生物醫(yī)學科學思維范文

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篇1

在教學過程中，教師不僅需要加強學生基礎知識的教學，更應重視學生思維能力的培養(yǎng)。思維能力是中學生物學習能力的核心內(nèi)容，它與觀察能力，實驗能力，自學能力密切相關。觀察時沒有思維活動的參與，是不可能將感性認識上升為理性認識的；做實驗必須手腦并用，不假思索的機械操作將無法提高實驗水平；自學能力的形成必須建立在一定思維能力的基礎上，由此可見思維能力對其它能力的發(fā)展水平起著制約作用，如何在課堂教學中培養(yǎng)學生的思維能力就成為每一位生物教師必須思考的問題。

一、引導學生明確思維目的

根據(jù)心理學研究表明，只有人類的思維才具有真正的目的性。生物課堂教學應當根據(jù)教學大綱和學生的實際情況來確定教學目標，實現(xiàn)教學目標首先必須引導學生學會明確思維目的，明確思維目的，其實質(zhì)就是通過分析未知和已知的矛盾，為最終解決矛盾找到恰當?shù)耐緩健?/p>

二、創(chuàng)設條件營造良好的思維情境

在課堂教學中，我們不把問題的答案一下子交給學生，而是通過創(chuàng)設良好的思維情境，將學生的注意力引導到最佳的思維狀態(tài)，善于為學生架設“臺階”，在反復的思維訓練中，讓學生通過自己的努力達到思維的目的。

1、通過課堂提問啟迪思維

思維是由問題開始的,并在解決問題的過程中發(fā)展,但實際上并不是所有的提問過程都是思維教學過程。如果所提的問題和原有的認知結(jié)構之間缺乏必然的聯(lián)系、過難或過易、缺乏提問的方式等，都不能引起學生的思維。設置課堂提問的目的是為了啟迪學生思維，要實現(xiàn)這個目的，必須具備目的明確、層次分明、把握時機、面向全體學生的基本要求。

2、通過思路教學激發(fā)思維

所謂思路教學,就是教師在研究教材思路和學生思路的基礎上,根據(jù)學科知識的邏輯結(jié)構和學生的思維特征,設計一條適合學生已有的知識水平,并有目的地促進其發(fā)展的科學思路,讓學生循著這條思路的正確線索而探索知識的教學過程。

3、通過生物實驗活躍思維

生物學是一門實驗性學科，生物實驗作為生物教學的重要組成部分，在發(fā)展學生思維方面有其獨特的地位和作用。

三、幫助學生掌握科學的思維方法

培養(yǎng)學生的思維能力，不僅要設法營造良好的思維情境，還應指導學生怎樣去思考，讓學生掌握科學的思維方法。在生物教學中，啟發(fā)學生用辯證的觀點和邏輯方法對自然現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象和其它感性材料進行分析、綜合、比較、抽象、概括、形成概念，做出合理判斷和正確推理的思維能力。幫助學生掌握科學的思維方法，是培養(yǎng)學生思維能力的前提。

1、分析與綜合

分析是把整體分解成若干部分、把復雜的事物分解為簡單的要素來認識、學習的一種思維方法。

2、歸納和演繹

歸納是根據(jù)個別事物具有某種屬性而推論某類事物具有該屬性，從個別事物中概括出一般結(jié)論的一種邏輯思維方法。歸納法能從經(jīng)驗事實中找出帶普遍性的規(guī)律和原理，擴大和獲得新知識。

3、比較、分類和類比

比較是在分析和綜合的基礎上確定這一事物與另一事物的相同點和不同點的方法。它可以幫助學生更好地掌握生物的本質(zhì)特點和相互聯(lián)系。

四、幫助學生提高思維品質(zhì)

思維的發(fā)生和發(fā)展，既服從于一般的、普遍的規(guī)律性，又表現(xiàn)出個性差異。這種差異體現(xiàn)了個體思維活動中的智力特征，這就是思維品質(zhì)。思維品質(zhì)包括敏捷性、靈活性、深刻性等。在生物教學中，訓練提高思維品質(zhì)是我們培養(yǎng)學生生物思維能力的一個重大突破口。

1、敏捷性是指思維過程的迅速程度，它反映了智力的敏銳程度。表現(xiàn)在思考問題時反應靈敏，推理過程簡捷、快速。這種思維品質(zhì)我們可以在生物學習的訓練中得到提高，比如辨析概念，歸納類比，遺傳計算等。

2、靈活性是指思維活動的靈活程度，它反映了智慧能力的“遷移”，是對原來他人或自己所確定的思維框架的突破甚至摒棄，根據(jù)已經(jīng)變化了的新情況及時調(diào)整改變研究的方案、思考的程序、實施的途徑，求得更新更快更科學的解決問題的方法。

篇2

關鍵詞：激活；舞蹈；創(chuàng)意思維

中圖分類號：G623.9 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2014）01-0068-01

素質(zhì)教育舞蹈課以激發(fā)孩子的創(chuàng)造力、即興表現(xiàn)力作為教學目標，讓學生時刻從創(chuàng)作表現(xiàn)的角度考慮問題，通過跳舞培養(yǎng)和展示學生的創(chuàng)意性思維。

一、營造氛圍，激發(fā)創(chuàng)造欲望

良好的開端是成功的一半，在教學中，我從問好入手，讓學生在有趣的互動游戲中感受舞蹈創(chuàng)作的快樂。“同學們，用膝蓋和其他同學輕輕打個招呼吧！”隨著教師的一聲令下，教室里熱鬧起來，學生們邊笑邊用“膝蓋碰膝蓋”的方式響應老師的指令。“能不能再用胯和身邊的同學打個招呼？”這回，教室里簡直要沸騰了，學生們大膽地扭起胯，左碰一下，右碰一下，連貫起來就像在跳一種幽默的舞蹈。

二、有效引導，提高創(chuàng)意思維

（一）視覺感知、思維啟蒙

舞蹈給孩子的第一感受就是形態(tài)美。針對中低段孩子以直觀形象為主的思維方式，在教學中，教師可以通過視覺的感知、對比，讓孩子直觀地感受舞蹈的形態(tài)美，并起到思維啟蒙的作用。在一堂《詠鵝》的舞蹈課上，教師利用多媒體展示了一組不同形態(tài)的天鵝圖片，學生通過對天鵝近距離的觀察、討論，打破了對天鵝原有的想象，拓寬了孩子們的思維，引發(fā)了大家的想象。

（二）創(chuàng)設情境、啟發(fā)思維

舞蹈是一門高深的藝術，如何深入淺出地引導學生學習，成為了素質(zhì)教育舞蹈課的一個難題，針對孩子的心理和生理年齡特點，教師巧設情境，弱化難點，創(chuàng)意性地引導學生層層推進，學習編創(chuàng)。

在這形象生動、童心未泯的語言描述中，學生不僅直觀地感受到天鵝的性格特點，同時還創(chuàng)造性地塑造了天鵝的各種形態(tài)、動作，不僅達到教師最初的設計意圖，還超越了許多老師的預期。

（三）合作探究、激發(fā)思維

在舞蹈教學中，學生通過合作探究常常會有“意外”的驚喜呈現(xiàn)出來。例如在一次《芬芳茉莉》的舞蹈課中，教師先集體教授了舞蹈組合《茉莉花》，然后要求各小組在這個舞蹈組合的基礎上進行編創(chuàng)、拓展到了展示的環(huán)節(jié)，孩子們的編創(chuàng)結(jié)果令我瞠目結(jié)舌，五個小組中有三個小組不僅出色的完成編創(chuàng)任務，還創(chuàng)造性地加入隊形的變化。我們挑選了兩個小組進行集體教學，請這兩組的孩子當當“小老師”，分散到其他小組進行教學。在合作學習中，成員相互合作、競爭，激發(fā)了學習熱情，挖掘了個體學習潛能。

三、聆聽對比，引導發(fā)散思維

音樂與舞蹈本是一家，在舞蹈教學中，如何拓展學生發(fā)散思維，我也嘗試許多做法。

確定主題、展開想象。例如在一次編創(chuàng)活動中，教師先明確《木偶》這個編創(chuàng)主題，然后片段播放三種不同情緒的音樂，讓學生對比聆聽、自主選擇一種進行編創(chuàng)，在隨后的展示中，滑稽的、可愛、悲傷的木偶各種形象陸續(xù)出現(xiàn)，更甚者有一位學生將其學過的機械舞改編成木偶舞，一下就吸引了大家的注意力，也將舞蹈課堂推向。可見，只要我們正確引導、方法得當，總能收到“意外”的驚喜。

四、激勵評價，培養(yǎng)創(chuàng)意思維

素質(zhì)教育舞蹈課堂面對的是一個個鮮活的、有獨立見解的個體，他們的舞蹈基礎參差不齊，這就要求教師用發(fā)展的眼光來評價學生，對學生的要求也不能一刀切。

在教學中，我針對學生層次不一的特點，采用爭星評價的方式，將漂亮的小星星設計成不同顏色，分別代表教師的不同評價，比如紅色小星代表認真思考、發(fā)言踴躍，藍色小星代表想法獨到、有創(chuàng)意等等，對學生進行有針對性的評價，及時鼓勵，讓學生在愉悅中體驗情感、在自信中發(fā)展創(chuàng)造。

弗里德·海納曾經(jīng)說過：“倘若把創(chuàng)造力作為教育的目標，那么實現(xiàn)的前提就是創(chuàng)造性的教師。”作為現(xiàn)代的音樂教師只有更新觀念，合理、有效地引導，讓孩子在微笑中成長，才能使我們的舞蹈課堂迸發(fā)出迷人的火花。

參考文獻：

[1]鮑茶美.關注觀察提高兒童舞蹈表現(xiàn)力[J].中小學音樂教育，2013（4）.

