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1創(chuàng)新實驗教學

1.1定量生理學課程簡介

定量生理學是生物醫(yī)學工程專業(yè)的核心專業(yè)課程。該課程以物理學原理和數(shù)學方法學為基礎(chǔ)，從工程技術(shù)討論人體的生理過程，學習并掌握生物膜與生物膜電位原理和方法，進一步學習并掌握基于電生理測量技術(shù)的原理以及相關(guān)技術(shù)，使學生建立起從基礎(chǔ)理論學習到實際生物醫(yī)學工程中有關(guān)生物電信號測量以及應用之間的橋梁;并且能夠運用物理學和數(shù)學的觀點和方法論進行多個層次和水平上探索生命現(xiàn)象及其規(guī)律性，培養(yǎng)學生對生理系統(tǒng)進行定量分析的基本方法，培養(yǎng)跨越生命科學、計算科學、數(shù)理科學等不同領(lǐng)域的“大科學”素質(zhì)和意識，為今后選擇新興交叉學科領(lǐng)域進行深造和工作奠定基礎(chǔ)。因此，該課程的實驗教學任務不僅重要而且要求極高。

1.2實驗教學方式改革

長期以來，許多高等院校對實驗教學重視不夠，重理論輕實驗的傳統(tǒng)觀念依然存在。由于不重視實驗教學的重要性，資金投入相對不足，有些陳舊或損壞的儀器設(shè)備沒有及時更新，這無形中就影響了學生的實驗興趣;而且傳統(tǒng)的實驗教學過分強調(diào)教師的中心地位，學生的主動性、探索性受到一定限制。許多實驗項目與當今飛速發(fā)展的前沿科學新理論、新技術(shù)嚴重脫節(jié)，使得實驗教學存在很多問題。而且傳統(tǒng)實驗教學的最大弊病就是開設(shè)的實驗往往只是一個“裝配”實驗，培養(yǎng)的也只是一個裝配工，不能鍛煉和培養(yǎng)學生解決問題的能力，創(chuàng)新更無從談起。實際上實驗技術(shù)人員的工作是實驗教學順利完成的重要保障。實驗技術(shù)人員的日常工作繁雜、瑣事多、重復性強，每天除了要為即將進行的實驗教學完成大量的準備工作外，還要做好實驗所用儀器設(shè)備的維護保養(yǎng)、修理、保管等工作。這些工作看似簡單，但對實驗技術(shù)人員的要求也比較高，然而目前實驗技術(shù)人員在職稱評定、進修以及工作量待遇等方面明顯處于弱勢，不利于發(fā)揮實驗技術(shù)人員的主觀能動性。這兩方面因素嚴重影響了目前高等實驗教學的質(zhì)量及效果，因此現(xiàn)有實驗教學急需改革。為了解決上述傳統(tǒng)實驗存在的兩個主要問題，我們提出將科研創(chuàng)新引入到實驗教學中，結(jié)合科研進展不斷更新完善實驗教學內(nèi)容，使實驗教學與科研創(chuàng)新相結(jié)合，使其更具有前瞻性和可持續(xù)發(fā)展性。一方面，我校的科研創(chuàng)新生物醫(yī)學實驗室注重開放和創(chuàng)新實驗的建設(shè)，徹底改變“照方取藥”的被動實驗方式，采取“引、點、撥”的實驗教學方式，讓學生自己提出需要解決的問題、達到的目標，自己設(shè)計實驗方案，引導學生獨立思考、大膽動手，充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，給學生充分施展個性的余地，從而達到彌補現(xiàn)有實驗教學的不足。另一方面，以教學科研型教師為實驗教學主要人員，構(gòu)建教學科研互動基地，使其成為培養(yǎng)學生實踐能力、研究能力和創(chuàng)新能力的新型教學實驗平臺，讓學生在本科基礎(chǔ)學習階段能較早地開展帶有課題研究性質(zhì)的實驗活動，更多地接觸科研實踐，提高工作能力和科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。

1.3將科研創(chuàng)新引入實驗教學

隨著知識經(jīng)濟和技術(shù)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，創(chuàng)新已成為時展的要求和社會進步的動力，而科研創(chuàng)新是創(chuàng)新的一個極為重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作為高等教育的主陣地，在本科生教學中將科研創(chuàng)新引入實驗教學，有利于培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新意識和科學精神;有利于培養(yǎng)本科生將理論與實踐相結(jié)合的意識和能力;有利于促進師生的共同發(fā)展;有利于促進地方本科院校加快學科和專業(yè)的建設(shè);有利于為地方培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型人才，因而具有重要的現(xiàn)實意義。借助于生物醫(yī)學高水平實驗室，我們通過開展綜合性實驗、科研訓練計劃、學科競賽、課外科技活動等方式，激發(fā)了學生學習知識的熱情，引導學生參與科研創(chuàng)新過程，為學生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了一個重要平臺。

1.4開放實驗教學

在增加理論課綜合性實驗的同時，由于課程實驗學時的限制，學生能夠親自動手的實驗遠遠不能滿足人才培養(yǎng)的要求，因此，我們開設(shè)了“開放性實驗”，這樣就起到了很好的補充作用。例如，“數(shù)字腦電圖儀的使用與EEG采集”“蛋白質(zhì)－核酸復合物氫鍵與范德華力作用位點分析”“腦電信號的Hurst指數(shù)研究”等多項開放實驗。此外，我們一般從大二學生中選取有科研潛力的學生，開展“本科生科學研究訓練計劃”教學，如國家級“基于GIS的移動生理信號監(jiān)測管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)”“基于JSD的注意力腦電研究”“基于超臨界新技術(shù)的石墨烯功能化及生物傳感器應用研究”。本科生在確定課題，進入實驗室后，將由指導教師對其直接負責。在指導教師指導下，會學習很多課堂上不教的東西，提高學生學習、科研的興趣、具備一定的科學思維和分析能力、激發(fā)對所學專業(yè)的興趣、堅定從事相關(guān)工作的信心和決心，一些本科生發(fā)表或錄用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源雜志論文多篇。在此基礎(chǔ)上，鼓勵學生參加各種學科競賽、科技創(chuàng)新等活動。因為有了開放實驗及本科生科學研究訓練計劃教學的推動，我們學院的科研氛圍濃厚了許多。因此很多本科生有了要進實驗室的要求，這樣本科生的日常學習變得充實，許多學生一有時間就去實驗室看文獻做實驗，并在實驗中體會了科學研究的樂趣和魅力，培養(yǎng)學生動手、創(chuàng)新、協(xié)作能力，對學習能力的提高、團隊精神的培養(yǎng)、心理素質(zhì)的鍛煉有著不可替代的作用。這些都說明依托科研創(chuàng)新生物醫(yī)學實驗室的開放實驗教學對學生創(chuàng)新能力有較大的貢獻，對新時期的大學生培養(yǎng)意義重大。

2結(jié)束語

依托生物醫(yī)學實驗室平臺，以《定量生理學》本科教學課程為載體，以學院生物醫(yī)學工程相關(guān)科研項目為推動力，充分結(jié)合學校和學院開展的實驗室開放項目及本科生科學研究訓練計劃，充分利用學院生物信息系實驗中心已有的豐富的科研儀器、計算資源，進一步推動科研創(chuàng)新型生物醫(yī)學實驗室建設(shè)，以發(fā)揮學生在《定量生理學》及相關(guān)課程中學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生科研實踐的興趣，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。

作者：晏善成 王俊 陳勁松 單位：南京郵電大學地理與生物信息學院