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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè);生物安全意識;安全防護(hù)
生物安全防護(hù)是指在實驗室環(huán)境下處理和保存感染性物質(zhì)的過程中采用的一系列防護(hù)措施,包括個人防護(hù)裝備、實驗室防護(hù)措施、相關(guān)儀器設(shè)備、物品和管理體系[1-2]。2003年春,各地發(fā)生的醫(yī)院內(nèi)醫(yī)務(wù)人員和臨床實驗室工作人員SARS感染事件,引起了各國政府的高度關(guān)注,我國也相繼出臺了《病原微生物學(xué)實驗室生物安全管理條例》《實驗生物安全通用要求》等法規(guī)和文件。醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后在各級醫(yī)院臨床實驗室工作,因此培養(yǎng)其具備臨床實驗室生物安全知識與技能十分重要。本文結(jié)合筆者的臨床實驗室工作經(jīng)驗和教學(xué)實踐,針對醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生在實驗中存在的生物安全問題,探討開展生物安全知識教育與技能培訓(xùn)的做法與體會。
1實驗教學(xué)中存在的生物安全問題
(1)隨意攜帶與實驗無關(guān)的物品進(jìn)入實驗室,包括食物、飲料、衣物等。
(2)個別學(xué)生沒有按要求穿工作服進(jìn)入實驗室,甚至還有衣衫不整、長發(fā)披肩等現(xiàn)象。
(3)實驗預(yù)習(xí)不充分,對實驗操作流程不夠熟悉。
(4)個人生物安全防護(hù)意識薄弱。在實驗過程中,個別學(xué)生貪圖方便,不按要求戴手套、口罩,實驗物品使用后不按要求分類存放等。
(5)實驗垃圾和廢棄物存在混放現(xiàn)象。
2培養(yǎng)學(xué)生生物安全意識的做法
2.1喚起學(xué)生的生物安全意識
結(jié)合專業(yè)課教學(xué),重溫2003年醫(yī)務(wù)人員和臨床實驗室工作人員SARS感染案例,分析討論近年來發(fā)生的臨床實驗室生物安全重大事故案例,喚起學(xué)生的生物安全意識。通過舉辦專題講座的方式,組織學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)《臨床實驗室安全準(zhǔn)則》《病原微生物學(xué)實驗室生物安全管理條例》《實驗生物安全通用要求》《實驗室消毒技術(shù)規(guī)范》《臨床實驗室安全要求和措施》《臨床實驗室廢物處理原則》《醫(yī)療廢物管理條例》等法規(guī)和文件,讓學(xué)生熟知臨床實驗室生物安全操作規(guī)范。
2.2結(jié)合實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識與技能
2.2.1課前做好生物安全知識教育培訓(xùn)
包括實驗室安全管理制度、實驗操作規(guī)程、安全防護(hù)措施和緊急事故處理預(yù)案等。檢查學(xué)生的儀容儀表和實驗預(yù)習(xí)情況,對儀容儀表不達(dá)標(biāo)的學(xué)生,責(zé)令其立即整改;對安全意識淡薄、實驗預(yù)習(xí)不充分的學(xué)生,要求其重新學(xué)習(xí),檢查合格后再安排上課。
2.2.2規(guī)范實驗操作,強(qiáng)化學(xué)生的生物安全意識與技能培養(yǎng)
醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)主干課程(包括臨床檢驗技術(shù)、微生物檢驗技術(shù)、寄生蟲檢驗技術(shù)、免疫學(xué)檢驗技術(shù)和血液學(xué)檢驗技術(shù)等課程)實驗項目所需的標(biāo)本均來自人體的血液、體液或排泄物,這些標(biāo)本很可能是疾病的傳染源,對人體健康造成威脅。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識與技能,在實驗過程中必須嚴(yán)格規(guī)范實驗操作規(guī)程,防范實驗室生物安全事故發(fā)生。具體做法為:(1)實驗前由帶教教師分組示教(一般每組10人左右為宜),規(guī)范實驗操作步驟,告知學(xué)生可能遇到的突發(fā)事件及急救措施;(2)實驗中加強(qiáng)個人生物安全防護(hù)管理,強(qiáng)化學(xué)生的生物安全意識培養(yǎng),如進(jìn)行有生物危害、有毒、有刺激或有腐蝕性的操作時,應(yīng)戴好手套或面罩等防護(hù)用具;(3)加強(qiáng)實驗過程管理,嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,把安全教育和必要的安全操作指導(dǎo)與訓(xùn)練貫穿于實驗教學(xué)過程的始終。實驗期間,帶教教師不能離開實驗室或坐在一邊做與實驗無關(guān)的事(如聊天或批改作業(yè)等),應(yīng)不斷巡視指導(dǎo)學(xué)生實驗,對學(xué)生的不規(guī)范操作及時糾正。同時要指導(dǎo)學(xué)生正確處理實驗廢棄物,避免出現(xiàn)有害實驗廢棄物與生活垃圾混放的現(xiàn)象,養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣。在進(jìn)行一些危害性特別大的實驗如操作劇毒化學(xué)品、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器時,指導(dǎo)教師應(yīng)密切監(jiān)督整個過程。
2.2.3實驗結(jié)束指導(dǎo)學(xué)生做好實驗用品的整理和清潔工作
清潔與消毒是保障生物安全管理的重要環(huán)節(jié),只有正確到位的清潔與消毒才能保證在安全環(huán)境下安全工作。實驗室的清潔與消毒要按生物安全防護(hù)要求,遵守先消毒后清潔的原則,對需要消毒的物品徹底消毒、不留死角。將實驗用過的吸管、試管、玻片等帶菌器材按要求放在指定的地方,利用高壓鍋、化學(xué)消毒劑、燒灼等消毒方法處理,切勿亂丟或?qū)Ь后w傾入水池,并禁止將實驗用品帶出實驗室。實驗試劑、儀器設(shè)備等用品,清潔后放回原處,并將操作臺用消毒液擦拭干凈。最后使用消毒液清潔地板,離開實驗室前脫下白大衣,用2%來蘇水浸泡雙手5分鐘左右,再用肥皂、清水將雙手清洗干凈,然后關(guān)好水、電及門窗后方可離開實驗室。
2.3鞏固學(xué)生的生物安全知識與技能
(1)每次實驗課結(jié)束,通過提問或小組競賽的方式,結(jié)合實驗內(nèi)容、標(biāo)本及臨床實驗室的生物安全要求,提出相關(guān)問題讓學(xué)生討論、回答,以鞏固學(xué)生的生物安全知識與技能。如哪些操作需戴手套、穿防護(hù)服或戴防護(hù)鏡?SARS、手口足病、甲型H1N1流感等不同樣本的處理方式是什么?病原微生物分為幾級,哪些微生物不能在二級醫(yī)學(xué)實驗室培養(yǎng)?哪些操作會產(chǎn)生氣溶膠?哪些微生物會通過氣溶膠傳染人,怎樣預(yù)防?實驗廢棄物如何安全處理?利器損傷如何處理等。
(2)把生物安全知識與技能納入實驗教學(xué)考試內(nèi)容,分?jǐn)?shù)比例按實驗總成績的30%計入實驗成績。
3培養(yǎng)學(xué)生生物安全意識的效果
生物安全與每一個人息息相關(guān),抓好醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生的生物安全培訓(xùn)是職業(yè)素質(zhì)要求,是崗位能力的需要[3]。近年來,我們通過實驗教學(xué)改革,在校期間結(jié)合教學(xué)內(nèi)容有針對性地對學(xué)生進(jìn)行生物安全知識教育與技能培訓(xùn),極大地豐富了學(xué)生的生物安全知識,強(qiáng)化了學(xué)生生物安全技能的培養(yǎng),使學(xué)生養(yǎng)成了良好的實驗室工作習(xí)慣,有效地提高了學(xué)生的生物安全防護(hù)能力。近兩年,我們隨機(jī)對本專業(yè)二年級學(xué)生的生物安全知識和技能掌握情況進(jìn)行抽查,合格率均達(dá)98%以上,生物安全知識和技能達(dá)標(biāo)率較之前有明顯提高。生物安全知識教育與技能培訓(xùn)為學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間、實習(xí)期間和畢業(yè)后的實驗室安全工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)院校 生物技術(shù) 實驗室建設(shè)
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),將生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)有機(jī)融合是生命科學(xué)當(dāng)前發(fā)展的趨勢和主流。醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)是醫(yī)學(xué)院校為適應(yīng)我國中長期發(fā)展戰(zhàn)略及整個生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展要求而設(shè)立的新興專業(yè)[1]。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,醫(yī)學(xué)生物技術(shù)已經(jīng)成為生物技術(shù)中發(fā)展最快、成果最多的領(lǐng)域[2]。生命科學(xué)的迅速發(fā)展對醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)實驗室的建設(shè)也提出了更高的要求。如何加強(qiáng)實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè),加強(qiáng)實驗室科學(xué)化、人性化管理,建設(shè)具有良好實驗環(huán)境的實驗室成為教學(xué)創(chuàng)新體系的重要組成部分。近年來,許多高校就如何加強(qiáng)生物技術(shù)實驗室建設(shè)進(jìn)行了探索,陶士強(qiáng)[3]等通過優(yōu)化生物技術(shù)實驗室開放運(yùn)行模式,在開放實驗室建設(shè)中就如何提高實驗設(shè)備的利用率、培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力方面進(jìn)行了探索;喻林華[4]、黃志君[5]、曲戎梅[6]分別從實驗室規(guī)范化管理、高效化管理、開放式管理對生物技術(shù)實驗室建設(shè)進(jìn)行了探索和實踐。