[2]吳斌.中國音樂教育[M].天津：天津人民美術出版社，2011.

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［關鍵詞］生物醫(yī)學工程；介入超聲學；微創(chuàng)技術

生物醫(yī)學工程學是生物學、自然科學與工程學、醫(yī)學等多專業(yè)結(jié)合的典型的交叉性學科，研究內(nèi)容涉及：探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機理，并通過相關技術手段對疾病提供診斷、治療、預防的有效方法。不久的將來，各種技術相互融合、現(xiàn)有技術的不斷演變、改進，新技術的發(fā)明、醫(yī)療整合及精準醫(yī)療的出現(xiàn)會更好的為人民的健康事業(yè)服務。未來醫(yī)學對于操作的微創(chuàng)性、精準性的要求會越來越高，生物醫(yī)學工程在醫(yī)學中的應用也越來越廣、越來越精，生物醫(yī)學的發(fā)展無疑會對醫(yī)學的發(fā)展展現(xiàn)其巨大的創(chuàng)造力和推動力。

1生物醫(yī)學工程在臨床中的應用及發(fā)展

1．1微創(chuàng)技術

“微創(chuàng)技術”始終貫穿于整個醫(yī)學發(fā)展，是醫(yī)學技術未來發(fā)展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創(chuàng)操作”的概念［1］。而“微創(chuàng)外科”的概念是在微創(chuàng)概念的基礎上出現(xiàn)的，其本質(zhì)是腔鏡技術。相對于傳統(tǒng)開放手術，實則就是對患者采用最小創(chuàng)傷達到最佳治療效果的方法都歸“微創(chuàng)技術”，如介入超聲、介入放射、內(nèi)鏡、腔鏡及微創(chuàng)化手術等。而這些微創(chuàng)技術創(chuàng)造、發(fā)明，都是在生物學、工程學及醫(yī)學等多學科的融合下完成的。

1．2內(nèi)鏡技術

我國內(nèi)鏡技術起步較晚，但發(fā)展較快，目前國內(nèi)臨床工作中常用的是纖維內(nèi)鏡。伴隨科學技術及醫(yī)學技術的不斷發(fā)展，內(nèi)鏡和腔鏡技術都不同程度的得到進一步發(fā)展及完善，診療過程也越來簡便、微創(chuàng)化，是微創(chuàng)技術發(fā)展中最為全面和成熟的，如目前有更輕便的膠囊內(nèi)鏡等，無處不體現(xiàn)生物醫(yī)學工程的重要性。

1．3腔鏡技術

腔鏡技術的發(fā)展在過去的20世紀80年代后期才有了質(zhì)的飛躍，其中最為突出的是腹腔鏡技術的發(fā)展，自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術之后，腔鏡技術在國內(nèi)發(fā)展迅猛，直到今天腔鏡技術廣泛應用于各個外科領域［2］，目前國際及國內(nèi)更流行的有3D腹腔鏡及達芬奇機器人手術系統(tǒng)。

2生物醫(yī)學工程在影像及介入醫(yī)學的應用

2．1影像介入技術

隨著醫(yī)學技術的進步，影像學科也在不斷發(fā)展，尤其是透視引導下的微創(chuàng)技術更是發(fā)展迅猛。根據(jù)透視設備的不同，透視微創(chuàng)技術主要包括在X光／CT引導、超聲引導和MRI引導下開展的透視微創(chuàng)治療技術。而介入超聲因其設備輕便、操作簡便、無輻射等優(yōu)點深受廣大醫(yī)務人員及患者的青睞。

2．2介入放射學

介入放射學技術是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應用的，此技術出現(xiàn)后就引起了世界醫(yī)學界的廣泛關注，從此，世界范圍內(nèi)掀起了研究和應用的熱潮。其應用范圍也在不斷擴展。介入放射學因其創(chuàng)傷小、效果好等特點，世界范圍內(nèi)絕大部分醫(yī)療機構都成立有不同規(guī)模的、單獨的介入科，介入治療在國內(nèi)外已成為部分疾病的常規(guī)診治措施，甚至取代了外科手術。

2．3CT引導下的微創(chuàng)－數(shù)字技術與醫(yī)學的融合

生物醫(yī)學不僅在診療設備、三圍圖像重建及數(shù)字醫(yī)學等方面取得跨越式的進步，而且在診療模式也發(fā)生了根本性的改變，這些成果的取得恰恰是在計算機輔助下完成的［3］。主要體現(xiàn)為CT輔助的立體定位技術，例如CT定位引導下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。

2．4超聲引導微創(chuàng)技術

我國在半個多世紀前超聲學已應用于醫(yī)學臨床診斷，相對于其他醫(yī)學影像學，超聲有其諸多優(yōu)勢（如無放射性、無創(chuàng)傷、費用低廉、設備簡單、報告迅速、便于多次隨訪等），而且還可以動態(tài)觀察機體或臟器情況，對體內(nèi)病理改變比較直觀，故在超聲引導下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進行微創(chuàng)治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視，尤其在小腫瘤的治療優(yōu)勢更明顯，其不僅代表了21世紀現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的方向，而且還展現(xiàn)了其定位精準、療效顯著、微創(chuàng)安全的醫(yī)學發(fā)展模式。介入超聲學在臨床的應用使其成為最具發(fā)展?jié)摿蛯W術活力的醫(yī)學科學體系。近10余年，由超聲科、醫(yī)學工程學科專家創(chuàng)立和發(fā)展起來的這門新型學科技術，正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫(yī)師所應用，這不僅使得介入超聲學得到更迅速的傳播和承認、在腫瘤及多種技術的綜合應用等方面取得重要進展，同時也體現(xiàn)了生物醫(yī)學工程在臨床中的重要地位。超聲引導下腫瘤的射頻消融術對探針的要求比較高，而目前對金納米材料的研究成了科學研究領域的一大熱點，并取得了很大進展。大量的研究結(jié)果表明，金納米材料具有獨特的光學、電學、熱學、化學等性質(zhì)，在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機物的選擇性催化反應等領域有著巨大的優(yōu)勢和廣闊的應用前景［4～7］。面對學科發(fā)展之迅速。要求我們必須努力發(fā)展新技術、開展新業(yè)務，同時也要求我們技術操作更科學、合理、規(guī)范、個體化［8］，而這些恰恰需要有生物醫(yī)學工程的參與，才能創(chuàng)造出更多、更精、更無創(chuàng)的醫(yī)療設備。

3生物醫(yī)學工程展望

3．1生物醫(yī)學工程學與其他學科的多學科合作

微創(chuàng)技術需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”，“會治病”更重要，這就要求我們必要要培養(yǎng)一種臨床思維模式，這正如我們需要通過“微創(chuàng)”在客觀上建立另一種臨床思維模式，即微創(chuàng)技術的創(chuàng)新－微創(chuàng)醫(yī)學的長遠發(fā)展［9］；在微觀上，借國家醫(yī)改大好政策，展望未來5～10年微創(chuàng)技術將會進一步發(fā)展及普及，如現(xiàn)有各種微創(chuàng)技術的全面、系統(tǒng)提升，以及不同技術間的融合及新技術的創(chuàng)新發(fā)展。但是，微創(chuàng)醫(yī)學發(fā)展到今天仍挑戰(zhàn)巨大，特別是學科之間競爭激烈，這些可以在醫(yī)療資源及專業(yè)主導地位的分配反映出來，故使我們不僅要更進一步加快學科建設、人才培養(yǎng)，而且要促使基礎、臨床及預防醫(yī)學和其他多個學科之間的合作，更進一步加快生物醫(yī)學工程在醫(yī)學中創(chuàng)造新方法、制造新設備的步伐，最終使各個學科受益，各個患者、醫(yī)生受益。

3．2醫(yī)療整合

近些年臨床各亞專科、亞專業(yè)的進一步細化，國內(nèi)醫(yī)學的發(fā)展模式也是以“能分則分、能細則細”為主，這雖然在一定程度上提高了診療水平，同時伴隨的是醫(yī)學知識及診療實踐出現(xiàn)碎片化、機械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳’的狀況以及未來醫(yī)學到底該如何發(fā)展？樊代明、郎景和等多名院士及著名醫(yī)學專家在2016年中國整合醫(yī)學大會的發(fā)言稱：實現(xiàn)醫(yī)學模式轉(zhuǎn)變不僅要進行醫(yī)學整合，而且未來醫(yī)學發(fā)展的方向，更需要我們?yōu)楸Ｕ先祟惤】刀邆湫碌呐R床思維模式和新的醫(yī)學觀念，而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫(yī)學，前提必須是以人的整體為基礎，根據(jù)生物、心理、社會、環(huán)境的現(xiàn)實將各醫(yī)學專業(yè)目前國際最先進的知識和各專科最有效的治療加以有機整合，使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫(yī)學體系，醫(yī)療服務不僅使得心身并舉、防治結(jié)合，而且要達到醫(yī)養(yǎng)共進、人病同治的目的。國民全面健康，醫(yī)學發(fā)展必須要靠基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、生物工程學及預防醫(yī)學等多學科整合，醫(yī)學又是自然科學、社會科學和人文科學等多學科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關的學科或科學都應該用來更好的為醫(yī)學服務，為人類健康服務。而生物醫(yī)學工程正是這樣一門學科。同時把各種先進知識、有效實踐經(jīng)驗進行合理、不同程度的整合，使其更好的為人類健康服務，形成生命醫(yī)學高度融合的乘法效應。

