论文部分内容阅读
【摘要】“医学电子仪器原理与设计”是生物医学工程专业的一门重要的专业课程。本文将项目教学法引入到“医学电子仪器原理与设计”的教学中，优化教学模式，深化教学改革，从项目制定、资料搜集、项目实施、成果答辩和成绩评价等环节探讨项目教学法的应用。从教学效果的分析可知，项目教学法激发了学生对课程的学习兴趣，提高了学生自主学习的能力，也提升了教师的教学水平，提高了教学质量。
【关键词】项目教学法 医学电子仪器 教学改革
【Abstract】“Principle and design of medical electronic instruments” is an important professional course for the major of biomedical engineering. Project teaching method is applied in the teaching of the course in order to optimize the teaching model and deepen the teaching reform. Project formulation， information collection， project implementation， results report and achievement evaluation are discussed about the application of project teaching method. The teaching effect shows that the students？蒺 interest in learning is stimulated， students？蒺 autonomic learning ability is improved， the teaching level of teachers is promoted and the quality of teaching is advanced.
【Keywords】project teaching method; medical electronic equipment; teaching reform
【基金項目】江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015B135）;南通大学教学研究项目（2016B38、2016B37）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）51-0251-02
引言
我校电子信息学院在2010年开设了生物医学工程本科专业，旨在培养具有现代医学、现代电子与信息技术的基础知识和基本技能，能够从事医学电子仪器研究、设计、应用与开发的复合型工程技术创新人才。自从该专业开始招生，“医学电子仪器原理与设计”一直是该专业的核心专业课程，在教学中要求学生不但要掌握常见的医学电子仪器的原理、结构和基本的设计方法，更要在学习过程中培养创新意识，具备初步的科研能力。课程覆盖的知识面广、内容比较抽象、实践性强，在早期两届学生的授课过程中采用的是传统的“满堂灌”教学方法，教师讲，学生听，学生普遍感觉学习比较枯燥，缺乏相应的学习兴趣，学习的探索性不高，再加上教学课时有限，教学难度较大，学习效果不佳。近年来，我校尝试在“医学电子仪器原理与设计”教学中推行项目教学法的教学实践，提高了学生的积极性和自主学习能力，受到了学生的好评，取得了良好的教学效果。
1.项目教学法简介
项目教学法是一种以“项目为主线、教师为主导、学生为主体”的创新教学方法，目前广泛应用于各个学科的教学领域[1]。项目教学法的实施需要在教师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，资料的收集、项目的实施、结果的分析与总结以及成绩的评价，都由学生自己负责，即以学生作为学习的主体，独立组织、安排学习行为，在项目进行中把理论与实践有机地结合起来，充分发掘自身的创造潜能，提高解决实际问题的综合能力[2]。项目教学法强调以学生为中心，教师只是这个过程的指导者、帮助者，因此是一种非常能够锻炼学生独立分析、探索、实践能力的学习形式。它将教学过程从理论导向转移为实践导向、能力导向，提高了学生的学习兴趣和求知欲望，自然也能更加调动学生主动学习的积极性，促进了教学环节中和谐教学气氛的形成，有利于提高教学质量[3]。
2.项目教学法在“医学电子仪器原理与设计”教学中的应用
