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醫學生生物醫學工程C語言程序設計融合教學一、引言
生物醫學工程（ Biomedical Engineering，BME） 起源于20世紀60 年代，它綜合了生物學、醫學和工程技術學的理論與方法，是多門理工類學科向生物與醫學滲透并相互交叉，從工程學的角度展開研究，以解決人體醫療的若干問題的學科。因此，生物醫學工程專業是多個學科發展到一定水平交叉產生的新型高技術邊緣學科。隨著IT產業與醫療行業的高度融合，培養高層次的研究型、應用型技術人才逐漸成為生物醫學工程專業人才培養的主要目標。
當前，生物醫學工程專業畢業生面臨的工作需求不僅包括傳統的醫療設備管理、銷售、操作和維修，還包括信息化醫療設備的研究、設計、開發和生產等。而醫學類院校在“C語言程序設計”教學中普遍存在著教學內容過于偏重語法基礎知識，教學案例與醫學專業結合不緊密等問題，因此，醫學院校有必要從教學、管理和實踐等方面入手，深入探索適應新型人才培養需求的教學模式。
二、生物醫學工程專業“C語言程序設計”課程的開設現狀及問題分析
“C語言程序設計”是理工類大學生必修的專業基礎課，也是醫學類院校生物醫學工程專業必修的計算機基礎課程之一。該課程開設的目的在于使學生掌握基本的程序設計方法和技巧，為醫學生提供一個動手、動腦、獨立實踐的機會，培養醫學生良好的程序設計風格和嚴密的邏輯思維能力，為進一步學習計算機相關知識和醫學專業知識奠定基。各醫學類院校在“C語言程序設計”教學中也存在以下幾個方面的問題：
1.“C語言程序設計”課程教學難度大
一方面，目前醫學類院?！癈語言程序設計”課程大多選用理工類非計算機專業的通用教材，而“C語言程序設計”課程本身具有概念抽象、語法結構復雜、數據類型繁多等特點。因此，對醫學生而言，利用較少的課時學習“C語言程序設計”課程仍然具有不小的難度。
另一方面，為使醫學生系統地掌握“C語言程序設計”相關知識，教學過程中容易出現課堂知識容量過大的情況，這都不利于醫學生對知識的掌握。
2.“C語言程序設計”課程學習興趣低
目前，醫學類院校在“C語言程序設計”教學中更加側重C語言語法結構等基礎知識，對各種應用實例的開發、運行過程講解得深度不夠，學生實踐練習機會少，學習過程較為枯躁。另外，教學實例多選用教材上的小程序，雖然方便學生預習復習，但由于缺乏界面設計、模塊接口設計等實踐操作，無法與生物醫學工程專業的研究方向和實際需求相結合，導致學生學習興趣低。
3.計算機知識與醫工專業知識教學融合度低
當前，大部分醫學類院校生物醫學工程專業開設的計算機課程除了“C語言程序設計”之外，還包括匯編語言、數據庫基礎、微機原理與接口、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、信號處理技術等。各門計算機課程與醫學專業課之間是相輔相成、互相聯系的。例如，醫學類專業課“醫用傳感器”實驗中需要用匯編語言編寫程序與單片機連接進行模擬實驗。從這方面來說，計算機知識與醫工專業知識存在較高的融合度。然在，實際教學過程中，由于醫學生更加注重醫學類專業課的學習，因此容易忽視“C語言程序設計”課程與其他專業基礎課之間的聯系，更談不上與這些學科之間的融合學習。從而導致了“C語言程序設計”課程失去了計算機基礎課程的服務性地位，降低了計算機知識與醫學專業知識的融合度。
三、生物醫學工程專業“C語言程序設計”課程的融合教學研究
“C語言程序設計”課程的融合教學是指根據生物醫學工程專業的課程結構特點，在相關專業課的教學過程中，將C語言程序設計的思想和技巧融入生物醫學工程專業的實際需求中，統籌課程體系中的各要素，整體協調，相互滲透，形成基于專業、依托學校、聯合醫院和企業的“三位一體”融合式教學培養模式。
1.基于生物醫學工程專業，調整“C語言程序設計”課程
C語言是一門高級程序設計語言，對于醫學生來講，C語言的地位就相當于一門外語，是人和計算機相互交流的工具。所以，醫學生學習“C語言程序設計”就像人學習外語一樣，主要要學習本語法、語義和認知過程。C語言的語法規則主要包括常量和變量定義方法、數據的運算規則、程序設計的三種基本結構（順序、選擇和循環）、函數定義及調用方法等。C語言的語義規則要求學生掌握三種基本結構、利用數組批量處理數據、利用函數進行模塊化程序設計以及利用指針促進程序模塊化進程的思想和方法。C語言的認知過程，主要側重于培養學生養成良好的編碼規范。
