人體機能替代裝置教學方法改革探索

趙改平，陳二云，周穎，王殊軼，胡秀枋

1上海理工大學 醫療器械與食品學院( 上海 ,200093)

2上海理工大學 能動學院( 上海 ,200093)

0 引言

人體機能替代裝置課程是生物醫學工程中醫療器械專業研究領域的一門專業基礎課，它是以醫療器械儀器或產品作為主要研究對象，分析研究醫療器械儀器的工作原理、機械結構、系統控制、臨床應用、參數設計及病變的醫學基礎等。醫療器械儀器或產品是多學科的高技術密集型產品，涉及諸如高性能計算機、精密機械技術、激光技術、檢測傳感技術、宇航技術、信息技術和生物醫學工程技術等，醫療器械產品是多學科的知識交叉和綜合應用［1］。隨著醫療器械產品快速的發展，新產品的新技術、新材料和新工藝及時的應用和集成到產品中，要求人體機能替代裝置課程在教學方法和教學內容上必須改革，在兼顧醫療器械儀器原有的基本原理和基礎知識學習的同時，必須將該領域前沿的科學問題和新產品的核心技術講授給學生，學生們才能與新時代科學技術高速發展的醫療器械行業接軌，領會到掌握基本原理和基礎知識后可以研發和創造新的醫療器械產品，并時刻關注和掌握醫療器械相關產品的新信息、新動態，同時激發學生的創新精神，激發學生學習的主動性和積極性，避免學生學習的知識陳舊落后，從而培養出適合醫療器械領域的高水平、高素質的有用人才。

1 傳統教學方法與數字化密切結合

醫療器械產品發展的基本特征是數字化、信息化和網絡化，是多學科、跨領域的現代高新技術的結晶。隨著醫療器械行業的快速發展，產品向著多元化、智能化、系統化、綜合化和微型微觀的方向發展。人體機能替代裝置課程主要分析研究醫療器械儀器或產品的工作原理、機械結構、系統控制、臨床應用、參數設計以及病變的醫學基礎等。傳統的教學方法結合現代的教學手段，才能將內容枯燥乏味的授課知識點以生動形象地表達，將儀器的基本原理與實際產品的應用相結合，來提高學生的學習興趣，拓展學生的知識領域，讓學生更容易理解、掌握和應用各知識點，提高課堂教學的效果和教學質量。

數字化教學方法使人體機能替代裝置的課堂教學更加直觀化、可視化和物像化，人體機能替代裝置課程將數字化技術全面融入教學構想、教學案例實踐分析以及儀器或設備的設計研發當中，順應了數字化時代的設計和要求［2］，從而改變學生的學習方式，提高教學的效率及質量，彌補了傳統教學方式中存在的不足。如血液透析這部分內容的教學過程中，采用傳統教學方法講授空心纖維型透析器主要利用半透膜的原理，將患者的血液與透析液同時引進透析器，而兩者在透析膜的兩側呈反方向流動，借助膜兩側的溶質梯度、滲透梯度和水壓梯度，以達到清除毒素和體內滯留過多的水分，同時補充體內所需的物質［3］，則通過數字化方式呈現給學生整個動態的過程，跟隨單個粒子的運動軌跡，能很清晰地理解和掌握這一概念。

2 教學內容與時俱進

數字化教學有利于優化課程的教學內容，構建數字化教學資源的體系，革新教師的教學方式。教師通過數字化手段呈現教學內容的同時，會列出最新的醫療器械的相關信息，提出新部件、新材料、新工藝發展的現狀，目前該醫療器械產品實際應用中的技術壁壘，臨床應用中存在和面臨的實際問題，特別是目前相關研發公司在研發過程中的難點和關鍵技術問題。人體機能替代裝置課程把教材的知識點傳授給學生的同時，更注重將該學科領域涉及的現代科學技術發展下的新產品、新成果、新技術介紹給學生，讓同學們接受理論知識點灌輸的同時，學習前沿的相關新產品的新理念、新材料性能及新工藝手段，通過在教學內容和教學實踐中引入這些跨學科、多層次的前沿性的研究成果，不斷豐富教學內容和完善教學資源［4］，結合最新科技動態和社會動態，在有限的課時內傳授給學生最大的信息量，豐富學生的知識面，開創學生的創新思維和發散思維。

加強教學內容與產品研發或科研項目相結合，作為案例分析法或討論方式法來進行授課，在解決科學實際研究問題中開展相關的教學活動，借助現代化信息技術和傳統教學方式，構建視野寬廣、內容新穎、結構合理的人體機能替代裝置課程的教學內容，有利于學生創新能力的培養，以及綜合素質能力的提高，同時也滿足社會對創新型人才的需求。

3 信息化教育的實踐探索

信息技術和互聯網科技的發展變革，信息化教育進入了人們的視野，在線課程作為信息化教育的主要形式受到我國高校高等教育領域的重視［5］。人體機能替代裝置在線課程的建設能有效開發利用現有的網絡教育資源，結合醫療器械新產品、新技術、新材料、新工藝的前沿成果整合到現有的教學課件資源中，合理布局和分配主要醫療器械儀器相關知識點的講授內容，合理規劃課程進度和安排，同時增設師生互動環節，開展多元化的學習和評價方法，改進在線學習監測方式，采取多種考核方式，同時提供課后輔導和交流，提高學生使用網絡學習的積極性，進一步提升在線課程的綜合教學質量。人體機能替代裝置在線課程的教學內容、教學方法、課程設計、培養模式、互動環節、習題題庫與評價方式等，隨著教學實踐的進行，需要不斷探索和更新，更加開放的教學環境，實現培養學生創新性的思維方式，培養學生獨立思考的能力，使學生學會舉一反三，分析醫療器械產品中類似的問題和解決的方法，提高教學效率的同時培養學生的自學能力。

人體機能替代裝置在線課程的建設也在不斷的探索和改革中，師生共同學習醫療器械儀器基本原理的同時，探索研究新產品中核心知識和技術的應用，從海量的學習資料中分析研究，提高學生信息獲取的技能，利用相關網絡信息、建模和編程軟件等歸納分析，及時呈現同學們自己的觀點、想法和設計，并考慮學生的素質、才能、知識和個性等的差異性，從多視角出發，因材施教，采取不同的教學方法和教學策略，培養學生的自我表達能力，提高學生對待科學問題獨立思考的意識，最大限度地發揮學生的創新思維，做到傳統的教學方法如講授法、討論法、實驗法等與新產品、新理念、新工藝的數字化、信息化和網絡化教學方法的密切結合。

網絡信息化教育的發展推動了人體機能替代裝置課程的教學方法和教學手段的革新，網絡為媒介采用數字化的手段將醫療器械產品的基本原理和基本知識傳授的同時，也不斷更新和呈現新產品、新理念、新材料和新工藝給予學生，教學過程的實施不再受時間、對象和空間范圍的限制，同時激發學生學習的創新精神、主動性和積極性，使其緊跟醫療器械行業快速發展的步伐，培養出適合醫療器械領域的有用人才。