实验教学生物医学论文

摘要：随着我国高等教育领域改革的日益深入，学生的创新性培养越来越受重视，相应的实验教学也由单一的演示和验证型向综合设计型转化。生物医学信号处理实验是一门综合性、理论性和实践性很强的课程，如何引导学生主动参与实验设计，成为一个新的课题。劝导技术是一种利用计算机技术引导人们朝某个目标发展的新手段。下面是小编整理的《实验教学生物医学论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

实验教学生物医学论文 篇1：

生物医学电子学实验教学探讨

摘 要：生物医学工程是一个交叉学科，生物医学电子学在生物医学工程专业课程体系中具有承先启后的作用。在天津工业大学生物医学工程专业本科生培养过程中，《生物医学电子学》是本专业非常重视的一门重要专业基础课。该课程的实验教学目前存在硬件实验资源和学生实践能力偏弱的问题，本研究探讨改革实验教学内容，加入设计人体血压检测等模块，使实验与生活体验相结合，有助于提高学生对本专业学习的兴趣，培养实际动手能力。

关键词：生物医学工程；生物医学电子学；实验教学

生物医学工程是一门交叉学科，将工程学与生物、医学紧密结合，旨在探索生命产生、演化规律，并利用工程手段解决生物及临床医学中的关键问题，在疾病的诊断、预防、治疗等方面提供技术支持和支撑。生物医学电子学是生物医学工程专业的一门专业基础课程。该课程作为连接生物学与电子信息科学的桥梁，综合运用了电子学和信息科学的理论和方法，如生物信息获取、生物信息分析和生物信息处理等手段，解决生物学、医学、生命科学中的相关问题。

天津工业大学生物医学工程专业自2012年开设以来，学院教师在国内各大知名高校进行了广泛调研。生物医学工程专业结合天津工业大学学校以及电子与信息工程学院的实际情况和办学特色，形成了以培养医学信号检测及仪器方向高端专业人才为目标，注重多学科交叉，强调工程技术和实践能力的培养模式。天津工业大学生物医学工程专业将生物医学电子学开设在大学二年级第一学期。本阶段是学生了解生物医学工程领域的行业特点，培养基本理论知识的学习能力，以及培训工程思维方式等问题的关键时期。

综合生物医学工程专业以往该课程教学工作总结、后续专业课程授课教师的反馈以及毕业论文的实际情况，我们发现生物医学电子学的开设能使学生掌握了生物医学工程专业的专业特色，具备了一定的生物医学信号检测的设计思维。但学生在理论联系实际以及动手能力等方面，还有待提高和改进。

生物医学电子学课程围绕生物医学信号采集系统的组成和特點，将生理学、电子信息、信号处理等知识点进行介绍。在常用的人体体表生理信号检测中，心电图、肌电图、脉搏波、血氧饱和度、呼吸、血压等信号都是本专业需要重点讲解的部分。其中，人体血压测量是学生最早体验过的医疗器械之一，对该设备的讲解，能够提高学生的学习积极性，促进学生对生物医学信号采集处理过程的认识和理解。

目前本课程设置为45学时，其中30学时授课，15学时实验。由于生物医学电子学实验是学生们接触到的第一门专业课实验。因此，在实验课程设计方面，需要考虑实验内容如何增强学生应用多学科知识解决专业问题的能力，提高学生的实际动手能力。以往的实验课程由实验箱进行独立的4次实验，4次独立实验的关联性不足。并且，由于实验箱具有较高的封闭性和整体性，学生的实验过程仅需按步骤插线并获得实验结果，因此学生往往并不能通过15学时的实验内容达到对教学内容产生足够的了解和认识。

鉴于以上情况，按照生物医学工程专业课程建设规划和人才培养模式的特点，综合以往教学经验，突出实践教学的重要性，我们尝试将生物医学电子学实验教学过程中4次独立实验内容改为一个完整的血压检测硬件设计实验，并设计了“理论学习-市场调研-仿真实验-电路调试-验证实验”的实验教学模式，这有效提高了生物医学工程专业本科生对实际问题的调研、分析和解决的能力。