從近年來我校對生物技術(shù)實驗室建設(shè)與管理改革實踐出發(fā),結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗,現(xiàn)將具體做法、經(jīng)驗及取得的成效簡介如下:
1 醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗室建設(shè)的背景和必要性
實驗室是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要場所。生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生成為具有生物科學(xué)基礎(chǔ)知識和實踐技能的生物技術(shù)人才,因此加強(qiáng)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)對培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)非常重要。然而由于種種原因, 我國的生物實驗教學(xué)起步較晚,以致重知識、輕實驗, 重理論、輕實踐,學(xué)生“高分低能”現(xiàn)象至今仍相當(dāng)普遍[7]。生物技術(shù)專業(yè)僅有十年左右的歷史,屬于一個全新的專業(yè),而醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗室建設(shè)更是缺乏相關(guān)經(jīng)驗,如果完全照搬綜合性大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)體系,既不能滿足醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,又不能體現(xiàn)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)實驗室建設(shè)特色。因此,探索一種能體現(xiàn)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè)模式,對提高醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗室建設(shè)水平,加強(qiáng)醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生實踐操作能力,無疑將起到一個積極的推動作用。
2 加強(qiáng)醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)
2.1 嚴(yán)格執(zhí)行人才引進(jìn)制度,爭取引進(jìn)最適合實驗室工作的人才
醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗課具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn),實踐性很強(qiáng),實驗室技術(shù)人員需要具備扎實的實踐操作水平。我們在實驗室人才引進(jìn)過程中嚴(yán)格把關(guān),重點(diǎn)引進(jìn)具有生物技術(shù)相關(guān)學(xué)科背景的本科以上學(xué)歷人員,優(yōu)先錄用具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)交叉學(xué)科背景的人才。在人才引進(jìn)過程中,不是一個人說了算,而是成立人才引進(jìn)工作領(lǐng)導(dǎo)小組,由院長擔(dān)任組長,各教研室、實驗室主任和科研骨干教師為組員,整個引進(jìn)過程在一個公開、公正、公平的環(huán)境中進(jìn)行。
2.2 改革實驗室人員工作方式和方法,盡量做到事半功倍
2.2.1 實驗室工作人員參與專業(yè)教師集體備課活動
長期以來,實驗室工作人員只負(fù)責(zé)實驗課的準(zhǔn)備工作,不參與實驗帶教;而課程授課教師只負(fù)責(zé)實驗課帶教工作,不參與實驗課的準(zhǔn)備,這種方式無疑加大了帶教教師和實驗室人員之間相互溝通的難度,遇到問題也不能及時解決。通過幾年的努力,我們摸索出一套行之有效的解決辦法,即讓實驗室工作人員參與專業(yè)教師集體備課活動。通過這種形式的集體學(xué)習(xí)和交流,增強(qiáng)了實驗人員與專業(yè)教師的溝通,使教學(xué)在理論和實踐兩個環(huán)節(jié)更好地銜接。
2.2.2 帶教教師參與實驗室準(zhǔn)備工作
針對醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)以實驗技術(shù)和實際操作為基本專業(yè)技能的特點(diǎn),我們規(guī)定專業(yè)教師輪流到實驗室工作,時間由半年到一年不等。專業(yè)教師要參加實驗室的常規(guī)工作,包括各課程的實驗預(yù)示、實驗準(zhǔn)備、實驗課帶教、開放實驗室項目的確立、綜合性實驗方案的擬訂等。通過參加實驗室的工作,各位教師都能熟練地掌握實驗過程,對實驗過程出現(xiàn)的異常現(xiàn)象也能從中找出原因并加以解決,使實驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。
2.2.3 建立實驗教學(xué)隊伍考核機(jī)制
為了提高實驗室工作人員的業(yè)務(wù)水平,學(xué)院定期對實驗技術(shù)人員業(yè)務(wù)能力進(jìn)行考核,考核內(nèi)容是生物技術(shù)實驗室承擔(dān)課程的基本理論知識及實驗操作,所有實驗室工作人員均須參加考核??己艘蚤]卷考試及現(xiàn)場操作的形式進(jìn)行,各位教師積極準(zhǔn)備,認(rèn)真對待,把此次考核作為一次自我提升的機(jī)會??己顺煽儗⒋嫒雮€人業(yè)務(wù)檔案,作為職稱晉升和年度考核評優(yōu)的重要依據(jù)。
3 大力加強(qiáng)實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
我校醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實驗室成立于2006年1月,是一個承擔(dān)生物技術(shù)專業(yè)相關(guān)課程實驗教學(xué)的綜合實驗室,經(jīng)過幾年的建設(shè)和發(fā)展,實驗室已經(jīng)基本具備了較好的場地條件和實驗儀器。但隨著醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的迅猛發(fā)展及學(xué)校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,實驗室現(xiàn)有實驗場所和實驗設(shè)備已經(jīng)不能滿足需求。從2010年開始,實驗室積極向?qū)W校爭取實驗場所,新增加了1個發(fā)酵室、1個細(xì)胞培養(yǎng)室、1個微生物培養(yǎng)室和1個實驗準(zhǔn)備室,現(xiàn)有實驗面積近1 500平方米;2011年,實驗室在原有超速冷凍離心機(jī)、全自動機(jī)械攪拌玻璃發(fā)酵罐、生物發(fā)酵與提取系統(tǒng)、高速逆流色譜等高檔儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上,與山東省財政廳共同投資近300萬元購買了超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)、凝膠成像分析系統(tǒng)和熒光分光光度計等一大批大型實驗儀器,教學(xué)和科研條件得到進(jìn)一步改善,為培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新性人才奠定了堅實基礎(chǔ)。
4 進(jìn)一步完善實驗室各項規(guī)章制度,重點(diǎn)做好制度的落實工作
4.1 建立健全實驗室各項規(guī)章制度,盡量做到各項工作都能有章可循
自2006年實驗室組建開始就建立了一套比較全面的實驗室規(guī)章制度,內(nèi)容包括實驗室人員日常管理規(guī)定、實驗物品管理規(guī)定、實驗儀器使用管理規(guī)定等。另外,根據(jù)日常工作需要,我們又建立了實驗室安全管理制度分冊,比如實驗室涉及有毒微生物的保存、實驗廢棄物的處理以及水、電、氣等危險因素的應(yīng)急預(yù)案;對于實驗室所涉及的實驗物品管理,包括平時實驗藥品的損耗情況、大型實驗儀器的使用情況,我們引入了相關(guān)軟件管理系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。
4.2 做好實驗室規(guī)章制度的更新和完善工作,更要抓好各項制度的落實
4.2.1 對實驗室各項制度定期進(jìn)行更新和完善
隨著醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,實驗室各項工作也將日新月異。由于實驗室的特殊性,如果疏于管理極易出現(xiàn)人身傷害、財產(chǎn)損失及環(huán)境污染等重大安全事故,為了科學(xué)、有效地服務(wù)教學(xué)和科研工作,實驗室定期對規(guī)章制度進(jìn)行增補(bǔ)、修訂和完善,如重新修訂《危險化學(xué)品及有毒化學(xué)品管理辦法》和《實驗中心儀器設(shè)備損壞、丟失、賠償制度》,新增《實驗室開放管理辦法》《大型貴重儀器設(shè)備管理辦法》《低值耐用品管理辦法》等多項內(nèi)容。這些制度為順利完成實驗、實踐教學(xué)任務(wù),充分發(fā)揮實驗室作用提供了保障。
4.2.2 千方百計做好實驗室各項制度的落實工作
實驗室各項規(guī)章制度由實驗室主任監(jiān)督其全面落實情況,對于出現(xiàn)的違章情況報生物科學(xué)學(xué)院辦公室處理;嚴(yán)格按照“誰主管、誰負(fù)責(zé)”原則,由實驗室工作人員具體實施各項規(guī)章制度;另外,對于安全管理制度和設(shè)備安全操作規(guī)程等重要規(guī)定,應(yīng)張貼在實驗室明顯易見的地方,嚴(yán)格執(zhí)行,相互監(jiān)督,不得違章。
5 成效
經(jīng)過幾年的探索與實踐,生物技術(shù)實驗室改善了實驗教學(xué)條件,明確了相關(guān)人員的崗位職責(zé),實驗技術(shù)人員工作積極性和工作效率明顯提高。同時還完善了實驗室各項規(guī)章制度,實驗室的教學(xué)、管理工作趨于規(guī)范化、制度化和科學(xué)化,實驗室建設(shè)取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:遺傳學(xué)實驗;教學(xué)改革;生物技術(shù)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0190-02
