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生物医学工程专业是一门跨医学和电子工程、计算机技术的综合性学科,主要培养医疗仪器设备公司所需的设计、生产、调试和售后维修服务的技术人员,也可以向医院提供从事影像技术和设备维护的技术人员。随着计算机技术的发展,目前国内医院都在进行医疗设备的更新换代,拥有大量现代化高技术含量的医疗设备成为医院达标的重要指标。医院正需要掌握这方面技术的人员。同时,卫生部已下达文件,到2010年大医院实现医学图像数字化管理,中小型医院要逐步实现数字化管理。而我们开办的生物医学工程专业突出了影像技术和计算机课程的教学,为学生掌握医学图像的获取、传输、处理打下了良好的基础。与此同时,国家正在加大医疗仪器设备国产化的力度,扶持和发展医疗仪器设备生产的民族企业,一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立,它们需要大量的生物医学工程专业的中级人才。
从以上的分析可以看出,社会对生物医学工程专业的专业人才需求还有很大的空间。我校开设生物医学工程专业,既有利于江西医疗仪器设备工业的发展,又能满足周边省份对这类人才的需求。通过我们对厂家和医院的调查,以每年招生50人计年2月中算,5年内仍不能满足人才市场需求,毕业生就业形势看好。
二、生物医学工程专业培养目标
培养目标是一个专业规定的人才培养方向和标准,是培养人才模式的重要内容。根据社会需求和我院的实际情况,我们将生物医学工程专业的培养目标定为:培养具备医学基础知识、电子技术、医疗仪器设备技术和信息系统的基础知识,掌握医学影像技术、计算机技术和各种医学仪器设备的专业知识,能在各企业从事各类医学仪器设备系统的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理、维修和应用的技术人才。要求学生主要学习医学基础知识、电子技术、计算机技术、信息科学的基础理论和基础知识,接受电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用等技能的基本训练。毕业生必须具有以下几个方面的专业技术和能力:掌握电子技术的基本原理及设计方法,掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论,具有生物医学的基础知识,具有微处理器和计算机应用能力,具有医学影像诊断方面的应用能力,具有生物医学工程研究与开发的初步能力,掌握医学电子仪器和影像设备维护与管理技术,具有医院信息化管理、医学图像传输和处理、医院办公自动化、远程医疗技术,了解生物医学工程的发展动态。
三、生物医学工程专业课程设置
学科的高度分化和高度综合是现代科学技术发展的重要特征之一。生物医学工程是运用工程技术的理论与方法解决医学中的实际问题。因此,生物医学工程应在现代医学理论和工程技术理论及相关学科的基础上,建立起自己的专业学科课程)体系。要培养复合应用型生物医学工程人才,使之适应当前社会的要求,就必须对传统的教学模式进行改革。而我们教学改革的原则是“拓宽专业、加强基础、增多方向”,正确处理规模、结构、质量、效益的关系,从变革和发展内涵入手,在扩大专业基础面的同时,分类加深加细应用型人才的培养,主动适应社会的实际需求。
生物医学工程专业在我国开办较晚,没有现成的培养模式,也没有配套教材。为了达到培养目标,确保培养规格,我院对生物医学工程专业课程设置和教材选用十分慎重,尤其是课程设置方面。经过近十年的探索和实践,我系已初步形成了一套科学完整的课程体系,其中学分为170分,学时为2500个左右,课程有40多门,主要课程如下:
1.通识课模块。主要包括政治、体育、大学英语、大学物理、高等数学、计算机基础、C语言程序设计、线性代数、大学物理实验等课程。这些课程的设置是为学生的德智体全面发展和进一步学习专业基础课及专业课奠定基础。
2.医学基础课模块。主要包括基础医学概论含人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学)、临床医学概论含诊断学、内科学、外科学)等课程。通过上述课程的学习,使学生较系统地掌握基础医学的基本知识和基本技能,为学生今后进一步学习专业知识,向医学交叉学科方向发展提供知识储备。
3.专业基础课模块。包括模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析基础、电子测量与工艺、单片机及其应用、汇编语言、微机原理与接口、医用传感器原理、工程制图、Matlab应用等课程。通过上述课程的学习,使学生能够掌握电子技术、计算机技术、信号检测和信号处理的基本原理及应用,为进一步学习专业课奠定牢固的基础。
4.专业课模块。主要包括超声诊断仪器原理、X射线设备、医用检验仪器、医用电子仪器、医用电动仪器、现代医学影像技术概论、医学图像处理、医用制冷设备、生物信号处理、临床医学工程技术等课程。通过这些专业课程的学习,使学生能掌握医学影像技术和各种医学仪器的专业知识,能成为在各企业从事各类医学仪器的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理和应用的技术人才。
5.实贱模块。实践教学环节包括了军训、生产劳动、社会实践、科研训练、毕业实习和设计。其中军训2周,社会实践、科研训练各安排1周,毕业实习和课程设计各安排10周。
关键词: 新专业建设 学科发展 兴趣小组 生物医学工程
