医疗器械专业《康复机械学》教学模式探讨

任武,张格,石静楠,陈秋冰,赵芳,张雪玲新乡医学院生物医学工程学院(新乡，453003)

0 引言

新乡医学院生物医学工程专业于2002年开设， 是一门集理、 工、 医相结合的边缘学科， 它也是边缘学科， 也是一门综合性、 高技术的学科[1]。它运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、 功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、 治病提供新的技术手段。为了精准教学、 培养专业知识人才、 明确专业人才培养目标与定位， 经教育部批准学校于2014年设立生物医学工程医疗器械专业。生物医学工程医疗器械专业是以工为重， 以理为辅， 工理复合型办学专业， 面向21世纪培养具有医疗器械工程方面的理论、 知识、 技能， 在医疗器械领域从事设计、 生产、 应用与管理和新技术研究、 新产品开发的工程技术人才。

据报道， 我国有1.85亿老年人，8500多万残疾人， 每年另增上亿人次的伤病者。在8500多万的残疾人中，39%的残疾人有配置康复辅具的需求， 但实际配置率只有7.31%， 其中城镇为12%， 农村仅为2%[2]。随着社会的进步、 生活质量的提高， 人口老龄化趋势上升、 交通事故增加， 人们对康复服务的需求量越来越大[3]， 进而出现康复机械短缺情况。我院根据康复医疗器械短缺情况， 也为进一步培养医疗器械人才， 于2017年面向2015级医疗器械专业开设《康复机械学》课程。康复学科知识方面和医疗器械专业知识有很大的联系和交叉[4]， 不仅能加强学生对专业课的认识和理解， 也在一定程度上提高医疗器械专业学生对医疗器械产品的设计制作科研水平。

1 合理安排教学内容

考虑到我院医疗器械专业学生为非康复工程专业学生， 重点侧重机械理论知识， 且未进行学习掌握康复专业其它所需专业课的特殊性， 决定对康复机械学内容进行选择性教学[5]。教学内容分布及课时安排如图1。康复工程概论部分主要让学生了解开设本门课程的目的与意义以及主要学习方向， 让同学们对本门学科有一个大概的了解； 辅助技术从辅助概念、 辅助分类方面让同学们对康复辅助器械有更全方位的定义和了解； 环境控制辅助操作主要从康复机器人展开， 详细地介绍了针对中风、 下肢行动不便等疾病进行治疗的康复机器人， 提出了以人为本的康复治疗理念； 从生物力学、 牛顿力学等方面讨论坐具舒适度， 系统地阐述了轮椅和假肢康复器械的发展前景， 助同学们建立一个完善的机械设计过程， 提高机械修养[6]。

图1 康复机械学教学内容及课时比例Fig.1 Teaching content and class timeratio of rehabilitation mechanics

2 教学模式探讨

与理工科大学课程设置不同， 康复机械学课程在新乡医学院课程设置的是限选课。除了学生对限选课不太重视外， 课程教学开展过程还遇到其它困难：首先， 学生进入医科院校学习医学专业主观性大， 相对缺乏工科学习兴趣与氛围， 而且学生们对于工程类课程较医学类课程的学习主动性要差很多， 这些都是阻碍课程教学过程顺利开展的瓶颈。其次， 我院男女比例失衡， 大部分为女生， 女生天生对于机械方面知识不感兴趣， 尤其感到枯燥无味， 加大了本门课程的开展难度。我院综合这两方面及其他影响因素， 积极探索教学模式。

2.1 传统教学模式

传统教学模式一般表现为：课堂以老师为主体，老师在讲台上讲课，学生在下面听，大部分时间都是老师在讲解却很少时间让学生思考问题。传统的教学方法又称“灌压式”教学。传统教学方法忽视了学生是课堂主体的原则，以教师为主体的课堂增大了课堂的枯燥性，降低了学生学习的兴趣，不利于教学活动的完善。

2.2 以学生为课堂主体

在本门课程中，老师把学生分为若干小组，并提前给予学生下节课要讲授的教学目标和课件，要求学生通过课下预习、 查资料等方法熟悉课件。对于难懂的部分，老师主讲并留出足够时间让学生思考并能积极发表自己的见解。采用老师与学生互动的学习方式来活跃课堂气氛[7]； 对于稍易的章节，在上课时让学生到讲台上讲课，老师在台下帮助讲课学生将所教内容精准地呈现给大家。不仅能充分发挥学生学习主观能动性，还能够真正地让学生学到知识，达到教学育人的教学目标。

