时间：2023-04-06 18:48:37
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关键词：信息化、艺术史、教学
一、艺术史教育概述
艺术史经过多年的发展，除了由于考古学的新发现偶尔会加以添加或者更新以外，从内容上说是基本稳定的，因此历史的讲授又是容易陷于枯燥的。正是在这个意义上，笔者针对传统艺术史课程的教学中所存在的注重知识的灌输，缺乏生动性和趣味性等问题，从教学手段上加以改革，充分利用现代信息技术，将现代教育技术手段合理、科学地应用于辅助教学中，建立师生易于交流、互动的艺术史教学环境。
二、信息化手段在教学中的应用
具体到信息化应用的实施，主要包括两方面的内容：
第一，课堂现实互动教学环境的营造。教师在课堂教学中，要充分利用集光、声、色等一体的多媒体信息技术，营造轻松愉快、丰富多彩的课堂氛围。以往的艺术史教学大都是教师多数时间是强行灌输，只求完成教学任务。有研究表明，这种理论课程学生听讲超过20分钟，必然有疲惫感，剩下的时间基本上是等着下课，这种上课方式与教学环境不利于师生之间产生交流与互动，课堂氛围不活跃，教学效果大打折扣。实际上，在科技高速发展的今天，我们可以借助更多的多媒体信息化手段辅助课堂教学。具体来说，可以分两个步走：首先，教师要充分利用多媒体信息技术，自主制作有着充实知识内容和高质量画面效果的多媒体课件，以备课堂教学时放映。制作多媒体课件的软件不要仅限于Powerpoint等常规软件，还可以使用多媒体产品制作工具Adobe Director。Director可以让我们自由发挥想象力，藉由同步整合图形、声音、文字、动画、及影片功能制作出多媒体产品，能够更好地综合各种视频、音频资料。为课堂提供一个更好的交流和互动环境，营造身临其境的氛围，从而可以全方位、深入理解所学知识点。其次，轻松愉快的教学氛围中，教师从讲台上走下来，学生也从课桌上解放出来，师生围坐在一起进行授课、鉴赏作品，这样可以消除师生之间交流互动的障碍，学生也就可以自由、大胆地表达自己对艺术作品的想法与评价，达到很好的教学效果。
第二，网络虚拟互动教学环境的营造。主要是利用网络信息技术，建立网络虚拟互动空间。具体而言，主要有两方面的内容。一方面，参观博物馆和美术馆是艺术史教学的重要环节之一，但由于多年高校扩招的影响，公选课的学生人数通常会比较多，组织学生参观博物馆和美术馆缺乏现实可行性，好在很多大博物馆都有利用动画及多种信息技术手段制作的网络虚拟博物馆，可以引导学生在网络上访问世界各大博物馆和美术馆，网络资源的有效利用弥补了现实资源的不足。另一方面，利用网络建立艺术史课程QQ群或公共邮箱，定期就艺术史上某些重要问题或大部分学生感兴趣的问题组织集体讨论，一段时间以后，将这些反馈的信息收集整理，建立艺术史课程站，并将教师制作的多媒体课件以及优秀的学生作业实现网络共享，还可以制成课程教学视频上传网络，促进了多媒体授课的普及和深入应用，解决了学生利用多媒体课件与教学视频自主学习的问题，并有利于老师与学生之间以及有兴趣的同学之间进一步展开交流与讨论。
针对目前高校对学生素质教育的新要求，艺术史公选课程的教学要充分利用现代信息技术，达到师生易于交流、互动，实现学教同步的教学目的，进一步提高和改进高校非艺术类学生艺术史公选课程的教学效果，为大学生提供一个接受人类优秀艺术文化熏陶和塑造健康人格的良好环境。
参考文献：
[1]赵海霞.基于创新推广理论的高校教学信息化实践研究.中国教育信息化.2009,（04）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）26-0214-02
一、医学信息技术的发展
自从计算机发明的第一天，人类就尝试着将计算机技术应用于医学的信息管理和临床诊疗过程当中。上世纪60年代，国外医院管理信息系统开始用于住院病人的管理。70年代，其应用范围扩展到病案、卫生统计、门诊、护理、药品等部门。80年代，医疗信息系统开始取代医院管理信息系统，用以提高医生的诊疗水平和医院的服务水平[1]。进入90年代，随着现代医学和信息技术的发展，医疗信息系统逐渐在中国各级医院普及，尤其是三甲医院，每天产生了大量的临床数据。而近些年来随着医疗大数据的发展，医疗领域的知识和数据也呈爆炸式增长，数据的种类逐渐增多（图像、文本、波形、组学数据和电子病历中的结构化数据），系统的复杂度逐渐加大（系统标准繁多、接口类型不一致），无论是信息管理还是应用开发，难度都日渐加深。因此，医学信息领域的蓬勃发展对于医学信息人才的需求也日益迫切。
二、医学信息工程专业定位及发展
为适应国家和社会发展需要，教育部于2003年设立了医学信息工程专业。医学信息工程是一门以信息科学和医学为主的多学科交叉与融合的新兴综合性学科。本专业培养具有现代管理学基础理论、医药学基础知识和计算机科学技术知识，掌握当今医学信息中数据的收集、整理、存储、分析与传输等技术的基本知识、基本理论和基本实践技能，有较强的医学应用软件使用、维护、设计、开发的能力，能够将信息技术与医疗管理、医疗服务有机结合的高级医学信息技术人才。医学信息工程专业的学生一般学制4年，授予工学学士学位。
目前，据统计全国已有24所本科院校开设医学信息工程专业，中医药院校所占有相当大的比例（10所）。但是不同高校对于医学信息工程专业覆盖的范围理解不同，学校间开设的课程也不尽相同。一般来说，学校根据自身的学科发展情况，有的院校开设电子信息技术等硬件类课程多一些，有些学校开设计算机技术等软件类课程多一些，有的院校开设医学信息学等信息学类课程多一些，这就导致了医学信息工程专业人才培养目标和结果的不一致。笔者调研了国内目前开设医学信息工程学校的培养方案和专业课设置，对目前国内院校医学信息工程专业的课程设置进行了总结。
三、国内目前开设医学信息工程院校的专业设置
本文调研了国内目前开设医学信息工程专业学校的专业设置情况，并分类加以讨论，以期望理清国内医学信息工程专业的发展现状。
1.课程设置以硬件类课程为主。此类学校开设的硬件类课程较多，着重培养学生生物医学、电子技术、信息科学的基础理论，接受电工、电子技术、医学信息检测与处理技术在医学中应用的良好训练，具备医学信息工程领域中的研究和开发的基本能力，能够完成医学仪器系统方面的设计、开发与应用的人才。此类学校以四川大学为代表。作为我国第一个开设医学信息工程专业的高等院校[2]，四川大学的课程设置有标杆意义。目前该校开设的主干课程有：数字信号处理，数字图像处理，医学传感检测技术，医学图像处理，医学电子学，现代医学仪器，医学信号处理。可以看出，课程设置以电子类、仪器类课程为主。类似的大学还有杭州电子科技大学，湖北科技学院等。除了上述课程外，部分学校还设了单片机技术与应用、医学影像仪器、医用测量与监护仪器等。当然，这类学校只是以硬件课程为主，并不是完全不设置软件类课程。
