生物醫學工程應用領域
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生物醫學工程應用領域范文第1篇
0引言
大學本科專業課程教學模式的改革和創新是一項需要頂層設計的復雜系統工程，生物醫學工程專業具有理、工、醫相結合的交叉學科特點，它應用工程的理論、技術和方法，研究和解決生物醫學領域中的科學問題。近些年，隨著科學及社會的發展，對這個領域高素質的創新型人才的需求有不斷增長的趨勢。美國勞工組織的數據顯示，生物醫學工程專業人才的就業在工程勞動力市場中的增長最大，預計2008年至2018年有72％的增長率。在歐盟，專利的數量在生物醫學技術的范疇中也是最高的［1］。醫科大學的生物醫學工程專業，具有在豐富臨床資源的醫學大背景和大環境下的特色，需要在教學中體現兩個結合，即理工科學與生物醫學緊密結合、基礎研究與臨床實際緊密結合。面對新的形勢，只有積極探索并對教學模式進行不斷改革才能促使高校培養的人才滿足新時代更高的要求。以往的教學模式習慣是以教師為主導，課程教學更多是教師對知識的講授，缺少對學生創新思維的培養，學生在課堂上是被動灌輸，教學效果差強人意。教學工作需要更新整體教師隊伍的教育教學理念，構建“指導性傳授知識與主動性學習相結合”的互動性專業課程教學模式［2］，既加強教師的個性化指導，也尊重學生個性化發展的要求。本研究團隊調研了國內外相關專業教育課程的主要目標和課程設置，學習了國內外生物醫學工程實驗室主要開展的研究成果以及工程培訓的內容［3－5］。國外大多數生物醫學工程專業的學生，除了學習數學和基礎工程課程之外，還要學習生物電子、生物信息、生物材料或生物力學等專業知識，并且在畢業前有機會在校外相關機構實習或見習，同時許多工程系還會與生物醫學工程系在一些項目中聯合，以培養更高素質的學生。結合國內實際情況，在電子類課程的教學過程中，重點培養學生的工程設計能力、工程實踐能力、思辨和創新能力、終身自主學習能力和自我發展能力，激發學生探究與創新的興趣，培養良好的學習和科研習慣，以便不斷提高專業課程的教學質量和專業人才的培養質量，實現整體學科的內涵式發展。
1教學模式改革
1、1制定專業課程教學設計方案
“教”是為了“學”，整合化的教學設計理論強調教學條件的確定必須以學習者的學習過程與需求為依據，教師在教學設計時，建立以學生為中心、以學為本的教學觀念，依據學科發展，不斷挖掘并更新教材中的相關知識點，對專業課程內容的知識結構和脈絡體系進行有機整合，培養學生的思辨能力，激發學生的創新性思維。結合調研學習的情況，形成專業課程教學設計方案模板，如圖1所示。教學內容與教學活動的設計通常包含7個環節，即回顧知識溫故知新、以實例開場引入新課、創設情境提出問題、層層推導突破難點、前后呼應解答問題、應用知識課堂練習、拓展思維延伸課堂。教師在各自教授的專業課程中分別優化教學設計并不斷完善，執行順序可以根據教授內容的不同而有所調整。
1、2改進教學方法
結合專業特點將全部專業課程按照年級進行頂層設計，大學二年級通過3門專業基礎課程提高學生自主學習的能力，大學三年級通過7門專業課程培養學生探究學習的能力和思辨能力，大學四年級通過3門專業課程提高學生解決實際問題的能力，以便為完成畢業設計奠定良好的基礎。以理論和實踐相結合為中心，倡導自主性、研究性和創造性的學習。授課過程中，授課內容上充分體現理論和實踐的緊密聯系，引導學生在學習過程中積極思考；授課方法上多采用啟發式、討論式及案例分析式等教學方法，以促進學生對基礎知識的理解，能夠運用知識創造性解決實際問題。教學方法的改進，不僅要求教師具備創新意識和積極進取的精神，還要求教師具有很強的工程實踐能力［6］。本著繼承和創新的原則，對大學二年級的電工與電路分析、模擬電子技術、電子技術實驗3門課程的教學內容進行整合和規劃［7］，挑選出一些適合自主學習的知識點或者課程章節內容。