趙改平，陳二云，周穎，王殊軼，胡秀枋

1上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院( 上海 ,200093)

2上海理工大學(xué) 能動(dòng)學(xué)院( 上海 ,200093)

0 引言

人體機(jī)能替代裝置課程是生物醫(yī)學(xué)工程中醫(yī)療器械專業(yè)研究領(lǐng)域的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它是以醫(yī)療器械儀器或產(chǎn)品作為主要研究對象，分析研究醫(yī)療器械儀器的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制、臨床應(yīng)用、參數(shù)設(shè)計(jì)及病變的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)等。醫(yī)療器械儀器或產(chǎn)品是多學(xué)科的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，涉及諸如高性能計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械技術(shù)、激光技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、宇航技術(shù)、信息技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)等，醫(yī)療器械產(chǎn)品是多學(xué)科的知識(shí)交叉和綜合應(yīng)用［1］。隨著醫(yī)療器械產(chǎn)品快速的發(fā)展，新產(chǎn)品的新技術(shù)、新材料和新工藝及時(shí)的應(yīng)用和集成到產(chǎn)品中，要求人體機(jī)能替代裝置課程在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上必須改革，在兼顧醫(yī)療器械儀器原有的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，必須將該領(lǐng)域前沿的科學(xué)問題和新產(chǎn)品的核心技術(shù)講授給學(xué)生，學(xué)生們才能與新時(shí)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的醫(yī)療器械行業(yè)接軌，領(lǐng)會(huì)到掌握基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)后可以研發(fā)和創(chuàng)造新的醫(yī)療器械產(chǎn)品，并時(shí)刻關(guān)注和掌握醫(yī)療器械相關(guān)產(chǎn)品的新信息、新動(dòng)態(tài)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，避免學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)陳舊落后，從而培養(yǎng)出適合醫(yī)療器械領(lǐng)域的高水平、高素質(zhì)的有用人才。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法與數(shù)字化密切結(jié)合

醫(yī)療器械產(chǎn)品發(fā)展的基本特征是數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化，是多學(xué)科、跨領(lǐng)域的現(xiàn)代高新技術(shù)的結(jié)晶。隨著醫(yī)療器械行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品向著多元化、智能化、系統(tǒng)化、綜合化和微型微觀的方向發(fā)展。人體機(jī)能替代裝置課程主要分析研究醫(yī)療器械儀器或產(chǎn)品的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制、臨床應(yīng)用、參數(shù)設(shè)計(jì)以及病變的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)等。傳統(tǒng)的教學(xué)方法結(jié)合現(xiàn)代的教學(xué)手段，才能將內(nèi)容枯燥乏味的授課知識(shí)點(diǎn)以生動(dòng)形象地表達(dá)，將儀器的基本原理與實(shí)際產(chǎn)品的應(yīng)用相結(jié)合，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，讓學(xué)生更容易理解、掌握和應(yīng)用各知識(shí)點(diǎn)，提高課堂教學(xué)的效果和教學(xué)質(zhì)量。

數(shù)字化教學(xué)方法使人體機(jī)能替代裝置的課堂教學(xué)更加直觀化、可視化和物像化，人體機(jī)能替代裝置課程將數(shù)字化技術(shù)全面融入教學(xué)構(gòu)想、教學(xué)案例實(shí)踐分析以及儀器或設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)當(dāng)中，順應(yīng)了數(shù)字化時(shí)代的設(shè)計(jì)和要求［2］，從而改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高教學(xué)的效率及質(zhì)量，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的不足。如血液透析這部分內(nèi)容的教學(xué)過程中，采用傳統(tǒng)教學(xué)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(shí)引進(jìn)透析器，而兩者在透析膜的兩側(cè)呈反方向流動(dòng)，借助膜兩側(cè)的溶質(zhì)梯度、滲透梯度和水壓梯度，以達(dá)到清除毒素和體內(nèi)滯留過多的水分，同時(shí)補(bǔ)充體內(nèi)所需的物質(zhì)［3］，則通過數(shù)字化方式呈現(xiàn)給學(xué)生整個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，跟隨單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，能很清晰地理解和掌握這一概念。

2 教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)

