是医学、生物学与工程学乃至材料学相交叉的系统工程学科,其课程设置具有跨领域、多学科、有侧重的特点。

由于该学科跨越多个领域,所以在生物医学工程专业的课程设置上,对各学科的基础课程和专业基础课程均有所体现。如在工程学课程方面,高等数学、工程数学、概率论、大学物理、模拟电子技术、数字电子技术、电路、计算机与接口、数字信号处理、机械制图(非机械类)等课程都是必备的。在医学方面,则设置了诸如生理学、人体解剖、化学、内科学、外科学等基础课程。各个院校又在此基础上,根据自身学科发展的特色,分别设置有不同的专业基础和专业课程,如医学仪器、医学物理、医学成像、医学统计、图像处理、核医学、医用化学、分子生物学等。

生物医学工程专业经过多年来的发展,国际和国内均取得了长足的进步和成就。例如CT、MRI、PET等大型影像诊断以及伽玛刀等治疗系统[3],为人类的健康作出了极大的贡献。

1.2 两者关系分析

生物医学工程由于是横跨几个学科的交叉学科,特别是涵盖了医学的研究领域,所以与生俱来的便涉及到了医疗质量和医疗安全这一医学伦理的范畴。除了医德教育之外,医疗质量是医学伦理所强调的重要的因素之一。医疗安全的重要性是毋庸置疑的,且如何强调均不为过[4,5]。但是对于从事生物医学工程的技术人员来说,往往并不直接接触患者,其主要从事的是与医疗相关的涉及工程技术方面的科研和管理工作。而如何提高医疗设备的性能,如何保证医疗设备的安全可靠,如何有效地发挥医疗设备的功能,则是生物医学工程技术和管理人员所面临的永恒课题。

目前,国际上许多国家特别是发达国家,均为此目标建立健全了相关的质量管理体系和各种管理制度。围绕生物医学工程方面的,主要是集中在医疗设备的研制、改进以及医疗设备的准入和质量控制上[6,7]。在这一方面,可以说包括我国在内,各国均建立起了比较完备的质量管理体系,如熟知的ISO900系列等,起到了保证医疗卫生设备医疗质量的目的[8,9]。

但由于生物医学工程专业所涉及的研究领域主要集中在医疗设备的研制和开发上,而医疗设备的可靠性分析则更多的体现在工程技术层面,而不是管理层面。对于一个从事生物医学工程专业的科技人员来说,掌握可靠性分析研究的理论基础和方法技能,必然对具体开展的各种研究和开发工作有着重要的现实意义。可以说,从这个层面来说,掌握可靠性分析的方法和技能,对于一个将来从事生物医学工程专业的科研人员来说,是对其未来服务的临床医疗质量的一种根本性保证。

所以,提高具有生物医学工程自身专业特色的可靠性工程的研究发展水平,则可以在更深层面提高并解决医疗设备的安全和质量问题,而不是单纯的从行政的层面来解决这一问题。

为此,在生物医学工程专业中引入可靠性工程,使学生在校学习期间就能够接触并掌握必要的可靠性相关的理论基础和分析方法技能,就显得尤为必要。

2 可行性设计

从21世纪50年代开始,可靠性开始在生物医学领域得以应用,并慢慢为科研人员所重视。但是,在生物医学工程专业中,可靠性工程的教学实践和研究工作目前均显薄弱,甚至没有起步,可靠性工程相关课程多集中在航空、航天、航海以及武器装备等专业领域。

可靠性工程是建立在数理统计分析、失效物理与材料分析、系统建模与辨识等理论与工程技术上的交叉学科,为了能够将可靠性工程有机地移植到生物医学工程专业领域,参照可靠性工程的既往教学实践成果,应充分利用已有相关工程技术课程基础,结合生物医学工程学科的自身特点,在教学实践中考虑设置可靠性工程相关课程。

首先,统计学是可靠性工作的基本方法之一,所以可靠性工程专业对数理统计的基础非常重视;值得欣慰的是,根据生物医学工程专业课程标准的要求,概率论、数理统计等工程数学课程同样都是重要的基础理论课程,这就为在此基础上进一步开设可靠性工程相关课程创造了良好的条件。

其次,可靠性工作的核心是故障,而对故障的猜测、预防、测试、维修、保障都需要对故障发生、发展的规律有深刻了解,而振动、温度等环境应力引起的故障都可以归结为力学原因,所以可靠性系统工程对力学基础有较高的要求;而在生物医学工程专业课程体系中,大学物理已经对该部分知识有所覆盖,各个院校可根据自身科研发展方向,结合自身的强项,有针对性地开展更深层次的专业力学基础课程。