项目教学法充分体现了教学以学生为主体，教师为主导的教育理念，将学生从被动听课转变为主动探究知识，扩大了他们的思考空间。结合“医学电子仪器原理与设计”的课程特点和在教学过程中存在的问题，我们将项目教学法应用到“医学电子仪器原理与设计”的课程教学中，主要包括以下5个步骤：项目制定、资料搜集、项目实施、成果答辩和成绩评价[4]，如图1所示。
2.1项目制定
项目的确立是实施项目教学法的关键。制定项目既要考虑教学内容，又要能够吸引学生的注意，从而激发学习兴趣[5]，有效提高学生的参与积极性和主动性。在“医学电子仪器原理与设计”的教学中，根据学生的知识体系基础，结合教学大纲，难易适宜，又考虑到内容须贴合实际应用，部分项目是来自医院和医疗器械生产企业的实际需求，共制定了六个项目供学生选择，分别是：（1）育婴箱多点温湿度监测系统的设计;（2）细胞增殖电刺激器的研制;（3）心电信号检测电路的设计;（4）中枢模式发生器（Central pattern generator）的原理及其应用;（5）基于肌电信号模式识别的假肢控制;（6）基于移动互联网的镇痛泵监测系统的设计。在项目选择的时候可由教师和学生共同完成，教师首先对每个项目进行适当的阐述和分析，使学生对项目的背景知识，预期目标有初步的了解，并明确项目完成需要具备的知识，从而激发学生的求知欲。学生根据自己的兴趣，结合自身认知水平，选择其中一个项目进行实施。 2.2资料搜集
学生在确定项目任务后，必须自己查阅大量资料，利用网络论坛、图书馆等教学资源进行相关信息的收集，并进行整理、分析、归纳，积极主动地投入到学习中。
对于某些项目涉及范围比较宽泛的，需要自行列出研究框架，设定一系列子项目，以便于更有针对性的去搜集资料。例如，对于“中枢模式发生器的原理及其应用”这个项目，可分解为如下子项目：①中枢模式发生器的概念、发展历史与研究现状;②中枢模式发生器的工作原理;③中枢模式发生器的理论模型及仿真;④中枢模式发生器的应用。每一个子项目的具体内容都将由学生在已有的知识基础上，通过查找文献，与同学间展开讨论、探索获得，协作分工，最终完成该项目的任务，写出成果报告。
2.3项目实施
在项目实施过程中，学生是项目的主人。教师可组建QQ 群或微信群等网络平台，方便师生、学生之间沟通交流。为保证项目顺利有序地进行，教师可以引导学生制定一个项目计划，以助于调节项目学习活动的进度，合理安排好项目实施各阶段的时间。当学生在完成项目过程中遇到困难的时候，教师可以给予适当的指导，指导的原则是要具有启发性和提示性，而不是直接给出答案，要让学生通过自己的寻找和探索来主动获得所需的知识，以达到良好的教学效果。同时，也鼓励实施相同项目的学生组成小组互相讨论，增进交流，发挥每个人的特长和优势，分工合作，互补互利。
2.4成果答辩
项目完成后，每个学生须及时将所做所学的内容进行归纳、总结，制作成PPT在课堂上进行10-15分钟的答辩，并接受其他学生的提问，然后进行交流讨论，对每位学生资料查阅情况，项目研究的过程、得出的结论、语言组织能力、报告水平等进行探讨。由于每位学生都是分别实施自己的项目，每个人的研究内容都不相同，即使选择同一项目的学生，彼此的侧重点也会有所差异，所以通过成果答辩这一环节，每个学生对自己实施的项目进行讲解，包括项目背景、发展过程、应用现状，项目实施过程中遇到的问题以及解决方法、心得体会等，学生间达到了相互学习的目的。教师在此过程中可以帮助学生总结经验，找出不足之处，提出修改建议，指出进一步的提高方向，促使学生对实际问题的灵活性和复杂性有更加深刻的认识，提高综合运用知识的能力。通過这个过程，学生对课程中的知识点理解的将会更加深刻，提高了学习效率。
2.5成绩评价
成绩评价是项目教学法中非常重要的一环，成果答辩完成之后，要及时对学生的学习情况进行评价。一般情况下可分二级来考核成绩，第一级由其他学生对答辩同学进行评价打分，统计时将去掉一个最高分，去掉一个最低分，再求平均分。第二级是由教师对学生的项目完成情况进行评分，综合二级评分来确定每一个学生的成绩，按照一定比例计入课程考核总评成绩。同时对于表现优异的学生给予适当奖励，以进一步提高学生的参与积极性，调动学生学习的兴趣、热情和责任感，提高项目实施的效率。
3.项目教学法的教学效果
3.1提高了学生的综合能力
项目教学法强调以学生的主动学习为主，学习者通过自主探究来获取知识、解决问题，学生的学习兴趣、学习活动的参与度、学习自信心和学习质量都明显好于以前。随着项目教学法的不断实践，我们发现，学生学习的主动性明显增强;口头表达能力得到了提高;团队协作能力也得到了锻炼。学生通过对课程相关领域的热点以及前沿进展材料的收集查阅，学会了多种查资料的途径，提高了获取各方面信息的能力，知识面得到了拓宽，开阔了视野。通过学生教学质量评价调查，学生普遍反映：喜欢项目教学法的教学模式，感觉课堂气氛十分生动活跃，改变了以往单纯听课的状态，自己能主动参与到课堂的教学中去，这种授课方式记忆更加深刻，对于课程教学内容中一些复杂抽象的理论也能比较容易理解了。