3．3精準醫(yī)療

美國總統(tǒng)奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講，宣布美國正式啟動“精準醫(yī)學”研究計劃［10］。早在2011年，由美國科學院、工程院、國立衛(wèi)生研究院及美國科學委員會就共同發(fā)出了“精準醫(yī)學”的倡議［11～13］。其最高規(guī)模4大研究機構的聯(lián)手倡議，為未來的醫(yī)學指明方向，代表精準醫(yī)學就是未來的醫(yī)學發(fā)展方向。醫(yī)學發(fā)展史上發(fā)展的3個里程碑分別是經(jīng)驗醫(yī)學、實驗醫(yī)學和循證醫(yī)學。而過去的研究模式以試驗為主導的［14，15］，這不僅和臨床距離大，而且根本無法達到臨床需求。而以臨床為主導的新研究模式恰恰是目前所提出的精準醫(yī)學，精準醫(yī)療的發(fā)展必然要應用更精準的醫(yī)療儀器及設備，而精準設備及儀器的研發(fā)恰恰需要生物醫(yī)學工程與其他學科的融合［16］。展望未來，所有疾病的治療最終都將走向精準醫(yī)學，醫(yī)學的發(fā)展一定和生物醫(yī)學工程的“同呼吸、共命運”。

參考文獻：

［3］羅長坤．當前生物醫(yī)學發(fā)展特征及其對科技創(chuàng)新方式的啟示［J］．醫(yī)學與哲學，2014，35（1A）：1－4．

［4］張磊，劉曉燕，沈晶晶，等．納米顆粒在抗癌藥物可控靶向釋放中的應用［J］．化學進展，2013，25：1375－1382．

［5］曹豐晶，胡玉才，王卓，等．金納米顆粒在疾病診斷和食品檢測領域的研究進展［J］．中國材料進展，2012，31：31－35．

［6］凌萍，張旭光，涂或．納米金在腫瘤顯像與放射治療中的應用［J］．國際放射醫(yī)學核醫(yī)學雜志，2011，35：59－62．

［7］王亮，孟祥舉，肖豐收．負載型納米Au催化劑催化氧化反應的研究進展［J］．石油化工，2010，39：827－833．

［8］馬和平．微創(chuàng)介入放射學的臨床實踐與展望［J］．內(nèi)蒙古醫(yī)學雜志，2006，38（6）：489－491．

［9］王永光．微創(chuàng)、微創(chuàng)外科與微創(chuàng)醫(yī)學［J］．中國醫(yī)刊，2004，39（1）：57－59．

篇4

BME的重要目標之一是發(fā)展非侵入式的診斷技術用于治療和診斷疾病。生物醫(yī)學影像是一種非常有效的對結(jié)構與功能進行診斷的非侵入式技術。現(xiàn)在，生物醫(yī)學影像學已成為現(xiàn)代化醫(yī)院的主要標志之一，它是臨床研究的一種主要工具，也是醫(yī)院開展新技術、新業(yè)務的重要基礎。生物醫(yī)學影像學是如此的重要，美國國立衛(wèi)生研究院（NationalInstitutesofHealth，NIH）在20世紀初就改變了它們傳統(tǒng)的疾病和器官的機構模式，建立了國立生物醫(yī)學影像學與生物工程學研究院（NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering，NIBIB）。而在我國國家基金的醫(yī)學科學三處，影像醫(yī)學不再是BME中的一個分支，而是被放到與BME同等的地位。美國最近開展的一項被認為可與人類基因組計劃相媲美的腦科學研究計劃，正是生物醫(yī)學影像學在神經(jīng)科學領域的巨大應用。根據(jù)美國勞工部的統(tǒng)計顯示，BME專業(yè)是美國就業(yè)領域中需求增長最快的專業(yè)，從2010年到2018年預計有72%的增長，而生物醫(yī)學影像學又是BME中增長最快的領域。

生物醫(yī)學影像學隨時間在飛速地發(fā)展，被廣泛應用在臨床和基本生理和生物學的研究之中。大量的新發(fā)明出現(xiàn)在生物醫(yī)學影像領域，被用于創(chuàng)建新的影像模式；提高圖像的空間與時間分辨率與對比度；提供更為方便使用的影像數(shù)據(jù)分析和可視化；進行遠程醫(yī)療等。生物醫(yī)學影像學是一門交叉學科，它的飛速發(fā)展不僅需要優(yōu)秀的生物醫(yī)學影像從業(yè)人員，也對生物醫(yī)學影像的教育提出了更高要求和全新的挑戰(zhàn)。如何提高生物醫(yī)學影像人才隊伍的綜合水平，已迫在眉睫。

二、生物醫(yī)學影像學教育

1.生物醫(yī)學影像學從業(yè)者的變化

現(xiàn)代化的大型生物醫(yī)學影像設備是集物理、材料、機械、電子、計算機、自動化、網(wǎng)絡等多種技術于一體的精密儀器。它的操作、維護和保養(yǎng)均十分復雜，對操作者的素質(zhì)要求比較高。數(shù)十年前，大型生物醫(yī)學影像設備的從業(yè)者是一些受過醫(yī)學圖像培訓的物理學家。隨后，這項工作主要由本科物理專業(yè)、研究生醫(yī)學物理專業(yè)的畢業(yè)生充當。而在今天，大型生物醫(yī)學影像設備的操作者主要來自于BME專業(yè)畢業(yè)的本科生和研究生。BME的教育由于融合了物理科學、工程方法和技術以及生物醫(yī)學，使得BME專業(yè)的畢業(yè)生極為適合生物醫(yī)學影像學方面的工作。生物醫(yī)學影像學從業(yè)者的變化給人們提出了三個教育中的問題：是否所有的BME學生都需要對生物醫(yī)學成像有一些基本的了解和認識？BME專業(yè)的學生需要掌握哪些生物醫(yī)學影像學知識？如何使學生更好地了解、設計及使用成像系統(tǒng)？

2.生物醫(yī)學影像學的知識結(jié)構和應掌握的基本知識

生物醫(yī)學影像學的知識來自于多個學科領域，包括電氣工程學、機械工程學、生物物理學、數(shù)學、物理學、材料科學、生物學等。生物醫(yī)學影像學需要具備基本能量物理、輻射、輻射能量與物質(zhì)的交互、硬件設計與實現(xiàn)、數(shù)據(jù)收集、分析和可視化、組織器官基于圖像的建模、數(shù)學變換、信號和圖像處理、軟件工程、信息論以及高性能計算等多方面的知識。由于生物醫(yī)學影像學在BME教育中的重要性，BME的學生即使未來不從事相關的工作，他也應該學習生物醫(yī)學成像和生物醫(yī)學圖像處理的基礎課程。他們應該理解常用圖像模式的基本成像原理和它們的優(yōu)缺點，如何進行基本的圖像分析與處理，常用模態(tài)圖像的基本解釋等。而未來準備從事相關工作的BME學生，則應該選擇一到兩種影像模式，圍繞它們的具體應用進行更深入的學習與研究。

3.生物醫(yī)學影像學教育中存在的挑戰(zhàn)

在生物醫(yī)學影像學教育中，存在著一些挑戰(zhàn)阻礙著高質(zhì)量的生物醫(yī)學影像學教育。這些挑戰(zhàn)包括有限的動手實踐、教科書中的知識老化等。生物醫(yī)學影像學是一門理論與實踐、原理與應用緊密結(jié)合的學科，實踐教育可以使學生快速有效地掌握必要的基礎理論、基本知識，節(jié)省時間，提高授課的效率。醫(yī)療機構對生物醫(yī)學影像專業(yè)大學生的實際操作能力要求越來越高，因此，必須提高醫(yī)學影像工程專業(yè)實踐教學，提升學生的就業(yè)競爭力。而在生物醫(yī)學影像學教育中，使用實際影像設備進行教育，往往由于安全問題和成本高而變得不可行。例如，小型x-射線管和在影像中使用的放射線核素在成本上是可行的，但它們所釋放的電離輻射對人體存在安全危害，不適合在高校課堂中使用。如果不考慮安全問題，會發(fā)現(xiàn)一臺基礎的磁共振設備就需要數(shù)十萬元，而且后期也存在著大量的維護費用，往往不是高校的教育經(jīng)費可以承擔的。當前，在醫(yī)院的放射科、影像科等科室中，現(xiàn)代化的大型生物醫(yī)學影像設備被廣泛地采用。而在大學的實體教學中，學生卻往往沒有機會接觸這些設備，這就造成了教學與實踐環(huán)節(jié)的脫節(jié)。另外，生物醫(yī)學影像學是一個高速發(fā)展的領域，每隔五到十年都會有較重大的突破。而在教學中教材的建設是一個較長期的過程，一本教材往往需要數(shù)年才能成形，這就導致了有時教科書和其他教育資源還沒出版就有些過時了。

4.生物醫(yī)學影像學教育中的資源

在生物醫(yī)學影像學教育中，網(wǎng)絡可以為學生與教師提供了一個開放、共享與實時的資源平臺，大量的不同影像模式和針對不同的生物醫(yī)學應用的影像被放在網(wǎng)絡上共享，這就使得學生們可以更好地理解圖像形成的方式和認識如何根據(jù)工程和科學的需要生成圖像，從而將抽象概念形象化、具體化。一個在線的超聲波教程被證明在幫助BME學生學習超聲波的基本知識上比常規(guī)教程更為有效。當前，在課堂中使用真正的成像設備是有一定難度的，而影像設備模擬器則是課堂學習一種非常有用的輔助手段。仿真大腦數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)磁共振設備掃描參數(shù)的不同生成T1、T2以及PD模式的大腦磁共振圖像。美國的MedSim公司也直接提供了超聲圖像仿真儀用于實體仿真。在教學過程中，應加強實驗室、實習基地、模擬器、網(wǎng)絡資源等實驗實踐教學平臺建設，提供給學生一些重要的電子資源，便于學生課外自學，鞏固知識，鞏固基礎性、實用性、穩(wěn)定性的實踐教學資源。根據(jù)教育技術的發(fā)展，對教學方式、內(nèi)容與手段等進行改革。從過去的以教師傳授，學生被動接受知識向以學生為主體，增強對學生創(chuàng)新意識和動手能力的培養(yǎng)、應用與綜合能力的培養(yǎng)，教師積極引導的方式轉(zhuǎn)變，構建良好的學習與交互平臺，培養(yǎng)學生主動探索和高級思維的能力，廣泛而深入地參與到教學過程。