如在電工與電路分析課程中，結合4大模塊（電阻電路的時域分析、動態電路的時域分析、動態電路的變換域分析、電機原理）的教學基本內容所涉及的知識結構，挑選出“無源器件的認識”、“步進電機的原理及應用”、“常見電機原理及應用”、“對偶性的理論知識與分析方法”、“含受控源電路分析方法的總結”、“戴維南定理的應用意義”、“相量的定義、使用和意義”、“MATLAB在電路分析中的應用”、“使用Multisim進行電路仿真”、“一階電路和閃光燈電路的原理分析及仿真”和“RLC電路的動態特性綜合研究與仿真”共計11個知識點，培養學生自主學習的能力。首先在授課前，將相關學習資源上傳至各課程的網絡平臺上，提出若干個難度適中的問題，并對自主學習提出具體的要求。然后根據學生意愿或隨機分成幾個小組，每個小組針對某個問題查閱文獻資料，通過對所查資料的分析、整理、歸納，制成PPT課件。前期準備好后，在課堂上每小組派出代表分別演示并講解10min左右，教師與學生共同針對其演講的內容進行提問和討論。最后教師對所涉及的知識范圍和討論熱點進行總結，并對學生講不清楚的或者理解有偏差的問題進行補充和更正。這個過程以學生自主學習為主，教師起輔助指導作用，可以事先講解課題分析的方法、提供必要的相關資料、介紹必備的專業背景知識，既要讓學生領會課程的知識重點和應用領域，又要充分激發學生的學習興趣。大學三年級有信號與系統、數字信號處理、脈沖數字電子技術、醫用傳感器、單片機原理與應用、電子學測量方法和電子工藝實習7門課程，在理論課的教學方式上，采取教師講授與學生交流討論并重的方法進行。針對基本原理知識，教師重點講授，采用啟發式、推理式及案例分析式等教學方法，引導學生積極思考，激發學生的學習熱情和興趣。如在數字信號處理課程中，將功能電刺激研究課題的成果作為一個實例，講授功能電刺激實現膀胱排尿功能障礙治療的原理和方法，并加深醫學信號處理理論在本專業領域的重要作用。例如，在信號與系統課程中，將拉曼光譜研究課題的成果作為講授卷積和反卷積的一個實例，將公式和概念與實際應用結合起來，通過反卷積解決基地信號不一致的問題，確保信號處理和特征提取的可靠性，為實現疾病的可靠診斷提供條件。如在脈沖數字電子技術課程中，利用“雨課堂”平臺，新增“發現生活中的數電”專題，引導學生自主學習生活中比較常見的數字電路應用實例，介紹其電路功能、電路結構、工作原理、應用范圍等。又如在單片機原理與應用課程中，教師在課堂上現場演示“電子節能定時轉換器”等工程產品工作過程，幫助學生通過實踐體驗，進一步理解單片機功能和工作原理，同時引導學生觀察學校食堂切面機器人等日常場景中的應用，以及觀看該領域最新流行技術（Arduino開源硬件平臺）應用視頻，自行分析感興趣的單片機應用實例的工作原理、可能出現的問題等，從而加深對知識點的理解和掌握。在實驗教學中，針對基本原理設計實驗方案及技術路線，主要采取探究型教學方式，通過討論交流，讓學生主動探索知識、培養創新思維和思辨能力。如針對數字信號處理課程的實驗教學內容，采用探究式教學方式，改變傳統實驗過程，以教師為主導，結合理論課教學內容，合理地設計實驗方案，以學生為主體展開實驗，使過去被動式的實驗教學方式變為學生主動設計實驗過程，獨立完成實驗內容，并撰寫論文式實驗報告進行歸納和總結。整個實驗過程相對獨立、開放，從實驗的預習、操作到最終的實驗報告撰寫全部以學生為主體，一方面可以更好地與理論課內容相結合，驗證相關原理和方法，達到提高教學質量的目的；另一方面加深了學生對所學知識的理解，激發了學生的學習興趣，培養了獨立分析問題、解決問題的能力。依據大學四年級的醫學儀器原理與實驗、嵌入式系統原理與應用、臨床工程學3門課程特點，給學生提供若干個小項目，在學生明確要解決的問題后，教師指導學生對項目需求進行詳細的分解，同時列出要用到的專業知識點，引導學生尋找每個問題的解決方案和技術路線。將解決問題的實踐與理論的知識點密切結合，這種項目式學習、協作式學習或問題式學習對于促進學生深刻理解專業知識并解決實際問題具有重要意義［8］。