《醫用傳感器》課程教學方法研究
——以生物醫學工程專業為例

◆徐建忠 于廣浩 蘇奎 呂思寧

（1.牡丹江醫學院 黑龍江 157011；2.牡丹江第九中學 黑龍江 157011）

醫用傳感器在醫學領域被我們形象地稱為電子五感官。它可以對醫學設備采集的人體信息進行探測并轉換成電信號來生成我們在顯示器上觀察的人體信息。醫用傳感器在醫學影像設備和醫用檢驗設備中有著廣泛地應用，怎樣上好這門課，怎樣讓生物醫學工程方向的學生能夠產生興趣是我們教師應該考慮和研究的問題。

1 教學功底的掌握

醫用感器這門課程雖然講授的傳感器的門類不多，有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器、熱電式傳感器、光學傳感器、化學傳感器、生物傳感器九大門類，但其涉及的知識領域很廣，包括醫學、物理、數學、化學、電子等領域[1]。要想講好這門課，要想讓生物醫學工程的學生能夠很好地掌握好這門課的知識，對于教師來說要做好充分的課前準備。

教學大綱是課程教學的指導，它確定了課程的范圍和深度，認真研究掌握教學大綱，才能使教學有的放矢。根據大綱的要求，認真研讀教材，以其為重點來完成相應知識儲備完成教學理論知識的保障。教師在掌握書本知識的同時還要利用實驗室的醫用設備資源、網絡資源來了解和認知傳感器在醫用設備中的應用及目前的發展狀況，來彌補書本知識的不足之處。教師合理地將書本以外的知識充實到教學內容當中去，會使學生的學習興趣有所提高，對知識的掌握更加準確。

在教學過程中進行科學研究是我們提升理論水平的重要手段。它可以為我們提供學術的前沿理論，加深我們對理論知識的認知程度。在教學中，我們應該與科研內容相結合，積極參與科研項目，積極申請科研項目，通過科學研究過程吸取新的知識和提高自己的研究能力，使我們的教學有廣度和深度。

2 理論課教學模式的綜合應用

醫用傳感器的教學對象為生物醫學工程專業的學生，學生在學習的過程中不僅要掌握醫用傳感器的工作原理，還要提高實際應用傳感器、解決傳感器故障的能力[2]。多媒體教學是醫用傳感器理論教學的主要方法。在設計多媒體教學課件時，我們應將各類傳感器原理推導、測量電路的工作原理清楚的指明，例如電阻式傳感器工作原理需要原理公式的推導，但引起應力與電阻變化主要是尺寸效應和壓阻效應，它們與電阻的相對變化量之間的關系可以在課件中通過動畫的方式演示。課件中將抽象理論變為具體實物、實例展示出來，使學生通過多媒體課件對醫用傳感器在醫學方面的應用有感官上的初步認識。

適當的改變教學模式也可以提高學生的學習效率，醫用傳感器的理論課教學過程中要適當地穿插PBL 教學法使學生在翻轉式課堂教學模式下學習。例如在講壓電式傳感器的時候，可以先確定醫用超聲設備是怎樣對人體信息進行探測，然后以此為基礎讓學生進行探討，進而來講解壓電傳感器的工作原理。在壓電傳感器這一章節結束后，讓學生成為課堂的主角來對教師提出的問題進行講解，共同學習。這樣的方式不但使學生加深了壓電傳感器的原理及測量方法的認知，又使學生對醫學影像設備中的超聲設備的探頭的結構和功能有了提前的認識。每一章節安排一次翻轉式教學，既可以提高學生理論課堂的注意力，又能激發學生課后的自學能力，即完成了一個章節的知識點總結，又使教師能夠及時地了解到學生對本章的掌握程度。

利用學習通、云班課等線上教學工具可以合理、及時地對學生的學習資源進行整合與指導。我們可以在課前將與本門課程有關的資源進行上傳，減少學生的查找時間，有效地進行課前預習和課后的復習。利用線上教學工具合理安排理論課堂教學活動，如問卷、討論、搶答等課堂活動，使同學們將手機與課堂學習結合起來，改變傳統教學的課堂氛圍，提高學生的積極性。

多媒體教學、翻轉課堂與線上教學系統工具的有機結合使用，改變了傳統教學的以教師為主體，以講課為中心的模式[3]，增加了學生參與的機會，由被動學習變為主動學習，使理論知識的理解和掌握有了很大提高。

3 重視實驗課教學與實驗創新

實驗課教學在醫用傳感器這門課程教學中是必不可少的，學生通過實驗課的學習能夠真正將在理論課堂學到的知識與真實器件、真實的電路聯系起來。通過實驗課的實踐來完成非電信號到電信號轉換的整個設計過程，亦能夠提高學生整體創新能力。我院實驗室采用的是THQC-1 型典型傳感器特性綜合實驗儀，它將每一類傳感器做成一個實驗模塊，通過模塊與實驗箱的組合來完成對理論課講授的傳感器的特性進行研究。

實驗課的課前、課中、課后進行的內容我們要有計劃地進行設計，使每一節實驗課都有的放矢，達到教學目標的要求。使學生不是為了必須上實驗課而上課，而是在完成實驗后能夠充分體驗到實驗課的重要性。

實驗課的預習是為了使學生避免盲目在實驗過程中只是按照實驗步驟來完成實驗。教師利用實驗室開放時間，讓學生對THQC-1型典型傳感器特性綜合實驗儀的試驗箱、實驗模塊有了初步的認知。每節實驗課前學生應做到將實驗原理及涉及的電路原理進行預習，教師通過實驗課堂測試來了解學生的掌握情況。

實驗課進行的過程中，改變傳統以教師講解，學生按照實驗步驟進行的實驗模式，讓學生來講解實驗原理及電路分析，在實驗的過程中教師只起到引導和啟發的作用，將課堂交給學生，讓學生獨立完成實驗的數據采集和分析。在實驗過程人為設置故障或設備本身在運行過程中產生故障，教師指導學生進行分析、修復，這樣既提高了對電子器件理論知識的理解，又增加了動手經驗。

實驗結束后有計劃的布置學生自己設計傳感器輸出信號的測量電路，例如電容傳感器實驗我們采用了脈沖調制的測量電路完成信號的采集和輸出，課后就可以布置學生設計一個運算放大器的測量電路。通過擴展電子器件的認知來提高了學生的動手能力使學生真正體驗到“做中學，學中做”，真正地感受到實驗課的重要性。

4 結論

醫學生物工程專業是近幾年學院剛剛成立的專業，醫用傳感器是這個專業的基礎課，在近幾年的醫用傳感器的講授過程中，教學方法、教學內容、教學的廣度和深度都在不斷更新和完善。通過理論課和實驗課教學的改進，學生在理論課和實驗課的考核結果都有明顯的提高，對本門課的學習都產生了濃厚的興趣，為以后醫學設備的學習起到了很好的銜接作用。今后我們將不斷完善醫用傳感器理論教學和實驗課教學方法和內容，更好地滿足醫學設備發展的需要，與當代醫療技術齊頭并進，為學生今后走向工作崗位打下堅實的基礎。