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生物医学模式十篇

发布时间:2024-04-26 05:23:40

生物医学模式篇1

1制定适合基础医学专业教学的课程内容

基础医学专业是为高等医学院校和医学科研机构等部门培养可以从事基础医学各课程的教学和科学研究,以及在临床开展基础科学研究的医学高级专门人才[2]。本着这个指导思想,我校针对2011级和2012级基础医学专业开设医学发育生物学课程,开课时间安排在大学三年级的第一学期。这时他们已经学过细胞生物学、组织胚胎学、遗传学、分子生物学等这些医学基础课程。因此,学生已经具备一些基础的理论知识框架。在此基础上,参考刘厚奇、蔡文琴主编的《医学发育生物学》第三版教材[3],同时结合我校基础医学专业的学科特点和实际情况,我们设置了教学内容:理论课程24个学时和实验课程8个学时。理论课程包含以下十二个内容:①医学发育生物学与模式生物概论;②受精与性别决定;③早期胚层诱导与轴性建立;④早期胚胎发育与表观遗传;⑤干细胞与再生医学;⑥免疫系统发育;⑦神经系统发育;⑧发育与肿瘤;⑨发育信号转导;⑩造血发育与疾病;瑏瑡消化系统发育;瑏瑢发育生物学大数据。这些授课内容既包含了发育生物学总论,又包含了几个重要组织系统的分论部分;同时,既包含发育生物学基本理论知识,又囊括了近两年的科学研究最新进展,使学生不仅将基本发育规律与各个系统发育相联系,更加深入理解发育生物学的基本理论,起到巩固和加深基础知识的作用,还可以接触到最新的研究动态,为培养基础医学学生的科研兴趣以及科研思路提供了很好的平台。实验课的授课内容利用我校已有技术资源,即广东省教育厅人类重大疾病斑马鱼模型与药物筛选重点实验室。实习操作包含两个内容:①模式生物斑马鱼培育以及胚胎发育观察;②利用整体原位杂交技术分析胚胎发育的基因表达(斑马鱼红细胞珠蛋白基因βe1时空表达)。

2创建国内首屈一指的教学团队

为了弥补本校教师针对本科医学发育生物学教学的不足,同时能够开拓学生视野,我们打破了仅由本校教师教学的传统,邀请国内知名大学和科研机构的专家教授加入我们的教学团队,为医学发育生物学的教学增加了新的力量。我们组建的教学团队总共15人,其中5人为核心教学组织者,剩余10人参与授课。在授课教师队伍中,具有“教授”职称占授课人数93%,30-40岁青壮年专家占65%,40-50岁中青年专家占35%。此外,授课专家中有“国家杰出青年基金”获得者、中组部“青年”、“973”首席科学家等一批具有良好的教育背景以及在其研究领域有卓越研究成果的学者。这样的教学团队是国内高校的首创,为教学增加了宝贵的科学研究信息。同时,对于青年教师来讲提供了学习的良机,为今后授课积累经验。对于学生来讲为其树立优秀的学习榜样,激发他们的学习热情,加深他们对科学研究的认识和了解,有助于他们今后的发展。

3采用“专家教学-科研讲座-学生提问”三者相结合的教学模式,增进师生交流

以往的课堂基本上“灌输式”的教学方法,授课老师占主导地位,学生只是单一且被动的接受,极少有机会和授课教师沟通,属于“单向式”教学模式。为了改善这种情况以促进专家教授与学生更多的沟通和交流,我们在学生方面增加“课前预习”的任务。所谓的“课前预习”不同于以往,是让学生主要开展以下两方面工作:①在互联网搜索授课专家的个人简介、任职情况、科学研究领域以及的情况;②了解专家所要讲述课程的基本概念。在整个授课过程中,我们将每次课堂大致分为三个部分:首先是专家介绍相关基本概念,其次是专家介绍自身的新近研究成果,最后是学生提问环节。这种“教学-讲座-提问”三者融为一体的教学模式促使学生融入教学环节,将“被动接受”转变为“主动参与”,使得学生不会因为频繁地更换教师而感到陌生,增进了学生对授课教师的了解,提高了自主学习的热情和学习效率,更重要的是促进了师生之间的沟通和交流。

4“公开课”教学形式,增进教师授课和学生学习的积极性

高校中多数教学课堂的参与者是授课老师和所授课专业的学生。这种课堂无论是教学过程,还是授课方式,都相对比较单一和枯燥。我们此次授课在基础医学专业试点,采用公开课的形式,每次授课之前以张贴海报的形式,邀请对所讲述内容感兴趣的老师和其他专业的学生前来聆听以及参与讨论,改变了传统的课堂组成。其他老师和学生的参与激发了授课教师教学的积极性,提升课堂授课效率,促进教师之间的相互学习,让学生也因此提高了学习的热情。此外,教学过程全程摄像,从而留下珍贵的影像资料。这为学生课后学习提供了素材,也为教师提高自身教学和科研工作水平提供了可以借鉴的资料。整体来讲,公开课的授课形式是一个积极有效的促进教师教学和学生学习的良好方式。

5考核方式灵活多样,学生满意,效果显著

生物医学模式篇2

随着全球信息化的全面发展,高等院校对人才培养的要求也在向更加开放和更加国际化转变,人才的培养更加注重与国际接轨,培养具有良好国际交流能力和能够紧跟学科发展最新趋势的高素质优秀人才成为一个重点培养要求,双语教学在这种形势下应运而生。自教育部颁布“关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见”[1]以来,全国各高校已经在不少学科课程上进行了双语教学的研究和试点。我院也不例外,生物医学工程专业的“生物医学信号分析和处理”就是我们积极探索并付诸实践的双语课程。

一、实行双语教学的必要性

双语教学是专业与英语结合的桥梁,抓住机遇在实践中加以探索双语教学的方法,培养学生成为高素质的优秀人才,是教育走向国际化的一条重要途径。随着生物学和医学的发展,越来越多的人体和生物信号需要测定以供科研和诊断之用,[2]生物医学信号处理被应用于医学教学、科研、临床、监控等,并显示出越来越重要的地位,而国外在这方面的研究一直走在前列。因此,在“生物医学信号分析和处理”课程中开展双语教学,可紧跟国外生物医学信号分析和处理方面发展的潮流,及时准确的反映发展方向,使教学与学科发展紧密结合。另一方面,使用双语教学便于提高学生的英语学习能力,使学生在学习专业课程的过程中接触到英文原版教材或资料,对其以后就业或考研都有帮助。另外,开展双语教学不仅可以提高教师的工作积极性,开阔教师的视野,使他们不得不去阅读外文资料,提高专业学术外语水平,而且有助于提高教师的科研水平,有助于他们到国外的刊物上,从而增强学院的科研影响力。

二、课堂双语教学实践的方法———以学生为主体

双语教学的重点是建立在英语教学成果的基础上,并将之提高运用的层次,是运用英语工具传授学科知识的新途径,要真正实现双语教学的目标,用英语作为沟通媒介,完成学科教学任务,则有赖于两者的完美结合。但是,开展双语教学,学科知识目标是第一位的。这一点使双语教学与专业英语课(eSp)有着本质的区别。[3]以学生为主体的双语教学,能充分调动学生的学习积极性,是我们在教学实践中不断探索、实践的一种行之有效的方法。

(一)加强对双语教学的认识,形成良好的学习氛围

开学初,当学生翻开满是英文的课本,在感到新奇和兴奋的同时,看到满篇的生词,一种畏难情绪也会油然而生。因此,老师的第一节课就是要让学生对双语教学有一个充分的认识,打消学生的畏难情绪。在具体实施双语教学的同时,首先选择英语基础较好的部分学作为骨干,组织他们加快进度熟悉教材思想体系、重点,并将气氛传染给全体同学,形成一个良好的学习氛围。同时,教师在讲授过程中应循序渐进引入外语讲授比例,切忌急于求成,尤其对专业词汇要重点讲解,让全体学生在面对诸多专业词汇、领会技术文章时,能基本正确地体会课程的思想内容、把握课程的专业概念的准确含义,在面对专业领域的外文表达时不至于感到无所适从,并要注重激励学生,要让学生感受到自己的进步,增强学习的信心。