实验课程给学生提供的主要资料和器材包括实验手册、PCB板、必要的电路调试、焊接工具等。学生每4～6人为一组，需要完成实验内容，并撰写实验报告。实验报告内容包括：血压检测原理说明、电子血压计市场调研、滤波器仿真设计、硬件电路焊接及调试、血压信号波形显示、实验成本分析、个人总结等内容。

由于人体生物医学信号具有信号弱、频率低、安全要求高、易受心理因素干扰、工频干扰大等特点，因此，在实验课程设计方面，选择了电路结构相对简单、对各学科知识点要求相对较高的人体血压信号进行采集和处理。

人体血压信号采集的硬件模块设计具有很强的实践性，并且在整个专业课程中起到承先启后的作用——既是《基础医学》《人体解剖》以及《电路理论》等课程的后续延展，又是《传感器与医学工程》《医学电子仪器设计》《嵌入式系统》等课程的先导基础。生物医学电子学的课程讲授及实验内容的设计，在学生的专业兴趣培养、职业规划等方面都具有十分重要的意义。

实践表明，通过改革后课程的学习，学生对专业的认知程度、对知识的掌握程度和团队合作意识等方面都得到提升。在今后的生物医学电子学课程教学中，应该继续以实践教学为主要手段，进一步完善相关实验内容，改进教育教法。

参考文献：

[1]郭圣文，吴效明.理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践[J].

[2]崔栋，张光玉，郭永新，程运福，宋莉，焦青，鲁雯.生物医学工程专业电子学实验教学改革的研究与实践[J].中国医学物理学杂志，2012（03）.

[3]赵丽萍.浅析生物医学工程人才培养模式现况[J].南京医科大学学报（社会科学版），2011（06）.

[4]张燕，杜磊，王月丹，张卫光，宫恩聪，李学军，管又飞.基础医学实验教学中心在创新型医学人才培养中的建设与效果评价[J].实验技术与管理，2010（07）.

[5]杨海波，吴艳茹，刘晓静，易小林.医学电子学教学中本科生创新能力培养探讨[J].中国医学物理学杂志，2010（04）.

[6]马春排，李天钢，李自毅，周秦武.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验室研究与探索，2010（04）.

[7]张怀文，胡博.创新型生物医学工程人才培养模式探讨[J].医学教育探索，2008（03）.

作者简介：

韦然，郑羽，王慧泉，陈瑞娟，陈洪丽，田磊，天津市，天津工业大学电子与信息工程学院生物医学工程系。

作者：韦然 郑羽 王慧泉 陈瑞娟 陈洪丽 田磊

实验教学生物医学论文 篇2：

生物医学工程专业实验教学中劝导技术的融合应用

摘要：随着我国高等教育领域改革的日益深入，学生的创新性培养越来越受重视，相应的实验教学也由单一的演示和验证型向综合设计型转化。生物医学信号处理实验是一门综合性、理论性和实践性很强的课程，如何引导学生主动参与实验设计，成为一个新的课题。劝导技术是一种利用计算机技术引导人们朝某个目标发展的新手段。我们将劝导技术运用在生物医学信号处理实验教学实践中，结合以设计为中心的教学模式，对创新性实验教学进行了有益的探索。

关键词：劝导技术；创新性实验；过程考核；教学模式

一、引言

当前，正是我国积极落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，建设世界一流大学的关键时期[1]。越来越多的高校将学生的培养目标从技术型人才向创新型人才转变，其教学模式的变革也逐步深化。高等学校实验教学也由单一的、以演示和验证为主的传统实验形式向综合性、设计性、创新性转化，这是新时期教学发展的趋势，是提高办学质量的关键所在[2，3]。然而目前在实验教学中还存在一些问题，制约了学生的创新性培养。

二、创新实验教学现状分析

1.实验改革多集中于实验硬件条件建设，尽管各部门的设备购置与更新投入逐年加强，实验室的硬件环境逐年改善，但忽略了实驗内容的创新和实验的软环境建设，因此学生创新能力提升效果并不显著。