5.生物醫(yī)學影像學教育中的教學方法的改進

生物醫(yī)學影像學的教學不再是以課堂灌輸為主，傳統(tǒng)的教學模式必然會導致教學質(zhì)量和學生學習積極性下降，它的改革勢在必行。如何高質(zhì)量地完成現(xiàn)代醫(yī)學影像學的教學成為擺在教師面前的一項艱巨的任務。學科的迅速發(fā)展與實際應用的需求產(chǎn)生導致生物醫(yī)學影像學技術也不斷創(chuàng)新，新的理論、新的方法被應用于生物醫(yī)學影像學領域，如多模態(tài)成像系統(tǒng)的出現(xiàn)，從解剖圖像到功能圖像，從宏觀的組織結(jié)構影像到微觀的分子影像，成像技術與手段不斷更新等。隨之，也出現(xiàn)了一些新的生物醫(yī)學影像處理方法，包括圖像的融合、三維圖像分割、圖像動態(tài)跟蹤、分子影像分析等。教師的科研方向及課題都具有一定的前瞻性，采用的理論與方法較新。教師可結(jié)合具體的項目，實施“產(chǎn)學研”結(jié)合，根據(jù)所在領域的國內(nèi)外研究動態(tài)，以專題討論或穿插于課堂教學的方式，及時跟蹤學科發(fā)展動態(tài)，將最新的知識與先進技術介紹給學生，使其掌握本學科最前沿的學術思想與專業(yè)知識。此外，宜結(jié)合國內(nèi)外醫(yī)學影像乃至生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展，分析國內(nèi)相關技術水平與差距，使學生能從宏觀上把握學科知識與相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

三、小結(jié)

篇5

關鍵詞：生物醫(yī)學 信息 傳輸機制

【中圖分類號】R-0 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2014）04-0038-01

普通的信息傳播需往往需要一定的介質(zhì)，生物信息的傳遞不僅需要在科學工作者之間進行傳遞，同時在相應的生物醫(yī)學信息傳輸系統(tǒng)中進行傳遞需要科學的普及支持以及工作的實踐支持[1]。生物醫(yī)學信息的傳遞主要是通過媒介進行傳播，而且媒介占據(jù)著重要的地位，同時生物醫(yī)學信息的傳播是人們進行醫(yī)學信息交流的一種社會化活動形式，將科技知識、信息的傳授和交流等進行科學的普及和推廣。生物醫(yī)學信息的傳遞包含了三個方面的層次，首先是人們通過科學的邏輯思維對于科學知識、科技手段以及科技理論進行傳輸，其次是根據(jù)傳輸手段的不同來選擇合適的傳輸媒介和方式，最后則是指生物信息傳遞的一種社會價值體現(xiàn)。本文就主要的生物醫(yī)學傳輸機制進行介紹，主要從傳輸機制進行概括性介紹。

1 生物醫(yī)學信息傳輸

1.1 含義介紹。所謂的生物醫(yī)學信息的傳輸其實就是生物醫(yī)學的技術傳輸，或者是生物醫(yī)學知識傳輸。傳輸?shù)倪^程中使用不同的文字表述，在不同的文化背景下生物醫(yī)學信息的傳輸具有一致性，同時生物醫(yī)學信息的傳輸在當前的發(fā)展中需要進行創(chuàng)新改進。生物醫(yī)學的傳輸分為兩種級別，第一級是生物信息本身的知識傳輸，其在傳輸過程中主要是對生物醫(yī)學的基本科學事實和科學研究的進展進行傳輸。而第二級則是將傳輸理念性東西較之本身的科學技術更加高，例如在傳輸過程中需要利用科學思想、方法、精神等本質(zhì)性傳輸。

1.2 生物信息傳輸各個區(qū)別。生物信息在進行傳輸過程中包含了技術傳輸、科學傳輸以及科學技術傳輸?shù)热齻€方面，同時這也是科學和技術相互滲透的具體體現(xiàn)，它們之間存在著交叉，同時還存在著截然不同，但是卻不能夠進行分割[2]。從字面意思來看，科學傳輸則注重傳輸知識的思想和觀點成分，科學觀點科學事實成為傳輸重點，推廣和實用技術的傳輸則顯得次要，此時生物信息的傳輸成為其組成部分。目前生物醫(yī)學信息傳輸與生物醫(yī)學的知識傳輸在劃分上并無明顯的區(qū)分，基本上都將其劃分為科學技術傳輸?shù)姆懂牐镝t(yī)學信息的傳輸主要是對知識進行共享，促進了科學技術應用、社會進步的基礎功能。

2 生物醫(yī)學信息傳輸系統(tǒng)結(jié)構

2.1 層次結(jié)構。生物醫(yī)學信息系統(tǒng)的層次結(jié)構受到內(nèi)部機制和外部環(huán)境的共同影響，生物醫(yī)學信息系統(tǒng)的層次特點主要體現(xiàn)其穩(wěn)定性，如果沒有將其全部系統(tǒng)破壞，將無法取締系統(tǒng)中的任何構成要素。生物醫(yī)學信息系統(tǒng)包含了多個系統(tǒng)層次，其傳輸?shù)南到y(tǒng)中由于其本質(zhì)特征存在著多重結(jié)構，個體系統(tǒng)中其既是傳輸主體同時又是受眾主體，通過個體的系統(tǒng)組成群體系統(tǒng)，群體系統(tǒng)之間傳輸則屬于群體傳輸，群體系統(tǒng)在更高層次的傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮著其重要的作用，形成了整個社會的系統(tǒng)傳輸[3]。

2.2 生物醫(yī)學信息傳輸?shù)燃墶Ｉ镝t(yī)學信息傳輸過程中分為內(nèi)部交流、科學教育、科普教育以及技術轉(zhuǎn)移等。內(nèi)部交流則是發(fā)生在科學工作者內(nèi)部之間的生物醫(yī)學信息交流行為，通過對生物信息的傳輸渠道以及科技專業(yè)之間介紹實現(xiàn)交流性傳遞。科學工作者通過對醫(yī)學信息進行消化、吸收和創(chuàng)新來實現(xiàn)傳輸，工作交流成為了內(nèi)部傳輸?shù)闹饕问剑梢杂欣趦?nèi)部工作人員對于醫(yī)學科技和新的研究方法和數(shù)據(jù)的交流，從而提高整體的知識水準。科學教育則是通過教育的方式向受教育者提供知識的講解，將主要的生物醫(yī)學信息的知識和方法以教育的形式進行傳授，學習者則通過不斷掌握科學技術、專業(yè)知識和科學方法等實現(xiàn)對醫(yī)學信息的傳輸交流。科普教育則是向公眾進行科普知識的講解傳授行為，使得公眾能夠理解相應的科學技術知識，同時還能有效的提高公眾的科學涵養(yǎng)，至少使得大眾能夠區(qū)分科學和偽科學。技術轉(zhuǎn)移則主要是指將科學技術知識傳遞給相應的生產(chǎn)部門，不斷推動科學技術的應用，將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)成果。

2.3 生物醫(yī)學信息傳輸模式。生物醫(yī)學信息的傳輸模式主要分為三個層面，分別是信息論傳輸模式、控制論傳輸模式、系統(tǒng)論傳輸模式[4]。信息論傳輸模式從簡單來看，主要將生物醫(yī)學信息傳輸看做是單向、直線的傳輸模式，僅僅是存在于內(nèi)部活動之中，不會受到社會和環(huán)境因素的影響。控制論傳輸模式則是傳輸?shù)闹黧w接收到外界信息請求之后對其進行分析，然后將生物醫(yī)學信息進行選擇性的傳輸，此間存在著一種反饋機制，可以將整個傳輸-反饋看做是一個傳輸?shù)幕芈罚敲丛诖讼到y(tǒng)中則可以通過自我調(diào)節(jié)來實現(xiàn)信息傳輸?shù)难h(huán)。系統(tǒng)論傳輸模式則是將心理因素、社會因素以及其他因素構成了一種傳輸?shù)膱觯@些因素之間相互制約，同時將生物醫(yī)學信息的傳輸?shù)母鱾€集點視作傳輸系統(tǒng)中的關鍵性環(huán)節(jié)。

3 小結(jié)

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于效益的要求變得越來越高，因此在對生物醫(yī)學信息傳輸?shù)难芯恐行枰鉀Q很多的難點和問題。生物醫(yī)學信息直接關系到人們的生活，對其進行傳輸、接收以及反饋的研究可以有效的實現(xiàn)對新的科學技術的交流。生物醫(yī)學信息的傳輸可以促使人們培養(yǎng)出良好的科學素養(yǎng)，連同相關的教育機構、宣傳機構等之間進行科學技術交流，不論其交流的形式是何種，能夠達到相應的傳輸目的則顯示出傳輸?shù)挠行浴１疚闹饕獙τ谏镝t(yī)學信息傳輸機制進行研究，將科學信息在民眾之間進行傳輸，同時還能夠在科學研究群體中進行交流，這樣可以實現(xiàn)對生物醫(yī)學信息的共享，從而達到整體科學素質(zhì)的提升效果。

參考文獻

[1] 丁誠.生物醫(yī)學信息的傳輸機制研究[D].中南大學，2011

[2] 李國峰.基于生物醫(yī)學信號的體域網(wǎng)低功耗設計與研究[D].吉林大學，2011

篇6

【關鍵詞】組合數(shù)學 教學方法 生物醫(yī)學 生物信息學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0132-02