(二)注重联系旧有专业知识和汉语学习的共性,帮助学生学好英语

“生物医学信号分析和处理”是在“信号与系统”和“数字信号处理”课程的基础上,将其基本方法应用在生物医学上的深化课程。在进行双语教学过程中,应尽量让学生联系那两门基础课的内容。这样,学生的专业知识学习就比较轻松自如,只是专业词汇和概念的问题了;另外,汉语语法的学习和掌握将大大帮助学生学好英语语法。因此,在实施双语教学时,应更多地把两种语言融会贯通的地方多加讲解和运用,让学生明白,学习英语其实和学习汉语是没有多大区别的,如,在汉语中有主、谓、宾、定、状等语法知识,英语语法中同样有,并且其功能几乎是一样的。因此,在讲解语法知识时,可以结合汉语语法一起实施教学,从而真正体现双语教学的特色。

(三)改革双语教学模式,提高学生对双语课堂的兴趣

如果学生要把被动接受转变为主动寻求,除了要让他们对双语教学有充分的认识之外,应改革教学模式、提高他们对双语教学的兴趣。这就必须贯彻以教师为主导、以学生为主体的课堂教学理念,让学生感觉到自己是课堂的主人。在教学手段上要多样化,在教学模式上要完全摈弃以往枯燥的、灌输式的教学模式,要寻求创新,可采用多种模式交叉使用,如采用启发式教学,可充分发挥学生学习的主动性,让学生在学习中找到乐趣;以案例教学法讲解综合应用,使学生接受的不再是纯文字的东西,太抽象,而是实实在在的、看得见摸得着的实物,增强学生学习的兴趣;采用立体化的教学模式和课堂导生制。上述多种模式教学方法的交叉使用,再辅以动画、图片和视频,将一门枯燥、抽象的“生物医学信号分析和处理”课程灵动起来。在课堂上让学生做老师、让学生导学生、让学生做课堂的设计者和操作者,人人为师、人人为生。这样的教学模式和课堂导师制,从很大程度上调动、促成了学生学习的主动性和积极性。其结果,学生的学习兴趣大大增强,教学效果突出。

(四)增加新颖内容,创建生动活泼的双语学习环境

在实施双语教学过程中,尽管也采用了各种各样的办法,力求让学生在轻松愉快的环境中学到专业内容。但是,由于专业课太抽象、逻辑性强,除上述教学方法外,还应尽可能地应用一些生动、有趣、具新颖性的知识作为课堂学习的辅助内容,这样既能活跃课堂气氛,又可拓宽学生学习的知识面。再者,还应注重教学节奏的明快性,加固轻松愉悦的双语学习环境,为学生的学习营造一个良好的、生动活泼的学习环境,从而大大提高学生的学习兴趣。

三、实施双语教学的几点建议

(一)注重双语教学效果

在双语教学中,使学生掌握课程的基本理论、基本知识、锻炼学生的基本技能是教学的根本目标,双语教学仅是根据形势的发展所选取的教学方法。一方面,学生对新鲜事物比较好奇,另一方面,两种语言的交互使用,在一定程度上能使学生的思维更加活跃、增加学习的兴趣。但是,如果过于强调英文的使用而不考虑学生的实际接受情况,学生在课堂上学习专业知识的兴趣就会被语言障碍所困,这样既影响教学效果,又会使学生对双语教学产生畏难心理,达不到开展双语教学的目的。因此,在进行双语教学过程中,必须根据学生的反应随时调整中英文的使用比例,避免盲目追求形式而影响教学效果。#p#分页标题#e#

(二)加强双语教材建设

教育部高等教育司曾提出:“在有条件的高等学校的某些信息科学和技术课程中推动使用国外优秀教材的影印版进行英语或双语教学,以缩短我国与国际先进水平的差距,同时也有助于强化我国大学生的英语水平。”[4]其精神是提倡使用原版教材。但是,教材的选用应有一定的灵活性,可以采用原版教材,也可使用中英文对照本,这要视本学科的情况而定,不过一般都应采用国外出版的原版教材或影印本。同时,要鼓励教师根据教学的实践经验及具体情况编写适合本专业使用的双语教材或注释教材。我院“生物医学信号分析和处理”学科采用的是由美国威斯康辛大学电气与计算机工程系教授、前ieee生物医学工程学会主席willis.J.tompkins编著的Biomedical?Digital?Signal?processing一书。本书主要介绍生物医学数字信号处理中最重要的基础知识、基本处理方法及其在生物医学工程中的具体应用,使学生能够理解“原汁原味”的教学内容。由于我们采用了多样化的教学,并随时改变两种语言的使用比例,打消了学生的畏难情绪,提高了学生的学习兴趣,并且和以前的相关课程进行对照讲解,使学生学起来既兴奋又充实。

(三)合理安排教学环节

在课堂教学的各个环节都应体现双语教学的特点,这就要求教师要合理安排好各个教学环节。首先对讲授的专业内容要有一个总体的规划和具体安排,在每次授课前进行一个预告,使学生提前做好预习,为上课做好充分准备;在新课的讲授过程中,要注意观察学生的反应,同时注意中英文之间的相互协调和转换,并根据情况调整中英文的使用比例;新课的内容结束以后,要进行总结性的知识回顾,并对英语的表达进行进一步的巩固;最后在布置作业的时候可让学生完成一些习题。这样,既帮助学生巩固在医学分析和处理方面的专业知识,又可以提高学生的学科英语水平,从而实现双语教学的双重目的。

(四)改革双语课程考核办法

根据双语教学的特点,我们改变了传统的期末考试“一张试卷定终身”的考核方式,而是采用综合考核办法。考核项目分为:(1)学习态度:包括平时表现、随堂问题的回答、出勤率等,由学生互相测评和任课教师评价构成等次。(2)实训作业:包括平时文字性作业,一般采用英文的名词解释、简答题,(3)期末考试:期末题型选用了全英文选择题型,题量可先少一些,要求学生看得懂,各项目所占权重比例为2:2:6。在这方面我们已经在几届学生中做过尝试,由于平时进行了相关训练,学生普遍反映较好,可以接受。

(五)加强师资的培训

适应担任双语教学的师资是双语教学质量的保障,这要求教师既精通专业课知识,又能熟练地掌握和应用学科英语。我们教学部的老师都是硕士、博士学位,专业知识比较扎实,专业英语水平也都不错。尽管如此,要真正实现双语教学仍具有一定难度。所以,要提高双语教学水平,首先,教师要提高自身的学科英语水平。再者,学校应加强双语师资培训工作,培养高素质的双语教学师资队伍,途径之一是选拔优秀青年教师出国培训,因为他们本身有较高的专业素养,同时又有很好的英语水平,可塑性和潜力很大。另外,高校也可以组织同专业的双语教学交流和教研活动,总结和推广教学经验,促进双语教学经验的交流与传递。

(六)积极营造双语学习环境

课堂上教师要以身作则,坚持以双语进行教学,并要求学生坚持以双语进行学习。带领学生在学习专业知识的同时,学习学科英语。学习学科英语不仅体现在文字内容上,如词汇、段落等,更重要的是学会用英语进行理解、思维、判断、论证专业知识,培养双语学习的意识和能力。对习题解析、计算方法等的双语讲解,能让学生从视觉、听觉、触觉等各方面一同感受英语的魅力,在不自觉中进入英语的环境。同时,双语教学决不仅仅是指学生听、老师用英语上课,更强调的是师生之间用英语进行交流、互动以及学生自身积极主动地用英语来学习。为了给学生课外自主学习提供条件,营造持续、浓厚的双语学习环境,可建设精品课程双语网络教学平台,鼓励学生充分利用优质的网络双语资源在课外自主学习,通过课外阅读大量的相关英文资料,了解最新的学科发展动态,扩展国际视野。

