基于Arduino創(chuàng)新平臺(tái)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

吳義滿(mǎn)（鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鹽城，224000）

基于Arduino創(chuàng)新平臺(tái)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

吳義滿(mǎn)
（鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鹽城，224000）

本文通過(guò)分析高職類(lèi)醫(yī)療儀器就業(yè)現(xiàn)狀及其現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式所面臨的挑戰(zhàn)，以及剖析醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)課程主線，提出重構(gòu)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系的Arduino創(chuàng)新平臺(tái)。然后以Arduino創(chuàng)新平臺(tái)為依托構(gòu)建醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，最后提出其具體的實(shí)施方案。

醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)；人才培養(yǎng)模式；Arduino創(chuàng)新平臺(tái)；構(gòu)建

0 引言

通過(guò)對(duì)本校高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)歷年畢業(yè)生的就業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研和全國(guó)第二屆醫(yī)療器械協(xié)作會(huì)同行交流，發(fā)現(xiàn)高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的醫(yī)療儀器人才，技術(shù)類(lèi)主要就業(yè)方向是醫(yī)療儀器的生產(chǎn)、調(diào)試和維修，就業(yè)公司主要是國(guó)內(nèi)醫(yī)療儀器公司。有不少高職類(lèi)醫(yī)療儀器畢業(yè)生職業(yè)未來(lái)規(guī)劃，都想未來(lái)從事醫(yī)療儀器的研發(fā)工作，都想就職于國(guó)際知名醫(yī)療儀器公司。不少畢業(yè)生經(jīng)過(guò)幾年打拼，往往事與愿違。他們中僅極個(gè)別畢業(yè)生成功就職于國(guó)際知名醫(yī)療儀器公司工作，但工作內(nèi)容與以前一樣。他們的職業(yè)夢(mèng)想幾乎就畫(huà)上了句號(hào)。

造成這種現(xiàn)象的原因雖然很多，但根本原因是高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式出了問(wèn)題。傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式就是把學(xué)生培養(yǎng)成一名合格的技術(shù)工人，而不是可持續(xù)發(fā)展的人才。因而學(xué)校填鴨式的灌輸學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而不是學(xué)生主動(dòng)的獲取知識(shí)，學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性被扼殺。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出了具體的解決方案。

1 醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

1.1 課程主線問(wèn)題

筆者曾做過(guò)本校醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)調(diào)研，學(xué)生學(xué)了不少課程：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、電工、模擬電路、數(shù)字電路、C 語(yǔ)言、傳感器、單片機(jī)、以及各種醫(yī)療儀器的構(gòu)造和維修。課程學(xué)完之后，問(wèn)卷：他們學(xué)了什么？ 學(xué)會(huì)什么？ 答曰：都學(xué)了，好像什么都不會(huì)。造成這種現(xiàn)象的深層次原因，專(zhuān)業(yè)設(shè)置的課程學(xué)生都是孤立的學(xué)。雖然傳統(tǒng)的單片機(jī)課程嘗試著把所學(xué)的硬件和軟件知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，力爭(zhēng)構(gòu)建成一個(gè)有機(jī)的知識(shí)系統(tǒng)。但往往不盡人意，學(xué)生越學(xué)越迷茫。究其原因，其一傳統(tǒng)的單片機(jī)課程自身固有難度非常大，其二高職類(lèi)學(xué)生自身基礎(chǔ)和接受知識(shí)能力比較差。但殘酷的現(xiàn)實(shí)是學(xué)生迫切需要一個(gè)適合自己的工具能把醫(yī)療儀器的硬件和軟件知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，重構(gòu)自己的有機(jī)的知識(shí)體系。

最近幾年出現(xiàn)的開(kāi)源Arduino軟硬件，既能貫穿于醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程，又非常適合學(xué)生理解和實(shí)踐操作。學(xué)生憑借Arduino軟硬件平臺(tái)，就能整合所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，重構(gòu)自己的軟硬件知識(shí)的有機(jī)體系。通過(guò)知識(shí)的有機(jī)重建，學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)療儀器，理解的將是一個(gè)硬件和軟件有機(jī)結(jié)合體。

1.2 構(gòu)建知識(shí)體系

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，雖然虛擬和仿真實(shí)驗(yàn)便捷，但學(xué)生沒(méi)有充實(shí)感。學(xué)生把實(shí)驗(yàn)僅僅是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的目的，而不是構(gòu)建自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系。但創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式要求把整個(gè)學(xué)習(xí)和教學(xué)（含實(shí)驗(yàn)）都要當(dāng)作項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行，構(gòu)建知識(shí)體系。