第三,目前关于软件的可靠性分析应用已经越来越为人们所重视,并逐渐成为一个重要的研究方向。现代医疗诊断和治疗系统,特别是大型医疗诊断和治疗系统信息化程度非常高,要提高整个系统的可靠性,开展针对大型医疗诊断和治疗系统控制软件的研究显然是不可或缺的。对于软件的可靠性研究,必然需要一定的软件开发经验、软件工程知识等。由于目前各开设生物医学工程专业的院校,均非常重视计算机技术的应用,所以在软件开发、数据库、甚至硬件开发等领域某些院校已经形成了较强的研究团队和研究基础,这都为开设计算机软件的可靠性工程相关课程打下了良好的基础。

3 结语

在国防科工系统,“军工产品,质量第一”的理念深入人心,人们对产品的质量与可靠性工作非常重视,因为这关系到国家的安全、民族的复兴、国家的利益,其重要性不言而喻。相比之下,关系到全民身体健康,与人们生活息息相关的医疗卫生系统,由于涉及到每一个人、每一个家庭乃至整个社会的健康和谐发展,其重要性同样不容忽视。为此,从事医疗卫生领域工作的科技和管理人员,树立“医疗设备,可靠安全,质量第一”的理念同样非常重要。随着生物医学工程技术的不断发展和创新,随着教学改革的不断深入,可靠性工程不仅在生物医学工程领域,而且必将在医学领域得到不断的发展,为培养出具备高素质的生物医学和生物医学工程人才不断发展和进步,发挥其强大的保障功能,为医疗安全技术的发展保驾护航。

参考文献

[1]孙权,罗鹏程,周经伦.装备可靠性工程人才培养研究[J].高等教育研究学报,2008,31(4):25-27.

[2]陶俊勇,任志乾,陈循.美国马里兰大学可靠性工程专业与课程体系建设浅析[J].高等教育研究学报,2009,32(1):51-53.

[3]刘亚军,黄华.手术室设备的现状及发展[J].医疗装备,2011,32(8):71-72.

[4]Amicucci G L,Di Lollo L,Fiamingo F,et al.Electrical safety duringtransplantation[J].Transplantation Proceedings,2010,42(6):2 175-2 180.

[5]Marcus Rall,Elisabeth van Gessel,Sven Staender.Education,teach-ing&training in patient safety[J].Best Practice&Research ClinicalAnaesthesiology,2011,25(2):251-262.

[6]王波,马军,万林.将医疗卫生装备纳入医院质量控制体系的实践与思考[J].医疗装备,2011,32(8):109-110.

[7]钱晓凌,陆杰,卢盛.医疗设备电气安全质量控制[J].医疗装备,2011,32(8):117-119.

[8]邓宇,朱立,邓非,等.医学可靠性工程的创造[J].医学信息,2007,20(2):207-209.

生物医学工程专业教学 篇8

关键词：生物医学工程,设备科,实习

0 引言

生物医学工程 (Biomedical Engineering, 简称BME) 崛起于20世纪60年代, 它融合医学和工程学, 运用医学、电子和讯息科技, 研发高科技仪器来解决生物和医学问题, 提升社会医疗质素。随着医疗保健业快速增长, 高科技医疗仪器及研究技术继续扩大, 生物医疗科学技术在未来应用确实无可限量。生物医学工作专业学生毕业后, 可从事相关专业包括工程师、生物医学工程创业家、研究员、医疗服务界专业人员。

1 临床工程师的现状

在目前医疗市场竞争激烈的形式下, 医院要想获得更广阔的生存空间, 要更加重视设备科的发展建设, 在医疗设备的管理上要有一套系统、有效、科学的管理方法, 使其更好的为医院的发展保驾护航。如今许多医院承担的各类课题是30年前的几十倍, 甚至上百倍, 由此医院建立了自己相应的科研研究所、研究中心, 同时, 有些医院还承担了实习教学的工作任务。这些均增加了医技工作人员的需要。

加强设备科工程技术人员人才队伍建设, 发挥工程技术人员的能动作用, 提高工程技术人员的维修、保养技术水平是医院降低维修费用的重要手段。目前, 医院普遍存在重修理、轻保养的状况, 许多设备因保养差, 而使故障率增高, 造成维修费用增高, 同时又降低了设备的使用寿命。针对这种状况, 应建立专人专管制度, 定期进行设备的日常保养, 配合专业人员进行一级、二级保养, 只有制定系统、有效、科学的维修保养计划, 才能延长设备的使用寿命, 降低维修成本, 从而保障医院的诊断、治疗质量高校运行, 进一步促进医院经济效益的提高。

