基于Arduino创新平台医疗仪器专业创新人才培养模式的构建

吴义满（盐城卫生职业技术学院，江苏盐城，224000）

基于Arduino创新平台医疗仪器专业创新人才培养模式的构建

吴义满
（盐城卫生职业技术学院，江苏盐城，224000）

本文通过分析高职类医疗仪器就业现状及其现有人才培养模式所面临的挑战，以及剖析医疗仪器专业课程主线，提出重构医疗仪器专业知识体系的Arduino创新平台。然后以Arduino创新平台为依托构建医疗仪器专业创新人才培养模式，最后提出其具体的实施方案。

医疗仪器专业；人才培养模式；Arduino创新平台；构建

0 引言

通过对本校高职类医疗仪器专业历年毕业生的就业现状调研和全国第二届医疗器械协作会同行交流，发现高职类医疗仪器专业培养的医疗仪器人才，技术类主要就业方向是医疗仪器的生产、调试和维修，就业公司主要是国内医疗仪器公司。有不少高职类医疗仪器毕业生职业未来规划，都想未来从事医疗仪器的研发工作，都想就职于国际知名医疗仪器公司。不少毕业生经过几年打拼，往往事与愿违。他们中仅极个别毕业生成功就职于国际知名医疗仪器公司工作，但工作内容与以前一样。他们的职业梦想几乎就画上了句号。

造成这种现象的原因虽然很多，但根本原因是高职类医疗仪器专业人才培养模式出了问题。传统的培养模式就是把学生培养成一名合格的技术工人，而不是可持续发展的人才。因而学校填鸭式的灌输学生专业知识，而不是学生主动的获取知识，学生的主动性、创造性被扼杀。针对这个问题，本文提出了具体的解决方案。

1 医疗仪器专业创新人才培养模式

1.1 课程主线问题

笔者曾做过本校医疗仪器专业调研，学生学了不少课程：计算机基础、电工、模拟电路、数字电路、C 语言、传感器、单片机、以及各种医疗仪器的构造和维修。课程学完之后，问卷：他们学了什么？ 学会什么？ 答曰：都学了，好像什么都不会。造成这种现象的深层次原因，专业设置的课程学生都是孤立的学。虽然传统的单片机课程尝试着把所学的硬件和软件知识联系起来，力争构建成一个有机的知识系统。但往往不尽人意，学生越学越迷茫。究其原因，其一传统的单片机课程自身固有难度非常大，其二高职类学生自身基础和接受知识能力比较差。但残酷的现实是学生迫切需要一个适合自己的工具能把医疗仪器的硬件和软件知识联系起来，重构自己的有机的知识体系。

最近几年出现的开源Arduino软硬件，既能贯穿于医疗仪器专业所学的专业课程，又非常适合学生理解和实践操作。学生凭借Arduino软硬件平台，就能整合所学的专业知识，重构自己的软硬件知识的有机体系。通过知识的有机重建，学生学习医疗仪器，理解的将是一个硬件和软件有机结合体。

1.2 构建知识体系

传统实验只能在实验室进行，虽然虚拟和仿真实验便捷，但学生没有充实感。学生把实验仅仅是验证实验手册的目的，而不是构建自己的专业知识体系。但创新人才培养模式要求把整个学习和教学（含实验）都要当作项目来进行，构建知识体系。

根据项目内容，设计项目蓝图，搭建Arduino开发板与外围元件，以及不同类型的传感器相连，然后通过电脑写程序直接上传到Arduino开发板，最后调试系统。这样Arduino开发板、外围电路和程序有机结合就构成一个有机的软硬知识结合的系统（简称Arduino创新平台）。Arduino创新平台突破了传统实验和虚拟仿真实验的局限，学生学习了理论后有想法可以借助Arduino创新平台实现与验证，这样有利于学生自主学习和探索，有利于构建自己的知识系统。

1.3 可行性分析

1.3.1 Arduino创新平台的优势

Arduino的优势，开源：软硬件开源，成本低廉，轻便。Arduino发明的初衷就是便于学生学习软件硬件的需求。一方面，Arduino软件语言非常简单，稍微懂点C语言既可。另一方面由于Arduino开源，从Arduino相关网站和论坛里可以得到大量的共享资源。

利用Arduino创新平台，医疗仪器专业一般的学生都能自己编程实现通过不同的传感器感知外围世界，再通过控制马达、制动器、继电器以及音响对外围环境进行干预，让虚拟世界与物理世界相联系。如用传统的单片机实现这样的功能，大多数学生只是依葫芦画瓢，被动机械的完成。稍微让学生修改点设计，对大部分学生而言，只能望而却步。