生物医学工程是一门新兴的交叉学科,综合生物学、工程学和医学理论和方法,在各层次上研究生物系统的状态变化,并运用工程技术手段解决临床医学中的关键问题。要求学生掌握宽广而扎实的电子学、生物学、医学理论基础,能在理、工、生、医等学科高度交叉中进行前沿科学研究、知识创新,产学研结合,并推动相关科学技术发展,以满足我国对生物医学工程领域高级人才的需求。生物医学工程属于工学门类,是生物医学工程专业一级学科。
本学科是利用生命科学、医学、电子信息科学等领域的最新研究成果用于生物信息工程、生物电子工程、大型医疗仪器系统、现代医疗监护系统等领域的科研工作。工程硕士学位授权单位培养从事生物医学信息检测、医用仪器、医学影像、生物电子学、生物医用材料等方面研究开发、生产制造、检测与控制、管理与维修的高级工程技术人才。生物医学工程领域研究和人才培养侧重于生命科学、电子信息科学、医学等的交叉和渗透。该领域是生物医学信息、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新基地,是与21世纪生物技术产业形成和发展密切相关的工程领域,是关系提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。
天津工业大学生物医学工程专业是一个年轻的、处于高速发展中的理、工、生、医交叉融合的新兴学科方向。生物医学工程专业作为电信学院的新兴专业,近年来发展迅速,有较大的发展潜力。专业下设5个实验室,医学仪器及设备实验室、医学成像及光谱成分分析实验室、生物医学电子学实验室、医学建模与仿真实验室、膜片钳实验室,拥有一批踏实肯干、敢于创新、勇于攻关的年轻科研人员,并将不断吸引其他相关学科的硕士、博士研究生、博士后等进行学科交叉的研究工作。科研方面利用人体信息检测技术与智能服装相结合,设计出检测、监控、调节人体状态的一体化智能服装;膜片钳方向主要进行生物物理和生物化学方向研究,同时与天津大学和天津各大医院开展密切合作,在医疗仪器研制和临床实验等方面积累一定的经验和成果。
本专业开设的主要课程有:C语言程序设计、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、大学物理、分析化学、高频电子技术、医学基础、工程光学、信号与系统、数字信号处理及DSP技术、通信原理、嵌入式系统、生物医学电子学、生物医学光子学、医学成像新技术、无线传感网络、生物医学仪器设计基础等。本专业毕业生可以在国家机关、医院、国防、科研机构、学校、工厂等企事业单位从事医疗产品设计、研发和管理工作,服务于天津医疗产业联盟的发展需求。本专业学制四年,学生毕业后可获得工学学士学位,本专业具有硕士学位授予权。
在本科生人才培养方面,本专业也是广开思路,在大一刚入学就进行思想教育,根据学生兴趣对其未来发展进行规划,由于本专业是一门新兴的交叉学科,因此学生喜欢的专业方向也不一样,有生物、医学、电子等设计物理、化学等不同方向的需求,学生提出的就业方向也不完全一致,区别于传统的专业学生,如电子信息工程专业学生虽然兴趣不统一,在专业方向上容易把握,而生物、医学、物理、化学等涉及的学科更多,对新专业教学提出新挑战。如何适应不同学生不同需求,我们系的老师进行了深入探讨。
生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是将工程学与生物、医学紧密结合而形成的新兴的交叉学科,旨在利用工程技术手段开发各类以高新技术为特征的现代医疗器械及系统,为疾病的诊断、监测、控制、预防和治疗提供有效的解决方案[1]。生物医学工程主要的研究领域包括:人工器官及生物材料、医疗仪器及设备、电子信息技术、医学影像技术等[2]。从其研究领域可以看出,生物医学工程是现代工程技术与生物医学相结合形成的交叉学科,涉及生物、电子、信息、材料、药学等多个领域,具有很强的交叉性和综合性[3],同时由于生物医学工程在我国的发展时间较短,如何培养出兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专业人才,已成为本学科发展的重要课题之一。
一、我国生物医学工程现有培养模式的不足
生物医学工程学在我国发展于20世纪70年代,目前,我国高校中的生物医学工程专业设置分为两种:①设置在理工科大学;②设置在医学院校。据不完全统计,我国已有60余所综合或理工科大学和30余所医学院校设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次的专业人才。由于是新兴学科,我国的生物医学工程专业现有的培养模式通常存在以下不足[4]。
(一)理论与实践脱节
在国外,生物医学工程专业在课程设置上十分注重多学科的交叉以及理论与实践的结合。我国高等教育中传统的教学是以理论为基础、以课堂讲授为主的一种重理论轻实践,或是实践缺乏实用性,局限于书本的教学模式。这种教学模式的弊端是,学生在实践中不能很好地将专业理论知识同实际应用相结合,造成理论和实践脱节;同时部分高校开展的实验方法和手段陈旧,内容简单孤立,绝大部分属验证性的实验,缺乏综合性、设计性实验,最终均导致的学生的创新能力以及实践能力的难以满足于市场的需求。
(二)培养模式差异较大
从20世纪60年代初美国大学开设生物医学工程本科教育至今,大约有70余所高校通过了美国工程与技术认定委员会(Accreditation Board for Engineering and Technology, ABET)的评估获得授予生物医学工程学士学位的资格。ABET的准则鼓励各种教学计划的一致性,这对于推动生物医学工程学科的发展具有极其重要的作用。而我国生物医学工程发展时间相对较短,专业培养方向较多,不同院校的生物医学工程专业又由分别来自不同学科和专业的教师组建,因此造成不同院校的专业建设基础、人才培养目标、课程体系及培养模式均各有差异。工科背景较强的院校以工程学为基础,辅以少量医学课程,这类院校的学生工程学知识相对稳固,而医学知识相对薄弱;医科院校则多以医学为背景,工程学知识教授相对较少。这种医工结合不紧密的问题造成了学生的专业素质和创新能力与社会要求差距较大的弊端,同时又进一步导致了生物医学工程专业招生和就业难等一系列问题。
