人体工程学的基本概念范文

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人体工程学是设计专业重要的学习内容，也是专业基础必修课之一。它主要服务于实用艺术，为提高事物的使用功效和舒适度提供科学依据和保障。在现代生活中，随着科技成分在社会生活中所占比重的增大，人体工程学已成为实用艺术不可缺少的组成部分。这门课程教学的成效也直接关系到后续的设计类专业课程教学是否能顺利展开，对相应的设计理论课也起到示范作用。如何使艺术设计专业的学生正确理解人体工程学的内涵，并将该课程的知识更好地应用于实际的设计项目当中，是一个值得所有专业教师共同探讨的重要课题。

一、教学中存在的问题分析

1.教学模式陈旧，缺乏针对性。人体工程学对于设计类的学生来说是一门非常头疼的课。部分院校的艺术设计由于办学时间不长、师资力量不足等原因，在人体工程学教学时还是采取传统的“课堂理论知识灌输+课终闭卷考试”的模式进行教学。学生普遍有厌学心理，虽然靠在考前死记硬背都能基本过关，但考过之后很快就忘记。

2.学生在校期间的学习和社会实际脱节，难以使学生从现实层面了解课程内容。人体工程学是实践性很强的专业，但在学校期间的学习往往和社会实际脱节，难以使学生从现实层面了解课程内容。

3.教学手段和方法缺乏启发性。目前的教学比较趋于传统的教学模式。理论课程主要以教师授课为主，教授人体生理学、人体心理学的基础知识等。课程中安排的实践教学主要是对简单的家具进行测绘，然后在计算机上进行仿真。这种授课方式没有跳出传统模式固有的框架，在教学过程中缺乏启发性，难以激发学生的创造潜能。

二、教学方法探讨

1.多元化的教学方法。（1）重视设计实践教学。在信息多元化的社会中，学生自主学习的渠道越来越多样化，教师要根据时代的变化不断更新自己的教育理念。目前的教育方法主要还是以教师单方面授课、学生个人动手实践的模式居多。根据现实需要，教师也可挑选网上设计招标项目，如家具、展厅或环境小品的设计等，让学生自组团队，设计投标，当然教师也可虚拟课题进行。在这种实战或模拟的互动教学中，学生会更加投入，互相协作并且了解哪方面欠缺，为以后自学指明了方向，有利于完善他们的知识结构。（2）合理运用多媒体。在课件的设计上采用多媒体课件形式，将繁杂枯燥的理论知识化为浅显易懂的图表，灵活运用多种直观形式如文字、图形、声音、视频等，将传统教学中的各种信息表现出来，在较短时间里，让学生的各种感官并用，利用多种信息渠道，提高对信息的吸收率，加深对知识的理解，从而达到优化教学的目的。（3）结合案例进行讲授。为了使学生在具体的设计中能更好地运用人体工程学原理，更好地理解其使用范围和应用方法，在教学中就应注重运用丰富、典型的案例进行阐释，通过对具体案例的评析、讲解和讨论，使学生更好地理解人体工程学和本专业的关系，学会进行相关知识和方法进行设计。例如：在“人体测量与数据应用”这一章中，为了更好地理解各个人体测量数据的应用范围及应用场景，除了选择书中介绍的案例外，还参考了大量和艺术设计相关的案例，特别是大量的人体测量数据与环境设计和室内设计的关系，像室内展厅设计中的空间设计、展具设计等，就会涉及到身高、立姿双手上举高、眼高的相关尺寸等。

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中图分类号：G64　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)005-163-02

工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的设计，其理念是在符合各方面需求的基础上兼具特色。工业设计是一门综合性、应用性很强的交叉性学科，它旨在形成和谐的实物环境，最充分的满足人的物质需要和精神需要。工业设计在企业中有着广阔的应用空间。

1.　人机工程学教学的重要性

人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互关系；研究在工作中、家庭生活中及休闲时怎样统一考虑工作效率，人的健康，安全和舒适等问题的学科。本课程是工业设计专业的重要组成部分，它为设计安全可靠、便于使用的产品提供了人机关系方面的理论依据和方法指导。

我国的工业设计专业教学，形成了两种基本知识体系：一种是工程技术体系；另一种艺术美学体系。根据工业设计专业办学基本要求，无论哪种知识体系，都必须学习人机工程学、工业设计工程基础等课程。从人机工程学教学方面来说，传统的理论知识灌输过程所涉的工科知识较大，面对大量的原理和数据公式，艺术类学生听起来费解，也容易产生疲劳和厌学情绪。课程的教学成效关系到后续课程教学是否能顺利展开，而死记硬背、不加理解的学习方法和模式起不到应有的效果。

通过人机工程学的课程学习，应该让学生理解设计是什么，怎样设计，设计达到的效果。具体来说，转变成人机工程学课程中要解决的3个目标，就是“寻找产品问题、正确分析原因、重新改良设计”，再简化一下可表达为设计上常用的述语：发现问题、分析问题、解决问题。这3个教学目标实际上就是设计的三个阶段。本文将从教学实际出发，探讨人机工程学教学改革中的实践与体会。

2.　人机工程学课程的教学目的

工业设计教育不应该试图把学生教成每一方面都精通，能在事先熟知的所要设计的产品的各个方面的专家，事实上也不可能做到这一点；而应该把设计教育的重点放在让学生学会这门学科的基本理论和基本研究方法以及培养他们对知识的应用和与再生能力上，使学生能够举一反三，在面对新问题时能够迅速把握实质，灵活运用所学的知识并以创造性的方法解决这些问题。

由于工作对象的多样性和复杂性，设计师必须经常面对各式各样的人机问题，这种情况给人机工程学的教学工作带来了一定的困难。人机工程学研究内容的涉及面广，涉猎的学科繁多，再加之信息技术的不断发展，甚至可以延展出界面设计这样独立的设计课程，因此作为工业设计专业的学生不可能真正全面地掌握人机工程学各个领域的所有内容。人机工程学的教学目的也绝非是让学生认真背诵书本的概念与数字，而是教会学生具有基本的人机工程学观念，提高其人机意识，了解基本概念、内容和方法，在以后的设计实践中能够自觉查阅相关资料，深入学习，使其设计更科学和全面。