遺傳學(xué)(Genetics)是生命科學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)學(xué)科之一,遺傳學(xué)教學(xué)實驗作為遺傳學(xué)課程的重要組成部分,不但可以加深培養(yǎng)學(xué)生對基本理論的認(rèn)知和理解,還可以提高觀察、分析和解決問題的能力,并影響學(xué)生的世界觀和正確的思維方法[1]。而近年來高校教育改革的工作重點(diǎn)也不光是要求能夠培養(yǎng)學(xué)生具有良好的理論知識基礎(chǔ),更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生具備熟練的實驗操作技能,從而提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力和動手能力[2]。
一、實驗教學(xué)模塊和內(nèi)容的改革
如今遺傳學(xué)作為發(fā)展最迅速的學(xué)科之一,不但增加了大量的分子遺傳學(xué)內(nèi)容,而且經(jīng)典遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)以及群體遺傳學(xué)三者相互補(bǔ)充和穿插在一起,因此遺傳學(xué)實驗教學(xué)必須不斷補(bǔ)充和改革實驗教學(xué)內(nèi)容,從而為創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)提供有利的平臺。遺傳學(xué)實驗教學(xué)模塊龐大,而學(xué)時數(shù)有限,還要做到突出模塊中的重點(diǎn)和特色,只有通過精選實驗內(nèi)容,綜合考慮、合理規(guī)劃實驗?zāi)K的構(gòu)成,才能在有限的教學(xué)時間內(nèi)使學(xué)生較全面系統(tǒng)地掌握遺傳學(xué)實驗原理和操作技術(shù)。本教研室重新對遺傳學(xué)實驗教學(xué)模塊進(jìn)行了科學(xué)、合理的制定和分布,主要由基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新型三大實驗教學(xué)模塊構(gòu)成。基礎(chǔ)型模塊:主要包括了以前染色體操作及經(jīng)典遺傳三大遺傳規(guī)律實驗內(nèi)容的驗證。綜合型模塊:我們保留了植物多倍體的誘導(dǎo)與鑒定、染色體數(shù)目變異及結(jié)構(gòu)變異分析。創(chuàng)新型模塊:是分子遺傳基礎(chǔ)實驗,如植物細(xì)胞DNA的提取、PCR擴(kuò)增等。另外我們專門針對實驗操作能力強(qiáng)的學(xué)生新增了植物遺傳轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒的提取等實驗,作為平時的開放性綜合實驗。改革后,不僅保留了以前實驗?zāi)K中的經(jīng)典內(nèi)容,學(xué)生還可以從綜合型模塊的實驗中全程參與所有實驗內(nèi)容,讓學(xué)生從宏觀角度上對實驗有一個全面的認(rèn)識和學(xué)習(xí)。而通過創(chuàng)新模塊,利用現(xiàn)代分子遺傳學(xué)實驗技術(shù),不僅拓展了學(xué)生眼界,而且加強(qiáng)了學(xué)生操作能力和實驗范圍,最終達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的實驗教學(xué)目的。
二、實驗教學(xué)手段和方法的改革
以前教師在上課前就已經(jīng)準(zhǔn)備好所需的實驗材料、試劑、儀器設(shè)備,并按部就班地講解實驗?zāi)康摹⒃砗头椒ú襟E,然后學(xué)生提交一份驗證已知的實驗結(jié)果的實驗報告。學(xué)生只是死板地為做實驗而做實驗,一般實驗課平均3個學(xué)時,在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗內(nèi)容比較緊張,因此實驗效率不高,如制片實驗,在平均30個人的實驗課中,只能達(dá)到50%的制片合格率,教學(xué)效果很不理想,在整個實驗教學(xué)過程中缺乏主動性,難以激發(fā)學(xué)生對實驗課的興趣。因此,本教研組提出了以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施。
1.要求學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料對實驗?zāi)康暮驮磉M(jìn)行學(xué)習(xí)和了解,并熟悉基本實驗步驟和過程,并交一份預(yù)習(xí)報告作為實驗考核的一部分。這樣才能讓學(xué)生對整個實驗有一個全面的了解,保證能達(dá)到一個較好的實驗效果。
2.組織學(xué)生參與實驗材料的準(zhǔn)備工作。如有絲分裂實驗,我們將種子分配給每組進(jìn)行發(fā)根,實驗中所需的藥品也在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生自行配置,對根尖的預(yù)處理、固定、解離都由各小組自行處理。這樣能讓學(xué)生對整個實驗有一個全程的學(xué)習(xí),還能提高學(xué)生實驗動手能力。
3.隨著科技迅速的發(fā)展,我們可以充分利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和多媒體等教學(xué)手段來提高教學(xué)效果。課前由教師將誘導(dǎo)和鑒別多倍體的過程完整地拍攝下來放在網(wǎng)上,讓學(xué)生們在課前預(yù)習(xí)時觀看。這樣能大大增強(qiáng)實驗效果,提高實驗質(zhì)量。
三、實驗教學(xué)與科研相結(jié)合的改革
教學(xué)和科研相結(jié)合就在于將科研引入到教學(xué)中去,使教學(xué)科研化。而實驗教學(xué)不光單單給學(xué)生們傳授實驗技能和鞏固理論知識,更重要的是將理論和實踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和提高實踐能力[3]。因此我們要將科研滲透到實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié),滲透到學(xué)生培養(yǎng)的方方面面。如今大多數(shù)高校都有大學(xué)生科研項目訓(xùn)練計劃(SRTP),而且很多教師自己的科研內(nèi)容都與分子遺傳學(xué)方向的研究有密切關(guān)系,可以讓學(xué)生參與到自己的與遺傳學(xué)相關(guān)的科研項目中來,拓展和深化學(xué)生所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。為此,教研組專門針對分子遺傳學(xué)實驗進(jìn)行了延伸和拓展,給學(xué)生一個大的實驗方向,通過自己查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料后,提出實驗設(shè)計,撰寫開題報告,經(jīng)學(xué)校專業(yè)教師團(tuán)隊審批后才能進(jìn)行實驗。而整個過程中,教師僅起指導(dǎo)和輔助作用,以后實驗的各個環(huán)節(jié)均由學(xué)生親自動手完成。如馬鈴薯的遺傳轉(zhuǎn)化,首先讓學(xué)生進(jìn)行馬鈴薯試管薯的誘導(dǎo)培養(yǎng),然后將構(gòu)建好的表達(dá)載體提供給學(xué)生,讓其培養(yǎng)和活化,最后讓學(xué)生采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的馬鈴薯試管薯薄片轉(zhuǎn)化法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。通過這種以科研項目來擴(kuò)展遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的方式,不但可以豐富遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容,深化學(xué)生所學(xué)的遺傳學(xué)知識,而且能夠提高學(xué)生實驗操作技能和綜合分析問題和解決問題的能力,為將來獨(dú)立完成科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
四、實驗教學(xué)考核方法的改革
以前實驗課程的成績光以實驗報告的質(zhì)量來評定給分,導(dǎo)致部分學(xué)生出現(xiàn)抄襲實驗報告、偽造實驗結(jié)果的現(xiàn)象,而有些學(xué)生雖然能夠認(rèn)真完成實驗,但由于字跡潦草等因素,未能取得好成績,不能客觀、公正地反映出學(xué)生的真實的實驗水平和操作能力,其可信度大大降低,影響學(xué)生實驗的積極性和主動性,不能樹立學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。因此,我們首先要求學(xué)生對實驗方法和步驟進(jìn)行簡要闡述,然后在實驗過程中教師會對每個學(xué)生的實驗操作水平和發(fā)現(xiàn)問題時的分析和解決能力進(jìn)行綜合評分,最后要求學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋,如果實驗失敗也要寫出相應(yīng)的原因,并分析失敗的實驗步驟和心得體會,同時,堅決杜絕學(xué)生修改實驗結(jié)果、弄虛作假等行為。整個實驗考核包括實驗預(yù)習(xí)報告(30%)、實驗操作能力(20%)、實驗報告主體(20%)、實驗結(jié)果分析(30%)??傊?,制定科學(xué)合理的實驗考核評價體系,兼顧實驗課教學(xué)中的每一個環(huán)節(jié),這樣才能全面、客觀地考核學(xué)生的實驗操作能力、設(shè)計創(chuàng)新能力、綜合分析能力以及實驗報告的撰寫質(zhì)量。
如今專門針對生物技術(shù)專業(yè)的具有本專業(yè)特色的遺傳學(xué)實驗體系尚未成熟,因此為了提高學(xué)生的專業(yè)技能和培養(yǎng)具有專業(yè)特色的高素質(zhì)人才,本教研室通過現(xiàn)有實驗室資源,充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,對生物技術(shù)專業(yè)遺傳學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了探索,對原有的實驗教學(xué)體系進(jìn)行積極的改革,建立了新的實驗教學(xué)體系,并取得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]朱玉賢.現(xiàn)代分子生物學(xué)(第2版)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,2002.