生物医学模式篇3

   1资料与方法

   1.1一般资料随机选择2009年1~6月的糖尿病门诊病历100例,均符合糖尿病分类标准【sup】[2]【/sup】。其中,男性65例,28~71岁。女性35例,41~74岁。1型糖尿病3例,2型糖尿病96例,妊娠期糖尿病1例。糖尿病合并高血压23例,合并冠心病26,合并脑血管病32例,合并肥胖症11例。对病历中显示的流行病学、病理学、发病机制、病变部位、病理生理、临床表现、诊断和鉴别、分类和治疗、预后和转归情况等,所涉及到的糖尿病防治因素词条,做详细记录和统计。

   1.2防治方法应用生物心理社会医学模式的因素构成形式,突出可控性的防治作用,客观地制定糖尿病防治因素分类方案如下。(1)身躯因素:体内结构性和功能性因素(医学模式中生物性因素的集中体现);(2)心理因素:情绪变化和应激反应现象(评定心理状态的客观指标);(3)行为因素:生活行为和防治依从性行为(直接关系到糖尿病的预后);(4)环境因素:社会和自然环境因素(影响糖尿病防治的外部因素)。分类统计病历中的相关词条,计算构成比。对多次出现的同一因素不做叠加计算。对统计数字做构成比分析。

   2结果

   100例糖尿病门诊病历中,共有不同的医学因素词条346个。身躯因素有性别、年龄、营养、头晕、口渴、肢体麻木、倦怠乏力、血糖升高、B超肢体大动脉官腔狭窄、肝肾功能异常等共215个(62.1%);心理因素有焦虑、抑郁、失眠、耳鸣等共8个(2.3%);行为因素有定量饮食、休息、预防感冒、戒烟酒、按时复诊、按时服药等共97个(28.1%);环境因素有经济条件、生活照顾、医师用药选择、职业、季节等共26个(7.5%)。

   3讨论

   随着人类疾病谱的改变和人口老龄化,慢性非传染性疾病成为健康的主要威胁,医学模式也正在由对疾病尤其是对疾病的后期治疗为主,转向对疾病的预防和健康促进为主【sup】[3]【/sup】。加快发展全科医学,培养全科医师,已成为今后若干年内卫生改革的重要内容【sup】[4]【/sup】。尤其是全科医师,在简陋的医疗条件下,面向卫生知识浅薄的社区人群,更需要有深入浅出的宣教模式,形成一门人文服务艺术,进而产生防治实效。

   3.1构成医学模式的医学因素类别在世界卫生组织会员国共同认可的《世界卫生组织法》中将健康定义为:“健康不仅是没有疾病或虚弱状态,而且应该是身心健全完美和具有良好的社会适应能力”【sup】[5]【/sup】。根据健康概念,参照生物心理社会医学模式的构成因素,结合可控性防治的需要,把所有的医学因素分为体内外及其相互联系的4部分。身(身躯因素):人体内结构与功能因素,例如,大脑和它的神经系统功能;境(环境因素):体外与健康有关的因素,按照环境要素的属性可分为自然环境和社会环境【sup】[6]【/sup】,例如,科学和文明发展进程,细菌,海啸等因素;心(心理因素):指有体内外联系作用的、与健康有关的、客观存在的、可控性心理因素,例如,性格、心态、情绪、应激性其它表现;行(行为因素):指有体内外联系作用的、与健康有关的、客观存在的、可控性行为活动,包括防治依从性,例如,吸烟、酗酒、保健运动、及时就诊、按时服药等。这种分类方法简称身心行境分类法,为了方便宣教,有时把生物心理社会医学模式也称之为身心行境医学模式。它易于普通人群接受,并具有如下多种实用性意义。

   3.2身躯因素是医师制定防治方案的依据100例糖尿病住院病历中,身躯因素215个(62.1%),种类繁多,专业技术性强,它们是医学模式中生物性因素的集中体现,需要由专业临床医师综合分析,为患者提供合理的个性化防治方案,也是衡量防治效果及其转归的客观指标。在4类防治因素中,身躯因素是健康的实体,心理和行为因素体现健康概念中的适应能力和对健康的认知与实践过程,环境因素是健康的客体,是健康的物质源泉。

   3.3心理和行为因素是个体可控性防治因素个体的心理和行为因素具有个体可控性,它对提高防治效果具有重要意义。心理因素的客观指标为情绪和应激现象,与性格、心态和认知水平有关;行为因素包括生活行为和防治依从性行为,它是医师落实防治措施的主要途径。心理和行为都是联系体内外因素的主要形式,都具有可控性,心理的可控性变异较大,行为的特点是具有真实性或客观实在性,直接影响健康。行为因素还与环境因素有一定的联系。流行病学研究表明,肥胖(尤其是中心性肥胖)、高热量饮食及体力活动减少是2型糖尿病最主要的环境因素【sup】[7]【/sup】。在强调群体可控性因素时,饮食、吸烟、酗酒等属于环境因素;在强调个体可控性时,饮食、吸烟、酗酒等应归属于个体行为,这样有利于明确防治责任,调动个体防治积极性,这是临床医师和今后书籍编写应该注意的一个问题。100例糖尿病住院病历记录中,心理因素有焦虑、抑郁、失眠等8个(2.3%);行为因素有按时服药、定量饮食、休息、戒烟酒等共97个(28.1%)。

   3.4环境因素是糖尿病防治不可忽视的组成部分生物心理社会医学模式提示大家要注重社会环境、自然环境因素的防治。社会和自然是人体健康的两个环境属性,缺一不可。环境因素有职业、季节、生活不能自理、医师用药选择、经济条件等共26个(7.5%)。医师应该对环境因素有一个比较清醒的认识,以便为人群防治提供及时可靠的信息,把医学防治变得更为主动有效。

生物医学模式篇4

关键词:卓越计划;人才培养模式;生物医学工程

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1674-9324(2012)06-0088-03

为了培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,教育部在2010年推出了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的重大改革项目,这给当前具有工学背景的本科教育提出了新的要求和目标。作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,随着社会对相关人才需求的快速增长,在生物医学工程专业中实施卓越工程师培养计划势在必行。

一、“卓越计划”给生物医学工程专业提出了新要求

“卓越计划”的提出旨在培养工程界的领军人物,除了要求学生掌握本领域的学科基础理论知识,还要大力培养学生的工程实践能力以及人文综合素质。对于培养医疗器械仪器产业相关的生物医学工程专业的学生来说,要求学生具有如下方面的能力:具有扎实的理、工、医等多学科的医学仪器工程基础和专业知识;深入理解并掌握医学仪器工程分析和设计原理,理解医疗器械生产过程中的工程技术问题;具备实现医学仪器工程相关设计的智慧、能力及奉献精神;具有宽广的人文社会科学背景知识。

二、生物医学工程人才培养模式存在的问题

到目前为止,全国约有140所高等院校开设了生物医学工程本科专业,所有的培养计划和方案都只是偏重于相互关联比较紧密的学科方向,不可能涵盖所有的学科方向。由此,生物医学工程学科本科生的培养方案非常多,相互之间的区别还比较大,但它们大多都存在着一些问题。

1.在课程的设置上,内容比较散,课程之间的相互联系较少。生物医学工程是一门理、工、医融合在一起的交叉型学科,课程设置除了一些公共课程外,其专业课涉及了电子技术、计算机技术、生物技术、数学、物理、化学、医学基础等相关课程。在大多数本科院校仅仅是将这些课程简单地拼凑起来,并没有很好地将它们的知识点进行融合,形成生物医学工程领域特色的专门课程。

2.教师的知识结构很难融合多学科的知识,使得课程体系的执行在一定程度上脱节。在大多数院校的生物医学工程教学任务是由电子、计算机、生物、物理、医学等领域专家来承担,他们往往在某一个领域内有很高的造诣,但要结合其它领域的知识就存在一定的困难。这种现象阻碍了本科生培养计划的实施,也使人感觉课程体系比较松散。

3.在培养过程中,学生对生物医学工程相关产业的了解较少。生物医学工程学科是一个年轻的学科,其相关产业更是最近十年才发展起来的,大部分高校与这些企业之间的联系不够紧密,使得学生很难到相关企业开展工程实践活动。主要有两方面的原因,一是已开设生物医学工程专业的部分高校的科研能力有待提高;二是企业主要是以赢利为目的,不愿意接受本科生到企业进行工程实训。

