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1設計較為完整的生物材料課程知識體系
生物材料是一門分量較重的專業課程,主要通過學習生物醫用金屬材料、陶瓷材料與高分子材料的組成結構、物理化學性能以及生物相容性評價等,使學生對現代生物材料的基本原理、應用與發展趨勢形成較為全面的認識。通過借鑒國內外相關教材可以發現,較為完整的生物材料課程知識體系一般包括材料學與生物學層面的內容[3]。其中從材料學角度出發,生物材料課程需要講授的內容有生物材料的類型、性質、化學結構、物理性能、力學性能、降解、加工工藝、表面特性等。這些將為學生們打造良好的材料學基礎。從生物學層面來看,生物材料課程需要講授的內容有蛋白質、細胞與生物材料的相互作用、生物材料植入體引起的人體急性炎癥、血栓、免疫反應、感染、腫瘤和鈣化反應等。特別對于傳統的以儀器電子學為主要專業課的BME學生,由于較少接觸化學、醫學等基礎課程,可在生物材料課程里增授一些大學化學、生物化學、醫學免疫學等有關的基礎知識,以幫助學生更好的學習生物材料的基本知識。構建完整的生物材料課程知識體系具有重要意義,能讓BME專業學生報考國內外生物材料學方向的研究生時擁有更多的選擇空間。
2適當引入雙語教學環節
目前教育部鼓勵在大學課堂積極開展雙語教學活動,培養學生能夠熟練運用外語從事專業工作、學術交流的能力。適當引入雙語教學環節對于正處生命科學前沿領域研究熱點中的生物材料學意義更為重大。這不僅能及時向學生們介紹最新的研究進展,還能幫助學生們掌握生物材料的專業詞匯。這有利于學生們獨立閱讀外文資料或文獻,從而在潛移默化中鍛煉出獨立思考、探究的能力。這些是未來高素質復合型人才區別于普通人才的基本標志。當然,適當引入雙語教學環節也對授課教師也提出了更高的要求。筆者認為高水平的課堂不僅能熏陶出高素質的人才,還能更快地提升教師自身的授課、科研水平。
3增加實踐學習環節
[關鍵詞] 生物醫學工程;生物化學;教學改革
[中圖分類號] R313 [文獻標識碼]B [文章編號]1674-4721(2010)05(c)-120-02
生物醫學工程是典型的理工類學科和生物醫學學科交叉、結合、融合的邊緣學科,并無自己獨立的基礎理論與知識體系,對相應學科有較大依賴性[1]。同時,生物醫學工程產業的研發性質較強,要求培養的學生必須具有扎實、廣泛的基礎和專業課程知識,以及一定的創新能力與科研思維。目前我國生物醫學工程的本科專業設置主要集中在信息技術類,而在生物材料、生物技術等方向上缺乏相應的人才培養,這樣的專業特點導致學生重視電子、計算機與機械制造課程,而輕視醫學相關學科,如生物化學,學生不能將該學科內容與職業生涯相聯系,難以理解學習生物化學的重要性。加上生物化學本身具有抽象、繁雜等特點,學生在學習中容易出現畏難厭學情緒,學習效果不佳。針對在該專業生物化學教學中遇到的問題,筆者談幾點自己的體會和看法。
1 生物醫學工程的生物化學教學現狀
生物化學相對于其他基礎學科具有抽象難懂、內容繁雜等特點,是醫學院學生感覺最難的課程之一。尤其是對于生物醫學工程專業,缺乏一部為該專業量身打造的教材,內容多與課時少的矛盾極為突出。就本校而言,該專業的生物化學理論學時數僅為40學時,而使用的教材為劉新光主編、科學出版社出版的《生物化學(案例版)》,該書系統全面完整,但課時數遠遠不夠,如果按照一般醫學本科教學大綱進行講授,學生感覺難以消化,對生物化學課程的畏難情緒和抵觸情緒增加。其次,教學模式單一,以教師為課堂的絕對主體,進行傳統填鴨式教學,學生缺乏主動學習的興趣,容易疲勞。第三,考查形式單一,僅對書本知識進行閉卷考試的單一評價考核體系,既不能反映學生的綜合素質,也難以激發學生的創造力,容易使學生投機取巧,僅關注考點,而忽視對學科知識的整體把握。
2 改革教學內容和考試形式,雙管齊下提升教學效果
2.1 精選教學內容,因材施教
根據專業需要適當刪減生物化學教材內容,調整重、難點,將教學內容精簡為基本原理,并更新補充學科發展的前沿理論和技術。世界醫學教育會議發表的《愛丁堡宣言》在談到醫學院校需要改進教學法時指出:“把現在廣為采用的被動學習方法改變為更加主動的學習,包括自我指導的獨立學習以及導師輔導等方法,以保證終身連續的學習[2]。”在講授過程中除了講授知識點,更應強化學習內容的結構層次和邏輯聯系,培養學生學會梳理教材,增強其自學能力。例如在開篇即告訴學生全書總的來講可分為三大部分[3],第一部分即生物大分子的結構與功能,生物化學也稱為生命的化學,那么這些化學反應的物質基礎必然包括各種生物大分子,因此這部分將重點講授生物大分子的結構特點、生理功能及基本理化性質與應用;第二部分為物質代謝及其調節,使學生重點掌握各類物質代謝的基本反應途徑,主要調節環節,重要生理意義,各種物質代謝的相互聯系以及代謝異常與疾病之間的關系等;對第一、二部分,強調生物化學的基礎知識,不求過深、過難,抓住主線、框架和基礎知識,按層次展開,既可以在有限的課時數中從容的執行教學進度,又培養了學生抓結構體系的學習方法。第三部分即基因信息的傳遞,以及基于基因信息傳遞的基本原理而發展起來的基因工程技術,針對生物醫學工程專業特點,第三部分將比其他專業講授更為詳細。而細胞信息傳遞、肝臟生物化學與血液生物化學等專題部分則刪除不講。
2.2補充課外閱讀,培養學生興趣
“興趣是最好的老師”,對于生物化學這門枯燥繁雜的課程,尤其需要培養學生的學習興趣。為了兼顧有限的課時數,由教師選擇合適的課外閱讀材料,打印并發放給學生,要求課外閱讀,并在下一次課上進行討論。如瘋牛病,從熱帶叢林食人部落的“庫魯病”,羊瘙癢癥,克雅氏病,到對于瘋牛病疾病本質的認識,長達100多年的研究歷程,又或者如諾貝爾獲獎者故事,重大理論的研究思路和創立歷程,這既能引起同學們的興趣,初窺神秘的科研世界,也在無形中培養了他們嚴密求證的科學精神。另一方面,生物化學作為生命科學的基礎學科之一,自20世紀50年代以來,得到快速迅猛的發展,而生物醫學工程本身就是生命科學高度發展、多學科交叉融合而催生的一門新興學科,因此在對該專業的學生授課時可適當介紹生命科學的前沿,培養學生主動追蹤最新進展的學習意愿。
2.3考核形式多樣化,利用分數的杠桿調動學生學習興趣
將課程的考核評價體系拆分,將傳統的閉卷考試方式與試驗成績、論文報告相結合,考核形式更為豐富合理。課程的考核評價體系分為平時成績和期末考試兩個部分,書本知識采用傳統的閉卷考試方式,占70%;而平時成績又分為試驗成績與論文報告,共占30%。為了檢驗學生課外閱讀的效果,增加了論文報告這一考核內容,論文報告要求學生利用圖書館和互聯網對某一種現代生物化學與分子生物學技術或者熱點方向的研究進展作一綜述,以論文形式提交,對寫作優秀者加分,還可幫助修改和鼓勵發表。通過考核評價體系的改革,可以激發學生的學習熱情,促使學生學會通過各種途徑查閱資料,敏銳把握學科動態,獲取和分析信息,培養初步的科研思維和論文寫作能力,并且這種考試方式能更真實的反映學生的綜合素質。
在嘗試進行以上教學改革時,還應注意3方面問題:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化學的學科特色與要求,授予足夠的基礎知識,又因材施教、合理的刪減教材內容,處理好重、難點。第二,在引入課外閱讀和論文寫作上,如何循序漸進的選擇材料和內容,逐步培養學生對科技論文的閱讀理解和寫作能力,不至于使學生被畏難情緒打擊,產生厭學情緒。第三,應當建立反饋機制,通過發放學生調查問卷,適時把握學生訴求,及時了解學生感興趣的問題、內容或者學習中的難題,便于客觀評價和改進教學方式。
總之,隨著學科的發展和社會需求的變化,針對不同學生特點,生物化學的教學工作必須做出相應的調整,更新教學內容,優化教學方法,改革培養模式,調動學生的學習積極性,拓展眼界,開闊思路,激發其科研興趣,培養其科學思維和創新能力,為今后的工作或進一步深造打下一定的基礎。
[參考文獻]
[1]馮圣平, 秦斌,袁力.生物醫學工程專業高等教育的內涵探討與實踐[J].醫學教育探索,2004,24(3): 21-23.