3.2提升了教师的教学水平
虽然项目教学法突出以学生为主，但是教师的导向作用同样重要。首先教师要根据课程应该教授的基本知识，结合该领域前沿热点，设计出合理、有吸引力的项目，使学生通过实施此项目，既掌握了基本知识又了解了很多相关领域的前沿进展。在项目实施阶段，教师要适时引导学生向正确的方向查阅资料，对于学生提出的问题提供启发性的回答，发挥引导者和促进者的作用。而在成果答辩、成绩评价阶段，教师还需要运用丰富的知识对学生学习过程中出现的问题进行解释，并对整个讨论结果进行总结。
医学电子仪器原理与设计涉及的知识面广，制定的项目任务又具有一定的综合性和开放性，因此需要教师不仅要熟练地掌握本课程的专业知识，具备丰富的医学仪器研发经验，而且还要了解本专业其他课程甚至是其他专业的相关内容，深入广泛地了解相关领域前沿进展，对知识具有融会贯通、灵活运用的能力。项目教学法对教师在知识、能力上提出了更高的要求，教师必须从多个层面对自己“充电”，提高自己的专业技能，增加知识储备，完善知识结构，从而增强自身素质，提升教学水平。
4.结语
为了提高教学质量，培养和提高我校生物医学工程专业学生的综合素质和自主学习能力，我们积极进行了教学改革，将项目教学法引入“医学电子仪器原理与设计”课程的教学中，弥补了传统教学的弊端，激发了学生的学习兴趣和积极性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，逐步培养了学生综合归纳及沟通协调的能力，能够更好的提升教学效率，获得了较好的教学效果。
参考文献：
[1]田崇峰.项目教学法在移动通信课程中的应用探讨[J]. 电脑与电信，2016（9）：76-78.
[2]吴新玲.浅谈项目教学法实施中存在的问题及对策[J]. 科技信息， 2012（3）：294.
[3]张立军， 相恒富， 李小朋. “机械制造技术”课程教学中项目教学法的应用分析 [J].科教文汇， 2015（16）：53-55.
[4]余学飞， 余晓锷， 张宁， 郭淑艳， 张志德. PBL在“医学电子仪器”实验教学中的应用[J].电气电子教学学报，2016（2）： 112-115.
[5]耿方方， 阮晓龙. 项目教学法在网页设计与网站规划课程教学中的应用[J].中国现代教育装备， 2016（3）：43-45.
作者简介：
沈晓燕（1969-），女，汉族，江苏海门人，博士，南通大学信息科学技术学院教授，从事生物体植入式集成电路与系统、生物信号获取与信息处理教学和研究工作。
【关键词】项目教学法 医学电子仪器 教学改革
【Abstract】“Principle and design of medical electronic instruments” is an important professional course for the major of biomedical engineering. Project teaching method is applied in the teaching of the course in order to optimize the teaching model and deepen the teaching reform. Project formulation， information collection， project implementation， results report and achievement evaluation are discussed about the application of project teaching method. The teaching effect shows that the students？蒺 interest in learning is stimulated， students？蒺 autonomic learning ability is improved， the teaching level of teachers is promoted and the quality of teaching is advanced.
【Keywords】project teaching method; medical electronic equipment; teaching reform
【基金項目】江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015B135）;南通大学教学研究项目（2016B38、2016B37）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）51-0251-02
