李瑞霞

（长治医学院生物医学工程系，山西 长治046000）

《国家教育事业发展“十三五”规划》中指出：调整高等教育结构，推进高等教育分类发展、合理布局，推动具备条件的普通本科高校向应用型转变，提高应用型、技术技能型和复合型人才培养比例。长治医学院确定以“特色鲜明、区域领先的教学应用型医学院校”为发展目标，确立办学定位为“立足山西、面向全国、服务区域社会，培养实践能力强、具有岗位胜任力的高素质应用型医学人才”。为此，生物医学工程系在“医学仪器设计原理”课程教学中引入项目驱动教学法，以学科竞赛项目为载体，在课程内容和教学方法等方面进行了一些探索和尝试，使教师与学生的课程知识结构在课程建设与改革中得到进一步的优化，进一步提高了学生的工程实践能力。

1 当前教学状况现状分析

作为生物医学工程系的专业必修课程，“医学仪器设计原理”课程涉及到电子技术、计算机技术、信号及图像处理技术、传感器技术等，目前在教学和实践过程中存在着一些弊端，教学模式和环节比较单一，课程内容老化、陈旧，更新不及时，缺乏实用性和针对性，课程课程内容的组织与工作过程不一致，学生实训力度不足，没有与临床很好地结合起来。其中最突出的是课程内容缺乏实用性和针对性，忽视了对学生实践能力的培养，不适应应用型人才培养的需要。

该课程原来是12 学时的实验教学时间，是在理论课后开设的实践环节，实验内容为4个具体实验，分别是50 Hz陷波器、心电放大器研究、心率显示器、QRS 波检出器，2～3 人为一组。学生对于医学仪器的基本原理、结构、电路的理解得到了加深，巩固了理论教学内容，但由于实验以验证性实验为主，一定程度上限制了学生实践动手能力和创新思维能力的培养，甚至还束缚了学生创新才能的充分发挥。因此，需要改变以往单一的教学模式，引入项目驱动教学法，通过多学科知识的融合交叉来完成某一医学仪器的产品设计，这样可以提高学生的学习兴趣，激发他们的积极性和主动性，锻炼学生运用专业知识来解决实际问题的能力以及创新创业能力，使其在毕业后就业与创业中发挥所长，实现自己的梦想。

2 课程教学改革和实践过程

从2015 级生物医学工程专业本科生开始，分别在理论教学、实践教学、项目实施和考核评价方面进行了实践，旨在提高学生交流沟通、自主学习、专业知识应用、产品设计等创新能力，并使之能得到可持续发展[1]。

2.1 理论教学整合与优化

在以往所用教材的基础上，将课程内容进行了整合与优化，从医学仪器的基本原理出发，通过生理系统建模方法的讲解，掌握医学仪器的设计原则，然后以学生的岗位胜任力为导向，构建项目化教学单元。每类典型医学仪器的设计基础作为一个教学项目，包括生理类医学仪器、治疗类医学仪器、便携式医学仪器、远程医学仪器等，实行理论、实践一体化的单元式教学。学生从原来的被动教育模式——教师课堂讲授，学生听课，课后答疑逐步转变为主动学习式，使学生主动地参与教学过程，有目的地获取有用的信息，并在一个团队中发挥自己的作用，最大地发挥学生自身的主观能动性，这样有利于培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

2.2 课程教学网站

疫情期间的空中课堂与以往的教学模式相比，发生了很大的变化，在“停课不停教、停课不停学”的前提下，为了保证线上教学顺利开展，分工协作，对教学内容重组，精心设计教学环节，逐步建设和完善课程资源，包括录制视频、项目拓展资料、在线直播、互动讨论等，结合具体案例进行分析，通过完成作业、课后讨论与互动发言等及时了解学生在线学习状况，解决学习中遇到的问题，建立多元化、过程化、动态化评价体系，采取灵活多样的考评方式，更有针对性地指导、引导和督查学生学习，增强了学生的自主学习能力，充分调动学生学习兴趣和积极性，实现了特殊时期线上教学与开学后教学进度的有效衔接。

2.3 开放式实验室教学

“医学仪器设计原理”课程知识点多、课时少、实用性强，教师除了讲授重点、难点外，更多的是把握方向和指导，更好地发挥教师的监督、协调和指导等作用。设立了实验室开放日，学生可以根据自己的兴趣与爱好，参与到学科竞赛项目或者教师的横纵向科研项目中，也可以自拟题目，组成课题小组，共同研究讨论，鼓励学生有自己的独立见解，即使是不成熟的想法也可以讲出来，最大限度地发挥学生的潜力，激发学生的求知欲望和学习热情。

在项目研究过程中，以学生研究为主，教师指导为辅，让学生真正融入到项目研究的过程中[2]。首先，教师指导学生完成项目整体方案设计，确定研究目标；其次，学生广泛查阅资料，为方案实施提供理论和原理支持；然后，学生根据已定方案，进行硬件和软件设计，并进行仿真实验和作品测试，这是最为关键的一步；最后，对项目研究过程及成果进行总结，教师指导学生撰写设计报告。