三、生物医学工程培养模式改革探索

桂林电子科技大学生物医学工程学科定位于医学仪器相关科学技术问题的研究,并已经被确认为广西重点学科。依托于“生物医学传感与智能仪器”广西高校重点实验室,紧密围绕“医药制造”等广西十四个千亿元产业以及广西国民经济发展的需要,构建了特色鲜明的“工程应用型”专业学科结构体系。这些改革举措有效解决了当前生物医学工程本科专业教学普遍存在的诸多问题,为工程型生物医学工程人才的培养提供了新思路。

1.凝练专业方向,领航专业发展。凝练专业方向,不仅要清楚自己的优势和特点,还要了解当前科学技术发展前沿、相关企业的技术需求和人才需求。只有不断加强与医疗器械相关生产企业的联系,掌握最新的人才需求情况以及专业需求情况,才能使专业方向紧跟需求,专业才能长期健康发展。

2.加强科学研究,带动本科教学。生物医学工程是一门交叉融合特性非常明显的学科,这种特性在科学研究尤为突出。鼓励教师参与医学仪器相关的科学研究,积极申报国家、省部级生物医学工程相关科研项目。特别鼓励教师承担相关企业委托的科研项目,这在教学方面至少有三个好处:(1)可以加强高校与企业之间的联系,为学生的实习、工程实践活动提供实际条件,同时也使相关工程研究可以到生产实际当中;(2)使教师在较短的时间里快速融合理、工、医三个学科的知识点,掌握医学仪器生产过程中的科学问题和工程设计要求,有利于提高教师本身的工程实践能力和水平;(3)可以组织学生参与教师的科研项目,包括企业委托的开发项目,使学生有机会参与工程实践训练活动,同时,让学生能够亲历生产现场,有助于对医疗器械生产过程中的工程技术问题的理解。

3.完善课程体系,适应“卓越计划”。生物医学工程课程设置可采用多任务与相互联系的教学规律,鼓励在课程的设置上注重广度也有深度。课程的设置必须既重视基础知识,又突出专业特色;既有较宽的知识面,又有一定的专业深度。主要应包括基础知识课程体系、专业基础知识课程体系、医学知识课程体系、专业知识课程体系和人文社会科学等选修课程体系。在专业课程和实践课程的设置方面要经过充分的企业调研,广泛听取企业相关生产专家的意见,了解企业生产中的人才需求进行设置,并要安排足够的时间到企业去进行顶岗实习。

4.加强与相关生产企业合作,切实提高学生工程实践能力。建立高校与相关生产企业的良好关系对于工学本科人才培养是非常重要的。可以邀请企业参与院系对办学方向、发展规划、专业建设等重大问题的讨论和决策,参与学校教育改革、参与人才培养的全过程,及时修正培养方案和课程体系。还可以聘请企业有较高水平和富有经验的工程技术人员,参与并指导教学活动、实习、毕业设计课题、参与毕业答辩,让学生可以进行充分的工程实践能力训练,切实提高学生工程实践能力。

5.重视人文素质课程教育。现代社会对人才要求全面发展,只有专业知识而没有较好的人文素养和交流能力的毕业生在今后的工作中难以取得事业上的成功。在培养方案中突出了主干课程同时,尽可能多开设前沿选修课,尤其是反映其专业特色的课程。在培养学生工程实践能力的同时,尽可能鼓励学生参与社会活动,加强人文素质修养。另外,在人才培养过程中着力培养学生的工程意识、工程素质和工程能力。将工程建立在与经济、社会、科学、人文、自然、环境、法律、道德等为一体的大系统中,把人才培养置于这样一个大工程背景下,实施工程教育。

总之,生物医学工程专业是需求非常旺盛的学科专业之一。在“卓越计划”的背景下,作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,提出了新的发展要求。加强与相关生产企业之间的联系和合作,完善本科人才培养方案,切实提高学生的工程实践能力,重视人文素质课程教育在工程教育过程中的作用,探索具有时代特色的工程教育模式,实现生物医学工程专业本科人才的精细化培养。

参考文献:

[1]卓越工程师教育培养计划[Z].教育部“卓越工程师教育培养计划”启动会会议手册,2010.

[2]2011年-2015年中国医疗器械行业“十二五”规划发展指导报告[R].博思数据研究中心,2010,(11).

[3]林健.工程师的分类与工程人才培养[J].清华大学教育研究,2010,31(1):51-60.

[4]万遂人.高等学校本科生物医学工程教育和专业规范研制.2009中国生物医学工程联合学术年会大会报告[R].2009,10.24.

[5]王能河,邹卫东,李义兵.生物医学工程专业应用型本科人才培养体系的研究与实践[J].数理医药学杂志,2008,21(5):627-629.

生物医学模式篇5

关键词:奥苏贝尔;先行组织者;医学免疫学与微生物学

中图分类号:G420文献标识码:a文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0000-00

1医学免疫学与微生物学教学中存在的主要问题

医学免疫学与微生物学(以下简称微免)是医护学生的必修课,也是连接基础医学和临床医学的桥梁学科,在医学教育中占非常重要的地位。在学习过程中,学生普遍反映医学微生物内容繁杂、琐碎,各章节框架相似,缺乏新意,难以记忆。而医学免疫学则内容抽象难懂、枯燥乏味,因此教学内容难教、难学。如何高效的完成教学目标,让学生达到课程教学的总体要求,成为急需解决的问题[1]。

2奥苏贝尔教学模式

美国认知教育心理学家奥苏贝尔通俗的认为认知结构就是书本知识在学生头脑中地再现形式,是有意义学习的结果和条件。学生能否的习得新知识,主要取决于他的认知结构中是否有适当的能起固定作用的观念,有意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有观念的相互作用才得以发生的。

2.1有意义接受学习理论

有意义学习理论是奥苏贝尔在20世纪70年代初期提出的,他认为学习的成功与否与学习者原有知识关系极大。所谓有意义学习就是以符号为代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当知识建立非人为的和实质性的联系。根据学习方式,将学习分为接受学习和发现学习;根据学习内容与学习者原有知识结构的关系,学习分为有意义学习和机械学习。无论是接受学习还是发现学习都可能是机械的,也都可能是有意义的。奥苏贝尔提出,进行有意义学习必须具备三个前提条件:第一,学习材料本身必须具备逻辑意义。第二,学习者必须具有有意义学习的心向。第三,学习者的认知结构中必须有同化新知识的原有适当概念。所谓有意义学习的心向是指学习者能积极主动的在新知识与已有适当观念之间建立联系的倾向性。如果学生对待学习的态度是想理解学习材料,并且把新的学习和先前的学习联系起来,学生就很可能以有意义的方式去学习,因而能极大的激发学生的学习积极性和提高教学效果。

2.2先行组织者教学策略

奥苏贝尔不仅正确通过“发现学习”和“接受学习”均可实现有意义学习,而且还对如何在这两种教学方式具体实现有意义学习的教学策略进行了研究,提出了先行组织者教学策略。“先行组织者”的定义是“在正式学习之前,以适当的方法介绍的关于学习主题内容的前导性材料,这个前导性材料的抽象性、一般性和包容性都高于正式学习材料”。先行组织者的形式并不固定,可以是一些陈述,也可以是一些用于说明、解释学习内容的图形、图表,甚至幻灯片、动画等通俗易懂的语言或直观形象的具体模型。先行组织者教学策略的实施步骤为:(1)呈现组织者。在学习新知识之前,教师首先要从学生原有的知识、经验出发,结合实际介绍引导材料,将新知识的上位概念纳入学生的认知结构中。(2)呈现学习任务和材料。通过各种方式向学习者呈现学习材料时,说明知识结构,理顺诸多学习材料的逻辑关系,使学习者理解具体的学习任务。(3)巩固新知识,扩充与完善认知结构。教师采用各种方法组织教学过程,随时为学生提示新、旧知识间的关联,使学生将新知识固定在原有的认知结构中。