[2]劉秉勛.愛丁堡宣言[J].醫學教育,1990,10(5):1.
在實驗教學內容上,從專業培養目標出發,全面修訂了實驗教學大綱,優化實驗知識結構,形成梯次的教學內容體系,即基礎性實驗、綜合性實驗和創新設計性實驗。在實驗總學時保持不變的前提下,減少驗證性實驗項目,增加了綜合性、設計性實驗項目,并且注重實驗項目課程內綜合更新、課程間重組以及跨學科交叉融合,尤其重視醫學和生物醫學工程專業知識綜合運用能力和研究創新能力的培養。近兩年,面向本院生物醫學工程專業本科生所開設的數字電子技術實驗項目及學時分配如表1所示。從表1可知:實驗項目從12個減少到9個,但是總學時保持未變;從實驗內容設置來看,實驗難度成梯度;實驗類型分為基礎驗證性、設計性和綜合創新設計性三種。純粹的驗證性實驗只有2個,分別為實驗一邏輯門測試和實驗四觸發器功能測試。實驗一為第一次實驗課,先要教會學生使用實驗箱和認識芯片實物,向學生傳授實驗技巧,所需時間較多,因此設置的內容稍簡單,讓學生的實驗過程既順利又充實而有成就感,從而激起學生的實驗興趣。實驗五分為兩個部分:先驗證計數器及寄存器邏輯功能,隨后重點完成常用計數器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的擴展應用設計,如果只是單純的芯片功能測試,就缺乏應用訓練,不利于后面相關設計性實驗的開展。實驗二和實驗三為組合邏輯電路設計,分為小規模和中規模,內容上不重復,電路的實現從采用邏輯門升級到采用中規模集成芯片。實驗六為經典的時序邏輯電路設計,考慮到難度稍難及根據往屆實驗情況,將其學時調為3學時,通過該實驗項目,學生對時序邏輯電路的設計流程、動作特點及測試方式有了更深刻的理解。實驗七為綜合性實驗,主要進行綜合實踐訓練,培養學生綜合運用知識的能力。時鐘脈沖信號在數字電路的工作中起控制作用,因此,特設置了一個采用經典的模數綜合器件555定時器來構建簡易時鐘脈沖信號源的實驗項目。前八個實驗基本涵蓋了數字電路理論內容,且按照理論課章節順序來設置。在實驗課程的最后,為了綜合考查學生知識運用、創新、動手操作及團隊合作能力,特設置了一個系統設計性實驗項目,如《交通燈控制電路設計》。該設計任務涉及到多個功能模塊,由于電路較復雜,設定學時為6學時,需要學生綜合運用所學知識來實現,作為實驗課程考核部分之一。綜上,整個實驗教學分為四個階段:基礎訓練實驗階段、基礎設計實驗階段、綜合應用訓練階段和系統設計實驗階段。使學生從基本的實驗設備和器件的使用、實驗數據的處理、知識的綜合運用、電路設計調試到實踐創新能力都得到了訓練。
2實驗方式方法改革
在學生掌握了常用的實驗儀器如數字電路實驗箱、萬用表、信號發生器等的使用方法,熟識了常用的集成電路芯片的基礎上,結合各實驗項目的要求及特點,采用多種實驗方式來完成實驗。驗證性實驗可只用數字電路實驗箱來實現,多個芯片同時在實驗箱上連接,連線方便,費時較短,一次實驗課中可以完成多個任務。較簡單設計性實驗采用分立元件連接來構建電路,既可以鍛煉學生動手能力,又可以在規定時間內完成實驗。綜合設計性實驗由于難度最高,可讓學生用軟件仿真出電路原理圖,然后制作PCB板,實現電路實物。課程開始時教師講授的時間不易超過15min,主要幫助學生完成對實驗的理解,思路的建立。實驗方案的設計、實驗電路的搭建及問題的排解,要有學生自主完成。在實驗進行中,教師和學生各自的定位要準確,教師主指導,注重培養學生的實驗興趣。在整堂實驗課中,要讓學生體現主動性,感受到“做中學”的樂趣。由于實驗內容大部分為設計性實驗,如果純粹依賴實驗指導書進行教學,較難達到培養學生電路設計能力的目的。因此在現階段,采用項目驅動法來開展實驗教學,具體做法為:開學初把數字電子技術實驗的所有實驗項目以電子文檔的形式發送給學生,每個設計性實驗只提供設計任務、設計要求和可供參考使用的芯片種類,設計方案和電路原理圖由學生自主完成。這樣既可以改善學生的懶惰思想,又可以實現課前預習、培養學生查閱參考文獻的和初步設計的能力。對于學時較長和難度較大的實驗項目,2～3名學生可組成小團隊,團隊成員在參閱大量參考文獻后進行小組討論,多次討論后確定設計方案。在電路構建及測試過程中,每個成員都必須積極參與,教師也給予一些必要性的指導。經過兩年的實踐發現,該實驗教學方法有效增強了學生的自主學習能力、分析問題及解決問題能力、自我管理能力、團隊合作能力和創新實踐能力。每次實驗完成之后,學生不僅對相關知識有了更深刻的理解,也獲得了滿足感,極大提高了學生參與實驗的興趣。
3實驗室教學管理改革
對于任何一個實驗項目,都允許并鼓勵學生之間相互交流,教師作為引導者雖不過多干預學生的實驗過程,但是也積極關注他們的實驗進度,認真聆聽他們的實驗想法,適時給出建議,甚至和學生進行熱烈討論,幫助他們構建更正確的實驗方案。當學生搭建的電路不能正常工作時,不過多責備,反而是啟發他們自己尋找問題的所在,鼓勵學生多思路分析問題。因此,實驗室的氛圍既嚴謹又活躍,絕大部分學生都非常專注的投入到實驗中,實驗效果理想率可達到95%以上,實驗數據抄襲的現象非常少。
4實驗考核方式改革
很多學生不重視數字電子技術實驗教學的原因之一就是其考核方式不太合理,實驗成績要么只占數字電路課程成績的百分之二十,要么只由實驗報告的成績和平時考勤成績組成,導致有些學生認為只要期末考試卷面成績高就行,實驗做不做問題不大,有些學生雖然每次實驗都出勤,但是在實驗室并不認真做實驗,實驗報告抄襲他人。基于這些現象,近兩年本院生物醫學工程專業開展的數字電子技術實驗考核方式做了如下改革。
(1)電子技術實驗單獨為一門課程。該課程成績中模擬電子技術實驗成績占50%,數字電子技術實驗成績占50%。就數字電子技術實驗成績而言,平時出勤率僅占10%,實驗過程中的表現占40%,系統設計實驗考核成績占30%,實驗報告成績占20%。因此,學生的實驗態度與實驗能力最大程度上決定了其課程成績。這就使得絕大部分學生能以正確、積極的態度來對待實驗課程,并盡量通過自主努力完成實驗。
(2)系統設計實驗項目考核時,分模塊考核。比如在《交通燈控制電路設計》實驗項目中,總分100分,完成時鐘信號源電路模塊,得10分;完成定時器模塊,得25分;完成控制器模塊,得40分;完成譯碼驅動器模塊,得15分;設計方案闡述和回答教師提問部分完成,得10分。這樣不僅避免由于電路硬件原因導致電路系統最終實驗效果不理想而得零分,打擊學生信心的情況出現,又可以讓學生在實驗過程中能逐級測試電路,保證最后的電路系統效果理想,且對學生的團隊合作能力和答辯能力進行了培養。
5結語
關鍵詞 生物醫學工程；專業英語；教學改革
中圖分類號：H319.1 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)18-0077-02
生物醫學工程專業英語是高校生物醫學工程專業普遍開設的專業課程之一，課程內容包括本專業知識和英語知識，與學生在大一大二時上的大學英語課有所不同。筆者根據近年在河南科技大學醫學技術與工程學院生物醫學工程專業英語課中的教學經驗，結合大多數學生的反饋，總結生物醫學工程專業英語課程教學過程中的缺點與不足，并在教材編寫、教學方式、學習方法和技巧等方面提出改革措施。
1 教學中存在的問題
1.1 教材老化
河南科技大學醫學技術與工程學院生物醫學工程專業英語一直使用幾年前的自編教材，教材內容單調，沒有系統性。生物醫學工程領域的發展日新月異，教材無法緊跟時代，顯得有些老化，需要選擇更合適的教材。但目前生物醫學工程專業英語缺乏統一的教材，難以滿足教學要求，更達不到培養既通外語又懂專業的復合型人才的要求[1]。
