加强第一任职能力条件下《医学仪器》课程教学探讨

徐灿华，杨 滨，尤富生，付 峰，董秀珍，栗文彬

(第四军医大学 生物医学工程学院，陕西 西安 710032)

《医学仪器》课程是生物医学工程专业学生的专业必修课，是生物医学工程专业的核心课程，对于良好专业素质的形成和医学仪器设计理念的建立作用不容忽视，掌握医学仪器的基本原理和设计方法，对于学生满足第一任职需要有重要的意义。医学仪器课程的学习需要综合运用到前期已修的模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机、医学传感器、生物医学电子学、数字信号处理等课程的知识，涉及物理学、生物学、电子学、医学、计算机等多学科知识，课程具有难度大、内容庞杂、综合性强、知识更新快的总体特点[1][2]。为了提高教学质量，在有限的学时内将医学仪器课程书本知识和最新前沿发展有效的传授给学生，培养学生创新意识，提高第一任职能力，作者及团队对课程相关教学内容、教学模式和方法进行了不断改革、探索和思考。

1 面点结合、新旧结合优化课程内容，扩展学生知识覆盖面

由于生物医学工程专业的学生主要培养目标是培养医学仪器的维护管理人员、设备研发人员。因此，在课程内容安排上要做到面和点的结合，既要保证知识面广，同时又要重点突出，确保学生将来岗位任职的需要。去除大型影像设备(我校为独立课程)，将课程内容分为诊断类仪器、治疗类仪器、临床检验类仪器、光学仪器、虚拟仪器、电气安全、认证注册管理等几个知识面进行讲解。由于课时有限，对各知识面的医学仪器讲解不可能面面俱到，而是去粗取精，每个知识面重点介绍几种设备，重点提炼讲授基础共性知识，力求理论体系完整，理论实际结合，充分体现专业课特色的特点，确保做到面和点的结合。比如诊断类仪器重点讲解心电图机，其余如脑电图机、肌电图机等只需补偿与心电图机不同的知识点；又如临床检验类仪器重点讲述生化分析仪，只要学生掌握好生化分析仪，就很容易理解其他比色类临床检验设备。

由于课程的多学科综合性很强，其他学科的快速发展，也使得不断的有新方法和新技术的医学应用产生，因此在课程内容安排上要做到旧和新的结合，及时追踪新方法和新应用并介绍给学生[3]。为了解决课程内容的快速发展与教材的滞后性之间的矛盾，作者及团队充分利用本单位的科研优势，针对各节的具体内容，增加介绍本学科的国内外重大研究成果和最新前沿研究动态。通过新旧结合，不仅可以让学生全方位的认识这门课程的实用性和重要性，增强学习兴趣，还可以培养学生科研意识。比如在讲解脑电图机时，除了讲述传统的脑电采集技术外，还增加了脑-机接口等发展前沿，在一个猴子可以通过脑电远程控制另一只猴子的故事中学习知识，进一步扩展学生知识覆盖面。

2 交叉灵活运用多种教学模式，提高学生第一任职能力

课程教学组在近年的教学过程中，特别注重教学模式的探索，除了传统讲授式教学外，还探索了以下多种教学模式：

2.1 利用虚拟仪器，开展模拟式教学，使学生形象深入的理解仪器原理，促进理论教学

医学仪器课程内容广泛、学时少，课程内容中包含许多设备的数据采集与处理方法，纯理论授课略显抽象。对于这些抽象的教学环节，短时间内学生难以理解，需要通过具体的仪器设备来形象化。但是，现有的医学仪器设备原理越来越复杂，辅助模块越来越多，集成度越来越高，传统分立元件组成的各采集与处理模块都已集成化，难以满足教学要求。为了提高教学效果、改进实验教学手段，在教学过程中引入虚拟仪器，虚拟仪器技术利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件可完成各种测量和数据处理的应用，通过虚拟仪器的应用，可使学生形象深入的理解仪器原理，促进理论教学[4]。以人体心电信号的测量仪器为例，采用LabVIEW平台，可以构建心电采集、前置放大、低通滤波、工频滤波、心电显示、R波识别、频谱分析等多种功能模块，通过各模块的模拟教学，使学生对心电信号采集与处理有更直观全面的认识，促进理论教学。