3奥苏贝尔教学模式在教学实践中的应用

3.1微免教学中应用奥苏贝尔教学模式的可行性

首先,国内外大量研究表明,奥苏贝尔教学模式是行之有效的,它帮助学生提高其所掌握知识的层次性、组织性,能够促使学生形成适当的、稳定的和清晰的认知结构。但运用该教学模式的前提条件是学习材料本身应具有逻辑意义。而《微免》这门课尤其免疫部分,知识系统性强,有一定逻辑性,不单靠记忆,更需要理解、分析和综合。先行组织者教学策略可以很好的起到联系新旧知识的作用。另外,医护专业学生学习负担重,先行组织者充分发挥教师的主导作用,帮助学生在较短时间轻松获取大量的专业知识。

3.2先行组织者教学策略在教学实践中的实施

先行组织者呈现的形式多种多样,但应具有一些共同的基本特点:如浅显易懂、引人入胜、富有召唤力;展示将要学习的内容和意义;能将有关的方法或思路迁移到新的情境中,降低教学内容的难度等。本文尝试将概念型组织者、比较型组织者和问题型组织者应用于微免教学中以提高教学效果[2]。

3.2.1概念型先行组织者

在学习新内容前,先展示概念图,其主要目的是要把学习的概念通过图示进行组织,可以让学生预先有一个总括性的框架,从而起到先行组织者的作用。例如在讲授医学免疫学部分时,抗原、抗体与免疫应答是医学免疫学的核心与基础内容,但由于免疫学内在的逻辑性和连贯性,学生在初学这些概念时不易理解。教师可以在讲述概念之前,先解释这三个概念间的关系。可以利用关系图来描述这三者之间的关系,这样能使学生同时掌握三个概念,并理解了免疫应答的基本过程。见图1。

图1抗原、抗体与免疫应答的关系

3.2.2比较型先行组织者

如果学生对学习的新知识不完全陌生,而且原有的知识结构与新材料有相类似之处,教师就可以设计一个比较性组织者,以帮助学生弄清新旧知识间的异同点,增强新旧知识间的可辨性。医学微生物学的内容相对零散,不易记忆,但是其内容有很对相似的地方,可以进行类比,因此可设计比较型的先行组织者。例如在讲肠道杆菌时,在形态特点、致病性等方面有很多相似之处,可以设计大肠埃希菌、沙门菌、志贺菌之间的类比,见表1。对于各类细菌与病毒都可设计这样的比较表格,其异同点一目了然,可以更好的帮助学生融会贯通,理解记忆。

表1肠道杆菌的比较

大肠埃希菌沙门菌志贺菌

生物学性状

致病物质

所致疾病

防治原则

3.2.3问题型先行组织者

有意义学习心向在具体学习活动中的表现是学生自愿积极主动的学习。德国教育学家狄思惠说“教学的艺术不在传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。教师在讲授新知识前,可以设置学生比较感兴趣的问题或者案例激发学生的兴趣,调动学习的积极性,促使学生产生迫切的学习欲望[3]。比如在讲超敏反应时,可以让同学们讨论下自己有没有过敏现象?对什么过敏?有那些表现?同时结合临床青霉素过敏导致死亡的案例,使学生迫不及待的想知道为什么会过敏?过敏有那些特点?有哪些过敏现象?如何防治过敏?在学生兴趣浓厚、好奇心强、学习状态最佳时引入主题教学内容,以此达到提高教学效果的目的。

4奥苏贝尔教学模式对教学实践的启示

奥苏贝尔教学模式是一种很有效的教学模式,可以提高学生学习的效果,有助于医护学生对医学知识的学习、保持、迁移和运用;有助于教师设计教学内容、安排教学顺序,以适合学生认知结构的特点。但奥苏贝尔教学模式能否提高学习和保持效果,取决于教师是否全面深入了解学生能力和知识状况,是否合理组织教材和控制教学进程。因此,具有一定局限性,故在微免教学中仍需与其他教学模式相结合,使微免教学将更上一台阶。

参考文献

[1]邢朝云,王学屏,王雪英,林辉.浅谈高职院校《医学微生物与免疫学》教学现状及对策[J].中国校外教育,2013,2:136.

生物医学模式篇6

关键词翻转课堂;医学微生物学;实验教学

中图分类号:G642文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)24-0154-03

FlippedClassroommodeapplicationinmedicalmicrobiologyexperimentteaching//DUYinxiang

abstractBasedonthestatusquoofmedicalmicrobiologyexperi-mentteaching,andputforwardtoapplyflippedclassroommodein

medicalmicrobiologyexperimentteaching,andredesignedmedical

microbiologyexperimentteachingprocess.atthesametimeforthe

mainproblemsintheimplementationprocessofsomesolvingmea-

sureswereputforward.ResultsshowedthatFlippedClassroommodewasworthpopularizingteachingmodeinmedicalmicrobi-ologyexperimentteaching

Keywordsflippedclassroom;medicalmicrobiology;experimentteaching

1医学微生物学实验教学现状

实验教学是医学微生物学教学的重要组成部分,对于验证其理论知识,加深对其基本理论知识的理解和掌握,获得基本操作技能和研究方法,以及培养学生实事求是的科学态度,提高其分析问题和解决问题的能力等方面都有非常重要的作用。目前,医学微生物学实验教学普遍采用的是“教师演示,学生重现”的模式[1]。在这种模式下,学生的实验操作往往是依葫芦画瓢,做过就忘了,实验结果有时也不理想,知其然不知其所以然。长此以往,不利于学生分析问题、解决问题能力的提高,也不利于学生自主学习能力的发展。因此,亟待研究新的实验教学方法,增强实验教学效果。

2翻转课堂概述

翻转课堂(FlippedClassroom)是一种新兴的课堂教学模式,它起源于美国的科罗拉多州落基山林地公园高中。后在萨尔曼・汗及其可汗学院的大力推动下,翻转课堂开始逐渐被广大教育工作者所熟知。所谓翻转课堂,就是由教师提供以教学微视频为主的学习资源,学生先在课前完成学习资源的学习,再回到课堂上通过师生交流,完成作业或实验操作的一种新兴的教学模式。随着信息技术与高等教育的深度融合,翻转课堂这种新兴的教学模式也被越来越多的高校用到教学实践中,并且取得较好的教学效果[2-3]。为此,笔者尝试将翻转课堂这种模式应用到医学微生物学实验教学中,旨在为提高实验教学质量提供一些有益的经验。

3医学微生物学实验教学中翻转课堂教学模式的实施

将翻转课堂模式应用于医学微生物学实验教学过程中,并对其进行重新设计,整个教学过程如下。

实验课前教师为学生的自主学习提供帮助,学生完成自主学习。

1)学习形式预告。翻转课堂是一种全新的教学模式,和传统教学模式不一样,它将“知识传授”和“知识内化”过程颠倒了。为此,在将这一模式应用于实验教学之前,必须先与学生进行沟通,让学生能够明白翻转课堂实验教学的安排流程,以便得到学生的理解和配合。

2)教学微视频创建。将实验原理、实验材料、实验步骤等在传统实验教学中教师要讲授的内容以及实验操作演示以微视频的方式呈现出来。教学微视频可以自行录制,也可以选择网上的免费公开优质视频资源。比如“细菌涂片标本的制作及革兰染色法”这一实验项目在优酷网上就有非常优秀的视频,可以选择直接将视频的链接发放给学生。“细菌的分离培养技术”这个实验项目由于网络上的教学视频和教学思路不一样,则是选择自行录制。无论是哪种来源的微视频,都要求是短小、精悍的,保持在10分钟之内。

3)自主学习任务单的设计。学而不思则罔,如果只是单纯的课前观看微视频,没有合适的练习,再好的微视频也不能完全发挥其功效。将实验的重点、难点以及其他知识点以问题的形式呈现,强调以任务为驱动、以问题为导向来完成课前的自主学习,让学生边看视频边回答问题,在看中学、在做中学。

比如在“细菌涂片标本的制作及革兰染色法”这一实验项目中,给学生设计的问题就有三个:①固定的目的是什么?②为何革兰染色后,细菌会出现两种颜色?③革兰染色最关键的是哪一步?此时阳性菌和阴性菌各应该是哪种颜色?学生通过对这些问题的回答,基本上对这个实验项目的主要内容就了然于心了。