2.课程设置以软件类课程为主。此类学校以合肥工业大学为代表，主要培养的是进行医学信息系统设计、开发与应用类人才。开设的主干课程有：计算机网络、数据结构、程序设计、软件工程、医学信息系统、数据库系统、微机原理等。此类学校以计算机和软件类课程为主，既有传统PC端的医疗信息系统等软件类课程开发课程，也有web系统与技术等网络类课程，部分学校甚至开设了物联网技术课程。而随着移动医疗的发展，部分院校还开设了基于安卓和IOS系统的开发课程，如河北北方学院的智能终端设计与开发。类似的大学还包括：湖北中医药大学、湖南中医药大学、成都中医药大学、甘肃中医药大学、广州中医药大学、黑龙江中医药大学、济宁医学院、重庆医科大学和遵义医学院等。同样，这类学校也只是以软件课程为主，并不是完全不设置硬件类课程。
3.课程设置兼顾软硬件类课程。国内这一类的大学也比较多，通过专业设置的课程来看，既培养学生的硬件设计能力，也同时培养学生的软件开发能力，软硬件类的课程比接近1：1。这类学校有：浙江中医药大学、中南民族大学、泰山医学院、安徽中医药大学等。但这类学校的专业课程设置很容易与生物医学工程专业的课程设置相类似。
4.课程设置兼顾医学信息类和软件类课程。在所有开设医学信息工程专业的高等院校中，中医药大学占有相当大的比例，有10所之多。这部分学校在主干课程中还会增设一些与医学信息学相关的医学类和医学信息类的课程，如中医基础理论、现代基础医学概论、医学信息学，医院管理学，卫生统计学，病案管理与统计等。这类学校有：辽宁中医药大学、徐州医科大学等。其目标是培养能够系统掌握信息管理、信息系统分析与设计方法及信息分析与利用等方面的知识与能力，能在国家各级医药卫生管理部门及其相关领域的企事业单位从事信息管理、信息系统分析与设计、实施管理和评价及医学信息学研究等方面工作的应用型专门人才。
5.我校医学信息工程专业人才培养思路设置。当前信息技术是工学领域发展较快的技术，信息技术中的大数据、云计算、物联网、人工智能等先进技术和方法无时无刻不在向医疗领域渗透，使得医学信息技术蓬勃发展。所以我们认为医学信息工程专业的人才培养应紧跟国际国内的发展形势，越来越注重学生信息技术的培养，不仅包括传统的医用软件的开发技术，而且包括信息处理技术，尤其是大数据环境下的信息采集、传输、存储和利用技术[3]。
上海理工大学医学信息工程专业成立于2012年，2013年开始招生，隶属于医疗器械与食品学院。本专业着重培养具备医疗信息系统、医学应用软件、健康物联网相关的专业知识和工程能力，能在医学信息工程领域从事设计、开发、应用、管理和服务的理工医结合的复合型高级工程应用型人才。上海理工大学在课程设置中不仅注重学生信息采集、传输能力的培养，更注重学生信息处理能力的培养，开设了Python程序设计、医用软件技术，医学信息集成技术，云计算与数据挖掘、临床决策支持技术、医学人工智能等课程。不仅注重学生的理论学习，更注重学生实际动手能力的培养，每门课都开设配套的实验课程供学生学习巩固理论课所学知识。本专业还与多家医院的信息科和科技公司开展合作，为毕业生提供多种类型的实习基地，为其毕业找工作打下坚实的基础。
【关键词】医学信息工程；专业建设；研究
医学信息工程专业是在全球信息化深入发展、知识经济社会逐步形成的背景下，信息技术在各行各业被广泛应用的必然产物。中医药作为我国独具特色的医学科学，在现代化发展进程中，各领域都对信息化建设和信息技术运用提出了广泛的、迫切的需要。信息技术在中医药领域有着巨大的发展潜力和空间。我校作为中医药高等院校，有责任、有义务、有能力为中医药事业发展培养高素质、有特色、能适应未来社会发展需要的医药卫生信息管理高级应用型人才。
1专业背景
当前，从国际到国内，信息化的浪潮早已铺天盖地，席卷社会的各个层面，遍及生活的每一角落。在医学领域，在教育领域信息化的进程同样势不可挡。因此，时代的发展要求中医加快信息化的步伐。从中医本身的处境来看，历史悠久、古老而又神奇的中医，由于与现代科学脱节、又在科学武装起来的异军突起的西医面前黯然失色，只因其独特的西医无法取代的疗效才得以存在和发展。只有给中医披上现代的、信息化的铠甲，才能昂然挺立于西医之侧，凸显其西医难以比拟的优势。因此，中医自身的发展需要其不断加强信息化，并借信息化的契机推进步科学化。人才的匮乏使中医信息化的实施捉襟见肘，举步维艰。因此培养中医信息化所需要的各种专门人才，已成为非常迫切的任务。开设医学信息工程专业适应了国内外信息技术发展的需要，有助于中医药信息化的发展，专业一经批准，将为国家培养出有较强的医学应用软件使用、维护、设计、开发与测评的能力，能够将信息技术与医疗管理、医疗服务有机结合的高级医学信息技术人才，并逐渐填补中医药学信息管理方面的人才缺口，并进一步推进中医的现代化、信息化的进程，因此，开设此专业，是完全必要、非常及时的，并且十分积极的举措，对于学校整体建设的进步和创新，对于中医药事业的发展，都能起到促进和推动作用。
2专业培养目标定位
医学信息工程专业是一门集医药学、信息学与计算机科学技术于一体的交叉专业，是综合运用电子技术与计算机科学技术解决医药卫生领域软件技术相关问题的学问。基于对我国医药卫生及中医药事业改革与发展形势和趋势的分析和判断，结合我校的学科特点和发展方向，医学信息工程专业主要面向医药卫生领域，解决医药卫生领域软件技术的开发、运营、维护与测评等应用问题。医学信息工程专业的培养目标定位为：培养适应社会主义建设和中医药信息化发展需要的德、智、体、美全面发展，掌握医药和计算机软件的基本理论、知识、技能，具备利用电子技术、计算机和信息技术进行医药科学应用研究的能力，能从事医药领域计算机软件的开发、维护、测评的软件工程技术人才。在专业建设和教学改革的探索和实践中，我们进一步认识到转变教育思想和教育观念以及树立新的人才培养观的重要性。高等工程教育应从“授技型”向“育才型”转变，从单纯传播知识向全面培养学生的能力转变，从狭窄的专业技术教育向提高学生的综合素质转变，应将医疗卫生专业人才和工程专业技术人员应具有的爱国主义、集体主义、社会责任感、奉献精神、市场经济观念、开拓创新精神、独立深入学习获取知识的能力、分析解决问题的能力的培养贯穿于整个教育过程之中。
3专业建设措施
