生物醫學工程專業教學與競賽的關系及新培養方式研究

高軍峰　張家琦

摘要：近年來，為了增加高校創新型人才的數量和質量，許多高校在常規教學的基礎上大力開展學科競賽，以構建理論教學與實踐鍛煉相結合的人才培養模式。然而在學科競賽理論培訓與實踐環節上，很多高校創新的訓練，造成理論與實踐環節嚴重脫節，全過程只有少部分人參與并受益，競賽已退化為少數優勝者的表演舞臺。這些因素導致了大學生參與學科競賽積極性較低。為完善實踐教學與競賽相結合的人才培養模式，提出了將學科競賽內容向大學生實踐教學轉化的思想，有針對性的對全體學生按興趣進行分組培養，以競賽為目標，同時為每個小組的學生安排指導老師并對其進行輔導和探討，同時每個小組都應該有定期的任務和成果匯報，增強學生的學習主動性和熱情，從而豐富完善實踐教學的內容和形式，切實培養大學生的競賽創新能力。

關鍵詞：生物醫學工程;學科競賽;實踐教學

中圖分類號：TN911.73???? 文獻標識碼：A???? 文章編號：

Abstract ?In recent years，in order to increase the quantity and quality of innovative talents in colleges and universities，many colleges and universities vigorously carry out Subject Competitions on the basis of conventional teaching，in order to build a talent training model combining theoretical teaching and practical training. However，in the theoretical and practical aspects of discipline competition，the innovative training in many colleges and universities has resulted in a serious disconnect between the theoretical and practical aspects. Only a few people participated in and benefited in the whole process，and the competition has degenerated into a performance stage for a few winners. These factors lead to the low enthusiasm of college students to participate in the discipline competition. In order to improve the talent training mode of combination of practical teaching and competition，this paper puts forward the idea of transforming the subject competition content into the practical teaching of college students，training all students in groups according to their interests，taking competition as the goal，arranging guidance teachers for students of each group and guiding and discussing them，and each group should have regular tasks and achievements In order to enrich and perfect the content and form of practical teaching and cultivate the competition and innovation ability of college students，the report should be made to enhance students' initiative and enthusiasm in learning.

Key words：Biomedical engineering;Subject competition;practical teaching

生物醫學工程專業是一門實踐性極強的工科專業，傳統的基礎知識教學模式是所有學生在一個大教室里共同學習，由老師在講臺上演示教學內容。但是在信息化和學生發展趨向個性化的時代，這樣的教學方式儼然已經不能完全展示本專業的知識，學生也不能完全掌握基礎知識和應用。因此，我們的教學方式應該要與時俱進，需要探索以實際應用為主的教學模式，構建信息化時代下的“學與用”的教學模式。

把抽象、枯燥的電路原理和程序語言教學通過學科競賽內容引導，變得生動有趣，增強學生學習積極性，培養學生的理解應用能力，全面提高學院的教學效率和質量。如果在學校安排的基礎課程條件下，以學生興趣為主進行小組學習，在老師帶動下向某個方向深入學習，不僅提高學生的自主學習能力，也為學生的競賽儲備技能和專業知識，增強競賽優勢。

1.研究對象

研究對象主要面對二年級本科生，競賽知識技能儲備。通過對學生的興趣劃分小組，跟著指導老師深入學習某個方向的知識并進行討論和應用。以學生的興趣分類進行專項學習，師生共同參與課題研究，共同討論和解決問題充分調動學生的學習積極性和教師的教學質量。

2.提出方法

2.1需要解決的問題

1）理論學習

要以學生的興趣進行小組劃分學習進而為競賽儲備人才，小組學習若是劃分合理，將會取得事半功倍的效果，若是劃分不當，只會適得其反。那么就必須使學生充分了解本專業的發展方向，該方向需要學習到的知識和技能，只有學生充分了解這些才能幫助他們做出正確選擇。

2）競賽應用

本研究主要是探討實際教學與競賽的關系，因此主要研究如何將學生引導到競賽應用當中。首先要讓學生了解競賽，了解競賽內容，自主剖析競賽作品，并且在研究作品過程中嘗試自主創新，這樣不僅提高學生理解能力，還能激發學生的創新能力。

3）教學環境建設

小組劃分學習平時可以利用網絡空間探討問題，但是仍然需要老師定期指導以及小組的成果匯報。另外，學生的學習成果和作品都需要儲存到學院的資料庫作為學生學習掌握程度的判別，因此教學軟件及網站這些都需要考慮如何合理構建。

2.2.具體實施方法

我們計劃將項目期定于2年，執行期間，不同于普通教學模式，也不同于普通競賽的方式，將學習效果通過競賽進行鞏固和提高，將真正競賽放置于平時的興趣組的學習中。即將教學與競賽融匯貫通，而不是為了了競賽去競賽，為了學習去學習。盡最大努力從一定程度解決教師教學難、學生興趣差、師生互動少、競賽去突擊、競賽成績差等突出問題。

為了達到創新性的人才培養的目的，結合競賽與教學同步發展的需求，具體通過以下措施保證改革的進行：

1）將理論教學和實際競賽應用有機結合，把抽象、枯燥的教學理論（包括課堂的PPT原理演示和教師在黑板上的演算和推導），利用互聯網技術，小組成員之間自主討論學習應用使學習變得更加生動和直接，創造一種寬松、愉快的教學模式，小組成員之間利互相分享學習經驗和學習資源，提升小組學習積極性和團結精神。