3.　人机工程学教学改革的探索

人机工程学教学方法的得失和教学内容的安排，往往直接影响到教学效果的成败。因此，实际的课堂教学中，科学的教学方法、先进的教学手段和合理的教学安排，能够激发学生的学习兴趣，培养学生积极思考和解决问题的能力，牢固地掌握并灵活运用知识。

3.1　联系实际生活，引导学生自主学习

传统的人机工程学教学，为了引起学生对课程的重视，在课程之初会用很多时间来探讨课程的重要性。人机工程学兴起的直接原因是二战中大量因人机设计失误而导致的飞机失事。军事领域的人机设计问题让学生觉得很新奇，但毕竟离我们的现实生活太远了。

那么到底在我们的日常生活中，需不需要人机工程学，有没有值得我们去改进的设计方面呢。教学中，我把这个问题作为第一次课后作业留给同学完成，并给了两个学时的课堂讨论时间。通过讨论，同学们发现了很多在生活中运用人机工程学的例子，有正面的，也有反面的。正面的例子有：阶梯教室的座位高低错落，保证了各个位置同学的视野；电脑腕垫设计有效缓解了手腕疲劳；椅子的腰靠设计有效缓解了腰部不适；高低可调的课桌椅适应了不同身高的客户需求等等。反面的例子有：公寓床的长度不适合于身高过高者；固定式课桌椅不能满足所有同学的身高尺寸；公用卫生间门后不设挂钩，给入厕者带来不便等等。

通过设置思考题并结合课堂讨论的形式，引导学生思考本门课程的重要性和实用性，既避免了传统教学反复说道的枯燥乏力，又调动了学生的积极性，真实地感受到了课程的重要性感和实用性，从而提高学习的自主性。

3.2　通过课程实践，理解科学数据的由来

人体尺寸的测量，是人机工程学中人体尺寸获得的基础，更是产品尺寸确定的重要参考。传统教学中，对于该部分内容，教师们会对照人体尺寸表格和图示一一讲解，以帮助学生理解。这种教学模式可能出现的问题就是：一旦离开书本，学生很快就忘记了测量项目的名称和具体测量的人体部位，更难以在产品尺寸的设计中，快速、有效地找出人体尺寸的参考值。

为了提高教学效果，在教学中我们在此部分设定了实践环节：在同学配合下，测量自身的人体主要尺寸、立姿和坐姿尺寸，画出尺寸图，并进行1：2的人体模板制作。同学们对实践课题表现得非常兴奋，测量自身的人体尺寸让他们觉得很亲切。很多同学测量中发现出现各部分尺寸相加高于或低于身高，而十分不解。最后在老师的协助下，通过测点标记和辅助测量基准面都得到了解决。实践环节进行的尽然有序，充满欢声笑语。

在完成人体尺寸图和人体模板时，同学们都掌握了这部分的知识，很有成就感，并兴奋地表示记忆深刻，十分难忘。由此可见，合理的实践环节设置，对学生深入理解和灵活掌握知识，起到了巨大的推动作用。

3.3　分析设计案例，提高分析问题的能力

显示与控制设计在产品设计的应用极为广泛，教材中设置了大量图例来讲解该部分的重要性与应用。在传统理论教学的基础上，为了进一步提高同学的分析问题能力，实际教学中引入了橱柜设计的案例，让大家学会客观地评价设计的优劣。

案例中，新橱柜设计的主题是“生活如此简单”，产品的使用方式非常方便。当我们用身体的任何部位轻轻触碰柜门时，相应的抽屉就能迅速弹出，所有的餐具快速展现于眼前。在轻松惬意的背景音乐配合下，主人游刃有余地穿梭在厨房中，宠物狗也舔开了其中一个抽屉，享受属于自己的美食。看完案例，同学们都很兴奋，纷纷夸奖设计太棒了，操作方便，技术先进，十分完美。讨论的最后，我肯定了大家的正面评价，并提醒大家分析一下设计有没有什么问题呢?同学们顿时安静了，在积极地引导下，同学们静下心来，开始思考设计方案华丽外表之下存在的问题，并得到了正确的结论。

面对新的设计，大家已经习惯了给予高度的评价和赞许，而设计中还有没有可改进之处，很多人都会忽略。而作为设计人员的我们，对产品的评价不应该限于此，我们还要看到比常人更深刻的方面，为后续的设计研究找到方向。因此，教学中除了教会学生现成的理论知识以外，要引导学生学会分析实际问题，任何问题都存在两面性，我们要学会科学、客观地对设计方案进行评价。

4.　结束语

人机工程学是一门技术性学科，其相关理论知识在生活中随处可见，在教学中应该突出其科学性和实用性，通过各种方式方法，引导学生积极思考和实践，杜绝死记硬背和填鸭式的教学模式。在工业设计专业的人机工程学的教学过程中，应该突出基本原理、工程程序和研究方法，这样既能确保设计师具有较扎实的理论基础，又能使设计师在解决问题时具备正确的思路和开展工作的手段。

注释：

①汪惠芬，刘婷婷，《人机工程学》课程教学模式探索与实践[J]，应用研究，2007，36(9)：71－75.