2.缺乏创新教育理念指导。在教学中如何合理设计实验的内容、目标，使其有利于学生创新能力的培养缺乏深入的研究。如果实验的内容设计得空洞，要求和目标定得过于严苛和高深，远超学生的知识和能力范畴，会使学生产生畏难情绪，进而产生对设计性实验课程的排斥心理。相反，如果实验的内容设计得过于简单，要求和目标定得过于容易和浅显，则会使学生失去对实验的兴趣，无法达到对学生创新能力培养的教学目标。

3.课程考核重结果轻过程。通常的课程考核多注重最终的结果展示，而忽略学生在学习中的思考过程、解决问题的探索过程，从而易造成课程考核结果与学生能力水平的不匹配，不仅挫伤学生的学习积极性，而且也不利于学生创造性的培养。

因此在综合设计性实验教学过程中，我们需要一种科学可行的教学理念和手段来贯穿整个教学过程，从而确保对实验过程的重视，通过提升学生的知识和能力，挖掘学生的学习动机，培养学习兴趣，从而逐步达到教学目标的要求。劝导技术的出现，无疑为我们在教学实践的探索过程中提供了一条崭新的思路。

三、劝导技术

所谓劝导技术就是能够“改变人的态度或行为的交互式技术”，即能够影响和引导人的行为朝某个目标发展。美国斯坦福大学福戈教授在2009年提出了应用劝导技术改变行为的数学模型——Fogg behavior model（FBM）[4，5]，如图1所示。FBM将目标行为的改变归结于三个要素：动机、能力和激励，目标行为的产生首先需要内在的动机，并且行为人要具备足够的能力，以及来自环境的有效刺激[6]。

四、《生物医学信号处理》实验课程

《生物医学信号处理》在生物医学工程专业是较为系统的一门课程，课程内容涉及计算机、生理、医学、信号与系统、现代信号处理最新发展技术，与本专业的核心课程《生理学》、《微机原理》、《现代传感技术》、《现代医学成像技术》和《现代医学仪器》等互为承接。同时《生物医学信号处理》还是综合性、理论性和实践性很强的课程，要求学生不仅从理论上掌握各种生物医学信号处理技术的原理，而且要求学生具有较强的实际应用能力，包括实验、设计和应用等环节，是本专业学生综合训练和能力培养中至关重要的一门课程[7]。

在近几年的实验教学过程中，我们采用了以设计为中心的实践教学模式并取得了良好的效果。以设计为中心（Design Centered Learning，DCL）是近年来国际上正在兴起的一种实践教学模式中，其核心理念是构筑教师与学生共同参与的学习共同体，教师引导学生发现问题并提炼出项目设计内容，学生以小组的形式，通过协助、实验、讨论等形成解决方案。如图2所示，学生以小组的形式参与的《生物医学信号处理》实验课程。

我们着重从以下几方面对以设计为中心的教学模式进行概括。

1.创新性的课程设计。首先创新性的实验教学体系应具有层次性，针对不同层次的学生提出不同的教学要求和学习任务；其次它可以激发学生学习的主动性和探究性，需要学生在实验过程中探索，激起学习探究的兴趣；另外创新性实验教学突出教师与学生的良性互动。与传统实验教学相比，创新实验教学更有利于学生知识结构的建立与创新能力的培养，激发学生学习的积极性和自主性[8]。通过开设创新性、综合性、设计性实验项目，可以实现以学生自我训练为主的教学模式，提高学生的创新思维和实际动手能力，培养学生实事求是的科学态度和勇于开拓的创新意识，充分调动学生的学习主动性、积极性和创造性[9]。

2.过程与结果并重的考核机制。传统的考试评价方式只能评价学生的学习结果，无法考查学生的学习过程和学习态度，也无从考查学生的能力，这种评价方式的后果是重结果、轻过程，没有突出教学改进与激励的功能[10]。过程考核，即针对学生学习过程进行多方面、多形式、分阶段的考核，侧重于对学生认知过程和综合应用能力的形成进行监督和评价，构成教与学和教学质量监控的重要环节[11]。过程考核是科学测评学生学习效果、促进自主学习、提高综合素质和能力的重要途径。基于过程的考核模式是一个连续、动态、多元化的课程考核模式，考核评估过程是一个师生共同参与、连续评价、不断反馈的过程[12]。

