王 凤，孙 建，许 佳，金 贵，徐 林，陈明生，张海生，庄 伟，宁 旭，秦明新

（陆军军医大学生物医学工程与影像医学系电子工程学教研室，重庆 400038）

0 引言

随着信息技术及医学科技的发展，军队医疗卫生装备的信息化和智能化越来越成为卫勤建设发展的一个重要着力点[1]。而电子信息技术是信息化和智能化医疗装备技术的基础，应用电子信息技术进行医疗装备的设计研发、安装调试、操作运行、维修保养等，大大推动了生物医学科学研究、临床诊断和治疗技术的提升。

电子信息技术类课程是军队医学院校生物医学工程（biomedical engineering，BME）专业的主干课程，而军队院校BME 专业的电路分析课程又是电子信息类课程体系中的专业基础课[2]，所以电路分析课程的建设尤为重要。本文主要分析电路分析课程建设存在的问题，并提出相应的改进措施，以期为培养军队医疗卫生装备人才打下扎实的专业技术基础。

1 军队BME 专业的任职分析

军队BME 专业的培养目标为培养面向医疗卫生装备领域从事设计、研发、使用和管理的工程技术人才。图1 为军队院校BME 专业第一届无军籍学员的任职情况，可以看出，就业学员中80%选择为军服务，且60%学员选择从事军队卫生装备相关工作（其中20%学员在军队院校设计、研发医疗卫生装备，40%学员成为军队医院装备维护或临床诊断的技术人才）。

图1 军队院校生物医学工程专业第一届无军籍学员毕业后任职情况

任职情况分析表明，BME 专业的课程建设要满足学员服务于军队医疗卫生装备体系的知识、能力和素质需求。因此，电路分析这门专业基础课程的建设要围绕军队医疗卫生装备的科学研究、装备维护和临床诊断等方面展开，发挥军队医学电子工程培养的优势，为该专业人才培养打下坚实的工程技术基础。

2 电路分析课程教学的不足之处

2.1 教学内容与军队医疗卫生装备融合不够丰富

电路分析作为专业基础课程相对抽象、理论严密、逻辑性强，以往教员只关注于简化重难点理论知识，而忽略了电路理论在医疗卫生装备中的应用拓展。教学中需要引导学员掌握电路理论在生物医学中的基本应用和解决方法，熟悉电路理论在军队医疗卫生装备（如心电图机、监护仪、电泳仪、电阻抗分析仪）中的基本应用和实践方法。BME 专业学员实践技能的培养尤为重要[3]，而传统的实验教学只对经典理论进行验证，并不能提升学员操作运行医疗卫生装备的实践能力，因此在实验课教学中需增设关于军队医疗卫生装备的综合型操作实验。

2.2 教学方法存在缺陷

一方面，BME 专业电路分析课程的理论体系建设已有20 余年，课程一直侧重逻辑，偏重推理，常见的教学方法是先给出定义，再陈述定理，然后证明定理，最后应用方法解题。这种传统的教学方法不能将电路理论与医疗卫生装备结合起来，学员只能掌握基本电路理论，不能深入了解电路理论的医学应用。另一方面，BME 专业电路分析课程的前导课程为高等数学和大学物理，由于学员对前导课程基础知识的掌握情况参差不齐，不同学员对定理的理解能力不同，传统的教学方法单一，无法兼顾所有学员。此外，传统的以学科为中心的教学法，使学员学习被动，而采用隐性课程思政教学法，能够激发不同学员的好奇心和求知欲，形成强烈的学习欲望和动力，使学员具有明确的目的性或方向性。

2.3 考核评价指标模型不完善

BME 专业人才的就业情况表明，学员需要具备医疗装备的设计研发、安装调试、操作运行、维修保养等能力，因此课终评价应该不仅仅是基本的电路理论的掌握程度，应该将知识的应用能力、动手操作能力和综合素质纳入到评价体系中[4]。但电路分析课程现有课终考核的评价标准存在结构单一的问题，需要构建实验成绩、研讨成绩和平时成绩的评价标准，建立评价指标模型，并根据具体内容明确考核标准，规范实施细节。

2.4 教学条件陈旧老化

合适的教材资源和平台条件可以促进学员学有兴趣、学有所得，在探索和解答问题的过程中充分获得内心的满足。而现有的配套硬件资源老化有待升级，需增设常规的军队医疗卫生装备，为医学院校学员熟练使用和维护军队医疗卫生装备打下基础。

3 改进措施

电路分析课程是BME 专业人才培养方案中的核心课程，构建好电路分析课程是实现军队医疗卫生装备人才培养目标的重要基础。因此，针对电路分析课程建设的不足之处展开研究，并改善优化。

3.1 增强教学内容与军队医疗卫生装备融合

军队院校BME 专业电路分析课程建设的重点是将军队医疗卫生装备中的急救装备（如心脏起搏器和除颤器等）、检验装备（如电泳仪）以及诊疗装备（如脑阻抗分析仪、心电图机和电穿孔仪等）融入电路分析课程的理论、研讨和实验教学中，实现将军队医疗卫生装备与电路理论紧密结合。

在理论、研讨课程教学中通过讲解细胞的RC 电路模型，使学员掌握电容元件的特性、电容与电感元件的串并联等效计算；结合细胞融合、肿瘤治疗和基因治疗讲解一阶电路知识，分析细胞膜电穿孔脉冲产生原理；通过讲解人造心脏、脑起搏器和心脏起搏器电能传输使学员掌握耦合电感元件的特性方程与伏安关系。

