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摘 要 为适应电子技术的飞速发展，需对医学电子学基础课程内容进行优化。其优化应突出教学目标，保持系统性并体现时代发展需要，以使学生对其知识有更深的理解和掌握。
关键词 医学电子学；基础课程；电子技术
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0094-02
Research on Course Content Optimization of Basic of Medical Electronics//HE Bing， WU Jia， TANG Bihua
Abstract In order to adapt to the rapid development of electronic technology， it is necessary to optimize the course content of basic of
medical electronics. The optimization should emphasize the teaching
goal， keep the systematicness and reflect the need of development， and enable students to have a better understanding and mastery.
Key words medical electronics； basic course； electronic technique
1 引言
随着医疗仪器的不断更新，迫切需要既掌握医学知识又懂电子技术的高级人才。医学电子学基础作为医学院校影像技术、医学检验和临床医学等专业必修课或选修课的需求成为必然[1]。医学电子学基础是一门理论性和实践性均很强的学科，涉及医学、电子学和工程学等知识，其内容包括半导体器件、放大器基础、振荡电路、门电路与组合逻辑电路、医用仪器干扰的抑制和安全用电等[2]。通过医学电子学基础课程的学习，学生不仅能够了解和掌握电子学相关概念、理论和方法，而且能为以后使用、维护和开发电子仪器设备做好准备。
为适应电子技术的飞速发展，要求医学电子学基础课程内容提供更加广泛的理论指导和实践支撑[3]。在保持该课程内容相对稳定的前提下，需要不断优化，以拓宽专业口径，增强专业适应性。另外，在高校教学改革过程中，医学院校为减轻学生学习负担，压缩了医学电子学基础课程的课时，给教师教学带来严峻挑战。在有限的学时内，把更多、更前沿的知识教授给学生，也需要对现有教材课程内容进行重新调整、优化，使之符合医学院校本科生的教学要求。
2 课程内容优化应突出教学目标
医学电子学基础课程内容较多，教学重点应以基本概念、原理和方法为主，应把握各部分内容知识的深度、难度，课程内容优化应突出教学目标。医学电子学基础教学过程中不能局限于原有的传统教学大纲内容，应尽量将知识面扩大到实际应用中去。通过该课程的学习，让学生掌握电子元器件工作原理，理解电子线路的设计方法，提高学生对电子元器件的识别力以及性能、参数的测试力，了解电子技术的应用和发展情况。教学内容要精讲精练，确保学生能掌握电路基础、晶体管、放大器等基本知识点。
如晶体二极管和晶体三极管是电子电路和电子设备中的基本元件，可把这两种晶体管进行对比介绍，便于分析、比较两者的异同之处，巩固加深对这两种元件特性的理解。在介绍基本放大电路的组成时，由于三极管有共发射极、共基极、共集电极三种基本接法，因此，基本放大电路也相应有三种类型。应详细介绍共发射极基本放大电路的组成，其他两种类型的组成可由学生自己画图连接，达到触类旁通的效果。