1.2 教學方式落后
目前高校對專業英語的教學并沒有足夠的重視，教學方式大部分仍然是傳統的板書，而生物醫學工程專業英語的特點是醫學名詞多，合成詞多，單詞長，拼寫難，長句較多，但句子結構并不難，語法較簡單。以板書的方式教學，形式單一，實際講授內容較少，學生感覺枯燥而且難學，普遍不感興趣，因此急需改革教學方法，調動學生的積極性。
1.3 考核方式單一
專業英語期末考核往往是由任課教師從教材或其他英語文獻中摘取幾段讓學生翻譯成漢語，這種考核方式太單一，與一般的英語考試也有所區別，而且與學生聽說讀寫的英語綜合能力考核的要求相差甚遠。
2 教學改革的3個方面
針對以上教學中存在的問題，結合學院的實際，在生物醫學工程專業英語課程的教學改革中應明確：以提高學生專業英語水平為目標，重新編寫教材，改革教學方法，引入多媒體教學，提高學生的學習興趣，并改革課程考試方法，真正考察學生對課程掌握情況及英語水平的進步程度。
2.1 重新編寫教材
針對生物醫學工程專業已學完公共英語的大三學生重新編寫一本專業英語教材。生物醫學工程是運用工程技術手段解決生物學及醫學上的問題，保障人類健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務的一門交叉學科，內容廣泛，因此在選材時要充分考慮專業領域最新的發展方向，系統規劃，利用各種資源開發教材，確保章節、單元內容適應專業課的教學需求。所編教材共有6個單元的內容：第一單元是生物醫學工程專業簡介，包括專業發展歷史及現狀、具體涉及的領域及生物醫學工程師的具體工作；第二單元是常用生物醫學儀器的介紹；第三單元是醫學影像學的各種方法、目前醫院及科研中常見的各種影像儀器的原理與使用等；第四單元是醫院管理，主要介紹醫院管理系統HIS及其下屬的各個小系統，以PACS為重點進行分析；第五單元是生物材料和組織工程；第六單元是康復工程和生物力學。
2.2 使用多媒體教學方式
專業英語課程使用板書的教學方式會因為書寫板書而浪費很多時間，課堂教學效果也不是很好。而采用多媒體教學，教師可以充分地利用課堂時間為學生講解課文中的生詞、長句，通過多媒體教學軟件的演示，將語言、文字、圖像等多種與課程內容相關的信息顯示在屏幕上，使原本枯燥的內容變得有聲有色，大大提高了學生學習的興趣，激發了學生學習的積極性、主動性，授課效率大有提高。比如較長的專業詞匯，學生剛學時感到很吃力，教師可以通過多媒體教學聲音與動畫結合的演示，將單詞的拼寫以動畫的形式在屏幕上演示，并在課件中加入單詞的讀音；而文中的長句則可以用不同的顏色標出句子的主干及關鍵詞，這樣加深學生對生詞和長難句的理解和記憶，教學效果很好。
2.3 課程考核方法的改進
盡管目前已有很多高校取消了英語四六級考試與畢業掛鉤的要求，但由于就業困難，許多大學生仍然十分重視四六級考試。因此，在專業英語的課程考核當中，可以考慮使用四六級考試的多樣化題型來考查專業英語的內容，而不僅僅像以前那樣簡單地出一些翻譯題型。這樣不僅考核了專業英語的學習情況，對學生來說也是一次四六級考試的實戰練習，引起學生的重視，也提高了積極性。
3 總結
通過教學改革實踐，不僅能夠提高學生對專業英語課程的學習興趣，調動學生學習的積極性，而且豐富了教學手段，優化了課堂教學效果，使學生通過學習不僅能夠學到英語知識，也鞏固了專業知識，提高知識應用能力和英語聽說讀寫能力。當然改革是一個長期的過程，需要在教學過程中不斷完善，不斷積累經驗，這樣才能真正達到培養應用型本科人才的目標。
關鍵詞:生物醫學工程；教育，醫學，本科；學生，醫科；畢業設計
本科教育在高校教育中占據著極為重要的地位，本科生的培養質量也能夠在一定程度上反映高校的綜合實力和辦學水平[1-2]。作為本科生培養過程中的最后一個教學環節，畢業設計已經日益受到高校管理者的重視。生物醫學工程是一門典型的交叉學科，旨在結合理工科的知識與技能以解決醫學中存在的問題。第三軍醫大學于2007年成立了生物醫學工程系，由于受到軍隊院校招生政策的限制，目前每年的本科生招生數量較少。根據生物醫學工程的專業特點及結合學校的軍事特色，提出了一系列措施解決本科生畢業設計過程中存在的問題，切實保證本科生畢業設計的質量，以提升軍醫大學教育的水平。
1本校生物醫學工程專業畢業設計存在的問題
本校生物醫學工程專業的本科生，雖然數量較少，但生源質量普遍較高。從2012級本科生開始，該專業由五年制改為四年制。學制的減少使得學生的課程安排更為緊密，同時，也使得學生的畢業設計時間大大縮短。此外，本校生物醫學工程系與重慶大學生物醫學工程系進行了聯合辦學[3]，該專業的本科生需要在大三到重慶大學生物醫學工程系進行為期1年的學習。畢業設計通常是安排在最后1個學期，經過前面3年半的軍校學習與生活，學生各方面情況會發生一些變化，這些變化不僅表現在學習成績上的差距，還表現在對待學習的態度及為人處世等方面。這些變化會或多或少影響到最后的畢業設計。目前，該專業本科生畢業設計整體完成質量較好，但仍存在部分不足，集中表現在以下幾個方面。
1.1學生對于畢業設計的態度不夠端正
本科生畢業設計通常僅僅被看作對學生學習能力和知識運用能力的一種檢驗，畢業設計的完成質量并不影響學生的畢業。由于缺乏一定的獎懲機制，使得極個別學生對待畢業設計的態度不夠端正。此外，對畢業設計重要性的認識不足也會使得他們的態度不夠端正，態度不端正會使學生在畢業設計過程中缺乏前進動力，從而導致畢業設計的完成質量不盡如人意，尤其對于學習成績不理想的學生，這種情況較為普遍。
1.2畢業設計的選題不夠合理
部分學生的畢業設計選題不夠合理，主要表現在選題過于簡單與陳舊，缺乏一定的理論性和實際應用價值，工作量也較小，容易完成；或選題雖然具有一定的理論與實際應用價值，但研究內容較多，有一定的難度，工作量較大，完成難度較大。以上問題無論哪一方面均會對畢業設計的質量產生不利影響。此外，還有部分學生將選題完全寄托于指導教師，然而對于指定課題確并不感興趣，從而使得學生在畢業設計上處于被動。此外，部分學生的畢業設計選題是由自己提出的，但導師未進行嚴格把關，可行性論證不夠，致使最終的完成質量不高。
1.3學生忙于畢業分配
學生通常是在本科階段的最后1個學期進行畢業設計，此時距離學生畢業僅僅4個月左右的時間，而真正用于畢業設計的時間僅有3個月左右。由于是軍隊院校，生物醫學工程專業研究生錄取名額較少，很多學生即使非常優秀也難以進入研究生階段的學習。本科生畢業后將會統一參加學校的分配，很多畢業生可能被分配至條件相對艱苦的地方工作。由于分配單位的好壞并非依據畢業設計的成績，因此，部分學生會將畢業設計的一部分時間用于聯系工作單位，這使得學生難以安心進行課題研究，從而給畢業設計工作帶來一定的不利影響。
1.4學生存在一定的畏難情緒
軍醫大學畢竟是以醫學為主，生物醫學工程是軍醫大學少量涉及理工科背景的專業。然而，該專業的學生普遍對理工科知識有一定的畏難和抵觸情緒。生物醫學工程專業本質上就是利用理工科的知識與方法解決醫學中的難題，屬于交叉學科，其目的是提高臨床疾病的診斷率。既然利用的是理工科的方法，不可避免地要涉及編程，而這一點對學生來講是一大考驗。通過本科階段課程（尤其是實驗課）的學習，僅僅有極少數學生具備了一定的編程能力，大部分學生的編程能力仍然較差，對自己的編程能力沒有信心，甚至心中存在較大的恐懼和抵觸情緒，從而不敢面對和接觸需要編程的課題，總是擔心自己難以完成。因此，學生在畢業設計的選擇上，更傾向于選擇那些無需編程的教研室，而那些需要學生編程的教研室鮮有人問津，從而造成學生資源分配不均。