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在课堂教学上，安全人机工程学这门课程课时量较少，要利用好每一堂课的时间来将考试和实践应用的内容教授给学生。在授课内容上大体分为六个方面。一是在课堂上的理论知识，教师应该在实地考察前先将安全人机工程学的基本概念，研究目的和研究内容等基本理论传授给学生，带领学生探究人机结合面和人机系统等多个专业术语的含义。二是在人体参数的研究上，安全人机工程学这门课程，人的安全是最重要的，研究人体形态尺寸和功能尺寸，人体的视觉特征和体型指数，人体的生物力学指数和生物学，运用准则来测量人体数据等。三是研究人机之间的功能分配和人机之间的功能匹配，在矿山工作中人的工作和机器的工作，还有人与机器之间的特性比较。在这些研究的基础上探究人机系统的安全可靠性和研究提高人机系统可靠性的途径。四是设计相关的人机安全系统，根据相关的矿井工作配置来设计人机安全系统，规划井下井上显示器和控制器的类型，确立人机安全系统的设计原则，设计方向。五是研究人的生理学和心理学，在矿井工作的时候人的心理需求和生理需求同样影响在矿山工作的安全性，研究人体常见的疲劳种类和改善解决疲劳的方式。六是在实践中满足矿山安全人机工程学的设计要求，增加机器操作者的健康防护措施和消除对人体健康的影响，以及完善井下工作人员的防护装置的设计原则等。在课堂讲解中要将矿山的特色，将所从事行业特色融入课堂之中去，对相应的知识点以相关的实例进行讲解。对于矿山的工作场地分析则是用煤矿井场地进行分析，因为煤矿井的作业环境与一般的地面厂房有很大的差异，相对于地面而讲地下井昏暗潮湿，温度高噪声大，影响地下矿井的工作因素多，在教授课程项目时，应选取这种有代表性的工作环境进行讲解。

二、 引入重视矿山特色的经典案例

安全人机工程学是一门以培养实践人才为基准的应用型学科，在课堂教学中要多以实际案例来进行教学，通过经典案例的教学讲解来启发学生的思考方式，让学生通过在解决案例的过程中不断锤炼自己学到的知识点。让案例教学法充分融入平时的课堂教学中去，培养学生们积极参加解决各种案例，将知识教授和能力培养结合起来，锻炼出新时代社会需要的复合型应用人才。案例教学法的种类较多，安全人机工程课程可以使用自由讨论式，主题探讨式，小组解决式和教师案例讲解式，每种都有不同的特点和培养侧重。在案例的选取上要选取和知识点相复合，并且具有代表性的实际案例，例如在讲解机器的可靠性选择时，选取经典的四川肖家湾煤矿井爆炸案例，介绍并分析事故的原因，也可以让学生们自主学习找出事故的发射原因，并在课堂中分组讨论预防和解决同类事故的方式。在案例教学法的教学过程中教师要加以把控，既可以将其作为基础知识的讲解点也可以作为基础知识的运用范畴，对于专业内重要的理论知识，教师可以先进行理论的讲解，对重要知识点的设计原理和要求部分进行反复讲解，在对一个完整人机安全系统进行分析评价，在运用当堂的知识来分析该系统中那些部分符合安全学设计，那些符合安全学设计，并分小组讨论来改进相关人机安全系统方案。

三、 突出实践的矿山特色教学方法

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一、人性化设计概述

1.人性化的基本概念

在全球经济迅速发展的今天，“人性”这个词倍受人们关注。人性学中所提到自然属性的三个定律和社会属性的三个定律分别对人心理和生理以及人的行为做了诠释。人类总是要求拥有快乐、有目标而不是要痛苦和虚度。人对自己的行为后果和人生价值要考虑，只有了解了人性中这些自然属性和社会属性，才能对人的思想和错综复杂的人际关系提出更高的目标。人性化设计是指人类生存意义上一种最高设计追求，它体现了“以人为本”的设计核心，是运用美学与人机工程学的人与物的设计，展现的是一种人文精神，是人与产品、人与自然完美和谐的结合设计。在设计过程中，使科学和艺术、技术与人性相结合，根据人的行为习惯、人体的生理结构、人的心理情况、人的思维方式等，来满足人的心理、生理需求和精神追求。 所谓人性化是指让技术和人的关系协调，即让技术的发展围绕人的需求来展开。人的社会属性受心灵支配，是人类社会属性产生的源泉，可以通过人类世代延续下去，并不断得到丰富。

生活中的我们，每一天甚至是每一刻都会接触到不同类型的产品。以人为本的设计产品相继问世，人性化设计在产品的创新与变革中越来越受欢迎，已经成为设计的主流。市场靠产品，市场开发靠设计，只有完美的设计才能把市场和消费需求紧密联系起来，将经济、技术与艺术相结合，充分体现设计产品的魅力。一款新产品出世之后，能否被使用人群所接受，关键要看是否符合人们的心理需求以及产品人文因素溶入的多少。人文精神的注入，传统文化的设计表达已成为人性化设计产品的命脉。当我们逛商店时，眼花缭乱的产品有时会让你兴奋，同一类不同种的产品又会让你犹豫不决，但是尽管有这些情况的出现我们最后的选择还是要摸一摸，碰一碰这些产品最后来作购买的决定。

2.人的情感在设计中的作用

人的情感变化是丰富多样的，由于人的性格、习惯和审美角度不同，因而对选择和使用的产品都有着褒贬不一的评价。但是在越来越多产品反馈当中，调查发现情感化设计十分受欢迎。将设计的情感因素融入产品的使用方式之中，会增强产品的亲和力，达到产品和人的情感交流。以人的合理需求为核心，使产品在适应市场需求的同时更具人情味。在现代设计中设计师会高度重视产品的情感性，驱除产品呆板木纳的寂寞感，在产品中注入生命的活力，来舒缓人们在一定程度上的精神压力。 人的直觉是人心理感受的直接反映。产品的外观形态会引发人的情感思维产生积极向上的反映。作为设计师所设计出来的产品应该既有美感、趣味性、幽默感，又能给人们带来轻松、愉悦、舒适感才是最终目的。一款好的设计作品使人们欣赏之后会被作品的美观、时尚、以及产品的色彩、形态的趣味性而吸引，由此来激发人们本能情感的产生。反思情感是产品造型包括的某些信息，在引起人的联想、共鸣和思考之后，所产生的一种高级的、深层次的心理感受。产品犹如一个活泼的生命，包含着亲情、友情或爱情等深厚的情感元素，让人在无限的遐想之余获得温馨、友谊、甜蜜的性情，甚至感悟到生命的顽强和可贵，因而情感性注入产品中是人性化设计的有利元素。

设计师通过对设计形式和功能等方面的“人性化”因素的注入， 赋予设计物以“人性化”的品格， 使其具有情感、个性、情趣和生命。当然这种品格是不可量化的， 而是靠人的心灵去感受和体验的。设计人性化的表达方式就在于以有形的“物质态”去反映和承载无形的“精神态”。

