下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
随着“健康中国”上升为国家战略，生物医学工程及其大健康产业发展迅猛，我国涌现了大量综合实力较强的医疗器械与生物医药企业，这为生物医学工程专业学生提供了机遇。同时，如何在“健康中国”战略下培养拥有较强的综合应用能力、实际动手能力和创新能力的高素质生物医学工程人才，已经成为开设该专业的高校亟待解决的现实问题。
在生物医学工程领域具有标杆性质的“全国大学生生物医学工程创新设计竞赛”“全国大学生生命科学竞赛”等竞赛中，以“学以致用、产学结合、以赛促学”为指导思想，以培养当代大学生在生物医学工程及相关领域的创新实践能力为目的，不仅能激发学生的积极性，锻炼学生的动手实践、创新能力和培养学生的团队合作精神，更对生物医学工程专业学科的发展起着重要作用。
因此，以专业学科竞赛为导向，学校构建了“课上＋课下”“集中＋分散”的授课体系，结合代表前沿技术的具体案例实现“学以致用、产学结合”，对生物医学工程本科生实践教学进行相关改革，以培养学生专业综合应用能力、实际动手能力和创新能力为目的，构建满足未来生物医学专业人才需求的实践教学方式与体系，达到生物医学工程未来发展所需人才的要求。
生物医学工程专业学科竞赛在激发学生积极性、主动性、目标性以及全面培养学生综合应用能力、实际动手能力和创新能力等方面具有一定的优势，而传统实践课程受时间、场地、实验条件、经费及结合应用场景不够紧密等因素的影响，对培养具有工程实践能力和创新能力的人才有一定局限性。为了达到生物医学工程未来发展所需人才的要求，学院拟以专业学科竞赛为导向，以培养学生专业综合应用能力、实际动手能力和创新能力为目的，结合课外创新实践课程，构建优质化的“三全育人”实践教学体系。
①充分利用学生的课外时间，在学生处于专业认识懵懂期，合理指导学生的专业发展规划。根据学生个性、兴趣开展专题课外培训课程，激发学生的实践热情，为学生实践创新能力的提高奠定基础。
抓住学生处于专业认识懵懂期的特点，合理引导学生了解专业发展方向，教学中心通过生物医学工程历届学生成果展示激发其对专业的认识和热情，培养其对实践的兴趣。学院根据学生的专业兴趣方向，组织对医疗电子设计感兴趣的学生，充分利用课外时间进行专题培训，包括传感器应用技术、生物医学电子学应用技术、单片机应用技术、医学信号处理应用技术与生物医学工程在计算机技术中的应用等技术的实践应用。课外培训的学时约64个学时，主要集中在周末和假期等学生的课余时间。
开展课外培训，主要以培养学生实践应用为目的，让学生较早地了解及掌握专业基础知识与技能，了解专业发展动态，更好的规划个人专业发展方向，为后期学生进行工程性实践与创新奠定专业基础。
开展课外培训课程
②实践教学内容围绕生物医学工程专业学科竞赛题目，结合生物医学工程的内涵与特色设计实验内容，同时将代表生物医学一些前沿技术的设计案例、项目引入实践教学的内容。
实践教学内容设计方面，以常用医疗仪器设计为对象，能够体现生物医学工程的内涵与特色。这既让本科生了解本专业的“应知应会”，又使教学内容有足够的深度与广度。比如，传感器原理及检测技术、医学信号处理、生物医学电子学、计算机在医学中的应用、EDA技术基础、单片机原理及在医学仪器中的应用等课程的教学内容。
以传感器原理和检测技术为前端，以微处理器（单片机、DSP、ARM、FPGA）为核心，以医疗仪器设计为出发点，践行“学以致用”的理念，实现从“抄电路”到理解电路，并进一步设计电路。引导学生多实践，并从“出现象”到理解现象成因，进一步出性能，甚至功能。同时，设计的实验内容应最大限度的包括现代生物医学电子技术和生物医学仪器相关课程的教学内容，使学生从系统设计的层面对传感器原理及检测技术、生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术及实验技能等方面进行全面训练，让学生对医学信号的采集、处理、应用进行系统了解，从而在综合应用能力上得到提高。
为启发学生多项思维能力，充分发挥学生主观能动性，激发学生的创造灵感。同时，鼓励学生自拟题目，题目难度设计方面充分考虑了不同层次学生的基础技能。
学生进行实验操作
③对实践教学手段及方式进行改革，充分利用学生的课余时间，注重实践性与工程性，重点培养学生实践创新能力、团队协作能力、工程应用能力。
教师摒弃按照实验指导说明书按部就班操作的传统实验方式，根据学生意愿组队、选题（3人一组），按照专业学科竞赛的模式让学生独立完成文献查阅、方案论证、电路设计、元器件购置、电路焊接与调试、软件编程、系统测试与报告撰写等一系列的工作，充分发挥学生的主动性、积极性。同时，在此过程中培养学生发现问题、分析问题和解决问题能力。让学生通过实际动手，提高生物医学专业学生的团队合作能力、综合应用能力、创新能力。
在方案论证阶段，教师要引导学生，鼓励他们在设计中选用生物医学工程领域一些前沿技术的设计方案，同时鼓励学生到相关器件网站申请免费样片并了解相关技术方案，让学生较早地了解较新的现代生物医学工程技术，拓宽学生的知识视野，提高学生的实验兴趣，激发学生的创新思维，增强实验效果。
在系统测试阶段，教师要引导学生从工程测试的角度，了解医疗电子测试相关的流程及先进的检测方法，让学生有机会接触现代生物医学信息检测及处理技术，打破实验教学与理论教学之间的界限，探索将本学科最新发展的新技术的理论教学与实验教学相结合的新方法。
④实验考核要体现学生实践的过程，兼顾学生实践的质量，建立良好的评价机制。建立合理的奖惩制度，明确参加过课外培训且成功参加过学科竞赛的学生可申请课外创新实践学分。同时为参加竞赛获奖的学生报销创新实践项目经费，提高学生的参与积极性。
构建的案例教学体系在生物医学工程专业本科生2015级、2016级、2017级“单片机原理及在医学仪器中的应用”课程中进行实施，效果良好。其中12组作品经过选拔被成功推荐到教育部高等学校生物医学工程类专业教学指导委员会举办的第三届、第四届、第五届全国大学生生物医学工程创新设计竞赛中，先后获二等奖1项，三等奖1项；一等奖两项；创新技术奖1项，一等奖1项，二等奖两项，三等奖两项。竞赛成绩不仅得到兄弟院校的充分肯定，也激发了同学们参加实践竞赛的积极性。
学院以生物医学工程专业学科竞赛为导向的本科实践教学模式，从授课方式、实验内容、实验手段及方法、考核方式等方面进行积极改革与建设，自制了多套具有医学仪器应用特色的实验装置，让学生结合所学的生物医学工程专业知识，通过专业学科竞赛，全面发挥学生的能动性与积极性。学院通过理论课教师授课与学生反馈、竞赛验证及设计的方式，以竞赛中的具体案例充分激发学生参与的主动性、积极性，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。学生通过实际动手，提高自身的专业综合应用能力、实际动手能力和创新能力。
本案例克服了传统教学时间少、场地小、手段死板、内容更新不及时及考核方式单一等因素的限制，构建了“课上＋课下”“集中＋分散”的授课体系，结合代表前沿技术的具体案例实现“学以致用，产学结合”。