2 设备科实习生培养

学生在设备科实习的目的分两部分:一部分是完善专业知识, 锻炼学生运用理论知识解决实际问题的能力。另一部分是提高组织、管理、交际、表达等专业知识以外的能力, 从而实现质量工程对综合素质的要求。

2.1 临床工程师岗位职责

(1) 在科长的领导下, 负责医院医学工程技术保障工作。

(2) 参与医院医学工程技术论证和招标采购贵重医疗设备工程技术论证。

(3) 协助医疗设备使用科室制订医疗设备操作规程, 督促使用人员按操作规程操作医疗设备。

(4) 负责医院医疗设备的安装、验收工作。

(5) 负责医院在用医疗设备的保养、计量管理、维修工作。

(6) 负责医院在用医疗设备的使用情况检查, 并开展医疗设备预防性维修。

(7) 参与待报废医疗设备的报废鉴定。

2.2 基础技能培养

学生可在设备科先培训基本技能, 如从电路板上焊下元件, 再焊上元件, 检测设备工作电压或保险丝好坏等, 通过这个实践使学生掌握设备维修的基本技能和方法, 学会正确地利用万用表、电烙铁等工具。因为能充分、正确地利用万用表是发现机器设备故障点的前提, 临床医学设备的维修工作最重要是发现故障、找到故障, 其次才是具体的维修。

2.3 设备拆卸及安装实践

学生在设备科维修室进行不同设备不同厂家不同机型医疗器械的拆卸、安装实践, 了解咨询设备运行原理、内部各模块工作原理和设备的结构合理性。并提出自己的创新性意见和具体的实施方法。同时医院设备科的多种报废设备为学生提供了大量的实践机会, 锻炼了学生的实践能力, 为创新、科研设计打下了基础。

2.4 采购与验收

为了确保购置的医疗器械设备的安全可靠, 在生成计划前应组织有关人员和专家进行可行性论证与评估, 必要时进行实地考察, 为正确决策提供科学依据。可行性论证包括项目论证和技术评估。

医疗设备的验收可分为到货验收与安装后的技术验收2部分。临床工程师要和设备管理人员、临床医护人员一起参与设备的验收, 确保医疗设备的质量, 切实维护医院利益。

3 总结

临床工程师的工作要有主动性、预防性, 在每个环节都应作相应记录, 以便于设备的质量跟踪管理, 保障医院和患者的医疗环境安全。临床工程师的工作贯穿医疗设备采购、验收、使用、维护、报废等环节, 并为之作出技术评估。医疗设备管理水平直接影响到医院经营成本的高低, 直接影响到患者的就医环境, 在当今医患关系较为紧张的背景下, 由于潜在的医疗问题所导致的医疗安全事件及相应后果和损失不容低估, 临床工程师的职责就是为医院建立一个低成本、高质量的医疗设备环境, 为患者就医提供有力的保障。

参考文献

[1]王忠臣, 汪文新.新医改背景下公立医疗机构人力资源配置的思考[J].中国医院管理, 2010, 9, 53:54.

[2]陈德礼, 曲文民.浅谈如何改进我院器械科的设备管理工作[J].中国医疗设备.2010, 25, 3, 93.

生物医学工程专业教学 篇9

生物医学工程(biomedical engineering,BME)学是一门由理学、工程学和医学相结合的交叉科学。我国医科大学生物医学工程专业教育起始于20世纪80年代,生物医学工程专业的人才培养目标是培养能够掌握基本的电子技术和方法、具备医疗仪器、影像设备维修和管理技术的复合型人才[1]。这就要求生物医学工程专业学生应具备计算机应用与开发、医学检测和信息图像处理等专业知识和能力。《电路原理》作为电子学和信息科学的基础课程,电路分析方法和基本思想时常会渗透到医学诊断的实际应用,不容小视。我国医科大学生物医学工程专业多年来开展的教学实践表明,现行的《电路原理》教学模式有待完善,教育工作者应该思考如何能使《电路原理》教学模式符合生物医学工程专业的人才培养目标、如何能够使其在该专业毕业生以后的工作实践中体现其教学价值最大化。

