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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 数字化医疗仪器 一级学科:  07 理学
二级学科: 0712 电子信息科学类 教学层次:  高职高专
负责教师: 乐建威 学校名称:  上海医疗器械高等专科学校
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 国家级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: http://www.smic.sh.cn/jp/main/index.asp?depid=1 是否交换: 
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课程介绍:

4-2理论课和理论(含实践)课教学内容
4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
一、课程教学目的和任务
本课程将帮助医用电子仪器专业学生学会部分设计与整机调试带微机的医学仪器,帮助学生了解数字化医疗仪器各个构成环节的特点,引导解决数字化医疗仪器中包括模拟线路及微计算机硬件和软件的结构组成细节。
二、本课程的基本要求
1. 深化MCS-51单片机与Intel8086微机系统汇编语言程序设计方法;
2.? 掌握微机接口电路设计;
3.? 掌握A/D与D/A转换的应用;
4.? 掌握总线的基本概念;
掌握几种微机式、数字化医学仪器的结构特点。
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4-2-2知识模块顺序及对应的学时
一、本课程由理论教学、实验教学二部分组成(详见教学课程与实验大纲):
理论教学(40学时):基础理论课堂教学,配以习题的方式;
实验教学(16学时):验证和设计实验相结合的方式;
课程设计(两周):集中设计性实践。
二、理论课程内容
第一部分:医疗仪器的分类、组成特点、设计方法与发展动态(4学时);
第二部分:医学信号输入与输出数据采集系统设计(12学时);
第三部分:数字化医学仪器的键盘、显示、打印等人机接口(10学时);
第四部分:数字化医学仪器的并行与串行通信接口及应用实例(6学时);第五部分:数字化心电图机、动态心电监护仪和多生理参数监护仪应用实例(8学时)。
4-2-3课程的重点、难点及解决办法
一、课程教学重点和难点
1、本课程将帮助学生设计与调试带微机的医学仪器,帮助学生了解数字化医疗仪器各个构成环节的特点,引导解决数字化医疗仪器中包括模拟线路及微计算机硬件和软件的结构组成细节。
2、结合人体医学生理信号检测的特点(信号微弱性、环境干扰影响大、安全性有效性要求高等)组织学习与掌握数字化医疗仪器的开发应用的能力。
二、教学方法
通过以下环节组织教学;
①课堂理论教学,突出必需、够用的原则,以微机系统开发方法及应用实例作为主要内容;
②实验实践教学,以数据采集系统及人机接口等常用关键部件为主实施实践教学;
③课程设计,进行两周集中实践,要求学生学会整机系统软硬件结合的调试方法;
④开放式教学,以微机应用课外兴趣小组及电子设计竞赛训练为抓手,强化提高学生创新思维与动手能力。
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4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
一、通过本课程实验与实践训练,使学生掌握微机在医学仪器中数据采集,由计算机进行数据处理,再由输出电路输出控制或显示控制方面的应用。培养学生对硬件线路的分析能力及控制程序的设计方法。利用已学过的“单片机原理及应用”和“数字化医疗仪器”的有关知识,使同学掌握基本的单片机应用系统的设计方法;熟悉印制线路板的焊接和安装;并利用单片机仿真器,掌握对用户应用系统的硬件及软件的调试方法。
二、总体要求
每位同学必须结合自己所负责的分工部分,详细写出每次实验和课程设计报告,达到理论联系实际、培养创新精神与实践动手能力。
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课程设计的思想、效果以及课程目标
一、课程设计目的及意义
??? 利用单片机组成的一个基本应用系统,一般都应包括三个部分:对对象的数据采集,由计算机进行数据处理,再由输出电路输出控制或显示。因此数据采集系统在计算机应用方面处于很重要的地位。通过本课程的课程设计,利用已学过的“单片机原理及应用”和“数字化医疗仪器”的有关知识,使同学掌握基本的单片机应用系统的设计方法;熟悉印制线路板的焊接和安装;并利用单片机仿真器,掌握对用户应用系统的硬件及软件的调试方法。
二、总体要求
该数据采集系统应包括三部分:MCS-51系列单片机基本系统,输入部分(A/D转换)和输出部分(D/A转换)。设计者应将这三者有序的连接起来,组成一个最基本的数据采集系统。该系统能完成对多路模拟量的采集,随后经计算机数据处理,再由输出部分输出,在示波器上进行显示。每位同学必须结合自己所负责的分工部分,详细写出这次课程设计报告。
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课程内容(详细列出实验或实践项目名称和学时)
1、理论课程内容体系结构:
以数字化医疗仪器的结构原理为主线设计教学内容:
(1)数字化医疗仪器结构设计概述与特点;
(2)数字化医疗仪器的数据采集系统、人机接口设计与应用、通信接口应用、常用医学数字信号处理及微机系统调试方法;
(3)典型数字化医疗仪器的应用实例(以多参数监护与动态监护仪、数字心电图机为主)。
2、课程系列实验内容:
实验一:数字化医疗仪器键盘与显示器接口(4学时)
掌握键盘扫描的方法、LED显示器的工作原理及程序设计方法。
实验二:数字化医疗仪器数据采集系统(4学时)
掌握D/A、A/D转换的原理及ADC0809、DAC0832的连线和控制转换的方法。
实验三:数字化医疗仪器串行通信及接口(2学时)
掌握串行通信原理及实现字符串的传送方法。
实验四:心电模块与PC机的串行通信(4学时)
掌握心电模块的工作原理及与PC机的串行通信控制方法。
实验五:血压模块与PC机的串行通信(2学时)
