医用电子学实验教学内容探讨

张 友

（重庆三峡医药高等专科学校，重庆 404000）

0 引言

随着电子技术的快速发展，各种功能性的家用电器和设备已经渗透到了人们的生活和工作中，它们的出现为人们的生活提供了诸多便利，在很大程度上提升了人们的生活品质，使企业的生产效率也得到大幅提高，同时生产员工的工作强度有所降低。电子技术的发展在社会进程中发挥着十分重要的作用，随着对电子技术不断的深入研究，它的应用领域也越来越广泛，它与医学诊断和治疗仪器紧密结合在一起，各种功能的医疗设备日益增多，它们经历了诞生—成长—成熟阶段，现在已经成为医疗过程中必不可少的诊疗装置。如CT、MRI、超声、心电图和康复训练等医疗仪器，它们能为医生提供更详尽和更精确的诊断数据，同时也对其知识储备提出了更高的要求。

1 课程分析

医学影像技术的日新月异为医学影像学的临床应用开启了新的篇章，许多医学院校将医用电子学基础作为医学影像技术专业和放射治疗技术专业的专业基础课程。该课程将电子技术和医疗设备相结合，造就了绚丽多彩的影像技术世界，它以培养高素质应用型医学影像技术和放射治疗技术人才为目标，它在拓宽医学生们的知识结构和综合素质方面起到了积极的作用。该课程依据医学影像技术和放射治疗技术人才的实际工作需要，从学习直流电路到学习交流电路，从分析模拟电路到分析数字电路，从认识元器件到掌握电路的工作原理，从理论知识到搭建实际电路，该课程能使医学生掌握基本电路原理和电子技术的基本知识，为其更好更快地学习和掌握医学影像设备学、医学影像成像原理、放射治疗设备学等后续专业课程奠定基础。

2 实验教学内容探讨

实验教学内容的安排应当根据人才培养方案，满足后续专业课程教学需求和工作岗位需求，结合学生实际学习情况，对理论和实验教学内容进行筛选。实验教学中，大部分院校都是通过开展验证性实验，帮助学生突破学习的重点和难点，但是学习效果往往不及预期。在安排验证性实验之外，还应当重视其他类型的实验，以此重新激发学生的学习兴趣，唤醒学生的求知欲，增强其学习自信心。本文将医用电子学基础的实验教学内容整合为三部分功能性实验，包括：验证性实验、基础技能性实验和创新性实验。

2.1 验证性实验

医用电子学基础部分理论学习中，学生往往只能凭借课本对电路定律或仪器设备工作原理的描述来理解和重新构建学习内容，学习过程比较烦杂抽象，学生常常不能很好地掌握和运用理论知识。心理学表明，实践是人的思维活动的基础，能为思维提供丰富的感性材料，因此在理论教学的同时还应该结合实验教学，指导学生自己搭建和分析实际电路，帮助学生更直观地验证电路的性质，有利于学生进一步理解和消化所学的理论知识。

根据课程难度和学时安排，验证性实验内容主要包括三个部分：直流电路实验、正弦交流电路实验、电子技术实验。

2.1.1 直流电路实验

直流电路的分析方法是电路学习最基本的内容，是欧姆定律的升级，是分析解决复杂电路的重要手段，与中学物理的直流电路相关，学习时比较容易衔接，但是直流电路的分析方法较多，学生容易将知识点混淆，对各种分析方法理解不足，在分析电路时，往往不能精确选取到最合适的定律。

直流电路实验能够帮助学生更深刻地理解掌握各个定律，直流电路实验内容主要包括：基尔霍夫定律、电源的等效原理、电路叠加原理、戴维南定理。

2.1.2 正弦交流电路实验

正弦交流电源是日常生活中最常见的一种电源形式，它是大多数家用电器和医疗仪器的供电方式。相比于直流电路，交流电路的思维方式和计算方法有着很大的不同，学习更加抽象和复杂。

交流电路实验能帮助学生更深刻地理解各种元器件在交流电路中的特性和使用方法。交流电路实验主要包括：RLC交流电路、三相交流发电机、变压器、电动机（三相异步交流电动机、单相异步交流电动机、直流电动机）。

2.1.3 电子技术实验

二十世纪初快速发展起来的电子技术已经渗透到各种电子产品中，它使得仪器能够实现更多更复杂的功能，各种功能的医疗仪器也因此诞生，同时对医学生提出了更高的要求。为了更加安全准确地使用医疗仪器，更好地服务患者，在掌握仪器的操作流程的基础之上，医学生还应掌握仪器的工作原理。但学习的基础则是理解各个元器件的基本作用和了解其封装形式，从而更好地学习后续专业课程。电子技术实验主要包括：二极管和三极管的特性、基本放大电路、集成运算放大电路、整流电路等。