1.5指導教師投入精力稍顯欠缺
指導教師對學生畢業設計的指導不足也是導致畢業設計質量不高的一個重要原因。在很多指導教師眼中，研究生的畢業課題需要精心指導一番，而本科生的畢業設計較為簡單，無需過多指導。此外，個別導師工作繁忙，這也是造成對學生畢業設計指導不夠的原因之一。當然，也存在個別學生性格極為內向，不善言辭，總是埋頭做事，極少主動與指導教師溝通。
2對提高本科生畢業設計質量的思考
針對生物醫學工程專業本科畢業生的畢業設計的不足，提出了以下幾種措施。
2.1根據部隊的實際需求以及學生的能力與特長進行科學選題
本科生的畢業設計應當結合當下學生、教師、學校和社會的需求進行選題[4]。然而，軍醫大學的本科生都是軍人身份，畢業后需要分配到部隊單位任職。因此，在進行畢業設計選題的時候，無論是指導教師指定的課題或是學生自由選擇的課題，需要重點關注以下兩點：選題必須具有一定的科學意義和鮮明的軍事特色，具備較強的軍事應用價值[5]；選題應結合學生的興趣特長，盡可能為學生選取他們感興趣的課題，并能夠充分發揮他們的特長，這樣才有可能做出高質量的畢業設計。當然，依托軍隊科研項目提升畢業設計的質量也是一條行之有效的途徑[6]。最后，課題的研究內容要適量，工作量要在學生力所能及的范圍內。
2.2充分發揮學校“本科生帶教”的優勢
為了深入推進學校創新教育改革，完善本科學生創新教育體系，充分彰顯學生主體和教員主導作用，構建密切合作、教學相長的師生關系，全面提高本科人才培養質量，根據學員成長成才規律，學校制定了“本科學生導師制管理辦法”。目前，國內外的許多知名高校均建立了“本科生導師制”，并將其引入到本科生的畢業設計工作中[7]。在學生本科入學的時候就為每一名學生選配一位帶教教師。理論上來講，本科生導師制與畢業設計沒有任何關系，學生并非一定要在帶教導師那里進行畢業設計。在學生即將進入畢業設計階段，仍然會讓學生重新選擇畢業設計的指導教師。目前，如果能夠將本科生導師制與學生的畢業設計相結合，即學生最終在帶教教師那里進行畢業設計，對學生和指導教師來講均是有利的。首先，經過前面幾個學期的帶教指導，學生和教師之間已經非常熟悉，配合也會非常默契；其次，學生在前期的帶教過程中或多或少地已經接觸到相關的課題工作，具備了一定的能力，如果在此基礎上進行畢業設計的選題，能夠最大限度地發揮本科生導師制這項政策所帶來的優勢，有利于學生做出高質量的畢業設計。
2.3為本科生畢業設計提供良好的環境
學生選擇了指導教師后，一般要進入指導教師所在的教研室進行畢業設計，成為教研室的一員，與學生畢業設計相關的所有工作將由教研室負責。因此，教研室要為學生創造良好的學習環境，盡力解決他們在畢業設計過程中遇到的困難，讓學生感受到教研室這個大家庭的溫暖。要充分保證學生從事畢業設計的時間，堅決杜絕給學生安排與畢業設計無關的活動。此外，要讓學生參與到教研室的各項活動中來，尤其是教研室的學術討論等，應適當安排本科生進行匯報，提高他們的語言表達能力。最后，學生也要嚴格按照教研室的各項規章制度要求自己，確保工作的正常進行。
2.4強化指導教師在學生畢設過程中的指導作用
指導教師在學生整個畢業設計階段發揮著主導作用。首先，指導教師需要有較強的責任感。本著為學生負責的原則，為學生的選題進行嚴格把關，確保選題的科學性與可操作性。其次，指導教師要定期查看學生的課題進展情況，及時發現存在的問題并加以糾正；指導教師要注重培養學生的科研能力和基本的科學素養，尤其是在科學研究的規范性方面加以引導，為今后的學習與工作打下良好的基礎；指導教師要加強與學生的溝通，消除他們對于畢業設計的畏難情緒，增加完成課題研究的信心；指導教師應關心學生的學習與生活，幫助解決其各方面的實際困難，做學生的良師益友；對于表現優異的學生，有能力的指導教師可以給予一定的獎勵與資助，從而激勵學生的學習勁頭與熱情。此外，鑒于學生數量較少，為了保證學生畢業設計的質量，每位教師通常僅指導1名本科生的畢業設計，從而保證每位教師有充足的精力指導學生的畢業設計，也能夠使得每名學生得到個性化的一對一指導，在畢業設計過程中采用多種教學手段來提高學生的創新意識和實踐能力[8-9]。
2.5進一步強化和完善畢業設計的規范和規章制度
畢業設計中的主要環節包括選題、中期檢查、答辯與成績評定等。對上述每一個環節均應統一組織、嚴格把控，及早對學生的畢業設計進行反饋，確保最終的畢業設計完成質量[10-11]。在成績評定上，要明確優秀、良好、合格與不合格所對應的標準，確實為每一名學生的畢業設計做出公平、公正的評價。建立畢業設計獎懲機制，可以考慮將最終的畢業設計成績與學生的綜合評定掛鉤，能夠在一定程度上端正學生的學習態度，激發他們的學習熱情和工作動力。在各個環節上要加大對學生學術規范性的檢查力度，對于發生學術失范的學生實行一票否決制，真正做到獎罰分明[12]。要建立指導教師遴選機制，確實選出那些學術水平高、責任心強的教師來擔任本科生畢業設計的指導教師。總之，本科生畢業設計是一種學習、實踐、探索和創新相結合的綜合教學環節。軍醫大學生物醫學工程專業的畢業設計有氣自身的特點。高水平的畢業設計能夠為學生今后進入部隊工作打下良好的基礎，對學生今后的工作也會起到潛移默化的影響。只要思想重視、措施到位、身系學生、敢于擔當，就一定能夠將本科生畢業設計工作提高到一個新的水平，切實提高學生的知識運用能力與創新意識，為今后勝任部隊工作崗位打下良好的基礎。
作者:粘永健 王莉 邱明國 李曉寒 單位:第三軍醫大學
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1.1教學與科研第三軍醫大學開展生物醫學工程本科教育的時間不長，主要培養應用型人才。由于生物醫學工程專業覆蓋知識面寬，目前尚未建立一套完整的教學體系，缺乏足夠的教學經驗。教學內容重理論、輕應用，不能完全滿足醫院和用人單位的需要；教學方法傳統，偏重于灌輸式的教學，研討課的開設比例較低，難以調動學生課堂的積極性和主動性；雖然已從國內外知名大學特聘了幾名專家和教授，招聘了多名博士畢業生，使得教師隊伍的整體素質得到顯著提高，但教師隊伍中年輕教師較多，同時精通工程技術和生物醫學知識的教師較少，部分教師滿足于現狀，不思進取，對教學缺乏足夠的激情和熱情。相對于理工院校，第三軍醫大學的生物醫學工程專業在科研方面與醫學結合較緊密，醫學大背景深厚，能從臨床中發現一些有實際意義的課題，但工程力量相對薄弱，科研投入不足。科研目前還處于引進、消化、跟蹤較多而創新性研究較少，同時理論方法等應用基礎研究較多而具有自主知識產權的應用研究較少。雖然近年來青年教師的科研水平在逐年提高，但總體而言，科研整體能力和水平有限，科研項目申請的命中率較低，科研經費不足，投入產出效能低，部分教師的科研能力有限，對科學研究和指導學生進行科學研究缺乏耐性。有些教師對科研急功近利，認為對本科生精力投入多但科研產出少，不具備科研培養的價值。
1.2學生方面第三軍醫大學學生的整體素質良好、基礎扎實。進入大學后，部分學生沉浸于考上大學的喜悅之中，沒有了明確的學習目標和興趣。由于習慣了中國式的傳統教育方式并且缺乏針對新生的研究型課程設置，很多新生還在沿用高中的學習方式，機械呆板地學習，一切學習以考試為導向，缺乏正確的學習目標和動力。此時如果再加上教學方法不當，很多新生會產生厭學的情緒。由于是軍隊院校，第三軍醫大學生物醫學工程專業研究生錄取名額受限，很多學生即使非常優秀也不能順利進入研究生階段的學習；本科生畢業后將會統一參加學校的分配。隨著目前我國就業難度的加大和軍隊分配形式的日益嚴峻，很多畢業生可能被分配至條件相對艱苦的地方工作，于是部分成績較差的高年級本科生在學習方面的信心動搖，甚至有些學生產生了極強的厭學情緒，認為學習無用，從而破罐子破摔，在學生中間產生不良影響，也嚴重影響了教學質量；部分成績較好的高年級學生為了實現保送研究生的目的，更加注重考試成績，而不愿意花時間和精力參加科研實踐活動，從而忽視了實際動手能力和實踐技能的提高，阻礙了創新意識和科研能力的培養。