掌握血压模块的工作原理及与PC机的串行通信控制方法。
3、课程设计(两周):集中设计性实践。
通过本课程实验与实践训练,使学生掌握微机在医学仪器中数据采集,由计算机进行数据处理,再由输出电路输出控制或显示控制方面的应用。课程设计内容中有基础设计要求内容,也有提高要求的选做内容,如“以MOVE方式对0.4S采样信号进行不闪烁的实时滚动显示”等,详见课程设计指导书。
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课程组织形式与教师指导方法
1、课堂理论教学:突出必需、够用的原则,以微机系统开发方法及应用实例作为主要内容;
2、实验实践教学:以数据采集系统及人机接口等常用关键部件为主实施实践教学;
3、课程设计:进行两周集中实践,要求学生学会整机系统软硬件结合的调试方法;
4、开放式教学:以微机应用课外兴趣小组及电子设计竞赛训练为抓手,强化提高学生创新思维与动手能力。
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考核内容与方法
《数字化医疗仪器》考试考核方式
一、总分组成及分配比例
《数字化医疗仪器》课程的成绩有三部分组成:
1.期末考试:占70 % ;2.作业:占10 %;3.实验:占20 %。
二、评分标准
1. 期末考试评分标准:以卷面成绩为准。
2. 作业评分标准
习题总分为每次习题分的累加和除以习题次数。
3. 实验评分标准
实验评分标准:每次实验满分为20分,其中实验预习成绩占5分,实验操作成绩占10分,实验报告成绩占5分。实验总分为每次实验分值的累加和除以实验次数。
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创新与特点
1、应用性强:充分发挥了本课程对数字化医疗仪器教学针对性、职业岗位应用性及教学互动性强的特点。
2、实践性强:采用实验、集中课程设计、开放式学生兴趣小组及电子设计竞赛等多种手段培养学生实践动手能力。
3、创新性强:在课程内容更新、教学手段改进、培养学生兴趣小组活动及开展小课题设计竞赛等方面有创新,并有利于学生创新能力培养。
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4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
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1.?教材使用与建设:
(1)主编并公开出版教材:《数字化医疗仪器》,乐建威主编、莫国民副主编,上海科学普及出版社,2005年8月;
(2)自编《数字化医疗仪器教学实验指导书》。
(3)自编《数字化医疗仪器课程设计指导书》。
2.扩充性资料使用:
???? 根据时代发展,补充有关数字化医疗仪器应用内容的教学资料,如:“医疗仪器概论CAI课件”、“多参数监护仪的设计”(应用OEM模块及嵌入式工控卡)等。
3. 配套实验教材教学效果:
?????? 自编配套实验指导教材及课程设计指导书在实验教学中对实验针对性更强,教学效果反映更好。
4. 实践性教学环境:
目前已有教育部、财政部实验室专项建设资金和学校配套实验室建设经费140余万元初步建设我校“数字化虚拟医学仪器实验分室”,拥有:
(1)Intel-80X86微机实验系统20套;
(2)??SICE单片微机实验系统15套;
(3)? DSP、ARM、MATLAB仿真实验开发系统各10套(作为学生课外兴趣小组和模拟电子设计竞赛等开放式提高教学使用);
(4)??人体心电、呼吸、血压及血氧饱和度等医用监护仪检测模块等;
(5)?可应用电脑与数字投影仪进行多媒体实验教学并具有实验室联网PC机40台,新增各类配套电子检测仪器20套。
????可面向全校各专业开设和开放有关医用电子仪器微机应用实验及课程设计项目。
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4-4教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;教育技术应用与教学改革)
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1、多种教学方法灵活使用的形式与目的:
在教学中综合运用:(1)理论教学、(2)验证性实验、(3)阶段集中微机应用课程设计(设计性实验实践)、(4)学生课外微机应用兴趣小组(开放式实践)及(5)模拟电子设计竞赛等手段,结合“《数字化医疗仪器》课程网站”建设,培养学生既懂得必要的基础理论知识,又具有较强的实践动手能力,突出从针对性、应用性到创新思维和实践能力的素质教育教学方法与教学手段的改革。
2、学生教育规模:
学校面向全国28个省、市招生,有许多好的生源,但是并不整齐。本课程采用基础理论与实践教学相结合、课内与课外活动相结合的教育方式极大地调动了大多数学生学习的兴趣和主动参与性,得益于教师多年热心于职业专业教学改革和从事数字化医疗仪器科研工作的经历。每年接受本课程教学培养的各专业学生约240人,其中约有60~80人会参加学生课外微机应用兴趣小组和模拟电子设计竞赛活动,从而为选拔参加全国大学生电子设计竞赛人选奠定了基础,达到了学生创新思维和实践能力的素质教育在普及的基础上提高的目的。
3、现代教育技术应用与教学改革:
(1)“《数字化医疗仪器》课程网站”(课程网址http://www.smic.sh.cn/jp)已初步建设成功,可应用现代化教学技术手段在网上提供全套教学资料与授课录象,并增加了学生与教师之间互动交流的教学平台(学生可以从课程网址点击进入)。
(2)本课程课堂教学均使用电子幻灯软件(PPt.)制作助教型多媒体课件。
(3)使用课程组教师承担的 “医疗仪器概论CAI课件”作为数字化医疗仪器开发与临床现场教学的补充内容,有一定的直观性,教学效果明显。
4、教学考核举措:
《数字化医疗仪器》课程的成绩考核分别考虑.期末考试、平时作业和实验动手能力等三部分内容以一定分值合理组成:期末考试成绩占70 % ,平时作业成绩占10 %,实验成绩占20 %;而且与学生实验态度与表现挂钩,体现了全面评价学习质量的导向作用。
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