第238章 实践教学改革（）(34)

（2）推广自学/互学的学习方法

由于程序设计竞赛涉及的内容多而杂，并且计算机知识的发展日新月异，新问题、新算法层出不穷，因此，在程序设计竞赛教学中应大力推广自学/互学的学习方法。教师根据程序设计竞赛和创新实践教育的要求，对相关知识进行系统化和结构化，引导学生进行自主学习。同时，在程序设计竞赛选手这个特殊的“智力群体”中，每个选手都有自己擅长的知识领域，独特的创新思维和实践方法，因此，教师可以鼓励学生进行深入的交流讨论，取长补短，相互学习，达到提高学生创新实践能力的目的。

（3）提供广阔的竞技平台

为了提高学生的竞技水平和创新能力，程序设计竞赛教学应该给学生创建广阔的学习空间，扩宽学生的眼界，激发学生的活力。比如，组织学生和兄弟院校的程序设计竞赛选手进行技术交流和友谊比赛。另外，现在有很多知名的程序设计竞赛网站（如北京大学程序设计竞赛网），他们提供在线程序设计竞赛、在线测试、互动论坛等栏目。因此，程序设计竞赛教学应该充分应用网络环境，组织学生通过网络平台与全国、甚至全世界的优秀选手进行竞技和交流。

（4）重视“明星队员”的榜样作用

在程序设计竞赛教学中，教师应该重视“明星队员”的榜样作用。“明星队员”的有效的学习方法、独特的创新思维对于其他学生的成长具有较为积极的借鉴意义；“明星队员”

的优异成绩和拼搏精神还能产生很好的榜样力量和辐射作用，可以带动和促进周围学生更加自觉地努力学习，在更大的范围内形成一种积极进取、奋发向上的良好风气。

四、总结

总之，程序设计竞赛对于当今大学开展创新实践教育具有非常积极的意义。以程序设计竞赛为平台，建立先进的创新实验室，组建高水平的指导教师队伍，开设有效的第二课堂教学，吸引大学生参加程序设计竞赛，这是我们在新时期开展大学生创新实践教育的新思路和有效方法。

参考文献

［1］王宏，吴文虎.清华实践教学“赛课结合”新思路［J］．计算机教育，2006（7）：10－12.

［2］陈澜，王明强，王黎辉.大学生课外科技活动对创新能力培养的作用［J］．合肥大学学报：社会科学版，2004（5）：137－139.

［3］朱蓉.依托程序设计竞赛，探索创新素质教育新模式［J］．嘉兴学院学报，2007（5）：117－119.

［4］张侠.完善大学生科技活动体系，推进创新素质教育［J］．陕西师范大学学报：哲学社会科学版，2004（6）：288－290.

生物医学工程实践教学体系建设

刘 杰

（北京交通大学计算机与信息技术学院生物医学工程系，100044）

摘要：本文分析了生物医学工程实践教育面临的问题，阐述了对生物医学工程实践教学的基本认识，介绍了我校生物医学工程实践教学体系及其实践教学模式，探讨了未来生物医学工程实践教学的改革方向和趋势。

关键词：生物医学工程 实践教育 体系建设

一、生物医学工程实践教育面临的挑战

生物医学工程是一门新兴的跨领域学科，其特点是将自然科学、工程技术与生命科学的原理与方法相结合，发展相应的医疗技术及仪器系统，应用于医学和保健，以维护和促进人类的健康。近年来，国内生物医学工程教育发展迅猛，据不完全统计，国内已有百所高校开设了生物医学工程专业。如此迅速扩张的办学规模对生物医学工程教育，尤其是实践教育带来新的机遇和挑战。目前，我国的生物医学工程教育大多以医学信息技术和医疗仪器方向为主，实践教学体系偏重电子、计算机技术在医学中的应用。然而，与传统的单一学科不同，生物医学工程涉及许多学科和研究领域，是典型的交叉性学科，因此，生物医学工程实践教育呈现多样性和复杂性的特点。实践教育是生物医学工程教育的重要环节，是决定生物医学工程教育可持续发展的关键。如果生物医学工程实践教育不能突出重点和特色，面面俱到，势必造成生物医学工程专业的学生“样样通，样样松”。硬件能力不及电子专业的学生，软件能力不及计算机专业的学生。目前，许多学校生物医学工程实践教育定位不清，并且程度深入不够，学生没有真正的特长和优势，不知道自己未来的方向和目标，无法适应和满足社会对生物医学工程专业人才的要求。加之我国生物医学工程产业水平不高，造成生物医学工程专业的学生受到一定的限制。因此，如何根据自身特点，探索个性化实践教育的培养模式，建立符合社会需求和自身发展的生物医学工程实践教学体系是生物医学工程教育面临的重要挑战。近年来，各学校都在根据自身的特点和优势，以提高学生实践能力和创新能力为出发点，更新现有的生物医学工程专业实践教学体系，探索实践教学体系的新模式。

