专题综合对比实验的教学方法研究

杨吴

【摘要】本文介绍了以《医学传感器技术》课程为基础，将教学内容分为课堂教学内容的专题化、课内实验的专题化、在专题化课内实验中采用综合对比实验的方式三个方面，实现专题式综合对比实验的教学方法。

【关键词】生物医学传感器；专题式教学；综合对比实验

一、背景与意义

生物医学传感器主要应用于生物医学信号的检测，它能把生物医学中的各种非电量信号转换为可以测量的电信号，是构成各种医疗设备和诊断仪器的关键部件。生物医学传感技术是获得人体乃至自然界生物信息的关键技术，它综合了生物医学、电子信息等学科的技术，是生物医学工程学领域最重要的学科之一。在生物医学工程本科课程教学体系中，《医学传感器技术》课程是其专业核心课程之一。

《医学传感器技术》课程的教学过程中，如果仅从传感器的基本原理和检测技术出发，将导致该课程内容与传感器检测技术类的课程内容相雷同，从而无法体现生物医学工程的专业特色。因此本课程的教学应该始终围绕医学传感器的具体应用，在每一种典型传感器的基本原理和检测技术教学内容完成后，立即衔接上此传感器在生物医学工程领域的具体应用实例。使学生不仅能掌握基础的传感器理论知识，更能深入理解传感器在临床医学上的应用。这样才能更好地培养学生灵活运用知识解决实际问题的能力，此课程教学方法亦是研究中的一个目标。

二、研究现状

专题式教学是一种“问题一发现”教学方法，其立足于教材和学科特色，针对学生的特点和问题，按照课程的基本内容和重点的脉络，分成若干个相互独立又有内在联系的专题进行教学。其优势在于：1.通过研究学生的个性特点和知识水平，能结合教材针对性地推出相关专题，源于教材又高于教材，使得教学内容更容易被学生所接受。2.以专题的形式，在基于理论的基础上，结合最新的业内动态，引入丰富的案例，能激发学生的兴趣。3.推行任务型教学和分组教学，以兴趣为导向，刺激学生的参与热情，使其亲身去感受和验证教材的知识，而非说教和灌输。4.教学方法的多样性，可以根据不同的专题结合讲授法、谈话法、演示法、参观法、实验法等教学方法，配合案例、辩论等营造良好的学习氛围。

胡晓飞等通过分析南京邮电大学的特色和课程的特点，结合南京邮电大学开拓信息学科新领域的办学思路，在教学内容上体现电子信息的特色，结合本专业在信息时代和信息环境下的发展背景，提出引导式教学方法，引导学生注重学习能力、就业能力和创业能力的培养和提高。刘剑等针对生物医学工程专业培养目标和课程教学特点，提出兴趣引导，自主学习，实践探索的指导思想，对“生物医学传感器与测量”课程的教学内容和教学方法进行了一系列改革，根据学生的反馈信息，显示改革后获得良好的教学效果，取得了一些有益的探索和尝试。考虑到《医学传感器技术》课程跨学科，将生物医学原理与检测技术有机融合在一起，存在理论性强、内容抽象等特点，不利于学生理解掌握、实际应用。沈敏等同从实验方法、手段等方面介绍了生物医学专业心电信号检测实验教学的改革，改革效果表明学生不仅对实验产生了浓厚的兴趣，而且能更好地将生物、电子等专业知识融合在一起。

随着现代医学技术的不断发展，《医学传感器技术》作为生物医学工程专业的主干专业课程之一，传统教学模式已不能满足教学需求，网络化教学成为一种趋势。周静等就此从课程信息教学平台的建设、网络化教学模式的设计等方面对如何开展生物医学测量与仪器课程的网络化教学进行了探讨和实践，取得良好成效。虚拟仪器技术的应用是当前高校实验教学改革和发展的方向，王奎龙等为了解决目前医学院校中医学物理学实验教学的现状和存在的问题，探讨把虚拟仪器技术应用到医学物理学实验教学中，改革现有的医学物理学实验教学，提升医学物理学实验的教学水平。

三、课题研究的内容

课堂教学内容的专题化：依据生物医学工程专业的特点对教学内容进行科学合理地剪裁和整合，教学内容不以某本教材的章节为顺序，而是把课程分解为几个跟临床实际使用的医学仪器设备密切相关的专题，专题内容既覆盖到大部分的医学传感器技术的理论知识，又做到由浅入深。

课内实验的专题化：《医学传感器技术》课程的理论性和实践性都比较强，而且两者结合也比较紧密，所以一方面需要通过基本原理的讲解和相关电路分析来提高学生对理论的直觉感受，另一方面也需要满足学生课后实践的要求，大部分专题对应设置课内实践验证。在课内实验时间不足以支撑学生全面系统的完成整个医学仪器的设计过程的前提下，安排后续的集中实践环节作为必要的补充。

在专题化课内实验中，采用综合对比实验的方式，以学生以前所学的医学信号检测、硬件电路设计、医学信号处理、程序设计等相关知识为基础，分小组采用不同的设计方案，开发一个较完整的医学仪器系统，设计完成后通过比较不同方案之间的优缺点，使学生不仅能够更加深刻地掌握生物信号的检测方法，而且还学会设计开发其检测电路，并且在解决问题时巩固了所学的专业知识。