學生邊學習邊設計，逐步實現項目的全部功能。如在嵌入式系統原理與應用課程教學中，涉及嵌入式文件系統和Android嵌入式系統及應用開發的理論部分，配合Android界面設計實驗和Android應用程序設計及醫療平板應用實驗兩個綜合性項目。最終要求學生設計一個人機交互UI界面，并對學生的設計成果，檢查驗證其正確性和可靠性。同時，借鑒國內外生物醫學工程教育教學經驗，結合醫學院校的特點，從創新實驗室和第二課堂、學生科研訓練等方面開辟生物醫學工程專業課外教學的形式和內容，以彌補課堂教學的不足，為培養合格的、創新的應用型人才提供幫助［9］。
1、3改革考核方式
區別于傳統的“一張試卷定乾坤”，為了促進自主學習的開展，對學生的學業進行全方位考核。結合調研學習的情況，加大過程考核的比例，擬定各門課程的考核方案。加大專題討論、探究學習、項目設計等學習模式的比重，注重學生在整個學期的過程考核，激勵學生在學習過程中逐步培養各項能力和素質。如電子學測量方法課程的考核方案為綜合考察，即實驗占30％，協作學習占30％，閉卷考試占40％。協作學習有兩部分內容，第一部分為電子測量的新進展和新應用，第二部分涉及示波器原理及測量方法。要求以小組為單位，課下自主學習，課上匯報討論。圖2所示是這門課程協作學習組內自評評分表，圖3是這門課程第一次協作學習的課堂匯報評分表。這兩部分的成績，再加上學生完成課下自主學習，并在BlackBoard網絡教學平臺上網絡課程中按時提交PPT的成績，共同構成協作學習的成績。
2教學改進成果
進行教學模式改革3年來，收獲了良好的教學效果，學生網絡評教成績均在93分以上，同時積累了一些教學改革成果。如電工與電路分析、模擬電子技術、脈沖數字電子技術、電子技術實驗課程梯隊，累計共獲批7項校級教改項目，發表4篇教學文章。又如單片機原理與應用、嵌入式系統原理與應用課程梯隊，連續獲得網絡課程建設、在線開放課程等4個校級項目的資助，發表了3篇關于這兩門課程的教學方法探索文章，指導本科生多次參加全國大學生生物醫學工程類創新設計競賽并獲獎。再如信號與系統、數字信號處理課程梯隊獲批2項校級教改項目，發表5篇與教學改革相關的文章，梯隊教師榮獲2016年全國大學生生物醫學工程類創新設計競賽優秀指導教師和2017年第九屆挑戰杯首都大學生課外學術科技作品競賽優秀指導教師的榮譽稱號。
生物醫學工程應用領域范文第2篇
[關鍵詞]圖像處理智能化；應用；發展
中圖分類號：TN911.73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）21-0118-01
[Abstract]introduces the basic concept， principle， and image processing，Account for part of the algorithm，Image compression， enhancement and recovery are briefly discussed， and the characteristics of image collection， processing。With the rapid development of computer， The application of image processing is ubiquitous， Communication engineering， aerospace， biomedical engineering， security industry， military and so on all has the extremely widespread application. This article from the status quo and the content of image processing， intelligent， Summarized the application of related concept， At the same time the paper forecasts the development direction of the future。