根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，設(shè)計(jì)項(xiàng)目藍(lán)圖，搭建Arduino開(kāi)發(fā)板與外圍元件，以及不同類(lèi)型的傳感器相連，然后通過(guò)電腦寫(xiě)程序直接上傳到Arduino開(kāi)發(fā)板，最后調(diào)試系統(tǒng)。這樣Arduino開(kāi)發(fā)板、外圍電路和程序有機(jī)結(jié)合就構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的軟硬知識(shí)結(jié)合的系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)Arduino創(chuàng)新平臺(tái)）。Arduino創(chuàng)新平臺(tái)突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的局限，學(xué)生學(xué)習(xí)了理論后有想法可以借助Arduino創(chuàng)新平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證，這樣有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，有利于構(gòu)建自己的知識(shí)系統(tǒng)。

1.3 可行性分析

1.3.1 Arduino創(chuàng)新平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

Arduino的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)源：軟硬件開(kāi)源，成本低廉，輕便。Arduino發(fā)明的初衷就是便于學(xué)生學(xué)習(xí)軟件硬件的需求。一方面，Arduino軟件語(yǔ)言非常簡(jiǎn)單，稍微懂點(diǎn)C語(yǔ)言既可。另一方面由于Arduino開(kāi)源，從Arduino相關(guān)網(wǎng)站和論壇里可以得到大量的共享資源。

利用Arduino創(chuàng)新平臺(tái)，醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)一般的學(xué)生都能自己編程實(shí)現(xiàn)通過(guò)不同的傳感器感知外圍世界，再通過(guò)控制馬達(dá)、制動(dòng)器、繼電器以及音響對(duì)外圍環(huán)境進(jìn)行干預(yù)，讓虛擬世界與物理世界相聯(lián)系。如用傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)這樣的功能，大多數(shù)學(xué)生只是依葫蘆畫(huà)瓢，被動(dòng)機(jī)械的完成。稍微讓學(xué)生修改點(diǎn)設(shè)計(jì)，對(duì)大部分學(xué)生而言，只能望而卻步。

Arduino優(yōu)勢(shì)的實(shí)證： 在Google I/O2011大會(huì)上，Google宣布在Android 3.1版本中新增一個(gè)特性，稱(chēng)為Android Open Accessory，并宣稱(chēng)采用Arduino作為Android Open Accessory的標(biāo)準(zhǔn)。

醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課程電工、模擬電路、數(shù)字電路、C語(yǔ)言、傳感器、單片機(jī)以及醫(yī)療儀器等，有不少教師、學(xué)生和愛(ài)好者都通過(guò)Arduino創(chuàng)新平臺(tái)輔助教學(xué)和學(xué)習(xí)。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室和教室是分開(kāi)的，實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室上，理論課在教室上，涇渭分明。后來(lái)出現(xiàn)所謂的“理實(shí)一體化教室”，理論和實(shí)驗(yàn)都可以在那里上，但實(shí)際情況是在實(shí)驗(yàn)室里增加了一個(gè)投影儀就成了“理實(shí)一體化教室”。而憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)和學(xué)生自帶的筆記本電腦，不管在哪里，學(xué)生所學(xué)的大部分理論知識(shí)想理論聯(lián)系實(shí)際，自己就可以動(dòng)腦設(shè)計(jì)方案和動(dòng)手搭建系統(tǒng)。教師想在課程上邊講理論，邊讓學(xué)生實(shí)踐，也是輕而易舉能完成的事。

1.3.2 憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)和自學(xué)

“任務(wù)引領(lǐng)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，雖然醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)不少課程都采取這種教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，但實(shí)際情況是只是一個(gè)概念。究其原因沒(méi)有特別的載體，僅僅是新的教學(xué)和學(xué)習(xí)形式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，難以激發(fā)學(xué)生自己主動(dòng)動(dòng)手實(shí)踐和思考。而Arduino創(chuàng)新平臺(tái)就可以把具體的項(xiàng)目落到實(shí)處，學(xué)生完成項(xiàng)目后有項(xiàng)目成就感，這樣就更加激發(fā)自己和別人主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)探索。