2.3 丰富教学内容

医疗器械专业大部分学生第一志愿是学习临床医学，进入学校调剂过来学习医工类专业，短时间内容易形成医工类专业学生医学科学知识相对厚重，工科知识基础相对薄弱的情况[8]，且医疗器械专业学生男女比例为3:7，必须要合理安排教学内容和教学环境，达到最大程度激发学生学习本门课程。

在教学过程中，老师在课件讲解理论知识方面做了充分的准备：使用大量图片、 具体机械设计过程及名人访谈音频，内容丰富多彩。这样的讲课方式避免了纯课件讲解枯燥无味的弊端，在一定程度上激发了学生对本门课程的学习兴趣，提高了课堂关注度，良好的课堂氛围可以极大地提高老师讲解热情从而再次提高学生课堂学习兴趣[5]。

2.4 课堂-课下结合

纯理论讲解归根结底还是过于枯燥无味，结合我院实际情况，采用课上讲解理论知识——课下实践操作的创新教学模式。成立课下科研兴趣小组，组织有兴趣的同学积极加入科研小组进行深入探讨科研知识。针对本门课程，组织学生学习CAD二维、 Creo三维画图及Creo simulate 有限元分析软件[9]，给予具体的实物并将其呈现在画图软件上，利用Creo simulate有限元分析设计完成的结构、 零件作仿真分析。通过具体的案例操作既可以让同学更好的参与到课程学习中也在一定程度上提高了学生的科研素养。

2.5 提高学生到课率辅助教学

学生课堂到课率直接影响了老师的正常教学和教学质量。本门课程采取多种考核方式促进课堂到课率。

(1)院系学习部在课程开始前五分钟对全体或者部分同学进行点名，要求出示学生证抽查学生到课情况。

(2)老师在讲课过程中对学生进行提问互动交流。

(3)采用微助教，使用该软件随机在课堂或者临下课对学生进行抽查。

2.6 考核方式改革

通常科目总成绩包括平时成绩和期末试卷成绩两部分，比例为30%、 70%。平时成绩分为到课情况和作业成绩。结合医疗器械专业在未来考研和就业中科研所占比重，本课程秉持不以最终试卷成绩作为评判学习效果的唯一标准的原则，确立了促进学生全面发展，以实际情况出发的培养目标，将总成绩比例设为图2所示。

图2 总成绩分布比例Fig.2 Distribution ratio of total score

到课情况虽只占总成绩的10%,但也直接关系到课堂表现20%，两者相辅相成缺一不可，极大程度促进了学生积极参与率。科研情况达到30%,着重强调课程注重实践能力、 科研探索、 创新精神，也在一定程度上激发学生对科研的兴趣，提高自身科研素养。

3 成绩分析

学生总成绩分布如图3所示。课程优秀率高达55%， 且无不及格重修情况。说明本门课程取得了较好的教学成绩， 学生对于本门课程所讲内容有了清楚的认识， 思路较清晰。

在本门课程结束后， 由医疗器械专业学生对“康复机械学课程”整体教学打分的调查。经调查绝大部分同学对本门课程持满意态度， 具体表现在：(1)认为课程开设对医械专业更深入学习有很大帮助； (2)老师讲解和学生互动调动学生参与积极性； (3)学生讲解不仅仅使学生学到知识， 更锻炼学生胆量和讲话能力， 是对自身表现的一个良好平台； (4)课外兴趣小组进一步扩大知识面， 锻炼实践动手能力为以后考研就业打下坚实基础。

图3 成绩分布Fig.3 Score distribution

4 结论

通过对《康复机械学》教学模式进行探讨：首先， 让学生对学科知识有大体的理解， 通过保证学生到课率和教师学生互动教学方式保证课堂参与度； 其次， 结合课下兴趣小组加深学生对本门课程的熟悉了解， 也在一定程度上加强学生的专业科研素养； 再次， 通过学生主讲展示， 促进学生对本门课程的重视度， 同时也提高学生自身的讲话能力； 最后， 重新调整成绩比例， 多方面、 全方位评价学生学习效果， 注重每一名同学发展。通过学生总成绩分布和学生对本门课程评价分析， 本次教学模式探讨取得了较好的效果， 学生深刻认识到开设本门课程的必要性， 对于本次探讨绝大部分学生给予支持和满意态度。

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