1 生物医学工程专业《电路原理》教学现状分析

根据工作岗位的需求,生物医学工程专业毕业生通过本科专业课的学习以及到指定医院专业实习结束后,要熟知医学领域中医学仪器和影像设备的系统构造和操作规范,以便对其进行维修和管理工作。此外,还要求生物医学工程专业毕业生凭借自身扎实的电子学和信息科学的背景,与医护人员共同合作或者独立开展医学和电子科学相关的创新性研究[2,3]。但就目前来说,由于各个学校管理体制和教学模式侧重点等方面的限制,虽然医科大学与临床结合紧密,但理学和工程类学科整体师资相对欠缺,理工教学重视程度不够,导致学生理工基础比较薄弱,这样就出现在医学仪器管理和维修过程中遇到硬件问题一时不知如何解决,找不出问题的根源,工程学和医学的有机结合体现得不够和谐。

我国医科大学《电路原理》的教学特点主要是以课堂理论性教学为主,存在重视理论讲解、轻视动手实践和研究创新的问题。学习过程中,学生很少有机会接触医学仪器,更无法把医学仪器的实际内部电路与所学电路模型联系在一起。《电路原理》作为生物医学工程的基础课程,部分章节与后继课程重复,有些章节与生物医学工程专业关联性不大,再加上每门课程学时的限制,这就要求适当精简讲解内容与压缩授课学时。随着授课学时的日益减少,教学难度也逐步提高,学生在有限的学时深入理解并运用所学理论解决新问题并不容易[4]。理论课上仅限于列方程求解由理想元件R、L、C等构成的复杂电路模型,实验课中只验证少数的固有电路定律,与分析实际电路有较大差距,导致部分学生对《电路原理》的分析方法一知半解,直到课程授课结束,依然不能灵活运用所学知识、不理解《电路原理》的潜在应用价值。

2 生物医学工程专业《电路原理》教学模式的探索

为了尽可能消除《电路原理》在教学与实际应用之间的屏障,我们在教学过程中不断探索教学改革新模式。对于新教学模式的探索,侧重于转变陈旧的教学思想、吸取国内外先进的教学理念,根据学校培养生物医学工程人才的侧重点,改进《电路原理》的教学内容,注重电子学和医学相结合,具体的改进教学方法和手段如下所述[5]。

2.1 转变教学思想,更新教育观念

作为带学生进入工程科学领域的引导者,从事《电路原理》教学的教师除了具备系统的电子学和信息科学知识外,还应具备相应的医学知识,了解由电子学和医学交叉所形成的新兴学科和边缘学科知识,掌握电子学和信息科学在医学领域中的应用[6]。教师在教学中既要遵循工程基础课程的教学特点,又要考虑电子学和医学的结合,搞好教学工作之余立足科研本质,积极申请生物医学工程类课题,挑选合适的工作内容指导学生完成,抓住培养学生的工程学思想这个根本。比如:教师可在学生接触简单电路的基础上,利用课下时间对有兴趣的学生进行辅导,讲授更复杂一些的电路图以及其基本的电路构造和工作原理,鼓励学生学习Protel教程,尝试在计算机中连接和调试电路;或者指导学生参加全国大学生电子设计大赛,学生作为主要参与者共同合作完成一个产品。

2.2 改变教学内容和知识体系结构

《电路原理》所涵盖的内容有电阻电路、动态电路、正弦稳态、傅里叶、拉普拉斯变换以及非线性电路和分布参数电路等。部分章节内容与生物医学工程专业后继电子类课程有重叠,在基础性和扩展度上与后者相比有所欠缺。比如傅里叶和拉普拉斯变换在《信号与系统》课程中为重点讲授内容,而分布参数电路在以后工作中基本不会接触,可作为了解内容。因此,我们对教学和实验内容重新进行了精编,减少与后继课程的重复内容,保留基本的电路分析方法和经典电路模型。为了突出教学和实验的医用性,授课过程中多引入实际的医学电子学教学案例,提出问题,以问题为导向开展教学。

2.3 注重电子学与医学相结合

长期以来,《电路原理》教学中存在着2个普遍问题:(1)学生对电路分析与应用理解不够深刻,导致在《模拟电子技术》《数字电子技术》和《信号与系统》等专业课的学习中遇到《电路原理》分析方法的时候,需要花费时间再次回顾知识点。(2)学生反映《电路原理》与医学临床实际应用结合不紧,难以引起学生的重视。针对以上2点反馈,我们在教学中解决的思路和方法是:在保持电子学基础性地位的同时,突出其应用性,授课过程中注重电子学和医学的结合[7],用电子学的理论来解决医学中的问题,注意在讲课中穿插一些临床医疗设备故障和维修的案例[8]。这样不仅使学生在学习的过程中了解电路理论知识在临床中的具体应用,还能使学生更加深刻理解电路原理的系统性,加深记忆。