【關(guān)鍵詞】食品微生物檢驗技術(shù);教學(xué)項目;一體化教學(xué)
中圖分類號:G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1006-0278(2015)09-156-01
高等職業(yè)院校的學(xué)生畢業(yè)后面臨的實際情況是千變?nèi)f化的,他們必須具有夠用的知識系統(tǒng)和靈活應(yīng)變的能力才能更好地適應(yīng)將來的崗位需求。因此,高等職業(yè)院校必須以企業(yè)要求為方向,把理論課和實踐課整合為一個有機(jī)結(jié)合的整體進(jìn)行教學(xué),將應(yīng)知的理論知識和應(yīng)會的操作技能緊密結(jié)合在一起,以實踐技能訓(xùn)練為主線,強(qiáng)化理論知識的指導(dǎo)作用,突出學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解。
食品微生物檢驗技術(shù)是食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,通過本課程的學(xué)習(xí),旨在使學(xué)生掌握扎實的食品微生物檢驗基礎(chǔ)知識,具備較強(qiáng)的實踐操作技能,能夠獨(dú)立完成食品生產(chǎn)過程中的微生物培養(yǎng)、檢驗及相關(guān)工作,并能使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真求實、團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng),形成良好的職業(yè)素質(zhì),為今后勝任食品質(zhì)量控制、食品質(zhì)量檢驗等相關(guān)崗位的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計與選取
職業(yè)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)行動能力。本課程從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計就緊緊圍繞學(xué)生職業(yè)行動能力的培養(yǎng)。食品微生物檢驗技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的選取,首先是通過校外食品企業(yè)專項調(diào)研,與食品生產(chǎn)企業(yè)專家共同研究論證,確定食品企業(yè)、食品檢測機(jī)構(gòu)等的微生物檢驗中的典型工作任務(wù),對這些典型的工作任務(wù)進(jìn)行工作過程分析,參照行業(yè)管理規(guī)范及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合職業(yè)教育的特點(diǎn)、規(guī)律,在企業(yè)人員的共同參與下設(shè)計對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,以項目化教學(xué)組織教學(xué)活動,構(gòu)建實訓(xùn)平臺使教-學(xué)-做一體化,實現(xiàn)理實一體化教學(xué)過程。
二、教學(xué)組織與實施
將理論知識的學(xué)習(xí)融于具體的任務(wù)中,按照行動模式的六個步驟(資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估)來組織教學(xué)過程,學(xué)生在做中學(xué),教師在做中教,讓學(xué)生學(xué)會獨(dú)立學(xué)習(xí),主動學(xué)習(xí),積極學(xué)習(xí),具有獨(dú)立計劃、實施和檢查的能力,培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。部分環(huán)節(jié)中采取小組學(xué)習(xí)的方式,針對教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí),共同討論研究解決問題的辦法,在討論、交流的過程中,通過不同觀點(diǎn)的交流、補(bǔ)充、加深每個學(xué)生對所學(xué)知識的理解,加強(qiáng)學(xué)生溝通和協(xié)作的能力。
為了提高教學(xué)效果,我們在教學(xué)規(guī)模上采取小班形式進(jìn)行教學(xué)。首先將全班同學(xué)以4~5人成立幾個工作小組,根據(jù)每個教學(xué)項目的具體內(nèi)容,教師提前下達(dá)任務(wù)單,任務(wù)單包含了本次要學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容及要求。各小組成員根據(jù)任務(wù)單要求去圖書館或網(wǎng)上查閱相關(guān)資料,進(jìn)行小組討論后,集思廣益共同制定工作方案,在理實一體化教室闡述工作方案的思路,由老師和其他組的同學(xué)對其工作方案進(jìn)行點(diǎn)評和評價,老師可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)講解相關(guān)理論知識。每個組根據(jù)老師和同學(xué)的評價意見對工作方案進(jìn)行修改,然后根據(jù)工作方案在理實一體化教室完成相應(yīng)任務(wù)。老師在學(xué)生根據(jù)方案進(jìn)行實操的時候進(jìn)行巡回檢查和指導(dǎo),最后由老師和學(xué)生共同對操作過程和結(jié)果進(jìn)行評價。在評價過程中,教師可以根據(jù)實際需要再次對相應(yīng)的理論知識進(jìn)行畫龍點(diǎn)睛的總結(jié),如在“自來水中細(xì)菌總數(shù)的測定”項目中,教師可以引領(lǐng)學(xué)生回顧細(xì)菌的菌落特點(diǎn),生長特性等相關(guān)知識。
三、課程考核
為客觀全面的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性,本課程采取過程考核與期末考核相結(jié)合的考評方式,強(qiáng)調(diào)過程考評的重要性,重點(diǎn)考核學(xué)生的動手操作能力和處理實際問題的能力,其中過程考評占70分,期末考評占30分。這樣的考評方式,充分調(diào)動了學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極性和自覺性,對學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng),起到了很好的促進(jìn)作用。
四、教學(xué)效果總結(jié)
學(xué)校和企業(yè)合作,學(xué)校專業(yè)教師、企業(yè)專家共同組成課程設(shè)計小組,以食品企業(yè)、食品檢測機(jī)構(gòu)等的食品微生物檢驗中的典型工作任務(wù)為教學(xué)載體,結(jié)合職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,以崗位需求為依據(jù),以職業(yè)能力為主線,使學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的內(nèi)容與企業(yè)工作過程中所需的知識和技能相一致,能夠讓學(xué)生將來畢業(yè)后迅速適應(yīng)企業(yè)的崗位要求,充分體現(xiàn)高職“以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,以能力為本位”的高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)。
在課程實施過程中,基于行動導(dǎo)向采用“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式組織教學(xué),教學(xué)項目以“任務(wù)”貫穿始終,教師引導(dǎo)學(xué)生在討論任務(wù)、分析任務(wù)、操作完成任務(wù)的過程中構(gòu)建屬于自己的經(jīng)驗和知識體系,提升了學(xué)生的實踐技能,發(fā)展學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
總之,食品微生物檢驗技術(shù)實施一體化教學(xué)模式教學(xué)以后,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到了較大改善,教學(xué)質(zhì)量得到了較大提高,為學(xué)生將來更好的適應(yīng)工作崗位打下了堅定的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:工科院校;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè);生物實踐教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G6421 423;Q 95-33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)07-0075-02
生物醫(yī)學(xué)工程(Biology Medical Engineering,BMI)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的,其主要是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)的角度,在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科,多學(xué)科的高度綜合交叉是生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)[1]。自上世紀(jì)70年代末以來,國內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校、綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),涵蓋了生物信息、醫(yī)療儀器、生物材料、生物工程等多個專業(yè)方向,課程設(shè)置主要包括工程類課程和醫(yī)學(xué)類課程,旨在培養(yǎng)具有各方面能力的復(fù)合型人才[2]。
在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)體系中,實踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神、提高整體教學(xué)質(zhì)量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在學(xué)校原來的信號與信息處理等優(yōu)勢學(xué)科的支撐下發(fā)展起來的,因此在醫(yī)學(xué)信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、生物傳感和生物信息學(xué)等領(lǐng)域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領(lǐng)域的實踐教學(xué)體系完善、教學(xué)平備。比較而言,學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研上相對薄弱,特別是在生物醫(yī)學(xué)方面的實踐教學(xué)有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學(xué)平臺薄弱、課時有限等問題。針對上述問題,我們從師資隊伍建設(shè)、資源優(yōu)化配置、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)方式更新等方面入手,對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實踐教學(xué)提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物學(xué)實踐教學(xué)存在的問題
南京郵電大學(xué)是傳統(tǒng)的工科院校,信息學(xué)科是學(xué)校的辦學(xué)特色。在工學(xué)為主體,以及“大信息”的背景下,學(xué)校的通信、電子、圖像和計算機(jī)等學(xué)科的科研氛圍濃厚、師資力量較強(qiáng),相關(guān)課程的教學(xué)體系成熟、教學(xué)特點(diǎn)鮮明。上述相關(guān)學(xué)科的實踐教學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了包括課內(nèi)實驗、專題實驗、綜合訓(xùn)練和生產(chǎn)實習(xí)一系列完善的實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。但隨著我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)工作的開展,以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的快速發(fā)展,迫切的需要將更多的生物醫(yī)學(xué)知識融入到工程學(xué)知識中。為了擴(kuò)展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在生物學(xué)教學(xué)方面,我校目前開設(shè)了幾門生物學(xué)領(lǐng)域的課程,包括現(xiàn)代生物學(xué)、定量生理學(xué)和解剖生理學(xué)等。
由于學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的科研和教學(xué)缺乏基礎(chǔ),因此這些課程的師資力量較為缺乏,實驗教學(xué)平臺也比較薄弱。此外,生物醫(yī)學(xué)課程多屬于理論加上實驗的課程,要求課時較多。以解剖與生理為例,理論課要講51個學(xué)時,實驗課也需要51個學(xué)時[4,5]。但我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大綱,對解剖與生理課程只設(shè)置了36個學(xué)時的理論課以及4個學(xué)時的實驗課。因此,在這些課程的理論課教學(xué)上,需要大幅的調(diào)整以適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求[4,5]。在實驗教學(xué)上,由于課時的限制,大多為演示實驗或參觀,學(xué)生缺乏動手實踐機(jī)會[6]。
筆者在調(diào)研學(xué)生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時,有68.1%的同學(xué)表示對這門課程感興趣或非常感興趣(表1),并且有30%的同學(xué)希望能有動手實踐的機(jī)會(表2)。但我校目前現(xiàn)有的師資力量、實驗教學(xué)平臺和課時設(shè)置都不能滿足學(xué)生的這一要求,因此,必須采取有效的改進(jìn)措施提高教學(xué)平水,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。
二、生物醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)辦法
1.培養(yǎng)專任教師隊伍。為了提高我校生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研水平,近幾年來,已引進(jìn)多個生物醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的博士和高級人才,構(gòu)建了一個高學(xué)歷的教師隊伍。教師的專業(yè)和研究方向包括了分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業(yè)背景和知識體系完全滿足了現(xiàn)有的生物課程教學(xué)和實驗教學(xué)的需要。