伴隨著信息時代的來臨，特別是生物醫(yī)學科學研究的迅猛發(fā)展，尤其是生物信息學這門科學的出現(xiàn)使得原來的生物醫(yī)學研究向低通量的臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向高通量分子生物學數(shù)據(jù)。組合數(shù)學作為一門應用性較強的數(shù)學分支，在生物醫(yī)學中的應用廣泛，面對多因素高通量的生物醫(yī)學問題，增加高等學校，特別是生物信息學專業(yè)學生的組合數(shù)學知識，培養(yǎng)他們運用組合數(shù)學方法分析和解決生物醫(yī)藥科學問題的能力已經(jīng)成為必要。如何在教學過程中提高學生學習組合數(shù)學的興趣，建立組合數(shù)學的邏輯思維用于解決醫(yī)學問題是我們教育工作者需要思考的問題。

一、高等學校組合數(shù)學的特點及教學現(xiàn)狀

組合數(shù)學是一門研究離散對象的科學，在計算機科學、信息科學中具有重要的地位，是理科及工科院校的一門必修課，隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學的日益發(fā)展，組合數(shù)學的重要性也日漸凸顯。組合數(shù)學對于生物醫(yī)學專業(yè)基礎課有著直接的衍射作用。目前，部分開設組合數(shù)學課程的生物高等學校的主要面向生物信息學、統(tǒng)計學等等專業(yè)開設，講授學時30到60學時。在大部分生物高等學校并沒有該類課程的設置，也是導致高等學校組合數(shù)學教師隊伍的匱乏的主要原因。而且目前組合數(shù)學授課考核形式也比較單一。組合數(shù)學主要是以理論授課形式為主的教學方式，考試成績是考核學生的唯一標準，忽視了學生在學習過程中的考核。信息時代學科的交叉發(fā)展體現(xiàn)在組合數(shù)學在各個學科中不可替代的作用，因此提高生物高等學校學生的組合數(shù)學學習興趣，培養(yǎng)他們運用組合數(shù)學的能力是目前迫切需要解決的問題。

二、改進組合數(shù)學教學措施，提高學生興趣

（一）更新教學內(nèi)容，改進教學方法

目前的組合數(shù)學內(nèi)容主要有： 鴿巢原理、排列與組合、容斥原理、遞推關系、生成函數(shù)等基本的組合數(shù)學知識及其在數(shù)學中的應用。為了讓學生在有限的學時內(nèi)學完必要的知識，更新和精選教學內(nèi)容顯得尤為必要，將以組合數(shù)學內(nèi)容為主導的教學模式改進成以生物醫(yī)學問題為導向的教學模式。由于面向醫(yī)學專業(yè)的特殊性，從內(nèi)容上應著重選擇與醫(yī)學知識聯(lián)系緊密的內(nèi)容，采取精講和略講相結(jié)合的方式。根據(jù)不同專業(yè)背景更新組合數(shù)學的教學內(nèi)容往往能夠起到事半功倍的效果。以下是我們在講解排列與組合一章時的一個教學實例：“生物遺傳信息是由DNA分子中4個堿基核苷酸就像電報密碼似的以不同的排列順序記錄下來，它載著人類的全部基因或全部遺傳信息，人的DNA約有30億（3×109） 堿基對，按照排列的思想可知人類基因組可能的排列方式有N=4■=（4■）■≈（1.52）■種，然而人類僅從這無窮多的方式中選了一種作為全人類共同的遺傳密碼，可見我們的基因組是祖先們留給人類的最寶貴的財富！”。這樣的實例教學不僅可以讓學生熟悉課堂知識，還能讓學生對所學的知識進行綜合的運用，更重要的與生物醫(yī)學問題的結(jié)合提高了學生的學習興趣。通過興趣小組討論學習提高學生自主學習的主動性，變被動學習為主動學習，充分調(diào)動學生學習組合數(shù)學的興趣，從而充分發(fā)揮學生學習的主觀能動性。

（二）加強多媒體輔助教學，提高學生學習興趣

組合數(shù)學傳統(tǒng)的授課方式是在黑板上將定義、定理的內(nèi)容進行逐步嚴密的推導證明，這在一定程度上讓學生緊跟授課教師的思維和建立學生的邏輯思考能力。然而隨著多媒體技術的不斷進步，利用多媒體和板書相結(jié)合的策略成為下一階段組合數(shù)學教學模式的主要教學手段。對于繁瑣的定理公式例如容斥原理避免推導證明，結(jié)合多媒體的幾何圖形使學生更加直觀的理解和應用。以我們在教授容斥原理時的一個實例，容斥原理的根本思想是將難的問題分解成若干簡單問題，通過間接計數(shù)來解決直接計數(shù)不容易解決的問題，我們用多媒體幻燈片分別展示兩集合和三集合的容斥原理（圖1A和B），并按照容斥原理的邏輯順序利用多媒體動畫技術控制每一部分的出現(xiàn)順序，不僅避免了大量繁重枯燥的板書推導，最重要的是圖形式教學可以幫助學生對容斥原理建立更直觀的理解。可見在組合數(shù)學的教學過程多媒體的充分利用可以起到事半功倍的效果。

圖1 多媒體在組合數(shù)學教學中的應用――容斥原理實例

（三）增設組合數(shù)學實驗課，培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維

組合數(shù)學除了基本理論課之外還應該開設適當?shù)膶嶒炚n，在實驗課上讓學生自己動手解決一些與生物醫(yī)學有關的實際問題。通過讓學生自己編程實現(xiàn)排列組合的算法，不僅可以增進學生對排列與組合的深入認識，也能夠培養(yǎng)學生利用排列組合思想解決實際問題的能力。以下是我們的一個實驗教學實例：“任選一種排列生成算法，編程實現(xiàn)自動生成n個（如n=6）不同元素中取r個元素的排列，并輸出指定任意n和r的所有排列。”，不僅讓學生掌握了課堂上講解的排列原理，還鍛煉了編程能力，初步體驗了科研的樂趣，由消極的被動學習升級為積極的主動學習。可見通過組合數(shù)學實驗課更能培養(yǎng)學生自己動手自己學習的能力，進一步激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維。

（四）精挑細選課后練習，培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力

組合數(shù)學作為一門應用性較強的數(shù)學課，需要學生掌握其在生物醫(yī)學領域的應用，這就必須加強組合數(shù)學課堂后練習。因此習題是組合數(shù)學課程重要的教學環(huán)節(jié)，也是理論教學必不可少的補充。然而習題課并不意味著單純地大量做題，教師應根據(jù)課堂內(nèi)容，精挑細選出質(zhì)量比較高的少量題目，供學生課余時間認真研究，要在習題中體現(xiàn)組合數(shù)學的知識點，激發(fā)學生獨立給出解決問題的新觀點和新方法。設置習題時，應以問題為導向，即給定一個實際的有興趣的問題，讓學生利用所學的組合數(shù)學理論進行解決，進一步加強學生對知識細節(jié)的理解和掌握，并讓學生舉一反三熟練掌握所學內(nèi)容，使學生的理解更加深刻。如我們在教學過程中的一個課后習題實例：“一位國際象棋大師有11周的時間備戰(zhàn)一場錦標賽，他決定每天至少下一盤棋，但是為了使自己不過分疲勞他還決定在每周不能下棋超過12盤。證明存在連續(xù)若干天，期間這位大師恰好下了21盤棋。”，該實例引起了學生在課余時間學習組合數(shù)學的一個熱潮。

總之，面對高等學校生物信息學學生的專業(yè)特點，傳統(tǒng)的單一的純理論的組合數(shù)學教學方法已經(jīng)不再適用。應該考慮改進教學內(nèi)容和方法，發(fā)揮學生學習的主觀能動性，使學生在快樂進取的氛圍里學習組合數(shù)學，具體的教學內(nèi)容和教學方法的改進仍有待教學工作者進一步探討和研究。

參考文獻：

[1]盧開澄，盧華明.組合數(shù)學[M].北京：清華大學出版社，2002.

[2]蘇建忠，張巖，劉洪波，王芳，崔穎.組合數(shù)學在生物信息學教學中的應用[J]. 科技創(chuàng)新導報，2012，6，142-143.

作者簡介：

劉洪波（1983-），男，漢族，山東德州人，博士，講師，主要研究方向：生物信息學，計算表觀遺傳學。

王芳（1982-），女，漢族，吉林松原人，博士，副教授，主要研究方向：生物信息學，計算表觀遺傳學。

篇7

21世紀是生命科學的時代，也是信息時代。隨著分子生物學、測序技術以及人類基因組計劃的深入展開，各種生物醫(yī)學數(shù)據(jù)已達到海量級別。在后基因組時代，一方面是巨量的數(shù)據(jù)，另一方面是我們在醫(yī)學、藥物、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等方面對新知識的渴求，這些新知識將幫助人們改善其生存環(huán)境和提高生活質(zhì)量。這就構成了一個極大的矛盾。如何從海量生物醫(yī)學數(shù)據(jù)中獲取新的知識呢?1956年，在美國田納西州蓋特林堡召開的首次“生物學中的信息理論研討會”上學者們提出了生物信息學的概念。1987年，林華安博士正式為這一領域定下生物信息學( Bioinformatics)這個稱謂，一門新興學科——生物信息學應運而生。

一生物信息學的學科特點

生物信息學是用數(shù)理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的一門學科。它主要包括兩重含義：一是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務，即管理好這些數(shù)據(jù)；二是從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，即利用好這些數(shù)據(jù)。生物信息學的實質(zhì)就是利用計算機科學和網(wǎng)絡技術來解決生物學問題。它的出現(xiàn)極大地推動了分子生物學等相關學科的發(fā)展。它不僅是一門新學科，更是一種重要的研究開發(fā)工具。生物信息學幾乎是今后所有生物（醫(yī)藥）研究開發(fā)所必需的工具。