2.4 改进实验教学内容和方法

教学的目的并非在于简单的知识传授,而是要让学生在掌握知识的过程中逐步培养自主学习能力、创新精神、实践能力以及科研意识,从而全面促进心智和情感的协调发展。实验教学作为教学过程中重要一环,应该受到高度重视[9]。在具体实施过程中,我们主要采取2种方式开展工作:(1)完成基本授课任务的同时,对学生定期开放实验室,进行课外辅导,开发学生学习电子技术知识的潜质[10]。学生可根据自己的实际情况自主选择实验项目,进行设计性实验,大大地提高了学习的积极性;另外,设立一些小型研究性课题实验,学生自己调研、独立完成,教师可做必要的宏观指导,学生在完成课题的过程中不仅开拓了知识面,更能够提高动手能力、激励创新精神。(2)加强实验室建设,实验教学效果很大程度上取决于仪器设备的配备情况。为改善实验室硬件条件,我们配备了电路实验箱、稳压电源、函数信号发生器和示波器等,采用虚拟仪器、仿真实验等手段进行电子技术实验的辅助教学。例如,借助于211经费资助,为实验室引进正版网络版Multisim软件开设综合和设计性实验,学生能够实现各个集成电路模块功能的简单叠加,提高了处理系统问题的能力。

3 教学效果分析

通过以上措施,《电路原理》教学效果有了显著改善。传统的“注入式”教学已被注重培养学生能力的现代教学方法所取代。恰当引入案例的教学方式使教学的目的有的放矢,举例分析实际医学仪器故障和维修方案,学生能够更加直观地了解电路分析方法在医疗保障工作中的实用性和重要性。对学生定期开放实验室,启动了师生之间互动的潜能,学生有更多的机会接触真实电路,课上理解不够透彻的问题,可亲自动手连接实际电路,观察电路中电流和电压测量值,逐步解答疑惑。开放式实验教学不仅大大提升了学生学习《电路原理》这门课程的兴趣,也在学生动手实践的同时培养了学生理论验证以及基本实验技能的能力和工程计算的能力,为后续专业课程的学习和从事工程技术类工作奠定了良好的基础。案例教学方法的采用和自主性实验教学的实施,对于提升学生学习兴趣、理解电子学在医学领域中的渗透有不容忽视的作用。

4 结语

医科大学生物医学工程专业的教学模式既有电子学和信息科学专业的教学特点,又有医学背景的特殊性,更重要的是由于每一所医学院校对于生物医学工程专业教学模式侧重点不同,故所投入的医学仪器和实验设备等均有不同,这就很难找到一个“万能”的方案。因此,依据学校自身的实际情况,紧跟医学电子学的发展和医学仪器应用水平的提高,循序渐进、逐步改善是医科大学生物医学工程专业课程改革的必然途径。

几年来,我们在《电路原理》理论及实验教学改革上做了大量工作,收到了一些成效,但在有些方面仍然提升较慢,比如受师资、场地等条件限制,在实验室开放上不能做到全方位;受仪器设备限制,一些设计性实验只能在虚拟系统上实现;附属医院中医学仪器使用频率很高,留给教学使用的时间有限,学生没有太多机会进行观摩学习等。生物医学工程专业的《电路原理》乃至医学电子类的课程及其实验教学改革是一项长期而又复杂的系统工程,任重道远,需要在实践和理论上不断探索,使教学改革更加深入,以进一步提高教学质量。

摘要：为了使《电路原理》教学模式符合生物医学工程专业的人才培养目标、学生能够真正掌握电路的分析方法,提出了案例教学结合自主设计性实验的教学改革方法,使电子学的思想充分渗透到医学领域,大大提升了学生学习积极性,对于学生从事医学电子相关工作具有非常重要的指导意义。

关键词：电路原理,教学改革,医工结合

参考文献

[1]刘锐岗,杨滨,付峰,等.军事生物医学工程创新人才培养模式初探[J].医疗卫生装备,2014,35(3):145-147.

[2]袁立.浅谈医科院校生物医学工程高等教育的教育管理创新与综合化人才培养[J].电气电子教学学报,2005,27(2):17-20.

[3]吕昊,张杨,荆西京,等.生物医学工程专业本科《信号与系统》研究型教学模式的探索与实践[J].医疗卫生装备,2014,35(5):308-310.