1.3體制方面第三軍醫大學近年來也開始重視本科生科研創新實踐能力的培養，生物醫學工程學院開始試行導師制，具體分兩個階段實施，第一階段針對低年級本科生，側重于任命教學經驗豐富的教員為導師；第二階段針對高年級本科生，側重于任命科研經驗豐富的教員為導師。學生可根據自己的興趣選擇導師，導師則應履行自己的職責，即鼓勵學員自主開展科研試驗研究，積極引導學生參與教研室科研工作等。試行導師制規定了導師每月指導學生的最低次數，對的學生和導師給予一定的獎勵，對未達標的導師和學生實施相應懲罰。目前，第三軍醫大學生物醫學工程學院的試行導師制已經初具規模，但還不夠完善，在第一階段培養方案中沒有針對教學的具體措施，因此在實際實施過程中這一階段的導師制形同虛設，導致學生的科研能力并未得到進一步提升；在第二階段培養方案中，導師將引導學生參與教研室科研工作，由于沒有具體規范措施，可能有些導師會傾向于讓學生做重復性的簡單工作，從而導致學生對科研的整體流程不熟悉。另外，目前沒有建立起專門面向本科生的科研專項資金，可能會導致科研進展緩慢。為了有效整合創新資源和創新力量，實現資源共享、優勢互補，2012年7月，第三軍醫大學與重慶大學成立了生物醫學工程聯合學院。自聯合學院成立以來，兩校共同培養生物醫學工程專業本科生，瞄準生物醫學工程發展前沿和熱點研究領域，實質性推進生物材料與創傷修復等5個研究中心建設進程［4］。
2加強生物醫學工程本科生科研能力培養的建議
2.1構建校園文化現在的本科生大都是90后，他們好奇心強，容易接受新生事物，但當今社會環境浮躁，人生觀、價值觀取向多元化，過分強化名利，而大學的人文環境應該培養出有思想、有學問、有高尚道德情操、有科研創新能力、有責任感的公民。第三軍醫大學更是肩負著培養忠誠于黨、熱愛人民、報效國家、獻身使命、崇尚榮譽的當代革命軍人的使命，因此要特別加強對本科生的思想品德教育，通過構建積極健康的校園文化，營造濃厚的學術科研氛圍，以培養學生高尚的情操和探究科學的興趣。教育和引導全體學員鑄牢軍魂意識、堅定理想信念，爭做“對黨忠誠、愛兵為民、品德高尚、敬業奉獻、追求卓越”的紅色軍醫，著力用好駐地豐富的紅色文化教育資源，積極開展當代革命軍人核心價值觀教育。有必要在本科生中強調并非考上研究生就能確保獲得較好的工作，而應注重自身人文素養、交流能力和科研能力等綜合素質的提升。因為現代社會要求人的全面發展，用人單位更多考慮的是應聘者實際解決問題的能力；隨著研究生數量的增多，研究生們找工作同樣面臨較大的壓力，只有具備更好的綜合素質，才能在以后的工作競爭中處于有利位置。另外，濃厚的學術氛圍對學生們科研興趣和科研素養的形成有著潛移默化的影響。可以適當開展專題學術講座、學術交流活動和豐富多彩的科研文化活動。學生通過聽取不同研究領域學者講述各自的研究思路與成果，體會他們探求未知的執著和收獲成功的喜悅，可以激發對專業的熱愛，培養嚴謹的治學態度和踏實的研究作風，提升科學素養；學生通過參加科研文化活動，如研究生學術報告會、科技文化節系列活動、創新論壇等，可以活躍其思維，激發創新火花，開動腦筋、發揮才智、挖掘創新潛能。
2.2從教學入手古人云“授人以魚，不如授之以漁”，教學過程中應體現以學生為主體、教師為主導的教學思想，教師通過講課、傳授知識的途徑達到培養學生學習能力的目的。教學方法應多樣化，將啟發式、討論式、交互式等方法融會貫通地應用于課堂教學，引導學生主動學習、帶著問題學習，在課堂上應給學生留有一定的思考時間，盡量讓學生主動提出問題；在傳授知識的同時，還需要開拓學生的視野、拓寬知識面，并注重學生個性的發展，在這樣的過程中不斷提高學生的獨立學習和思考能力。從新生入學就開始建立年級研討班，由個人選擇自己感興趣的課題，按課題類型分小組；學生可選擇相關課程聽課，可采取各種方式獨立學習、進行社會調研等，學期末交出研究論文或研究報告；教師指導和組織學生課外查找資料以及定期進行小組討論，并給出成績，對研討課和選修課程記學分。研討課的教師應盡量選定為教授，這樣可為本科生提供多與教授接觸的機會，讓他們感受到學術魅力，初步了解科研的含義以及對某一專題進行重點研究和探索的基本方法，促進本科生科研能力的培養。科研方法是大學生科研能力培養的關鍵環節，而畢業設計是教學過程中本科生科研能力培養的關鍵途徑。本科生通過完成畢業設計的工作可以初步了解科研活動的實施過程，學生一般能夠做到在教師的指導下收集查閱資料、分步實施研究內容，但為了更好地鍛煉學生的創新思維、邏輯思維、總結分析能力，教師應該在研究設計工作和論文撰寫方面給予學生更多的指導和獨立完成的機會，傳授更多的科研方法。
2.3完善導師制本科生導師制的核心是由導師引導學生自主學習，培養學生獨立思考和解決問題的能力。本科生導師制的關鍵在于教師，教師應適應時展的需求，積極主動轉變教育理念，提高自身業務能力和綜合素質，不斷更新知識儲備，站在學科發展的前沿。為了能夠準確衡量研究型高校科研能力的培養水平，對于本科生導師制，應建立完善的本科生科研能力培養評價體系，給出量化指標，定期定量檢測。把本科生的科研能力融入評價體系，提高本科生參與科研活動的積極性，設立相應的科研學分，學生只有獲得規定的科研學分才能畢業，并對科研能力突出的學生給予相應物質和精神獎勵。在教師職稱評定過程中，除了教師個人科研成果的評定外，應將對學生科研的貢獻作為重要的參考指標。學校和學院應努力創造條件爭取促使政府、企事業單位、學術團體和個人在大學設立資助機會，形成多途徑、多形式支持學生科研發展的格局，加大對本科生導師制的資金支持，建立起專門面向本科生的科研專項資金，以使更多學生獲得獨立科研課題的機會。
關鍵詞 生物醫學工程；創新人才；實驗平臺
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）20-0095-02
Abstract Biomedical engineering is a new development of cross subject， putting forward higher requirements for innovative talent， it needs to reform the teaching methods， curriculum system and prac-tice， to strengthen the logical thinking and logic thinking training of students， strengthen the cultivation and education of comprehensive quality， improve the effect of classroom teaching， pay attention to theinnovation practice ability training and exercise， improve innovative ability of students.