1.3.3 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生有想法，通過(guò)查找資料和自我學(xué)習(xí)，自己設(shè)置藍(lán)圖，搭建電路，編寫(xiě)程序，構(gòu)建出一個(gè)完整的軟硬件融合的系統(tǒng)，這本身就是一個(gè)創(chuàng)新。如果醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生和老師一直堅(jiān)持把編程和搭建電路系統(tǒng)貫徹于學(xué)習(xí)和教學(xué)的始終， Arduino創(chuàng)新平臺(tái)將是一個(gè)最優(yōu)的選擇。由于編程本身就是一個(gè)創(chuàng)新，從“奧巴馬喊話全民寫(xiě)代碼”，到全美和新加坡中小學(xué)流行編程，可見(jiàn)一斑。

結(jié)合醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)和未來(lái)可持續(xù)發(fā)展，學(xué)生需要具備自學(xué)能力和專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力。而Arduino創(chuàng)新平臺(tái)正好責(zé)無(wú)旁貸的給學(xué)生提供這樣優(yōu)質(zhì)的平臺(tái)和難得的機(jī)遇。

2 醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)施方案

2.1 醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)途徑

有不少高職類(lèi)的醫(yī)療儀器的同行認(rèn)為高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的想法是好的，但實(shí)施起來(lái)困難比較大，理由是高職類(lèi)的學(xué)生自身?xiàng)l件比較差，而硬件條件又不足。但憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)，在具備創(chuàng)新能力教師認(rèn)真引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新，完全能做到有所創(chuàng)新、有所突破?，F(xiàn)在連小學(xué)生科技創(chuàng)新大賽都能拿出令人耳目一新的作品，作為高職類(lèi)的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生只要方法和手段得當(dāng)，肯定能成長(zhǎng)為具備創(chuàng)新能力的人才。

創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)施途徑：

a.課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，一般在本科校比較流行，作為高職類(lèi)院校比較少見(jiàn)。以前雖然有不少高職類(lèi)院校嘗試，最好發(fā)現(xiàn)結(jié)果往往不盡人意。其中最重要的原因找不到合適的創(chuàng)新平臺(tái)讓學(xué)生從事課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。Arduino創(chuàng)新平臺(tái)的出現(xiàn)為高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供了合適的平臺(tái)。

b.科技比賽和創(chuàng)新大賽

高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生參加的比賽大部分屬于孰能生巧型的比賽，沒(méi)多少技術(shù)含金量，這從側(cè)面也反映出高職類(lèi)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的不足。在依托Arduino創(chuàng)新平臺(tái)下，學(xué)生要從入學(xué)開(kāi)始就會(huì)樹(shù)立創(chuàng)新思想。在新的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下，科技比賽和創(chuàng)新大賽就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)重要抓手。

c.大創(chuàng)課題

針對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新課題，作為課題負(fù)責(zé)人主體的學(xué)生，他們可以憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力，且做出不錯(cuò)的課題成果。徹底改變課題要成果找指導(dǎo)老師想辦法的尷尬局面。

工況1試驗(yàn)不同樁長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的樁土荷載分擔(dān)比接近，均接近6。在80 kPa之后樁土荷載分擔(dān)比趨于穩(wěn)定，樁體與樁間土共同形成較穩(wěn)定的加固區(qū)，樁與土承擔(dān)荷載比例達(dá)到穩(wěn)定值。

d.興趣項(xiàng)目開(kāi)發(fā)小組

憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)，相同興趣愛(ài)好的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生組成的興趣項(xiàng)目開(kāi)發(fā)小組，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行政干預(yù)下組成的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)學(xué)生小組。緊密團(tuán)結(jié)在Arduino創(chuàng)新平臺(tái)周?chē)膶W(xué)生，將共同進(jìn)步，一起成長(zhǎng)為具備創(chuàng)新能力的人才。

2.2 Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)建設(shè)方案

要想Arduino創(chuàng)新平臺(tái)成為實(shí)實(shí)在在的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才模式的基石，重中之重，必先做好Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)建設(shè)。沒(méi)有優(yōu)質(zhì)的Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過(guò)程中將會(huì)多走很多彎路，達(dá)不到預(yù)期的效果。