生物信息學與其他的生物醫(yī)學學科相比，有很大的不同，主要有以下三大特點：

第一，以生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫為基礎，數(shù)據(jù)極其龐大復雜。隨著組學時代的來臨與深入，生物醫(yī)學數(shù)據(jù)正呈現(xiàn)指數(shù)級別的增長。根據(jù)權威的《Nucleic Acids Research》統(tǒng)計，截止2014年，全球共有約2100個主要的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫，涵蓋了生物醫(yī)學研究的諸多領域。從研究層次上看，包括核酸、蛋白質(zhì)、結(jié)構、基因組、蛋白質(zhì)組、人類基因和疾病、細胞器官、免疫學等14類數(shù)據(jù)庫。從研究種類上說，包括動物、植物、真菌、原核生物、病毒等30余萬種生物。僅登錄在美國GenBank數(shù)據(jù)庫中的核酸序列就超過1億條，DNA序列總量超過1000億堿基對；在UniProt中，共收錄蛋白質(zhì)序列約1000萬條；在PDB中，共收錄蛋白質(zhì)結(jié)構數(shù)據(jù)超過8萬個。

第二，生物信息的操作分析主要以計算機為工具，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中運行，通過網(wǎng)絡強大的搜索功能完成數(shù)據(jù)收集、儲存、管理與提供。

第三，生物信息學是一門生物醫(yī)學、數(shù)學、信息科學以及計算機科學等諸多學科綜合交叉的前沿產(chǎn)物，與其他學科相比，綜合交叉性強、難度大、發(fā)展時間短、還在不斷完善與更新中。因而目前還沒有成熟的生物信息學教學模式，各高校，尤其是醫(yī)學院校，尚處于摸索探討的階段。 二生物信息學現(xiàn)有教學模式的不足之處 目前，國內(nèi)的生物信息學教學基本沿用以“教師講授為主”的傳統(tǒng)教學模式。以課堂為中心、以理論教學為主，進行“滿堂灌”式教育，“照本宣讀”的方式也比較常見。缺乏與生物信息學交叉前沿性特點相適應的新型教學模式。同時，實驗教學方式比較單一，常以驗證性為目的，有些甚至成為了“文獻檢索”課程，缺乏和專業(yè)相適應的綜合性、設計性實驗，結(jié)果出現(xiàn)了理論和實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。 三關于PBL應用于生物信息學教學的探索 1PBL教學法的優(yōu)勢 “基于問題的學習(Problem based leaming)”，簡稱PBL，是美國廣泛采用的一種探究性、任務驅(qū)動式學習模式。此方法與傳統(tǒng)以學科為基礎的教學法有很大的不同，強調(diào)以學生的主動學習為主，而不是傳統(tǒng)教學中強調(diào)的以教師講授為主，比如將學習與更大的任務或問題掛鉤、使學習者投入于問題中、設計真實性任務、鼓勵自主探究、激發(fā)和支持學習者的高水平思維、鼓勵爭論、鼓勵對學習內(nèi)容和過程的反思等。在醫(yī)學教育中，PBL教學強調(diào)以設置問題的方式為學生創(chuàng)造一種特定的疾病發(fā)生的情境和診治的氛圍，通過學生的相互協(xié)作來共同解決實際問題，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學生獨立處理和解決實際問題的能力的目標。這種教學模式很好地解決了理論與實際脫節(jié)的矛盾。

2 PBL教學法在生物信息學教學中的實際應用

(1)分組。根據(jù)能力和興趣分組，選擇能力互補且有共同興趣的學生組成不同學習小組，一般以3—4人為一組，對于總體能力特別強的小組可以適當減少人數(shù)。

(2)提出教學目標，布置真實性任務。首先，布置基礎性教學任務，這類教學任務的目的是為了鞏固學生的基礎知識，培養(yǎng)學生的基礎能力。例如，該類任務可由四個子科目組成：“生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫識別與理解”、“通過Entrez和SRS系統(tǒng)進行生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的檢索利用”、“blast序列比對”、“clustalw多序列比對”。這是必選任務，每個個組都必須完成，為下一步實行探究性任務打下基礎。

然后，根據(jù)不同小組的興趣和特點，分配不同的探究性任務。例如，“新基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定”、“某某疾病基因的分析與鑒定”等。這類問題并無現(xiàn)成答案，學生必須自己查閱資料、進行歸納分析、確定實驗步驟、完成任務。例如，對于“新基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定”這項任務，最終可由如下步驟組成：①利用EST數(shù)據(jù)庫獲得基因重疊群；②新基因的拼接獲得；③所得基因的性質(zhì)分析；④啟動子分析；⑤編碼區(qū)分析；⑥新基因的人工翻譯；⑦所得蛋白質(zhì)的功能分析。這些步驟和每一步的實現(xiàn)方法都將由學生在已有的知識基礎上，通過查找文獻、互相討論、探索獲得，最終完成該項任務，寫出任務報告。

(3)定期討論。定期安排學生集中討論。每次討論主要完成兩方面工作：一是對任務進展進行報告，二是對所遇到的問題進行互相交流。教師全程參與，對疑難問題作出提示和建議。

(4)成果匯報。任務完成后，進行集中匯報。讓學生對任務期間所做工作、獲得的結(jié)果進行匯報。

(5)教師評價、反饋。由指導教師對任務完成過程及結(jié)果進行點評，對學生掌握知識的程度及學生的科研、應用能力進行評價，并提出進一步的提高方向。

(6)延伸階段。鑒于生物信息學都是在臨近畢業(yè)時進行教學，對于有興趣的學生，可以將探究性任務擴展成畢業(yè)設計，進行模塊化分流教學。

3在生物信息學中運用PBL教學法的優(yōu)勢

(1)生物信息學的學習是一個運用生物醫(yī)學、數(shù)學、信息科學以及計算機科學等諸多學科知識進行分析、判斷、推理、綜合的實踐過程，PBL教學法的應用可充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主觀能動性，著重培養(yǎng)學生解決實際問題的綜合分析、判斷及實踐動手能力。

(2)在保證教學質(zhì)量的前提下，可明顯減少傳統(tǒng)的灌輸式教學工作和學習的負擔，同時能讓學生在短時間內(nèi)熟悉多種生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫、掌握多種生物信息軟件的使用方法、了解生物信息手段在生物醫(yī)學中的各種應用。

(3)在相互合作的過程中，學生不僅學到了獲取知識的方式，更重要的是提高了學生的興趣、交流意識和團隊責任感等科研必備素質(zhì)和能力。

(4)在完成真實性任務的過程中，可讓學生熟悉完成科研工作的方法步驟，培養(yǎng)學生完成科研任務的能力。

篇8

關鍵詞：生物醫(yī)學光電檢測；交叉學科；教學模式；原理概念；創(chuàng)新思維

一教學體系的構建和優(yōu)化

生物醫(yī)學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結(jié)合現(xiàn)今生物學、醫(yī)學及光學等多門學科交叉融合發(fā)展的現(xiàn)狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業(yè)課程。該門課程涉及的內(nèi)容相當廣泛：綜合了一般醫(yī)學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現(xiàn)的內(nèi)容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數(shù)學、生物學、醫(yī)學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業(yè)書籍、雜志和相關文章數(shù)量眾多，內(nèi)容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發(fā)展迅速，相應的教學內(nèi)容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業(yè)課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據(jù)本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養(yǎng)學生工程化能力、多學科綜合能力和創(chuàng)新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據(jù)擬定的教學大綱和教學內(nèi)容，進行了教學體系的構建和優(yōu)化，內(nèi)容包括教材的選取、教學內(nèi)容的調(diào)整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫(yī)學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優(yōu)教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結(jié)合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節(jié)選入作為補充教材。之后在教材內(nèi)容的選取上，以生物醫(yī)學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內(nèi)容的調(diào)整和取舍：生物醫(yī)學檢測技術的主要教學內(nèi)容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內(nèi)容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內(nèi)容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結(jié)合教材內(nèi)容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網(wǎng)上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向?qū)W生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內(nèi)相關章節(jié)內(nèi)容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業(yè)、課后作業(yè)，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內(nèi)容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績?yōu)樯险n點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業(yè)等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調(diào)整教學中的部分內(nèi)容，根據(jù)學生感興趣的內(nèi)容，查閱該領域該部分內(nèi)容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質(zhì)量，優(yōu)化教學體系。總之，教學體系的構建和優(yōu)化涵蓋了教學活動中的所有環(huán)節(jié)，對于有效開展課堂教學非常重要。

二教學內(nèi)容的選擇和系統(tǒng)化

在教學體系的構建和優(yōu)化中，教學內(nèi)容的選擇、教學內(nèi)容的系統(tǒng)化是一個非常重要的部分。該門課程的內(nèi)容廣泛，參考資料豐富，如何有側(cè)重地選取教學內(nèi)容，保證教學內(nèi)容的系統(tǒng)化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內(nèi)容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結(jié)合，注重檢測技術和儀器運用的結(jié)合，注重工程化與技術化的結(jié)合，注重理論和實踐的結(jié)合，實現(xiàn)教學內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的統(tǒng)一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發(fā)表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結(jié)構以后，顯微鏡就與生物醫(yī)學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫(yī)學光電檢測技術的基礎與核心內(nèi)容，之后產(chǎn)生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創(chuàng)新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向?qū)W生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數(shù)如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發(fā)，分別對這幾個參數(shù)進行了理論推導；通過數(shù)學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要小；顯微鏡的分辨率與波長，與數(shù)值孔徑有何關系；為何數(shù)值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發(fā)揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發(fā)展歷史、國內(nèi)外主要顯微鏡生產(chǎn)廠家介紹等趣味性強和難度較低的內(nèi)容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內(nèi)容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產(chǎn)生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節(jié)的內(nèi)容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內(nèi)容的完整性和統(tǒng)一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。