(三)实验设备相对落后
医学专业同工科专业一样,均须以实验为基础,否则开设生物医学工程专业如纸上谈兵,教师无从教学,学生也无法学习和理解。而专业实验室建设要求高,建设经费投入多,实验室的建设、设备的更新换代均需要大量的经费和专业技术人员的支持,而一些高校实验经费紧张,仪器台套数不够,特别是在初始发展阶段,困难较多,专业培养往往出现投入大产出少的现象,给经费有限的高校带来了建设上的困难。
(四)师资力量薄弱,缺乏复合型师资
生物医学工程作为“朝阳学科”,师资力量相对薄弱,很多教师都不是生物医学工程专业出身,虽然对所授课程知识驾轻就熟,但其知识领域相对于生物医学工程这样一个交叉性很强的学科而言,仍旧过于窄浅,对如何带动学生实现专业知识的融会贯通还缺少丰富的经验。与此同时,目前国内高校生物医学工程专业师资队伍中,具有理工科教育背景或医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型师资比较缺乏,教师与各相关学科交叉融合能力较弱,这一状况一定程度上影响了专业课程体系的构建以及教学和人才培养的质量。
(五)学校、社会对专业的了解与重视不足
一些医学院校的教师对此专业的了解就是把它分类在工科,这就导致传授医学、生物学知识的教师对待此专业的课程重视不够,认为学生的任务就是学好电子、工科类课程就够了。而学生也并未得到工科的专业教学,与科班的工程类学生同样存在差距。这样的恶性循环,使得本来应形成优势与合力的“生物”、“医学”与“工程”专业,非但不能很好地融会贯通,反而处于“两不管”或者“两不精”的尴尬境地。而社会对于此专业的认知也很有限,有相当多的人把此专业简单理解为维修、销售仪器,仅把毕业生当作技术工来看待。
(六)学生思想不稳定
生物医学工程在我国作为一门全新的专业,其涉及的学科领域跨度大,专业知识体系复杂,就业方向不确定。很多本科生对所学专业缺乏深层次的认识,对自己的前途也缺乏一定的自信,部分学校也只是按照固定思路教学,导致学生思想不稳定,学习积极性、主动性不高,使学生在就业时处于劣势。
三、培养模式改进措施
生物医学工程是生物、医学与多种工程学高度结合的综合性边缘交叉学科。《生物统计学》是生物医学工程专业的一门基础学科,无论学生以后从事生物医学工程的哪个领域,如基础生物医学研究、医学影像或生物信号处理等方向,《生物统计学》都是必须掌握的技能。
由于生物医学工程专业交叉广、实用性强,所开设的《生物统计学》课程非常强调学生的动手实践能力。随着时代的发展,计算机的普及,《生物统计学》涉及的各种统计检验方法,可以非常方便地在计算机上实现。让学生掌握如何使用计算机软件来实现各种统计学方法和统计图表的制作,显得十分重要。
一、《生物统计学》软件平台的选择
目前统计学相关的计算软件平台较多,如最简单的Excel,更为专业的有SPSS、SAS、R等。国内各个开设《生物统计学》的院校,根据自身的专业特点,对不同的统计软件平台进行了选择和描述,如中国地质大学(武汉)生物系和华南农业大学动物学院使用的是R语言[1,2],河北农业大学农学院使用的是Excel[3],南开大学生命学院使用的是SAS[4]等。
然而,考虑到生物医学工程的专业特性,在先前的必修课程中(如数字信号处理等),学生们接触过Matlab计算软件平台(Matlab是工程相关领域用得最多的计算软件平台,能快速、方便地实现各种矩阵运算,在数字信号处理、图像处理等领域有较为广泛的应用)。Matlab平台也提供了常用的统计计算函数,我们认为,在32学时的《生物统计学》教学中,让学生直接在Matlab平台上熟悉各种统计学函数的使用、统计图表的制作,比让学生另外去熟悉并使用新的统计软件平台效率更高。因此,建议将Matlab作为生物医学工程专业《生物统计学》的软件平台。
二、Matlab的统计学基本功能
Matlab的统计工具箱在统计描述、统计分布和统计检验等方面提供了丰富的函数。例如,统计描述函数有算术平均数(mean)、标准差(std)、方差(var)、中位数(median)、求和(sum)、最大值(max)、最小值(min)等。统计图输出函数有箱图(boxplot)、正态概率图(qqplot)、直方图(hist)、散点图(plot)、茎叶图(stem)等。统计分布函数有贝塔分布(betapdf)、伽玛分布(gammapdf)、正态分布(normpdf)、t分布(tpdf)、F分布(fpdf)、卡方分布(chi2pdf)等,将这些分布函数后半部分的“pdf”改成“cdf”、“inv”和“rnd”,分别表示为分布的累积概率、分位数和服从该分布的随机数。统计假设检验相关的函数有z检验(ztest)、单样本t检验(ttest)、双样本t检验(ttest2)、卡方检验(vartest)等。多种方差分析相关的函数有单因素方差分析(anova1)、双因素方差分析(anova2)和多因素的方差检验(anovan)等。此外,该工具箱还提供了一些多维统计分析方法,如主成分分析法、聚类分析法等。这些函数在使用时,需要根据帮助文档中给出的信息和例程合理选择参数。
三、Matlab应用于《生物统计学》的教学实例