（1）加强组织领导。进一步发挥专业建设领导小组的作用，确保专业建设稳定、健康发展。（2）整合教学和科研资源，强化专业基础条件建设。加大对中医药标准化与信息技术研究所、中医药标准化技术培训与研究中心的建设力度，使其进一步提供教学服务功能。（3）多途径改善师资队伍结构。在专业师资队伍建设中，注重高层次医药信息管理人才的引进同时，注重发挥青年教师的骨干作用，鼓励信息技术学科类教师进修医药类课程，并参与医药类科研项目。围绕专业、学科方向，主要引进具有正高职称和年轻的具有博士学位的教师。充分利用特聘教授计划，加速学科建设和专业融合。根据专业学科发展需求和有利的人才资源，采取脱产与在职两种形式，鼓励教师攻读博士学位。（4）建立教材选用、追踪及评价制度。选用各课程教材时，原则上必须参照大纲要求和规定，应选用“规划教材”和“面向21世纪课程教材”，“各级优秀教材”，以保证教材的先进性和前瞻性，其内容能够代表本课程的最新发展。重要的专业基础课程和专业方向课程在教材选择上依据教学大纲要求，尽量选择优秀教材，内容不完全符合时，要求教师编写补充讲义充实到教案和课件之中。（5）教学方法与教学手段改革教学方法是教师为传授教学内容、达到一定的教学目标而采用的方法。教学方法是为贯彻大学本科培养方针、实现大学本科教育目标服务的，直接关系到教学效果的好坏，关系到人才培养目标的实现。对教学方法的改革，要按课程性质、特点、教学目标、教学对象的不同，通过实践摸索创新适合本课程的教学方法，日常教学活动中应该重视教学方法研究。在教学过程中坚持教师为主体，发挥学生的主体性激发学生的创造性。灵活运用各种教学方法和手段如讲授式、讨论式、探究式、问题式、案例教学、实践教学等等，关键在于教师的选择和运用，因为教学方法是受教学内容和学生特点制约的。（6）加强实践教学提高，加强实习基地建设。教学实践环节作为一个实践性的认识过程，就是让学生在高度模拟的环境中不断适应，以提高学生的专业素养和实践能力。注重培养学生的实践能力，提高学生独立解决问题能力，落实毕业生实习指导工作，提升毕业设计（论文）水平。（7）进一步改善实验室条件。改善实验室条件，特别是软件建设。结合中医药信息化事业的发展，制定了目标明确，思路清晰，科学合理的专业建设规划，并采取得力措施，付诸实施，取得了良好的培养效果。
【参考文献】
［1］孙艳秋,燕燕,王甜宇.中医药院校医学信息工程专业教学改革与研究[J].现代计算机,2015,4:53-56.
英文名称：Journal of Anhui University of Science and Technology(Natural Science)
主管单位：安徽省教育厅
主办单位：安徽理工大学
出版周期：季刊
出版地址：安徽省淮南市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1672-1098
国内刊号：34-1220/N
邮发代号：26-135
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1981
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
联系方式
期刊简介
《安徽理工大学学报(自然科学版)》是由安徽省教育厅主管，安徽理工大学主办的以刊登理、工、医学基础理论研究与应用为主的自然科学类期刊。1981年创刊，名为《淮南矿业学院学报》，1997年4月淮南矿业学院更名为淮南工业学院，本刊于1999年3月改名为《淮南工业学院学报（自然科学版）》。2002年4月淮南工业学院更名为安徽理工大学，本刊于2003年第1期改名为《安徽理工大学学报（自然科学版）》，刊期仍为季刊，国内外公开发行（国内统一刊号CN34―1220/N）。
该刊旨在总结、交流本校基础理论研究、专业技术应用、医学等领域具有创新性、学术水平较高的学术论文和科研成果，加强与兄弟院校及有关设计、研究、煤炭生产建设等单位的学术经验交流，为不断提高我院教学、科研水平服务。
关键词：人工智能；教育；新模式；改革；构想
教育是着眼于未来的事业，教育的首要任务就是为未来社会培养相适应的合格人才。随着人工智能的诞生和发展，我国已经开始将人工智能应用于教育领域，并显示出人工智能对于弥补当前教育存在的种种缺陷和不足，推动教学现代化和教育发展改革进程起着越来越重要的作用。在现代医学发展中，工程科学与临床医学不断融合，相互进步。近几年，随着人工智能技术，机器人技术，虚拟与增强现实技术，3D打印技术与医学不断的融合发展，衍生出一系列的医学诊疗技术，仪器，大大推进了医学发展。从2013年到2017年，国务院、发改委、FAD连续发文，多次提及医疗走智能化、云化的趋势，为推动智能医疗领域保驾护航。智能与医学的结合已经是大势所趋，因此，为培养大量智能医学人才极有必要对智能医学教育新模式进行深入研究。
一、目前医学教育以及医学人才培养状况
智能医学工程是一门将人工智能、传感技术等高科技手段综合运用于医学领域的新兴交叉学科，研究内容包括智能药物研发、医疗机器人、智能诊疗、智能影像识别、智能健康数据管理等。
智能医学工程的毕业生掌握了基础医学、临床医学的基础理论，对智慧医院、区域医疗中心、家庭自助健康监护三级网络中的医学现象、医学问题和医疗模式有较深入的理解，能熟练地将电子技术、计算机技术、网络技术、人工智能技术，应用于医疗信息大数据的智能采集、智能分析、智能诊疗、临床实践等各个环节。实验教学正是融合型创新人才的最好培养方式。智能医学人才的培养需要各学科间的相互交融更为紧密，学生的创新应用能力才能得到更好的培养。与此同时，由于绝大部分医工结合的专业大部分归属与工科学院下，缺乏必要的临床经验，因而学生不能很好的把握新技术的应用。
而国内相关人才缺口还非常大，目前，国内仅仅有生物医学工程、医学信息工程等工科专业培养医工结合人才。但是囿于培养时间与培养模式，他们往往只能针对具体某一方向，并且目前的培养体系还多着重于工学技术的研究，缺乏临床实践。
二、智能+医学教育的必要性探究
2.1技术进步对医疗人员的诊疗帮助
以癌症的治疗为例，由于针对癌症药物的研究何药物数量非常巨大，对于普通医生在短时间内难以进行准确的判断针对癌症的研究和药物数量非常巨大，具体来说，目前已有800多种药物和疫苗用于治疗癌症。但是，这对于医生来说却有负面的影响，因为有太多种选择可供选择，使得为病人选择合适的抗癌药物变的更加困难。同样，精确医学的进步也是非常困难的，因为基因规模的知识和推理成为决定癌症和其他复杂疾病的最终瓶颈。今天，许多受过专业训练的医学研究员需要数小时的时间来检查一个病人的基因组数据并作出治疗决定。