二、人机工程学在产品设计中的研究

所谓人机工程学，是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的科学。目前，人们的生活中涉及到人机工程学方面的问题很多。人体尺寸的测量很关键也比较难，因为不同国籍、不同民族之间有着很大的差异，不同性别、不同年龄的人群都有差异。

人机工程学中测量人体尺寸用的主要仪器有：人体测量用直脚规、人体测高仪、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计等。国家对人体尺寸测量专用仪器制订有相应的国家标准，而通用的人体测量仪器可采用一般的人体生理测量的有关仪器。

在商业竞争日益激烈的今天，人机工程学因素作为企业提高其竞争力的有效手段之一。人机工程则是设计工业产品时必须认真研究考虑的问题，只有在人和机器之间建立良好关系，才能设计出良的产品。产品人机工程学的人性化设计主要体现在使用者在人机界面操作中产品的舒适度。

产品功能人性化的问题是当今社会人们关注的一个焦点问题。人们对产品评价的标准离不开使用功能，如何使设计的产品功能更完善，最根本的是要考虑到人们的高层次需求，也是未来产品设计的一个重要的出发点。在现代设计中将人性化设计理念运用到产品中的例子很多。产品设计的发展趋势是，粗犷简约的产品将成为未来人性化设计的主流，传统文化的注入将成为未来产品设计的闪光点。关注人性，以人文本，让社会到处充满爱，促进人类的爱心和人与物的和谐，从而设计出更优秀的产品。

参考文献：

[1] 蔡克中.施大治.论情感性元素在产品人性化设计中的体现[J].包装工程，2007 28（5）109-110 .

[2] 陈鸿俊.道是无“情”却有“情”―设计“人性化”探微[J ].南京艺术学院学报， 2001， （16） ： 7-8.

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中图分类号：G652　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)41-0102-03

无机化学是一门专业的基础学科，涉及的范围很广，包括了环境工程学、食品工程学、生物工程学等，是向整个高校工科类一年级本科学生开设的化学基础学科，更是学生踏入高校后学习的第一门化学基础学科。所以，高校要特别注意相关衔接工作，重视衔接教学，实现更好的过渡，让学生能更快地从中学化学转移到大学化学中来，并且为他们今后学习相关课程打下坚实的化学基础。高校领导也要特别重视无机化学这门课程，充分发挥无机化学教研组所有教师的力量，通过大量的时间，对课程进行改革。临沧师范高等专科学校(以下简称“我校”)经过一系列的改革，无机化学逐渐把“必需、适用、实用”这些原则体现了出来。在面对学习时间压缩的情况下，也能最大限度地使学生更好地掌握无机化学基础知识，更好地领悟无机化学的精髓，实现理想的教学目的，获得良好的学习效果。通过不断完善教学方法，对无机化学教学内容进行更好的精选，合理地安排教学，加之利用多元化的教学手段，促进了教学质量的提升和教学目标的实现。

一、优化体系

我校从无机化学课程的内容和体系上出发，改进了教学内容，改变了原有课程的体系设置，将与中学化学或者其它化学课程相重复的内容进行适当的删减，坚持“必需、适用、实用”的原则，增添了实用性强的新内容。在教学过程中，提升基本理论的内涵、加强基本原理的理解、灵活多用的基本方法、计算与操作。以无机化学的基本理论作为出发点，将四大化学的平衡原理作为主线，注重应用，加强实践，打造全新的无机化学课程体系结构，层层递进地开展，使学生更容易接受。还加强改革课程结构体系，提高了教学效率。面对课程结构体系改革的不断深入，自然会给传统的无机化学教学带来诸多问题，若要更好地改善传统教学确非易事。因此，教师想尽办法，沥尽全力，将教学大纲的基本要求为出发点，彻底改善传统的教学方式，从而达到提高教学效率、增效的目的，做到“减学时，不降质量”。通过长期的教学实践，根据高校化学专业与学生的特性，大规模、系统地完善和修订了课程的理论教学大纲和实验教学大纲，让其呈现出高校独有的教学特色。根据不同专业的不同特点，还提出了分层教学的两种大纲模式：《新大学化学》和《无机化学》。为了更好地适应不同专业对化学的不同要求，合理地调整了各个层次的课程：《新大学化学》108学时，《无机化学》72学时。

无机化学课程的主要目的是：让学生掌握化学平衡、化学反应速率、物质结构、元素周期定律以及化学热力学等相关基础理论与概念，更好地理解元素以及化合物的结构、性质、反映规律，掌握其用途，激发思维能力，培养科学素养及其训练分析和解决问题的能力，引导学生应用正确的学习方法，初步掌握科研方法，树立正确的人生观、价值观、世界观、辩证唯物观，为以后的学习打下坚实的基础。根据教学大纲的要求，还需要采用学习参考书《无机化学习题与自测题》，针对每章的课堂授课内容的要求以及进度而设计的课后练习与自测题进行课后练习，目的是帮助学生及时掌握和巩固知识。自测题具有各式各样的特性，有助于学生在每章完成后检查自己的学习情况。通过对参考书的使用，不仅可以引导学生学习，还能激发他们的思维能力。

新的教学大纲从宏观的角度诠释了学生掌握知识的深度与广度，符合教学规律和高校学生的学习特征。新的教学大纲要求，必须掌握基础理论和基本概念，把握重点，详细讲解，删减重复内容，提升教学层次。根据专业特点的差异性与计划课程的要求，对内容进行筛选，将比较简单、易理解的内容划分为自学内容，将倾向于理科及理论性较强的内容划分为选修内容，符合学科专业的培养目标。新教学大纲明确指出，对每一章节需要理解、掌握、熟练，课程在部分章节中安排了比较简单的自学内容。高校学生经过高中阶段的学习，适应大学学习方法后，初步形成自学和独立理解问题的能力。对学生进行自学安排的时候，可以引导他们参考更多资料，适当地设计一些思考题，点燃学生的学习热情。