2.2 以设计性综合性为原则，开展实验式教学，全面促进学生的综合素质

医学仪器是一门理论性和实践性要求都很强的课程，以往只在理论讲授完成后，安排一些验证性实验课程，这些验证性实验课程通常只是作为理论讲授的辅助教学手段，对学生综合素质的提高作用有限。随着新型人才建设的快速发展，越来越多的毕业学生在任职后，需要很强的独立工作和研发能力。为此，我们独立开设了设计性综合实验课程，打破以实验课作为理论课辅助教学手段的思路，突出创新能力培养，突出理论与实践相结合[5]。在实验教学中，打破了原有验证性实验的惯有模式，以2-3名学生为一个小组，各组需要独立设计开发某一个医学设备，开展设计性综合实验。这种模式，不仅可以加深学生对于医学仪器的基本原理、结构、电路的理解，更能培养学生查阅资料、团队精神、综合设计、具体实现等能力，提高学生综合素质。

2.3 以问题为中心，开展研究式教学，使学生了解学科最新前沿进展，培养科研意识

由于本课程是专业必修课程，安排在大四上学期，学生已经具备了扎实的基础知识，适合开展专题研究式教学。在实际实施过程中，教员首先精选医学仪器里较为典型的前沿性问题作为研究专题，先完成当节常规内容的授课，在当节课最后十分钟的时间内进行辅助讲解，主要是布置问题、介绍问题产生的背景，对如何进行资料搜集、资料分析、假设验证、观点形成等方法进行辅助讲授，激发学生学习兴趣，让学生进行主动思考，引导学生围绕问题，完成从发现问题、分析问题、解决问题的过程。注重引导学生一个问题可能有多种途径和方法进行解决，可与同学进行讨论，完成综述。通过专题研究式教学的开展，学生不但能够学习学科的前沿知识，而且能在教员引导下，通过自己的探索实践，了解科学研究的基本方法和思路，培养自己的科研意识。

3 采用多种教学方法，提高学生学习效率和教学效果

除了多种教学模式的应用外，还探索了多种教学方法，以期发挥不同教学方法的长处，提高学生的学习热情和效率，提高教学效果。

3.1 注重课堂启发式教学，提高学生学习主动性和综合能力

传统注入式教学，教员偏重于按照教材介绍一种设备、讲授一个原理、或讲解一个电路，学生大多迫于考试压力，对这些知识进行死记硬背，由于不了解设备的发展历史和设计思想，对其原理和设计缺乏融会贯通。教师在课堂上注重启发式教学，强调学生要了解各医学仪器的发展历史和设计思想，知道这类设备原来是什么原理，以往方法存在什么缺陷，后续方法进行了哪方面的改进，现有的发展状况怎样，将来还有哪些发展方向等。通过启发式教学，将教学重点由传统的原理结论本身转移到研发设备的思路上来，启发学生主动学习，调动学习积极性，加速所学知识向综合能力的转变，提高学生灵活运用所学知识、发现问题、分析问题和解决问题的能力。

3.2 注重运用比较教学法教学，提高学生的理解深度

医学仪器中各种类型的仪器以及某一类型仪器中各种原理的设备之间存在很大的相关性，因此适合将比较教学法贯穿于医学仪器课程教学中。在实际教学中，采用比较教学法，使学生将新的知识与已熟悉的知识进行比较，找出各内容之间的相同点和不同点，进行差异化学习。采用比较教学法，学生既能够发现不同原理设备的共同点，也能够找出各自设备都有的特点，引导学生发现医学仪器各原理及各设计方法的本质，达到深入理解知识点的目的。

3.3 注重运用讨论互动式的教学方法，激发学生的学习积极性

医学仪器存在多种类型、各类型存在多种原理，各种原理之间的优劣有的是已有定论的，有的则仍存在争议。针对有争议的内容，安排学生课后查阅资料，在下节课开始时安排一个简短的讨论，学生可提出各自不同的看法，学生的看法虽然没有任何权威性，也不存在任何的正确答案，但是通过简短的讨论，也能使学生开阔眼界，激发学生的学习积极性，促进学生积极思考，激发学生学习的潜能。