Key words biomedical engineering； innovative talents； experiment platform
1 前言
生物醫學工程是一門新興發展起來的交叉學科，為人類的健康做出了重要的貢獻，培養能夠迎接未來挑戰的高素質的生物醫學工程專業創新人才至關重要[1]。因此，生物醫學工程專業以培養方向為引領，改革教學方式、課程結構、實踐方法，培育順應社會發展的、具備創新能力的應用型創新人才，是高等醫學院校教育者需要重點研究的課題。
2 打破傳統知識桎梏，注重學生創新思維方式的鍛煉與培養
創造力是人類知識結構的最高表現形式，除智力這個重要組成因素，還包括獨立的個性、廣泛的興趣、好奇心、自信心、堅韌的意志力、靈活的思維等。因此，只有在鍛煉學生的邏輯思維的同時加強鍛煉非邏輯思維，才能激發學生的創造力與創新精神。學生只有具備很強的非邏輯思維，才能突破思維定式，積極探索看似不相關的事物之間可能存在的內在關聯。這樣就有希望打破常規，發現那些別人無法想到的新事物和新規律，進而大膽地提出自己的新想法和新發現。
智力水平、學習動機是決定學生是否能做出創新成果的重要誘因，但并不是決定性的。非邏輯思維通常決定一個人能否做出創新成果，一些人智商高并且有較高創新欲望，但一直也沒有創新成果，主要原因在于他們在非邏輯思維能力方面還比較欠缺。愛因斯坦在創造活動中更加相信直覺與靈感，他覺得一個人的超強想象力比具備豐富的知識更為關鍵。所以，創新能力培養的目標也因此發生本質變化，既要讓學生學會發現問題、解決問題，又要鍛煉學生遇到問題的思考方式和研究方法，特別是有效地鍛煉他們的非邏輯思維。
3 優化課程教學模式，加強具有綜合能力的應用型人才培育
課程是院校依據教育大綱所制定的教學內容，課程教學結構的優與劣，直接決定了綜合素質人才的培養效果[2]。生物醫學工程作為一門交叉學科，既要有明確定位并與其他學科有所區別，又要加大與其他學科彼此的滲透與融合，以生物醫學工程專業自身的特點為核心，擬定合理的培訓目標，構建生物醫學工程專業的特色專業體系，促使學生更好地發揮自身的優勢與專長，為成為應用型、創新型專業人才做好充分準備。
為此，首要的是要壓縮課堂教學的學時，給學生的個性發展留下足夠的時間與空間，將學生置于創新活動的主導地位，鼓勵他們按照興趣與愛好學習，突破傳統的教學方式，建立新的教與學的方式，引導啟發他們主動學習和探索學習。在校內放寬轉換專業的限制，讓學生充分發揮自己的特長，允許學生跨學科、跨院（系）甚至跨校選課、輔修，攻讀雙學位。在建設生物醫學工程課程體系時，要在充分調研論證的基礎上，充分了解用人單位的人才需求，既要有一定的專業深度，也要有一定的專業廣度，避免專業知識的職業化傾向。對學生適當加強人文學科知識的熏陶，增加一定量的文科類選修課，大力強化他們的文化素質，以改變過去存在的過弱的人文陶冶問題，充分鍛煉學生的直覺思維和想象力。
對于生物醫學工程的實驗課，應盡量減少驗證性的簡單實驗，增加一些較新的有創造性的實驗，以利于培養學生的動手能力和一定的科研意識和創新能力。優化教學內容應注意拓寬專業基礎課，淡化專業方向，減少重復內容，追求課程的獨立性和完整性。
4 轉變教學方法手段，強化學生的創造力和綜合素質
當前，教育活動依然主要采取課堂教學的方式，是學生獲取知識、提高綜合能力的重要環節，教師的教學方式、方法和教學水平的好壞，主要由課堂教學效果來衡量。充分利用課堂教學有限的時間，啟發學生掌握創新性學習和高效率獲取新知識的方法是核心內容。但是，部分教學工作者認為課堂教學只是知識的傳遞過程，而忽略了營造以學生為核心的學習氣氛。教師應該探索互動交流式的教學模式，將創新思維融入課堂教學中，學生不僅將知識繼承，而且要在創新思維下將它們發揚光大。
采用討論式、啟發式、研究式的教學方式，將培養能力素質與傳授知識方法相互結合起來。在課堂教學過程中，教師應該壓縮理論授課時間，改變滿堂灌的教學方法，多給學生一些自由發揮、自由探索的時間，這樣對學生創新能力的培養是非常有益的。在課堂教學中，多采取引導式、互動式授課模式，讓學生能夠自由探索理論前沿，不斷激發他們的創新意識。選擇前沿的領域為學生設定研究的課題，發動學生利用所學的知識來分析和解決問題，進而使自己的創新意識和思維得到鍛煉。在課堂授課活動中，教師與學生通過互動、交流來激發創新的火花。
5 加強社會實踐教育，注重實踐環節的創新能力培養和鍛煉
創新實踐與解決問題有著密不可分的聯系，解決問題為創新實踐提供基礎，但不是所有的解決問題的過程都有創新的因素，而創新實踐的過程一定能夠解決一些問題。所以，既要加強實踐知識的傳授，又要加強實踐環節的鍛煉，尤其是對生物醫學工程專業學生創新思維的鍛煉起到十分重要的作用。
學生的創新精神與創造能力要靠大量的課外活動和社會實踐去培養，從課堂獲取的創造能力是遠遠不夠的。因此應進行教學模式改革，側重點放在實踐教學上，提高學生動手能力，一方面通過實驗將學習與研究、理論與實踐結合起來，在實踐中錘煉學生的科研能力和創新能力；另一方面通過實踐鍛煉、畢業設計和各類競賽，培養學生創造力和實際動手能力。
實驗平臺是生物醫學工程專業培養應用型技術人才的主要環境條件，是進行實踐和探索的主要場所[3]。在實驗課的課堂教學中，要引導并啟發學生用心仔細地觀察周圍事物。細心的觀察決定了開展創造的可能性，科學上的創新大都源于仔細地觀察與發現。因此，教師要有意識培養學生仔細觀察的能力，同時要倡導學生有目的地鍛煉發現問題、解決問題的能力。創新實驗要與理論教學相結合，在實驗教學過程中要讓學生在理論的指引下有所嘗試、有所觸動、有所發現。
通過實踐鍛煉、各類競賽使學生將所學理論與實踐鍛煉相融合滲透，培養學生創新能力和科學的思維方式與方法。在企業實習的教學實踐活動中，改變以往傳統的教學理念，在生產實踐中鍛煉學生的發散思維和求知欲望，讓學生互相學習、互相討論，使學生克服單一的、片面的思維方式，擴展和增強他們的優化思維和創新思維，從而使他們具備勇于創新思考、善于突破常規的能力。畢業設計和各類競賽的選題多數來自工程實際，在教師的指導下，讓學生以“生物醫學工程師”的身份去完成從課題的調研、設計、制作到調試以及修改處理的全過程，充分體驗“生物醫學工程師”應該具有什么樣的知識和能力，使他們對“工程能力”的認識產生升華，以最終達到從訓練到提高的目的。盡管有了校內實踐教學基地，但組織學生到真實的工程環境進行校外實習仍是非常必要的，在工程環境中學生可以感受工程運作過程，明確自己的努力方向，同時參與解決實際工程技術問題是校內實習無法代替的。
6 結語
生物醫學工程作為一門新興的交叉學科，對創新人才培養也提出更高的要求，傳統的創新教學模式已經無法滿足創新人才的培養需求，需要結合高校自身特點，探索新的途徑和方法，構建具有特色的創新人才培養策略。
參考文獻
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關鍵詞 發酵工藝原理；生物工程；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2017）03-0107-02
1 前言