为了使一味灌输、面面俱到、平均分配的传统教学模式得以突破，在相对较少的学时中，本学科新知识、新成果、新信息要进行适当的增加，拓宽知识面，加强应用。要增加与专业密切相关的知识，例如：生物技术与化学的关系、细胞核内蛋白质动态变化研究进展、人体生命元素功能，等等，不仅加强专业与课程的密切关系，还致力于提升学习兴趣，增强学习能力。

二、无机化学教学方法的改革

新时代倡导素质教育，倡导以学生为主体，教师为主导。高校无机化学主要应用启发式的教学方法，注重实践，充分应用全方面、多元化的教学手段，提升教学质量。教学设计要坚持学生为主体，引导和启发学生，贴近学生生活，选取学生较为关心的话题。例如，有关绿色化学、大气污染等课题的讨论，都可望调动学生的学习积极性，提高学生的自学能力。在进行绿色化学相关讨论时，部分来自农村的学生通过阅读大量资料，明确今后的学业中会以回到家乡发展绿色产业为目的。教师应该掌握学生的心态，做好循序渐进的引导，让学生从被动学习转变为主动学习。教师要在课堂上掌握学生的学习情况，针对他们的基础差异性，做好分层教学。分层教学的目的不是为了选出尖子生，是要让学生都能得到发展和进步，让学生感到教学目标就在他们身边，从而能更好地实施教学手段，实现教学目标，促进学生全面发展。

在进行无机化学教学时，为了巩固课堂教学质量，理论结合实际，需要加强基本训练和平时考核。为了紧贴课堂教学内容，让学生能及时掌握和巩固知识，我校采用了学习参考书《无机化学习题与自测题》，实施两节课布置一页参考书的作业。教师认真检查作业，仔细批改，对作业情况进行评分，整个学期作业评价得分以20％纳入总成绩。通过对作业的批改，教师能及时掌握问题，方便下次在课堂上进行讲解。针对个别问题则对学生进行解答，促进学生更好掌握本章的难点和基本概念。每章完成以后，督促学生做自测题。自测题题型多样化，且有注解，有助于学生更好地检查自己对学习内容的掌握程度。

课堂教学中，充分发挥多媒体教学的作用，使教学内容形象化，将传统与先进有机结合，利用计算机进行辅助教学，将知识动态化，将微观转化为宏观，变抽象为直观，实现整个课程的最优化。例如，学习原子结构时，多媒体的加入让学生更容易理解这类抽象的知识。理论课实施启发式、参与式教学，组织学生讨论，教师解答疑难，将原本枯燥无味的无机化学变得更有生命

力，提升了学生学习的积极性。

三、激发学生动手和动脑的能力

无机化学课程具有丰富的实验内容，对实验选题要准确、恰当。改革过后的无机化学，具有20个实验、72学时。引导学生养成良好的实验素质，通过测定、原理、现象的实验，对学生的观察能力、总结能力、判断能力、动手能力、概括能力进行基本操作训练。用“微量实验”代替原来的“硫酸亚铁铵的制备常量实验”，降低了实验成本，减少了实验时间，实现了教学目标。开放性实验《三氯化六氨合钴的制备和组成测定》，是让学生在掌握基本概念和理论的基础上，灵活运用化学原理和试验方法，从开始收集资料、制定实验方案、准备实验仪器到实验结束后的数据处理与讨论，都要求独立完成，其重点在于激发学生善于动手、动脑，敢于发现、分析、解决问题，全面提升无机化学实验教学的质量。

四、完善试题库建设

学生成绩的总体状况要坚持考教分离，对评分实施统一标准，考卷及标准答案存档。要应用试题库，提高教学质量，提高课程水平，上升到更高的层次。根据高校专业和学生的特点，设计多套《无机化学》试卷及标准答案，构建试卷库，降低试题的重复率。总结学生最后的综合成绩，其目的是为了让学生重视无机化学的每一个环节，尽量坚持上课，认真学习，避免临考搞突击的现象，促进学生学好化学基础课，为今后的相关课程打下必要的基础。

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Study on automobile specialty body design multimedia education in colleges and universities

Song Yu

Anhui agricultural university， Hefei， 230036， China

Abstract： This paper expounded the importance of multimedia education software development and application by means of analyzing the vehicle body design course teaching characteristics in colleges and universities， and putted forward the reform objectives and research approach. On this basis， designed the vehicle body design multimedia courseware. The teaching practice showed that the vehicle body design multimedia courseware meets the current body design teaching development characteristics， the courseware is an effective classroom teaching tool， the classroom teaching efficiency is obviously improved， the teachers and students reflect good.

Key words： vehicle body design； multimedia education； teaching； effect

高等学校教学质量对其生存与发展起着决定性作用，而现代信息技术为推动高等教育的现代化进程提供了有效手段，也促进了多媒体教学方式在高校课堂教学中的广泛运用和发展[1]。多媒体教学方式可综合运用多项信息，极大地改进了黑板加粉笔传统教学方式的不足[2]，改善教学效果，提高学习兴趣，营造轻松学习氛围，具有传统教学模式难以替代的积极作用。

在高校汽车专业开设的众多课程中，车身设计课程以其与众不同的行业背景和教学特点越来越受到高校师生的重视。目前，国内汽车车身设计整体实力较弱，与发达国家差距明显，而车身在汽车行业中经济效益最高，可挖掘潜力很大，行业现实和势在必行的发展趋势突出了高校车身设计课程的重要性；另一方面，车身技术涉及面广，与国家历史文化特色紧密交织，与发动机、底盘技术相比独具特点，甚至大相径庭，教学难度更高，也对高校车身设计课程的教学质量提出了更高要求；同时，车身技术对带动和促进我国汽车工业，乃至整个工业水平发展和提高的龙头作用，也决定了其在专业课程体系中处于十分重要的地位。

1 车身设计多媒体教育软件的要求

车身技术在汽车领域中是相对年轻而又发展迅速的分支，作为一门发展中的科学，在车身设计课程的教学过程中，更应特别注意传统基本理论与现代车身技术相结合，课堂学习与自学相结合的原则，针对车身技术的特点，提倡加强课外阅读，了解现代车身技术的发展趋势与特点，这就对车身设计课堂教学的启发性提出了更高的要求。

