醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建立

戴鵬++王赟++陳琳++曾柱

摘要：針對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)存在的諸多不足，以貴州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)為例，進(jìn)行了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)；數(shù)字電子技術(shù)；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）02-0275-02

模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)是貴州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生后期學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)傳感器、信號(hào)與系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)儀器原理、臨床醫(yī)學(xué)設(shè)備學(xué)等課程的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵課程。根據(jù)培養(yǎng)方案的設(shè)定，兩門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)均為36學(xué)時(shí)。然而長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，所開(kāi)設(shè)課程中基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，綜合性實(shí)驗(yàn)較少；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，而且項(xiàng)目之間相對(duì)比較獨(dú)立；考核的方式以書(shū)寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制改革的進(jìn)展，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已不適應(yīng)學(xué)生實(shí)踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此在課程教學(xué)尤其是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方式迫切需要改革[1]。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在自主開(kāi)放的氛圍下，查閱大量資料、選擇實(shí)驗(yàn)課題、制定實(shí)驗(yàn)方案，并通過(guò)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，不斷進(jìn)行探索和實(shí)驗(yàn)操作，從中獲取基本理論知識(shí)和實(shí)踐技能，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新精神的一種教學(xué)方式[2]。

我校于2016年啟動(dòng)面向全校本科生的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，希望建立面向全校學(xué)生的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)校針對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)課程投入一定的資金支持，鼓勵(lì)學(xué)生最大程度地參與到開(kāi)放性探究實(shí)驗(yàn)中來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。

作為生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的授課教師，我們力圖在做好教學(xué)計(jì)劃安排課程的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源，借學(xué)校建設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的契機(jī)，為學(xué)生搭建一個(gè)可以自主創(chuàng)新、探索新知的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。下面就兩門(mén)課程開(kāi)展的本科生開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。

一、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的流程

（一）開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申報(bào)

參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的同學(xué)根據(jù)前期所學(xué)知識(shí)，選擇自己感興趣的項(xiàng)目填寫(xiě)項(xiàng)目申報(bào)書(shū)[3]，主要包括：實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)研究與實(shí)施的基礎(chǔ)條件、實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案、實(shí)驗(yàn)預(yù)期成果和經(jīng)費(fèi)預(yù)算等。學(xué)生將開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申報(bào)書(shū)交由老師進(jìn)行審核，對(duì)申報(bào)書(shū)進(jìn)行可行性分析，并根據(jù)學(xué)生知識(shí)掌握程度，最終通過(guò)審核的項(xiàng)目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。針對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程，最終確定開(kāi)設(shè)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為“收音機(jī)對(duì)講機(jī)DIY”。

（二）實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)完成所需原材料由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臄M定清單交由指導(dǎo)老師審核，審核通過(guò)后由學(xué)生自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需原材料。一方面，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)所用到的實(shí)驗(yàn)原材料較多，實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作也很大，學(xué)生的參與可以減輕實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作量；另一方面，學(xué)生在擬定清單的過(guò)程中，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程會(huì)有基本的了解和熟悉，可幫助學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。

（三）實(shí)驗(yàn)前培訓(xùn)

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，由開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的全體同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)。包括實(shí)驗(yàn)涉及的電子線路的了解、熟悉實(shí)驗(yàn)室的布局、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的使用管理規(guī)范等，以及幫助同學(xué)建立實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)。在正式實(shí)驗(yàn)前，快速系統(tǒng)地對(duì)基本電路原理及所用儀器設(shè)備的使用進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，能有效地保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展。

（四）熟悉實(shí)驗(yàn)用電子元件及檢測(cè)

“收音機(jī)對(duì)講機(jī)DIY”實(shí)驗(yàn)所用到的電子元件如集成電路、三極管、二極管、電阻、電容、印刷電路板等，學(xué)生在課堂教學(xué)中對(duì)這些元件只是理論上的理解，并沒(méi)有實(shí)際進(jìn)行操作。因此，在正式實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生對(duì)電子元件進(jìn)行熟悉是必不可少的環(huán)節(jié)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)電子元件識(shí)別及檢測(cè)，會(huì)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程有更進(jìn)一步的了解。

（五）焊接指導(dǎo)

