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1、生物医学电子课程教学中学生创新意识的培养 创新是高等教育的灵魂。随着创新型国家目标的提出,创新型人才培养的重任落在了每一名教育工作者身上。如何在一门具体课程教学中有意识地培养学生创新意识是一个需要认真思考并需不断实践和探索的课题。本文结合自己在生物医学电子教学中的经验,提出了创新人才的内涵及创新型人才培养的一些可行方法。 高等院校扩招至今已走过10年时间,越来越多的高中毕业生有机会走进高等学府接受高等教育,高校的发展正经历从快速增长的规模型向内涵式发展转变。为提高教学质量,培养创新型人才,各高校纷纷从战略上调整自己的落脚点,使自己在人才竞争的今天不断为社会培养优秀人才。为创新型国家目标的早日实
2、现,教育工作者应该义不容辞地担当起培养创新型人才的重任。 生物医学电子是应用电子技术、信号处理技术和计算机技术解决生物医学的问题,它是生物医学工程和医学物理等学科的一个重要组成部分。由于现代微电子技术和计算机技术的飞速发展,生物医学与电子技术和计算机的关系越来越密切。随着国民经济的高速发展,人民生活水平的日益提高,生物医学测量和生物医学仪器设备的应用日益显示出它的重要性。如何在这样一门与个人健康密切相关的课程教学中有意识地培养学生创新意识,是笔者一直认真思考并不断实践和探索的问题。 培养学生创新意识,首先应该明确创新人才的内涵是什么。笔者认为扎实的基本功、合理的知识基础和结构是创新人才应具备的
3、基础,缜密的逻辑思维是创新人才应具备的必要条件,应变能力以及持之以恒的钻研精神是创新人才成长的关键。在学习工作中,创新型人才能及时吸收新思想、新知识使他们具有获得所需知识的能力;较高的分析能力、问题意识使他们具有突破经验的思维方式,能提出新观念、新思想;锲而不舍、坚韧不拔的专业精神使他们能通过具体实践实现所提出的新观念与新思想。创新人才通常想象力丰富、精力充沛、灵活、开放,具有强烈的求新求变的意识,并能积极应对出现的各种困难。 在生物医学电子课程教学中,有意识地培养学生创新意识一直是笔者教学的重要目标之一,五年多来为完成这一目标,在教学上作了一些探索,具体做法是 1 坚持系统化教学体系建设和相
4、对完善的教学内容安排 系统化教学体系是建立合理知识结构的基础,是创新型人才培养的基础。在生物医学电子课程系统化教学体系建设中,按照生物电类医学仪器的设计和分析为主线组织教学,内容循序渐进。在理论教学中加强了设计和分析方法的讲解,注意新技术的发展和方法的引入。在教学内容设计上,结合具体设计提出问题,研究问题实质,再结合所学知识从基本方法入手给出解决问题的思路,有意识地培养学生发现问题、分析问题的能力,提高解决问题的能力,将所学知识融会贯通。在组织教学内容时,围绕设计和分析中的问题组成相关章节,介绍生物医学信号的提取方法、干扰和噪声的抑制措施、前置级设计,以及信号处理的新技术,并将上述方法用于电子
5、类医学仪器的设计。 2 坚持采用启发式教学方式 启发式教学有助于培养缜密的逻辑思维能力。教学中以生物医学电子知识为载体,采用启发式教学方式,了解前沿知识及知识的来龙去脉,把这种知识发现过程教给学生,激发学生兴趣,引导学生创新,培养他们的独立思考和解决实际问题中应该具备的严谨逻辑推理能力。例如,在讲授高输入阻抗生物电前置放大电路时,改变传统的先给出高输入阻抗放大电路并进行分析给出结论的方法,而是根据学生已有的电子技术基础及认知规律,先讲基本差动放大电路,分析差动放大电路的交流参数,发现基本差动放大电路的输入阻抗不能满足生物电前置级对其的要求,提出问题并指出问题的症结,没有直接给出解开症结的方法,
6、而是提示他们在电子技术中电压跟随器(或串联负反馈)可以提高简单放大电路的输入电阻,同时提示学生提高输入阻抗应该在两个信号的输入回路对电路进行改进。利用这种方法进行讲解,充分展示了遇到问题、分析问题症结、确定解决问题的思路和方法及到解决问题的全过程,使学生掌握了输入阻抗的精髓及提高输入阻抗的思路与方法,调动了学生积极参与问题解决的意识。 3 坚持有意识地培养学生的危机意识和进取精神 危机意识是不断进取、持之以恒钻研的基础和动力。在教学中适时地向学生讲述学科发展的动态、现状及前沿,有利于学生的危机意识和进取精神的培养。例如在课程概述环节,我会结合具体的数字向学生介绍下面的事实20世纪60年代,BM
7、E在美国迅速发展,随着各种新技术的产生和在人类健康领域中的应用,BME产业已成为当前世界经济发展最快、国际贸易额增长速度最高的产业之一。从学生眼神及情绪中我看到了他们内心的那种激情,看到自己即将从事事业的希望所在,告诫自己要努力。同样也是在概述环节,我也会结合具体数字相学生传达以下的现实BME产业主要集中在工业发达国家,如美国、日本等,他们依靠强大的科技实力和雄厚的工业基础,占有了全球BME市场的80%以上。高档次的医疗仪器、设备、人工器官等科技含量高、附加值高的产品几乎被这些国家垄断。学生眼神及情绪也告诉我他们内心的忧虑,学生从中看到自己即将从事事业任重道远,告诫自己要加倍努力。 4 坚持理
8、论教学与实践环节并重 结合理论教学内容,安排教学的实践环节,并且在实践中增加综合型、设计型、研究型实验的内容,鼓励学生多动脑并动手尝试,使理论教学与实践教学相得益彰,提高学生逻辑思维与应变能力。实践结果表明,这样的设计提高了学生主动学习并思考的积极性。例如有同学在波形变换实验结束后的提出这样的疑问在压控电压源二阶低通滤波器的输入端是峰峰值为12v的三角波,在输出端我测得的峰峰值为5.8v的5Hz正弦波。但是利用傅里叶变换所得到的三角波的傅立叶级数为f (t) =cos()。当令n=1时得到三角波的基频成分,其幅值等于,公式中n=1、E=12v,计算得到基频的幅值为14.6v。与实验测得的5.8v相差很大,但是反复计算均为此结果,不知道是哪里出现了错误。通过独立思考及与教师的沟通问题解决了,学生从中的收获不言而喻。 5 坚持师生相动 教学中提倡师生之间相互学习、相互切磋、相互启发、相互激励,改变教师单向灌输知识的教学方法,有助于发散思维能力的培养,切磋中有助于新思路、新思想的萌发。比如我们在讲到电子类医学仪器的原理部分时,给学生布置的作业之一就是结合某一种电子类医学仪器作调研,并根据调研结果完成一篇调研报告,学生作好PPT,并安排一次全班范围的交流,4人一组。从设计调研内容、到查找第 6 页