2）結合學生接受知識和思維活動等特點，以賽帶練的模式，通過各種有針對性的競賽項目（題目），引導學生參與到競賽內容的學習中，定期給學生布置任務并定期匯報學習成果，另外借鑒國外”小學期”教學模式給學生布置假期任務，增強學生對知識的深入理解。

3）在教師和學生，學生和學生的互動中，有機結合成果展示和解說，使學生更好的深入理解和掌握知識。

4）通過激發學生的多種感官去激發學生的求知欲。比如通過探討視頻教學內容，網絡上的應用成果以及剖析競賽作品等。

5）設計教學內容，搜集網絡資源，使教學更有針對性和層次性，為學生競賽做好充分的準備。

2.3.分組設置

既然是用競賽來促進學生平時學習的知識點的鞏固和提高，那么就必須有針對性的對競賽內容進行有組織的培訓，所以項目中分組比較重要。計劃組織全年級（本科二年級）按照學生興趣、按照學生成績進行有比例劃分，將生物醫學工程學院的各種競賽，分為不同的小組，每種競賽組可以有2-3個小組。結合生物醫學工程專業的學生的各種競賽，初步設計如下：

●美國大學生數學建模競賽（競賽時間：1月底—2月初）

●分組：建模、論文及翻譯（學術）、編程（主要用MATLAB、SPSS）

●全國大學生生物醫學工程創新設計競賽（競賽時間：4月—8月）

●分組：軟件（信號處理、圖像處理等），硬件（嵌入式、傳感器、數電模電等）

●全國大學生電子設計競賽（競賽時間：7月—8月）

●分組：軟件（信號處理、圖像處理等），硬件（嵌入式、傳感器、數電模電等）

●藍橋杯（競賽時間：3月—5月）

●（單人項目，競賽內容包含C/C++程序設計、Java軟件開發、嵌入式設計與開發、單片機設計與開發、電子設計與開發等。）

2.4最終教學改革希望達到的目標

1）學生綜合素質全方位提高：通過小組專項學習，將課堂教學和競賽應用有機結合，利用網絡資源和互聯網技術拓展知識，創造一種輕松、有趣的學習環境，學生的知識儲備得到加強。充分調動學生自主討論學習的積極性、增強學生的知識應用能力，最終促進相應課程教學效果，提升學生學習興趣，同時鍛煉學生動手能力又增進師生之間的感情。

2）分組進行專項學習為競賽儲備人才，任何一項比賽所需要的技能和知識都能找到部分學生參賽，增加了比賽優勢，不顯得被動。

總之，本研究是以學生興趣為主進行小組劃分學習，以競賽為目標，以老師指導為輔的“學與用”培養模式的改革，與傳統教學模式相結合，與現代教育技術融合，把抽象、枯燥乏味的課堂轉變為以學生為主體的生動自主學習模式，能夠有效的提升學生學習的熱情和積極性，增進師生互動，提升整體的教學水平和學生競賽能力。該項目首先在生物醫學工程學院的全體學生進行試驗，項目完成后將形成研究報告等文字成果公開發表，相應的教學資源與軟件系統保存在項目建立的網站上，可以為其它學院或者外校學生及老師進行瀏覽及共享，增進交流。

3.總結

本項目將以學生的興趣為主進行小組劃分專項學習，避免學生盲學的情況，保證學生在某一方向上能夠將知識掌握牢固，并且能靈活應用。項目以賽代練，一舉三得。通過競賽內容的學習、日常的培訓，消化競賽內容中的知識點，一方面激發學生興趣，另外，將平時所學融匯貫通，最終，通過往的各種競賽題目的分析和日常學習，有助于實際競賽成績的提高。培訓過程中，非傳統課堂模式，借鑒國外的“小課堂”教學模式，引進剖析探討式教學和多媒體參與教學，讓學生身臨其境，激發學生學習熱情。讓學生自主深入探討知識點，剖析競賽作品優缺點。學習過程中指導老師定期布置任務并定期匯報成果，做任務期間小組成員互相查找并分享網絡資源，相互討論，各自創新，不能千篇一律。借鑒國外的“小學期”教學模式，給學生布置假期任務，并將成果上傳系統審核。

項目培養模式簡單明了，以學生興趣為主，以競賽應用為目標，以教師指導為輔，小組轉專項學習具有征對性和層次性，增請學生掌握知識和應用能力。項目可以為學院的競賽儲備人才，避免出現賽前培訓導致學生接受疲憊、掌握不牢的被動情況。同時專項培訓可以使學生掌握的專業技能極大提升，為進入社會提前做好準備。

總之，本研究探索了生物醫學專業教學與競賽的關系，構建以學生興趣為主，以競賽為目標的培養模式。增強學生知識掌握能力和知識運用能力，提高學生專業技能和競賽能力，全面提升教學效率和質量。當然，提出的研究方法，也不限于生物醫學工程專業，實際上也可以積極向其他工科專業推廣。

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（作者單位：中南民族大學生物醫學工程學院）