上述问题在拥有工学、医学双背景的医生手中已经不是问题，通过目前日渐成熟的AI技术，对于大量的医疗数据进行检索，通过可靠的编程手段，通过人工智能技术，建立完备的医疗数据库，帮助医生进行诊疗。据调查，美国微软公司已经研制出帮助医生治疗癌症的人工智能机器，其原理是对于所有关于癌症的论文进行检索，并提出对于病人治疗最有效的参考方案，它可以通过机器学习来帮助医生找到最有效，最个性化的癌症治疗方案，同时提供可视化的研究数据。
2.2智能医学对于新时代医生培养的影响
人工智能通过计算机可为学生提供图文并茂的丰富信息和数据，一方面加强了学生的感性认识，加强了对所学知识的理解和掌握，从而提高了教学质量。同时，人工智能可帮助教师完成繁杂的、需适应各种教学的教学课程、课件等设计，使教师将更多的精力专注于学与教的行为和过程，从而提高教学效率。正如前面所述例子，智能网络模块化学习平台可使教学摆脱以往对于示教病例的依赖，拓展了学生们的学习空间和时间，可极大地提高医学学习效率和教学质量。
教育与人工智能相结合将会创新教育方式和理念。北京师范大学何克抗教授在《当代教育技术的研究内容与发展趋势》中提到当代教育技术的五大发展趋势之一就是“愈来愈重视人工智能在教育中应用的研究”。结合上述人工结合上述人工智能在医学教育中的创新作用，下面就人工智能结合医学学教育新模式提出一些构想。
三、交叉医学人才的培养
3.1建立智能医学人才培养体系的必要性
目前智能医学的研发和临床还存在隔阂，临床医生并没有很好地理解人工智能，无法从实践出发提出人工智能能够解决的方向，而人工智能的产业界热情高涨，却未必能踩准点，所以产业界需要和临床深度沟通融合，才能真正解决看病难、看病贵的问题，缓解医疗资源紧张。目前，国内仅仅有生物医学工程、醫学信息工程等工科专业培养医工结合人才。
3.2医学人才培养体系初步构想
据悉，目前已经有天津大学、南开大学等几所院校开设了智能方向的医学本科教育，旨在弥补上述缺口，相关院校也在积极探索新型人才培养方案。应当为医学生开设人工智能课程，应当培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力。该专业的学生主要学习生命科学、临床医学，电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识，充分进行计算机技术在医学中的应用的训练，具有智能医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
2013年新入选 CODE 期刊名称
A025 南京大学学报自然科学
T011 南京工业大学学报自然科学版
Y026 南京航空航天大学学报
N011 南京理工大学学报自然科学版
H033 南京林业大学学报自然科学版
H021 南京农业大学学报
A061 南京师大学报自然科学版
E120 南京信息工程大学学报
G058 南京医科大学学报自然科学版
R008 南京邮电大学学报自然科学版
G059 南京中医药大学学报自然科学版
A008 南开大学学报自然科学版
W590 南水北调与水利科技
G288 脑与神经疾病杂志
G662 内科急危重症杂志
G523 内科理论与实践
E104 内陆地震
A026 内蒙古大学学报自然科学版
A111 内蒙古师范大学学报自然科学汉文版
G513 内蒙古医学院学报
P004 内燃机学报
W002 泥沙研究
U504 酿酒科技
A110 宁夏大学学报自然科学版
G665 宁夏医科大学学报
* H071 农产品质量与安全
T034 农药
T924 农药科学与管理
H404 农药学学报
H279 农业工程学报
Z008 农业环境科学学报
H773 农业环境与发展
H278 农业机械学报
H286 农业生物技术学报
H222 农业现代化研究
V032 暖通空调
H219 排灌机械工程学报
U602 皮革科学与工程
U604 皮革与化工
G759 齐鲁医学杂志
N041 起重运输机械
E021 气候变化研究进展
E361 气候与环境研究
E352 气象
E566 气象科技
E359 气象科学
E001 气象学报
E633 气象与环境学报
* X532 汽车安全与节能学报
X018 汽车工程
X013 汽车技术
P001 汽轮机技术
* G595 器官移植
Y009 强度与环境
C007 强激光与粒子束
X021 桥梁建设
U018 青岛大学学报工程技术版
G061 青岛大学医学院学报
特色专业是办学思想、科学研究、培养模式等方面具有较高声誉、个性风貌的专业，是教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面具有较高的办学水平，已产生较好的办学效益和社会影响，是“人无我有，人有我优，人优我精，人精我新”的个性化专业。2007年至2010年，教育部、财政部先后分批在全国本科高校立项建设了3376个特色专业建设点（涉及特色专业310个），清华大学、浙江大学、南方医科大学、上海交通大学、首都医科大学、东南大学、清华大学、东北大学（自筹）、湖北科技学院、西安交通大学、天津大学等10所高校的生物医学工程专业是其中的特色专业建设点之一[1]。
（一）研究对象的选择
我国现有127余所高校从事生物医学工程专业本、专科人才培养工作，其中96余所为综合性或单科性理工类院校，31所单科性医科院校。所有院校专业课程体系结构中都开设了人文社科课程、医学类基础课程、理工类基础课程、工程类核心课程及其与其相关选修课程，不同院校在学分、学时与实施上有着不同程度的侧重。一般来说，多数综合性或理工类高校偏向于电子类、计算机类等理工方向，多数医科类高校侧重于生物材料与生物力学、影像工程、医学物理、医学仪器等领域。本研究以南方医科大学与湖北科技学院为例，对生物医学工程专业课程体系进行比较分析。
（二）研究资料的来源
湖北科技学院的研究资料主要来源于原咸宁学院教务处编印的本科人才培养方案（2010年版）和学院主页及其它查询调研；南方医科大学资料来源于该校提供生物医学工程专业培养方案的电子版及其该校专业建设点主页。
（三）主要研究方法
基本研究方法参照作者前期生物医学工程专业课程体系研究的思路[2]，收集研究文献材料采用系统研究法、比较法、统计法对院校学科专业、课程设置多维要素质点，进行多方面的比较分析，找出特点和存在的问题，以提出课程体系改革与优化措施和建议。
二、南方医科大学生物医学工程专业本科课程体系
（一）生物医学工程专业本科背景简况