三教學方法的實施和教學手段的運用

好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質(zhì)量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經(jīng)驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發(fā)，讓學生對這門課程的內(nèi)容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向?qū)W生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業(yè)廣等特點，再將課程內(nèi)容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內(nèi)容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內(nèi)容間的邏輯聯(lián)系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發(fā)，將課程內(nèi)容引入。向?qū)W生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經(jīng)過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向?qū)W生拋出筆者自己總結(jié)出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據(jù)透鏡成像的規(guī)律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫(yī)學檢測技術的發(fā)展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內(nèi)容產(chǎn)生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結(jié)合在黑板上用粉筆推演公式的傳統(tǒng)方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據(jù)學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調(diào)整部分教學內(nèi)容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的。總之，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養(yǎng)學生的思考能力和理解能力，提高教學質(zhì)量。

四總結(jié)

篇9

關鍵詞：生物醫(yī)學工程 電子類課程 教材選擇 項目教學法

生物醫(yī)學工程專業(yè)是20世紀70年代末在我國出現(xiàn)的集多個學科領域于一身的交叉型新興學科。該專業(yè)涉及生物學、醫(yī)學、電子學、材料學、工程學、物理學和計算機技術等多門學科的知識，具有知識覆蓋面廣、學科交叉性強、應用實踐性強和就業(yè)口徑寬等特點。

生物醫(yī)學工程本科專業(yè)培養(yǎng)目標設定在為醫(yī)療機構提供醫(yī)療儀器設備的研發(fā)和維護人員，但經(jīng)過近50年的發(fā)展，四年制本科教育只能為畢業(yè)生提供一個該專業(yè)的入門引領，或是提供了理工科和醫(yī)學學習經(jīng)歷，將各學科知識疊加，學生很難將各學科融會貫通，并應用于實際工作中。為此，如何讓醫(yī)學院校的生物醫(yī)學工程本科生在面臨就業(yè)時突出專業(yè)特色，脫穎而出是值得我們思考的問題，課程建設是專業(yè)培養(yǎng)的基礎，在生物醫(yī)學工程本科教育上顯得尤為重要。

生物醫(yī)學工程專業(yè)眾多門專業(yè)基礎課中，電子類課程與計算機類課程、自動控制技術、醫(yī)療儀器原理類課程都有著密不可分的聯(lián)系，本科生只有掌握電子技術才可以為日后從事生物工程相關研究打下良好的硬件和軟件基礎。因此，電子類課程在眾多基礎課程中有著不可替代的重要性，現(xiàn)根據(jù)我校電子類課程教學情況中存在的不足，提出幾點思考與建議。

一、電子類基礎課程特點

電子類基礎課程包括電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術和電工學等。這些課程是生物醫(yī)學工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，也是多門專業(yè)課程的先行課，為生物醫(yī)學電子學、自動控制原理、單片機技術與應用、醫(yī)用儀器原理、檢驗分析儀器和醫(yī)用影像設備學等課程奠定理論基礎。該類課程具有如下特點：第一，具有承前啟后的特點。針對生物醫(yī)學工程專業(yè)的學生必須具有扎實的大學物理、高等數(shù)學等理論支撐才能學好電子技術課程，并為后續(xù)醫(yī)學儀器的原理分析和設計打好堅實的基礎。第二，課程內(nèi)容抽象，理論知識復雜，實踐性強。這一特點導致學生出現(xiàn)兩極分化，理論扎實的學生，學習興趣越來越濃；而理論知識學的不好的則厭倦電子類課程學習，實踐動手能力也得不到提高，更缺乏對課程中各種電路的理解和設計制作能力。

二、教學中存在的問題

1.學生缺乏學習興趣

由于學生報考時對所報專業(yè)不了解，盲目選擇，使得原本愛好醫(yī)學的學生選擇了該專業(yè)，入學后開始抱怨選錯了專業(yè)，繼而也把這種情緒帶到了學習中；另外，電子類知識都是各種復雜難懂的、功能各異的典型電路，以及對各種電路的結(jié)構和工作原理分析，電子類課程各學科之間以及每門課程的各章節(jié)之間都是環(huán)環(huán)相扣的，如果學生電子類某一科學習不好，會影響到后面其他電子類課程乃至專業(yè)課的學習。

總之，一些學生對錯選專業(yè)的負面情緒和電子類課程知識復雜難懂的特點，使得他們對電子技術類課程缺乏學習興趣，甚至在學習中出現(xiàn)倦怠情緒，要想改變這種情況不是一朝一夕就能完成的，對于專業(yè)的培養(yǎng)目標和就業(yè)去向已經(jīng)明確的前提下，我們更應該思考的就是如何從教學中激發(fā)學生的學習興趣，使他們對這個專業(yè)充滿希望，對電子技術類課程提高重視程度。

2.教材選擇對電子類課程的影響

生物醫(yī)學工程專業(yè)具有知識覆蓋面廣，但每科研究深度淺等特點，因此在教材的選擇上也要配合專業(yè)特點，選擇難易程度適度，能為專業(yè)課服務的合適教材。

我校電子類課程的教材選擇普遍偏難。雖然教材知識覆蓋面夠用，但知識的深度和難度偏大，學生在計劃學時內(nèi)很難消化理解。課時少，授課內(nèi)容多，難度又大，無疑加重了學生的學習負擔和厭學情緒。可見，教材的選擇對于適應教學需求，學科體系的建設，學生學習興趣的培養(yǎng)都很重要。

3.醫(yī)學院校理工科教師醫(yī)學知識薄弱

醫(yī)學院校的工科專任教師多數(shù)沒有醫(yī)學相關知識的學習背景，而且我校電子類專業(yè)基礎課所選教材幾乎與醫(yī)學無關，導致電子類課程授課內(nèi)容與醫(yī)學聯(lián)系不緊密。因此，醫(yī)學院校理工科教師應該普及醫(yī)學知識，這樣理工科教師授課時才能更恰當?shù)囊氲湫歪t(yī)學實例，為醫(yī)學儀器課程的開展做好準備，為專業(yè)課奠定基礎。

三、結(jié)合課程特點與專業(yè)培養(yǎng)目標改進教學方法

1.采用多種教學方法相結(jié)合

對于電子類課程，由于具有課程內(nèi)容抽象，理論知識復雜，實踐性強等特點，采用傳統(tǒng)啟發(fā)式教學會使得理論知識的傳授枯燥無味，教學效果不明顯，教師可根據(jù)教學內(nèi)容采用任務驅(qū)動式教學方法、案例教學法和答辯式教學法等多種教學方法結(jié)合使用。把課堂翻轉(zhuǎn)起來，盡量讓學生在課后完成資料查閱和教學內(nèi)容的學習，教師在課堂上只解決學生自學后提出的或未能解決的問題，教師仍然是課堂的主導，學生根據(jù)老師每次有針對性的任務去自行學習，既完成了任務，達到教學要求，又提高了學生學習和思維能力。

2.實驗課程采用項目教學法，激發(fā)學生學習興趣

與其他學科不同，每一門電子類課程都有相關的實驗課程，學生在完成與理論知識相對應的驗證性和設計性實驗外，還需要開展一些綜合性實驗環(huán)節(jié)，以提高學生對于小型醫(yī)療儀器的理解和研發(fā)能力。我們可以針對生工學生設計小型的綜合實驗項目，如把電子血壓儀等小型醫(yī)學設備拆分成若干部分，各部分再組成一個設計項目，有能力的學生任項目組長，其他學生根據(jù)掌握知識的情況和個人喜好選擇完成某一部分的電路，由任課教師統(tǒng)一指導。這樣在有任務驅(qū)動、有完成目標、有時間限制、有指導教師和有合作伙伴的前提下，學生學習的積極性會被充分調(diào)動，實踐動手能力也會在項目的驅(qū)使下逐步提高，為日后走向工作崗位積累經(jīng)驗。

四、結(jié)論

本文針對電子類課程闡述了教學中的問題和對策，實際上生物醫(yī)學工程專業(yè)在課程建設與培養(yǎng)目標上還有許多不足之處，該專業(yè)的本科畢業(yè)生在擇業(yè)時缺少和其他工程專業(yè)畢業(yè)生競爭的優(yōu)勢。因此，生物醫(yī)學工程專業(yè)在專業(yè)方向設定上應向著多元化發(fā)展，借鑒國外對生物醫(yī)學工程的人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)生物醫(yī)學工程專業(yè)方向上理工科和文科并行發(fā)展，為生物醫(yī)學工程畢業(yè)生就業(yè)打開更廣闊的突破口。

參考文獻：

[1]王能河，但漢久.生物醫(yī)學工程專業(yè)（醫(yī)學影像工程）本科課程體系比較研究[J].現(xiàn)代儀器與醫(yī)療，2013，19（2）：70-74.