引言
我校电子信息学院在2010年开设了生物医学工程本科专业，旨在培养具有现代医学、现代电子与信息技术的基础知识和基本技能，能够从事医学电子仪器研究、设计、应用与开发的复合型工程技术创新人才。自从该专业开始招生，“医学电子仪器原理与设计”一直是该专业的核心专业课程，在教学中要求学生不但要掌握常见的医学电子仪器的原理、结构和基本的设计方法，更要在学习过程中培养创新意识，具备初步的科研能力。课程覆盖的知识面广、内容比较抽象、实践性强，在早期两届学生的授课过程中采用的是传统的“满堂灌”教学方法，教师讲，学生听，学生普遍感觉学习比较枯燥，缺乏相应的学习兴趣，学习的探索性不高，再加上教学课时有限，教学难度较大，学习效果不佳。近年来，我校尝试在“医学电子仪器原理与设计”教学中推行项目教学法的教学实践，提高了学生的积极性和自主学习能力，受到了学生的好评，取得了良好的教学效果。
1.项目教学法简介
项目教学法是一种以“项目为主线、教师为主导、学生为主体”的创新教学方法，目前广泛应用于各个学科的教学领域[1]。项目教学法的实施需要在教师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，资料的收集、项目的实施、结果的分析与总结以及成绩的评价，都由学生自己负责，即以学生作为学习的主体，独立组织、安排学习行为，在项目进行中把理论与实践有机地结合起来，充分发掘自身的创造潜能，提高解决实际问题的综合能力[2]。项目教学法强调以学生为中心，教师只是这个过程的指导者、帮助者，因此是一种非常能够锻炼学生独立分析、探索、实践能力的学习形式。它将教学过程从理论导向转移为实践导向、能力导向，提高了学生的学习兴趣和求知欲望，自然也能更加调动学生主动学习的积极性，促进了教学环节中和谐教学气氛的形成，有利于提高教学质量[3]。
2.项目教学法在“医学电子仪器原理与设计”教学中的应用
项目教学法充分体现了教学以学生为主体，教师为主导的教育理念，将学生从被动听课转变为主动探究知识，扩大了他们的思考空间。结合“医学电子仪器原理与设计”的课程特点和在教学过程中存在的问题，我们将项目教学法应用到“医学电子仪器原理与设计”的课程教学中，主要包括以下5个步骤：项目制定、资料搜集、项目实施、成果答辩和成绩评价[4]，如图1所示。
2.1项目制定
项目的确立是实施项目教学法的关键。制定项目既要考虑教学内容，又要能够吸引学生的注意，从而激发学习兴趣[5]，有效提高学生的参与积极性和主动性。在“医学电子仪器原理与设计”的教学中，根据学生的知识体系基础，结合教学大纲，难易适宜，又考虑到内容须贴合实际应用，部分项目是来自医院和医疗器械生产企业的实际需求，共制定了六个项目供学生选择，分别是：（1）育婴箱多点温湿度监测系统的设计;（2）细胞增殖电刺激器的研制;（3）心电信号检测电路的设计;（4）中枢模式发生器（Central pattern generator）的原理及其应用;（5）基于肌电信号模式识别的假肢控制;（6）基于移动互联网的镇痛泵监测系统的设计。在项目选择的时候可由教师和学生共同完成，教师首先对每个项目进行适当的阐述和分析，使学生对项目的背景知识，预期目标有初步的了解，并明确项目完成需要具备的知识，从而激发学生的求知欲。学生根据自己的兴趣，结合自身认知水平，选择其中一个项目进行实施。 2.2资料搜集
学生在确定项目任务后，必须自己查阅大量资料，利用网络论坛、图书馆等教学资源进行相关信息的收集，并进行整理、分析、归纳，积极主动地投入到学习中。
对于某些项目涉及范围比较宽泛的，需要自行列出研究框架，设定一系列子项目，以便于更有针对性的去搜集资料。例如，对于“中枢模式发生器的原理及其应用”这个项目，可分解为如下子项目：①中枢模式发生器的概念、发展历史与研究现状;②中枢模式发生器的工作原理;③中枢模式发生器的理论模型及仿真;④中枢模式发生器的应用。每一个子项目的具体内容都将由学生在已有的知识基础上，通过查找文献，与同学间展开讨论、探索获得，协作分工，最终完成该项目的任务，写出成果报告。
2.3项目实施
在项目实施过程中，学生是项目的主人。教师可组建QQ 群或微信群等网络平台，方便师生、学生之间沟通交流。为保证项目顺利有序地进行，教师可以引导学生制定一个项目计划，以助于调节项目学习活动的进度，合理安排好项目实施各阶段的时间。当学生在完成项目过程中遇到困难的时候，教师可以给予适当的指导，指导的原则是要具有启发性和提示性，而不是直接给出答案，要让学生通过自己的寻找和探索来主动获得所需的知识，以达到良好的教学效果。同时，也鼓励实施相同项目的学生组成小组互相讨论，增进交流，发挥每个人的特长和优势，分工合作，互补互利。