2.完善實驗教學(xué)條件。為了提高實驗教學(xué)水平,同時為了滿足學(xué)校科研項目發(fā)展的需要,我校已于近幾年建設(shè)完成了生物醫(yī)學(xué)實驗室。實驗室的建設(shè)目標(biāo)是建立一個以生物技術(shù)為核心,結(jié)合醫(yī)學(xué)診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實驗基地,使學(xué)生系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)和掌握全面的生命科學(xué)綜合實驗技能,以培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域創(chuàng)新性人才,同時為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的師生提供一個高水平的細(xì)胞、分子生物學(xué)實驗研究平臺,以加強(qiáng)不同學(xué)科間的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)操作平臺和蛋白結(jié)構(gòu)測試和信息處理的表征平臺。在此平臺上,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)立了核酸分離和檢測,核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標(biāo)測定等一系列的實驗。讓學(xué)生走進(jìn)實驗室,觀看并親自動手操作,極大激發(fā)了學(xué)生的對生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。
3.改革實驗教學(xué)內(nèi)容和方法。除了加強(qiáng)教師隊伍和實驗平臺的建設(shè),我們還通過多種教學(xué)方法和途徑改革實驗教學(xué)內(nèi)容。針對生物類課程實驗課時不足的問題,許多教師針對生物領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向開設(shè)了一系列的開放實驗項目,通過開放性實驗,讓學(xué)生走進(jìn)實驗室和動物房,讓學(xué)生跟著老師學(xué)習(xí)一些基本的生物學(xué)實驗以及動物實驗的操作技能和方法[7-9]。
在教學(xué)中,教師積極鼓勵對生物醫(yī)學(xué)相關(guān)實驗有興趣并且有能力的本科生申報創(chuàng)新項目,鼓勵教師和學(xué)生并將畢業(yè)設(shè)計與創(chuàng)新項目相結(jié)合,以教師的科研項目為載體,讓學(xué)生在實踐中創(chuàng)新[10]。實踐以學(xué)生為主體,讓學(xué)生獨(dú)立查閱中外文獻(xiàn),了解項目最新的國內(nèi)外研究進(jìn)展,設(shè)計實驗方案,學(xué)習(xí)各種新的實驗技術(shù),掌握科學(xué)研究方法,這不僅有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,同時還加深例如學(xué)生對各種專業(yè)課程的理解以及對生物工程專業(yè)的認(rèn)識。實踐證明,上述教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動手能力和操作能力,并培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊精神,取得了良好的教學(xué)效果。
同時學(xué)校還積極與南京大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、江蘇省中醫(yī)院等單位建立合作關(guān)系,帶領(lǐng)學(xué)生參觀實驗室,讓學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的實驗室構(gòu)成、具體運(yùn)作有更直觀的認(rèn)識。通過在大學(xué)和醫(yī)院等實習(xí)基地的參觀和關(guān)系,讓學(xué)生充分認(rèn)識到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目的和專業(yè)知識的應(yīng)用價值。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為一門為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)服務(wù)的交叉學(xué)科,生物學(xué)實驗課對生物醫(yī)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和理解掌握領(lǐng)域非常重要。針對我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題,我們開展一系列的教學(xué)改革與實踐,取得了很好的效果。極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)生的參與熱情,提高學(xué)生的實踐能力,并且為學(xué)生今后的工作和科研奠定了堅實的基礎(chǔ)。希望能在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)完善現(xiàn)有的生物學(xué)實驗教學(xué)體系和教學(xué)方法,從而更好地促進(jìn)生物學(xué)實驗課程建設(shè)和發(fā)展。
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關(guān)鍵詞: 新專業(yè)建設(shè) 學(xué)科發(fā)展 興趣小組 生物醫(yī)學(xué)工程
生物醫(yī)學(xué)工程是一門新興的交叉學(xué)科,綜合生物學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)理論和方法,在各層次上研究生物系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運(yùn)用工程技術(shù)手段解決臨床醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵問題。要求學(xué)生掌握寬廣而扎實的電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)理論基礎(chǔ),能在理、工、生、醫(yī)等學(xué)科高度交叉中進(jìn)行前沿科學(xué)研究、知識創(chuàng)新,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,并推動相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展,以滿足我國對生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域高級人才的需求。生物醫(yī)學(xué)工程屬于工學(xué)門類,是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)一級學(xué)科。
本學(xué)科是利用生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子信息科學(xué)等領(lǐng)域的最新研究成果用于生物信息工程、生物電子工程、大型醫(yī)療儀器系統(tǒng)、現(xiàn)代醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等領(lǐng)域的科研工作。工程碩士學(xué)位授權(quán)單位培養(yǎng)從事生物醫(yī)學(xué)信息檢測、醫(yī)用儀器、醫(yī)學(xué)影像、生物電子學(xué)、生物醫(yī)用材料等方面研究開發(fā)、生產(chǎn)制造、檢測與控制、管理與維修的高級工程技術(shù)人才。生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究和人才培養(yǎng)側(cè)重于生命科學(xué)、電子信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)等的交叉和滲透。該領(lǐng)域是生物醫(yī)學(xué)信息、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、基因芯片、納米技術(shù)、新材料等技術(shù)的學(xué)術(shù)研究和創(chuàng)新基地,是與21世紀(jì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展密切相關(guān)的工程領(lǐng)域,是關(guān)系提高醫(yī)療診斷水平和人類自身健康的重要工程領(lǐng)域。
天津工業(yè)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一個年輕的、處于高速發(fā)展中的理、工、生、醫(yī)交叉融合的新興學(xué)科方向。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為電信學(xué)院的新興專業(yè),近年來發(fā)展迅速,有較大的發(fā)展?jié)摿?。專業(yè)下設(shè)5個實驗室,醫(yī)學(xué)儀器及設(shè)備實驗室、醫(yī)學(xué)成像及光譜成分分析實驗室、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實驗室、醫(yī)學(xué)建模與仿真實驗室、膜片鉗實驗室,擁有一批踏實肯干、敢于創(chuàng)新、勇于攻關(guān)的年輕科研人員,并將不斷吸引其他相關(guān)學(xué)科的碩士、博士研究生、博士后等進(jìn)行學(xué)科交叉的研究工作??蒲蟹矫胬萌梭w信息檢測技術(shù)與智能服裝相結(jié)合,設(shè)計出檢測、監(jiān)控、調(diào)節(jié)人體狀態(tài)的一體化智能服裝;膜片鉗方向主要進(jìn)行生物物理和生物化學(xué)方向研究,同時與天津大學(xué)和天津各大醫(yī)院開展密切合作,在醫(yī)療儀器研制和臨床實驗等方面積累一定的經(jīng)驗和成果。
本專業(yè)開設(shè)的主要課程有:C語言程序設(shè)計、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、大學(xué)物理、分析化學(xué)、高頻電子技術(shù)、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)、工程光學(xué)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及DSP技術(shù)、通信原理、嵌入式系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、生物醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計基礎(chǔ)等。本專業(yè)畢業(yè)生可以在國家機(jī)關(guān)、醫(yī)院、國防、科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校、工廠等企事業(yè)單位從事醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)和管理工作,服務(wù)于天津醫(yī)療產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的發(fā)展需求。本專業(yè)學(xué)制四年,學(xué)生畢業(yè)后可獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位,本專業(yè)具有碩士學(xué)位授予權(quán)。
在本科生人才培養(yǎng)方面,本專業(yè)也是廣開思路,在大一剛?cè)雽W(xué)就進(jìn)行思想教育,根據(jù)學(xué)生興趣對其未來發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃,由于本專業(yè)是一門新興的交叉學(xué)科,因此學(xué)生喜歡的專業(yè)方向也不一樣,有生物、醫(yī)學(xué)、電子等設(shè)計物理、化學(xué)等不同方向的需求,學(xué)生提出的就業(yè)方向也不完全一致,區(qū)別于傳統(tǒng)的專業(yè)學(xué)生,如電子信息工程專業(yè)學(xué)生雖然興趣不統(tǒng)一,在專業(yè)方向上容易把握,而生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)等涉及的學(xué)科更多,對新專業(yè)教學(xué)提出新挑戰(zhàn)。如何適應(yīng)不同學(xué)生不同需求,我們系的老師進(jìn)行了深入探討。
1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)內(nèi)容特色概述
生物醫(yī)學(xué)工程是一門新興的邊緣學(xué)科,它綜合了工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法,在各層次上研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化。其學(xué)習(xí)內(nèi)容包括以下幾個方面。
1.1醫(yī)學(xué)影像技術(shù)
即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行成像的技術(shù),現(xiàn)還有正在興起的阻抗成像技術(shù)等。
1.2醫(yī)用電子儀器裝備
分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號,現(xiàn)在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數(shù)的監(jiān)護(hù)儀等,而通過體液來了解人體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)過程的生物化學(xué)檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設(shè)備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設(shè)備,如X射線深部治療機(jī)、體外碎石機(jī)、人工呼吸機(jī)等。手術(shù)設(shè)備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、X射線電視等。現(xiàn)代化醫(yī)療技術(shù)中還將設(shè)備功能更加多樣化、復(fù)雜化。
1.3生物力學(xué)
主要是研究生物組織和器官的力學(xué)特性,人體力學(xué)特性和其功能的關(guān)系。其中包括生物流變學(xué)(血液流變學(xué))、軟組織和骨骼力學(xué)、循環(huán)系統(tǒng)動力學(xué)和呼吸系統(tǒng)動力學(xué)等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質(zhì)與材料,其大多數(shù)是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性,需要具有與機(jī)體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據(jù)所需還應(yīng)滿足各種器官對材料的各項要求,包括強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機(jī)械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復(fù)合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。
1.5生物效應(yīng)與生物控制