二、实践教学目标的基本认识

生物医学工程实践教学体系是由教学目标、教学层次和培养模式等组成的系统结构。显而易见，教学目标是最重要的决定因素。根据新世纪国家对创新型和实践型人才培养的要求，实践教学的目标旨在倡导以学生为主体的实践教学，通过实践激发学生的兴趣，调动学生的主动性、积极性和创造性，提高其实践、科学研究与发明创造的能力，改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱和动手能力不强的现状。实际中，应根据自身的条件和情况，制定切实可行的实践教学目标。国外许多着名大学生物医学工程人才培养目标定位各有侧重。以美国约翰·霍普金斯大学生物医学工程专业为例，本科教育是使学生能继续在研究生、医学及职业学校中接受教育或在产业领域谋求职业，这个理念反映在培养目标上，就是使学生能够理解、阐明并应用数学、物理、工程学原理解决医学问题；能够成功地从事职业实践并继续深造；具有独立的学习和工作能力，高度重视职业及伦理责任。相比之下，国内生物医学工程专业的培养目标相对较为具体，以培养具备生命科学、电子技术、计算机及信息科学有关的研究和实践能力为主，使其能在生物医学工程领域、医学仪器及其他电子技术、计算机技术、信息产业、生物技术等部门从事研究、开发、教学及管理。目前，对于国内大多数生物医学工程专业而言，学生在宽口径、厚基础的前提下，实践教学目标是使学生具备医学电子、医学信息技术和医工结合的综合专业实践能力，同时，为了适应生物医学工程新兴领域发展的要求，还应具备相关交叉学科的初步实践能力。

三、多层次实践教学体系的建立

我校生物医学工程专业建于2002年，依托学院“信号与信息处理国家重点学科”和“计算机应用”北京市重点学科的学科基础，确定了生物医学工程专业实践教育体系的目标侧重信息技术在生物医学工程中的应用。依据此目标，将实践教学课程划分为4大类：计算机类、电子类、信息类和生理学类。计算机类实践课程重点培养学生在计算机、网络和数据库方面的编程能力；电子类实践课程重点培养学生电子实践能力和对心电、血压、脉搏等生理参数检测电路的分析和设计能力；信息类实践课程培养学生利用计算机进行医学信号和图像处理的编程能力；生理学类实践课培养学生生理学基本实践技能，着重学生医、工结合的系统工程实践能力的培养。

对每一类实践教学课程进一步将其划分为基础实验、综合实验、设计实验、研究性实验等4个层次的实践教学模式。通过基础实验进行基本实践技能的培养；通过综合实验和设计实验等进行综合专业实践能力的培养；通过研究性实验培养学生的科学研究能力，进一步拓展学生的创新实践能力。以医学电子类实践教学为例，首先保证学生掌握基本电子的实践技能，如模拟和数字电路的实践能力。在此基础上，培养学生医学电子的初步设计能力，完成心电、血压电路和脉搏检测等基本生理参数电路的设计，从而使学生了解生理信号的特点和电路设计过程。最后，在数字化医疗仪器的教学中，将生理参数检测电路与单片机、嵌入式系统和DSP实践教学有机地融为一体，实现专业综合能力的培养。综合实践课程要求学生设计小型的软硬件系统，以提高学生的综合实践能力。例如，利用单片机实现生理信号的检测、信号处理及显示，如心率计、血氧脉搏计和简易血压计等硬件系统设计，从而完成简单的数字化仪器设计过程。