在以设计为中心的实践教学模式中，学生以小组的形式参与到实验课程中来，而教师会适时地、不定期地参与到各小组的实验过程中，包括实验项目的选题设计、文献检索、制订实验计划和目标、实验过程、中期检查、实验结果和讨论。教师在实验的各个环节中给予适当的引导，并在参与的同时完成对实验过程的考核及评估，从而形成一套贯穿教学全过程的课程考核方法。注重过程考核目的是全面考核学生的知识、能力、素质，增强学生学习的主动性与积极性，深化理解、掌握、应用所学知识，理论联系实际，改变课程结束时“一锤定音”的做法[12]，也注重结果考核，鼓励学生向更高更新的目标攀登。

3.培养目标。以设计为中心的实践教学模式强调培养学生的主动参与意识，提升其合作、表达、实验和设计能力。学生以团队模式参与到实验项目中来，因此必须更强调团队协作的能力，如何合理分配任务发挥各自所长，同时又必须让每个同學兼顾知识运用的全面性，是每个小组同学都必须认真面对的问题，也是考核的内容之一。以设计为中心的实践教学模式最终的培养目标是使学生全面掌握面向需求的专业知识的基本研究方法。

五、劝导技术在实践教学中的应用

将劝导技术运用在整个实践教学过程中，通过设计性的实验项目逐步培养学生的学习兴趣或者称为学习的动机。同时伴随理论课程的逐步深入，学生掌握的专业知识愈加丰富，即学生的能力逐步提高。再加上教师的引导和同学间相互的思想碰撞和激发，促进学生综合能力的全面发展，其可达到的目标也逐步提高。图3为劝导技术在实践教学中的应用示意图。

我们在实践教学中，以《生物医学信号处理》实验课为抓手，摆脱以往教学实验研究多依赖于硬件提升的思路，引入以设计为中心的实验教学理念，培养学生合作、探索、实验和设计能力，形成新型的实验教学与考核体系，这对于“全民创新 万众创业”新形势下创新人才的培养具有重要的促进作用。

六、结语

将劝导技术应用在以设计为中心的实验教学中，对于培养学生的综合能力方面具有独到的作用，同时对实验室的管理、教师的专业知识和学生的综合素质提出了更高的要求，其教学的实施也具有更高的难度，需要教育工作者付出更加艰辛的努力，进行不懈的探索。相信随着教育改革的不断深入，该技术的运用在教学实践中一定会更加成熟完善，对学生综合能力培养的作用也一定会更加显著。

参考文献：

[1]王建华.重启高等教育改革的理论思考[J].高等教育与研究，2014，35（5）：1-10.

[2]潘立华，黄海林，杨雪，等.综合设计型虚拟实验的设计与研究[J].软件导刊（教育技术），2010，09（04）：80-81.

[3]田运生，刘维华，王景春.综合性设计性实验项目建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2012，29（2）：126-129.

[4]Fogg BJ.Persuasive Technology：Using Computers to Change What We Think and Do[M].San Francisco：Morgan Kaufmann Pub，2003.

[5]Fogg BJ.A behavior model for persuasive design [C].Proceedings of the 4th International Conference on Persuasive Technology.New York：ACM，2009：40.

[6]周洁，夏静，顾琳燕，等.劝导技术及其在自我健康管理中的应用与研究[J].中国生物医学工程学报，2015，34（1）：77-81.

[7]吴水才，杨春兰，高宏建.《生物医学信号处理》课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2008，9（120）：100-101.

[8]陈鹏，李亚，纪婧.依托实验课程的大学生创新性实验计划的实践与探索[J].实验技术与管理，2014，31（4）：32-34.

[9]张东平，黄建军，范平，等.教学研究型实验室的运行机制研究[J].实验技术与管理，2009，26（1）：143-145.

[10]方国涛.过程考核在高职教学中的应用实践[J].价值工程，2013，（6）：253-254.

[11]张文英，王喜萍，郑华艳.食品营养与检测专业实践教学考核体系的建立与研究[J].吉林农业科技学院学报，2010，19（4）：69-71.

[12]武田艳，丁文胜，孙雨明，等.过程考核在应用型本科教学中的应用[J].河南科技学院学报，2016，36（10）：52-54.