《生物统计学》的教学包含很多较为抽象的内容。例如,“抽样分布”这一章中,光从理论上讲述较为抽象难懂,学生容易产生厌倦和畏难情绪,但这样的一个过程可以使用蒙特卡洛模拟,通过计算机来直观地呈现给学生。为此,编写了一个基于Matlab的模拟抽样分布程序,学生可以选择不同的总体、不同的样本来考察样本均值的分布情况。软件运行界面如图1所示。
该程序模拟了样本从标准正态总体或参数为1的指数整体中,随机抽取含量分别为5、10、20和50的样本,抽取次数为10000次。程序将这些样本的标准化样本平均数以直方图的形式输出,在图形上与理论总体分布进行比较,同时还计算统计量的各个特征数,如均值、方差、偏斜度和峭度,将之与理论总体的特征数进行比较。
【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)10C-0135-02
一、生物医学工程专业的特点
生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法,研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是:从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括:生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力,它所带动的产业在国民经济中占有重要地位,世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生,不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术,而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能,以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽,就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用,又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术,国家技术监督部门,以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外,本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面:打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础,掌握宽厚的生物医学工程专业知识,具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。
二、普通化学课程及其教学的基本要求
(一)课程的地位、性质和任务
化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中,化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言,它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分,是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习,学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能,并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用;培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力;为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。
(二)课程教学的基本要求
通过对普通化学课程的学习,学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
三、普通化学教学改革的具体措施
(一)修改教学大纲
应根据生物医学工程专业的培养方案,修改普通化学的教学大纲,并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时,实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言,它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。
为了培养学生的动手能力,应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则;培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯;了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时,应培养学生正确处理实验数据,正确书写实验报告的能力;促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风,并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力,从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下:玻璃工操作实验(2学时);离解平衡与沉淀一溶解平衡(2学时);铜、锌、银、镉及其离子的鉴定(2学时);烃的性质和鉴定(2学时);粗盐的提纯(4学时)。