由于生物醫學工程專業與智能醫療器械設計、批量數據處理、故障檢測等有著較為緊密的聯系，因此，在“C語言程序設計”教學時除了要求學生掌握常用的語法和語義規則外，還要重點學習數據的批量處理技術和模塊化程序設計等知識。
2.依托醫學院校，形成多學科交叉發展
根據生物醫學工程專業的課程設置，發揮“C語言程序設計”的基礎性作用，形成以“C語言程序設計”為核心的多學科交叉發展。例如，對于相對晦澀的匯編語言課程的學習，可以在安裝C語言編程平臺（MicrosoftVisualC++ 6.0）的同時，再安裝另一調試工具軟件OllyDBG。對于調試版（Debug編譯選項組），使用MicrosoftVisual C++6.0進行調試，將C++源代碼反匯編；而對于版（Release 編譯選項組）使用OllyDBG進行調試。
例如，某醫院“專家預約系統”程序實例。該醫院某科設有5個專家診室，為保證看診質量，平均分配醫療資源，醫院規定：①每個專家每天只接待20個患者；②患者就診診室采用循環預約的方法，即1到5號、6到10號……患者分別預約1至5號專家，如此重復至所有專家預約完畢。編寫“專家預約系統”程序，要求約診單上提示患者預約了哪位專家，應該去幾號診室就診。
分析，在Visual C++6.0環境下，使用循序程序結構與多分支結構進行嵌套實現上述功能。程序命名為“專家預約系統.cpp”，代碼如下：
#include "stdio.h"
#define MAX 100
void main（）
{ int i，j，m；
char flag[30]；
for（i=1；i
{ printf（"＼＼n請按“預約專家”按鈕開始預約！"）；
gets（flag）；
m=i%5；
switch（m）
{ case 1：printf（"＼＼n您預約的是%d號專家，請到%d號診室就診＼＼n"，i，m）；break；
case 2：printf（"＼＼n您預約的是%d號專家，請到%d號診室就診＼＼n "，i，m）；break；
case 3：printf（"＼＼n您預約的是%d號專家，請到%d號診室就診＼＼n "，i，m）；break；
case 4：printf（"＼＼n您預約的是%d號專家，請到%d號診室就診＼＼n "，i，m）；break；
case 0：printf（"＼＼n您預約的是%d號專家，請到%d號診室就診＼＼n "，i，5）；break；}}
printf（"對不起，今天預約人數已達上限，請轉到普通診室或明天預約?。埽躰"）；
程序執行過程中，以“Enter”鍵代表“預約專家”按鈕，按其他鍵不執行預約專家操作。在Visual C++6.0中編譯、鏈接、執行后，生成可執行文件“專家預約系統.exe”。程序運行結果（部分）如圖1所示。
運行OllyDBG，打開上例中的生成文件“專家預約系統.exe”，得到反匯編代碼如圖2所示。
將C語言與匯編語言以及醫學常見現象進行融合教學，一方面，能夠充分發揮“C語言程序設計”的基礎性地位，使醫學生迅速理解并掌握匯編語言程序。另一方面，通過不同編程語言之間的融會貫通，極大地調動了醫學生學習“C語言程序設計”的積極性和主動性，提高了學習效率。
3.聯合醫院和企業，開展訂單式培養
生物醫學領域獨占鰲頭的美國，大多數高校都與企業簽有聯合培養實習計劃。醫學生的實習多在高年級完成，因為高年級學生已經完成了通識教育知識的學習，并且在工程、數學、生物工程設計、儀器、生物及生物材料等方面已有了足夠基礎知識和基本能力參與生物工程方面的實踐項目。聯合醫院和企業，開展訂單式培養，一方面，可以使醫學生在專業領域的聯合培養實踐活動中獲得實踐經驗；另一方面，專業實踐活動又能夠很好地促進對其他專業課程的學習和理解。因此，聯合醫院和企業開展專業實習實踐活動，通過對“C語言程序設計”課程理論知識的實踐應用，有助于促進學生將基礎理論知識與技術需求緊密結合起來，扎實學生的基本功，提高醫學生的就業競爭力。
四、結束語
本文建構的“三位一體”融合教學培養模式，能夠有效地解決生物醫學工程專業“C語言程序設計”課程開設過程中出現的問題，充分發揮“C語言程序設計”課程的基礎性地位，對提高生物醫學工程專業人才素質，提升醫學生實踐水平，都具有一定意義。
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[6]譚浩強.C程序設計教程[M].北京：清華大學出版社，2012.10.