雖然學(xué)生已經(jīng)有數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)的理論及一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，但尚未接觸過(guò)焊接技術(shù)。指導(dǎo)教師在學(xué)生對(duì)電子元件已經(jīng)熟悉的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行焊接操作。讓學(xué)生了解焊接設(shè)備、焊接的原理特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，規(guī)范學(xué)生焊接操作流程，為后面自主操作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（六）實(shí)驗(yàn)預(yù)約自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)都是在學(xué)生的課余時(shí)間進(jìn)行，此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)共24學(xué)時(shí)。由于參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生年級(jí)不同，不能統(tǒng)一安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。因此指導(dǎo)教師讓學(xué)生進(jìn)行自行預(yù)約，自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師在旁指導(dǎo)。這樣一方面可以避免教師指定時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的不靈活性，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生自主安排和規(guī)劃實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的能力，為今后實(shí)習(xí)或深造打下前期基礎(chǔ)。

（七）學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)判

此項(xiàng)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核的標(biāo)準(zhǔn)即為學(xué)生通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)，最終是否得到功能齊全的收音機(jī)對(duì)講機(jī)。通過(guò)調(diào)試，參與該項(xiàng)目的24名學(xué)生均通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)獲得了可以正常使用的收音機(jī)對(duì)講機(jī)。

（八）學(xué)生實(shí)驗(yàn)心得總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)心得總結(jié)。有同學(xué)在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中寫(xiě)道：在高考后被調(diào)劑到醫(yī)科大學(xué)工科專(zhuān)業(yè)非常失落，認(rèn)為自己未來(lái)應(yīng)該成為醫(yī)生，對(duì)現(xiàn)在所學(xué)專(zhuān)業(yè)并不感興趣。但在參加了“收音機(jī)對(duì)講機(jī)DIY”開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)有了一個(gè)真正的工科生的體驗(yàn)，雖是一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)，但是所有的電子元件都是自己親手焊接，成品都是自己親手組裝，讓同學(xué)明白了“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”的道理。同學(xué)們都表示在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅學(xué)到了理論知識(shí)，鍛煉了實(shí)際動(dòng)手能力，更是樹(shù)立了對(duì)專(zhuān)業(yè)的信心。

二、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果評(píng)價(jià)

（一）提高教學(xué)資源的高效利用

目前生物醫(yī)學(xué)工程與生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備只是在開(kāi)展教學(xué)計(jì)劃內(nèi)學(xué)生課程時(shí)使用，其他時(shí)間使用較少，未能充分發(fā)揮儀器的使用價(jià)值。開(kāi)展開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室的儀器和設(shè)備可以得到很好的利用，最大程度的發(fā)揮實(shí)驗(yàn)資源優(yōu)勢(shì)，避免教學(xué)資源的浪費(fèi)。endprint

（二）提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力及對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度

我校生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)招生來(lái)源大部分是從報(bào)考臨床醫(yī)學(xué)調(diào)劑而來(lái)，因而對(duì)該專(zhuān)業(yè)認(rèn)知度較差。通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅對(duì)課堂的理論知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，而且鍛煉了學(xué)生獲取有效信息、整合資源等能力，對(duì)實(shí)踐操作技能有了更好的掌握，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神。同時(shí)對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)也有了進(jìn)一步的理解，提高了學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度。

（三）提升教師綜合素質(zhì)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是探索性、研究性實(shí)驗(yàn)[4]，學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)遇到各種問(wèn)題，這就要求教師知識(shí)儲(chǔ)備豐富，具有較強(qiáng)的判斷能力。因此，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)老師必須不斷學(xué)習(xí)，不斷充實(shí)自己，及時(shí)了解學(xué)科前沿進(jìn)展。只要這樣，才能傳播專(zhuān)業(yè)知識(shí)給學(xué)生，才能保障開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展。

三、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題及建議

學(xué)校開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)于2016年啟動(dòng)，面向我校本科生的開(kāi)放，學(xué)生參與的積極性很高。遺憾的是因?yàn)閷W(xué)校規(guī)定每個(gè)學(xué)生參與限項(xiàng)（每位學(xué)生每個(gè)學(xué)年度只能參與一項(xiàng)），老師指導(dǎo)學(xué)時(shí)受限等因素（參與學(xué)生人數(shù)多時(shí)不能分組），導(dǎo)致更多想?yún)⑴c此項(xiàng)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生未能參加，建議學(xué)校及教務(wù)處能調(diào)整相關(guān)規(guī)定，使更多想?yún)⑴c此開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與進(jìn)來(lái)。

綜上，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為主線，發(fā)散性思維為核心，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)形式[5]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是當(dāng)前醫(yī)學(xué)高等教育教學(xué)改革的必然要求，也是深化素質(zhì)教育的重要手段。

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