4)反馈。学生必须把在课外自主学习过程中遇到的问题、困难等反馈给教师,教师以学生的反馈为基础,完成课堂上的讲授。

实验课堂上主要任务为内化知识、拓展能力。将学习环境高度结构化,课堂活动细化到分钟,以一次实验课90分钟为例来进行说明。

1)学生复习:5分钟左右。以5~6人为一小组,让学生自己认识实验材料、仪器设备等,回顾实验步骤,对实验内容做到心中有数。

2)教师讲解:10分钟左右。教师根据学生的课前学习情况反馈,进行集中的答疑解惑。

3)学生实验操作及协作探究:50分钟左右。学生进行实验操作,教师巡视,发现学生的操作错误后及时纠正。实验完成后,实验结果先在小组内进行展示、互评,让学生从多个角度来审视自己和他人的结果。同时,针对实验结果,特别是一些错误的结果,反过来推测出现这些结果的原因,对操作过程中出现的问题进行讨论、探究。

如在“细菌涂片标本的制作及革兰染色法”这个实验中,在一个小组内,有些学生将葡萄球菌染成了红色,而将大肠杆菌染成了紫色;甚至有些学生染完标本片后,在观察时发现玻片上一个细菌也看不到;等等。教师针对出现的这些情况提出问题:“你认为哪些因素会影响革兰染色结果的正确性?”引导学生讨论、协作探究。

4)学生展示:15分钟左右。各个小组独立完成实验操作和协作探究后,教师选择2~3个小组作为示范小组。每个示范小组选择1个学生作为代表,这个代表向全班同学介绍解决问题的依据、实验的步骤、展示实验的结果。针对学生代表展示的情况,其他小组的学生进行讨论、补充。

5)教师总结:10分钟左右。教师针对学生的实验操作、实验结果、协作探究、讨论等情况,进行总结、提升。

实验课后学生通过书写实验报告、回顾性观看教学视频,完成对实验内容的复习和巩固,教师则可以在线辅导学生复习。

翻转课堂中各个时间段教师和学生的主要任务如表1所示。

4实施翻转课堂的意义

在翻转课堂中,实验课理论知识的传授是在课外通过观看教学微视频和完成自主学习任务单来完成的。一方面,观看微视频的时间、进度和次数都是由学生自己决定的,促进了学生的个性化学习;另一方面,课外自主学习任务单需要学生自己通过观看视频或者查询资料来完成,也培养了学生的自主学习能力。同时,在翻转课堂中,由于知识传授是在课外完成,因此,课堂上留给学生的实验操作时间就增加了。一些基本的实验技术的掌握是一个熟能生巧的过程,练习的时间多,当然掌握得也就越牢固,学生的实验操作能力也就会提高。在翻转课堂上,无论是课前的自主学习,还是课堂上的协作探究,都需要学生之间的讨论交流、互相帮助,这些也有利于培养学生的团队合作意识。学生的实验结果都会在小组或者班上进行展示,这样也利于培养他们展示自己的能力。

5存在的主要问题及其解决措施

关于教学微视频的问题翻转课堂中教学微视频是课前自主学习的主要资料,要求短小、精悍。教学微视频的质量高低也在一定程度上决定了翻转课堂的效果[4]。由于学业有专攻,专业课教师的信息技术水平不一定很高。已故苹果公司前董事长乔布斯就曾提出过这样的疑问[5]:“为什么it改变了几乎所有领域,却唯独对教育的影响小得令人吃惊?”这也从另一方面说明信息技术水平是影响教育发展的一个重要因素。

为此,一方面可以选择网上的免费的公开视频资源,另一方面可以请专业技术人员来协助制作微视频。比如“细菌涂片标本的制作及革兰染色法”这个实验项目选择的是优酷网的资源,而“细菌的分离培养技术”这个实验项目由于网络上的教学视频和教学思路不一样,则是选择自己制作。

如何保障学生课外自主学习的效果学生课外自主学习的效果是影响翻转课堂实施的关键因素之一。学生课前的自主学习完成得不好,就会导致上课时无法参与讨论,也直接影响了实验教学的效果。没有学生的课外自主学习,也就没有翻转课堂的实施。为此试着从两个方面来解决:

1)实验课前与学生充分沟通,以便得到学生的理解和配合;2)在给学生分组时,尽量以寝室为单位,寝室长作为学。因为在大学阶段,学生课外时间很大部分是在寝室里度过的,寝室也是大学生课外学习的主要场所。寝室长既可以组织全寝室的同学一起学习讨论,也可以将有共性的问题收集起来反馈给教师,同时对自觉性较差的学生也起到一个课外监督学习的作用。

6结语

将翻转课堂这种模式应用到医学微生物学实验教学中是一种成功的尝试。它既将教师从重复烦琐的实验知识的讲解中解脱出来,也将学生放在实验教学的中心位置,让学生有足够的时间在实验课堂完成实验探索,增强实验教学效果,是一种值得推广的教学模式。但是在实施过程中也发现,在翻转课堂教学中怎样更好地激发学生的自主学习兴趣和动力,这些都是需要继续考虑的问题。

参考文献

[1]吴峰,朱锡芳,邹全,等.基于翻转课堂的应用型本科实验教学方法研究[J].现代教育技术,2015(5):91-96.

[2]杨九民,邵明杰,黄磊,等.基于微视频资源的翻转课堂在实验教学中的应用研究:以“现代教育技术”实验课程为例[J].现代教育技术,2013(10):36-40.

[3]黄琰,蒋玲,黄磊.翻转课堂在“现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育,2014(4):110-115.

[4]王|,段金辉,屠义强,等.关于军校开展翻转课堂的几点思考[J].中国教育技术装备,2016(6):121-122.

生物医学模式篇7

关键词:关键字:生物医学信号;信号处理;神经网络;支持向量机

中图分类号:Q811   文献标识码:a    文章编号:

   1.引言

   人体是一个复杂的生命系统,各个系统之间是相互联系的,它们之间相互交织,相互影响以维护生命的正常运行。生物医学信号可以分为两种,即电信号和非电信号,如脑电、心电和肌电属于电信号范围,而其它的如血压、体温、心音、脉搏、血流量和呼吸等属于非电信号。生物医学信号一般为强噪声下的低频微弱信号,其从数据的维数可分为一维信号和二维信号,如心音、脉搏、血流量、呼吸、血压和体温等为一维信号;而核磁共振图像、Ct图片、超生图片、脑电图、肌电图和心电图等为二维信号。

   生物医学信号因为受到诸多人体或外界诸多因素的影响,一般具有以下几个特点:1)信号弱;2)噪声强;3)频率范围较低;4)随机性强,生物医学信号不仅是随机的,而且还不平稳[1]。因为生物医学信号具有以上特点,使得生物医学信号处理成为当代信号处理与分析中最为活跃、也最具有挑战性的重要领域。

   模式识别是指对事物或现象以各种形式(数值的、文字的和逻辑关系的)进行表征,并对信息加以处理和分析,并对事物或现象进一步进行辨认、分类、描述和解释的过程,是人工智能和信息科学的重要组成部分。模式识别又叫模式分类,可分为有监督的分类和无监督的分类两种。近年来,随着计算机软硬件的不断提升,以及人工智能技术的不断发展,模式识别方法和统计方法在生物医学信号处理与分析研究领域得到了广泛的应用。分类是模式识别的一个重要内容,其目的是构建出用于描述并区分数据类或概念的模型,并能够预测未知类别的对象所属的类。目前用于生物医学信号分析的模式识别方法很多,如Logistic回归分析、神经网络方法、支持向量机方法等。

   2.基于神经网络的生物医学信号分析

   神经网络,为一种模拟生物神经网络的结构和功能的计算模型或数学模型[2]。神经网络有很多人工神经元所构成,并通过联结进行计算,其结构如图1。在大多数情况下,神经网络能基于外界信息来改变其内部结构,为一种自适应的学习系统。人工神经元网络模型一般是由多层神经元结构所组成,每一层的神经元都拥有输入(它的输入是上一层神经元的输出层)和输出,每一层都有很多节点构成,节点之间通过进行连接,表示节点之间存在联系,存在一个加权数值,称做权重,某个神经元所得到的输出值等于每一个权重乘以上层神经元的输出,然后求和得到这个神经元的输出值[3]。