發酵工程是基因工程、酶工程和細胞工程等其他生物技術的最終手段和方法，是生物技術走向產業化的關鍵技術環節。發酵工藝原理是吉林大學生物工程專業開設的一門重要專業課，是綜合運用所學知識來解決工程實際問題的一門重要課程，同時也是學生后續進行畢業設計及進入相關領域工作的基礎。由于此課程內容豐富，涉及數學、物理、化學、微生物學及化工原理等理論，各學科間相互交叉滲透[1]，學生學習難度較大。因此，如何激發學生的學習興趣，在有限的學時內對發酵過程有系統全面的認識，掌握發酵工藝的基本內容和操作過程，提高分析和解決實際問題的能力[2]，其取得良好的教學效果，是高校教師在教學工作中需要探索的重要問題[3-4]。筆者根據近幾年的教學工作，從教學內容、教學手段等方面進行調整，取得一定的效果。
2 教學改革探索
優化教學內容 合理的教學內容對學生綜合素質的提高起重要作用。為了使學生在校學習的專業知識既系統科學又專業實用，筆者改變以往對單一教科書的依賴，優化和充實教學內容，結合學生的知識體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發酵工藝原理》為主，同時為學生推薦《發酵工程最優化控制》《發酵工藝學》《發酵工藝原理與技術》等側重點不同的教科書。在此基礎上多途徑（雜志、相關網站）選擇參考資料[5]，內容上涉及教學小組各教師的科研項目及國內外最新的科研成果和專業技術，用以擴增課堂信息量，解決原來課上知識乏味、內容老舊的問題，從而使學生對課程內容及研究前景有所了解，激發學生對相關方向的研究興趣和熱情，對學生未來從事相關科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。
教學順序上為了使學生更好地掌握所學知識，講授的主要內容按照發酵工藝進行的先后順序（微生物生長和產物形成、菌種選育與保藏、培養基配制、滅菌、發酵動力學、發酵過程檢測及控制、發酵過程的實驗室過程和放大、環境保護、發酵過程經濟學）進行編排，并在基礎知識學習完成后結合現有發酵工業生產實例進行講授，便于學生從整體至局部對發酵工程基本理論及工藝流程進行理解與掌握。
改革教學方法 以知識傳授為主的教學方法在實踐性較強的專業課程教學中存在易使學生知識學習片面，不能培養學生獨立思考能力和提高實踐能力等問題[6]。
首先，改變傳統的課堂講授方式，把課堂教學從傳統的單向傳授變為雙向互動的過程，在課堂教學中采用啟發式教學方法。課上教師有針對性地提出問題并給予一定的提示，使學生獨立思考，注重對其他已學課程中知識的聯系和鞏固，同時布置課后思考題便于學生復習和鞏固課上知識。
其次，開設專題討論課，學生以小組的形式對感興趣的發酵過程進行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學生學習的主動性和積極性，深入挖掘學生的思維潛能。
第三，發酵工藝原理是一門實踐性、應用性很強的課程，許多設備必須以圖像形式展現其關鍵部位的結構和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現場或用視頻的形式進行介紹，則能使課堂上的教學效果大大增強[7]。用制圖軟件提高課件中插圖的質量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動態化，教學效果遠勝空洞的語言描述。在課堂教學過程中適當增加模擬動畫、工廠生產視頻，使原本抽象的內容能夠直觀地展現在學生面前，學生更容易理解和接受，從而將枯燥的發酵過程和繁雜的設備工作原理的記憶過程轉化為生動形象直觀理解的過程，學習熱情和教學效果得到增強。并且通過此方法，可以保證學生在認識實習參觀工廠之前對各種設備和生產工藝建立初步印象和認識，改善以往參觀與課堂知識銜接不理想、見習效果收效甚微的狀況。
加強實驗課程建設，培養學生的動手能力 實驗課程是發酵工藝原理課程教學中重要的組成部分，對于幫助學生提高解決實際問題的能力具有重要意義[5]。由于完整的發酵過程存在實驗時間長的特點，以往在教學過程中受到實驗課時短、實驗設備和場地有限等條件的限制，開設的實驗內容孤立，大多為驗證型小實驗，很難調動學生的學習積極性和主動性。因此，在實驗課程建設時，一方面將實驗內容由單一驗證型向綜合型、研究型發展，對實驗內容進行改革，充分調動學生進行實驗操作的熱情，在加深對課程知識理解的同時，提高實驗操作能力。對學生進行相應的實驗技能培訓和考核，合格后靈活安排實驗時間，開放實驗室保證學生能夠充分利用課余時間走進實驗室，對課程中感興趣或有疑問的知識設計實驗進行驗證，并對實驗結果加以分析，從而提高設計實驗和解決問題的能力。另一方面，增加實驗分組數目，給學生增加參與實驗操作的條件和機會，爭取實現每個學生都能充分參與實驗中的每一個過程。
另外，因吉林大學生物工程專業的學生在大四上學期有為期一周的工廠見習，為了更好地鞏固課堂學習的知識，將發酵工藝原理課程由原來的大四上學期調整至在大三下學期，通過對發酵工藝的學習，使學生帶著課堂上學習過的理論知識去相關工廠實習，實現理論與生產實際的結合，在鞏固理論知識的同時，對工廠實習中的工藝流程更加清晰。
考核形式的改革 以考試為主的評價忽略了對學生在綜合分析和技能方面的測試，因此，適當增加學生平時成績在課程成績中所占的權重，學生課堂討論情況、實驗準備和操作情況、作業完成情況都要在課程成績中有所體現；考試卷面題目中，為了檢查學生對實驗的理解和操作，增加一定比例的實驗過程異常情況分析題目；為了考查學生對專業前沿技術的關注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過本門課程的學習，學生各方面的必要技能都有所提升，進而達到培養社會需要的復合型綜合人才的目標。
3 結語
為了更好地使學生掌握發酵工藝原理這門專業課程，培養適應社會發展的具有創新思維和實踐動手能力的復合型人才，針對教學過程中的部分環節進行一些改革，激發學生的學習興趣，使學生的專業知識掌握、資料收集與展示、實驗操作能力有所提高。隨著生物科技的發展，教師的教學工作也應不斷地改革創新，培養出高專業素養的人才。
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關鍵詞：生物醫學工程；電子競賽；職業能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0233-02
生物醫學工程學（Biomedical Engineering，BME）是一門理學、工學和醫學高度綜合的交叉學科。應用現代自然科學和工程技術的理論和方法，從工程學角度，研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象；研究人體系統的狀態變化，并運用工程技術手段去控制這類變化；研究解決醫學防病、治病的新技術手段，保障人民健康的一門新興的邊緣科學。這門學科培養學生具備生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學有關的基礎理論知識以及醫學與工程技術相結合的科學研究能力，能在生物醫學工程領域、醫學儀器以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、教學及管理的高級工程技術人才。
