1.引言
在医学高校中,《医用传感器》是生物医学工程专业一门常识面较宽、综合性较强的专业必学课,着重研究用于生物医学信号测试方面的各种传感器。实验教学一直是高校培养学生理论联系实验,提升实质动手和剖析问题能力的要紧环节和渠道。对于《医用传感器》这门课程,实验教学是不可或缺的要紧部分,是理论联系实质的重点环节。因此我院迫切需要对《医用传感器》课程的实验教学近况进行相应改革,旨在加深学生对医用传感器测试原理的理解,达到设计和应用医用传感器的目的。
2.实验教学近况剖析
我院《医用传感器》课程总共72学时,其中实验教学占24学时。在教学计划上,实验课从是理论课,没独立的学分教学体系,存在“重理论轻实践”的现象,大大影响了对学生的学习主动性和动手能力的培养。
实验设施现在使用的是浙江大学精密仪器系研究生产的CSY-2000系列。这种仪器集种传感器、显示仪表于一体,组成了一个完整的测量系统。学生做实验时,根据实验指导书上的线路图简单地连几根导线就完成了实验,对于用的传感器测试原理、测量电路等极少知道,非常难达到理论与实践结合的目的。
CSY-2000系列可以做35个实验,但符合教学大纲需要并且和生物医学工程专业结合的实验极少,其重要原因在于生物医学工程专业对传感器有特殊的需要。而且实验基本上以验证性为主,综合性、设计性实验较少,无形中限制了学生创造性思维的发挥。比如,在CYS实验平台上用光电传感器测量转速,如此的实验内容在生物医学工程专业并无需,但生物医学工程专业可以借助光电传感器探测人体脉搏波,并能测量人体血氧饱和度等生理指标,如此才能使学生将学到的理论常识和医学测试相结合,激起其学习的兴趣和创造力[1]。
3.实验教学改革的探索与研究
本课程的实验教学改革在我校生物医学工程班级进行,结合我院的医学背景,主要从实验教学内容、实验教学办法和实验考核机制三个方面进行改革。
3.1实验教学内容的调整
增加实验学时数,由原来的24学时增至30学时。将实验教学内容分为两大类:验证性实验和设计性实验。
验证性实验倚赖于课堂理论教学,侧重于加大学生对基本传感器原理的理解、测量办法的学会及测量结果的剖析。现在,我院已开设8个验证性实验内容,每一个实验3个学时,以电阻式、电容式、电感式和霍尔式等传感器为主要内容。学生需要在规定的时间内完成实验和实验结果剖析,上交实验报告。将MATLAB软件引入实验中,借助其强大的代数运算和化简功能对传感器实验数据剖析处置、绘制曲线。
设计性实验内容以传感器为主并与具体电路构成应用系统,用“任务书”的形式下达给学生,一般3―4个学生为一组。表1给出了设计性实验内容[2]。每组学生自行选择一个题目作为实验内容,为6个学时,大多数实验只给出实验任务和需要,而不规定具体的实验办法及步骤,让每一个学生亲自动手发挥传感器的功能,如此不只能提升学生的独立操作能力,更有益于增强实验教学成效。并且鼓励学生在实验中结合LabVIEW软件,减少实验本钱,即各类型型的传感器将非电量转换为电信号,经过必要的滤波和放大等电路后,通过安插在电脑中的数据采集卡,将调理后的信号转换为数字信号输入计算机中,借助LabVIEW界面,完成对被测对象信息的显示、存储和数据剖析处置。要加强实验室开放时间,给学生提供更多、更便捷的实验机会,通过实验不断巩固课堂上学到的理论常识。
3.2实验教学办法的改革
第一,长期以来,传统的实验教学从实验原理到步骤都由老师面面俱到地解说,然后由学生按部就班地操作。如此的教学办法使学生处于消极被动的地位,学生的动手能力没得到真的的培养,紧急妨碍了综合素质的培养。因此应使用启发式教学办法,即在实验开始时,就需要学生完成实验预习,实验课上使用启发提问的办法,引导学生自己剖析实验的线路图,并对实验得到的数据剖析处置。一旦学生在我们的探索中完成实验,就会有一种收获感,就会感觉有关的理论常识不再深奥难懂。
第二,在传统实验教学中,每个实验总是相互独立,学生等到下次实验时,对上次的实验内容已经印象不深刻了。因此在实验内容的安排上,可以将针对同一被测量的实验安排在一块,通过比较法加大学生对实验内容的理解与学会。如测量位移的传感器就有电容式传感器、霍尔传感器、电涡流传感器等。这类传感器因为结构不同,工作原理不同,因而测量精度有所不同。学生可以通过比较测量结果的非线性误差,达到对整个理论常识的融会贯通。
除此之外,在线路或仪器出现问题时,应鼓励学生自己动手剖析问题缘由并加以排除,而不要让老师或者实验员直接解决,如此可以激起学生主动考虑。在实验过程中,要多给学生验证自己想法的机会。只有通过亲手验证,学生印象才会深刻,如此总是比验证一个老师给定题目的成效更好。
3.3实验考核机制的改进
考核方法是教学管理中的一个要紧方法,发挥考核方法的监督用途是保证实验教学改革顺利进行的重点[3]。现在,以实验报告成绩定优劣的只重视结果而忽略过程的考核方法,严重干扰了高技能专门人才的培养,因此,需要对考核机制改革。将实验课总成绩分为验证性实验(占70%)和设计性实验(占30%)两部分。验证性实验=10%考勤+30%实验操作及实验完成状况+60%实验报告;设计性实验主要以学生最后完成状况作为成绩评定。这种考核方法一方面督促学生按时上课,增加出勤率,其次增强学生的实践意识,充分看重能力的培养,对提升学生的操作能力和解决实质问题的能力都有非常大的帮忙。
4.结语
《医用传感器》是一门实践性非常强的课程,要重视将实验教学的改革与理论教学改革相结合,相辅相成。改革不只能让学生的实验能力得到练习和提升,更要紧的是能培养学生的动手能力和剖析解决问题的能力。伴随科技的不断进步,实验内容应不断改进,使《医用传感器》课程的实验更贴近生物医学工程的实质需要。