同时，在车身设计课程的教学领域，国内外有关车身的教材及系统性的学习参考资料普遍较少。目前，车身技术主要是通过企业内部培训的方式进行传承与学习，且车身技术涉及面广，部分内容非常抽象，传统教学方式对车身设计过程难以表达清楚，学生感性认识较为缺乏，也导致单纯依靠教材和挂图很难讲解清楚，而高校因为自身条件的限制，虽然明知实习教学环节重要，但往往由于多种原因不能或不便安排，因而车身设计课堂教学难度很大，这就对车身设计课堂教学的生动性提出了更高要求。

另一方面，车身技术的迅速发展与教材的相对滞后矛盾突出，这就要求车身设计的课堂教学不能唯教材是从，需要对已有教材的部分内容进行适当取舍和扩充，课堂教学内容应力求紧跟车身技术的发展前沿。

众所周知，多媒体教学的优势在于图、文、声、像、动画、视频的有机结合，可以着力表现传统教学手段不易表达的内容，展示现场观察不清楚的细节，将抽象的概念转化为生动活泼的画面，使课堂教学直观易懂，易于接受和理解，加快课堂教学进度，增加教学内容，教学效率也得到提高。因而，在车身设计课程中采用多媒体教育软件可以有效地适应上述要求，弥补目前条件下车身设计教学条件的不足。

多年以来，我们一直致力于提高车身设计课堂教学质量和学习效果，努力将抽象难懂的理论通过生动活泼的形式表达出来，激发学生的求知欲望和学习兴趣，使学生易于理解和接受，先后采用了多种辅助教学手段，从最初的课堂板书绘图、挂图，到使用光学投影仪放映自制的幻灯片，经过长期努力，目前已经使用多媒体课件进行教学，多媒体课件的内容尤其针对上述要求进行制作，取得了良好的教学效果。

2 车身设计多媒体教育软件制作

2.1 制作要求和课程改革目标

由于车身设计课程涉及机械工程学、人体工程学、空气动力学、造型艺术及美学、用户心理学等多种学科领域，而目前高校汽车专业学生的学科基础知识基本都是工科专业范畴，学生单一学科基础知识同车身设计多学科融合教学特点的矛盾十分突出，同时，与其相关的课程设计、课程实习、课外讲座等配套教学手段由于各种原因严重不足，进一步导致车身设计课程在传统教学手段下无法满足目前车身设计行业发展对教学质量提出的更高要求。特别是在人体工程学、空气动力学、造型艺术及美学等学科领域，需要进一步拓展教学手段，扩充教学内容，改进教学方法，尽可能地挖掘多媒体教学手段的潜力以弥补教学条件的不足。因而，车身设计多媒体教育软件研究应同课程的教学特点相适应，按上述要求，不断深入课程教学改革，发挥现代信息技术特长，努力弥补汽车专业单一知识背景下车身设计课程教学的不足，改善教学效果，提高教学质量，特别是在相关的课程设计、课程实习、课外讲座不能开展的情况下，能够在多媒体软件上有所体现。

2.2 制作工具选择

多媒体课件作为辅助教学工具，应具备丰富的表现力，良好的交互性和极大的共享性。在众多的多媒体课件制作工具中，微软Office系列组件之一的PPT编辑多媒体的功能比较强大，内置了丰富的动画、过渡效果和多种声音效果，可以充分体现教师的授课意图，展现教师的教学设计思路，易于表现教师的授课风格，其强大的超级链接功能，可以直接调用多种格式的外部文件，且支持IE浏览器，优点显而易见，能够满足车身设计多媒体教育软件的制作要求。同时，由于Office软件具有一定的普遍性，所以使用PPT制作的课件在使用时一般也不需要进行打包等处理，具有良好的通用性。从制作角度考虑也易于掌握与使用，便于制作者集中精力精选课件内容，挖掘课件内涵。因此，采用PPT软件进行车身设计多媒体课件制作是可行的。

2.3 制作内容及步骤

车身设计课程涉及的主要教学内容包括：车身概论、车身设计方法、车身总布置设计、人体工程学在车身设计中的应用、车身造型设计、汽车的空气动力性能、车身表面及空间曲梁绘制、车体结构分析与设计、车身部件结构设计等。

根据上述内容的不同特点，对车身概论、车身设计方法、车身总布置设计等章节内容。由于相对枯燥，且学生对车身总布置、车身油泥模型制作、样车试制与实验、车身主模型制造过程没有任何的感性认识，在讲授这些知识时，如果单纯依靠教师在课堂上讲解教材很难达到良好的教学效果，在深入生产企业参观实习的条件不具备时，应加强视频和图片的搜集整理，特别是汽车生产企业的介绍视频，来自生产一线的工程师讲座视频，应增加数量，注重素材的整合美化，力求生动，使课程内容易于理解，以达到更好的教学效果。

人体工程学在车身设计中的应用、汽车空气动力性能等章节涉及人体工程学与空气动力学两个新的学科领域，与一般高校汽车专业学生熟知的机械工程学科基础知识差异较大，因而汽车专业学生此类基础知识较为薄弱，课件制作时的重点工作应以相关知识体系的补充完善为主。

而车身造型设计涉及科学和艺术两大方面，需要有多方面的基础知识，包括车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人体工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识，还需要有高雅的艺术品位和丰富的艺术知识，如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学，汽车作为一种商品，还要考虑成本和顾客的心理需求，等等。由于所涉及知识面很广，与一般高校汽车专业的大多数课程内容缺乏联系，汽车专业学生这一类的基础知识普遍较为缺乏，因而课件制作时的重点工作是搜集整理相关的艺术素材，加强学生的艺术修养。

车身表面及空间曲梁绘制、车体结构分析与设计、车身部件结构设计等章节内容，工作重点是使教学内容进一步拓展和完善，特别是同计算机的应用结合起来，启发学生用计算机进行汽车造型、空气动力学分析，以及用计算机对车身进行有限元分析，使其实际动手能力和解决问题的能力得到锻炼。