篇10

【關鍵詞】醫(yī)用電子儀器；課程；教學；改革

0 引言

隨著生物醫(yī)學工程技術的發(fā)展，從物理學和醫(yī)學派生的各種應用技術已經(jīng)緊密和醫(yī)學儀器結(jié)合。醫(yī)學電子技術是所有醫(yī)學儀器、設備的基本技術，醫(yī)學電子儀器已經(jīng)廣泛應用在臨床檢驗、診斷、治療等領域和基礎研究工作中。有關醫(yī)用電子儀器的基本原理、結(jié)構和使用、典型的醫(yī)用電子儀器設計是生物醫(yī)學工程專業(yè)學生應具備的基本能力。《醫(yī)用電子儀器原理與實驗》課程是為生物醫(yī)學工程專業(yè)的四年級本科生開設的一門專業(yè)課，課程為必修、考試課。主要學習討論醫(yī)學儀器的設計和常用醫(yī)學電子儀器的原理。我校安排的總學時為90，其中理論學時54，實驗學時36。在學習這門專業(yè)課之前，學生在工程方面已經(jīng)系統(tǒng)學習了普通物理學A、高等數(shù)學A、電工與電路分析、模擬電子技術、信號與系統(tǒng)、脈沖數(shù)字電子技術、嵌入式原理與應用、電子技術實驗等課程，在醫(yī)學方面學習了與專業(yè)相關的生理學和解剖學等課程，因此，可以說《醫(yī)用電子儀器原理與實驗》課程是上述知識的匯集點，也是工程學與醫(yī)學基礎教育的結(jié)合點，這正是本課程學習的特點，而這也正是醫(yī)科大學的優(yōu)勢所在。如何在有限的課堂教學時間里，突出本課程學習的特點，發(fā)揮優(yōu)勢，使學生終身受益；如何避免學生的被動學習，提高學習的興趣和主動性，是教學中不得不面對的重要問題，因此，教師必須認真研究改進教學，豐富教學內(nèi)容，適應學生學習的特點，更好地實現(xiàn)教學目標[1]。

1 教學改革的出發(fā)點和動力

我國光學界的元老王大絎先生曾說過：“儀器是認識世界和改造世界的工具”。醫(yī)學電子儀器是現(xiàn)代醫(yī)學研究和臨床診療不可或缺的特殊工具，借助這個特殊的工具，使人類的感知能力和體力技能都得到極大的拓展。現(xiàn)代醫(yī)學的不斷發(fā)展促進了醫(yī)學電子儀器的不斷更新?lián)Q代，新理論、新方法、新技術、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，更進一步地促進了醫(yī)學的深入發(fā)展。所以，醫(yī)學電子儀器是現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的動力，而醫(yī)學的發(fā)展又成為醫(yī)學電子儀器發(fā)展的發(fā)動機。

醫(yī)學與醫(yī)學電子儀器相互依存，交叉融合，共同發(fā)展。這種發(fā)展模式要求對生物醫(yī)學工程專業(yè)的學生培養(yǎng)要具有寬厚的學識基礎，豐富的專業(yè)知識，醫(yī)學電子儀器的教學內(nèi)容需要適應生物醫(yī)學工程學和臨床醫(yī)學的發(fā)展變化，重點培養(yǎng)學生工程化的思維方式，通過對典型儀器的解剖分析，幫助學生理解儀器設計的一般過程和規(guī)律，將以前學習的分散知識，匯集到對儀器原理的分析和理解的過程中，不斷鞏固原有知識，串聯(lián)新的知識，形成完整的生物醫(yī)學工程專業(yè)的知識結(jié)構。從而具備從事生物醫(yī)學工程專業(yè)技術工作的知識、能力和素質(zhì)。這也是我們研究討論課程教學改革的新視角。

適應醫(yī)學電子儀器的快速發(fā)展和滿足人才培養(yǎng)的需要就是教學改革的主要出發(fā)點和原動力。

2 教學改革主要探索的內(nèi)容和實效

《醫(yī)用電子儀器原理與實驗》課程包括理論課和實驗課兩個部分，教學改革一般涉及教學內(nèi)容及其優(yōu)化、教學方法、以及考核方法等[2]，本文嘗試從新的視角研究討論課程教學的改革。

2.1 根據(jù)醫(yī)學電子儀器的發(fā)展適時調(diào)整教學內(nèi)容

由于醫(yī)學電子儀器的種類眾多，涉及的技術面廣，任何一種技術進步都會引起醫(yī)學電子儀器的更新?lián)Q代。因此，發(fā)展十分迅速，技術更新速度快是醫(yī)學電子儀器一個顯著的特點。由此產(chǎn)生不斷增加的新內(nèi)容與有限教學時數(shù)的矛盾。因此，必須緊跟學科發(fā)展，及時更新教學內(nèi)容，刪減已被淘汰儀器的相關內(nèi)容。教學的重點仍然在對典型儀器的基本原理理解之上，使理論與實際相符合，充分講授醫(yī)學電子儀器設計中的最新技術特點。

2.2 有效利用現(xiàn)代教學手段

大四年級的學生已經(jīng)完成基礎課的學習，具有一定專業(yè)理論基礎知識，具備了初步的分析問題的能力，部分的學生還參加過科研實踐的鍛煉，因此對專業(yè)課程的學習理解能力得到很大程度的提高。但普遍不足的是對臨床使用的醫(yī)用電子儀器接觸和了解得很少，特別是在臨床如何使用缺少了解，這是學生學習的主要障礙，僅僅依靠平面媒介教學很難讓學生理解儀器工作的動態(tài)過程，既浪費時間，又影響效果。而通過制作微視頻和動畫展示醫(yī)用電子儀器的工作原理和臨床應用的動態(tài)過程，形象而又生動，可以明顯提高學生的關注度，提升學習興趣，加深對知識的理解。同時，有助師生之間展開交流，深入討論儀器的科學原理及其臨床應用。例如，在講解激光治療治療機的過程中，同學們對為什么有十幾種不同波長不同工作模式的激光治療機都用可于臨床治療，而對特定的適應癥又只有一種最適合的治療機，感到難于理解，為什么一種治療機不能用于治療多種適應癥，這是教學中出現(xiàn)的難點，以往需要通過介紹大量的圖表和照片，占用較多的學時才能夠講清楚，而通過微視頻，很容易觀察到激光與靶組織相互作用的過程，以及不同治療機在臨床治療中的區(qū)別，用較短的學時就可以讓學生理解激光治療機的原理、作用過程和治療效果，對學生提出的問題也容易對比微視頻進行解答，通過學習，學生也積極想?yún)⑴c實驗活動。

2.3 理論課與實驗課教學的相互促進

與理論課程同步開展的實驗課程的初衷是圍繞生物醫(yī)學工程專業(yè)學生的培養(yǎng)目標，安排學生通過使用接近實際臨床醫(yī)療設備的實驗模塊試驗，掌握人體常見生理參數(shù)的采集與處理及分析方法，提高學生的分析能力和實際動手解決問題的能力，可以加深對理論課知識的理解。但存在的缺點是學生自主性較差和實驗缺少設計環(huán)節(jié)，無法實現(xiàn)對學生的自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)。由于醫(yī)學電子儀器的設計是離不開實驗的，一方面通過實驗驗證儀器的工作原理；另一方面，通過實驗檢驗設計的正確性。可以說，通過實驗可以檢驗學生學習效果，評價學生的動手能力。因此，實驗課對學習專業(yè)課的知識具有重要的作用。

可以有兩種方法提高實驗課的教學質(zhì)量和學生的綜合能力，第一種方法是按原有的實驗課安排，對學生提出實驗項目名稱和實驗器材清單，由學生設計實驗，提出實驗目的、方法、測試對象，給出采集的數(shù)據(jù)、分析處理的結(jié)果。第二種方法是讓學生自主設計實驗，在學校提供的開放式實驗室，由學生自主設計并開展醫(yī)學電子儀器的實驗，報告結(jié)果。采用第二種方法進行實驗的學生可以適當減少實驗次數(shù)要求，獲得更多的自由學習時間，參與更多的科研活動，獲得高于第一種實驗方法的評價分數(shù)。有利于發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)更具有創(chuàng)新能力的學生。

2.4 教學應當結(jié)合學生的課外科研活動

興趣是學習第一益友，對有興趣學習和研究醫(yī)學電子儀器的學生，教師應當給予特別的關注，注意提供更多的科研實踐機會。第一是學生參與教師的科研項目，承擔一定科研工作或輔助教師進行科學實驗，更多地了解醫(yī)學電子儀器的設計開發(fā)過程，培養(yǎng)潛在的科研人才。第二是開設第二課堂活動，開闊眼界，補充更多的知識。也應該鼓勵學生利用醫(yī)學電子儀器的專業(yè)知識參與高校的科技競賽，展示學生的科研才能和學識素質(zhì)。從學生的課外科研活動可以發(fā)現(xiàn)專業(yè)課教學的亮點，為教學改革指出方向，從而使教學活動更富有成效。

2.5 教學應當結(jié)合學科建設

學科是實現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學研究、社會服務的依托基礎，承擔醫(yī)學電子儀器課程教學任務的教師團隊成員分別處于不同的學科方向，從實際教學效果看，反而比處于單一學科的教師教學效果要好。一方面這是由于醫(yī)學電子儀器課程本身就是一個跨越多種學科的知識體系，教師十分熟悉自己所處學科的學術和技術發(fā)展狀況，使教學的相關內(nèi)容更貼近實際，精簡課程教學內(nèi)容，更容易串聯(lián)相關課程的知識點，使教學內(nèi)容不斷跟上學科的發(fā)展。多學科的參與有助于提升教學水平和教學質(zhì)量。另一方面，有利于學生對多個學科方向的了解，從而為其結(jié)合自身實際，參與科研活動創(chuàng)造了條件，擴大了選擇范圍。同時培養(yǎng)了學生對交叉學科的興趣與綜合能力的提高。

3 結(jié)束語

生物醫(yī)學工程學科是一個快速發(fā)展的學科，越來越多地與其他學科交叉融合。《醫(yī)用電子儀器原理與實驗》課程作為該學科重要的專業(yè)課，成為本專業(yè)教學內(nèi)容的匯集點，對檢驗學生的學習狀況，培養(yǎng)學生的專業(yè)綜合能力，具有重要的作用。同時，由于醫(yī)用電子儀器在不斷更新?lián)Q代，快速發(fā)展，《醫(yī)用電子儀器原理與實驗》課程的教學需要不斷改革，才能跟上科學發(fā)展的潮流，滿足社會對生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的需要。為此，在教學中，要適時調(diào)整教學內(nèi)容，有效利用教學手段，理論課與實驗課相互促進，注意結(jié)合學生的課外科研活動，充分依托學科建設的成果。總之，教學是一門藝術，需要不斷地探索前行，目的只有一個，就是為社會培養(yǎng)有用的工程技術人才。

【參考文獻】