医学院校生物医学工程专业开放性实验教学的建立

戴鹏++王赟++陈琳++曾柱

摘要：针对模拟电子技术和数字电子技术课程实践教学存在的诸多不足，以贵州医科大学生物医学工程专业为例，进行了开放性实验的教学。通过开放性实验，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

关键词：模拟电子技术；数字电子技术；开放性实验

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）02-0275-02

模拟电子技术和数字电子技术是贵州医科大学生物医学工程专业重要的专业基础课程，是学生后期学习生物医学传感器、信号与系统、医学仪器原理、临床医学设备学等课程的基础，也是培养学生实践能力和创新能力的关键课程。根据培养方案的设定，两门课程的实验教学学时均为36学时。然而长期的教学实践发现，所开设课程中基础验证性实验较多，综合性实验较少；实验内容比较简单，而且项目之间相对比较独立；考核的方式以书写的实验报告为主。随着实验教学体制改革的进展，传统实验教学模式已不适应学生实践及创新能力的培养，因此在课程教学尤其是专业基础课程的教学方式迫切需要改革[1]。

开放性实验是指学生在自主开放的氛围下，查阅大量资料、选择实验课题、制定实验方案，并通过指导教师的指导，不断进行探索和实验操作，从中获取基本理论知识和实践技能，培养学生的科研素质和创新精神的一种教学方式[2]。

我校于2016年启动面向全校本科生的开放性实验课程教学，希望建立面向全校学生的开放性实验平台。学校针对开放性实验课程投入一定的资金支持，鼓励学生最大程度地参与到开放性探究实验中来，培养学生的创新能力和动手能力。

作为生物医学工程专业模拟电子技术和数字电子技术实验课程的授课教师，我们力图在做好教学计划安排课程的基础上，结合已有的实验室教学资源，借学校建设开放性实验平台的契机，为学生搭建一个可以自主创新、探索新知的实验平台。下面就两门课程开展的本科生开放性实验进行系统的介绍。

一、开放性实验的流程

（一）開放性实验项目申报

参与开放性实验的同学根据前期所学知识，选择自己感兴趣的项目填写项目申报书[3]，主要包括：实验名称、实验研究内容和拟解决的关键问题、实验研究与实施的基础条件、实验实施方案、实验预期成果和经费预算等。学生将开放性实验项目申报书交由老师进行审核，对申报书进行可行性分析，并根据学生知识掌握程度，最终通过审核的项目开展实验。针对模拟电子技术和数字电子技术课程，最终确定开设的开放性实验项目为“收音机对讲机DIY”。

（二）实验材料的准备

实验完成所需原材料由学生根据实验目的拟定清单交由指导老师审核，审核通过后由学生自行准备实验所需原材料。一方面，开放性实验所用到的实验原材料较多，实验材料的准备工作也很大，学生的参与可以减轻实验室管理人员的工作量；另一方面，学生在拟定清单的过程中，对整个实验流程会有基本的了解和熟悉，可帮助学生树立严谨的科研态度。

（三）实验前培训

实验开始前，由开放性实验指导老师对参与开放性实验的全体同学进行实验室培训。包括实验涉及的电子线路的了解、熟悉实验室的布局、实验室仪器设备的使用管理规范等，以及帮助同学建立实验室安全意识。在正式实验前，快速系统地对基本电路原理及所用仪器设备的使用进行统一培训，能有效地保证后续实验顺利开展。

（四）熟悉实验用电子元件及检测

“收音机对讲机DIY”实验所用到的电子元件如集成电路、三极管、二极管、电阻、电容、印刷电路板等，学生在课堂教学中对这些元件只是理论上的理解，并没有实际进行操作。因此，在正式实验前，让学生对电子元件进行熟悉是必不可少的环节。同时，通过对电子元件识别及检测，会让学生对实验原理和过程有更进一步的了解。

（五）焊接指导

虽然学生已经有数字电子技术和模拟电子技术的理论及一定的实验基础，但尚未接触过焊接技术。指导教师在学生对电子元件已经熟悉的基础上，指导学生进行焊接操作。让学生了解焊接设备、焊接的原理特点及注意事项，规范学生焊接操作流程，为后面自主操作打下坚实基础。