基本放大電路的工作过程是教学难点，对这部分内容优化时，应避免知识的杂乱，可将内容分为没有输入信号和有输入信号两种情况。没有输入信号时，由于电路中设置了直流电源，因此有直流电流和直流电压。学生对电路中的直流分量有初步的认识后，再分析输入交流信号，这时电路中各量都由直流分量和交流分量叠加而成。这样由浅入深、循序渐进，学生分析基本放大电路工作过程的思路将更清晰，教学难点将迎刃而解。
由于各院校专业特色不同，培养目标不一，因此，医学电子学基础教学大纲有各自的侧重与特色。课程内容上要分层次教学。由于课时减少，部分内容无法详细推导，可有意识地删减一些内容，注重举一反三、引导式的内容，注重各知识点之间的联系。尽量绕开繁杂的数学运算、论证，突出直观清晰的电路图，使学生能够在课堂上建立一个合理的知识结构，理解电子学研究的方法体系。如在讲解集成运算放大器时，可简单介绍集成运算放大器电路的组成及性能，重点介绍理想集成运放工作于线性区和饱和区时的主要特点。
集成运放能组成各种运算放大器，实现各种数学运算，如反相比例运算放大器、同相比例运算放大器、加减运算放大器等，课堂上应重点介绍这三种运算放大器，突出教学目标，其应用可让学生课外查资料自学。集成运放除了在运算方面有应用外，还经常用于信号测量、信号比较、信号采样保持及信号滤波等，教学中应根据学生实际理解能力情况进行讲解，做到有的放矢。
3 课程内容优化应保持系统性
每一门学科都有具有自身特征的体系[4]，其系统性决定了教学的阶段性和教材内容的层次性。医学电子学基础课程内容应保持系统性，这是电子技术基础知识展开和深化的前提。医学电子学基础教材内容的组成及顺序可以根据教师的理解重新组合，但该学科发展的主要阶段具有一定的对应性，符合一般事物发展规律。在内容讲解上，应由浅入深，由个别过渡到一般的认识规律，保持课程内容的系统性和完整性。若教学中片面追求创新而“断章取义”，割裂学科知识的系统性，定会产生不良后果。 如在讲解放大电路的分析方法时，需要介绍静态分析和动态分析，其中确定静态工作点Q的位置非常重要。如果Q点位置设置不当或输入信号幅度过大，可能使放大电路超出三极管线性工作范围所导致的输出信号失真，即非线性失真。在教学过程中，若删掉非线性失真这部分内容，则基本放大电路不再保持系统性。若实际输入正弦信号时，输出将变成非正弦信号，学生将无法解释这种现象，也无法解决类似问题，给学生带来困惑。因此，教师在教学过程中需讲解饱和失真和截止失真的概念，让学生学会调整电路元件参数，以获得电路的最大不失真输出，真正理解实际放大电路中出现的这种非线性失真现象。只有系统地讲解整个医学电子学基础课程内容，才能使学生全面、客观、理性地分析和解决实际问题。
在医学电子学基础课程内容优化保持系统性的基础上，可淡化难、繁和技巧性强的内容。如积分运算放大器和微分运算放大器，在讲解的时候会涉及积分、微分等高等数学知识，学生对推导过程较难理解，教师可以简单提示、说明，不用详细介绍。组合逻辑电路是数字电路中最简单的一类逻辑电路，其内容包括逻辑代数基础、逻辑函数的化简与转换、组合逻辑电路的分析、组合逻辑电路的设计。大多数学生在分析组合逻辑电路时感觉有难度，在教学过程中应强调在结构上组合逻辑电路的基本单元是门电路，即可化难为宜。另外，加法器、编码器、译码器、数据选择器等内容较多，在有限的学时内，为突出重点，可适当选择性讲授。总之，构建医学电子学基础课程内容框架，必须保持系统性，其内容应与学生已有的认知水平、接收能力相匹配，并能充分发挥该学科理论的指导作用。
4 课程内容优化应体现时代发展需要
医学电子学基础是信息领域中的一门重要基础学科，主要研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强，其发展水平会影响整个信息技术的发展。电子技术的发展水平是一个国家经济实力的重要标志。目前医学电子学发展极为迅速，高集成、低功耗、高性能、高可靠性是电子技术发展的方向。医学电子学基础课程内容优化应体现时代发展需要，注意及时更新内容，增加最新发展的仪器设备知识，让学生了解其前沿现状，扩充学生的知识面，培养学生的科学素质。随着计算机技术的迅猛发展，社会信息化的浪潮已席卷全球，也要求医学电子学基础课程内容向智能化、网络化和个体化方向发展。