值得注意的是,理论教学大纲和实验教学大纲的修订,应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。
(二)探索新的教学方法
1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课,主要介绍化学学科基本情况,化学各个分支对社会发展的作用,化学学科的发展现状、发展趋势,化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此,普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大,需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而,在教学实践中,本课程的教学课时不足,教学过程中,化学理论和化学与专业结合选择是,教师往往容易顾此失彼,使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积,枯燥乏味。同时,学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透,在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题,针对生物医学工程专业特点,在教学过程中,教师可首先和学生进行讨论,解决如下问题:(1)学习的原动力。(2)学习的方法和习惯;告诉大学课程内容多,上课进度快、信息量大,并且辅导课和习题课少,要掌握好学习方法;设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。(3)学习精神,只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范,激发学生的学习兴趣,以求达到最佳教学效果。
将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨,在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点,再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课,采用实验前提问和预习,代替实验课先讲实验原理和步骤的方式,要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时,及时发现问题,引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室,为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动,和指导教师一起选题,查阅文献,学习相关知识,进行科研活动。当然,也可结合其他课外科技活动展开教学。
2引入实例。在实际的教学过程中,针对生物医学工程专业特点,可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时,利用具体实例,引入每一章节内容,再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上,将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来,指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识,加强基础,提炼基本,按需拓宽,注重实践性和应用性。
在讲到酸碱时,可把知识点延伸,把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性,检测出酸的浓度,也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号,信号的强弱就能反映酸的浓度。同样,电子舌检测其他味觉,就是将其味觉物质,通过化学传感器转化为可检测的信号,通过信号的强弱来反映味觉物质的含量,进一步体现味道的内涵。
可引入直观形象的化学反应动画效果,加强学生对反应机理和抽象概念的理解;同时,可采用动态图表,充分发挥各类图形的优势。
3.突出重点,扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点,可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点:热力学的基本概念;盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法;化学反应自发进行的判剧;化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算;分散体系的概念及分类;溶液的依数性;胶体分散体系的性质及结构;弱酸、弱碱解离平衡;溶度积规则和溶解平衡;电极电势的概念;用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度;配位体的相关概念及命名规则;核外电子运动的特殊性;四个量子数的取值及物理意义。教学难点为:化学反应等温方程式的应用;相似相溶液原理;能斯特方程式的应用;吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点,可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式,讲解后再让学生来回答问题,加深学生对重点知识点的印象与理解,在原有知识点的基础上扩大信息量。