生物效應(yīng)是指在醫(yī)療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機(jī)體內(nèi)的分布、變化等作用。而生物控制則是機(jī)體自身的調(diào)節(jié)控制現(xiàn)象。采用生物、化學(xué)的方法對這些情況加以認(rèn)識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫(yī)學(xué)工程最為競爭激烈的領(lǐng)域在醫(yī)學(xué)成像技術(shù)上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術(shù)以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。而對醫(yī)學(xué)信號的處理分析,包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析,以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究處理也是目前世界各國研究與學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科學(xué)生,將從業(yè)于該領(lǐng)域的研究、設(shè)備研發(fā)及制造、使用、維修養(yǎng)護(hù)等。所具備的知識體系是從物理化學(xué)基礎(chǔ)、工程學(xué)到醫(yī)學(xué),十分廣泛,僅四年內(nèi)進(jìn)行如此龐大的知識學(xué)習(xí),學(xué)生將會呈現(xiàn)基礎(chǔ)知識欠缺而專業(yè)知識也不深入的問題。為此,我們就醫(yī)科大學(xué)、理工科大學(xué)、綜合性大學(xué)各自特點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)研與分析,在此基礎(chǔ)上,提出了生物醫(yī)學(xué)工程本科學(xué)習(xí)建立特色課程體系的見解。
2生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色的研討
我國生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)分別在醫(yī)科類大學(xué)、綜合大學(xué)與理工科類大學(xué)中均有設(shè)置。由于生物醫(yī)學(xué)工程具有典型交叉特性,該專業(yè)的畢業(yè)生的就業(yè)方向有運(yùn)用醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)技術(shù)等在醫(yī)院進(jìn)行疾病診斷及治療,有運(yùn)用基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)知識進(jìn)行理論創(chuàng)新與實踐,更多的是運(yùn)用工程技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療器械、設(shè)備裝備的研發(fā)、制造與維護(hù)管理等。由于生物醫(yī)學(xué)工程龐大的知識體系,無法由某一個從業(yè)人員掌握,需要各方向的協(xié)作與合作,由此認(rèn)為,設(shè)置于醫(yī)科類大學(xué)、綜合大學(xué)與理工科類大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)應(yīng)有各自的特色。
2.1醫(yī)科類大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色
2.1.1人才培養(yǎng)目標(biāo)
作為醫(yī)科大學(xué),其專業(yè)人才培養(yǎng)具有鮮明的醫(yī)學(xué)特色與優(yōu)勢。醫(yī)科類大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)專業(yè)的人才,其就業(yè)方向更多應(yīng)以進(jìn)入醫(yī)院從事常規(guī)放射學(xué)、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機(jī)操作,運(yùn)用各種影像、信息等診斷技術(shù)進(jìn)行疾病診斷或治療,所以其培養(yǎng)的人才首先應(yīng)學(xué)習(xí)并具備醫(yī)學(xué)的專業(yè)知識,然后才是具備基于醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域需要的現(xiàn)代醫(yī)療儀器的研發(fā)與使用、管理能力的知識體系的學(xué)習(xí),成為擁有工學(xué)知識及應(yīng)用能力的醫(yī)學(xué)應(yīng)用型、復(fù)合型高級人才,畢業(yè)后所從事的仍是醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域工作,在醫(yī)院設(shè)備使用、維護(hù)、管理方面起重要作用。因此其課程的設(shè)置應(yīng)該與工科類生物醫(yī)學(xué)工程側(cè)重點(diǎn)不同。如在一般醫(yī)科大學(xué)中都設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),以及與此相關(guān)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)等,其培養(yǎng)目標(biāo)就應(yīng)以“培養(yǎng)具有基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程(如影像學(xué)、信息學(xué)等)的基本理論知識及能力,能在醫(yī)療衛(wèi)生單位從事醫(yī)學(xué)診斷、治療(或信息管理等)和醫(yī)學(xué)成像(或醫(yī)學(xué)信息等)技術(shù)等方面工作的醫(yī)學(xué)高級專門人才”為主。相應(yīng)的培養(yǎng)要求應(yīng)在于“學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)影像(或信息學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲學(xué)等)的基本理論知識,受到常規(guī)放射學(xué)、CT、核磁共振、DSA、核醫(yī)學(xué)影像學(xué)、信息學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲等操作技能的基本訓(xùn)練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學(xué)操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養(yǎng)能力”上。
2.1.2課程設(shè)置
基于醫(yī)科大學(xué)的特色,其主干課程應(yīng)注重基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué),同時開設(shè)基于醫(yī)學(xué)特色的工學(xué)、工程學(xué)課程。具體如基礎(chǔ)類的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)類、物理類、化學(xué)類、計算機(jī)類,如高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微機(jī)原理及應(yīng)用等課程,基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)類課程,如人體解剖學(xué)、生理學(xué)、診斷學(xué)、內(nèi)科學(xué)、外科學(xué)、兒科學(xué)、婦產(chǎn)科學(xué)、藥學(xué)、中醫(yī)學(xué)、中藥學(xué)、衛(wèi)生管理等課程,然后按照各高校側(cè)重設(shè)置傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)工程的工學(xué)類、工程類課程,如模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器、數(shù)字信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)用儀器原理、醫(yī)學(xué)影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學(xué)、人體形態(tài)學(xué)等,部分專業(yè)可設(shè)置如力學(xué)類、機(jī)械工程類、有機(jī)材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),但需要按照本校特色來設(shè)置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設(shè)置同樣課程。這是違背了生物醫(yī)學(xué)工程高度交叉學(xué)科的學(xué)科特色的。
2.2綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色
2.2.1人才培養(yǎng)目標(biāo)
現(xiàn)今綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)基本上都設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),如北京大學(xué)工學(xué)院、浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院、東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院等,各具特色。以東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院為例,其前身是生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程系,創(chuàng)建于1984年。學(xué)院的科學(xué)研究及學(xué)生培養(yǎng)方向就是強(qiáng)調(diào)生命科學(xué)與電子信息科學(xué)學(xué)科的交叉與滲透,應(yīng)用電子信息科學(xué)理論與方法解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)問題,發(fā)展現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)。其人才培養(yǎng)目標(biāo)在于“培養(yǎng)掌握生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識,掌握分析與健康相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)工程問題的方法,并具備綜合應(yīng)用所學(xué)知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠(yuǎn)大理想的工醫(yī)結(jié)合復(fù)合型優(yōu)秀人才”。即更加注重于培養(yǎng)工程與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的復(fù)合型人才,這些專業(yè)人才的從事的工作更多是在用于醫(yī)學(xué)診斷、治療的儀器設(shè)備的設(shè)計、研發(fā)及制造、維護(hù)等上面。而四川大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)科研的相關(guān)學(xué)科為依據(jù),培養(yǎng)從事生物力學(xué)、生物材料、人工器官等相關(guān)方面的研究、開發(fā)、生產(chǎn)的高級專門人才?!?,偏向于材料工程學(xué)。由此可知,在綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)中,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)應(yīng)更注重工學(xué)、工程學(xué)內(nèi)容,其培養(yǎng)目標(biāo)就應(yīng)以“培養(yǎng)具有現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程(如機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用等)的基本理論知識及能力,能在醫(yī)療設(shè)備相關(guān)企事業(yè)單位從事設(shè)備(或裝備)設(shè)計研發(fā)、制造、維修維護(hù)、管理等方面工作的高級復(fù)合型專門人才”為主。相應(yīng)的培養(yǎng)要求應(yīng)更多的學(xué)習(xí)工學(xué)的基本理論知識,受到常規(guī)醫(yī)療裝備、設(shè)備等設(shè)計、研發(fā)、操作、維護(hù)維修、管理技能的基本訓(xùn)練并具有相應(yīng)能力”上。
2.1.2課程設(shè)置
基于工科特色,其主干課程應(yīng)注重工科基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),了解醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識,同時學(xué)習(xí)機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中而派生的專業(yè)課程。如將特色定在醫(yī)療設(shè)備制造等方向上的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),其基礎(chǔ)類課程更加強(qiáng)了基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理的學(xué)習(xí),設(shè)置了較多學(xué)分的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、大學(xué)物理及實驗等,醫(yī)學(xué)類課程設(shè)置了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與實驗,涵蓋人體解剖學(xué)知識,專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課設(shè)置了生物醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、電路及模擬電子技術(shù)及實驗、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計及實驗、微機(jī)原理與接口技術(shù)及實驗、VisualC++程序設(shè)計及實驗、信號與系統(tǒng)、EDA技術(shù)、計算機(jī)硬件控制基礎(chǔ)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)成像原理、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、生理信號檢測、生理信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計與實現(xiàn)、醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)學(xué)光學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲、醫(yī)學(xué)材料等,同樣,課程設(shè)置也應(yīng)按照本校特色加以取舍。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué);測試技術(shù);傳感器