南方医科大学（以下简称南医大）生物医学工程专业本科及其相关专业有医学影像工程、医学信息工程、医学仪器检测、医学物理、电子信息工程和计算机科学与技术等专业办学方向，还有“卓越工程师培养计划”。2007年获教育部高校第一类特色专业建设点，并建设有国家级精品课程1门、省级精品课程和研究生示范课程多门，出版国家级教材多部，多次获得广东省教学成果奖。
（二）课程体系的核心课程群
主干学科是生物医学工程；主要课程包括高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言与程序设计、人体解剖学、生理学、信号与系统、医学传感器、医用X线机原理、CT成像原理与技术、MR原理与技术、医疗器械质量体系与法规、医学电子仪器原理等。
（三）本科毕业生的就业方向
课程体系中的主要课程决定毕业生未来的就业岗位和就业方向，毕业生的就业方向主要是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测机构、医疗仪器企业的研发机构、三甲医院的设备中心、生物医学工程及相关学科的科研单位从事仪器检测、生产研发和质量控制等工作，也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位。
（四）生物医学院工程专业的课程结构
课程体系结构分为政治理论与人文素质课程、公共基础课、学科基础课、专业课四段式课程构架模式。课程总学分/总学时为14分/2644学时，理论课与实验实践学时比例为2183：461/1：0.21。必修课与专选课学分比例是104：45/1：0.43，学时比例是1820：824/1：0.45。
（五）集中实践训练环节
南医大集中实践训练折合成32周，1280学时，其中模电课程设计1周，40学时；模电课程设计1周，40学时；医疗仪器综合课程设计2周，80学时。毕业实习4学分，160学时；生产实习4周，160学时；毕业设计（论文）14周，560学时；军训与劳动2周，80学时；创新课程4学分，160学时。
三、湖北科技学院生物医学工程专业本科课程体系
（一）生物医学工程专业本科背景简况
湖北科技学院（以下简称湖科院）生物医学工程专业本科及其相关专业方向有医学仪器、医学影像工程、医学物理、医学信息工程、听力学、眼视光学、医学信息工程（注：医学信息工程、眼视光学、听力学方向没有正式纳入人才培养计划实施）等6个培养方向。2007年被评为省级品牌专业，2009年获教育部财政部高校第一类特色专业建设点。近年来出版医用传感器、医疗器械营销实务等10余部国家级规划教材，多次获得湖北省部级、教育厅教学成果奖。
（二）课程体系的核心课群
主干学科生物医学工程的主要课程包括高等数学、普通物理学、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理、医学图像处理、基础医学概论、医用传感器、医用检验仪器、医学影像仪器、微机在医学仪器中的应用等。
（三）本科毕业生的就业方向
本科毕业生的就业方向主要是二级以上医院、其他医疗卫生保健机构、医疗器械公司从事医疗仪器、设备使用维护与维修，仪器设备管理，医疗器械营销策划与推广，也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位。
（四）生物医学院工程专业的课程结构
课程体系分为通识教育课（通识必修课、通识选修课）、学科基础必修课、专业课（专业必修课、专业选修课）三段式五层次课程构架模式。课程中总学分/总学时为158学分/2810学时，理论课与实验实践学时比例为2200：475/1：0.22；必修课与专选课学分比例是117：42，学时比例是2180：630/1：0.34。见表2。
（五）集中实践训练环节
湖科院集中实践训练共47周，其中专业实习26周，毕业设计（论文）10周，就业实践8周，军训3周；而劳动教育，医学仪器等课程、模电、数电课程设计教研室分散实施，没有载入训练周，这也是与南医大的不同之处。
四、生物医学工程专业本科课程体系的比较分析
（一）专业课程体系架构的比较分析
南医大生物医学工程专业本科课程结构由政治理论与人文素质课程、公共基础课程、学科基础课程、专业课程四段式课程构成。公共基础课程只开设必修课，其他每段课程均开设必修课、选修课，段内必修课与选修课交织在一起。而湖科院本科专业课程结构是由通识教育课程、学科基础课程和专业课程三段式、五层次课程结构组成。学科基础课程只开设必修课，通识教育课程、专业课程均设有必修课、选修课两层次。南医大没有开设医用化学、电子工艺实习，是为数不多的院校，未开设医用化学课程显示远离生物与高分子材料类。将高等数学、大学物理学列入公共基础课程，可能是因为该校属于单科性医科院校，将其列入所有专业的公共课之故。南医大公共基础课程没有选修课，湖科院是学科基础课程未开设选修课。这意味着在公共基础课、学科基础课段建立大一统具有相对稳定性的课程教育平台，有利于实现大基础、宽口径、后分流的人才培养模式选择与创新，适合于发展专业培养方向，南医大更能体现出平台宽口径。
（二）课程体系学分、学时分配的比较分析
1.专业课程总学分、总学时比较分析。两院校生物医学工程专业课程总学分/总学时，理论课与实验学时比例分别见表1、表2，通过比较可以看出，湖科院学分、学时、理论课与实验学时比例分别高出南医大分/166学时，比例高出1：1：0.07，但差异相差无几。两校分别与上海交通大学生物医学工程专业课程学时比较，总学时1831学时，实验课学时为243，占总学时13.3％[3]。两校均高于上海交大，这数据显示出211工程大学人才培养既重理论教学，又重实践研发、自主学习之缘故。2.必修课与专选课学时比较分析。选修课是课程结构中的重要组成部分，是对必修课的优化和适时、适宜性补充和调节，弥补人才培养方案中课程内容的不足，调和、衔接课程内容的顺序性，适应市场与社会发展的需要。南医大必修课与选修课学分、学时比例分别是1：0.43、1：0.45，而湖科院是1：0.34、1：0.34。数据显示，南医大选修课学分、学时比例高于湖科院而偏高的现象，且选修课偏重于学科基础课程和专业课，容易造成学科、课程与教材建设方向性不明，建设稳定性差。由此建议，开设选修课学时数应以不超过必修课的10％为宜，有些课程还可以专题讲座的形式进行[4]。3.学科基础课程学分、学时分配比较分析。学科基础课程学分、学时分配数据从表1、表2看出，学科基础课开设门数、学分、学时及理论与实践学时的比例，与全程教学课程总学分、学时基本平行，基本上分析内容要素都是湖科院高于南医大，只有一项有意义的数据是理论与实践学时的比例差异性大，湖科院高出南医大的1：0.13，显示出湖科院在学科基础课程教学中重实践教学，着重培养学生的基本技能。