[Key words]intelligent image processing； Application； The development of
1、圖像處理的研究內容及現狀
所謂數字圖像處理指的是用數字計算機加工、處理圖像，目的是為了恢復圖像的本來面目，改善人們的視覺效果，突出圖像中目標物的某些特征，提取目標物的特征參數[1]。數字圖像處理起源可追溯到20世紀20年代，在50年代時人們開始對數字圖像處理進行系統的研究。這個時期的圖像處理系統采用機箱式結構，所以系統的體積比較大，功能也比較強，價格較貴。隨著時間推移，其演變成小型化，外形絕大部分都采用PC系列危機構成圖像處理系統，并采用雙屏操作方式，圖像卡體積小，且采用大規模集成電路，從而在價格上大大降低，從20世紀90年代初，其突出特點為單屏方式，在Windows平臺上編制圖像處理軟件包。
2、圖像處理的應用
圖像是人類獲取及交換信息的主要載體，數字圖像處理的應用領域與人類的生活息息相關，不僅在理論方面有著顯著的成功，在實際應用當中也起到至關重要的作用。
2.1 遙感航空航天方面
數字圖像處理不僅應用于航天和航空技術方面，還應用在飛機遙感和衛星遙感技術中自JPL對月球、火星照片處理有了新發現之后，許多國家每天派出很多偵察飛機對地球上相關地區進行大量的空中攝影人們利用具有高級計算機的圖像處理系統來分析照片，相比以前既加快了速度，又節省了相當一部分人力，還從照片中提取出人工所不能發現的相關有用情報從60年代以來，美國及一些國際組織發射了資源遙感衛星和天空實驗室，由于成像條件受到了飛行器環境、姿態、位置、條件等影響，圖像質量總不是很高，因此以如此昂貴的代價進行簡單直觀的判讀獲取圖像是不合算的，而必須采用數字圖像處理采用多波段掃描器，在900Km高空對地球每一個地區以18天為一周期進行掃描成像，其圖像分辨率大致相當于地面上十幾米百米左右。
2.2 生物醫學工程方面
數字圖像處理在生物醫學工程方面的應用十分廣泛，而且很有成效除了文獻[2]中介紹的CT技術之外，還有一類是對醫用顯微圖像處理分析，如紅細胞、白細胞分類，癌細胞識別，染色體分析等此外，在X光肺部圖像增強、超聲波圖像處理、心點圖分析、立體定向放射治療等醫學診斷方面都廣泛地應用到了圖像處理。
2.3 通信工程方面
目前通信的主要發展方向是聲音、圖像、文字和數據結合的多媒體通信，具體地講是將電話、電視、和計算機以三網合一的方式在數字通信網上傳輸其中以圖像通信最為復雜和困難，因圖像的數據量十分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達到100Mbit/s以上，要將這樣高速率的數據實時傳送出去，必須采用編碼技術來壓縮信息的比特量，在一定意義上講，編碼壓縮是這些技術成敗的關鍵除了已應用較廣泛的DPCM編碼、熵編碼、變換編碼外，目前國內外正在大力開發研究新的編碼方法，自適應網絡編碼、如分析編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。
2.4 軍事、公安方面
在軍事方面圖像處理和識別主要用于導彈的精確制導和制彈、判讀各種偵查照片、建立具有圖像傳輸、存儲、和顯示的軍事自動化指揮系統及飛機、坦克和軍艦模擬訓練系統等； 在公安方面，判讀分析公安業務圖片、識別指紋、鑒別人臉，復原不完整圖片、監控交通和分析事故等。
3圖像處理存在的問題及未來發展