中圖分類號:O6-33;G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0131-02
一、引言
面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)《測試技術(shù)與傳感器》是一門以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換和信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容,集光、機(jī)、電于一體,綜合物理、化學(xué)、生物、材料、電子、電氣、計算機(jī)、機(jī)械等學(xué)科技術(shù)的實踐性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。杭州電子科技大學(xué)生儀學(xué)院目前開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程的課程目的為系統(tǒng)論述測試系統(tǒng)及其基本特性;介紹測試系統(tǒng)中傳感器的結(jié)構(gòu)、基本原理和典型應(yīng)用,以及傳感器的發(fā)展趨勢、選用原則等,它是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié),儀器專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是自控原理、智能儀器課程設(shè)計、虛擬儀器課程設(shè)計的基礎(chǔ)。
二、存在問題
目前該課程的教學(xué)狀況及存在的問題:(1)測試技術(shù)與傳感器技術(shù)屬于多學(xué)科交叉滲透課程,涉及電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等學(xué)科,對先修課要求較高,現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容,以教師課堂講授為主,側(cè)重于原理的介紹及公式的推導(dǎo),學(xué)生看不見,摸不著,缺乏感性認(rèn)識,容易出現(xiàn)枯燥、難以學(xué)好的感覺,加上很大一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性差,學(xué)習(xí)態(tài)度上不太重視,沒有投入必要的精力和時間,直接影響教學(xué)效果。(2)現(xiàn)行傳感器教材比較繁多,有的以傳感器原理為主線,有的以過程參數(shù)測量為主線,但是很多教材都沒有涉及新型傳感器的理論知識及其應(yīng)用,不利于學(xué)生拓寬知識面,不符合寬口徑人才培養(yǎng)模式。(3)目前傳感器課程的實驗環(huán)節(jié)以驗證性實驗為主,主要使學(xué)生掌握常用傳感器的使用和標(biāo)定方法,以及相應(yīng)傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路設(shè)計。(4)課程考核方式一般是以考試為主,輔以作業(yè)、實驗、考勤評價,這種考核方法很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,不能真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對知識的掌握程度及其專業(yè)應(yīng)用能力。
傳感課程教學(xué)方法研究大多是自動化、精密儀器專業(yè)中對該課程的教學(xué)方法研究。結(jié)合本專業(yè)優(yōu)勢,本文提出通過使用啟發(fā)式教學(xué)、結(jié)合臨床實際教學(xué)、結(jié)合多媒體等手段豐富教學(xué)方法,提高生物醫(yī)學(xué)傳感教學(xué)效果。這些方法對提高生物醫(yī)學(xué)專業(yè)的傳感教學(xué)提供了重要改進(jìn)措施,對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。改革和完善《測試技術(shù)與傳感器》課程的教學(xué)模式,通過研究型教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生的高級思維能力和解決實際問題的操作能力,培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨(dú)立學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)的能力,使學(xué)生具備一流大學(xué)本科生的素養(yǎng),提高核心競爭力。
三、改革目標(biāo)
1.本文擬從課堂教學(xué)模式、課程教材多樣性模式、實驗課教學(xué)模式等方面研究并探索出具有杭州電子科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)特色的“測試技術(shù)與傳感器”研究型教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的高級思維能力、解決實際問題的操作能力、交流溝通能力,在大學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束后,離開校園和教師,具有繼續(xù)自主學(xué)習(xí)的能力。
2.在以基本傳感測試單元為框架的知識體系的基礎(chǔ)上,收集整理基于生理學(xué)與工程應(yīng)用或醫(yī)學(xué)臨床現(xiàn)象結(jié)合的傳感學(xué)科交叉內(nèi)容,為編寫生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)適用的生物傳感教材、論文等提供教學(xué)資料并制定教材理論體系框架。
四、具體措施
(一)課堂教學(xué)模式探索
1.教師課堂講授重點(diǎn)為最核心的知識點(diǎn),對具有遷移價值的學(xué)科基本原理進(jìn)行闡述。講授內(nèi)容少而精,對重點(diǎn)、難點(diǎn)講深講透,引導(dǎo)學(xué)生多角度、深層次地理解基本原理,而對事實性知識點(diǎn),則少講或不講;講授內(nèi)容寬而新,以學(xué)科的發(fā)展為大背景,了解課程基本原理在大學(xué)科中的定位,以及與學(xué)科最新發(fā)展的聯(lián)系。
教學(xué)內(nèi)容較多,面面俱到的教學(xué)難以完成教學(xué)任務(wù),教學(xué)效果并不佳。根據(jù)傳感檢測特點(diǎn)和生物醫(yī)學(xué)工程等相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)需要,設(shè)計該課程的課程體系以各傳感器基本功能為主,尤其是電感、電容、電壓、應(yīng)變片、磁電式傳感等章節(jié)作為教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),其中的各個章節(jié)的應(yīng)用與心電、腦電、肌電內(nèi)容相關(guān)聯(lián),引入生物醫(yī)學(xué)工程重要的研究領(lǐng)域――腦機(jī)交互,作為重點(diǎn)講解;而光敏、氣敏、熱敏等章節(jié)內(nèi)容相對簡單,容易理解,不做重點(diǎn)講解。因此,可據(jù)此分配授課時間,突出教學(xué)重點(diǎn)。
2.教師根據(jù)核心知識點(diǎn),提出知識點(diǎn)總結(jié)分析歸納問題、實際應(yīng)用相關(guān)問題等,由學(xué)生課程小組分別選擇問題,課后參閱書本、資料,提出解決方案,并由課程小組代表發(fā)言,課堂展示并交流。
此外,在各個傳感系統(tǒng)中識記結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容瑣碎難記,而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)對這部分內(nèi)容的要求并不高,不要求掌握詳細(xì)結(jié)構(gòu),在理解傳感結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,日后工作或科研中用到這部分內(nèi)容時能夠通過查閱參考書獲得信息即可,課堂講解突出章節(jié)綱要,對其中涉及的工程應(yīng)用現(xiàn)象補(bǔ)充材料介紹。
3.課堂教學(xué)中,教師講述研究課題開題報告基本格式及其具體實例,由學(xué)生自我提出學(xué)科感興趣的實際問題,參閱相關(guān)資料和解決方法,模擬寫作研究課題開題報告。為更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科交叉特點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)傳感的教學(xué)過程中注意整理、添加與工程應(yīng)用和醫(yī)療儀器的內(nèi)容。比如,在講解壓電傳感基礎(chǔ)上增加相關(guān)的醫(yī)療應(yīng)用講解,如人工瓣膜、血壓監(jiān)測計等器件的工作原理內(nèi)容;在講解電感基礎(chǔ)上,增加當(dāng)前無創(chuàng)呼吸電感檢測的原理等介紹,這些內(nèi)容對激發(fā)學(xué)生興趣、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要作用。然而,這部分內(nèi)容還比較零散,沒有形成良好的體系,此外,目前還沒有專門適用于生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)的生物傳感生理學(xué)教材。在講解醫(yī)療方向的應(yīng)用時,要注意資料的收集、整理和系統(tǒng)化,不僅可以很好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)的培養(yǎng)要求,還將對編寫工科專業(yè)專用的生物醫(yī)學(xué)傳感教材提供課程資料和理論框架。
4.課程教材模式探索。課程教材采用開放性體系,教師圍繞教學(xué)目標(biāo)研讀現(xiàn)行的先進(jìn)教材的基礎(chǔ)之上,為學(xué)生推薦至少2本以上國內(nèi)外先進(jìn)教材,包括英文原版教材,對應(yīng)于不同核心知識點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會知識點(diǎn)的尋找、分析、歸納、比較,并利用各種國內(nèi)外文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最新相關(guān)進(jìn)展的補(bǔ)充和學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生盡可能或完全避免學(xué)一門課程只讀一本書的現(xiàn)象。
在課堂教學(xué)中,除了使用多媒體和板書進(jìn)行理論教學(xué)之外,還有意識地利用網(wǎng)絡(luò)公開課等引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在我校圖書館的視頻資源中有國內(nèi)外著名大學(xué)的視頻公開課,利用這些強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源可以彌補(bǔ)課時少、課程任務(wù)重的矛盾。比如,在該課程教學(xué)中,原理介紹部分占課時較少,在對重點(diǎn)器件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)課堂講解的前提下,其中一些具體的設(shè)計內(nèi)容布置給學(xué)生自學(xué)。除了緩解課時不足的矛盾,網(wǎng)絡(luò)課程資源還可補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加深學(xué)生對知識的理解。
教師發(fā)展學(xué)習(xí)平臺中的相關(guān)傳感課程講述,由經(jīng)驗豐富的名師授課,通過網(wǎng)絡(luò)觀看可加深對理論學(xué)習(xí)的印象,還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源,更重要的是,在這種教學(xué)過程中,向?qū)W生示范了資料收集和獲取信息的方法,提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(二)實驗課教學(xué)模式探索
1.基礎(chǔ)性實驗:圍繞測試技術(shù)與傳感器的核心知識點(diǎn),掌握傳感器的基本原理及信號檢測,這類實驗主要屬于驗證性實驗。
2.綜合性實驗:模擬生產(chǎn)或生活實際中的某一具體項目開展,學(xué)生可根據(jù)被測對象的不同選擇各自合適的傳感器,實驗室配備電壓表、電流表、指示燈、蜂鳴器、計數(shù)器等設(shè)備,用于學(xué)生自行完成線路的連接,也可根據(jù)學(xué)生的具體情況拓展知識點(diǎn),綜合性實驗可在做的過程中讓學(xué)生將學(xué)到的理論知識貫穿起來,整個項目采用3~4人為一小組的團(tuán)隊形式,以學(xué)生為主體,教師可適時地進(jìn)行引導(dǎo),循序漸進(jìn)地實施項目,完成知識、技能和相關(guān)能力的學(xué)習(xí)。
3.提高性實驗:對于提高階段,我們將嘗試結(jié)合虛擬儀器實驗平臺,虛擬儀器技術(shù)是儀器智能化發(fā)展的一個重要方向。我們增設(shè)實驗內(nèi)容要求學(xué)生采用軟件LABVIEW或VB、VC等作為開發(fā)工具,設(shè)計直觀友好的用戶交互界面。如有可能還可根據(jù)檢測分析的結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號。
4.除了實驗教學(xué),在與醫(yī)療儀器相關(guān)的腦機(jī)交互研究方面還可成立大學(xué)生科研活動小組,開展多種課外科技活動。其中申請者是該科研活動小組的指導(dǎo)教師之一。結(jié)合該課程的教學(xué)改革,擬吸收對生物醫(yī)學(xué)方向感興趣的同學(xué)加入,主要以觀摩實驗和學(xué)習(xí)實驗方法為主,在活動參與中激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、促進(jìn)專業(yè)學(xué)習(xí)。
五、總結(jié)
本文針對面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程當(dāng)前存在的問題,結(jié)合生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科交叉特色,提出了相應(yīng)的改革目標(biāo)和措施,使學(xué)生能自主使用各種通用傳感和專用醫(yī)療儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強(qiáng)對儀器平臺分析的能力和對結(jié)果的理性認(rèn)識,發(fā)揮該課程的實踐性優(yōu)勢。通過施行開放式的《測試技術(shù)與傳感器》課程教學(xué)模式改革,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性,培養(yǎng)社會需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型的“醫(yī)工結(jié)合”型儲備人才。
參考文獻(xiàn):
[1]杭州電子科技大學(xué)教務(wù)處.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)及醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)培養(yǎng)計劃[Z].杭州電子科技大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)計劃,2011.