[4]张燕君,吴国庆,尤殿龙,等.电路原理课程的多维互动课堂教学探索[J].教学研究,2014,37(6):71-75.

[5]王锐,韩成浩,魏立明,等.关于“电路原理”教学方法的探讨[J].中国电力教育,2010(3):102-103.

[6]杨曼,罗润,徐灿华,等.理工与医学交叉对医学教育改革理念的启示[J].中国高等医学教育,2012(3):18-20.

[7]邹慧玲,董秀珍,王松俊,等.美国优秀生物医学工程本科教育特点分析[J].国外医学教育,2003(5):59-61.

[8]薛慧君,张杨,焦腾,等.浅谈案例学习法在《电路原理》教学中的实施[J].医疗卫生装备,2011,32(10):419-420.

[9]季慧,赵洁,张宏秀.PBL教学提高医学生团队合作和核心竞争力[J].南京医科大学学报(社会科学版),2012,12(6):487-489.

生物医学工程专业教学 篇10

身为人类我们利用视觉，触觉，味觉，嗅觉和听觉这些感官受体，作为一种手段来感受周围环境并周围环境交互。利用这些感觉中的一个或者多个，人类将从环境中察觉到新未被定义的事物。例如，作为人类，我们可以执行灵巧的任务，如可以灵活的拿起一个鸡蛋是理所当然的。当拿到鸡蛋，鸡蛋的形状，温度，纹理，颜色和大小通过感受器传输的我们的大脑。如果施加的力太小，鸡蛋那就会滑走。反之，如果所施加的力太大了，鸡蛋就会碎掉。精确的力的施加和力的反馈能够使我们拿住鸡蛋。此外，鸡蛋的物理属性的先验知识，如它的重量和脆弱性也集成到操作处理中去。如果同样的任务要使用用机器人来实现的，那么类似于人类去探索和互动的对象所提供必要反馈是至关重要。作为一个机器操作者，它不可能理解我们人类的操作物体的先验知识，所以准确的感觉反馈更加重要。

1.1什么是触觉传感器

本文回顾了触觉传感器设计领域的仿真研究。触觉传感器是通过身体的接触来获得触觉信息的一种传感器。可以测得物体性质如温度，振动，柔软，质地，形状，组成，边缘和普通的接触力。触觉传感器可以测量一个或更多的这些特性。虽然压力和扭矩传感通常不包括在触觉感知的定义中，压力和扭矩是重要的属性，通常通过身体的接触获得，并可作为触觉参数。

1.2触觉传感器的应用范围

触觉传感器的应用相当成熟，已经有了30年的历史了。早期的研究者如哈蒙，发现了触觉传感器在机器人领域应用潜力巨大。有趣的是哈蒙认为触觉传感不适合在医学和农业这些技术难度大回报低的领域。同时，其他研究者如内文斯和惠特尼也排除了触觉传感器在被动检测中的应用需要。在21世纪触觉传感器被设想具有能开发出更多智能的产品和系统从而改善人类生活的潜力。其中应用最多的是医疗领域和工业自动化领域。作者认为触觉传感器的应用更广泛，主要内容将会总结在表6。然而这份调查报告显示，它并没有很大的进入到它的目标市场中去，直到90年代。触觉传感器的重要性在其他传感器的衬托下更显著，比如用视觉传感器作为例子，它可能不是最佳的传感器选择，尤其是在非结构化或空间有限的情况下，后文将作详细论述。虽然在过去的三十年里认识到了触觉传感器的重要性并投入了精力去发展，但是仍然没有设计出一个匹配人的触觉的一个触觉传感器，因此也阻碍了机器人和微创手术领域的进步。

1.3早期的技术

力和触觉的反馈研究是现在一个多学科的事业。触觉传感器的综合调查在过去就已经进行了并且有很多文献资料。触觉的机器人和机电一体化遥感应用进行了综述和文献报道的。2000年，李发表了简短而综合的触觉传感技术的回顾，并分析了拖延的工业和消费市场接受这种技术的原因。艾特比和翰威特研究触觉传感系统微创外科技术并重申了这一特定领域的触觉传感器的重要性。虽然很多书籍在机器人相关的应用里提到了触觉传感器，但是并没有单独讲解触觉传感器的书。有几个出版的关于触觉传感器的书值得关注。维特尔斯在他的书中演示了如何用触觉传感器来模仿人类的皮肤。Dargahi Najarian在2009年发布了一本传感器在医学界最全面的书。这本书包含了人类触觉感知的基础，及传感技术在生物医学工程领域的应用。通过比较以前对触觉传感技术的评价：本文扩展了以前的评价；将重点放在当前国家的最先进的学科；触觉传感器研究发展趋势；突出的挑战；必须克服的内容；还讨论了运营优势和不同的触觉传感器的设计缺陷的原则。除了先前提到的领域的应用，我们也提出了该技术在其他方面的应用，如在休闲体育，航空航天，领域。接下来我们概述下常用的触觉传感器的应用。