1設計較為完整的生物材料課程知識體系
生物材料是一門分量較重的專業課程,主要通過學習生物醫用金屬材料、陶瓷材料與高分子材料的組成結構、物理化學性能以及生物相容性評價等,使學生對現代生物材料的基本原理、應用與發展趨勢形成較為全面的認識。通過借鑒國內外相關教材可以發現,較為完整的生物材料課程知識體系一般包括材料學與生物學層面的內容[3]。其中從材料學角度出發,生物材料課程需要講授的內容有生物材料的類型、性質、化學結構、物理性能、力學性能、降解、加工工藝、表面特性等。這些將為學生們打造良好的材料學基礎。從生物學層面來看,生物材料課程需要講授的內容有蛋白質、細胞與生物材料的相互作用、生物材料植入體引起的人體急性炎癥、血栓、免疫反應、感染、腫瘤和鈣化反應等。特別對于傳統的以儀器電子學為主要專業課的BME學生,由于較少接觸化學、醫學等基礎課程,可在生物材料課程里增授一些大學化學、生物化學、醫學免疫學等有關的基礎知識,以幫助學生更好的學習生物材料的基本知識。構建完整的生物材料課程知識體系具有重要意義,能讓BME專業學生報考國內外生物材料學方向的研究生時擁有更多的選擇空間。
2適當引入雙語教學環節
目前教育部鼓勵在大學課堂積極開展雙語教學活動,培養學生能夠熟練運用外語從事專業工作、學術交流的能力。適當引入雙語教學環節對于正處生命科學前沿領域研究熱點中的生物材料學意義更為重大。這不僅能及時向學生們介紹最新的研究進展,還能幫助學生們掌握生物材料的專業詞匯。這有利于學生們獨立閱讀外文資料或文獻,從而在潛移默化中鍛煉出獨立思考、探究的能力。這些是未來高素質復合型人才區別于普通人才的基本標志。當然,適當引入雙語教學環節也對授課教師也提出了更高的要求。筆者認為高水平的課堂不僅能熏陶出高素質的人才,還能更快地提升教師自身的授課、科研水平。
3增加實踐學習環節
自主學習是學生在大學階段需要掌握的一個重要學習能力，對他們在將來的學習和工作都具有重要意義。這也是大學教師教育的真正意義所在，即“授予魚不如授予漁”。而我們學校設立的生物醫學工程專業是以生物醫學電子為主要方向，強化學生的動手能力、設計能力和創新意識，培養具備生命科學、電子、信息、計算機技術的基礎知識，能在生物工程、生物醫學工程、醫學儀器、醫用電子設備、醫療信息技術及電子、儀器、信息領域等從事研究、設計、制造、應用和管理的復合型高級工程技術人才。因此，本專業所設立的專業課具有知識面廣、交叉性強的特點，尤其需要學生能夠具有很強的自主學習能力，將老師在課堂上傳授的各種知識相互貫通，并理解。在生物化學課程講授中，根據專業的特點，我們制定了如下方法來指導學生學會自主學習。首先，幫助學生制定學習計劃。要求學生自己制定或在老師的幫助下制定一份合理的學習計劃，需要詳細列出學習內容和時間安排，該安排應該與教師上課內容一致，且學習計劃應具有針對性。在給生物醫學工程專業學生授課時，有一部分學生對生物化學非常感興趣，也表示出希望在研究階段從事生物專業的學習。而生物化學作為生物專業的必修課，也是生物方向考研的必考專業課之一。這樣，我們專業所教授的生物化學知識是無法滿足學生學習需要的。這就要求這部分學生需要制定更為全面的學習計劃，除涵蓋本專業的學習要求外，還應將生物專業的知識要求加入。而對于希望從事醫學電子方向的學生來說，只需完成本專業學習計劃即可。其次，將授課教師的聯系方式和辦公室地址公布，方便學生隨時聯系老師。最后，給出精品課程及網絡課程的網上資源地址、主要參考書目及主要文獻資料和主要實踐資料，使學生能夠更好地自主學習。在完成這些工作后，也要定時聯系學生，對學生自主學習情況進行評價，讓學生寫自主學習自我總結評價，來評價他們的學習結果，使學生的學習能力得到提升。
二、在生物化學教學中引入創新實踐型教學
生物醫學工程專業是由其復雜的、龐大的知識體系交叉形成的學科，在教學中如何將各個課程融會貫通也是其教學的一個難點。而生物化學作為生物和醫學共同的基礎課，其授課的效果對后續課程的教授具有重要的意義。而創新實踐型教學對該門學科的授課質量具有重要作用。這是因為生物化學就是建立在前人不斷實驗，并將實驗結果分析總結形成理論的學科。所以，實驗教學對教好、學好這門課具有至關重要的作用。同時，想要提高學生的綜合素質和創新能力，就需要在基礎教學的基礎上進行實踐的鍛煉和積累。我們針對實踐型教學做了如下的工作。首先，設置了課內實驗和專題實驗。課內實驗是在授課同時進行開設的，可對課堂學習的知識進行鞏固和加深了解。而專題實驗，我們一般開設在高年級，此時學生已經學習了大多的專業課程，而專題實驗可將生物化學和這些專業知識融會貫通，進而增加對生化進一步認識，也鍛煉學生動手能力和獨立思考能力。其次，讓學生加入到課題研究中。如大學生創新項目，鼓勵學生積極申報，并鍛煉學生通過查找資料提出與生物化學有關的題目，并在老師的指導下寫項目書、項目計劃、實驗方案，進行實驗，最終寫結題報告，發表文章。在這過程中，提高學生能力，對學生的綜合素質和創新能力進行了培養。將創新實踐型教學與生物化學傳統教學相結合，通過實踐教學將學生從傳統的課堂教學中拉了出來，走入實驗室，運用所學知識來解決問題，讓學生對學習的理論知識有了進一步認識，提高學習積極性。