數字圖像處理技術快速發展的同時也存在一定的問題，表現在以下四個方面：（1）提高精度的同時還要解決處理速度的問題，發達的數據量和處理速度不相匹配；（2）加強軟件研究，創造新的處理方法；（3）邊緣科學的研究如人的視覺特性，促進圖像處理技術的發展；（4）建立圖像信息庫和標準子程序，統一存放格式和檢索，方便不同領域的圖像交流和使用，實現資源共享。
隨著計算機科學技術的迅猛發展，圖像處理隨著應用領域的拓寬，在其應用方向上也隨著人們日益要求的提高在逐步延伸，前方未知的領域還有待我們繼續去探索。
參考文獻
生物醫學工程應用領域范文第3篇
【關鍵詞】輪椅車標準與法規；教學方法；實踐教學
《輪椅車標準與法規》是生物醫學工程專業康復工程研究方向一門重要的專業基礎課程，其特點是綜合性、實踐性和應用性很強，涉及的內容非常廣泛，包含了輪椅車的國際標準、國家標準以及臺灣標準和國內多個行業標準，而《輪椅車標準與法規》課程目前沒有通用的授課教材。
結合康復工程專業學生已修課程的特色，如人體生物力學基礎、機械制圖基礎、Solidworks、UG、AUTOCAD以及機械加工實踐操作課程等特點，作者對輪椅車標準與法規這門課程采用特殊的授課方式進行講解，經過實踐后，發現上課效果較佳，學生反映概念容易理解，標準條例中檢測的項目和使用的方法印象深刻，課堂氣氛較輕松，效果良好。本文將對《輪椅車標準與法規》課程授課時的教學方法實施的幾個方面進行探討和淺析。
一、標準理論與應用實踐密切結合
《輪椅車標準與法規》這門課程中涉及到的主要項目，包括輪椅車術語、輪椅車分類標準、輪椅車靜態穩定性、輪椅車沖擊強度、輪椅車疲勞強度、輪椅車尺寸空間、輪椅車質量和操作空間、輪椅車行駛速度、輪椅車剎車效率、輪椅車越障能力、輪椅車測試中用假人、輪椅車表面摩擦系數、輪椅車座墊組件防火性、輪椅車電磁兼容性能測試等幾十個標準，并且每個性能測試的標準又包括國際標準、國家標準、臺灣標準和行業標準等不同的類型。通過學習將輪椅車標準理論付諸實踐，結合實踐來理解標準理論，使學生掌握常用輪椅車測試的技術要求、試驗方法以及裝配要求等基本理論和基礎知識，熟悉常用輪椅車標準，培養學生掌握常用輪椅車測試的技能和標準的制定及規范。因此，本課程在講授基本理論的同時將一些小型設備和測試器械帶入課堂進行展示和操作，并帶領學生進行實地考察，參觀相關的生產廠家、科研機構和檢測中心，讓學生對輪椅車產品標準中產品分類、檢測項目、技術要求、試驗方法、裝配要求、設計、制造、維修和檢驗等工作有一個感性的認識，找到相應的應用領域，學生就可以將書本上的理論知識與實踐結合起來。
針對所學的輪椅車標準的理論基礎與實地考察過程中發現的問題，教師和學生們共同提出具體研究方案和實施細則以及標準中可行的測試方法，讓學生邊看邊學邊動腦思考，并對部分可實施方案采用機械制圖軟件呈現。這樣的教學方法教會學生理論知識的同時，也讓學生學會如何將理論知識應用到實際中，解決實際問題。學生就會有切身的體會，也會提出一些自己的想法，調動了學生學習的積極性和主動性。如果有類似的標準和法規課程講授，有條件進行實地參觀和考察或將相關的教學設備搬入課堂，作者認為這種授課方式會讓學生對書本知識有全新的認識。
二、授課內容既要與時俱進又要貼近學生
傳統的教學方法，有利于傳授知識，但是忽視學生的培養能力，特別是思維能力和解決實踐問題的能力。因此在教學過程中，按部就班地講授課本知識的同時，更應該將該學科領域涉及的現代科學技術發展下的新產品、新成果、新技術介紹給學生，讓學生接受理論知識點灌輸的同時，豐富知識面，開創學生的創新思維和發散思維，有利于學生創新能力的培養以及綜合素質的提高。同時要求教師在認真備課、鉆研教材的基礎上，更應密切注視輪椅車研究領域科學新動向，適時跟蹤最新輪椅車測試設備或輪椅車產品及標準的開發與應用，不僅要把教材上的知識教授給學生，還要善于結合最新社會動態、科技動態，及時地有選擇地給學生介紹一些相關的理論信息和事實產品。譬如殘疾人運動會上使用的競技活動輪椅車、新材料研制的輪椅車、多功能高檔輪椅車的設計和優化等。