Arduino优势的实证： 在Google I/O2011大会上，Google宣布在Android 3.1版本中新增一个特性，称为Android Open Accessory，并宣称采用Arduino作为Android Open Accessory的标准。

医疗仪器专业重要的专业课程电工、模拟电路、数字电路、C语言、传感器、单片机以及医疗仪器等，有不少教师、学生和爱好者都通过Arduino创新平台辅助教学和学习。

传统的实验室和教室是分开的，实验课在实验室上，理论课在教室上，泾渭分明。后来出现所谓的“理实一体化教室”，理论和实验都可以在那里上，但实际情况是在实验室里增加了一个投影仪就成了“理实一体化教室”。而凭借Arduino创新平台和学生自带的笔记本电脑，不管在哪里，学生所学的大部分理论知识想理论联系实际，自己就可以动脑设计方案和动手搭建系统。教师想在课程上边讲理论，边让学生实践，也是轻而易举能完成的事。

1.3.2 凭借Arduino创新平台实施项目化教学和自学

“任务引领、项目驱动”的教学和学习模式，虽然医疗仪器专业不少课程都采取这种教学和学习模式，但实际情况是只是一个概念。究其原因没有特别的载体，仅仅是新的教学和学习形式，难以激发学生的学习兴趣，难以激发学生自己主动动手实践和思考。而Arduino创新平台就可以把具体的项目落到实处，学生完成项目后有项目成就感，这样就更加激发自己和别人主动学习，主动探索。

1.3.3 培养学生的创新能力

学生有想法，通过查找资料和自我学习，自己设置蓝图，搭建电路，编写程序，构建出一个完整的软硬件融合的系统，这本身就是一个创新。如果医疗仪器专业的学生和老师一直坚持把编程和搭建电路系统贯彻于学习和教学的始终， Arduino创新平台将是一个最优的选择。由于编程本身就是一个创新，从“奥巴马喊话全民写代码”，到全美和新加坡中小学流行编程，可见一斑。

结合医疗仪器专业学生就业和未来可持续发展，学生需要具备自学能力和专业创新能力。而Arduino创新平台正好责无旁贷的给学生提供这样优质的平台和难得的机遇。

2 医疗仪器专业创新人才培养实施方案

2.1 医疗仪器专业创新人才培养途径

有不少高职类的医疗仪器的同行认为高职类医疗仪器专业培养学生创新能力的想法是好的，但实施起来困难比较大，理由是高职类的学生自身条件比较差，而硬件条件又不足。但凭借Arduino创新平台，在具备创新能力教师认真引导学生自主创新，完全能做到有所创新、有所突破。现在连小学生科技创新大赛都能拿出令人耳目一新的作品，作为高职类的医疗仪器专业的大学生只要方法和手段得当，肯定能成长为具备创新能力的人才。

创新人才培养模式实施途径：

a.课程设计和毕业设计

课程设计和毕业设计，一般在本科校比较流行，作为高职类院校比较少见。以前虽然有不少高职类院校尝试，最好发现结果往往不尽人意。其中最重要的原因找不到合适的创新平台让学生从事课程设计和毕业设计。Arduino创新平台的出现为高职类医疗仪器专业的学生提供了合适的平台。

b.科技比赛和创新大赛

高职类医疗仪器专业的学生参加的比赛大部分属于孰能生巧型的比赛，没多少技术含金量，这从侧面也反映出高职类医疗仪器专业人才培养模式的不足。在依托Arduino创新平台下，学生要从入学开始就会树立创新思想。在新的创新人才培养模式下，科技比赛和创新大赛就是培养学生创新能力的一个重要抓手。

c.大创课题

针对大学生创新课题，作为课题负责人主体的学生，他们可以凭借Arduino创新平台培养自己的创新能力，且做出不错的课题成果。彻底改变课题要成果找指导老师想办法的尴尬局面。

工况1试验不同桩长对应的桩土荷载分担比接近，均接近6。在80 kPa之后桩土荷载分担比趋于稳定，桩体与桩间土共同形成较稳定的加固区，桩与土承担荷载比例达到稳定值。

d.兴趣项目开发小组

凭借Arduino创新平台，相同兴趣爱好的医疗仪器专业的学生组成的兴趣项目开发小组，远远大于行政干预下组成的项目开发学生小组。紧密团结在Arduino创新平台周围的学生，将共同进步，一起成长为具备创新能力的人才。

2.2 Arduino创新平台项目化案例库建设方案

要想Arduino创新平台成为实实在在的医疗仪器专业创新人才模式的基石，重中之重，必先做好Arduino创新平台项目化案例库建设。没有优质的Arduino创新平台项目化案例库，培养创新人才的过程中将会多走很多弯路，达不到预期的效果。