3.4 注重利用网络资源开展教学活动，丰富教学内容

医学仪器发展非常迅速，内容的广泛性和前沿性与授课教员的知识局限性也存在矛盾，即使在课程内容上增加前沿性的内容，也只是粗略介绍，教员也不能够做到全面覆盖，因此，采用传统的教学方法难以有效的解决这一问题。在教学中，可以充分发挥网上资源丰富、更新速度快、资源共享的优势，利用网络技术将世界上主要产业界、学术界、及临床应用单位有机连接起来，将教学由封闭教室扩展到开发的网络世界，克服传统教学教材内容更新慢，教师知识和经验局限性的弊端，丰富教学内容。

3.5 注重采用多种考核方式，综合评判学生的能力

医学仪器课程的重难点较多，采用闭卷考试的方式只能考查学生对某些知识点的记忆能力，对于更为重要的研发思路和应用能力难以考查到。我们采用多种形式，注重对学生学习过程及综合能力的评估，理论课考试成绩仅占最终成绩的70%，课外完成的小文章占20%，课堂讨论等平时表现占10%，通过多种考核方法的应用，综合评判学生的能力。

4 下一步课程建设的思考

通过上述优选教学内容、对多种教学模式与方法的探索和实践，不仅激发了学生的学习积极性，提高了学生的学习理解深度，使学生更好的掌握所学知识，更进一步的提高了学生的综合素质，为其毕业后更好的履行第一任职打下了基础。

4.1 加强教材建设，进一步优选教学内容

从实践经验来看，医学仪器教材建设是个薄弱环节。不同学校的课程内容设置具有不同的特点，很难有一种教材能够满足快速发展的课程教学需要，因此，在课程建设中，争取通过内容的进一步优选，删除与其他课程充分或老旧的内容，增加最新的前沿动态内容，将教学组编纂的讲义进一步整理精炼，立足于自己，结合国内优势单位，完成新教材的建设，做到教学内容的“基、精、新、深”[6]。

4.2 大胆创新，进一步改进教学模式的运用

由于医学仪器课程内容多，更新快，为了弥补教员知识结构的局限性，还应大胆创新探索其他教学模式。比如邀请企业研发专家，对某类型设备开设专题讲座，企业专家处于新产品研发第一线，可以给学生更多产业研发的知识。还可以邀请临床专家，就医学仪器的应用现状、管理情况及未来的发展方向给学生开设专题讲座。

4.3 学习先进教学技术，进一步改进教学方法

现有课程讲授已经实现多媒体教学，除了文字信息外，还能够通过幻灯提供给学生直观的图片、声音、动画等多媒体信息，取得了很好的教学效果。但是现有多媒体大多为图片的静态展示，其效果还需要进一步提高。应考虑通过加强现代化教学技术的学习，对常见的医学仪器进行三维建模，以更加形象的立体方式展现设备结构，增强学生的直观认识。对于难懂的仪器原理，拟制作更多的动画效果，提高学生学习效率。此外，还应更多进行实物示例教学，增强教学效果。

5 小结

自2003年第十五次全军院校会议以来，实现院校教育转型、推进任职教育发展，已成为军队院校教育改革发展的主题。作者及团队针对第一任职需要，对医学仪器课程进行了一系列的探索实践，取得了较好效果。但是医学仪器是一门内容庞杂、理论抽象、综合性强的课程，涉及多学科知识的综合运用，知识更新快。如何在未来课程建设中，把握形势，将医学仪器建设成一门与军队卫勤保障相适应、与学生岗位任职需求相适应的课程，是一个值得长期研究的课题。

参考文献：

[1]董秀珍，王健琪，杨国胜，等.关于发展有军队特色的生物医学工程专业的思考[J].医疗卫生装备，2000，21(2)：20-21.

[2]邹慧玲，董秀珍，赵瑞刚，等.中美生物医学工程本科教育的比较及启示[J].医疗设备信息，2004，19(4)：1-4.

[3]余学飞. 现代医学电子仪器原理与设计[M]. 广州：华南理工大学出版社, 2007.

[4]秦 鑫，龙云玲.虚拟仪器技术在医学仪器教学中的应用[J]. 中国现代教育装备，2011，129：20-22.

[5]漆家学，董秀珍，李 斌，等.在生物医学信号检测与处理综合实验课中培养学生综合能力[J]. 中国高等医学教育，2004(5)：47-48.

[6]漆小平，付 峰. 医用电子仪器[M]. 北京:科学出版社，2013.