在这里，学生完成了课堂到实践的过渡，和教师可以进行全面沟通，为大学生科研能力的提升和创新能力的增强提供了平台。

2.4 项目驱动教学

“医学仪器设计原理”教学环节是全面应用所学专业知识的过程，要将前3年学过的电子技术、计算机、传感器、信号处理等专业基础课和医学基础课有机地融合起来，实现知识的一个大贯通。通过对历届学科竞赛项目的分析研究，结合企业、医院真实工作情境或任务，经过对项目进一步优化整合，转化为教学任务，贯穿于教材、教学、实训、参赛等多个环节。

项目选择上既要符合教学计划的要求，又要兼顾学生的知识水平、实际情况及课程设计时间的限制，同时还要有利于培养学生的开拓创新能力、独立分析问题、解决问题能力。采用学生自主拟题与教师拟题相结合的方式，学生需具备一定的电子实验技能，并能综合运用所学电子理论知识和医学仪器设计原理的理论知识，经过一定努力方可完成。

教师不再用以前的以“知识点”为线索，而是改用以“项目”为线索，以“子项目”为模块，各“子项目”对应相应课程，在项目实施过程中学生的知识水平节节攀升。学生通过自主学习、小组协作等方式，在教学过程中不断地根据“项目”的需求来学习，变被动地接受知识为主动地寻求知识，改变学生传统的学习观，由“学会”到“会学”，逐步完成项目任务。最后学生展示自己的项目成果，接受他人的评价和教师的反馈。

“项目驱动”在设计方面可分为“方案及原理分析、硬件设计、软件设计、系统调试、产品制作、设计报告”6个“子项目”。

项目实施分解如图1 所示。

图1 项目实施分解图

2.5 构建完善的考核评价体系

该课程由于注重理论与实践相结合，考核方式也进行了不同于传统笔试的改革。改革如下：分笔试成绩（50%）和课程设计考核成绩（50%）两部分，项目组限定2～3 人为一组。课程设计考核按组内自评、学生评委评分、教师评分等多步进行，采取“过程性”与“结果性”相结合的考核方式[3]。

为了鼓励学生动手、动脑，调动其学习的积极性，养成科学的工作态度，考核成绩评定由3 部分组成：项目研究过程、项目研究成果及设计报告以及作品展示。项目研究过程成绩是对项目研究进展及学生参与度给出的评价，包括工作态度、平时表现和团队协作能力，占总成绩的20%；项目研究成果及设计报告成绩是对项目研究结果及撰写设计报告情况给出的评价，占总成绩的40%；作品展示成绩是学生对项目研究的总结展示，占总成绩的40%。最后汇总3 部分成绩，给出“医学仪器设计原理”课程设计的考核成绩。

在改革考核方式时，同样要注重考试的导向作用，增强考核这一环节的灵活性，引导学生学习动机，巩固项目式教学成果，促进理论与实践的有机融合。

3 基于竞赛项目驱动的课程改革与实践成果

将项目驱动教学法融入教学过程，以各类学科竞赛为驱动，以学生为主体，指导教师和学生对竞赛题目共同研究、设计、实践，学生在项目研究过程中更加深刻理解医学仪器设计原理的相关知识，锻炼和培养了学生的实践动手能力和创新能力。同时，教师的教学和科研水平也得到了提升，还促进了学生和教师合作的默契感。医学仪器的设计研究也将为专业发展指明方向，培养学生认识、分析、解决问题的科学思维和能力。

3.1 省级及以上创新创业竞赛获奖总数逐年提高

近5年来，生物医学工程系在省级以上创新创业竞赛中共获奖113 项，其中国家奖共26 项，国家级一等奖6 项。其中，全国大学生生物医学工程创新设计竞赛共获得国家一等奖4 项，二等奖3 项，三等奖14 项，全国大学生数学建模竞赛中获得国家一等奖2 项，国家二等奖3 项，在全国大学生电子设计竞赛、挑战杯、互联网+等竞赛中也获得省级以上奖项若干次。在多次获得各类奖项的同时，学院的知名度得到了提升，更促进了学生实践能力和综合素质的提升。

3.2 论文、专利等研究成果逐年增加，学生就业前景良好

学生参与学科竞赛或者教师科研项目后，研究成果凸显，以本科生为第一作者发表的论文、专利等研究成果数量逐年增加。在研究生复试环节中，更看重实践动手能力和科研水平，学生成绩遥遥领先，得到招考院校的高度认可。在每年的企事业单位招聘中，参加过创新项目或者竞赛的学生都是他们优先招聘的对象，就业情况日渐良好。也对已经毕业的学生进行了跟踪调查发现，他们在后续的企业工作中能够较快地进入角色，发挥自身的才能[4]，为专业方向的拓展指明了方向。

4 结语

构建以学科竞赛为主要载体的“医学仪器设计原理”课程建设，通过对历届学科竞赛项目的分析研究，结合企业、医院真实工作情境或任务，经过对项目进一步优化整合，转化为教学任务，贯穿于教材、教学、实训、参赛等多个环节，可以彻底改变单一文本课程知识与企业、医院脱节的问题，使教师与学生的课程知识结构在课程建设与改革中得到进一步的优化，同时缩小了教学内容与单位需求的差距，实现了教学过程的多样化。

采用项目驱动教学模式，以各级各类学科竞赛为项目主体，对学生进行医学仪器设计全过程的训练，学生在大学生创新创业项目申报、竞赛获奖、论文发表、专利申请等方面较以前有了很大提高，有助于培养学生的综合素质和创新创业能力。同时以点带面，对生物医学工程专业乃至其他专业课程的教学改革与创新上能起到一定的借鉴作用。