在确定了车身设计课程主要教学内容的基础上，将课件的制作工作细分为4个模块，可分别进行，即总体方案设计，教学内容提炼，素材的收集与再加工，课件表达形式设计[3]。

其中总体方案设计主要是流程设计、界面设计，封面制作、目录制作和正文制作，车身设计教学内容的选择，要围绕教学目标进行，并采用适当的教学模式和教学策略，安排好目录主题的显示方式，建立信息间的层次结构和浏览顺序，确定信息间的交叉链接关系，着重体现教学内容在车身设计一般流程中的位置和作用。

教学内容提炼时，不仅要将教材的教学内容以提纲的形式提取出来，还需要注重突出重点和难点，基础知识要条理清晰，重点和难点要进一步细化且要有足够的篇幅，以期在教学上做到基本概念认真教，重点内容重点教，难点内容轻松教，着重克服和改善车辆工程专业教师授课时相关学科领域知识结构的不足。

素材的收集与再加工，要利用网络、光盘等渠道获取素材，根据教学要求和教学内容对素材进行取舍和整理，使用相应的制作处理工具对素材进行分析和处理，素材既要注重表现必要的基本内容，又要根据汽车专业学生的特点加强部分薄弱内容，课件在满足教学基本要求的基础上，考虑课程内容的特点，加强素材的启发性，提高学生的感性认识，注重弥补车身设计相关专业，特别是人体工程学、空气动力学、技术美学等学科的基础知识。

课件表达形式在设计上要力求生动活泼，注重提升学生的学习兴趣。可以采用多种表达形式，如在文字上添加动作，设置图片出现的先后次序，展示图片出现的动画效果，并可随时调用相应的Flas以达到最佳的表现效果，对于讲座视频素材最好能进行剪辑处理，分段加标题，以突出主题。课件表达形式设计最终目的是实现生动活泼的教学，因而片面追求课件的外观，过多使用偏离主题的视频、音频材料，对课件界面作过分的渲染，都会喧宾夺主，分散学生的注意力[4]。

最后一步是对课件的细致测试，特别是教学现场的应用测试，考虑到不同多媒体教室的软硬件教学环境不同，应将课件拿到各多媒体教室进行细致完整的测试，在测试中发现制作中存在的问题，修改使之最终趋于完善。

车身设计多媒体课件按上述步骤进行制作，依据课程改革目标改进提高，经过努力，可以通过车身设计多媒体课件的应用，提高课程教学质量，使车身设计课堂教学直观易懂，易于接受和理解，弥补目前车身设计相关课程设计、教学实习、课外讲座的不足，激发学生学习车身设计的兴趣，更好地适应车身设计多学科融合的特点，使教学效果得到进一步的提高。

3 车身设计多媒体教育软件使用效果

车身设计多媒体教育软件研究项目的预期成果是制作完成车身设计多媒体课件，在教学中投入使用以改善教学效果，主要用于我校汽车专业教学，还可应用于机械制造、自动化和农业机械化及其自动化等专业选修课的教学，受益面不仅包含我校一本、二本的本科教学，还可涵盖三本相关专业及课程的教学，覆盖面较广。

本课件在车身设计教学中的使用获得了良好效果，主要体现在以下几方面：

（1）同传统教学方式相比，可以充分利用学生的听觉和视觉来提高教学效率，增加了教学信息量。

（2）内容丰富，表现力强，对教材上很多重点和难点内容的表达更加形象、清晰、准确，并能够预先根据学生特点进行细致的设计，结合教师的讲解，有利于学生更好地理解和掌握教学内容。

（3）直观易懂、图文并茂的表现方式使课堂教学更加轻松，学生的注意力更加集中，教学效果得到改善，教学质量得到提高。

（4）教材内容的补充着重体现了现代汽车车身技术的发展趋势和特点，开阔了学生的视野，弥补了相关领域专业知识的不足。

4 车身设计多媒体教育软件特色与创新

车身设计多媒体教育软件研究项目的特色与创新之处主要体现在如下方面：

（1）以多元化的技术方法与手段较好地解决了车身设计涉及知识面广，需要多个学科领域基础知识的特点，拓宽了学生知识面，多学科融合的教学特点体现充分。

（2）以图、文、声的有机结合，使教学活动图文并茂、生动有趣，较好地解决了车身设计部分内容非常抽象，传统教学方式难以表达清楚的问题，更能增强学生的感性认识，激发学生强烈的学习欲望。

（3）不拘泥于课件制作的一般形式，注重内容，结合实际，以视频、音频素材一定程度上弥补了高校因自身条件限制，不能或不便安排车身设计实践教学环节的问题。

（4）针对汽车车身行业发展较快，课程涉及知识面广，部分章节篇幅不足，内容与普通工学专业的大多数课程差异较大等特点，扩充并修改完善了教材的原有内容。

（5）课件操作简便，层次清晰，重点突出，课程内容的表现力丰富。

5 结束语

汽车车身技术是汽车技术中年轻而又发展迅速的一个分支，具有多学科融合的教学特点，部分内容非常抽象，教学实习、课程设计等实践教学环节十分必要，而一些高校因自身条件限制不能或不便安排，在进行多媒体教育软件研制时，着重考虑了上述因素。在车身设计教学实践中，通过多媒体课件的使用提高教学效率、丰富教学内容、激发学生的学习兴趣，课件与教师讲解的有机结合，使学生对车身设计相关学科的基础知识有更好的了解，通过多媒体课件图、文、声的有机结合弥补了感性认识的不足，有效避免了车身设计传统教学方式的枯燥和呆板，有利于使学生更加有效地掌握课程内容。

参考文献

[1] 范素琴，赵丽芳，赵树国.如何提高高校多媒体教育效果[J].邯郸职业技术学院学报，2010，23（2）：61-64.