对信息类和计算机类实践教学，依托学院计算机和信息学科的科研和教学优势，一方面，要求学生具有医学信息系统及网络编程的能力；另一方面，医学信息处理类实践课程要求学生掌握使用VC＋＋和Matlab 进行图像和信号处理的编程能力，如设计应用程序界面、滤波和FFT 等基本信号处理的程序，以及边缘提取、直方图增强和灰度变换等图像处理的程序。通过综合实践环节进一步实现相对完整的医学图像处理和心电信号处理等软件系统的设计。

医院和企业的实习等社会实践类课程使学生能够直接接触社会，了解医疗仪器的实际应用及生产过程，增加学习兴趣和感性认识。我们通过多种渠道增加学生走向社会和了解社会的机会，定期去医院和企业实习，组织学生参观大型医疗仪器博览会。通过这些社会实践活动，让学生接触社会，开阔视野，了解社会和企业对人才的要求，不但增加了感性认识，也有利于学生就业。

学生的课外科研技能训练是学生提高实践和科研能力的重要环节，我们从大二学生开始，按照教师的科研方向，将学生分成许多科研小组，学生先跟着导师学习，得到科研方面的基本训练，然后针对某个课题进行研究。此外，通过积极引导学生参加大学生创新实验和各类科技竞赛提高了学生的实践和创新能力。今后将对学生科研技能训练活动进行规范，将课外科研训练体系纳入实践教学体系中。

四、面向产、学、研结合的实践教育体系

生物医学工程实践教学是复杂的系统工程，有很多问题有待深入研究。探索符合自身特点的实践教学体系是生物医学工程教育可持续性发展的关键所在。在实践教学中，尽管我们做了许多尝试和努力，但现有的实践教学体系和模式仍然存在许多弊端。其中，最主要的问题是实践教学体系与企业和社会的需求脱节，培养的学生缺乏创新精神和企业所要求的实践能力。事实表明，只有培养出具有创新意识和符合社会要求的专业人才，才能提高生物医学工程的研究水平和产业水平，从而带动和促进生物医学工程教育水平的提高。未来生物医学工程实践教育必须依托企业、医院和社会的需求，有的放矢地进行实践教学。因此，学校、医院和产业界应通力合作，一方面，企业为学生提供更多的实习机会，另一方面，企业也从“定制”的训练中培养企业所需要的人才。随着校企交流和合作的深入，逐渐形成科研方面的合作，从而进一步提高人才培养的层次，使生物医学工程教育和产业进入良性发展的轨道。

电气工程实验中心的实验开放体系

徐建军，王玮，倪平浩，关宇

（北京交通大学，100044）

摘要：本文对开放实验室的形式和方法进行了探讨。我们提倡开放实验室，鼓励引导学生自觉走进实验室，提高学生的动手能力，培养学生的创新精神，创建和谐实验教学秩序。针对不同的课程，采用不同的实验室开放形式和管理方法，尽可能地实现最大限度地利用实验资源。我们的实践表明，有效的开放实验室管理方法能够培养学生专业兴趣，吸引学生走进实验室，能够培养学生团结协作、自主创新的能力，能够提高学生的专业综合能力和素质。

关键词：开放实验室 动手能力 创新精神

一、引言

为了最大限度地利用实验中心的设备和房屋资源，也为了培养学生的专业兴趣，电气工程实验中心从2002年以来对本科实验平台体系进行了改革，对本科生全天候开放实验室，通过课程实验、创新实验、创新设计、“电气杯”等吸引学生走进实验室，挖掘学生的潜能，提高实验室的利用率，让实验室成为学生素质能力培养的平台。

开放实验室能够充分利用实验教学资源，也适应了当前学生的选课需要，能够提供给学生和老师宽松自由的实验环境。学生只要需要使用实验室资源的项目，就可以填表申请使用。目前我校多数课程都是学生自主选老师，打破了班级的界限，很难找出集中上实验课的时间，而开放实验室，学生就可以自主安排时间进实验室完成实验环节。

二、实验教学环节的改进

为了适应学生的自主选课系统，电气实验中心推出了实验环节网上交互系统，学生可以根据自己的课余时间来选课程实验时间，也可以网上答疑，还可以网上查阅设计资料。

对实验教学体系进行了改进，原来电气工程学院的实验教学体系分为课程实验和课程设计两个层次，现在压缩了传统的验证性课程实验，增加了综合型和设计型课程实验，增加了专业综合设计和科技创新设计，实验教学体系更新为课程实验、课程设计、专业综合设计和科技创新设计4个层次。