建設(shè)Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)的重要方法有四點(diǎn)：

a.整合網(wǎng)絡(luò)資源

由于Arduino是開(kāi)源的，相關(guān)的網(wǎng)站和論壇有大量的Arduino經(jīng)典案例，

b.項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技和創(chuàng)新比賽、大創(chuàng)課題以及興趣項(xiàng)目開(kāi)發(fā)小組所取得的成果，都可以整理添加到Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)。另外專(zhuān)業(yè)教師憑借Arduino創(chuàng)新平臺(tái)所取得的專(zhuān)業(yè)教改成果也可以成為該庫(kù)的一個(gè)重要部分。

c.校校合作

Arduino創(chuàng)新平臺(tái)，已經(jīng)在美國(guó)高校取得不錯(cuò)的成果，應(yīng)與相關(guān)學(xué)校取得合作，借鑒他們Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)的建設(shè)。

d.校企合作

根據(jù)醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的需要，依托Arduino創(chuàng)新平臺(tái)，與具備Arduino技術(shù)開(kāi)發(fā)公司合作，搞好適合醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)的Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)的建設(shè)。

依托Arduino創(chuàng)新平臺(tái)、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)施途徑和Arduino創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目化案例庫(kù)，醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)施起來(lái)就變得更加可行。

3 討論與結(jié)論

高職類(lèi)傳統(tǒng)的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，本想通過(guò)單片機(jī)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，殘酷的現(xiàn)實(shí)是單片機(jī)課程歷來(lái)學(xué)生都是評(píng)價(jià)不高和難學(xué)。作為一門(mén)課程都如此評(píng)價(jià)，這樣的平臺(tái)怎么可能肩負(fù)那么重大的使命，而Arduino創(chuàng)新平臺(tái)的出現(xiàn)正好能顛覆這個(gè)多年的傳統(tǒng)平臺(tái)。

Arduino創(chuàng)新平臺(tái)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)決定了它在職業(yè)教育中受到熱烈歡迎。由于高職類(lèi)的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)要求學(xué)生具備搭建簡(jiǎn)單醫(yī)療儀器的軟硬件系統(tǒng)能力，掌握調(diào)試和維修醫(yī)療儀器系統(tǒng)的能力，更要求學(xué)生具備一定的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新能力，而這些能力的培養(yǎng)可以通過(guò)Arduino創(chuàng)新平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

構(gòu)建Arduino創(chuàng)新平臺(tái)全面貫穿醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，在實(shí)現(xiàn)這種創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)過(guò)程中，也需要其它專(zhuān)業(yè)軟件和信息技術(shù)配合，比如protues軟件模擬仿真電路，labview技術(shù)構(gòu)建專(zhuān)業(yè)虛擬儀器等等。這樣才能做到虛實(shí)結(jié)合、相得益彰。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室投資巨大，它所發(fā)揮的功能比往日逐漸減小，但它在人才培養(yǎng)過(guò)程中所發(fā)揮的作用不應(yīng)忽略。構(gòu)建傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和依托Arduino創(chuàng)新平臺(tái)開(kāi)發(fā)的理實(shí)一體化教學(xué)和學(xué)習(xí)融合為一個(gè)有機(jī)體，只有這樣創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式才具備可行性。但現(xiàn)實(shí)情況是不容樂(lè)觀：專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍參次不齊，有些教師不懂編程、專(zhuān)業(yè)軟件和信息技術(shù)，從未構(gòu)建過(guò)系統(tǒng)。針對(duì)這種實(shí)際情況，目前只能是Arduino創(chuàng)新平臺(tái)貫穿于部分課程，只能是新技術(shù)輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式并存。只有待時(shí)間成熟，才能全面推行構(gòu)建的全新的醫(yī)療儀器專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

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Building the Professional Talent Training Model of Medical Instruments based on Arduino Innovation Platform

Wu Yiman
（Yancheng Heath Vocational and Technology College，Yancheng，224000）

This article analyzes the employment situation of higher vocational class medical instrument and the problems faced by the personal training mode，and dissects its course mainline，in order to put forward the reconstruction of medical instrument professional knowledge system based on the Arduino innovation platform.By means of Arduino innovation platform，the innovative talent trainning mode has been built.In the end，specific implement advices stage are proposed.

Medical Instruments Profession；Professional Talent Training Model；Arduino innovation platform.

注：該項(xiàng)目為江蘇省品牌示范高職院校重點(diǎn)建設(shè)課題，江蘇省十二五規(guī)劃課題 校級(jí)重點(diǎn)教改課題.

吳義滿(mǎn)（1976-），男，籍貫：安徽省安慶市，學(xué)歷：碩士研究生、學(xué)位/職稱(chēng)：碩士/講師，研究方向：虛擬儀器與醫(yī)學(xué)儀器。