 

                             图1.神经网络示意图。

   下面以基于神经网络的心音信号分析为例来进行说明。心音信号是人体内最重要的生理信号之一,它涵盖着心脏各个部分如心室、心房、心血管、大血管及瓣膜大量的生理病理信息,在心血管系统疾病前期诊断中具有十分重要的作用和实用价值。与临床上广泛使用的eCG信号相比,心音信号存在着自身特点和优势。第一,心音信号的记录操作起来更加方便;第二,在某些心血管病变中,心音的敏感性比eCG信号高;第三,心音是我们进行心脏变力性分析的很好工具,它是用来分析心肌收缩变化情况的基础。所以,对心音信号的定量化和系统化研究对基础研究、临床诊断都有着非常重要的意义。正确的识别心音信号和找出主要的特征参数,是进行心音信号分析和应用的重要基础。因为心音信号非常复杂,而以前的心音信号识别算法因为不考虑背景参考信号,所以识别准确率低、算法复杂。而基于概率神经网络的心音信号识别算法,主要内容包括:1)心音信号小波变换预处理;2)利用平均Shannon能量变换提取心音信号包络波形;3)心音信号中第一心音、第二心音波峰的提取和定位;4)定义心音信号特征矢量,基于神经网络概率模型的第一心音、第二心音识别。

   3.基于支持向量机方法的生物医学信号分析

   支持向量机(SupportVectormachine,SVm)是CorinnaCortes和Vapnik8等于1995年首先提出的(图2)[4],它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势,并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中。支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的,根据有限的样本信息在模型的复杂性(即对特定训练样本的学习精度)和学习能力(即无错误地识别任意样本的能力)之间寻求最佳折衷,以期获得最好的推广能力。SVm的关键在于核函数。低维空间向量集通常难于划分,解决的方法是将它们映射到高维空间。但这个办法带来的困难就是计算复杂度的增加,而核函数正好巧妙地解决了这个问题。也就是说,只要选用适当的核函数,就可以得到高维空间的分类函数。在SVm理论中,采用不同的核函数将导致不同的SVm算法[5]。

 

                        图2.支持向量机最优分类平面

   脑电信号是通过记录到的大脑皮层神经细胞的电活动信号,大脑皮层神经元发出的持续的、节律性的电位变化为自发脑电信号。在不同的生理状态下和各种病因下脑电信号会表现出不同的模式,那么如何提取脑电信息以及基于这些信息如何实现大脑各种状态下eeG信号的正确分类,是近年来的研究热点。精神分裂症是一种严重脑部失调疾病,临床表现包括思维和感知的紊乱,其患病率为精神病类型中最高的一种,到目前还不存在明确的物理和医学诊断方法。脑电信号分析在精神经分裂症上的应用,在对精神药物的疗效评估和用药后的治疗效果预测等方面已得到广泛研究。而且支持向量机还可以用于自发脑电在精神分裂症的诊断研究。通过特征提取技术有效提取eeG信号所存在的信息,是构建脑电分类模型的关键步骤,因为自发脑电信号存在丰富的频率成分,在不同的生理状态和病因情况下有些频段的能量在不同区域头皮的分布会发生变化,因此可以将不同区域不同频段的能量作为构建分类器模型的特征向量。应用支持向量机和能量特征提取方法于精神分裂症患者和健康人的脑电信号分类,可以为精神分裂症的诊断和病理分析提供新的参考依据[6]。

   4.结语

   模式识别从20世纪20年展至今,人们的一种普遍看法是不存在对所有模式识别问题都适用的单一模型和解决识别问题的单一技术,我们现在拥有的只是一个工具袋,所要做的是结合具体问题把统计的和句法的识别结合起来,把统计模式识别或句法模式识别与人工智能中的启发式搜索结合起来,把统计模式识别或句法模式识别与支持向量机的机器学习结合起来,把人工神经元网络与各种已有技术以及人工智能中的专家系统、不确定推理方法结合起来,深入掌握各种工具的效能和应有的可能性,互相取长补短,开创模式识别应用的新局面。目前,基于神经网络和支持向量机的模式识别方法这些方法解决了许多以前难以解决的问题,可以预见,很多新的生物医学信号分析和处理方法将在今后不断涌现,一些目前难于解决的问题将在以后不断得到解决。

参考文献

生物医学模式篇8

>>生物传感器在医学中的应用论现代生物传感器在食品安全检测中的应用生物传感器在医学方面的应用量子点生物传感器中的表面修饰技术及其医学应用生物传感器在环境监测中的应用生物传感器在农业物联网中的应用生物传感器在食品安全检测中的应用酶生物传感器在食品分析检测中的应用LB膜制备及其在葡萄糖生物传感器中的应用生物传感器在食品污染检测中的应用微生物传感器在环境监测中的应用进展Dna生物传感器的应用及展望生物传感器的部分应用介绍适配体生物传感器在病原微生物检测中的应用微生物传感器的发展及其在环境监测中的应用纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用研究石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用微生物传感器技术及其在环境监测中的应用研究铜在无酶生物传感器的应用进展可穿戴式纳米生物传感器的研发及在运动中应用常见问题解答当前所在位置:l.

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生物医学模式篇9

欧洲文艺复兴运动的产生推动了科学进步,也影响了医学观。当时用机械观来解释一切人体现象,人们认为疾病就是机器某部分的机械失灵,医生的任务就是修补机器。这一医学模式忽视了人的生物性、社会性以及复杂的内部矛盾,因此这是以治疗为主的机械医学模式。在这一时期医患关系仍是处于领导和被领导的阶段。

2.生物—医学模式

18世纪下叶到19世纪,医学家开始广泛地采用先进的技术对人体进行了更加深入的研究,生物学的蓬勃发展促使人们对健康和疾病有了新的认识:健康是宿主(人体)、环境和病因三者之间的动态平衡,这种平衡一旦被打破便会发生疾病。这就是生物—医学模式。在这种医学模式下,医生是关注的是对疾病的处理和技术的运用,而患者则是被动地遵从医生的判断和决策。随着各种诊断设备的不断完善,医生诊治疾病越来越多的依赖这些设备所提供的检测资料,对患者的关注就越来越少,医患感情日渐削弱。生物--医学模式的弊端和消极影响逐渐暴露出来,新的医学模式也应运而生。

3.生物—心理—社会医学模式

随着现代社会的发展,医学的进步,慢性疾病如心脑血管疾病、恶性肿瘤等逐步成为人类的主要疾病和主要死亡原因,这时人们发现生物医学模式在这些疾病面前显得束手无策。美国医学家恩格尔提出了生物—心理—医学模式,即综合生理、心理和社会因素对人类健康与疾病影响的医学观。

3.1生物—心理—医学模式对医患关系的影响

新的医学模式下,医患之间是“共同参与型”而不再以医生为中心。医生和患者通过平等的合作共同为患者的健康努力。医生除了发挥诊断者和治疗者的通常作用外还同时应当尊重患者的自利,重视患者的心理和社会因素,并给与积极的理解和支持,进行适当而正确的引导。这样一来,患者的遵从性和配合性都会得到提高,且有助于消除患者的焦虑和抑郁情绪,有利于疾病的康复。相关统计资料证明:70%到80%的医患纠纷不属于医疗事故,而是由医疗服务质量引起。所以有学者提出“服务者—消费者”的医患关系,这一新概念中,患者被看做有能力作出合理决定的人,医生将更多的选择和控制权交给患者,使患者在医疗活动中有发言权并共同承担责任。这样一来,医患关系就建立在更为平等的基础上,更强调了人的主动性。

3.2生物—心理—医学模式对医患双方的要求

(1)生物—心理—医学模式对医院的要求:

在新的医学模式下,对医院的医疗服务质量提出了更高要求,要以“以病人为中心”的理念贯穿到医院的各项方针和决策当中,加强医德医风的建设。建立相关的医患关系协调部门,加强与患者的联系,从而树立和维护医院良好的社会形象,培养患者对医院的信任度。

