醫學電子學基礎課程內容優化研究

賀兵　伍佳　唐碧華

摘 要 為適應電子技術的飛速發展，需對醫學電子學基礎課程內容進行優化。其優化應突出教學目標，保持系統性并體現時代發展需要，以使學生對其知識有更深的理解和掌握。

關鍵詞 醫學電子學；基礎課程；電子技術

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）20-0094-02

Research on Course Content Optimization of Basic of Medical Electronics//HE Bing， WU Jia， TANG Bihua

Abstract In order to adapt to the rapid development of electronic technology， it is necessary to optimize the course content of basic of

medical electronics. The optimization should emphasize the teaching

goal， keep the systematicness and reflect the need of development， and enable students to have a better understanding and mastery.

Key words medical electronics； basic course； electronic technique

1 引言

隨著醫療儀器的不斷更新，迫切需要既掌握醫學知識又懂電子技術的高級人才。醫學電子學基礎作為醫學院校影像技術、醫學檢驗和臨床醫學等專業必修課或選修課的需求成為必然[1]。醫學電子學基礎是一門理論性和實踐性均很強的學科，涉及醫學、電子學和工程學等知識，其內容包括半導體器件、放大器基礎、振蕩電路、門電路與組合邏輯電路、醫用儀器干擾的抑制和安全用電等[2]。通過醫學電子學基礎課程的學習，學生不僅能夠了解和掌握電子學相關概念、理論和方法，而且能為以后使用、維護和開發電子儀器設備做好準備。

為適應電子技術的飛速發展，要求醫學電子學基礎課程內容提供更加廣泛的理論指導和實踐支撐[3]。在保持該課程內容相對穩定的前提下，需要不斷優化，以拓寬專業口徑，增強專業適應性。另外，在高校教學改革過程中，醫學院校為減輕學生學習負擔，壓縮了醫學電子學基礎課程的課時，給教師教學帶來嚴峻挑戰。在有限的學時內，把更多、更前沿的知識教授給學生，也需要對現有教材課程內容進行重新調整、優化，使之符合醫學院校本科生的教學要求。

2 課程內容優化應突出教學目標

醫學電子學基礎課程內容較多，教學重點應以基本概念、原理和方法為主，應把握各部分內容知識的深度、難度，課程內容優化應突出教學目標。醫學電子學基礎教學過程中不能局限于原有的傳統教學大綱內容，應盡量將知識面擴大到實際應用中去。通過該課程的學習，讓學生掌握電子元器件工作原理，理解電子線路的設計方法，提高學生對電子元器件的識別力以及性能、參數的測試力，了解電子技術的應用和發展情況。教學內容要精講精練，確保學生能掌握電路基礎、晶體管、放大器等基本知識點。

如晶體二極管和晶體三極管是電子電路和電子設備中的基本元件，可把這兩種晶體管進行對比介紹，便于分析、比較兩者的異同之處，鞏固加深對這兩種元件特性的理解。在介紹基本放大電路的組成時，由于三極管有共發射極、共基極、共集電極三種基本接法，因此，基本放大電路也相應有三種類型。應詳細介紹共發射極基本放大電路的組成，其他兩種類型的組成可由學生自己畫圖連接，達到觸類旁通的效果。

基本放大電路的工作過程是教學難點，對這部分內容優化時，應避免知識的雜亂，可將內容分為沒有輸入信號和有輸入信號兩種情況。沒有輸入信號時，由于電路中設置了直流電源，因此有直流電流和直流電壓。學生對電路中的直流分量有初步的認識后，再分析輸入交流信號，這時電路中各量都由直流分量和交流分量疊加而成。這樣由淺入深、循序漸進，學生分析基本放大電路工作過程的思路將更清晰，教學難點將迎刃而解。

由于各院校專業特色不同，培養目標不一，因此，醫學電子學基礎教學大綱有各自的側重與特色。課程內容上要分層次教學。由于課時減少，部分內容無法詳細推導，可有意識地刪減一些內容，注重舉一反三、引導式的內容，注重各知識點之間的聯系。盡量繞開繁雜的數學運算、論證，突出直觀清晰的電路圖，使學生能夠在課堂上建立一個合理的知識結構，理解電子學研究的方法體系。如在講解集成運算放大器時，可簡單介紹集成運算放大器電路的組成及性能，重點介紹理想集成運放工作于線性區和飽和區時的主要特點。

集成運放能組成各種運算放大器，實現各種數學運算，如反相比例運算放大器、同相比例運算放大器、加減運算放大器等，課堂上應重點介紹這三種運算放大器，突出教學目標，其應用可讓學生課外查資料自學。集成運放除了在運算方面有應用外，還經常用于信號測量、信號比較、信號采樣保持及信號濾波等，教學中應根據學生實際理解能力情況進行講解，做到有的放矢。

3 課程內容優化應保持系統性

每一門學科都有具有自身特征的體系[4]，其系統性決定了教學的階段性和教材內容的層次性。醫學電子學基礎課程內容應保持系統性，這是電子技術基礎知識展開和深化的前提。醫學電子學基礎教材內容的組成及順序可以根據教師的理解重新組合，但該學科發展的主要階段具有一定的對應性，符合一般事物發展規律。在內容講解上，應由淺入深，由個別過渡到一般的認識規律，保持課程內容的系統性和完整性。若教學中片面追求創新而“斷章取義”，割裂學科知識的系統性，定會產生不良后果。endprint

