医学仪器原理及单片机实践创新创业教育研究

艾信友　江少锋　周旭欣　王玉　余祖龙

摘要：培养具有医疗仪器软硬件设计、调试、应用与维护的综合能力和创新能力是生物医学工程专业的培养目标。该文通过对当前实践教学环节创新创业教育现状的分析，找出效果差的原因，改革医学仪器原理及单片机实践课程教学，采用项目驱动、自主学习等方法进行医疗仪器设计全过程的训练，以培养和提高学生的综合素质和创新创业能力。

关键词：创新创业教育；实践教学；项目驱动；自主学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0110-02

《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（国办发〔2015〕36号）要求高校到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的创新创业教育体系。如何通过实践教学环节培养学生的创新创业能力，是教学改革中值得探索的一个问题。对此，生物医学工程专业在“医学仪器原理及单片机实践”课堂教学中引入创新理念，实施理论与实践紧密结合的做法，基于自身的专业特点和教学需求做了一些探索和尝试，在培养学生创新创业能力为主的教学模式上，取得了较好的成效。

一、当前实践教学环节的创新创业教育现状分析

课程设计是高校开设的实践教学的重要环节，也是高校培养合格技术人才的必要措施。目前在课程设计的教学与实践过程中还存在着一些弊端，如过分注重课堂教学的知识传授与灌输，忽视了对学生的实践能力、知识的综合运用和科研能力的培养，使得学生的创新精神比较缺乏，创业手段比较贫乏，创业技能比较匮乏，以致创新产业绩效不突出。所以，我们在教学过程中，要抓住教师的主导地教与学生主动地学这对牛鼻子，不遗余力地在教学的全过程注重发挥教师在教学中的主导作用，同时特别不能忽视学生学习过程中的主动性和创造性。

大多数高校所开设的课程设计实践教学环节是教师指定一些实验题目由学生进行选择，再由实验室规定了可供使用的元器件明细表，由学生在其中选择，让学生按照已知的方法和步骤进行设计。另外，课程设计的题目也多以验证性为主，课程设计的考核方式也主要以学生验证性课程设计作品和教师对学生的主观印象为主。结果这些做法在一定程度上限制了学生的思路，不利于对学生的创新意识、创新能力和创新思维的培养，甚至在一定程度上还束缚了学生创新创业才能的充分发挥。

目前，本专业单片机实践教学，主要要求学生利用单片机采集相关信息，进行简单处理，显示相应结果，或实现简单的控制功能，与医疗仪器专业联系不紧密。在这种教学环境下，学生在专业综合应用能力上没有得到应有的提高，与社会需求存在一定的差距，并且难以获得应用单片机系统整体开发医疗仪器的经验，难以树立和提高创新创业能力。

二、医学仪器原理及单片机实践课程进行创新创业教育的可行性

创新创业教育具体到专业学习时，必不可少地要通过实验技术大力培养学生工程实践能力及创新设计能力。创新创业能力在学生实践过程中主要体现在“交流沟通、自主学习、专业知识应用、产品设计”等方面。在目前的专业培养计划中，我们首次将“医学仪器原理”与“单片机”课程整合为“医学仪器原理及单片机实践”的重创新设计的课程。其特色和优势在于该课程是以医疗仪器的设计为载体，通过对医疗仪器进行分析，在选题、方案及原理分析、硬件设计、软件设计、系统调试、产品化设计、撰写设计报告等实践环节，对学生进行医疗仪器设计全过程的训练。将创新创业教育融入到教学环节中，在工程实践中培养学生综合产品设计和创新创业能力。

三、医学仪器原理及单片机实践课程创新创业教育的实践

本课程分别从理论教学、实践教学、项目实施和自主学习方面进行了创新创业教育实践，旨在提高学生交流沟通、自主学习、专业知识应用、产品设计等创新创业能力，并使之能得到可持续发展。

1.“嵌入式”理論教学。在“医学仪器原理及单片机实践”课程教学中，通过精心选择教学内容，采用“嵌入式”教学方法，将一些先进的医疗仪器的设计方法和创新理念融入到课堂教学中，从而提高学生专业知识、自主学习、产品设计等创新创业能力。

2.“启发式及开放式”实践教学。“医学仪器原理及单片机实践”课程，具有内容杂、难度大、时间长、实用性强的特点，有必要结合课程实际采用启发式学习及开放式实践的教学模式，并以“学生为主体、教师为引导”的教学方法来提高课堂教学效率与效果。比如结合研究项目，在具体内容、方法及其应用方面进行启发式及开放式教学，可提高学生交流沟通、自主学习、产品设计等创新创业能力。

3.项目驱动。“医学仪器原理及单片机实践”教学环节，是全面应用所学专业知识的过程。项目选择上体现以人为本、以学生为主的理念。项目拟题紧扣专业特点，采用学生自主拟题和教师拟题相结合，既符合学生运用新思维、新方法将学到的知识用于实践的愿望，又解决了部分学生拟题缺乏可行性和创新性的问题。

“项目驱动”实践教学模式，其核心就是将实践教学内容项目化，即以项目为框架，以项目设计方法细分为各个“子项目”作为支架，各“子项目”对应相应课程，使学生在学习相应课程时沿着“支架”逐步攀升。“项目驱动”在设计方面可分为“方案及原理分析、硬件设计、软件设计、系统调试、产品化、设计报告”6个“子项目”。其中硬件设计分为“电源电路、信号采集、信号调理、信号处理、执行电路、电路板设计”6个“子项目”；软件设计又分为“系统软件设计、底层驱动设计”2个“子项目”，并将系统调试再分为“硬件电路调试、软件调试”2个“子项目”。各“子项目”对应相应课程，如“方案及原理分析”对应“医学仪器原理”和“微机式仪器设计”课程。项目实施分解图如图1所示。

采用“项目驱动”通过多门课程共同完成具体医疗仪器产品设计，把复杂问题简单化，极大地激发了学生的学习热情和实践兴趣，锻炼了学生专业知识应用、自主学习、产品设计等创新创业能力，能使其在今后就业与创业中大展身手，创造业绩。

4.教学互动平台建设。为了打破课内课外教学的限制，为学生自主学习提供教学互动平台，课题组在学校网络教学平台网页中构建了“医学仪器原理及单片机实践”网络课程，向学生提供教师团队、教学大纲、教学方法、教学条件、教学效果、参考教材、教学资源等内容。通过互动平台实现教学互动、资源共享、移动学习等功能，为学生自主学习的创新创业能力提供全方位支持。

四、结束语

在“医学仪器原理及单片机实践”课程中进行创新创业教育，对学生进行医疗仪器设计全过程的训练，有助于培养学生的创新思维，掌握医疗仪器设计开发的方法和创新创业能力。通过本课程创新创业教育，学生在课题申报、论文发表、专利申请等创新能力较以前有了很大提高，为将来在医疗电子领域做出更大贡献奠定了坚实的基础，是一个值得普遍推广的教学新法。

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