21世纪电子学技术发展有四个方面的趋势：1）器件尺寸不断缩小；2）集成度不断提高；3）与电子技术相关的新材料不断涌现；4）与其他学科结合发展。对一些纳米量级的特征尺寸新器件、新结构、新工艺，在医学电子学基础课程内容优化中应有所介绍。器件尺寸的持续缩小将遇到很多物理问题和技术挑战，使学生有更多的想象空间。
目前，整个电子系统或子系统都可集成在一个芯片里，形成集成系统芯片。这种系统芯片与集成电路设计的思想和方法是不同的。这就要求学生不仅要掌握书本的基础知识，还要有设计思维、创新思維。因此，在课程内容优化中，教师应注意学生能力方面的培养。
高k栅介质、低k互连介质、新型化合物半导体新材料等不断涌现，在教学内容中都可以用图片展示的形式让学生了解最新材料。与医学电子学相关的学科有微电子学、集成光电子学、纳电子学等，教师应在教学过程中有目的地结合部分内容，培养学生适应这种跨学科、多学科结合的知识，使课程内容优化体现时代发展需要。
5 结语
医学电子学基础课程内容与社会实践联系紧密，专业设置针对性强，在进行该课程内容优化时，需要提供更加充分、实用、先进的理论和实践信息，确保课程内容具有针对性、科学性。通过对该课程内容合理安排、精心设计，可开阔学生视野，培养其创造性思维，以及发现、分析、解决电子技术问题的能力。优化后的医学电子学基础课程内容与教材上的内容应和谐统一，遵循高等教育基本规律，使其既能反映该学科的发展成就，又能适应现代医学的应用需要。
参考文献
[1]宋璐，冯艳平，卫亚博.物理学在医学类院校本科教学中的思考[J].科教文汇，2013（2）：54，56.
[2]鲁雯，郭明霞.医学电子学基础[M].4版.北京：人民卫生出版社，2016.
[3]毛石波，陈建方.理论联系实际的医学电子学教学体会[J].包头医学院学报，2013，29（3）：100-101.
[4]史贵连，叶福丽.医学电子学课程体系学案的设计[J].中国西部科技，2014，13（11）：93-94.
关键词 医学电子学；基础课程；电子技术
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0094-02
Research on Course Content Optimization of Basic of Medical Electronics//HE Bing， WU Jia， TANG Bihua
Abstract In order to adapt to the rapid development of electronic technology， it is necessary to optimize the course content of basic of
medical electronics. The optimization should emphasize the teaching
goal， keep the systematicness and reflect the need of development， and enable students to have a better understanding and mastery.
Key words medical electronics； basic course； electronic technique
1 引言
随着医疗仪器的不断更新，迫切需要既掌握医学知识又懂电子技术的高级人才。医学电子学基础作为医学院校影像技术、医学检验和临床医学等专业必修课或选修课的需求成为必然[1]。医学电子学基础是一门理论性和实践性均很强的学科，涉及医学、电子学和工程学等知识，其内容包括半导体器件、放大器基础、振荡电路、门电路与组合逻辑电路、医用仪器干扰的抑制和安全用电等[2]。通过医学电子学基础课程的学习，学生不仅能够了解和掌握电子学相关概念、理论和方法，而且能为以后使用、维护和开发电子仪器设备做好准备。