2.传导触摸技术

常用的触觉传导技术是基于电容式，压阻式，热阻，归纳，压电，磁和光学法这些原理。很好确立的是这些相关的技术原理都拥有不同优缺点。在一般情况下电容式，压阻式，压电式，感应式和光学方法设计的触觉传感器拥有很多潜在的优越性和实用性，往往是设计者的首选传感器。本章节将会简略的回顾这些传感器的优缺点。

2.1电容式触觉传感器

电容式传感器由两个导电片和介质层构成。其中平行板的电容c可以表示为C=（AeOer）/d。其中c是电容，eO是自由空间的介电常数，er是介质材料的相对介电常数和D板之间的距离。电容式触觉传感器通常表现出良好的频率响应，这些传感器是更容易受到噪声的干扰，特别是在一个网格配置中，因为存在串扰噪声，场的相互作用和边缘电容，所以需要增加相对复杂的电路来滤除这种噪声。

2.2压阻式触觉传感器

压阻式传感器由压敏传感器所构成，应对不同大小的施加力其电阻大小也不同。一个简单的电阻元件的电压电流特性可以表示为V=IR；其中V的电压，I是电流和R是材料的电阻。通常电压（或电流）的特性是固定的，当电阻的变化时通过电流（或电压）也发生变化。为了观察变化通常需要一个电阻元件如弹性体形式的导电橡胶，或是压力敏感导电油墨。这些材料一般发生很小的电阻变化就能量化，所以容易制造和整合。相比于电容式传感器，他们不受噪声影响，因此在网格配置中没有相声或场的相互作用。电阻式触觉传感器受到滞后，因此有一个较低的频率响应时间。

2.3压电式触觉传感器

压电式触觉传感器采用一些特别的晶体还有陶瓷材料制作而成，其发生形变就会产生电压电位的变化。晶体的灵敏度取决于它的结构，还有其所允许的横向力，纵向力，切割面的力。电压V的变化正比于对其所施加的力。这些传感器具有很好的高频响应，这使得他们成为振动测量的理想选择；然而，由于其大的内部阻力，只能有限的测量动态力，而且无法测量的静态力。在传感器的设计中，接口电路的输入阻抗必须被视为显著影响器件的响应。

2.4感应式触觉传感器

生物医学工程专业教学 篇11

1 将学校特色与基础医学课程整合

理工科院校在工程学课程方面往往具有自身的优势, 比如光电特色或机械自动化特色等等, 这就要求在理工科院校的生物医学工程专业培养目标的制定上必须要结合学校自身的特色。以长春理工大学为例, 该校为王大珩院士一手创办, 以光电为学校的主要特色, 所以在生物医学工程专业的整体课程规划上, 长春理工大学以光电特色为切入点, 选择与基础医学密切相关的X射线为重点培养方向, 使学生充分了解和掌握X射线的波粒二象性等光学特性, 并以此为基础开展CT、螺旋CT、核磁共振等光电医疗仪器相关知识的学习, 并配合以解剖学、工程生理学、病理学、临床医学等基础医学知识, 使得生物光学的概念与仪器设备的原理相结合, 便于学生学习与理解[1,2,3,4]。

2 将基础医学课程教材重新编写整合

目前理工科院校生物医学工程专业的教材多是采用医学院校所使用的教材。但医学院校所使用的教材多是针对五年制的医学专业学生所编写, 而理工科院校均为四年制, 且医学类院校因为课程的课时较多, 所以教材编写的非常详细, 知识深度较深, 而理工科院校生物医学工程专业的基础医学课程所分配的课时较少, 而且理工科院校的学生没有基础医学的相关基础, 使得学习医学类院校教材时比较吃力[5,6]。因此, 选用医学院校所使用的教材作为理工科院校生物医学工程专业学生使用教材是不合时宜的。但是目前国内还没有相关组织来编写一套适合于理工科院校教学的基础医学教材。这就要求理工类院校根据自身特点组织相关教师编写若干部适合自己院校的基础医学相关教材。