如在講解放大電路的分析方法時，需要介紹靜態分析和動態分析，其中確定靜態工作點Q的位置非常重要。如果Q點位置設置不當或輸入信號幅度過大，可能使放大電路超出三極管線性工作范圍所導致的輸出信號失真，即非線性失真。在教學過程中，若刪掉非線性失真這部分內容，則基本放大電路不再保持系統性。若實際輸入正弦信號時，輸出將變成非正弦信號，學生將無法解釋這種現象，也無法解決類似問題，給學生帶來困惑。因此，教師在教學過程中需講解飽和失真和截止失真的概念，讓學生學會調整電路元件參數，以獲得電路的最大不失真輸出，真正理解實際放大電路中出現的這種非線性失真現象。只有系統地講解整個醫學電子學基礎課程內容，才能使學生全面、客觀、理性地分析和解決實際問題。

在醫學電子學基礎課程內容優化保持系統性的基礎上，可淡化難、繁和技巧性強的內容。如積分運算放大器和微分運算放大器，在講解的時候會涉及積分、微分等高等數學知識，學生對推導過程較難理解，教師可以簡單提示、說明，不用詳細介紹。組合邏輯電路是數字電路中最簡單的一類邏輯電路，其內容包括邏輯代數基礎、邏輯函數的化簡與轉換、組合邏輯電路的分析、組合邏輯電路的設計。大多數學生在分析組合邏輯電路時感覺有難度，在教學過程中應強調在結構上組合邏輯電路的基本單元是門電路，即可化難為宜。另外，加法器、編碼器、譯碼器、數據選擇器等內容較多，在有限的學時內，為突出重點，可適當選擇性講授。總之，構建醫學電子學基礎課程內容框架，必須保持系統性，其內容應與學生已有的認知水平、接收能力相匹配，并能充分發揮該學科理論的指導作用。

4 課程內容優化應體現時代發展需要

醫學電子學基礎是信息領域中的一門重要基礎學科，主要研究并實現信息獲取、傳輸、存儲、處理和輸出，以實現電路的系統和集成為目的，實用性強，其發展水平會影響整個信息技術的發展。電子技術的發展水平是一個國家經濟實力的重要標志。目前醫學電子學發展極為迅速，高集成、低功耗、高性能、高可靠性是電子技術發展的方向。醫學電子學基礎課程內容優化應體現時代發展需要，注意及時更新內容，增加最新發展的儀器設備知識，讓學生了解其前沿現狀，擴充學生的知識面，培養學生的科學素質。隨著計算機技術的迅猛發展，社會信息化的浪潮已席卷全球，也要求醫學電子學基礎課程內容向智能化、網絡化和個體化方向發展。

21世紀電子學技術發展有四個方面的趨勢：1）器件尺寸不斷縮小；2）集成度不斷提高；3）與電子技術相關的新材料不斷涌現；4）與其他學科結合發展。對一些納米量級的特征尺寸新器件、新結構、新工藝，在醫學電子學基礎課程內容優化中應有所介紹。器件尺寸的持續縮小將遇到很多物理問題和技術挑戰，使學生有更多的想象空間。

目前，整個電子系統或子系統都可集成在一個芯片里，形成集成系統芯片。這種系統芯片與集成電路設計的思想和方法是不同的。這就要求學生不僅要掌握書本的基礎知識，還要有設計思維、創新思維。因此，在課程內容優化中，教師應注意學生能力方面的培養。

高k柵介質、低k互連介質、新型化合物半導體新材料等不斷涌現，在教學內容中都可以用圖片展示的形式讓學生了解最新材料。與醫學電子學相關的學科有微電子學、集成光電子學、納電子學等，教師應在教學過程中有目的地結合部分內容，培養學生適應這種跨學科、多學科結合的知識，使課程內容優化體現時代發展需要。

5 結語

醫學電子學基礎課程內容與社會實踐聯系緊密，專業設置針對性強，在進行該課程內容優化時，需要提供更加充分、實用、先進的理論和實踐信息，確保課程內容具有針對性、科學性。通過對該課程內容合理安排、精心設計，可開闊學生視野，培養其創造性思維，以及發現、分析、解決電子技術問題的能力。優化后的醫學電子學基礎課程內容與教材上的內容應和諧統一，遵循高等教育基本規律，使其既能反映該學科的發展成就，又能適應現代醫學的應用需要。

參考文獻

[1]宋璐，馮艷平，衛亞博.物理學在醫學類院校本科教學中的思考[J].科教文匯，2013（2）：54，56.

[2]魯雯，郭明霞.醫學電子學基礎[M].4版.北京：人民衛生出版社，2016.

[3]毛石波，陳建方.理論聯系實際的醫學電子學教學體會[J].包頭醫學院學報，2013，29（3）：100-101.

[4]史貴連，葉福麗.醫學電子學課程體系學案的設計[J].中國西部科技，2014，13（11）：93-94.endprint