數(shù)字化教學(xué)有利于優(yōu)化課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源的體系，革新教師的教學(xué)方式。教師通過數(shù)字化手段呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，會(huì)列出最新的醫(yī)療器械的相關(guān)信息，提出新部件、新材料、新工藝發(fā)展的現(xiàn)狀，目前該醫(yī)療器械產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)壁壘，臨床應(yīng)用中存在和面臨的實(shí)際問題，特別是目前相關(guān)研發(fā)公司在研發(fā)過程中的難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)問題。人體機(jī)能替代裝置課程把教材的知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生的同時(shí)，更注重將該學(xué)科領(lǐng)域涉及的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展下的新產(chǎn)品、新成果、新技術(shù)介紹給學(xué)生，讓同學(xué)們接受理論知識(shí)點(diǎn)灌輸?shù)耐瑫r(shí)，學(xué)習(xí)前沿的相關(guān)新產(chǎn)品的新理念、新材料性能及新工藝手段，通過在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐中引入這些跨學(xué)科、多層次的前沿性的研究成果，不斷豐富教學(xué)內(nèi)容和完善教學(xué)資源［4］，結(jié)合最新科技動(dòng)態(tài)和社會(huì)動(dòng)態(tài)，在有限的課時(shí)內(nèi)傳授給學(xué)生最大的信息量，豐富學(xué)生的知識(shí)面，開創(chuàng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。

加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與產(chǎn)品研發(fā)或科研項(xiàng)目相結(jié)合，作為案例分析法或討論方式法來進(jìn)行授課，在解決科學(xué)實(shí)際研究問題中開展相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，借助現(xiàn)代化信息技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)方式，構(gòu)建視野寬廣、內(nèi)容新穎、結(jié)構(gòu)合理的人體機(jī)能替代裝置課程的教學(xué)內(nèi)容，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以及綜合素質(zhì)能力的提高，同時(shí)也滿足社會(huì)對創(chuàng)新型人才的需求。

3 信息化教育的實(shí)踐探索

信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展變革，信息化教育進(jìn)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(lǐng)域的重視［5］。人體機(jī)能替代裝置在線課程的建設(shè)能有效開發(fā)利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教育資源，結(jié)合醫(yī)療器械新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料、新工藝的前沿成果整合到現(xiàn)有的教學(xué)課件資源中，合理布局和分配主要醫(yī)療器械儀器相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講授內(nèi)容，合理規(guī)劃課程進(jìn)度和安排，同時(shí)增設(shè)師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，開展多元化的學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)方法，改進(jìn)在線學(xué)習(xí)監(jiān)測方式，采取多種考核方式，同時(shí)提供課后輔導(dǎo)和交流，提高學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)一步提升在線課程的綜合教學(xué)質(zhì)量。人體機(jī)能替代裝置在線課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程設(shè)計(jì)、培養(yǎng)模式、互動(dòng)環(huán)節(jié)、習(xí)題題庫與評(píng)價(jià)方式等，隨著教學(xué)實(shí)踐的進(jìn)行，需要不斷探索和更新，更加開放的教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，分析醫(yī)療器械產(chǎn)品中類似的問題和解決的方法，提高教學(xué)效率的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

人體機(jī)能替代裝置在線課程的建設(shè)也在不斷的探索和改革中，師生共同學(xué)習(xí)醫(yī)療器械儀器基本原理的同時(shí)，探索研究新產(chǎn)品中核心知識(shí)和技術(shù)的應(yīng)用，從海量的學(xué)習(xí)資料中分析研究，提高學(xué)生信息獲取的技能，利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息、建模和編程軟件等歸納分析，及時(shí)呈現(xiàn)同學(xué)們自己的觀點(diǎn)、想法和設(shè)計(jì)，并考慮學(xué)生的素質(zhì)、才能、知識(shí)和個(gè)性等的差異性，從多視角出發(fā)，因材施教，采取不同的教學(xué)方法和教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生的自我表達(dá)能力，提高學(xué)生對待科學(xué)問題獨(dú)立思考的意識(shí)，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，做到傳統(tǒng)的教學(xué)方法如講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)法等與新產(chǎn)品、新理念、新工藝的數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)方法的密切結(jié)合。

網(wǎng)絡(luò)信息化教育的發(fā)展推動(dòng)了人體機(jī)能替代裝置課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段的革新，網(wǎng)絡(luò)為媒介采用數(shù)字化的手段將醫(yī)療器械產(chǎn)品的基本原理和基本知識(shí)傳授的同時(shí)，也不斷更新和呈現(xiàn)新產(chǎn)品、新理念、新材料和新工藝給予學(xué)生，教學(xué)過程的實(shí)施不再受時(shí)間、對象和空間范圍的限制，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新精神、主動(dòng)性和積極性，使其緊跟醫(yī)療器械行業(yè)快速發(fā)展的步伐，培養(yǎng)出適合醫(yī)療器械領(lǐng)域的有用人才。