数字电子技术课程在生物医学工程专业教学实践中的几点思考

2022-09-11

生物医学工程专业是理、工、医相结合的一门边缘学科, 它包括了生命科学、光电技术、电子技术、计算机技术、信息科学及医学与工程相结合的科学等理论知识。近年来交叉学科发展迅速, 生物医学工程就是其中发展较为迅速的一个专业, 其交叉性体现在生命科学与工程技术的有机结合。我校生物医学工程专业是以工科为主的专业, 培养重点放在医疗仪器与设备的设计与维修, 人工器官、生物材料等的研制与开发, 这些领域的研究都与半导体电子技术有着紧密地关系, 因此学好电子技术对于生物医学工程专业的学生来说是很有必要的。在电子技术中数字电子技术是一门承上启下的基础课, 又是实践性很强的课程, 掌握这门课程可以帮助学生奠定电子学理论基础, 提高实践动手能力。基于此, 我们从数字电子技术课程传统的本科教学模式的弊端谈起、对数字电子技术的教学改革方法进行探讨。

1 数字电子技术基础课程传统的本科教学模式在生物医学工程专业教学中存在的弊端

数字电子技术课程教学主要包括理论教学与实践教学两大部分, 传统的本科教学模式是理论教学占主体地位, 实验教学占辅助地位, 先讲授基础理论知识, 再围绕知识点做验证性实验。这样的教学模式往往停留在低水平重复及固定模式内, 因而存在下列弊端:

(1) 忽视实验教学重要性, 验证性实验过多。

(2) 教学模式死板, 学生过于被动的接受知识。

(3) 知识点分散, 各章节之间联系不紧密。

(4) 教学模式固定, 学生创新及实践能力得不到锻炼。

基于以上原因, 这样的教学模式在生物医学工程专业教学中是不可取的, 结合这几个方面就生物医学工程专业如何开设数字电子技术基础课程进行了一些思考。

2 数字电子技术基础的教学改革方法

数字电子技术基础是电子、通信、计算机、自动控制等专业的一门重要的专业基础课, 是一门实践性较强的课程, 同样也是生物医学工程专业的一门基础课, 学生对于这门课程的掌握情况直接关系到后续其它专业课程的学习。

2.1 高度重视实验教学

生物医学工程专业注重培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力, 由此可以看出对于这个专业理论知识与实践能力是同等重要的, 并且学生走上就业岗位之后, 实践动手能力是更加关键的, 所以在这个专业的课程安排上不能和传统的教学模式一样, 应该理论与实践教学占有相同的学时数, 并且减少验证性实验的课时, 多增加学生感兴趣、合作性、创新性较强的实验, 在实验中使学生掌握这门学科中提到的各种中、小规模的集成芯片, 以便日后能够更加熟悉并灵活利用这些基本的元器件。

2.2“讲练结合”教学法

针对传统的数字电子技术课堂教学, 都是教师在讲授的特点, 提出了“讲练结合”教学法, 具体方法是把课堂一分为二, 一方面教师讲课, 另一方面学生做练习, 这两方面缺一不可。以往都是教师在课堂上不停的讲, 虽然讲的很好, 但是学生接受的不好, 这样称不上是一节成功的课, 学生听完课之后, 对知识点印象不深, 也不知道如何利用这些知识, 主要是课堂内容过多, 老师担心学生做练习题时间过长, 耽误课堂进度, 所以导致教师在课堂上不停的灌输学生新知识, 但是教师讲授的再多, 学生接受不了, 达不到良好的教学效果, 和没讲是一样的, 所以可以采用“讲练结合”教学法, 根据生物医学工程专业的特点, 将每节课的授课内容压缩, 取而代之的是让学生多做练习, 把所讲的知识点尽量的多与生活中的实际问题、典型电路相结合。使学生在听完一节课之后, 印象深刻, 感觉收获颇丰。

2.3 调整教学大纲, 把教学重心放在对集成电路的分析和设计上

这门课程讲述的内容以中、小规模集成电路为主, 授课内容复杂抽象, 而且各章节之间联系不紧密, 知识点比较分散, 涉及授课内容广泛, 这不仅给授课老师增加了难度, 也使听课的学生感觉这门课程枯燥难懂, 久而久之学生对这门课程就失去了兴趣。而生物医学工程专业主要培养的是学生对于数字电路的分析和设计的能力, 数字电路主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分, 抓住这两条主线, 学习思路才能更加清晰, 分析典型的电路可以扩展思路, 借鉴别人的优点;设计电路可以锻炼学生的创造性, 和解决实际问题的能力。针对授课内容复杂抽象这一问题, 在进行教学大纲编排时, 应该考虑到生物医学工程专业的培养目标, 尽量使授课内容紧凑, 把复杂的知识简单化, 便于学生理解。

2.4 摒弃固定教学模式, 全面培养学生创新和实践能力

在以往的教学模式下, 实验教学是围绕着理论教学展开的, 实验目的也只在于对知识点的重复验证, 实验课激发不起学生对于这门课程的兴趣, 理论课又枯燥难懂, 在这种情况下, 谈何提高学生的创新与实践能力。生物医学工程专业要求学生要有很强的创造性思维及动手能力, 就其发展前景而言, 一方面它向着生命科学的方向发展, 另一方面向着工程技术的方向发展, 这两方面的内容都学习之后, 学生就应该试探性的把这两方面有机的结合在一起, 向着医疗技术与电子、计算机、自动控制等技术相结合的方向发展, 使医疗技术在检测、诊断、影像等方面能有突出的进展。如果没有超强的创造力和雄厚的理论基础, 在这个领域是很难有所作为的。因此, 在教学模式上以打牢理论基础为前提, 注重培养学生的创新能力, 多为学生开放一些实验室, 实验内容上可以灵活多变, 实验时间上可以自由把握, 不必被理论内容所拘束, 尽量让学生做一些设计性、合作性、主观性、操作性较强的实验, 从各个角度培养学生的学习兴趣, 最终达到提高学生创新与实践能力。

3 结语

数字电子技术课程在生物医学工程专业的教学实践过程中, 通过教学模式、教学内容和实验教学等具有专业特点的教学方法的改革, 学生的理论知识、创新精神、就业能力、团队意识都得到极大的提高, 学生的学习兴趣也被充分激发。同时, 教师在改革中自身的教学和科研能力也得到明显提高, 在交叉学科的人才培养上, 我们要进一步为国家培养具有科学研究能力的创新型人才而努力。

摘要：传统的数字电子技术课程教学中存在的不足很难适应生物医学工程专业的需求, 该专业注重培养学生利用工程技术知识解决医学实际问题的能力, 结合实际教学经验以及生物医学工程专业的特色, 对数字电子技术基础课程的教学改革提出几点思考。

关键词：生物医学工程,数字电子技术,弊端,改革方法