三、結論
關鍵詞：生物醫學工程；基礎生物學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0140-02
生物醫學工程（Biomedical Engineering，BME）是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的新興邊緣學科，其主要是運用工程技術手段，在多層次上研究生物體特別是人體的結構、功能和其他生命現象，研究用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置和系統的工程原理的學科。它主要以臨床醫學為對象，以生物學、化學、物理學、數學等傳統自然學科為基礎，融電子、機械、化工、計算機信息為一體，對于揭示生命現象、臨床診斷、治療和預防疾病等方面顯示了不可估量的應用前景[1]。自上世紀70年代末以來，國內許多綜合或理工科大學、醫學院校及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業，旨在培養具有各方面能力的復合型人才[2]。我校生物醫學工程專業設置在電子信息與電氣工程學部，基礎生物學是其中必修的專業基礎課程?；A生物醫學知識的教學是生物醫學工程專業教學體系的重要組成部分，通過基礎生物學、醫學知識的學習，為進一步促進生物醫學工程不同學科間的交叉融合奠定必要的生物學基礎。基礎生物學課程涉及領域寬，涵蓋范圍廣，而且隨著生命科學的日益發展，不斷地涌現出新的理論和技術，給基礎生物學的教學工作帶來了極大的挑戰。[3]因此作者針對在該專業基礎生物學教學中遇到的實際問題，結合本學科課程設置的目的，在基礎生物學課程教學中對教學模式的改變進行了大膽的嘗試，在把握課程整體思想、方法的基礎上，引入以研究內容為導向的課程設置和以研究課題為基礎的教學方式，使學生有機會參與科研項目研究，在實踐過程中獲得知識。
一、精選教學內容，灌輸思維方法
目前國內生物醫學工程學科的發展仍處于起步階段，不同院校的生物醫學工程專業具有不同的研究方向和專業培養目標，因此對于基礎生物學的教學還沒有統一的教材，這就要求任課教師在教材的選擇上應體現出自身特色。對于工科院校學生而言，由于缺乏基礎生物醫學相關背景知識，如果按照以往傳統教材內容按部就班的授課，很可能導致學生的理解難度增加，降低學生的學習興趣，同時容易造成學生把握不住學習重點，不能對所學知識靈活運用。同時內容多與課時少的矛盾相對突出，導致教學效果不佳。因此對于本課程的教材，精心選取國內高等教育出版社最新最優秀的同類課程教材《基礎生命科學（第2版）》、《生物學導論》等作為主要參考書，基于保持本課程的實用性和先進性為目的，依據教學內容的差異，為學生推薦現代生命科學前沿學科的優秀教材，以確保教學內容的精煉和完整。同時，考慮到學生的專業背景，適當刪減基礎生物學教材內容，調整重點、難點，強化學習內容的結構層次和邏輯聯系，注重交叉學科的聯系滲透，通過不斷引入新的理論和技術來提高學生學習的積極性和主動性。比如在講發育時，把授課內容的側重點主要放在干細胞與組織工程領域，著重向學生介紹現代生物技術在該領域的研究現狀及發展前景，使學生在學習新理論、新技術的同時，能夠和之前所學的知識融會貫通，從而對生物醫學工程專業的發展有更深層次的理解，為以后更進一步的學習及工作打下良好的基礎。在教學過程中，如何培養學生的學習興趣，變被動的、應付考試的學習，為主動的、探索性的學習是提高教學水平的主要環節，因此對于每一門課程，任課教師必須要清楚教學目的，把握課程思想。在授課過程中，教師不僅要教會學生單純的理論知識，更重要的是灌輸思維方法，實現真正的學以致用。同時還要注意講授內容的深度與廣度相結合，緊密跟蹤前沿學科，啟發學生積極探索的創新思維。
二、改進教學方式，豐富教學方法
基礎生物學以生命基本特征為主線，涵蓋生命活動的各個領域，涉及人口、糧食、環境、資源、健康等諸多社會問題，與我們的日常生活密切相關。因此，如何將學生的綜合素質培養融入到課程教學中，激發學生的學習熱情，培養學生的歷史責任感，是我們一直在探索的一個問題。在理論教學中，我們主要采取精講、略講和自學相結合的原則，以提高教學效率，提高學生分析問題、解決問題的能力。同時在采用現代多媒體教學的基礎上，不斷探索教學方式的改進與完善，促進師生互動，調動學生自主學習的積極性、主動性和創造性，從而為學生進一步獲取更專業的知識打下堅實的基礎。
結合軍事生物醫學工程學科的特點，從基本思路、實施方法、實施效果3個方面分別加以闡述。提出了軍事生物醫學工程專業的教學改革重點應放在實驗教學上，需以新的考核模式牽引實驗教學改革的新方法，解決了以往如何改進教學方法、提高教學質量的棘手問題。該模式使學生的學習興趣、動手能力、綜合素質和創新精神得到顯著提高，取得了良好的效果。
[關鍵詞]
軍事生物醫學工程；實驗教學；考核模式