（六）实验预约自主开展实验

开放性实验开设都是在学生的课余时间进行，此项实验共24学时。由于参与开放性实验的学生年级不同，不能统一安排进行实验的时间。因此指导教师让学生进行自行预约，自主开展实验，指导教师在旁指导。这样一方面可以避免教师指定时间进行实验的不灵活性，另一方面可以培养学生自主安排和规划实验进程的能力，为今后实习或深造打下前期基础。

（七）学生实验结果评判

此项开放性实验对学生进行考核的标准即为学生通过自主实验，最终是否得到功能齐全的收音机对讲机。通过调试，参与该项目的24名学生均通过开放性实验获得了可以正常使用的收音机对讲机。

（八）学生实验心得总结

实验结束后，让学生书写实验心得总结。有同学在实验总结中写道：在高考后被调剂到医科大学工科专业非常失落，认为自己未来应该成为医生，对现在所学专业并不感兴趣。但在参加了“收音机对讲机DIY”开放性实验后，同学有了一个真正的工科生的体验，虽是一个小小的实验，但是所有的电子元件都是自己亲手焊接，成品都是自己亲手组装，让同学明白了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。同学们都表示在实验过程中不仅学到了理论知识，锻炼了实际动手能力，更是树立了对专业的信心。

二、开放性实验教学的效果评价

（一）提高教学资源的高效利用

目前生物医学工程与生物技术实验中心的实验仪器和设备只是在开展教学计划内学生课程时使用，其他时间使用较少，未能充分发挥仪器的使用价值。开展开放性实验，实验室的仪器和设备可以得到很好的利用，最大程度的发挥实验资源优势，避免教学资源的浪费。endprint

（二）提高学生的综合实践能力及对专业的认知度

我校生物医学工程专业招生来源大部分是从报考临床医学调剂而来，因而对该专业认知度较差。通过开放性实验，学生不仅对课堂的理论知识有了更深一步的认识，而且锻炼了学生获取有效信息、整合资源等能力，对实践操作技能有了更好的掌握，提升了学生的综合素质，培养了学生的科学精神。同时对所学专业也有了进一步的理解，提高了学生对所学专业的认知度。

（三）提升教师综合素质

开放性实验是探索性、研究性实验[4]，学生在实际操作过程中会遇到各种问题，这就要求教师知识储备丰富，具有较强的判断能力。因此，开放性实验的指导老师必须不断学习，不断充实自己，及时了解学科前沿进展。只要这样，才能传播专业知识给学生，才能保障开放性实验的顺利开展。

三、开放性实验过程中的问题及建议

学校开放性实验于2016年启动，面向我校本科生的开放，学生参与的积极性很高。遗憾的是因为学校规定每个学生参与限项（每位学生每个学年度只能参与一项），老师指导学时受限等因素（参与学生人数多时不能分组），导致更多想参与此项开放性实验的学生未能参加，建议学校及教务处能调整相关规定，使更多想参与此开放性实验的学生都有机会参与进来。

综上，开放性实验教学是以培养学生创新实践能力为主线，发散性思维为核心，充分发挥学生的想象力、创造力、提高学生综合素质的教学形式[5]。开放实验教学改革是当前医学高等教育教学改革的必然要求，也是深化素质教育的重要手段。

参考文献：

[1]汪洋，应磊，金可可.综合开放性实验教学在医学本科生教学实践中的应用[J].教育教學论坛，2016，（3）：228-229.

[2]周文真.大学开放性实验教学的改革与探索[J].中国电力教育，2010（36）：124-125.

[3]陆源，厉旭云，叶治国，王梦令，梅汝焕，夏强.自主学习、自主实验、自主创新教学的研究[J].实验技术与管理，2012，29（6）：11-16.

[4]王放，徐广宇，王国庆，倪朝辉.现代临床微生物教学改革探讨[J].基础医学教育，2012，14（6）：401-403.

[5]苏飞，束良勇，舒永钢，黄宏.开放性实验在大学生创新能力培养中的作用[J].高教学刊，2015（3）：74-75.endprint