在科學技術快速發展的推動下，現代輪椅車檢測設備和新產品層出不窮以及相應檢測標準需要進行不斷的修訂，知識量快速增長，特別是互聯網信息的傳播和提供為教師的教學增添了一條有效的途徑。借助網絡信息教師和學生們在網上可以隨時開展論壇，收集該領域最新的研究動態及相關信息，將這些內容與某些知識點進行結合來講授，對新產品利用已學知識進行剖析，發揮學生們的專業特長和個人特色，使同學們在學習書本基礎知識的同時也學會不斷查找新的技術應用領域。
三、科學有效的學習方法的培養
生物醫學工程應用領域范文第4篇
關鍵詞：數字信號處理；教學新模式；作業方式
作者簡介：林愛英（1969-），女，河南湯陰人，河南農業大學理學院，講師；賈樹恒（1977-），男，河南駐馬店人，河南農業大學理學院，講師。（河南?鄭州?450002）
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）26-0049-02
“數字信號處理”是從20世紀60年代以來，隨著信息學科和計算機的高速發展而迅速發展起來的一門新興學科。隨著超大規模集成電路的出現和迅猛發展，數字信號處理在理論和應用方面不斷地發展和完善，在越來越多的應用領域中迅速取代傳統的模擬信號處理方法，并且還開辟出許多新的應用領域。[1]這些新興的領域包括生物醫學工程、聲學、雷達、地震、通信等，各個領域都需要大量高素質的數字信號處理研發人才。目前“數字信號處理”作為通信、電子、控制、生物醫學等專業的專業基礎課程，已經越來越受到學術界和大專院校的高度重視，并達到高度發展和逐步完善的水平。
“數字信號處理”是一門實用性強、理論內容豐富且涉及知識面廣的課程，該課程的特點是理論性強、抽象概念多、起點高、難度大、數學推導嚴密。隨著數字信號處理理論、方法和技術的飛速發展，現代信號處理進入了新的發展階段。隨著學科發展，傳統“數字信號處理”課程的教學模式在教學實踐中已顯現出不相適應的問題。[2]因此，近年來國內部分高校開始了對“數字信號處理”傳統的課程內容和教學模式進行改革。
一、傳統“數字信號處理”教學模式及其存在的問題
1.教學內容過度重視理論推導，不注重理論和實踐相結合
“數字信號處理”是一門以算法為核心的理論性很強的學科，傳統的教學主要是討論算法和理論的推導，[3]而與實際的聯系很少或基本沒有。這樣就使得數字信號處理的有關概念顯得非常抽象，學生很難把教材中所講的數學函數與實際的波形聯系起來，給學習帶來了很大的困難，這在很大程度上影響了本課程的教學效果。
2.教學手段過于單一，過分依賴多媒體教學
多媒體教學具有信息量大、形象直觀的特點，[4]的確在很大程度上優化了課堂結構，目前已成為教學手段改革的主流。但不能忽視的是由于過分依賴多媒體教學，使得老師的精力過多花在課件制作的形式上，卻忽略了課件的內容，使得教學質量嚴重下降；其次，因為多媒體教學的信息量大，容易出現“滿堂灌”的現象，老師成了講課的機器，與學生的互動性大大降低；再有，強調多媒體教學的同時，忽略了傳統板書的作用，使得學生對課程的重點把握不清楚。需要強調的是多媒體僅僅是傳統教學基礎上增加的一個特殊的教學工具，只有充分利用多媒體教學的優點，克服其缺點，才能達到提高教學效果的目的。
3.作業模式非常單一，基本上都是采取課后習題的書面作業形式
作業作為教學的重要環節，它不僅僅是課堂教學的補充與延伸，同時也是教學信息反饋的重要途徑。[5]作業可以有效地檢驗教與學的效果；通過作業，教師可以與學生共同探究、討論、體驗與交流等。傳統作業基本上都采取課后習題的書面作業形式，這就使得傳統作業模式單一、機械訓練，給學生造成了抄襲作業、“復制”作業的不良習慣，導致了學生懶于思考、探究問題的行為，不利于不同層次學生發展的需求，阻礙了學生自主、合作、探究學習意識的發揮。
二、改進傳統的“數字信號處理”教學模式，創建教學新模式