近年來，第四軍醫大學生物醫學工程專業立足軍事和醫學的雙特色背景，率先提出了軍事生物醫學工程專業的概念[1-2]。該專業以培養面向軍隊現代衛勤保障任務需求的復合型、創新性人才為目標，構建了以生物醫學工程系列課程為基礎，醫學電子、醫學計量、衛生裝備及醫學影像4個模塊為專業方向的特色專業課程體系[3-5]。該課程體系中的“電路原理”“模擬電子技術”“信號與系統”等專業基礎課程，起著聯結理論知識與工程實踐的橋梁作用，在軍事生物醫學工程人才培養過程中發揮著重要作用[5]。然而，第四軍醫大學軍事生物醫學工程專業學生的專業基礎課程學時有限，與專業人才培養的高需求構成了矛盾。因此，如何改進教學方法、提高教學質量，是目前亟待解決的問題。軍事生物醫學工程專業基礎課程兼具理論性和實踐性，通過實驗教學可有效鞏固基本概念和方法，提高學員的動手能力、綜合分析能力及創新能力[6-8]。為此，我們借鑒國內外教學改革的經驗，結合軍事生物醫學工程學科的特點，將該專業教學改革的重點放在實驗教學上，以新的考核模式牽引實驗教學改革。
1基本思路
在現代教育理念中，過程管理是實驗教學區別于理論教學的最大特點。通過這一環節能保證每個學生的實驗效果，切實達到知識理論和實踐操作相結合的目的[9-10]。因此，軍事生物醫學工程專業基礎實驗考核必須既看結果、更注重過程，將過程考核作為實驗課程考核模式改革的重要內容。當前國內外生物醫學工程學科呈現出日新月異的特點，大量新理論和新技術的涌現和成熟，要求生物醫學工程人才必須主動學習、不斷提升自身各方面的能力，以便適應學科發展的需要[11]。針對這一現狀，國際上許多知名大學的生物醫學工程專業均以學生為主體作為提高教學質量的核心要素，強調對學生主動學習能力的培養[4]。軍事生物醫學工程與普通生物醫學工程具有相同的專業屬性，因而其實驗課程的考核也應體現這一特點，充分激發學生的發現性、體驗性和探究性。軍事生物醫學工程專業人才面向的是軍隊特殊功能群體，以解決軍隊現代衛勤保障中生物醫學工程問題為主要任務[3-4]。隨著新時期我軍衛勤保障的領域不斷拓展，特別是復雜化、多樣化非戰爭軍事行動實踐的凸顯，要求衛勤保障人才具備知識、技能、責任為一體的綜合能力素質，才能跨越軍兵種、部門界限完成保障任務[12]。因此，軍事生物醫學工程專業基礎實驗課程的考核必須跳出以實驗結果作為唯一指標的傳統模式，要強調全面性評價觀。
2實施方法
2.1分階段考核，突出個別質疑實驗過程考核具備實時性，課堂提問、查看預習報告和實驗記錄等傳統方式能有效增強考核的真實性，但在啟發學生思維、突出學生個性方面效果欠佳。為了有效地解決這一問題，我們根據軍事生物醫學工程專業特點設計相應的過程考核方案，主要在2個方面進行了探索和實踐：一是考核過程的安排，二是特色考核方式的建立。（1）將專業基礎實驗課程的考核評價分為基礎考核和綜合考核2個階段，體現對學生實驗技能、態度、協作等情況的全程式評價。其中，基礎考核主要對安排課時內進行的系列基礎驗證性實驗進行考核評價，以實驗報告為依據進行評價，記為平時成績，占實驗成績的50%；綜合考核主要對課外開展的綜合設計性項目進行考核，以項目匯報的形式進行考核，記為期末成績，占實驗成績的50%。（2）在分階段考核的基礎上，建立以個別質疑為核心的過程評價方式。研究和實踐表明，教師對學生的一對一指導和質疑在眾多過程考核方式中，最能體現考核評價的客觀性，并且能夠激勵學生主動思考和探索[10]。軍事生物醫學工程專業在研究型軍醫大學內開設，專業規模小、學員人數少、師資力量強，因而特別適合采用這種方式。為此，我們在基礎項目的實驗報告中增加了拓展思考題并對其進行評定。這些思考題是教師針對每個學生的實驗操作步驟提出的，因此題目和答案因人而異，從而杜絕了實驗報告的抄襲，并體現出學生的個性和思考。
2.2開放考核資源，以問題為驅動自主學習模式倡導學生自主學習、把實驗的主動權交給學生，使實驗教學呈現出較強的開放性[11]。主要表現為不同學生個性和目標層次不同，導致實驗內容、方法思路和結果結論存在差異。與之相對應，實驗考核方案也應適應這一特點，并采取行之有效的措施。為此，我們主要對考核資源進行了分類設計和調整重組，主要從以下幾個方面進行了實踐：（1）考核題目開放。除教學大綱指定的基本項目外，綜合考核題目由學生自主選擇，實驗任課教師只需根據教學大綱及實驗條件明確實驗教學情境，對實驗內容、實驗過程及實驗要求等細節做具體規劃、明確任務要求。近年來我校軍事生物醫學工程專業實施特色教學模式，大力推行教學與科研相結合、本科生導師制等，為專業基礎課程實驗考核提供了大量綜合設計性題目。例如，實驗課程任課教員承擔的國家和軍隊教學或科研課題，經過加工、提煉后可用于考核；以本科生導師制為依托開展的本科生早期接觸課外科研項目；軍隊和地方各種專業技能和創新大賽題目等。（2）指導教師開放。綜合設計實驗工程性強，學生能否在考核中取得好成績，除了充分調動自身主觀能動性以外，教師的科學指導也很重要。為了與開放化的考核題目相適應，我們允許學生自主選擇指導教師。因而除了實驗課程任課教師外，學生們還可以選擇實驗課對應的理論課程教師，以及自己本科階段的導師。