一、生物醫學工程專業需求分析
學科的交叉融合決定了就業選擇的多樣性，主要有教學科研型、醫療設備型、電子通信型。（1）教學科研型，主要在國內外高校或科研院所就業，從事人才培養和科學研究，屬于科研型人才，工作穩定，有較高的社會地位。教學科研型單位入門門檻高，通常要求具有碩士、博士學位，要求有良好的教育素養和較高的專業知識水平，創新能力強，有強烈而持久的進取心精神。（2）醫療設備型主要分為三大類：第一類在醫院設備、影像、放療、臨床工程、信息中心等相關科室，從事醫療設備和軟件的安裝、維修和管理等工作；第二類是去各大跨國以及國內醫療器械企業，比如GE、SIEMENS、邁瑞、安科等，從事研發、測試、銷售、售后服務等；第三類進入國家醫療器械司及各級醫療器械檢測所。醫療設備型需要實干型人才，能夠將所學的專業知識應用到工作中。（3）電子通信型，主要從事與生物醫學無關的純電子、通信以及計算機等相關工作。
目前，畢業生從事的工作按百分比排序依次為：醫療器械公司32.7%，醫院20.9%，高校和科研院所19.1%，與專業相關的其他公司7.3%，工廠2.8%，政府機關1.1%，其他單位16.1%。
二、我國生物醫學工程專業的學習現狀
生物醫學工程專業開設的專業基礎課程有：電路原理、模擬與數字電子技術、C語言程序設計、信號與線性系統、生物醫學傳感器與測量等。實驗課包括大學物理實驗、醫學實驗、電工實驗等。這些專業基礎課程既有豐富的理論體系，又有很強的實踐性，是一門抽象、難懂的學科。學生的興趣和動手能力是學好這些課程的關鍵。傳統的教學模式是教師講、學生聽；先理論、后驗證。這種模式不利于培養學生的操作能力和激發學生的求知欲，往往造成學生理論有余而實踐不足，極大地妨礙了學生發揮學習的主動性和積極性，不利于培養他們的職業素質和實際工作能力。在學校里學習的醫療設備特別是大型醫療設備，如CT機、核磁共振、螺旋CT等都是紙上談兵，無法將課本中的理論知識與現實中的醫療設備有機結合起來[1]。
三、以電子競賽的方式促進學生的工程實踐能力
處于醫科院校的生物醫學工程學科，其研究的主要特點是和醫學結合緊密，醫學大背景很深厚。在這樣醫學氛圍很濃的環境中，生物醫學工程自然成為小學科，工程力量相對薄弱。這就要求學生理論分析能力和動手能力要好，不僅要熟練掌握基本理論和基礎知識，而且要接受科學實驗研究能力、工程設計能力、新產品開發能力和生產過程組織管理能力的基本訓練，提升自身能力。
通過多年生物醫學工程專業的教學經驗，輔導學生參加電子競賽具有非常好的效果。2014年本專業組織學生參加了由教育部信息技術中心主辦的“第九屆全國信息技術應用水平大賽”。它是推動各有關院校信息技術相關專業教學體系的改革，引導學校積極開展應用型人才的培養，提高學生解決問題的能力和自主學習能力，培養學生的創新創業能力。根據學生理論課的學習情況，選擇了“飛行器控制設計”競賽組，要求選手使用指定芯片，自主設計、制作控制電路板，以控制大賽指定的一個飛行器完成起飛、懸停、降落及其他指定任務。
在綜合知識考試部分，通過2014年試題分析，主要元件、信號及基本電路占15%，模擬電路、數字電路占20%，高頻電路占5%，C語言的基本知識及應用占20%，主要測量儀器使用占5%，印制電路板設計及電路安裝調試占5%，單片機原理及電路占40%，涵蓋了幾乎所有的專業基礎課程內容。
飛行器設計部分，將整個系統分為三大塊：遙控系統、通信鏈路、控制系統。學生需要使用STC公司的IAP15F2K61S2核心處理器實現控制板的設計，遙控器的設計，完成起飛、懸停、降落及其他指定任務。飛行器是將機械、電子、空氣力學、高頻發射等專業知識整合為一體的精密設備，需要正確組裝和調試才可避免事故發生。要實現起飛、懸停、降落以及指定方向的快速準確動作，學生必須學習掌握雙旋翼飛行器的飛行原理、旋翼速度的控制原理、舵機的控制原理等，通過查找相關技術資料，這些初次接觸的新概念的基本原理用在基礎課程教學中的知識完全可以解決。比如，舵機是一種角度伺服的驅動器，在所有的飛行器機電控制中，舵機的控制效果是性能的重要影響因素，而舵機控制原理，所有的學生都是初次接觸，很茫然。指導教師要求一個學生查找資料后，面對其他學生進行講解，舵機的控制需要一個20ms的時基脈沖信號，該脈沖信號的高電平部分一般為0.5ms―2.5ms范圍內的角度控制脈沖部分。該飛行器中所用的180°角的伺服，對應的控制關系是0.5ms―0°、1.0ms―45°、1.5ms―90°、2.0ms―135°、2.5ms―180°。而控制角度其實就是控制PWM的占空比，通過講解學生理解了原理，同時也和理論教學緊密結合，使學生認識到理論課的重要性。通過實際測試，學生感性認識并理解了直流電機控制中轉速與電壓、電流和功率的相互關系，對理論課程中學習的電壓、電流和功率的概念有了更加深入的理解。
遙控端作為整個系統的控制中心，主要是將用戶對油門搖桿、俯仰搖桿、航向搖桿以及微調按鈕相關的機械操作轉換為可進行傳輸并且可以對直升機進行操控的數據。雙槳共軸直升機主要完成上升下降、前進后退、左右轉向等操作，學生需要自學相關的控制原理，這樣就把理論課上學習的電子技術知識、C語言編程、器件的感性認識、電路焊接、調試等融合在一起進行工程技術的實現，激發了學生學習的積極性，工程技術、資料查詢、科研能力也得到了提高。
故障排除部分，給每個學生發放一套開發學習板，要求在3小時內完成現場的硬件故障排除，軟件編程實現特定功能，其要求高，難度大。
通過競賽，學生把課堂上學習的電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、C語言編程技術、微型計算機技術等這些生物醫學工程專業的專業基礎課程連接在一起，鞏固了重要的知識點，比如AD轉換、DA轉換、功率放大、穩壓電路、PWM脈沖控制、SPI串行通信、振蕩電路以及C語言中的語法等，從工程實踐能力上加強了學生PCB電路的設計和制作、電路焊接與調試、電路綜合故障排除等能力。
四、效果分析
在學校和系領導的大力支持下，本次生物醫學工程專業組織大三學生組成了4組共12人參加了這次競賽，其中有2組進入決賽，我校是參加本屆大賽的唯一一所醫科院校。進入決賽的兩組學生參加了在北京航天航空大學舉行的全國總決賽，取得了一個一等獎、一個二等獎的好成績。通過這次比賽，參與的學生都充分認識到了理論學習的重要性，明白了實際的研究工作都是需要理論指導的，課堂理論知識在工程技術中都會用到。通過這次比賽，學生具備了很強的動手能力，初步了解了科研工作的工作套路以及對疑難問題的分析解決能力。通過這種模式，大大提高了生物醫學工程學科的學生質量，促進了行業的發展。
通過這次比賽，主要有以下兩點經驗：（1）應選擇競賽內容較為全面、覆蓋知識面較廣的競賽，可以把課堂上的理論知識充分運用到實際中，鞏固知識。（2）應結合生物醫學工程專業的就業能力需求，把工程踐能力的培養作為一項重要的內容。通過競賽，培養學生的工程實踐能力，使他們畢業后，能夠獨立承擔工作，滿足醫學工程師的需求。