这种差异性说明，从总体上看湖科院更重视实践教学，反映出其是综合性院校，涵盖医学、理学、工学等十大学科门类，组建17个教学院部，给实践教学创建了良好条件和宽厚的共享资源。4.医学课程学时比较分析，课程体系中医学课程开设情况与比较。南医大开设医学课程4门，总学时是212学时，分别是人体解剖学、生理学、病理学和临床医学概论。湖科院开设医学课程也是4门，总学时是297学时，分别是基础医学概论（解剖、生理、生化）和临床医学概论。从学时比较看，湖科院医学课程学时高出南医大85学时，高出率约占9%。值得讨论的问题是南医大是单科院校，医学基础条件好，该偏医的却偏工；而湖科院是综合院校，有较强的理工教学条件却偏医。两校与赵娜等人报道的“医学院校开设的医学基础课程比例高于理工院校的论点不相符合[5]。从邓军民等人报道资料看[6]，首都医科大生物医学工程学院开设的医学课程有6门共472学时，远高于同类的南医大260学时，也高于综合类的湖科院175学时。
（三）专业课程与就业方向比较分析
从课程与就业的关系看，从整体上讲，主要课程设置要面向市场、面向社会，在很大程度就决定、支撑着就业方向、就业岗位。两院校对就业方向总体的表述是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测与研发机构、医疗卫生机构、生物医学工程及相关学科的科研单位、医疗器械公司等单位从事专业技术工作。而南医大就业方向偏重仪器设备的检测、质控与研发，而湖科院则偏重于仪器、设备的使用与维护，医疗器械公司从事仪器设备营销策划。
（四）集中实践教学环节比较分析
实践教学环节是集中培养学生动手能力的主要措施。南医大集中实践训练32周，与湖科院集中实践训练47周相比，从总体上少15周，由于集中实践教学环节各校各异，比较的实际意义不大。但要说明的要素是，湖科院的医学仪器类、模电、数电等课程设计在操作层面上由教研室分散安排，生产实习实际上是名义，也未开设创新课程。而两校的共性不足是实践教学环节都没有开设工程实践（金工实习）训练课；南医大未开设电子工艺实习课，开设电子工艺实习的湖科院也没有做好集中训练。实质上两校集中实践教学环节均不符合高校工科类人才培养的基本要求和标准。
五、创新专业人才培养方案，优化课程体系目标的建议
通过专业课程体系比较分析，参照生物医学工程专业人才培养的实际需要，引导建立国家专业本科教育标准，特色专业建设质量工程评估，配合专业认证制度与任务为载体的课程体系，提出以下几点建议。
（一）坚持办学理念创新，探究专业培养前沿，明确专业培养目标
理念创新与目标要求可参照东北大学生物医学工程专业培养目标，拟综合利用中外优秀的办学资源，发挥国内外企业、集团公司的科研、教学和市场优势，实现“产、学、研”合作与合作教育，培养适应生物医学工程学科前沿的科技领域发展需要，精通专业基础理论、专业知识与技能，具有创新意识、创造能力的高级专门人才。此外，高校可利用专业教育教学资源条件探索与完善“卓越工程师培养计划”、“生物医学工程本科专业文科学士培养计划”。
（二）深化课程体系改革，优化课程构架
第一，课程体系改革宜突破传统三段式课程结构，建议建立新三段式九层次课程结构，每段课程开设必修课和选修课，以西安交通大学生物医学工程专业课程体系为例，通识教育课程分为思想政治教育、国防教育、大学英语、计算机等公共基础通识教育课程；学科教育课程分为基础科学教育课程、专业主干课程、专业课程；集中实践教学分为毕业设计、课程设计、工程实践、课外实践（社会实践、科技与竞技活动）[7]；第二，未来的任务是积极探索面向市场营销方向的生物医学工程本科专业文科学士培养方案，其专业课开设医疗器械管理、经济、营销类课程，学时不少于总学分、总学时的35%—40%；三是学习清华大学，结合本校特点探索夏季小学期制，满足学生个性化课程选修，拓展实践的时间、空间，采用多元教学及实践活动设计。
（三）优化课程体系，规范课程主导原则
课程体系设置可参照浙江大学生物医学工程专业课程设置计算机与网络技术、电子电路设计、传感器与及仪器设计、信息与图像处理、生命科学类等五大模块[8]。要求在课程体系结构、内容之间应该设置合理比例，淡化学科自身的重要性，打破学科界限，避免体系出现较大的偏颇局面，也应避免面向市场、就业岗位的选修课而冲淡学科基础或主干课程，对开设的选修课一定要突出个性化。鼓励将学科前沿的新知识、新技术、新成果快速引入主要课程内容中，拓宽学生的知识新视野。
（四）谋划课程体系策略，适应控制学时比例
1.主要问题
1.1 对毕业论文重要性认识不够
近年来，随着就业压力曰益增大，本科学生对毕业论文的重要性认识明显不足，很多人认为毕业论文只是毕业前的例行程序和环节，写的好与坏都无关紧要，不会影响正常毕业。此外，由于预防医学专业撰写毕业论文和论文答辩安排在最后一学期，大部分学生面临实习、就业和备考研究生等多重任务和压力，分散了精力和时间，撰写毕业论文时不能全身心投入，论文选题草率、立意不新、内容平淡等现象逐渐增多。甚至出现抄袭的现象，整体论文质量令人担忧。
1.2 学生自身知识储备不足
国内有关学者曾进行专门调查，预防医学专业学生在毕业论文过程中表现出的知识能力不足主要表现在文献检索技巧、专业外语应用、统计图表应用、统计指标选择、论文撰写中的讨论、外文摘要、结论部分规范书写等方面。笔者在指导学生毕业论文中还发现，除上述问题外，很多预防医学专业学生不了解国家当前的主要卫生政策，不掌握从事公共卫生管理的基本常识，对预防医学和公共卫生在促进社会发展和公众健康中的重要作用认识模糊，影响了论文的针对性、时效性和应用价值。
1.3 毕业论文过程管理不够规范和严格
各高等院校虽然在本科毕业论文管理上制定有具体的操作规程与管理措施。但各院系在布置工作任务时往往外紧内松，指导教师也普遍存在重视课堂教学，轻视毕业论文指导的倾向。在论文设计、开题、中期管理、答辩等过程环节很少进行专门检查，也没有具体的管理措施。特别是缺乏监督教师认真指导、师生定期交流、论文相互审阅的工作机制，致使毕业论文过程管理不规范，监督措施流于形式，最终使毕业论文难逃“走过场”的结局。
2.对策
综合分析上述问题，其中既有客观矛盾和管理体制上的原因，又有学生自身和指导教师的个人原因。妥善解决上述问题，采取有针对性的改进措施，不仅能有效促进毕业论文质量的提高，而且对完善人才培养模式，培养复合型公共卫生人才具有重要意义。
2.1 提高毕业生对撰写毕业论文的重视程度