2.4成果答辩
项目完成后，每个学生须及时将所做所学的内容进行归纳、总结，制作成PPT在课堂上进行10-15分钟的答辩，并接受其他学生的提问，然后进行交流讨论，对每位学生资料查阅情况，项目研究的过程、得出的结论、语言组织能力、报告水平等进行探讨。由于每位学生都是分别实施自己的项目，每个人的研究内容都不相同，即使选择同一项目的学生，彼此的侧重点也会有所差异，所以通过成果答辩这一环节，每个学生对自己实施的项目进行讲解，包括项目背景、发展过程、应用现状，项目实施过程中遇到的问题以及解决方法、心得体会等，学生间达到了相互学习的目的。教师在此过程中可以帮助学生总结经验，找出不足之处，提出修改建议，指出进一步的提高方向，促使学生对实际问题的灵活性和复杂性有更加深刻的认识，提高综合运用知识的能力。通過这个过程，学生对课程中的知识点理解的将会更加深刻，提高了学习效率。
2.5成绩评价
成绩评价是项目教学法中非常重要的一环，成果答辩完成之后，要及时对学生的学习情况进行评价。一般情况下可分二级来考核成绩，第一级由其他学生对答辩同学进行评价打分，统计时将去掉一个最高分，去掉一个最低分，再求平均分。第二级是由教师对学生的项目完成情况进行评分，综合二级评分来确定每一个学生的成绩，按照一定比例计入课程考核总评成绩。同时对于表现优异的学生给予适当奖励，以进一步提高学生的参与积极性，调动学生学习的兴趣、热情和责任感，提高项目实施的效率。
3.项目教学法的教学效果
3.1提高了学生的综合能力
项目教学法强调以学生的主动学习为主，学习者通过自主探究来获取知识、解决问题，学生的学习兴趣、学习活动的参与度、学习自信心和学习质量都明显好于以前。随着项目教学法的不断实践，我们发现，学生学习的主动性明显增强;口头表达能力得到了提高;团队协作能力也得到了锻炼。学生通过对课程相关领域的热点以及前沿进展材料的收集查阅，学会了多种查资料的途径，提高了获取各方面信息的能力，知识面得到了拓宽，开阔了视野。通过学生教学质量评价调查，学生普遍反映：喜欢项目教学法的教学模式，感觉课堂气氛十分生动活跃，改变了以往单纯听课的状态，自己能主动参与到课堂的教学中去，这种授课方式记忆更加深刻，对于课程教学内容中一些复杂抽象的理论也能比较容易理解了。
3.2提升了教师的教学水平
虽然项目教学法突出以学生为主，但是教师的导向作用同样重要。首先教师要根据课程应该教授的基本知识，结合该领域前沿热点，设计出合理、有吸引力的项目，使学生通过实施此项目，既掌握了基本知识又了解了很多相关领域的前沿进展。在项目实施阶段，教师要适时引导学生向正确的方向查阅资料，对于学生提出的问题提供启发性的回答，发挥引导者和促进者的作用。而在成果答辩、成绩评价阶段，教师还需要运用丰富的知识对学生学习过程中出现的问题进行解释，并对整个讨论结果进行总结。
医学电子仪器原理与设计涉及的知识面广，制定的项目任务又具有一定的综合性和开放性，因此需要教师不仅要熟练地掌握本课程的专业知识，具备丰富的医学仪器研发经验，而且还要了解本专业其他课程甚至是其他专业的相关内容，深入广泛地了解相关领域前沿进展，对知识具有融会贯通、灵活运用的能力。项目教学法对教师在知识、能力上提出了更高的要求，教师必须从多个层面对自己“充电”，提高自己的专业技能，增加知识储备，完善知识结构，从而增强自身素质，提升教学水平。
4.结语
为了提高教学质量，培养和提高我校生物医学工程专业学生的综合素质和自主学习能力，我们积极进行了教学改革，将项目教学法引入“医学电子仪器原理与设计”课程的教学中，弥补了传统教学的弊端，激发了学生的学习兴趣和积极性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，逐步培养了学生综合归纳及沟通协调的能力，能够更好的提升教学效率，获得了较好的教学效果。
参考文献：
[1]田崇峰.项目教学法在移动通信课程中的应用探讨[J]. 电脑与电信，2016（9）：76-78.
[2]吴新玲.浅谈项目教学法实施中存在的问题及对策[J]. 科技信息， 2012（3）：294.
[3]张立军， 相恒富， 李小朋. “机械制造技术”课程教学中项目教学法的应用分析 [J].科教文汇， 2015（16）：53-55.
[4]余学飞， 余晓锷， 张宁， 郭淑艳， 张志德. PBL在“医学电子仪器”实验教学中的应用[J].电气电子教学学报，2016（2）： 112-115.
[5]耿方方， 阮晓龙. 项目教学法在网页设计与网站规划课程教学中的应用[J].中国现代教育装备， 2016（3）：43-45.
作者简介：
沈晓燕（1969-），女，汉族，江苏海门人，博士，南通大学信息科学技术学院教授，从事生物体植入式集成电路与系统、生物信号获取与信息处理教学和研究工作。