以长春理工大学为例, 该学校以自身的光电特色为培养目标, 以目前国内外生物医学工程专业的发展方向为指导, 组织学校教师联合医学院校以及市内三甲医院著名专家, 对基础医学课程的相关书籍进行了重新编写。针对理工科院校对基础医学相关课程的需求, 对若干门课程进行了整合。比如长春理工大学组织相关人员编写了《生理学》教材, 增加了眼底角膜光学特性等光电方面的内容, 突出了学校的光电特色。并且将临床医学、工程技术等有机的融合在一起, 使得一个知识点的学习可以融会若干本教材的内容, 既可以突出授课的重点, 又可以延伸出若干相关内容, 从而促进学生的发散性思维。使教学的内容可以真正体现思想性、前沿性、科学性和实用性。

3 将教学改革与更新教学手段相结合

在理论教学中, 改变以高校教师为主导的授课模式, 利用多媒体等教学手段, 丰富课堂的内容, 扩展学生的思路, 设置与学生对等的研讨式教学方式, 激发学生的学习兴趣。结合生物医学工程专业特点, 将临床医学融入基础医学的教学之中, 在理论知识的讲授中结合临床医学实例, 并以实例为基础设置问题, 从而增强学生对知识点的理解, 从而达到提高教学质量的效果。以长春理工大学为例, 学校在讲授心脏有关知识时, 在详细讲述心脏形状、功能的同时, 主动结合医疗实际, 将心脏相关的心电监测等设备给与学生演示, 并邀请学生当场实际操作, 并一同分析实验设备所获得的实验数据。再以该数据对比教课书上经典的影像学图片及超声图片, 以此来分析心脏病变所引起的相关变化[7]。通过在课堂上与学生的探讨, 加深学生对相关知识点的印象。该方法在调动学生学习积极性的同时, 也建立起了一种全新的师生间的沟通模式。

在实验教学中, 在学生掌握相关仪器设备基本操作的基础上, 在完成教学大纲规定的相关实验的同时, 也鼓励学生对相关实验提出自己的想法并付诸实践, 以此来培养学生的创新思维模式[8]。以长春理工大学为例, 在解剖学实验中, 教师允许学生在教学大纲要求的范围之内自行选题、自行设计操作方案, 并且在实验之后在教师的帮助下自行总结。这就使得学生在实验中不仅可以掌握基础医学实验的基础知识和仪器设备的使用, 而且培养了学生独立思考问题和独立解决问题的能力。

在实践教学中, 将科研项目、实践基地与课堂教学紧密联系起来。以长春理工大学为例, 学校与吉林省前卫医院、长春生物制品所、迪瑞医疗等单位形成了战略联盟, 将其作为自己的教学实践基地, 并将这些实践基地作为自己的第二课堂, 使学生在实践基地可以充分的了解各种前沿的医疗仪器设备的原理及使用情况。与此同时, 高校利用自身的理论创新优势与实践基地紧密结合, 开展各种科研项目合作。使学生有机会了解生物医学工程领域的发展现状与需求, 并可以利用自己的理论知识在教师的指导下为相关企业解决实际困难, 从而促进生物医学工程领域进一步向前发展。

4 结语

理工科院校在生物医学工程专业的教学中必须结合自身的特色, 改变以往的灌输式的教学方式, 利用工程学作为切入点, 融合实习实践、科研等方法, 合理的编排课本, 更新教学的方式、方法及手段, 从而提高生物医学工程专业学生的整体学习水平, 为日后从事医学工程相关工作打下坚实基础。

参考文献

[1]柏树令.系统解剖学[M].北京:人民卫生出版社, 2010.

[2]毛亚杰.生理学[M].长春:吉林人民出版社, 2004.

[3]杨东林, 毛亚杰.临床医学工程概论[M].北京:兵器工业出版社, 2007.

[4]骆世芳, 孙善全.生物医学工程专业人体解剖学教学方法初探[J].山西医科大学学报, 2005, 7 (4) :240-241.

[5]邓玲, 蒋凤艳, 贾冰.医学院校整合课程教学效果评价及影响因素探析[J].黑龙江教育, 2014 (1) :69-71.

[6]韩颖, 周文明.普通本科院校工科专业课程教学改革研究.吉林工商学院学报, 2010 (6) :90-92.

[7]丁晓东, 柴英, 王礼.医学影像学课程教学改革的探讨.医药教育, 2010, 17 (8) :105-106.