公共卫生院系要给毕业生创造比较宽松的条件，完善毕业论文管理各项规章制度。从选题、答辩、成绩评定等方面制定出严格、规范并符合实际的毕业论文考核制度或管理细则，并不断健全和完善，为提高毕业论文质量提供制度保证。团总支、辅导员、教研室协同配合，通过开展多种形式的宣传活动加强对学生的思想教育，形成良好的学习氛围，让学生充分认识到毕业论文不仅能够帮助自己顺利完成学业，还能有效锻炼和培养个人综合素质，对于曰后走上工作岗位具有重要作用和意义。
2.2 加强指导教师对毕业论文的指导
加强指导教师对毕业论文的指导，主要从以下几方面着手。
一是重视毕业论文的选题。指导教师要结合学生所学知识和当前国家公共卫生的热点问题，既结合科研、实验室的研究工作，又考虑技术条件、时间、经费的可行性。也可以要求学生阅读指定方向的文献，让学生自己寻找有待解决的问题，提出研究的思路和目的。满足学生自主选择题目的要求，最大限度地发挥和调动学生开展毕业论文工作的积极性和主动性，培养学生独立工作能力和创新精神。
二是为学生开设论文写作方法和技巧讲座。科技论文的写作有固定的方法与格式，要使学生在毕业论文的写作过程中得到训练，必须通过讲座帮助学生掌握科技论文写作的基本方法，如文章结构、语言陈述、实验数据的整理加工、图表的制作与表示方法、对问题的分析与讨论等。每一届预防医学专业学生在进行专业实习并准备论文设计前，都应安排专业教师给学生讲解流行病学调查技巧和方法、统计学方法应用以及具有预防医学专业特点的论文写作讲座，使学生了解基本要求，掌握基本方法，具备撰写科技论文的初步技巧和能力。
三是实行论文开题、中期、答辩全过程管理。建立和完善指导教师负责制，鼓励教师对学生进行个性化指导，全程指导和参与论文开题、中期报告、答辩的全过程。指导教师应每2～3周组织一次阶段总结，邀请其他学生参与讨论和交流，及时发现问题，调整完善研究方法，保证论文质量和进度。
2.3 加强和改进毕业论文管理工作
在院校毕业论文有关管理规定基础上，公共卫生院系应针对预防医学专业特点和培养方向，制定预防医学专业毕业论文管理条例或细则，使有关管理规定更具有可操作性。严格指导教师的毕业论文责任制度，通过检查和考核，将毕业论文带教质量与指导老师资格聘用、年度考核结合起来，促使指导教师投入更多时间和精力指导本科生毕业论文。同时严格要求学生，通过阶段性检查工作任务完成情况，将检查结果与毕业论文成绩挂钩，严格考勤制度，对违反学籍管理规定的，给予相应纪律处分或停止其毕业论文答辩。
2.4 建立毕业论文全程质量监控体系
院系要对论文写作过程的各个环节认真验收，严格把关，建立全方位、系统的监督和控制体系。一是由学院负责总体监控和把关。制定制度、标准、任务和目标，制定质量监控和评估方案；二是由教务办公室部署和安排质量监控工作，并负责监督实施。督促各教研室按时制定论文指导计划，按时提交开题、中期检查等阶段性报告，有计划地进行各种检查或抽查；三是要制定科学完善的管理程序，如指导教师应在每次辅导后填写指导记录、学生在记录上签字、开题记录、中期报告后论文整改情况以及按月填写论文进度情况等。既能够督促指导教师认真辅导，又能有效保证学生论文质量和进度。
关键词:医学信息;计算机组成原理;教学改革
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0924-02
Teaching Discussion of the Course of Principles of Computer Organization in the Specialty of Medicine and Information
YU Lei, WANG Zong-dian, YANG Song-tao, KAN Hong-xing, DU Chun-min
(Institute of Medicine and Information Technology, Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230031, China)
Abstract: Combined with the situation of high medical college, aimed at the characteristic of the specialty of medicine and information, the teaching experience of the course of principles of computer organization has been discussed and it has been elaborated in the aspects of the selection of teaching contents, the improvement of teaching method and the reform of teaching practice.
Key words: medicine and information; principles of computer organization; teaching reform
随着科学技术的发展,交叉性学科日益增多,医学信息学就是一门涵盖生物、计算机和医学的交叉性学科。随着计算机技术在医疗行业应用的日益广泛,目前国内很多医科类院校相继开设了医学信息类的相关专业。就我校安徽中医学院而言,相继开设了医药信息管理、医药软件开发和医药信息工程监理三个方向的本科专业。由于是培养医药信息的复合型人才,在课程的设置上,除了计算机专业的主干课程外,还有一些医药类及管理类课程,再加上三个方向的本科专业各有侧重点,所以医学信息类专业的课程设置不像工科院校计算机专业那样很深很细。但在我校的教学计划中,三个方向的专业均开设了《计算机组成原理》课程,是三个方向专业中均开设的唯一一门硬件类课。可见,搞好《计算机组成原理》课程教学,对于我校医学信息类专业整体教学质量的提高有着举足轻重的作用。下面,笔者结合本人的实际教学体会,就医科院校医学信息类专业这门课程的教学问题和大家作一下探讨。
1 联系医药背景阐述课程的重要性
