生物醫學工程專業教課方式探新范文

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信號是信息的載體，具有多種形式，如聲音、圖像、光、電等。不論是CT圖像、MRI圖像、超聲圖像還是心電信號、腦電信號，都是信號的一種。我們通過各種手段和途徑獲得人體信號之后，需要對其進行一系列的信號處理操作才能得到相關的醫學信息。例如，從母體腹部采集到的胎兒心電信號僅10~50μV，腦干聽覺誘發響應信號＜1μV，如何將這些微弱信號從噪聲和干擾中提取出來，是我們需要思考的問題。實際上，我們可以利用《信號與系統》的相關理論和算法對這些微弱的人體信號進行濾波、分解、增強、變換、檢測、特征提取等分析，削弱信號中的多余內容，濾除目標信號中混雜的噪聲和干擾，進一步將目標信號變換成容易分析與識別的形式，以便于輔助醫生進行臨床診斷與治療。

由此可以看出，《信號與系統》這門專業基礎課在BME本科教育的過程中起著舉足輕重的作用。同時，《信號與系統》要求學生具備一定的數學基礎和電路分析基礎。因此，我們在制定教學計劃時，應該針對不同基礎的學生制定不同層次水平的教學計劃，以課堂教學與實踐并重，以由淺入深、由粗到細、重點突出為原則，建立在實踐中發現問題，在課堂中探討問題，再回到實踐中解決問題的教學模式，以利于學生更好地掌握課程的知識要點，為他們今后的工作和研究打下良好的基礎。

把握課程思想，創新教學方法

《信號與系統》既承接了先修課《電路分析》等課程，又為《數字信號處理》、《醫學圖像處理》等后續課程奠定了基礎。主要討論連續時間信號與系統，研究確定性信號經線性、時不變系統傳輸與處理的基本理論。此課程由《電路分析》中的微觀電路過渡到宏觀系統，以系統的觀點來研究信號處理過程及結果。因此，如何創新教學方法，以培養學生的整體系統思維方法，讓學生理解課程理論知識在實際中的應用，提高學生的學習興趣，成為我們的課程重點。我校堅實的醫學、生物學研究基礎，為BME專業的本科生提供了大量的研究問題與數據。2011年，我校BME系與美國通用電氣公司（GeneralElectricCompany，簡稱GE）建立聯合培養基地，加強BME專業理論及技術交流。

我們通過邀請醫學、生物學和GE公司的相關專家針對醫學信號問題、顯微鏡下的生物圖像問題以及CT、MRI等設備的圖像處理系統問題做報告，讓學生了解《信號與系統》的應用領域，以及在此領域中可以解決哪些具體問題、如何解決這些問題，讓他們帶著問題去學習。在講授課程的過程中，教師除了講解一些重要基礎理論之外，還要強調課堂互動，以某一信號的處理為例，激發學生們的小組討論熱情，在無形之中培養他們的動腦解決問題的能力和動口表達交際的能力。除了課堂授課之外，我們也需要重視課下交流，鼓勵同學們針對自己感興趣的問題提出一些想法，也可以通過電子郵件、群討論、博客、論壇等形式增強交流溝通，讓課堂學習與實踐應用相結合，促進同學們對此門課程學習的積極性和主動性。

豐富教學手段，重視專業術語

《信號與系統》課程的突出特點是數學公式多，利用數學工具解決生物醫學問題。如何把枯燥的理論學習和公式推導轉化成易于理解的形象思維過程是我們需要探索的方向。我們根據課程特點，重視課件制作，適當地利用聲音、動畫等手段，增加課件的生動性。另外，可以結合教學軟件的應用，實時演示一些計算過程或理論，如信號的相乘、相加、分解等，加深同學們對課堂內容的理解。為了更好地發展BME這一新興學科，積極應對經濟全球化、教育國際化挑戰，培養適應地方經濟發展和社會進步要求和具有國際合作意識、國際交流與競爭能力的復合型、外向型人才，提高人才培養質量，我們需要盡快轉變傳統的教學思想和育人理念，融會中西方先進文化和科學成果。因此，在《信號與系統》的教學過程中，有意識地讓學生掌握一些信號處理方面的英文專業術語，為他們今后的學習、研究和工作打下一個良好的基礎，是十分必要的。一方面，教師可以在課件制作上下功夫，將教材中出現的與BME相關的專業名詞以圖像加文字的方式加以顯示，有利于學生對專業詞匯的理解和記憶。另一方面，由于本課程的課時限制，課堂上只能分配少量的時間來學習英文專業術語，教師可以鼓勵學生在課外閱讀英文原版教材AlanVOppenheim的《signals&systems》（第二版），并結合麻省理工學院《信號與系統》公開課，邊學習邊思考，培養學生的思維方式，也可以鼓勵學生閱讀外文文獻或心電圖機、B超等醫療儀器說明書的形式來進一步學習，使學生初步具備檢索、閱讀國外專業書籍和文獻的能力，拓寬BME本科生的學習視野，為將來先進醫療儀器的研發儲備知識。

挖掘應用實例，強調實踐教學

《信號與系統》教學離不開醫療儀器實驗室。我校各大附屬醫院擁有先進的醫療設備，為BME專業的學生提供了得天獨厚的資源優勢。通過“看”各種醫療儀器如何采集人體信號，經過哪些變換之后顯示在電腦屏幕上，來了解信號的產生過程，以及信號在各個系統中的處理過程。通過“聽”醫生對各種醫療儀器原理、使用方法及需要改善的功能等問題的介紹，了解信號處理領域亟待解決的問題，并在學習課程的過程中，分析問題、解決問題，提高科學研究的素質和開拓創新的意識。通過動手“做”各種小儀器，如便攜式生理信號檢測儀等，將課堂所學的理論知識與實踐應用相結合，提高自主解決問題的能力。在進行此類設計性、綜合性實驗時，一方面可以鞏固《電路分析》、《模擬電子技術》等課程中的硬件設計知識，另一方面可以學習Matlab和Labview等仿真軟件，以此構筑軟硬結合的實驗教學模式，與實際應用緊密聯系，在夯實學生的理論知識的同時，增強他們的實踐技能和創新能力。

結束語

我國生物醫學工程產業2020年發展目標：“形成企業主導、醫產學研相結合的生物醫學工程產品創新體系和新產品開發能力；高性能診斷治療設備關鍵技術自主發展能力大幅提升，產品質量和技術水平達到國際先進水平，規模化進入國際市場。”這給廣大教育工作者們帶來了更大的挑戰。我們需要緊跟社會需求的腳步，利用多種渠道和資源，從教學實踐中總結經驗，探索醫科院校該課程的教學模式、思路和方法，充分調動學生的積極性，提高學生的創新能力，為后期專業課學習和專業人才培養奠定基礎。

作者：孟雪陳月明何文勝梁振高天昀袁媛王奕單位：安徽醫科大學生命科學學院安徽醫科大學第一附屬醫院醫學工程部