特別是采取最后一種形式，教師和學生相互了解程度深，教師能結合學生個性和特長，針對實驗設計方案的可行性及結果提出預判，避免學生走彎路。（3）實驗室開放。開放各種教學和科研資源，鼓勵學生開展軟硬件聯調實驗，將電路、模電、數電、信號等課程的實驗內容結合起來，達到電子信息類專業知識和技能的融會貫通。為此，我們采用圖書館模式管理實驗室，對電路、模電、數電、仿真等多個教學實驗室實行全天開放，并且對相關實驗儀器和消耗器材按需供應。除此之外，從查閱資料、選擇元器件、構思實驗方案，再到仿真、安裝、調試電路，直到完成全部實驗，學生均獨立進行，教師只負責驗收和考評，并對學習成績優秀或有特長的學生開展個性化培養。（4）人員組織開放。團隊協作是現代工程技術人才必須具備的能力素質，也是軍事生物醫學工程專業人才培養目標的重要方面[13]。因此，在綜合設計項目的研究過程中，學生既可自主探究，也可以尋找合作伙伴組成1～3人的項目小組，充分發揮團隊協作的優勢。與之相對應，考核也要求以項目小組為單位考察實驗操作和任務完成情況，并在此基礎上對每組的同學進行個別質疑和考察，得出個人評價。
2.3創新考核方式，豐富評價指標軍事生物醫學工程專業要求培養高素質復合型現代衛勤保障人才，實驗考核要體現這一目標就必須在考核方式上有所創新。為此，我們借鑒科研工作匯報的經驗，在綜合考核中采用以項目答辯為主要形式的考核方案。整個答辯過程以項目組為單位進行，分為3個環節：（1）口頭匯報。以全面培養學生制作多媒體課件、口頭表達及總結提煉的水平和能力，要求利用多媒體素材進行一次時間為5min的匯報。（2）成果演示。以培養學生熟練操作技能和良好實驗習慣為目的，對提交的仿真程序或電子電路進行現場演示和測試。（3）提問互動。以培養學生溝通應變能力和考察項目組內各成員參與實驗情況為目的，由評委根據匯報和演示情況隨機選擇學生提問。在上述考核方式的基礎上，我們采用專家討論和問卷調查的方式，建立了軍事生物醫學工程專業基礎實驗考核的評價指標體系及其指標權重。該指標體系涵蓋了學生基礎知識、實驗技能、能力素質、情感態度和作風紀律5個I級指標，以及實驗內容、實驗儀器的熟練程度、答辯表達和課件制作等15個Ⅱ級指標，不僅對學員的理論基礎和實踐能力做出考核，而且對學生在工程實踐過程中的思路、態度、協作、軍人作風等多方面情況進行了全面評價。
3實施效果
上述考核模式已在2014年度秋季學期對第四軍醫大學2012級生物醫學工程專業本科15名學員進行了試點實施。我們根據軍事生物醫學工程專業本科人才培養方案對實驗教學的要求，對“信號與系統”實驗課程進行了基礎考核和綜合考核，取得效果如下：（1）杜絕了實驗不預習和準備不充分的現象，學員學習的自主性明顯增強，部分同學在實驗過程中能提出獨到的設計思想，實驗效果明顯提高。（2）全面提升了學員多媒體課件制作、總結提煉、口頭表達、文字組織、溝通交流和團隊協作的水平和能力，為他們今后的科研工作打下了良好的基礎。（3）充分展現了學員的興趣、特長和作風紀律等非專業知識技能的情況，為在“信號與系統”理論教學中實施因材施教的個性化教學提供了信息。（4）重點培養了3~5名優秀學員的工程實踐和科研創新能力，組織他們參加了第九屆全國信息技術應用水平大賽，并取得了好成績。
4結語
軍事生物醫學工程作為生物醫學工程與軍事醫學交叉融合的產物，是以服務軍隊衛勤保障現代化為目標的特殊專業。我們圍繞該專業基礎課程實驗教學的考核，研究了全程性、開放式、多樣化的考核新模式并取得了良好效果。該研究進一步豐富了軍事生物醫學工程專業特色教學模式，對于提高軍事生物醫學工程專業人才培養質量具有重要的現實指導意義。我們將以此為起點，繼續深化該專業實驗教學改革，堅持教員為主導、學員為主體的教學理念，滲透全面教育觀、精英教育觀、創新教育觀、開放教育觀等現代教育思想，為培養現代化衛勤保障急需的高素質人才不懈努力。
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[關鍵詞] 生物醫學工程;生物化學;教學改革
[中圖分類號] R313 [文獻標識碼]B [文章編號]1674-4721(2010)05(c)-120-02
生物醫學工程是典型的理工類學科和生物醫學學科交叉、結合、融合的邊緣學科,并無自己獨立的基礎理論與知識體系,對相應學科有較大依賴性[1]。同時,生物醫學工程產業的研發性質較強,要求培養的學生必須具有扎實、廣泛的基礎和專業課程知識,以及一定的創新能力與科研思維。目前我國生物醫學工程的本科專業設置主要集中在信息技術類,而在生物材料、生物技術等方向上缺乏相應的人才培養,這樣的專業特點導致學生重視電子、計算機與機械制造課程,而輕視醫學相關學科,如生物化學,學生不能將該學科內容與職業生涯相聯系,難以理解學習生物化學的重要性。加上生物化學本身具有抽象、繁雜等特點,學生在學習中容易出現畏難厭學情緒,學習效果不佳。針對在該專業生物化學教學中遇到的問題,筆者談幾點自己的體會和看法。
1 生物醫學工程的生物化學教學現狀
