《医学仪器原理及设计课程设计》教学大纲

《医学仪器原理及设计课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06160364课程性质：集中实践课学分：1学分周数：1周先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及应用B、医用传感器原理及应用等并修课程：医学仪器原理及设计、医学仪器原理及设计实验适用专业：医学信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《医学仪器原理及设计课程设计》是医学信息工程专业的一个集中性实践教学环节，是学生在学完《医学仪器原理及设计》、《医学仪器原理及设计实验》之后，在同一学期的后期设置的一个教学环节。主要目的是：使学生能够根据医学电子仪器的功能和性能需求，综合运用所学的专业基础知识和专业知识，完成从方案构思、硬件电路设计、软件系统设计、实物制作与调试、功能和性能测试、撰写设计说明书等全流程工作。加深学生对所学基础理论知识的理解，培养初步的科研能力和工程技术能力，为毕业后从事相关工作奠定良好的基础。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：使学生能够针对设计题目，广泛查阅各种文献，深入分析研究，归纳总结各种方案的优缺点，发扬创新精神，充分思考和论证，确定最优实现方案。课程目标2：使学生能够综合运用所学基础知识和专业知识，完成从硬件设计、软件设计、功能仿真、实物制作与调试、功能与性能测试等全流程工作。课程目标3：使学生能够按照要求撰写格式正确、内容完备、图文编排合理的设计说明书，培养良好的科研报告撰写能力以及口头表达能力，能够用简洁明快的语言准确表达自己的想法。课程目标4：培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的创新精神、理论联系实际的工作作风、通力合作的团队精神、良好的沟通交流能力以及终身学习的意识，激发学生热爱医疗器械事业的热情，全方位锤炼本领，为将来毕业后投身全民健康事业打好基础。三、课程目标与毕业要求《医学仪器原理及设计课程设计》课程教学目标对医学信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支持强度2.问题分析2.3能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，并通过文献研究，证实问题分析的合理性。课程目标1：使学生能够针对设计题目，广泛查阅各种文献，深入分析研究，归纳总结各种方案的优缺点，发扬创新精神，充分思考和论证，确定最优实现方案。课程目标2：使学生能够综合运用所学基础知识和专业知识，完成从硬件设计、软件设计、功能仿真、实物制作与调试、功能与性能测试等全流程工作。M9.个人和团队9.1理解团队合作的重要性，具有与团队成员或负责人协调合作的团队精神和能力，能够在多学科背景下的团队中独立或合作开展工作并发挥作用。课程目标4：培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的创新精神、理论联系实际的工作作风、通力合作的团队精神、良好的沟通交流能力以及终身学习的意识，激发学生热爱医疗器械事业的热情，全方位锤炼本领，为将来毕业后投身全民健康事业打好基础。H10.沟通10.1具有较强的口头表述能力和书写能力，能够独立撰写医学信息工程相关问题的调查报告、实验报告等。课程目标3：使学生能够按照要求撰写格式正确、内容完备、图文编排合理的设计说明书，培养良好的科研报告撰写能力以及口头表达能力，能够用简洁明快的语言准确表达自己的想法。M12.终身学习12.1能认识不断探索和学习的必要性，具备终身学习的意识，掌握自主学习的方法。课程目标4：培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的创新精神、理论联系实际的工作作风、通力合作的团队精神、良好的沟通交流能力以及终身学习的意识，激发学生热爱医疗器械事业的热情，全方位锤炼本领，为将来毕业后投身全民健康事业打好基础。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.审题、选题、查阅资料、设计任务分析及方案论证教学要求：以多媒体方式，以典型心率计为例讲解课程设计的过程，教师下达课程设计项目名称和任务书。学生根据设计任务书，查阅资料、确定设计方案。重点：设计方案对比与论证。难点：设计方案对比与论证。0.5天1、42.系统总体方案设计、元器件选择教学要求：根据所学知识完成系统总体方案的设计。重点：系统整体方案的设计。难点：系统整体方案的设计。0.5天2、43.系统仿真及主要信号调理电路的仿真教学要求：根据总体设计方案，绘制仿真原理图，验证信号调理电路设计方案的正确性。编写控制程序，利用专用仿真工具进行软硬件联合仿真。重点：系统仿真、信号调理电路仿真。难点：系统仿真、程序设计。1.5天2、44.原理图及PCB设计教学要求：运用专用软件工具进行原理图和PCB设计。重点：原理图设计、PCB设计。难点：原理图设计、PCB设计。1.5天2、45.撰写说明书教学要求：根据工作流程各个环节的资料编写设计说明书，说明书应配有系统设计原理图、PCB设计图、程序流程图、程序、系统调试方法及步骤、性能指标测试结果及分析等。