《生物醫學傳感器》課程教學改革探索

王正興+賈磊

摘要：“生物醫學傳感器”是生物醫學工程專業的一門重要專業基礎課。本文從教學內容和教學方法上進行了一系列的改革，內容上增加了傳統傳感器教學中不涉及的生物傳感器，方法上采用多種形式，比如板書與多媒體相結合，慕課和PBL的應用，實驗教學的改進，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：生物醫學傳感器 慕課 PBL 實驗教學

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）17-0176-01

生物醫學工程專業是近幾十年才逐漸興起的一門新興的交叉專業，是醫學與工程學的結合，主要解決醫學中傳統醫學不能解決的問題，輔助醫生進行醫學檢測、診斷、治療等。而《生物醫學傳感器》是生物醫學工程專業的一門專業基礎課，是該專業學生培養的主干課程，通過本課程的學習，培養學生利用現代電子技術、傳感器技術和計算機技術解決生產實際中信息采集以及處理問題的能力，并為醫療器械系統的設計與開發奠定良好的基礎。

一、教學內容的改革

該課程的教學目標是在學生了解傳感器基本特性的基礎上，掌握常見類型傳感器的基本原理、特點及性能指標，學習正確使用傳感器并設計檢測電路；掌握基本測量技術，為醫學儀器設計奠定基礎。

本課程原有的教學內容基本上和所有工科專業的內容完全一樣，即傳統物理傳感器的原理及測量電路的講解，缺乏專業特點。因此我們從專業性質出發，在學生掌握基礎物理類傳感器的基礎上，增加了生物醫用電極、生物傳感器等教學內容，同時及時補充一些前沿的科研動態。

經教學改革后，目前生物醫學工程專業該課程的教學內容修改如下：物理類傳感器仍作為教學基礎，新增化學傳感器（離子傳感器、氣體傳感器等）和生物傳感器（醫用電極、微電極、酶生物傳感器、細胞器傳感器、免疫傳感器、基因傳感器以及一些新型生物傳感器等）作為延伸。

二、教學方法的改革

（一）基于慕課的翻轉課堂形式

翻轉課堂的教學模式受到教育界的普遍關注，其形式多種多樣，微課是其中被研究較多的一種，并涌現了大量的優秀作品。由于微課本身的非系統性和非結構化以及評價的不完善性，影響了學習效果，而慕課比較系統和成熟，通過整合微課資源，能更好地支持翻轉課堂。

慕課，是 MOOC的音譯，意思是大規模開放在線課程。慕課是一系列教學資源的集合，包括系統的有組織的微課資源、多樣的測試評價系統、全天候的學習形式，由于其實用性、方便性、靈活性，被大量的教育工作者和學習者所接受。

目前慕課形式是以華東師范大學成立的 C20 聯盟為主，慕課資源主要通過發起微課大賽進行收集，但該方式存在一定的弊端。這樣形成的微課資源零散無序且不全面，同時不同教師授課形式不盡相同，繼而造成了學習者的困難。這樣的微課集合像一個大雜燴，無法形成一個高效的翻轉課題形式。[1]

故我們認為微課的制作應該由一個小的科研團體進行系統的制作，對整門課程的知識點進行錄制，有點有面，有細小的知識點也有提綱性的說明和概括性的總結，形成一個完整的整體，再加上階段性的測試和結課考試，形成一個全面的慕課，高效的翻轉課堂。

（二）傳統板書、教學模具與多媒體相結合的教學模式

多樣的教學形式是為了更容易讓學生接受知識，使課堂不枯燥，增加學生的積極性，提高學生積極主動地發現問題、解決問題的能力。傳統板書具有模范示范功能、迅捷的信息交流互動功能且符合學生獲取信息的心理規律，能夠提高學生的學習效率，但是枯燥乏味、教學信息量不夠大。教學模具使原理形象化、直觀化，但是增加成本。現代的多媒體教學信息量大，有利于擴大學生的視野，通過圖片、視頻、動畫等更加形象直觀，圖文并茂使課堂不枯燥，且能夠吸引學生的注意力，但是信息太多，學生抓不住重點且難以消化，缺少師生交流。[2]因此應該多種教學形式配合使用，使課堂更有效率。

（三）偏向于醫療應用的實驗教學

醫用傳感器主要職能是提取生命信息，相當于醫生的眼耳口鼻，擴展了醫生的感知范圍，把定性的感知提高為定量的檢測[3]。目前傳感器的種類越來越多，導致了理論教學和實驗教學聯系不夠緊密。因此我們提出了一些想法：在原有物理類傳感器實驗的基礎上，多增加一些醫療應用方向的傳感器，且在實驗條件允許的情況下，開發一些實用的醫用傳感器。

由于教學條件及儀器設計的限制，導致該課程的實驗遵循、模仿工科自動化專業的實驗設置，失去了專業特色。因此我們主動引導學生進行一些創新的設計，首先讓學生明白傳感器的原理，即把非電信號轉換成電信號，其次組織學生采用不同的方法對生命特征信號進行提取，然后想辦法把這些信號轉換成便于測量的電信號，最后設計測量電路，把信號轉換成便于觀察、便于理解的形式。這樣提高了學生對生物醫學傳感器的直觀感受，也提高了學生應用和創新的能力。

三、結語

在本校改革的大前提下，應用技術型大學，結合生物醫學工程專業學生的培養方案及教學目標，作了一系列的改進措施，內容增加了專業類傳感器的講解，教法上進行了大膽的嘗試，實踐證明 ， 一系列的教學改革取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]易慶竑.基于慕課的翻轉課堂及其教學結構研究[J].XDIYIS，2015，25（4）：94-100.

[2]杜子文，藍英.淺談傳統板書與多媒體教學的有機結合[J].教學園地，2009，38（1）：201.

[3]陳安宇.醫用傳感器[M].北京：科學出版社，2016.

責任編輯：孫 瑤endprint