生物化學相對于其他基礎學科具有抽象難懂、內容繁雜等特點,是醫學院學生感覺最難的課程之一。尤其是對于生物醫學工程專業,缺乏一部為該專業量身打造的教材,內容多與課時少的矛盾極為突出。就本校而言,該專業的生物化學理論學時數僅為40學時,而使用的教材為劉新光主編、科學出版社出版的《生物化學(案例版)》,該書系統全面完整,但課時數遠遠不夠,如果按照一般醫學本科教學大綱進行講授,學生感覺難以消化,對生物化學課程的畏難情緒和抵觸情緒增加。其次,教學模式單一,以教師為課堂的絕對主體,進行傳統填鴨式教學,學生缺乏主動學習的興趣,容易疲勞。第三,考查形式單一,僅對書本知識進行閉卷考試的單一評價考核體系,既不能反映學生的綜合素質,也難以激發學生的創造力,容易使學生投機取巧,僅關注考點,而忽視對學科知識的整體把握。
2 改革教學內容和考試形式,雙管齊下提升教學效果
2.1 精選教學內容,因材施教
根據專業需要適當刪減生物化學教材內容,調整重、難點,將教學內容精簡為基本原理,并更新補充學科發展的前沿理論和技術。世界醫學教育會議發表的《愛丁堡宣言》在談到醫學院校需要改進教學法時指出:“把現在廣為采用的被動學習方法改變為更加主動的學習,包括自我指導的獨立學習以及導師輔導等方法,以保證終身連續的學習[2]?！痹谥v授過程中除了講授知識點,更應強化學習內容的結構層次和邏輯聯系,培養學生學會梳理教材,增強其自學能力。例如在開篇即告訴學生全書總的來講可分為三大部分[3],第一部分即生物大分子的結構與功能,生物化學也稱為生命的化學,那么這些化學反應的物質基礎必然包括各種生物大分子,因此這部分將重點講授生物大分子的結構特點、生理功能及基本理化性質與應用;第二部分為物質代謝及其調節,使學生重點掌握各類物質代謝的基本反應途徑,主要調節環節,重要生理意義,各種物質代謝的相互聯系以及代謝異常與疾病之間的關系等;對第一、二部分,強調生物化學的基礎知識,不求過深、過難,抓住主線、框架和基礎知識,按層次展開,既可以在有限的課時數中從容的執行教學進度,又培養了學生抓結構體系的學習方法。第三部分即基因信息的傳遞,以及基于基因信息傳遞的基本原理而發展起來的基因工程技術,針對生物醫學工程專業特點,第三部分將比其他專業講授更為詳細。而細胞信息傳遞、肝臟生物化學與血液生物化學等專題部分則刪除不講。
2.2補充課外閱讀,培養學生興趣
“興趣是最好的老師”,對于生物化學這門枯燥繁雜的課程,尤其需要培養學生的學習興趣。為了兼顧有限的課時數,由教師選擇合適的課外閱讀材料,打印并發放給學生,要求課外閱讀,并在下一次課上進行討論。如瘋牛病,從熱帶叢林食人部落的“庫魯病”,羊瘙癢癥,克雅氏病,到對于瘋牛病疾病本質的認識,長達100多年的研究歷程,又或者如諾貝爾獲獎者故事,重大理論的研究思路和創立歷程,這既能引起同學們的興趣,初窺神秘的科研世界,也在無形中培養了他們嚴密求證的科學精神。另一方面,生物化學作為生命科學的基礎學科之一,自20世紀50年代以來,得到快速迅猛的發展,而生物醫學工程本身就是生命科學高度發展、多學科交叉融合而催生的一門新興學科,因此在對該專業的學生授課時可適當介紹生命科學的前沿,培養學生主動追蹤最新進展的學習意愿。
2.3考核形式多樣化,利用分數的杠桿調動學生學習興趣
將課程的考核評價體系拆分,將傳統的閉卷考試方式與試驗成績、論文報告相結合,考核形式更為豐富合理。課程的考核評價體系分為平時成績和期末考試兩個部分,書本知識采用傳統的閉卷考試方式,占70%;而平時成績又分為試驗成績與論文報告,共占30%。為了檢驗學生課外閱讀的效果,增加了論文報告這一考核內容,論文報告要求學生利用圖書館和互聯網對某一種現代生物化學與分子生物學技術或者熱點方向的研究進展作一綜述,以論文形式提交,對寫作優秀者加分,還可幫助修改和鼓勵發表。通過考核評價體系的改革,可以激發學生的學習熱情,促使學生學會通過各種途徑查閱資料,敏銳把握學科動態,獲取和分析信息,培養初步的科研思維和論文寫作能力,并且這種考試方式能更真實的反映學生的綜合素質。
在嘗試進行以上教學改革時,還應注意3方面問題:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化學的學科特色與要求,授予足夠的基礎知識,又因材施教、合理的刪減教材內容,處理好重、難點。第二,在引入課外閱讀和論文寫作上,如何循序漸進的選擇材料和內容,逐步培養學生對科技論文的閱讀理解和寫作能力,不至于使學生被畏難情緒打擊,產生厭學情緒。第三,應當建立反饋機制,通過發放學生調查問卷,適時把握學生訴求,及時了解學生感興趣的問題、內容或者學習中的難題,便于客觀評價和改進教學方式。
總之,隨著學科的發展和社會需求的變化,針對不同學生特點,生物化學的教學工作必須做出相應的調整,更新教學內容,優化教學方法,改革培養模式,調動學生的學習積極性,拓展眼界,開闊思路,激發其科研興趣,培養其科學思維和創新能力,為今后的工作或進一步深造打下一定的基礎。
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一、開設生物醫學工程專業的必要性
