1創新實驗教學

1.1定量生理學課程簡介

定量生理學是生物醫學工程專業的核心專業課程。該課程以物理學原理和數學方法學為基礎，從工程技術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的原理以及相關技術，使學生建立起從基礎理論學習到實際生物醫學工程中有關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學的觀點和方法論進行多個層次和水平上探索生命現象及其規律性，培養學生對生理系統進行定量分析的基本方法，培養跨越生命科學、計算科學、數理科學等不同領域的“大科學”素質和意識，為今后選擇新興交叉學科領域進行深造和工作奠定基礎。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;而且傳統的實驗教學過分強調教師的中心地位，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展的前沿科學新理論、新技術嚴重脫節，使得實驗教學存在很多問題。而且傳統實驗教學的最大弊病就是開設的實驗往往只是一個“裝配”實驗，培養的也只是一個裝配工，不能鍛煉和培養學生解決問題的能力，創新更無從談起。實際上實驗技術人員的工作是實驗教學順利完成的重要保障。實驗技術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備的維護保養、修理、保管等工作。這些工作看似簡單，但對實驗技術人員的要求也比較高，然而目前實驗技術人員在職稱評定、進修以及工作量待遇等方面明顯處于弱勢，不利于發揮實驗技術人員的主觀能動性。這兩方面因素嚴重影響了目前高等實驗教學的質量及效果，因此現有實驗教學急需改革。為了解決上述傳統實驗存在的兩個主要問題，我們提出將科研創新引入到實驗教學中，結合科研進展不斷更新完善實驗教學內容，使實驗教學與科研創新相結合，使其更具有前瞻性和可持續發展性。一方面，我校的科研創新生物醫學實驗室注重開放和創新實驗的建設，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，自己設計實驗方案，引導學生獨立思考、大膽動手，充分發揮學生的主動性和創造性，給學生充分施展個性的余地，從而達到彌補現有實驗教學的不足。另一方面，以教學科研型教師為實驗教學主要人員，構建教學科研互動基地，使其成為培養學生實踐能力、研究能力和創新能力的新型教學實驗平臺，讓學生在本科基礎學習階段能較早地開展帶有課題研究性質的實驗活動，更多地接觸科研實踐，提高工作能力和科學素養，培養學生的科研創新能力。

1.3將科研創新引入實驗教學

隨著知識經濟和技術經濟的飛速發展，創新已成為時發表展的要求和社會進步的動力，而科研創新是創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新引入實驗教學，有利于培養本科生的創新意識和科學精神;有利于培養本科生將理論與實踐相結合的意識和能力;有利于促進師生的共同發展;有利于促進地方本科院校加快學科和專業的建設;有利于為地方培養大量的創新型人才，因而具有重要的現實意義。借助于生物醫學高水平實驗室，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，激發了學生學習知識的熱情，引導學生參與科研創新過程，為學生科研創新能力的培養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的要求，因此，我們開設了“開放性實驗”，這樣就起到了很好的補充作用。例如，“數字腦電圖儀的使用與EEG采集”“蛋白質－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的移動生理信號監測管理平臺的設計與實現”“基于JSD的注意力腦電研究”“基于超臨界新技術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、激發對所學專業的興趣、堅定從事相關工作的信心和決心，一些本科生發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。在此基礎上，鼓勵學生參加各種學科競賽、科技創新等活動。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，培養學生動手、創新、協作能力，對學習能力的提高、團隊精神的培養、心理素質的鍛煉有著不可替代的作用。這些都說明依托科研創新生物醫學實驗室的開放實驗教學對學生創新能力有較大的貢獻，對新時期的大學生培養意義重大。

2結束語

依托生物醫學實驗室平臺，以《定量生理學》本科教學課程為載體，以學院生物醫學工程相關科研項目為推動力，充分結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，進一步推動科研創新型生物醫學實驗室建設，以發揮學生在《定量生理學》及相關課程中學習的積極性、主動性和創造性，激發學生科研實踐的興趣，培養學生的科研創新能力。

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