(2)生物—心理—医学模式对医务工作者的要求:

在新的医学模式下,对于医务工作者来说,不仅懂的药物或手术等治疗手段,还应该学会掌握心理治疗。这包括尊重患者的尊严、自和知情权。要深入了解患者所处的社会环境和心理状态,并给与他们充分的理解和同情,鼓励和增强他们战胜疾病的信心和勇气。除此之外,医生还应积极的投入到预防保健等工作中,加强患者的愈后追踪服务,使得医疗的目的逐步转移到预防医学,提高人们生命质量上来。

(3)生物—心理—医学模式对患者的要求:

虽然患者的地位在新的医学模式下得到很大的提高,但患者不能盲目的视自己为中心,还应该了解医学的高科技性和高风险性,对疾病的预期应符合医学发展的规律,要遵守医院的管理,尊重医务人员的劳动,积极配合治疗。

4结语

生物医学模式篇10

【关键词】pBL(problem-BasedLearning);医学物理学实验;问卷调查

物理学不仅是一切自然科学的基础,而且是科学技术应用的基础。物理学基本原理已渗透到各学科领域中,尤其在医学领域应用较为广泛[1]。医学物理学实验是医学物理学的一个分支,是研究把物理学理论及物理学技术应用于医学诊断、医学治疗及疾病预防的学科领域。开设医用物理学实验课程的目的是使医学生掌握一定的物理学基本理论、基础知识和基本技能,初步了解物理定律和原理在医学中的应用[2]。同时学习医学物理学实验知识对如何定量研究生命现象有所体会,为学习后续医学课程乃至将来从事医学教学、临床工作以及科研打下必要的物理基础。

医学物理学实验作为一门医学实验课程必须重视理解实验原理和实验操作环节,如果只重视实验原理,脱离了实验操作,教学质量就难以保证。如何优化实验教学模式,提高学生理解实验原理同时也要注重实践能力,确保医学物理学实验教育的质量,是摆在众多高校面前的一个重要课题[3]。其次医学物理学实验课一般是大学一年级开设,对于刚入学的新生,对课程设置不了解,普遍对医学物理学这门课不重视,总是认为这是一门是抽象、枯燥、乏味无趣的难学课程,直接影响了医学物理学的教学质量。作为物理学教师,如何教好医学物理学实验成为亟待研讨的问题。我们尝试了pBL教学模式,以学生为主体教师为主导的小组讨论式教学,与传统的讲授为基础的教学相比,更能调动学生的积极性,更有利于理论知识与实践知识的结合,更有利于提高学生自学能力和分析解决问题能力。

1.对象和方法

以本校2013级本科临床医学、医学影像学、医学信息工程专业学生为主要研究对象,临床医学专业学生抽取80名,影像专业抽取80名,医学信息工程专业抽取80名,适当调整原教学计划,选择医学物理学实验其中《示波器及其应用》为授课内容。实施“pBL教学模式”的具体方法是:

1)教师向学生介绍pBL的基本情况、教学流程、教学目的和意义,做好参加pBL学习的心理准备。教师根据本章节大纲要求,选择与本章节内容相关的、难度适中、有一定综合程度的物理学知识,进行分析归纳,提出有针对性问题,在授课前布置给学生。引导学生自己查阅医学物理学相关教材深入思考问题,营造开放式教学环境。

2)在pBL教学开始之前需将学生分成小组。我们的做法是:先对临床医学专业的80名学生每5人为一组(共计16个小组),每8个小组为一个实验室(共计2个实验室),在每实验室中5个学生为一组公用一套教学设备(每个实验室8套),2个实验室共计16套教学设备。对影像专业、医学信息工程专业学生分布同上,此次pBL教学分3次完成。

3)在上课过程中,教师先给学生讲解示波器的原理、仪器的结构以及仪器的使用流程,然后让学生自己动手操作,在操作过程会遇到好多问题。这时候让学生以小组为单位,针对操作中涉及到的示波原理和医学物理学方面的知识,用物理知识加以阐述,使学生灵活运用医学物理学的基本原理分析实验中出现的问题,体验理论知识和实践结合所带来的快乐,调动学习该课程的积极性,提高学生自学能力和分析解决问题能力。

4)学生对问题讨论完毕后,教师对相关问题进行总结、归纳。对每个问题的阐述要紧扣医学物理学,避免学生将讨论的重心转向尚不要求的医学物理学实验问题。

5)学生对pBL教学模式的多方面进行评价。

2.结果与分析

通过对以上各专业80名学生不记名问卷问卷调查(见表1),在回收的240份问卷中发现绝大多数学生认为pBL模式在医学物理学实验教学中激发了他们的学习兴趣,提高他们的归纳能力、分析能力、思考能力、自学能力、学习效率、师生沟通、协作意识、理论联系实践能力。99.3%的学生认为pBL模式在医学物理学实验教学是合适的,93.2%学生认为pBL模式在医学物理学实验教学虽花费一定时间,但很有利于医学物理学实验教学。

表1学生对pBL模式

在医学物理学实验教学效果的评价(n=240)

调查问题赞成(%)中立(%)不赞同(%)

激发学习兴趣97.22.60.2

提高归纳能力84.31.93.8

提高分析能力96.40.23.4

提高思考能力91.27.41.4

提高自学能力88.67.14.3

提高学习效率94.52.82.7

提高师生沟通94.61.73.7

提高协作意识97.32.10.6

理论联系实践95.63.70.7

同样对其它医学专业也进行了调查(见表2),其中100%的医学信息专业、影像专业学生及95%的临床医学专业学生认为pBL模式在医学物理学实验教学中应用是合适的,其次为医学麻醉、检验、美容、药物制剂等。通过把pBL教学模式应用在医学物理学实验中,使得学生亲身感受到理论知识与实验操作相结合的作用。课堂上加入pBL教学模式后,使的学生在学习中从被动变为主动,同时也活跃了课堂气氛,把抽象,枯燥的医学物理学实验变得生动、有趣、易懂。

表2不同专业学生对pBL模式应用

在医学物理学实验教学的评价(n=560)

专业赞成(%)人数

医学影像学10080

医学信息工程10080

临床医学9580

医学麻醉56.480

医学检验63.980

药物制剂66.580

美容24.880

3.讨论

为进一步提高医学物理学实验在医学院校中作用,提高医学物理学实验教学质量,提高医学院校学生对医学物理学课程产生浓厚的兴趣,提高医学院校学生的实践动手能力,医学物理学实验教学过程中既要体现基本课程的实验内容,又要提高的综合性和设计性实验内容,医学物理实验教学需要进行改革。

pBL教学要求教师具备丰富的专业知识和其它相关学科知识,要求教师引导学生进行思考,提高学生的学习效率和学习热情。学生是pBL教学的最大受益者,在实施pBL教学的各个环节中,学生的自学能力、心理素质及语言表达能力、分析和解决问题的能力、团结协作精神、创新意识等得到了有效锻炼,综合素质不断提高[4]。经过调查研究发现把pBL教学模式引入医学物理学实验教学中,经过分组实验教学对比,科学评价,pBL教学模式在医学物理学实验教学中应用可以提高学生的归纳能力、分析能力、思考能力、自学能力、学习效率、师生沟通、协作意识、理论联系实践能力。提高教师的课堂设计能力、课堂管理能力、课堂协调能力、总结概括能力。

pBL教学模式在医学物理学实验教学中应用提高教学质量,促进教改,推进教育改革有一定的积极作用。但在进行教学改革的同时,必须有相应的配套改革,比如教学内容、学时分配、考试改革等。在课堂上引入pBL教学模式需要花费一定的时间去讨论、熟悉,使原有的教学计划和内容受到一定的影响。因此,pBL教学模式在医学物理实学验中应用尚需进一步研究、探索。

参考文献

[1]李辉.医学院校物理教学中的几点体会[J].物理与工程,2004,14(1):41-42.

[2]刘渊声,杨继庆,屈学民,文峻.医学物理学pBL教学模式探索[J].医学教育探索,2007,6(2):118.