在实验课程教学中用医疗卫生装备内容充实、优化实验内容。将一阶电路零状态响应的测试实验调整为与检验装备电泳仪相关的实验——蛋白电泳实验中的RC 电路的零状态响应，将EDA 软件的使用实验调整为与监护装备心电图机相关的实验——基于Multisim 软件的电路仿真综合实验，将二阶电路零输入响应的测试实验调整为与诊疗装备电阻抗分析仪相关的实验——脑组织阻抗和电特性检测实验。电路分析课程实验内容调整见表1。其中实验二用Multisim 仿真软件模拟生物医学信号，实现将电路和监护装备紧密结合。实验五以聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质为基础，通过垂直板电泳仪观察Marker 蛋白中不同分子大小的蛋白的电泳速度，运用RC 电路零状态响应知识分析原理，实现将电路和检验装备紧密结合。实验六以生物组织的电特性为切入点，分析脑组织除了电阻效应，还有部分电容效应，需要运用阻抗的概念来分析检测脑组织电特性。图2 为脑组织阻抗和电特性检测实验，实验将电路和诊疗装备紧密结合。

表1 电路分析课程实验内容调整

图2 脑组织阻抗和电特性检测实验

3.2 优化教学方法

传统的以学科为中心的教学方法单一，使得学员对医疗卫生装备了解不够，学习积极性、主动性不强。不同学员接受新知识的能力不同，为了使所有学员都能得到一定的发展和提升，采用多样化的教学法进行优化，包括基于群体档案的教学法、问题式学习教学法、隐性课程思政教学法。

3.2.1 基于群体档案的教学法

以与电路分析课程相关的大学物理、高等数学、大学英语等课程的学习情况为基础建立每个学员的档案。BME 专业为小班授课，教员可以通过分析每个学员的档案，结合学员的专业基础以及自身特点，循序渐进、有针对性地高效教学[5]。例如，在专业研讨课中，学员需要阅读大量军队医疗卫生装备相关的英文文献并分小组展开讨论，最终在课堂上做小结汇报。教员如何分组取决于学员的群体档案，群体档案分析了每个学员英语、数学、大学物理等课程的学习情况，得到学员理解能力、总结能力、团队合作能力等综合能力，教员以档案为基础合理安排分组，使学员通过分工合作，提高独立思考、解决问题的能力以及团队协作能力。

3.2.2 PBL 教学法

PBL 教学法是指以学生为中心、以问题为基础的教学方法，要求教员在教学中结合电路理论在医疗卫生装备中的应用提出问题，学员自主搜集资料、分组讨论、归纳分析，最后教员做总结评价。有效地开展PBL 教学法，学员之间通过小组讨论，能不断提高团队协作能力。此外，学员通过主动学习，能提高独立思考解决问题的能力。

3.2.3 隐性课程思政教学法

课程思政的隐性教育能提升学员的好奇心、求知欲，激发学员勇于探索、大胆创新。例如通过融入生物电阻抗的医学应用，引导学员积极主动学习，增强学员对所学专业的发展信心，提升了学员的责任感和使命感。此外，课程思政的融入对培养军队院校学员辨证思维能力以及严谨的科学作风、树立理论联系实际的科学观和提高学生分析问题解决问题的能力也有着十分重要的作用[6-7]。学员形成了科学严谨的学习习惯，最终将这种好的习惯贯穿到工作全过程，能更好地在军队医疗卫生装备的研发、设计和管理岗位完成本职工作。

3.3 创新课程考核模式

创新课程考核模式，课终评价力图将电路课程标准的能力、知识、素质尽可能地纳入到评价体系中。学员要注重自主学习能力、团队协作能力、实践能力、创新能力的提升，才能成为能够胜任军队卫生装备和医学仪器设备的生产制备、设计研发、安装调试、操作运行以及维修保养工作的工程技术人才。电路分析课程考核评价模型如图3 所示。课程考核由终结性考核和形成性考核组成。终结性考核为课终考试，其成绩（期末成绩）占总成绩的70%，考核学员对理论知识的综合应用。形成性考核成绩包括实验成绩、平时成绩和研讨课成绩，各占总成绩的10%，考核学员的综合能力和素质。其中，实验成绩由实验操作成绩、实验预习成绩（预习报告）和数据分析处理成绩组成，研讨课成绩由PPT 汇报、教员评价和学员互评组成，平时成绩由作业成绩和课堂互动成绩组成。

图3 电路分析课程考核评价模型图

3.4 改善升级教学条件

良好的硬件是军队医学院校开展教学工作的重要保障，它能带动学员的学习积极性，提高学员的学习效率，为学员提供良好的学习环境。在科技高速发展的新时代，固本强基方能行稳致远，与时俱进才可实现引领[8]，教学实验条件只有与时俱进不断更新升级，才能主动适应教学需求，为课程教学的改革发展提供有力支撑。将陈旧基础设备（如电路分析实验箱、万用表等）换代更新，同时新增医疗卫生装备（如蛋白电泳仪、电阻抗分析仪、心电图机等），这些硬件设备的换代更新为学员的动手操作实验提供了更多的便利，为建设医工融合特色课程提供了有效的实验条件。

4 教学效果

学员满意度调查问卷分析表明，71.43%的学员认为课程教学内容的设计非常好；85.71%的学员认为教师的教学方式非常好；78.57%的学员能理解基本的电路分析方法，并能运用科学的思维方式对电路进行分析。如图4 所示，从对医疗卫生装备的学习情况分析，电路分析课程的学习能为熟练使用和维护军队医疗卫生装备打下基础。

5 结语

针对传统的电路分析课程存在与医疗卫生装备结合不紧密的问题，课程教学组通过优化教学内容、教学方法、教学条件以及考核评价模式，建设了紧紧围绕军队医疗卫生装备的科学研究、装备维护或临床诊断的特色课程。该课程建设能为学员第一任职能力打好专业技术基础，符合生物医学工程人才培养需求，最终能实现为军队培养医疗卫生装备人才的总目标。