一、研究背景分析

2018 年以来教育部积极推进“新工科”和“新医科”建设，强调学科的实用性、交叉性与综合性，培养医工融合、突破学科壁垒的医工复合型人才，该计划是为落实健康中国战略，培养跨时代复合型人才的重要举措[1，2]。电子技术是生物医学工程、影像技术等医工交叉专业的重要必修课程，后期开设的专业课程对其有较强的依赖性。然而，现阶段医科院校的电子技术专业课仍多采用传统工科的教学模式，一定程度上存在“重工轻医”的问题。具体表现为：理论复杂、概念抽象，学生入门困难导致学习积极性下降；以课堂教学为主，缺乏与实际医学电子仪器紧密结合的实践环节，跟进学科前沿较慢，难以满足新工科和新医科建设的要求；评价方式单一，仍以考试评价为主。

现阶段关于电子技术课程的教学改革方向主要分为理论教学改革、实践教学改革、评价体系改革三方面。理论教学部分主要采用在传统原理电路的公式推导基础上，采用更易理解的动画演示、图解分析。某些研究团队还采用带电路实物进教室，以期增加学生兴趣[3]。南京航空航天大学研究团队，采用慕课网站增强与学生的互动[4]。实践教学改革方面，引入仿真软件，增强学生理解[5]。评价体系方面，传统的电子技术常采用期末考试为主要评价手段，但由于内容多理论学习时间长，容易陷入忽视实践环节，无法解决实际工程问题的困境。调研发现，上述改革措施大多仍集中在传统电子工程专业，医工交叉专业的多学科融合型教学改革鲜有报道，这就提出了如何结合医工结合的专业特色，做到能解决专业实际问题的教改需求。慕课网站虽可在课外达到课后答疑，作业评价等效果，但课堂互动仍是一个待解决的环节。评价体系还不够系统，能力培养和具体知识点、教学环节未曾匹配。本文针对上述问题探索如何从教学内容、教学方法、实践技能、课程评价体系四个方面入手进行电子技术课程改革。突出医工融合，强化实践能力，基于学习产出（Outcomes-Based Education，OBE）教育理念[6]的综合评价体系对学习效果进行系统性评价，为培养适合新工科、医科时代需求的复合型创新人才打下坚实基础。

二、生物医学工程专业电子技术基础课程设计

针对基于新工科和新医科的人才培养目标，我们在电子技术基础课程设计中提出了四个问题：一是如何在传统课程体系中融合医工交叉的教学内容；二是如何使用翻转课堂APP 并根据课堂反馈动态调整教学内容；三是综合实验环节的设计，如何充分考虑学生知识体系结构，控制难度，在能保证大多数同学可以完成的情况下，增加题目弹性，鼓励学生查阅文献，进行创新拓展；四是如何构建理论掌握和实践能力兼容的科学评价体系。

（一）医工交叉的电子技术基础教学内容改革

电子技术基础教学内容往往集中于电子线路设计，实例多集中于电子工业领域，学生在学习的过程中很难建立和医疗应用的联系，再加上理论复杂，入门困难，导致学习积极性下降。因此这也是我们教学内容改革的重点所在。具体措施为，首先，对生物医学信号的类型、传感方式、产生原理、信号特性进行分类剖析。在此基础上，通过调研收集典型的医用电路，和教学大纲中要求的知识点进行紧密结合，例如，在差动放大器章节中讲解心电放大电路如何抑制共模噪声，达到微弱人体差模信号的放大。采用生物医学实用电路，部分取代其他专业应用领域的实例，精简教学内容。此外，在课程中融入学科前沿的新进展，比如柔性电子、有机集成电路在诊疗中的应用，让学生通过思考建立所学知识和前沿领域的相关性，开拓思路，提高学习兴趣。

（二）融合新信息技术的教学方法改革

在教学中充分发挥信息技术优势，随时掌握学生学习动态，做到难点的现场清除，是提高教学质量的有效途径。通过翻转课堂重建教学流程近年来被众多研究证实是一种行之有效的方法。改革中我们将传统以教师讲课为主的教学流程拆分为课前输入、课堂教学讨论及课后总结三个阶段。课前通过教学网站发布课程预告，让学生提前预习。课堂教学中使用翻转课堂APP，将教学内容融入PPT 和微信，课堂上实时答题，通过软件互动，使老师能够动态实时获得学生的学习状态。课后可通过上课数据统计，了解学生的掌握情况。

在实验教学中，我们构建了“原理—仿真—实验”三段式实验课程模式。实验课是理解课程知识点的重要环节，但部分学生常在没有充分理解原理的情况下进行实验，使得效果大打折扣。因此，通过课前仿真实验，进行电路分析，达到对原理的充分理解，并提前了解应达到的预期结果，再通过实际演练达到实操水平的二次提升。2020 年新冠肺炎疫情期间，由于实验室面积有限，无法保证安全社交距离，显著增加了实验课程开设难度。我们将一体化电工电子智慧实验平台Analog Discovery Studio 和相关实验元器件借给学生，在宿舍进行分布式远程实验，采用腾讯会议进行实验内容讲解和答疑，课后对仪器进行回收和消毒，在疫情常态化防控的校园中安全开展实验教学（如下图所示）。同时由于该实验平台可以保存实验结果，方便教师了解学生实验内容掌握情况，保证了实验教学质量。