電子類綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)生物醫(yī)學(xué)論文

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1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電子類綜合實(shí)驗(yàn)的意義

根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電子類綜合實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)電子類課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化和實(shí)踐創(chuàng)新。圍繞生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，以實(shí)踐創(chuàng)新作為綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，將具體的綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拆分后分布于各門(mén)電子類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生在各門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)中通過(guò)不斷積累，最后完成給定的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。主要內(nèi)容包括：改革教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容，提出相適應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容,建立有利于提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式。該改革對(duì)促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

（1）只有精心確立具有生物醫(yī)學(xué)工程特色的電子實(shí)踐內(nèi)容和設(shè)備

才能使學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的用武之地，更好地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，將所學(xué)理論與專業(yè)實(shí)際有機(jī)結(jié)合，提高專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用力，使學(xué)生能真正掌握生物醫(yī)學(xué)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（2）只有建立科學(xué)合理的教學(xué)模式

才能培養(yǎng)具有合理知識(shí)結(jié)構(gòu)、基本工程意識(shí)、較高專業(yè)技能和較強(qiáng)創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。具體的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電子類綜合實(shí)驗(yàn)，包括前期各個(gè)模塊的制作和后期系統(tǒng)調(diào)試兩個(gè)階段。其中，前期模塊制作融于各門(mén)電子類課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求各門(mén)任課老師結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和綜合實(shí)驗(yàn)題目，確定各自課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為綜合實(shí)驗(yàn)的一部分，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的制作；后期的系統(tǒng)調(diào)試則由綜合實(shí)驗(yàn)這門(mén)課完成，要求學(xué)生組合前期的各個(gè)模塊，完成綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，任課老師根據(jù)學(xué)生完成情況給成績(jī)。

2基于心電信號(hào)采集的電子類綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)

人體心電采集涉及多門(mén)課程，如生物醫(yī)學(xué)傳感器、模擬電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、單片機(jī)以及C語(yǔ)言等。在以上各門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生完成心電采集各部分的制作，各門(mén)課程老師根據(jù)學(xué)生各個(gè)模塊的制作情況給這一門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。根據(jù)本校生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，從二年級(jí)開(kāi)始，在模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課中告訴學(xué)生本次電路設(shè)計(jì)的目的：心電信號(hào)采集系統(tǒng)中的放大模塊制作。給出心電采集放大電路的性能指標(biāo)：頻帶范圍0.05～200Hz，放大倍數(shù)60dB，共模抑制比80dB，輸入阻抗>100M歐姆，輸出電壓0-5V。學(xué)生根據(jù)以上指標(biāo)，參考模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容采用運(yùn)算放大器搭建、調(diào)試電路。以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以作為模擬電子技術(shù)試驗(yàn)課的2-3次試驗(yàn)課內(nèi)容。類似的，在三年級(jí)的微機(jī)原理課程實(shí)驗(yàn)中，首先告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康模盒碾娦盘?hào)采集系統(tǒng)中的單片機(jī)控制模塊制作。要求學(xué)生在單片機(jī)MSP430上通過(guò)C語(yǔ)言編程，控制A/D轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)0-5V電壓的實(shí)時(shí)采集，主要任務(wù)包括制作MSP430單片機(jī)模塊，編程msp430片內(nèi)8位A／D模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集0-5V正弦信號(hào)（轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs），以上內(nèi)容作為3-4次微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容。對(duì)數(shù)值化后的心電信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析，可以安排在三年級(jí)課程的數(shù)字信號(hào)處理課程實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生通過(guò)matlab編程實(shí)現(xiàn)根據(jù)采集的心電信號(hào)計(jì)算出心率值；同樣是三年級(jí)課程的生物醫(yī)學(xué)傳感器實(shí)驗(yàn)則要求學(xué)生，整合前面自己設(shè)計(jì)的電路及程序，采集真實(shí)的人體心電信號(hào)，顯示心電波性和心率值。一個(gè)完整的心電采集裝置制造過(guò)程歷時(shí)2個(gè)學(xué)期，整個(gè)心電采集系統(tǒng)制作、調(diào)試完成后，老師給一個(gè)成績(jī)作為綜合實(shí)驗(yàn)這門(mén)課程的成績(jī)。為本校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生最后制作的心電采集系統(tǒng)。總之，通過(guò)將心電采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)分散到多門(mén)課程中，學(xué)生循序漸進(jìn)的完成心電采集相關(guān)電路的搭建，編寫(xiě)、調(diào)試心電信號(hào)處理程序，實(shí)現(xiàn)人體心電采集實(shí)驗(yàn)的要求，學(xué)生在此次心電采集綜合實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出很高的積極性。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)設(shè)電子類綜合實(shí)驗(yàn)，將生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的多門(mén)電子類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)鏈接，通過(guò)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，將綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分散到多門(mén)電子類課程的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)多門(mén)課程實(shí)驗(yàn)積累的成果，最終完成一項(xiàng)生物醫(yī)學(xué)電子相關(guān)裝置（儀器）的制作，增強(qiáng)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)電子類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中興趣與成就感。

作者：李正義 曹匯敏 謝勤巒 單位：武漢中南民族大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院