为适应电子技术的飞速发展，要求医学电子学基础课程内容提供更加广泛的理论指导和实践支撑[3]。在保持该课程内容相对稳定的前提下，需要不断优化，以拓宽专业口径，增强专业适应性。另外，在高校教学改革过程中，医学院校为减轻学生学习负担，压缩了医学电子学基础课程的课时，给教师教学带来严峻挑战。在有限的学时内，把更多、更前沿的知识教授给学生，也需要对现有教材课程内容进行重新调整、优化，使之符合医学院校本科生的教学要求。
2 课程内容优化应突出教学目标
医学电子学基础课程内容较多，教学重点应以基本概念、原理和方法为主，应把握各部分内容知识的深度、难度，课程内容优化应突出教学目标。医学电子学基础教学过程中不能局限于原有的传统教学大纲内容，应尽量将知识面扩大到实际应用中去。通过该课程的学习，让学生掌握电子元器件工作原理，理解电子线路的设计方法，提高学生对电子元器件的识别力以及性能、参数的测试力，了解电子技术的应用和发展情况。教学内容要精讲精练，确保学生能掌握电路基础、晶体管、放大器等基本知识点。
如晶体二极管和晶体三极管是电子电路和电子设备中的基本元件，可把这两种晶体管进行对比介绍，便于分析、比较两者的异同之处，巩固加深对这两种元件特性的理解。在介绍基本放大电路的组成时，由于三极管有共发射极、共基极、共集电极三种基本接法，因此，基本放大电路也相应有三种类型。应详细介绍共发射极基本放大电路的组成，其他两种类型的组成可由学生自己画图连接，达到触类旁通的效果。
基本放大電路的工作过程是教学难点，对这部分内容优化时，应避免知识的杂乱，可将内容分为没有输入信号和有输入信号两种情况。没有输入信号时，由于电路中设置了直流电源，因此有直流电流和直流电压。学生对电路中的直流分量有初步的认识后，再分析输入交流信号，这时电路中各量都由直流分量和交流分量叠加而成。这样由浅入深、循序渐进，学生分析基本放大电路工作过程的思路将更清晰，教学难点将迎刃而解。
由于各院校专业特色不同，培养目标不一，因此，医学电子学基础教学大纲有各自的侧重与特色。课程内容上要分层次教学。由于课时减少，部分内容无法详细推导，可有意识地删减一些内容，注重举一反三、引导式的内容，注重各知识点之间的联系。尽量绕开繁杂的数学运算、论证，突出直观清晰的电路图，使学生能够在课堂上建立一个合理的知识结构，理解电子学研究的方法体系。如在讲解集成运算放大器时，可简单介绍集成运算放大器电路的组成及性能，重点介绍理想集成运放工作于线性区和饱和区时的主要特点。
集成运放能组成各种运算放大器，实现各种数学运算，如反相比例运算放大器、同相比例运算放大器、加减运算放大器等，课堂上应重点介绍这三种运算放大器，突出教学目标，其应用可让学生课外查资料自学。集成运放除了在运算方面有应用外，还经常用于信号测量、信号比较、信号采样保持及信号滤波等，教学中应根据学生实际理解能力情况进行讲解，做到有的放矢。
3 课程内容优化应保持系统性
每一门学科都有具有自身特征的体系[4]，其系统性决定了教学的阶段性和教材内容的层次性。医学电子学基础课程内容应保持系统性，这是电子技术基础知识展开和深化的前提。医学电子学基础教材内容的组成及顺序可以根据教师的理解重新组合，但该学科发展的主要阶段具有一定的对应性，符合一般事物发展规律。在内容讲解上，应由浅入深，由个别过渡到一般的认识规律，保持课程内容的系统性和完整性。若教学中片面追求创新而“断章取义”，割裂学科知识的系统性，定会产生不良后果。 如在讲解放大电路的分析方法时，需要介绍静态分析和动态分析，其中确定静态工作点Q的位置非常重要。如果Q点位置设置不当或输入信号幅度过大，可能使放大电路超出三极管线性工作范围所导致的输出信号失真，即非线性失真。在教学过程中，若删掉非线性失真这部分内容，则基本放大电路不再保持系统性。若实际输入正弦信号时，输出将变成非正弦信号，学生将无法解释这种现象，也无法解决类似问题，给学生带来困惑。因此，教师在教学过程中需讲解饱和失真和截止失真的概念，让学生学会调整电路元件参数，以获得电路的最大不失真输出，真正理解实际放大电路中出现的这种非线性失真现象。只有系统地讲解整个医学电子学基础课程内容，才能使学生全面、客观、理性地分析和解决实际问题。