作者：裘利坚 徐胜前 宁钢民

实验教学生物医学论文 篇3：

医学院校生物医学工程专业开放性实验教学的建立

摘要：针对模拟电子技术和数字电子技术课程实践教学存在的诸多不足，以贵州医科大学生物医学工程专业为例，进行了开放性实验的教学。通过开放性实验，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

关键词：模拟电子技术；数字电子技术；开放性实验

模拟电子技术和数字电子技术是贵州医科大学生物医学工程专业重要的专业基础课程，是学生后期学习生物医学传感器、信号与系统、医学仪器原理、临床医学设备学等课程的基础，也是培养学生实践能力和创新能力的关键课程。根据培养方案的设定，两门课程的实验教学学时均为36学时。然而长期的教学实践发现，所开设课程中基础验证性实验较多，综合性实验较少；实验内容比较简单，而且项目之间相对比较独立；考核的方式以书写的实验报告为主。随着实验教学体制改革的进展，传统实验教学模式已不适应学生实践及创新能力的培养，因此在课程教学尤其是专业基础课程的教学方式迫切需要改革[1]。

开放性实验是指学生在自主开放的氛围下，查阅大量资料、选择实验课题、制定实验方案，并通过指导教师的指导，不断进行探索和实验操作，从中获取基本理论知识和实践技能，培养学生的科研素质和创新精神的一种教学方式[2]。

我校于2016年启动面向全校本科生的开放性实验课程教学，希望建立面向全校学生的开放性实验平台。学校针对开放性实验课程投入一定的资金支持，鼓励学生最大程度地参与到开放性探究实验中来，培养学生的创新能力和动手能力。

作为生物医学工程专业模拟电子技术和数字电子技术实验课程的授课教师，我们力图在做好教学计划安排课程的基础上，结合已有的实验室教学资源，借学校建设开放性实验平台的契机，为学生搭建一个可以自主创新、探索新知的实验平台。下面就两门课程开展的本科生开放性实验进行系统的介绍。

一、开放性实验的流程

（一）開放性实验项目申报

参与开放性实验的同学根据前期所学知识，选择自己感兴趣的项目填写项目申报书[3]，主要包括：实验名称、实验研究内容和拟解决的关键问题、实验研究与实施的基础条件、实验实施方案、实验预期成果和经费预算等。学生将开放性实验项目申报书交由老师进行审核，对申报书进行可行性分析，并根据学生知识掌握程度，最终通过审核的项目开展实验。针对模拟电子技术和数字电子技术课程，最终确定开设的开放性实验项目为“收音机对讲机DIY”。

（二）实验材料的准备

实验完成所需原材料由学生根据实验目的拟定清单交由指导老师审核，审核通过后由学生自行准备实验所需原材料。一方面，开放性实验所用到的实验原材料较多，实验材料的准备工作也很大，学生的参与可以减轻实验室管理人员的工作量；另一方面，学生在拟定清单的过程中，对整个实验流程会有基本的了解和熟悉，可帮助学生树立严谨的科研态度。

（三）实验前培训

实验开始前，由开放性实验指导老师对参与开放性实验的全体同学进行实验室培训。包括实验涉及的电子线路的了解、熟悉实验室的布局、实验室仪器设备的使用管理规范等，以及帮助同学建立实验室安全意识。在正式实验前，快速系统地对基本电路原理及所用仪器设备的使用进行统一培训，能有效地保证后续实验顺利开展。

（四）熟悉实验用电子元件及检测

“收音机对讲机DIY”实验所用到的电子元件如集成电路、三极管、二极管、电阻、电容、印刷电路板等，学生在课堂教学中对这些元件只是理论上的理解，并没有实际进行操作。因此，在正式实验前，让学生对电子元件进行熟悉是必不可少的环节。同时，通过对电子元件识别及检测，会让学生对实验原理和过程有更进一步的了解。

（五）焊接指导

虽然学生已经有数字电子技术和模拟电子技术的理论及一定的实验基础，但尚未接触过焊接技术。指导教师在学生对电子元件已经熟悉的基础上，指导学生进行焊接操作。让学生了解焊接设备、焊接的原理特点及注意事项，规范学生焊接操作流程，为后面自主操作打下坚实基础。