生物醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展,產(chǎn)生了大量的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。這些生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)有的是以結(jié)構(gòu)化的形式存在于數(shù)據(jù)庫中,例如基因序列、基因微陣列實驗數(shù)據(jù)和分子三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等;有的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)以非結(jié)構(gòu)
化的形式被記載在各種生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中。從生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中發(fā)掘出隱含的生物醫(yī)學(xué)知識,是生物醫(yī)學(xué)信息抽取的重要意義所在。生物醫(yī)學(xué)命名實體識別是生物醫(yī)學(xué)信息抽取的一項重要基本任務(wù)之一,它
主要是從醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)基因、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物實體。生物醫(yī)學(xué)命名實體識別的研究具有一定的艱巨性,主要是因為生物文獻(xiàn)中實體命名不規(guī)范、相同的詞或者短語表示不同類別命名實體等,
給研究帶來了一定的困難。
目前,生物醫(yī)學(xué)實體識別的方法主要有基于字典、基于規(guī)則和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。生物醫(yī)學(xué)命名實體識別研究初期,最常使用的是基于字典的方法。如Krauthammer等[1]利用DNA和蛋白質(zhì)序列比較工具
BLAST識別生物醫(yī)學(xué)命名實體。上述方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單實用,但由于新的生物醫(yī)學(xué)命名實體不斷出現(xiàn),所以基于字典的方法對于自由文本的生物醫(yī)學(xué)命名實體識別效果不佳。Olsson等[2]提出了基于規(guī)則
的方法識別生物醫(yī)學(xué)命名實體,F(xiàn)值達(dá)到了67%。與基于詞典的方法比較,基于規(guī)則方法的識別性能有所增強(qiáng),但它需花費(fèi)大量人工勞動、且可移植性差?;跈C(jī)器學(xué)習(xí)的方法可以判別生物醫(yī)學(xué)命名實體
數(shù)據(jù)庫中未包含的實體,方法較為靈活。該方法對訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模、質(zhì)量以及特征選取等方面的因素具有很強(qiáng)依賴性,所以,此方法對于生物醫(yī)學(xué)命名實體識別性能提高的研究具有很強(qiáng)挑戰(zhàn)性。本文將采
取有效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法,結(jié)合多種策略,以期提高生物醫(yī)學(xué)命名實體識別的識別性能。
1算法
目前主要應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)命名實體的機(jī)器學(xué)習(xí)方法有多種。文獻(xiàn)[3~6]中分別提出基于隱馬爾可夫模型、決策樹、支持向量機(jī)、最大熵等方法,這些方法把詞性、詞形等特征融入到機(jī)器學(xué)習(xí)模型中,利
用訓(xùn)練得到的學(xué)習(xí)模型從生物醫(yī)學(xué)文本集合中識別出指定類型的名稱。雖然取得了一定成果,卻也具有一定的不足,如識別性能不高、多種條件約束、識別策略單一化等。條件隨機(jī)域機(jī)器學(xué)習(xí)算法在自
然語言處理領(lǐng)域中有著非常顯著的優(yōu)勢,目前已成功應(yīng)用到詞性標(biāo)注、語塊識別和新聞領(lǐng)域的命名實體識別中,且表現(xiàn)出了非常好的效果。該模型的特性表明它非常適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的命名實體識別
研究。鑒于此,本文采用條件隨機(jī)域算法對生物醫(yī)學(xué)命名實體識別進(jìn)行研究。條件隨機(jī)域(ConditionalRandomFields,CRFs)是Lafferty等人于2001年提出來的[7]。它是計算具有無向圖G結(jié)構(gòu)的隨機(jī)變
量集合在給定隨機(jī)變量集合o下的條件概率P(s|o)。將CRFs應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)命名實體識別中,則o表示一個句子的單詞序列,s表示相應(yīng)的狀態(tài)序列,標(biāo)注的過程就是根據(jù)已知的單詞序列推斷出最有可能
的狀態(tài)序列,即P(s|o)的最大值。本文實驗使用了一階線性CRF,如下式:(公式略)。條件隨機(jī)域模型允許在觀察序列上的任意依賴關(guān)系,并且特征不需要一定是一個完整的狀態(tài)或觀察值,可以用較
少的訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練出模型,所以說,CRFs擁有了一般的最大熵模型的所有優(yōu)點(diǎn)。
2實驗
2.1特征選擇
生物醫(yī)學(xué)命名實體識別中常用的特征有以下幾種,一是局部特征,包括文本符號本身的特征和文本符號局部的上下文特征及其周圍的詞或符號的特征;二是全文特征,即文本符號在整個篇章中的上下文
特征;三是外部資源特征,比如說使用一些外部資源詞典等。本文研究中,使用了如下特征:(1)單詞本身:把單詞本身作為一個識別特征。(2)詞形特征:由于生物醫(yī)學(xué)命名實體一般含有數(shù)字、大
寫字母和特殊符號等,將這些簡單的表面特征定義為詞形特征。本實驗將大寫字母都用‘A’替換,數(shù)字用‘0’替換,非英語字符用‘-’替換,小寫字母用‘a’替換。(3)標(biāo)準(zhǔn)化拼寫特征:某些同一
類的生物醫(yī)學(xué)命名實體,它們拼寫方式很類似,如:IL-2andIL-4。用簡單的方法標(biāo)準(zhǔn)化所有類似的詞。如Kappa-B規(guī)范化為‘Aaaaa_A’,再將連續(xù)的相同的字符縮短為一個字符,即為‘Aa_A’。這樣做
能夠?qū)⑵磳懴嗨频纳镝t(yī)學(xué)命名實體提取的特征保持一致。(4)詞性特征:生物醫(yī)學(xué)命名實體的大寫字母特征對其識別性能貢獻(xiàn)不大,并且生物醫(yī)學(xué)命名實體多是描述性的名稱而且名稱很長,所以,詞
性特征對識別生物醫(yī)學(xué)命名實體邊界很有幫助。本系統(tǒng)使用了GENIAtagger2.0.2[8]詞性標(biāo)注器,GENIAtagger使用了WallStreetJournal語料和PennBioIE語料訓(xùn)練,因此GENIAtagger在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域文本
中詞性標(biāo)注具有較高性能。(5)語塊特征:系統(tǒng)使用GENIAtagger2.0.2進(jìn)行語塊標(biāo)注作為特征。(6)關(guān)鍵詞特征:利用統(tǒng)計方法在訓(xùn)練集中統(tǒng)計出高頻的生物醫(yī)學(xué)命名實體關(guān)鍵詞,將這些詞是否出現(xiàn)
作為特征。(7)別名特征:將已識別出的生物醫(yī)學(xué)命名實體存放在一個列表中,當(dāng)系統(tǒng)遇到一個候選詞時,生物醫(yī)學(xué)命名實體識別算法就被激活,動態(tài)決定該候選詞是否是前面已經(jīng)識別出來的生物醫(yī)學(xué)
命名實體列表中詞的別名。別名特征屬于全文特征。(8)特征聯(lián)合:將相鄰位置的特征進(jìn)行聯(lián)合,得出新的特征,有助于識別長距離詞。本實驗選擇窗口的大小為(-1,+1)。(9)字典特征:使用了
一些字典資源作為特征加入特征向量空間,有CommonWord詞典、Species詞典、Tissue詞典和EndingsofChemicals詞典[9]等。
2.2縮寫詞識別
現(xiàn)在最常用的生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)庫是MEDLINE(MEDLARSONLINE),它是由美國國家醫(yī)學(xué)圖書館于1966年開始建立的,收錄的文獻(xiàn)總量超過1500萬條。據(jù)了解,MEDLINE上42.8%以上的摘要有縮寫詞,平均5~10篇
摘要有一個新出現(xiàn)的縮寫詞,并且縮寫詞出現(xiàn)的增長率逐漸升高。很多縮寫詞具有高度歧義性,它的形成沒有任何規(guī)律,所以,提高縮寫詞的識別率對生物醫(yī)學(xué)命名實體的識別研究至關(guān)重要。通常,縮
寫形式經(jīng)常和它的擴(kuò)展形式一起出現(xiàn),并通過括號連接,通常有兩種形式:(1)longform(shortform),(2)shortform(longform)。實際當(dāng)中大部分是第1種形式,當(dāng)括號中的詞超過兩個時,就認(rèn)#p#分頁標(biāo)題#e#
為是第2種形式。在含有括號的句子中,采用文獻(xiàn)[10]中的縮寫詞識別算法,先識別候選詞中的全稱詞,即上述中的longform,要求全稱詞必須和縮寫詞在同一個句子當(dāng)中。若判斷括號中是縮寫詞,從句
子中去掉括號及里面的縮寫詞,在分類器識別之后,將在原來的位置恢復(fù)括號及里面的縮寫詞。如果擴(kuò)展形式識別為生物醫(yī)學(xué)命名實體,則將縮寫詞和它的擴(kuò)展形式分為一類。
2.3其它識別策略
為進(jìn)一步提高系統(tǒng)識別性能,本文在識別階段還采取如下策略:(1)利用括號對該方法通過檢測兩個相互匹配的圓括號,方括號和雙引號是否被識別為同一個生物醫(yī)學(xué)命名實體來進(jìn)行處理,如果是將它
們視為同一個實體,如果不是,不做處理。(2)對and/or連接的生物醫(yī)學(xué)命名實體進(jìn)行處理。如果由and/or連接的兩個生物醫(yī)學(xué)命名實體修飾的是同一個名詞,則把它們合并成一個實體。(3)利用啟
發(fā)式語法結(jié)構(gòu)。在生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中,有些語法結(jié)構(gòu)對生物醫(yī)學(xué)命名實體的存在及其類別具有提示作用,能起到很大的啟發(fā)作用。如twodiscretecomplexesNFX1.1andNFX1.2,可以推斷“NFX1.1”和
“NFX1.2”屬于protein類別,因為它們都是“complexes”,而“complexes”是protein類別的高頻后綴詞。(4)過濾掉一些不相關(guān)詞。過濾掉一些不相關(guān)詞,看似物理單位的形式,如:kg、min、ml
等;看似人名的形式,例如:Milleretal.等。
2.4結(jié)果及討論
本文實驗使用的語料是JNLPBA2004[11],其中訓(xùn)練語料為2000篇,測試語料為404篇。實驗結(jié)果由精確率(P)、召回率(R)和F測度(F)評價,且使用全部匹配模式進(jìn)行評價。JNLPBA測評要求識別出
protein、DNA、RNA、celltype和cellline五類生物醫(yī)學(xué)命名實體。本文設(shè)置了這樣實驗,首先利用選取的特征,訓(xùn)練實驗數(shù)據(jù)得到CRFs模型,得到了66.09%的F測度,加入縮寫詞處理辦法,系統(tǒng)識別性
能有了些提高,F(xiàn)測度達(dá)到68.61%,再加入其它識別策略,系統(tǒng)識別性能又有了提高,F(xiàn)測度達(dá)到70.52%。如表1所示,第1行baseline是初始的CRFs模型識別性能;第2行是加入縮寫詞得到的識別性能,F(xiàn)
測度比baseline提高了2%多,第3行進(jìn)一步利用本文的其他識別策略,F(xiàn)測度提高了近2%。中列出了本文實驗系統(tǒng)和JNLPBA專題會議相關(guān)系統(tǒng)比較的結(jié)果,該方法取得了較好的效果。從實驗可以看出,利
用本文選取的特征,達(dá)到66.09%的F測度,說明選取的這些特征對生物醫(yī)學(xué)命名實體識別研究是有效的特征。利用縮寫詞、括號對等識別策略提高了識別性能,主要是因為這些識別策略可以幫助識別CRFs
模型未識別的生物醫(yī)學(xué)命名實體,還可以幫助CRFs模型調(diào)整類型標(biāo)注錯誤,將錯誤識別出來的候選詞過濾掉,使得本文實驗取得了很好的效果。
3結(jié)束語