生物醫學工程專業是一門跨醫學和電子工程、計算機技術的綜合性學科，主要培養醫療儀器設備公司所需的設計、生產、調試和售后維修服務的技術人員，也可以向醫院提供從事影像技術和設備維護的技術人員。隨著計算機技術的發展，目前國內醫院都在進行醫療設備的更新換代，擁有大量現代化高技術含量的醫療設備成為醫院達標的重要指標。醫院正需要掌握這方面技術的人員。同時，衛生部已下達文件，到2010年大醫院實現醫學圖像數字化管理，中小型醫院要逐步實現數字化管理。而我們開辦的生物醫學工程專業突出了影像技術和計算機課程的教學，為學生掌握醫學圖像的獲取、傳輸、處理打下了良好的基礎。與此同時，國家正在加大醫療儀器設備國產化的力度，扶持和發展醫療儀器設備生產的民族企業，一大批從事醫療儀器設備生產的民營企業紛紛建立，它們需要大量的生物醫學工程專業的中級人才。
從以上的分析可以看出，社會對生物醫學工程專業的專業人才需求還有很大的空間。我校開設生物醫學工程專業，既有利于江西醫療儀器設備工業的發展，又能滿足周邊省份對這類人才的需求。通過我們對廠家和醫院的調查，以每年招生50人計年2月中算，5年內仍不能滿足人才市場需求，畢業生就業形勢看好。
二、生物醫學工程專業培養目標
培養目標是一個專業規定的人才培養方向和標準，是培養人才模式的重要內容。根據社會需求和我院的實際情況，我們將生物醫學工程專業的培養目標定為：培養具備醫學基礎知識、電子技術、醫療儀器設備技術和信息系統的基礎知識，掌握醫學影像技術、計算機技術和各種醫學儀器設備的專業知識，能在各企業從事各類醫學儀器設備系統的設計、制造、調試、維修及銷售的工程技術人才和在醫院從事醫療設備管理、維修和應用的技術人才。要求學生主要學習醫學基礎知識、電子技術、計算機技術、信息科學的基礎理論和基礎知識，接受電子技術、信號檢測與處理、計算機技術在醫學中的應用等技能的基本訓練。畢業生必須具有以下幾個方面的專業技術和能力：掌握電子技術的基本原理及設計方法，掌握信號檢測和信號處理及分析的基本理論，具有生物醫學的基礎知識，具有微處理器和計算機應用能力，具有醫學影像診斷方面的應用能力，具有生物醫學工程研究與開發的初步能力，掌握醫學電子儀器和影像設備維護與管理技術，具有醫院信息化管理、醫學圖像傳輸和處理、醫院辦公自動化、遠程醫療技術，了解生物醫學工程的發展動態。
三、生物醫學工程專業課程設置
學科的高度分化和高度綜合是現代科學技術發展的重要特征之一。生物醫學工程是運用工程技術的理論與方法解決醫學中的實際問題。因此，生物醫學工程應在現代醫學理論和工程技術理論及相關學科的基礎上，建立起自己的專業學科課程）體系。要培養復合應用型生物醫學工程人才，使之適應當前社會的要求，就必須對傳統的教學模式進行改革。而我們教學改革的原則是“拓寬專業、加強基礎、增多方向”，正確處理規模、結構、質量、效益的關系，從變革和發展內涵入手，在擴大專業基礎面的同時，分類加深加細應用型人才的培養，主動適應社會的實際需求。
生物醫學工程專業在我國開辦較晚，沒有現成的培養模式，也沒有配套教材。為了達到培養目標，確保培養規格，我院對生物醫學工程專業課程設置和教材選用十分慎重，尤其是課程設置方面。經過近十年的探索和實踐，我系已初步形成了一套科學完整的課程體系，其中學分為170分，學時為2500個左右，課程有40多門，主要課程如下：
1.通識課模塊。主要包括政治、體育、大學英語、大學物理、高等數學、計算機基礎、C語言程序設計、線性代數、大學物理實驗等課程。這些課程的設置是為學生的德智體全面發展和進一步學習專業基礎課及專業課奠定基礎。
2.醫學基礎課模塊。主要包括基礎醫學概論含人體解剖學、組織胚胎學、生理學、生物化學）、臨床醫學概論含診斷學、內科學、外科學）等課程。通過上述課程的學習，使學生較系統地掌握基礎醫學的基本知識和基本技能，為學生今后進一步學習專業知識，向醫學交叉學科方向發展提供知識儲備。
3.專業基礎課模塊。包括模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎、電路分析基礎、電子測量與工藝、單片機及其應用、匯編語言、微機原理與接口、醫用傳感器原理、工程制圖、Matlab應用等課程。通過上述課程的學習，使學生能夠掌握電子技術、計算機技術、信號檢測和信號處理的基本原理及應用，為進一步學習專業課奠定牢固的基礎。
4.專業課模塊。主要包括超聲診斷儀器原理、X射線設備、醫用檢驗儀器、醫用電子儀器、醫用電動儀器、現代醫學影像技術概論、醫學圖像處理、醫用制冷設備、生物信號處理、臨床醫學工程技術等課程。通過這些專業課程的學習，使學生能掌握醫學影像技術和各種醫學儀器的專業知識，能成為在各企業從事各類醫學儀器的設計、制造、調試、維修及銷售的工程技術人才和在醫院從事醫療設備管理和應用的技術人才。
5.實賤模塊。實踐教學環節包括了軍訓、生產勞動、社會實踐、科研訓練、畢業實習和設計。其中軍訓2周，社會實踐、科研訓練各安排1周，畢業實習和課程設計各安排10周。
