传感器与医学工程课程教学初探

陈瑞娟　郑羽　田磊　王慧泉　王金海

摘 要： 传感器与医学工程是生物医学工程专业的专业基础课，以培养学生具有传感器检测原理的理论知识和实践技能相结合为目的的一门综合性课程，对专业的其他课程具有承上启下的作用。该课程不仅具有综合性强、知识覆盖面广的特点，而且更新快，对于生物医学工程专业的学生来说，涉及生物医学的应用，需要考虑测试对象的生理信号特征，因此授课有别于一般传感器检测的课程。本文论述了在传感器与医学工程课程教学过程中进行的课程建设的尝试和思考。

关键词： 传感器 课程建设 生物医学

随着近年来科学技术的发展进步，生命科学已经处于从定性医学走向定量医学的崭新阶段。生物医学工程即结合理、工、医等各门学科的知识和技术手段解决医学检测、诊断、治疗和信息化管理等问题，为医学诊断和研究提供高科技含量的现代医疗装备。纵观我国的生物医学工程领域医疗器械的发展，与世界先进国家的水平相比，仍存在非常大的差距，国内有近70%的医疗器械市场被发达国家的公司瓜分；在高档医疗设备市场，更呈现出进口产品几乎独霸天下的局面，其中以GE、西门子和飞利浦三大医疗集团为突出代表。因此，发展我国的生物医学工程，提高医疗仪器的研发技术水平是机遇与挑战并存的；根据社会发展与市场需求，努力提高我国各个院校和科研机构生物医学工程专业的人才培养，是发展我国医疗检测设备研发水平的基础和保障。生物医学传感器作为医疗仪器的第一个环节，延伸了医生的感觉器官，可帮助医生进行客观正确的定量分析；同时生物医学传感器的灵敏度和可靠性决定医学测量系统的精度和有效性，因此在医学仪器设备的研制和开发及使用中都占据重要的地位。

对于生物医学工程专业的本科生教学来说，《传感器与医学工程》在生物医学工程专业的课程体系中起到承上启下的作用，上承模拟电路、数字电路及生物医学电子学课程，下接医学仪器设计课程。传感器与医学工程不仅是对生物医学电子学课程的必要补充，而且是生物医学工程设计实践课程的重要基础，该课程的学习能够有效加深学生在医学电子系统设计中对传感器这一关键部件的理解。学生通过生物医学电子学的学习，掌握信号检测与处理的电路设计；通过嵌入式系统课程的学习，提高信号处理的硬件编程能力；再经过传感器与医学工程课程学习，学生具有从信号采集、检测、分析到处理等一系列系统设计与开发的能力。因此，作为一门重要的专业基础课程，同时是一门能直接应用于工程实践的技术课程，该课程的教学质量和效果直接决定该专业学生对传感器和现代医学检测概念的理解及新型医疗装备的使用与设计。

一、目前在课程的教学内容和教学体系方面存在的问题

1.生物医学工程是一个年轻的专业，与传感器与医学工程相关的课程资源不够丰富，现有的传感器与检测原理的相关教材对医用传感器的特色介绍不够突出，不能满足传感器与医学工程课程的教学需求。相关的网络资源方面，大多只是对传统传感器的基本原理的介绍，特别针对生物医学类传感器特点的内容比较欠缺；仅有的教学资源以文字讲解为主，即使有的内容配备一定的图表，也显得单一，不利于给学生以更直观更深刻的理解。

2.对于本课程在内的任何一门课程的教学来说，教师的教与学生的学都应当以教会和学会为目的；然而，目前衡量教会和学会的程度一般都只能通过期末考试的成绩，这种教学缺乏学生的日常反馈的环节，不能使教师随时掌握学生的学习动态和学习当中遇到的困难，以及时调整教学进度和方法，势必影响授课质量。

3.该课程的教学方式仍以传统的课堂讲授为主，偏重理论教学，缺乏实践，不利于充分调动学生的动手积极性；学生只能纸上谈兵，不能更好地解决具体的实际问题，因此教学与社会需求有所脱节，造成学生的考试成绩很好，但是不被用人单位认可。

二、解决问题的若干改革方法

1.改善教学资源，提高授课对象兴趣。充实和完善传感器与医学工程的教学资源，具体可以从教师的课件制作及丰富的动画补充环节加以改善。优秀的教学课件能够使教师以多种软件工具为载体，围绕知识点展开形象生动的讲解，开展以教师制作为主、学生为辅的课件制作方法的尝试，既可以提高课件的多元化内容，使学生更容易理解，又可以充分调动学生的听课积极性，深化学生对知识的记忆和应用。

2.改进教学方法，注意效果反馈。搭建网络平台，方便学生学习，并且将教师与学生的距离拉近，随时随地展开提问与讨论，教师可从中获知学生的学习动态和教学效果，并找到教学方式的改进办法。实时的教学反馈是教学过程中非常重要的一个环节，以网络平台为媒介，建立学生的反馈机制有利于教师实时地调整授课内容和授课进度。

3.加强实验环节，提高动手能力。加强实验环节，例如动手设计试验箱。目前市场上可购买的传感器试验箱很多，但大多集成度较高，不利于学生了解传感器的测试原理和尝试基本测量电路的搭建。因此，试验箱的设计和搭建既是对学生动手能力的培养和锻炼，又是弥补上文所述现状分析中教学资源不足的一种重要手段。

三、结语

对于传感器与医学工程的授课过程，通过提出如上的教学改进思路，通过改善教学资源、改进教学方法、加强实验环节等途径保证课程的有效讲授，使该课程在生物医学工程专业建设中发挥良好的作用。在教学中要重视培养学生对人体生理信号特征和测量基础知识的理解，解决实际问题的能力，充分调动学生的学习积极性，以增强整体教学效果。

参考文献：

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