目前,有不少学生对硬件类的课程不太重视,认为硬件类课程与他们将来的就业联系不太紧密,可有可无。在一些工科类院校中“重软件、轻硬件”的现象比较普遍,在医学信息类专业中尤为明显。作为该类课程的授课教师,在上课的整个过程中,就应该根据自己的经历告知此类课程的重要性:硬件知识与软件知识如同计算机学科知识的两条手,缺一不可,任何一样学不好,对将来的发展都会有影响。学习计算机,不光要知道“是什么”,还要知道“为什么”。对于医学信息类专业的学生,考虑到他们学习和将来就业的医学背景,特别要联系医药环境说一说:比如作为一个医学信息类专业的学生,将来除了要和医院信息系统HIS打交道外,可能还要接触一些医疗设备,而现在医院的很多检查设备如CT、B超实际上都是计算机,只不过与日常的PC机相比,就是输入设备换了一下。还有在一些沿海城市的医院,医生的处方一开过,护士拿的PDA(实际上就是计算机的一个输出终端)上就显示处方的详细信息,以便护士更好的服务病人。所以,要了解现代化的医疗设备,就必须学习一些计算机的硬件知识,掌握计算机的组成原理。这样比泛泛讲述学生的印象会更深刻。
2 教学内容的选择
就我校而言,医药信息管理、医药软件开发和医药信息工程监理三个方向的本科专业均开设《计算机组成原理》课程,但由于各专业的侧重点不一样,所以在授课的内容和深度上有着不小的区别。
2.1 医药软件开发专业
医药软件开发方向是挂靠在计算机科学与技术专业下,在我校开设的医学信息类的三个专业中,对《计算机组成原理》这门课程要求是最高的,属于专业必修课。
由于本专业的学生在学习这门课程时,已系统学习过《大学物理》、《模拟电子》、《数字电路》、《汇编语言程序设计》等硬件类基础课程,并且在后继课程中将继续学习《微型计算机原理及接口技术》、《计算机系统结构》等硬件类专业课程。而硬件类课程中有些教材上的内容是重复的,所以在上《计算机组成原理》这门课时,要与相关课程的教师沟通,对于前面课程中已系统讲述过和后继课程中将详细讲述的内容可以省略不讲或者一笔带过,而把有限的课时用在《计算机组成原理》这门课本身侧重的内容上。比如:在上第二章运算器时,对于“原码、反码和补码”就可以一笔带过,这部分知识在《汇编语言程序设计》中就已详细讲过;对于“基本逻辑元件”就可以不讲,这部分知识在《数字逻辑》中就已详细讲过;在上第三章存储器时,对于“存储器芯片的扩展”就可以省略不讲,因为在后继课程《微型计算机原理及接口技术》将会详细阐述;在上第四章指令系统时,对于“指令的格式和种类”以及“寻址方式”就省略不讲,这部分知识在《汇编语言程序设计》中就已详细讲过;在上第八章外部设备时,对于每种外设的原理就可以一笔带过,因为后面选修课程《多媒体技术》中会详细阐述。
2.2 医药信息管理方向专业和医药信息工程监理方向专业
医药信息管理方向专业和医药信息工程监理方向专业都是挂靠在信息管理和信息系统专业之下,《计算机组成原理》这门课程在这两个专业中都属专业限选课。在这两个专业中,侧重点与医药软件开发专业不太一样,其开设的计算机类课程主要是软件类的相关课程,而相关的硬件类基础课程没有开设或者要求很低。所以在授课过程中对于所涉及到的硬件基础知识都要讲述,如前面提到的医药软件开发方向专业所省略的内容,而对于一些难度较大的内容,如几种存储器的各自电路组成与结构、硬布线控制器的设计等,就可以不占用上课时间,让有兴趣的学生课下自学。这样,让学生在有限的课时中掌握计算机学科更多的硬件知识,以达到专业选修的目的。
3 教学方法的改进
3.1 运用类比方法帮助学生理解
《计算机组成原理》这门课涉及到的概念较多,非常抽象枯燥。运用类比方法,将难懂的概念和原理类比成他们可理解并接受的事件,然后再扩展成书本上的内容,这样教学效果非常好。
例如,在讲解“总线的仲裁部分”中的“链式查询”方式时,可类比成“学生在食堂排队等着吃午餐”这个情境。餐点是一样一样的出来,每次只能有一个同学吃到(只能有一个部件获得总线的控制权),谁吃到由老师判定(中央仲裁器判定总线的授权)。第一次出来一个包子,因为并不是所有的同学都喜欢吃包子,谁想吃就向老师提出申请(同一时刻,可能有几个部件向总线仲裁器提出总线请求)。在这种方式下,老师会将包子传递给离他最近的同学(链式仲裁优先级最高的部件离仲裁器最近)。如果这个同学刚才没有发出要吃包子的申请,就会传给他的下面同学,依次类推,直到传到刚才第一个发出吃包子请求的同学为止,那么他得到了吃包子的权利(离仲裁器最近的刚才发出请求的部件获得总线的控制权,某个部件只有在它前面所有的部件都没有提出申请的情况下才会获得总线控制权)。这样一来,学生在轻松快乐中就理解了这个原理。
类似的例子还有很多:在讲述“补码”时就可用钟表校准的方法来类比;在讲“总线”时用城市的道路来类比,在讲“CPU内部数据通路”时可用城市自来水管网进行类比[1]等等。这里就不再一一举例了。
3.2 充分利用多媒体课件
《计算机组成原理》课程中很多内容比较抽象、难以理解,如果采用单纯的板书讲述,教学难度很大。为此可充分的利用多媒体课件,将所讲述的内容通过动画并辅以文字解释的形式展现出来,以便学生的理解。如在讲解“指令的执行过程”时,首先将控制器各部分的组成及功能以图解的形式分步显示,然后再以分步动画的形式展示五条典型指令的执行过程,使学生对此内容有更加感性的认识,增强了学习效果。
4 实践环节的改革
在目前很多工科类院校中,《计算机组成原理》的实践环节分为课内实验和课程设计两部分,而由于医学信息类专业的要求不同和课时限制,我校目前仅开设课内实验部分。
首先,为使学生更直观、更全面的理解将要学习的知识,可在讲述该门课程正式内容之前(即在第二章之前)进行2到4个课时的计算机组装实验[2-3]。这个实验是让学生自己动手把计算机的硬件如CPU、内存、硬盘、光驱、主板等进行拆卸及组装,使学生在锻炼实际操作能力的同时也对目前PC 机的内部结构建立起初步的感性认识,为顺利进行后续教学做好铺垫。
接下来的是基于组成原理实验箱的验证性实验,以便学生及时的巩固所学的理论知识。但由于现在的组成原理实验箱元件都是集成好的,无须学生自己动手安装,只要按照原理图正确连线便可看到结果,所以学生对硬件系统组成的理解基本停留在原理图层面。为此,可对实践环节做些改进,引导学生根据原理图和实际使用的器件查阅其实际电气参数及封状等工程说明文档,并要求在实验箱中找出具体的芯片位置,说明实际的数据通路等[4]。这样,在一定程度上改善了医学信息类专业多数学生“偏软怕硬”的状况。
特别提出的是,针对医学信息类专业学生就业的医药背景,可让他们在学习完该课程后参观一下目前医院的几种主要的医疗设备,如CT、B 超等,并请相关医技人员讲一下各种设备的原理及操作方法,以使学生对这门课程的学习意义有更加深刻的认识,真正做到“理论联系实际”。这一点我校正在积极探索中。
参考文献:
[1] 黎慧,刘旭明.计算机组成原理课程教学探讨[J].信息技术,2007(15):85-86.
[2] 穆晓芳,阴桂梅 计算机组成原理在师范院校教学改革的探讨[J].科技信息.2008(35):29-30.