“數字信號處理”是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科，目前已成為發展最為迅速、應用最為廣泛的學科之一。“數字信號處理”作為電子信息學科的一門專業基礎課，是一門理論性和工程性都很強的學科，是聯系數字電路、信號與系統、通信原理、圖像（語音）信號處理、模式識別等課程的紐帶，對于培養學生理論分析能力和實踐能力有非常重要的作用。顯然傳統的“數字信號處理”教學模式已經越來越不適應學科飛速發展的需要，為此筆者在充分研究傳統教學模式和教學實踐的基礎上，提出了創建“數字信號處理”教學新模式的理念。新的教學模式主要涵蓋以下幾個方面的內容：
1.改進傳統的以單向性知識傳授為主的教學方式，實施學習與研究融為一體的研究型教學方式
生物醫學工程應用領域范文第5篇
【關鍵詞】數字信號處理；學習興趣；教學思路；探索與實踐
1.引言
隨著信息科學技術的發展數字信號處理的地位和作用變得越來越重要。現代社會信息化是以數字化為基礎，而數字化的核心技術就是數字信號處理（Digital Signal Processing，DSP）。數字信號處理是理論性和工程性都很強的學科，其理論性體現在，它綜合應用數學、電路理論、信號與系統等領域的基礎理論和方法，發展并形成了自己的理論體系，成為通信、雷達、聲納、電聲、電視、測試、控制、生物醫學工程等眾多學科和領域的重要理論基礎與技術基礎[1][2]。其工程性體現在，其應用極為廣泛，從科學技術各領域，到國民經濟建設的各行業；從國防建設的各種武器裝備，到林林總總的消費類電子產品的設計與生產，都是數字信號處理技術的應用領域。因此，社會對既掌握DSP理論和方法，又掌握DSP工程技術的人才的需求，近年來爆發式地增長。
數字信號處理是電子信息類專業學生必修的重要的必修專業課，它是一門理論性、應用性、實踐性較強的專業課，內容涉獵面廣、跨度大、知識點多[3]。該課程涉及很多數學推導與計算。例如：卷積和的計算、相關的計算、離散時間信號的傅里葉變換、Z變換、Z變換性質推導以及Z反變換，DFT的計算及其性質、FFT算法、IIR和FIR數字濾波器的設計等。中國人喜歡追本溯源，注重公式性質定理如何而來，注重它的嚴謹與正確性，但假如對每個公式性質定理都一一證明，這會花費很多時間與精力，但繁雜的數學推導和計算使學生學習起來感覺困難，難以理解和接受，從而降低對這門課程的學習的興趣，興趣降低之后花在預習和復習的時間就少了，就會認為這門課更難學，引起惡性循環。興趣是最好的老師，強調該課程的實用性，多提供一些應用實例[1]，讓學生能學以致用，從而提高學生的學習興趣，是提高教學效果必須解決的問題。教學實踐證明側重應用的教學方式能最大程度激發學生興趣，同時弱化數學推導和計算，讓學生把更多精力放在對概念的理解以及實際應用上，使學生更容易掌握相關知識，從而大大提高教學效果。
2.教學實例
2.1 LTI系統的頻率不變性
2.2 采樣
此外，在講授相關這個知識點時說明它在雷達測距中的應用；在講授濾波器設計時，可以用Widows自帶的錄音機錄制一段自己的聲音，然后逐步講解如何設計濾波器用于濾除聲音中的噪聲……在講解知識點時加入相關的應用更能激發學生興趣，可以取得事半功倍的效果。
3.總結
數字信號處理推導計算較多，學生學習過程中感覺難學。在教學過程可把很多性質的推導和例題的計算忽略，因為這些可以借助工具（如Matlab）求解[4]。而把更多的時間和精力花在應用上，注意理論聯系實際，能使學生學以致用，是提高學生學習興趣的最有效方法。
參考文獻
[1]江志紅.深入淺出數字信號處理[M].北京:北京航空航天大學出版社,2012.
[2]高西全,等.數字信號處理:原理、實現及應用[M].北京:電子工業出版社,2009.
[3]武麗,等.電子信息類工程專業《數字信號處理》課程教學探討[J].湖南理工學院學報,2012(3).
[4]張麗麗,等.基于MATLAB的數字信號處理實踐教學研究[J].山西經濟管理干部學院學報,2012(6).