建设Arduino创新平台项目化案例库的重要方法有四点：

a.整合网络资源

由于Arduino是开源的，相关的网站和论坛有大量的Arduino经典案例，

b.项目开发

学生的课程设计、毕业设计、科技和创新比赛、大创课题以及兴趣项目开发小组所取得的成果，都可以整理添加到Arduino创新平台项目化案例库。另外专业教师凭借Arduino创新平台所取得的专业教改成果也可以成为该库的一个重要部分。

c.校校合作

Arduino创新平台，已经在美国高校取得不错的成果，应与相关学校取得合作，借鉴他们Arduino创新平台项目化案例库的建设。

d.校企合作

根据医疗仪器专业创新人才培养模式的需要，依托Arduino创新平台，与具备Arduino技术开发公司合作，搞好适合医疗仪器专业的Arduino创新平台项目化案例库的建设。

依托Arduino创新平台、创新人才培养模式实施途径和Arduino创新平台项目化案例库，医疗仪器专业创新人才培养模式实施起来就变得更加可行。

3 讨论与结论

高职类传统的医疗仪器专业人才培养模式，本想通过单片机平台来实现创新性人才培养，残酷的现实是单片机课程历来学生都是评价不高和难学。作为一门课程都如此评价，这样的平台怎么可能肩负那么重大的使命，而Arduino创新平台的出现正好能颠覆这个多年的传统平台。

Arduino创新平台的独特优势决定了它在职业教育中受到热烈欢迎。由于高职类的医疗仪器专业要求学生具备搭建简单医疗仪器的软硬件系统能力，掌握调试和维修医疗仪器系统的能力，更要求学生具备一定的可持续发展和创新能力，而这些能力的培养可以通过Arduino创新平台来实现。

构建Arduino创新平台全面贯穿医疗仪器专业人才培养模式，在实现这种创新人才培养目标过程中，也需要其它专业软件和信息技术配合，比如protues软件模拟仿真电路，labview技术构建专业虚拟仪器等等。这样才能做到虚实结合、相得益彰。

传统的实验室投资巨大，它所发挥的功能比往日逐渐减小，但它在人才培养过程中所发挥的作用不应忽略。构建传统实验、虚拟仿真实验和依托Arduino创新平台开发的理实一体化教学和学习融合为一个有机体，只有这样创新人才培养模式才具备可行性。但现实情况是不容乐观：专业教师队伍参次不齐，有些教师不懂编程、专业软件和信息技术，从未构建过系统。针对这种实际情况，目前只能是Arduino创新平台贯穿于部分课程，只能是新技术辅助教学与传统教学模式并存。只有待时间成熟，才能全面推行构建的全新的医疗仪器专业创新人才培养模式。

［1］缪璐璐.基于Arduino平台开发交互式产品原型的研究［D］.上海交通大学，2013.

［2］李瑞，陈杰.Arduino：开放的软硬件电子平台［J］.中国信息技术教育，2013，11：82-84.

［3］王禹.中职Arduino单片机图形化编程教学实践——以单片机控制LED灯闪烁课程为例［J］.职业，2015，09：92-93.

［4］鲍若凡.Arduino单片机在信息技术教育中的应用研究［J］.软件导刊，2015，06：224-225.

［5］刘福祥.开源硬件在电气专业教学中的实践与思考［J］.职业，2015，30：91-92.

［6］张国华，都鑫，王晗，孙静，滑洁，孟琨泰.基于Arduino开源项目的电类实训教学资源库建设研究［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2014，04：258.

［7］袁丽.基于开源硬件的电子实习教改初探［J］.教育教学论坛，2013，22：39-42.

［8］吴义满.医电专业创新人才培养模式的探索与实践［J］.电子测试，2013，09：191-192.

Building the Professional Talent Training Model of Medical Instruments based on Arduino Innovation Platform

Wu Yiman
（Yancheng Heath Vocational and Technology College，Yancheng，224000）

This article analyzes the employment situation of higher vocational class medical instrument and the problems faced by the personal training mode，and dissects its course mainline，in order to put forward the reconstruction of medical instrument professional knowledge system based on the Arduino innovation platform.By means of Arduino innovation platform，the innovative talent trainning mode has been built.In the end，specific implement advices stage are proposed.

Medical Instruments Profession；Professional Talent Training Model；Arduino innovation platform.

注：该项目为江苏省品牌示范高职院校重点建设课题，江苏省十二五规划课题 校级重点教改课题.

吴义满（1976-），男，籍贯：安徽省安庆市，学历：硕士研究生、学位/职称：硕士/讲师，研究方向：虚拟仪器与医学仪器。