在医学电子学基础课程内容优化保持系统性的基础上，可淡化难、繁和技巧性强的内容。如积分运算放大器和微分运算放大器，在讲解的时候会涉及积分、微分等高等数学知识，学生对推导过程较难理解，教师可以简单提示、说明，不用详细介绍。组合逻辑电路是数字电路中最简单的一类逻辑电路，其内容包括逻辑代数基础、逻辑函数的化简与转换、组合逻辑电路的分析、组合逻辑电路的设计。大多数学生在分析组合逻辑电路时感觉有难度，在教学过程中应强调在结构上组合逻辑电路的基本单元是门电路，即可化难为宜。另外，加法器、编码器、译码器、数据选择器等内容较多，在有限的学时内，为突出重点，可适当选择性讲授。总之，构建医学电子学基础课程内容框架，必须保持系统性，其内容应与学生已有的认知水平、接收能力相匹配，并能充分发挥该学科理论的指导作用。
4 课程内容优化应体现时代发展需要
医学电子学基础是信息领域中的一门重要基础学科，主要研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强，其发展水平会影响整个信息技术的发展。电子技术的发展水平是一个国家经济实力的重要标志。目前医学电子学发展极为迅速，高集成、低功耗、高性能、高可靠性是电子技术发展的方向。医学电子学基础课程内容优化应体现时代发展需要，注意及时更新内容，增加最新发展的仪器设备知识，让学生了解其前沿现状，扩充学生的知识面，培养学生的科学素质。随着计算机技术的迅猛发展，社会信息化的浪潮已席卷全球，也要求医学电子学基础课程内容向智能化、网络化和个体化方向发展。
21世纪电子学技术发展有四个方面的趋势：1）器件尺寸不断缩小；2）集成度不断提高；3）与电子技术相关的新材料不断涌现；4）与其他学科结合发展。对一些纳米量级的特征尺寸新器件、新结构、新工艺，在医学电子学基础课程内容优化中应有所介绍。器件尺寸的持续缩小将遇到很多物理问题和技术挑战，使学生有更多的想象空间。
目前，整个电子系统或子系统都可集成在一个芯片里，形成集成系统芯片。这种系统芯片与集成电路设计的思想和方法是不同的。这就要求学生不仅要掌握书本的基础知识，还要有设计思维、创新思維。因此，在课程内容优化中，教师应注意学生能力方面的培养。
高k栅介质、低k互连介质、新型化合物半导体新材料等不断涌现，在教学内容中都可以用图片展示的形式让学生了解最新材料。与医学电子学相关的学科有微电子学、集成光电子学、纳电子学等，教师应在教学过程中有目的地结合部分内容，培养学生适应这种跨学科、多学科结合的知识，使课程内容优化体现时代发展需要。
5 结语
医学电子学基础课程内容与社会实践联系紧密，专业设置针对性强，在进行该课程内容优化时，需要提供更加充分、实用、先进的理论和实践信息，确保课程内容具有针对性、科学性。通过对该课程内容合理安排、精心设计，可开阔学生视野，培养其创造性思维，以及发现、分析、解决电子技术问题的能力。优化后的医学电子学基础课程内容与教材上的内容应和谐统一，遵循高等教育基本规律，使其既能反映该学科的发展成就，又能适应现代医学的应用需要。
参考文献
[1]宋璐，冯艳平，卫亚博.物理学在医学类院校本科教学中的思考[J].科教文汇，2013（2）：54，56.
[2]鲁雯，郭明霞.医学电子学基础[M].4版.北京：人民卫生出版社，2016.
[3]毛石波，陈建方.理论联系实际的医学电子学教学体会[J].包头医学院学报，2013，29（3）：100-101.
[4]史贵连，叶福丽.医学电子学课程体系学案的设计[J].中国西部科技，2014，13（11）：93-94.