2.2 基础技能性实验

基础技能性实验是学生学习电路分析和设备检修的基本技能，可为学生在后续学习专业医疗设备，以及在生活、工作中安全操作仪器和安全用电打下坚实基础，同时切实提高学生的操作能力。

基础技能性实验主要包括：常用电工仪器仪表使用、常用电子元器件识别和检测、手工焊接操作、电路模拟软件使用。

2.2.1 常用电工仪器仪表使用

学习和掌握常用电工仪器仪表的使用，是学习电路和电子技术的必备技能，也是今后在工作和生活中检修仪器的必备技能。使用的仪器仪表的种类有很多，选取最常用的电工仪器仪表作为实验内容，主要包括：数字万用表的使用、测电笔的使用和示波器的操作等。

2.2.2 常用电子元器件的识别和检测

常用电子元器件的识别是学习电子技术的一项基本功，能帮助学生快速判断出元器件的类型、准确有效地检测元器件的相关参数，在工作和生活中具有重要的作用。由于电子元器件种类繁多，实验中主要介绍常用的电子元器件，如电阻、电容、开关类、晶体二极管、稳压二极管、电感、晶体三极管、变压器、直流电源、PCB电路板和继电器等电子元器件的识别和测量。

2.2.3 手工焊接操作

焊接在各领域有着广泛的应用，有文献称“焊接之于工业，如同关节之于人类，没有关节的人类将成为一摊软泥，而没有焊接的工业也必将走向衰败”。手工焊接操作是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法，它是电子产品装配维修中的一项基本操作技能。学生能够掌握手工焊接方法和判断手工焊接质量具有重要的意义。

2.2.4 电路模拟软件使用

结合学生学习需求和根据电路模拟软件的操作难度，实验内容选取了EveryCircuit和Multisim两款电路模拟软件，其中EveryCircuit是一款很好用的、十分小巧的电路仿真软件，该软件操作容易，能够动态显示电压和电流，可以通过动画帮助学生更好地分析电路的工作原理，同时为初学者提供了诸多常用的电路实例图，而且支持手机App运行，方便学生随时随地进行电路模拟实验。Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的专业级仿真工具，功能强大，软件中的元器件和虚拟仪表丰富，具有强大的仿真分析能力。

2.3 创新性实验

部分学生一直在被动地接受知识，进而不能有效地消化吸收书本上的知识点，缺乏独立思考和创新能力，因此开展创新性实验有着重要的意义，创新性实验的开展形式和实验内容也可以多样化，笔者主要采取以下两种形式。

（1）寻找一些现有的功能性套件（如电弧打火器、特斯拉线圈、改装电源适配器和日期电风扇等等）作为实验器材。结合基础性技能实验内容，首先，让学生利用仪表测试套件中的各个元器件，确定种类和参数，巩固测量仪表的使用方法。其次，让其按照实验套件的要求，完成元器件的组装和焊接操作，并通过调试实现套件的功能。通过劳动成果激发学生的学习兴趣。最后，引导学生分析、讨论实验套件的工作原理，将理论知识运用于实践，帮助学生更好地理解掌握理论知识，达成学习目标。

（2）吸引学生积极主动参与教学活动，通过创新性实验项目激发学生的想象力。上课时，确保学生学习的主体地位，创设民主融洽的课堂氛围，鼓励学生多思善问，激发学生的创新能力，创造师生和生生之间的相互启发和相互质疑的教学环境。学生采用自主合作方式，通过教师引导，拓展学生的思维空间，讨论和确定每组的创新性实验项目，运用所学理论知识和查询文献资料，完成项目设计，通过组织学生成果汇报和讨论集思广益，进一步完善项目设计，为大学生创新创业奠定基础。

开展创新性实验，能促使学生灵活运用理论知识，激发学生的想象力和发明创造力，改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱和动手能力不强的现状，改变灌输式的填鸭教学方法，调动学生的主观能动性。适当增加研究性学习和个性化培养的教学方式，可帮助学生提高学习兴趣和建立学习自信心，提高教学质量。

3 结语

由于医用电子学基础涵盖了工科类院校中的多门课程内容，并且实践操作性较强，针对医学院校学生的知识基础和课时安排不充足等实际情况，应对理论教学内容和实验教学内容进行精选，可以适当合并实验教学内容，重视实验教学过程。在开展验证性实验教学的基础之上，还应开展基础技能型实验和创新性实验，以使学生更加灵活地运用课本上的知识，提高学生的实际动手能力和学习兴趣，很好地促进学生自主学习，有效激发学生的创新能力，有利于提高学生的沟通能力和培养学生的团队精神。