重点：设计说明书编写。难点：性能指标测试结果分析。0.5天3、46.答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是教师对学生论文的一次会诊和指导。考核内容包括学生对设计手册、资料的运用。教师提问的内容包括选题、材料、制图及设计内容等。重点考察学生设计图及说明书的质量，设计过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量等，提出改进意见。重点：相关基本原理与设计的整体考核。难点：课程设计质量的检验。0.5天3、4合计5天（1周）五、教学方法及手段本课程采用线下实操教学和线上辅助教学相结合的方法。在学习通平台建立课程设计同步线上课程，将课程设计相关资料上传到系统，供学生提前预习。由于课程内容与生产实践紧密结合，学习者应根据课程设计指导书要求，以学生自学为主、教师讲授为辅，学会综合应用各种处理器和单元电路进行智能医学电子仪器设计的方法，养成自觉遵守国家标准或行业标准的好习惯。课程设计和上课一样严格，每天签到点名，另外课程设计也可以充分发挥学生的想象力，鼓励创新。六、教材和参考书1.教材（1）贺忠海著.《医学电子仪器设计》[M].北京：机械工业出版社.2014.（2）王艳著.《医学电子仪器实训教程》[M].上海：上海交通大学出版社.2017.（3）余学飞著.《现代医学电子仪器原理与设计》[M].广州：华南理工大学出版社（第三版）.2013.2.参考书（1）莫国民等编著.《医学电子仪器分析与维护（第二版）》[M].北京：人民卫生出版社.2020.（2）陈大钦著.《电子技术基础实验-电子电路实验、设计、仿真》[M].北京：高等教育出版社.2008.（3）韦伯斯特（著），单纯玉（译）.《医学仪器—应用与设计》[M].北京：科学出版社.2016.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、仿真效果及设计质量、设计说明书、答辩成绩等共部分组成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标1234学习态度10（1）主要考核学生出勤情况和学习态度。（2）教师根据学生课堂整体表现情况评分。√√√√2431工作量完成情况10（1）主要考核学生对设计任务的完成情况。（2）教师根据设计任务各项的完成情况评分。√√√√2431仿真效果及设计质量30（1）主要考核仿真能力及设计质量。（2）教师根据具体的实现情况进行评分。√√√√61293设计说明书30（1）主要考核设计说明书的格式、内容、论述、逻辑以及数据的正确性和合理性。（2）教师根据设计说明书质量进行评分。√√√√61293答辩20（1）主要考核学生答辩自述和回答问题情况。（2）教师根据答辩自述情况和回答问题正确性进行评分。√√√√4862合计：10020403010八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定本课程设计属于集中性实践环节，采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。考核内容共包含：学习态度、工作量完成情况、仿真效果及设计质量、设计说明书和答辩等五个环节。其中：（1）学习态度占10%，无故旷课达到3次取消总成绩；（2）工作量完成情况占10%；（3）仿真效果及设计质量30%；（4）设计说明书占30%；（5）答辩成绩占20%。课程设计周的周五进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生的学习态度、设计合理性、设计任务的完成情况、设计质量和效果、设计说明书规范性、答辩情况等综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100≥x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）学习态度10学习认真，态度端正，遵守纪律，表现优秀。学习较认真，态度较端正，遵守纪律，表现良好。遵守纪律，学习态度基本端正，表现中等。遵守纪律，学习态度一般，表现一般。学习纪律较差，表现较差。工作量完成情况10设计任务各项内容：100%≥完成度≥90%设计任务各项内容：90%＞完成度≥80%设计任务各项内容：80%＞完成度≥70%设计任务各项内容：70%＞完成度≥60%设计任务各项内容：完成度＜60%仿真效果及设计质量30仿真效果很好；设计质量高。仿真效果良好；设计质量良好。基本上实现仿真效果；基本上完成了设计要求。实现了大部分的仿真效果和设计需求。仿真效果未实现；原理图及PCB设计不全面。设计说明书30设计说明书图文编排及格式非常符合要求；设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；很好地达到课程设计规定的要求。设计说明书图文编排及格式较符合要求；设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法较为科学合理；较好地达到课程设计规定的要求。设计说明书图文编排及格式基本符合要求；设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法基本合理；达到课程设计规定的正常要求。设计说明书图文编排及格式勉强符合要求；设