（六）实验预约自主开展实验

开放性实验开设都是在学生的课余时间进行，此项实验共24学时。由于参与开放性实验的学生年级不同，不能统一安排进行实验的时间。因此指导教师让学生进行自行预约，自主开展实验，指导教师在旁指导。这样一方面可以避免教师指定时间进行实验的不灵活性，另一方面可以培养学生自主安排和规划实验进程的能力，为今后实习或深造打下前期基础。

（七）学生实验结果评判

此项开放性实验对学生进行考核的标准即为学生通过自主实验，最终是否得到功能齐全的收音机对讲机。通过调试，参与该项目的24名学生均通过开放性实验获得了可以正常使用的收音机对讲机。

（八）学生实验心得总结

实验结束后，让学生书写实验心得总结。有同学在实验总结中写道：在高考后被调剂到医科大学工科专业非常失落，认为自己未来应该成为医生，对现在所学专业并不感兴趣。但在参加了“收音机对讲机DIY”开放性实验后，同学有了一个真正的工科生的体验，虽是一个小小的实验，但是所有的电子元件都是自己亲手焊接，成品都是自己亲手组装，让同学明白了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。同学们都表示在实验过程中不仅学到了理论知识，锻炼了实际动手能力，更是树立了对专业的信心。

二、开放性实验教学的效果评价

（一）提高教学资源的高效利用

目前生物医学工程与生物技术实验中心的实验仪器和设备只是在开展教学计划内学生课程时使用，其他时间使用较少，未能充分发挥仪器的使用价值。开展开放性实验，实验室的仪器和设备可以得到很好的利用，最大程度的发挥实验资源优势，避免教学资源的浪费。

（二）提高学生的综合实践能力及对专业的认知度

我校生物医学工程专业招生来源大部分是从报考临床医学调剂而来，因而对该专业认知度较差。通过开放性实验，学生不仅对课堂的理论知识有了更深一步的认识，而且锻炼了学生获取有效信息、整合资源等能力，对实践操作技能有了更好的掌握，提升了学生的综合素质，培养了学生的科学精神。同时对所学专业也有了进一步的理解，提高了学生对所学专业的认知度。

（三）提升教师综合素质

开放性实验是探索性、研究性实验[4]，学生在实际操作过程中会遇到各种问题，这就要求教师知识储备丰富，具有较强的判断能力。因此，开放性实验的指导老师必须不断学习，不断充实自己，及时了解学科前沿进展。只要这样，才能传播专业知识给学生，才能保障开放性实验的顺利开展。

三、开放性实验过程中的问题及建议

学校开放性实验于2016年启动，面向我校本科生的开放，学生参与的积极性很高。遗憾的是因为学校规定每个学生参与限项（每位学生每个学年度只能参与一项），老师指导学时受限等因素（参与学生人数多时不能分组），导致更多想参与此项开放性实验的学生未能参加，建议学校及教务处能调整相关规定，使更多想参与此开放性实验的学生都有机会参与进来。

综上，开放性实验教学是以培养学生创新实践能力为主线，发散性思维为核心，充分发挥学生的想象力、创造力、提高学生综合素质的教学形式[5]。开放实验教学改革是当前医学高等教育教学改革的必然要求，也是深化素质教育的重要手段。

参考文献：

[1]汪洋，应磊，金可可.综合开放性实验教学在医学本科生教学实践中的应用[J].教育教學论坛，2016，（3）：228-229.

[2]周文真.大学开放性实验教学的改革与探索[J].中国电力教育，2010（36）：124-125.

[3]陆源，厉旭云，叶治国，王梦令，梅汝焕，夏强.自主学习、自主实验、自主创新教学的研究[J].实验技术与管理，2012，29（6）：11-16.

[4]王放，徐广宇，王国庆，倪朝辉.现代临床微生物教学改革探讨[J].基础医学教育，2012，14（6）：401-403.

[5]苏飞，束良勇，舒永钢，黄宏.开放性实验在大学生创新能力培养中的作用[J].高教学刊，2015（3）：74-75.

作者：戴鹏 王赟 陈琳 曾柱