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【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0135-02

一、生物医学工程专业的特点

生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法，研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是：从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括：生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力，它所带动的产业在国民经济中占有重要地位，世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生，不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术，而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能，以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽，就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用，又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术，国家技术监督部门，以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外，本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面：打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础，掌握宽厚的生物医学工程专业知识，具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。

二、普通化学课程及其教学的基本要求

（一）课程的地位、性质和任务

化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中，化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言，它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分，是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习，学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能，并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用；培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力；为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。

（二）课程教学的基本要求

通过对普通化学课程的学习，学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

三、普通化学教学改革的具体措施

（一）修改教学大纲

应根据生物医学工程专业的培养方案，修改普通化学的教学大纲，并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时，实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言，它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

为了培养学生的动手能力，应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则；培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯；了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时，应培养学生正确处理实验数据，正确书写实验报告的能力；促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风，并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力，从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下：玻璃工操作实验（2学时）；离解平衡与沉淀一溶解平衡（2学时）；铜、锌、银、镉及其离子的鉴定（2学时）；烃的性质和鉴定（2学时）；粗盐的提纯（4学时）。

值得注意的是，理论教学大纲和实验教学大纲的修订，应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。

（二）探索新的教学方法

1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课，主要介绍化学学科基本情况，化学各个分支对社会发展的作用，化学学科的发展现状、发展趋势，化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此，普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大，需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而，在教学实践中，本课程的教学课时不足，教学过程中，化学理论和化学与专业结合选择是，教师往往容易顾此失彼，使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积，枯燥乏味。同时，学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透，在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题，针对生物医学工程专业特点，在教学过程中，教师可首先和学生进行讨论，解决如下问题：（1）学习的原动力。（2）学习的方法和习惯；告诉大学课程内容多，上课进度快、信息量大，并且辅导课和习题课少，要掌握好学习方法；设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。（3）学习精神，只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范，激发学生的学习兴趣，以求达到最佳教学效果。

将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨，在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点，再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课，采用实验前提问和预习，代替实验课先讲实验原理和步骤的方式，要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时，及时发现问题，引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室，为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动，和指导教师一起选题，查阅文献，学习相关知识，进行科研活动。当然，也可结合其他课外科技活动展开教学。

2引入实例。在实际的教学过程中，针对生物医学工程专业特点，可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时，利用具体实例，引入每一章节内容，再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上，将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来，指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识，加强基础，提炼基本，按需拓宽，注重实践性和应用性。

在讲到酸碱时，可把知识点延伸，把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性，检测出酸的浓度，也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号，信号的强弱就能反映酸的浓度。同样，电子舌检测其他味觉，就是将其味觉物质，通过化学传感器转化为可检测的信号，通过信号的强弱来反映味觉物质的含量，进一步体现味道的内涵。

可引入直观形象的化学反应动画效果，加强学生对反应机理和抽象概念的理解；同时，可采用动态图表，充分发挥各类图形的优势。

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1.数控机床的基本概念

数控机床是一种用数字和符号构成的数值信息控制的自动化机床数控机床具有以下主要特点：①提高加工零件的精度，稳定产品的质量。②能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。③生产率高。④对产品改型设计的适应性强。⑤有利于制造技术向综合自动化方向发展。⑥减轻工人劳动强度、改善劳动条件。⑦数控机床具有屏幕显示功能。2.数控机床的造型与人机工程的关系

2.1人机问题

高科技是我们认识世界和改造世界的一种手段，高科技产品的设计，人机分析是其中必不可少的也是最重要的环节，其目的是把一切可能给使用者造成危险或者不便的因素消灭在设计过程中，使系统安全高效地运作。人机问题要放入整个系统中加以权衡、考虑，不可片面地强调一方面忽视其他方面。

2.2 人机关系

数控机床作为一种高科技产品，一种人类进行生产加工的重要工具，人机因素在整个系统中占有重要地位。设计数控机床时，在不断完善功能的过程中，设计师越来越多的目光集中到了人机问题中，设计过程着重研究“机”与“人”之间的关系。人机关系在数控机床设计中的作用如图2-1所示。

图2-1 人机关系在数控加工中的作用

2.3 人机造型

数控机床的使用环境发生了变化。在现代化生产中，生产环境整齐干净、有条理，人对机床的直接操作非常少，主要是控制面板上的操作，因此机床的造型应该与环境和谐。造型清新优美和人性化，给人以心理上的鼓励。下图2-2为德玛吉的数控机床，给人以高雅、清新的感觉。

图2-2 德玛吉公司的数控机床

数控机床的工作台、操作面板等是供人观察、操作用的，它们的尺寸、位置、高度等均应符合“平均人”的尺寸。操作面板是人机交互的主要界面，人在上面进行细致的信息化控制操作，它的位置、倾斜角度及它上面的显示、控制装置的大小、位置等，都应使人在观察和操作时处于舒适、准确和高效的工作状态。操作面板的位置形状可多种多样，它与床身的相对位置有贴合式、悬挂式、下伸式、分离式。操作面板的定位应根据机床的造型和操作要求来决定。

2.4 人机安全

数控机床的安全感对于使用有重要意义。安全感体现在使用者的心里和生理两个方面。通过造型语言，例如浑然饱满的整体造型、精细的制作工艺、沉稳的着色处理给人以心里上的安全感；通过人机工程设计，例如合理的尺寸、设计能够避免无意间触动的按钮开关等，给人以生理上的安全感。

3.数控机床造型和人机工程的应用

3.1外观造型设计思路及特点

（1）数控机床设计的方法采用模块设计，首先将整体划分为机身和控制面板，机身又分为机座、机架、机窗等。采用弧线形流线设计是流行的趋势。采用弧线型机窗，美观大方。

（2）机座色彩选择稳重的黑色，机身部分采用纯净的白色。

（3）现代机床的流行趋势之一是透明化，直观化，机窗设计采用宽敞的玻璃视窗，给操作者操作时提供大面积的可观察范围，便于监控生产过程，同时清楚地显示了这是工作处理区。

（4）数控机床的绘制产品的设计完成要通过三维设计软件实现，主要应用SOLIDWORKS软件设计，此款软件功能强大，具有直观、精细等优点。

3.2 机床门的造型设计

机床门在设计时，要考虑到与机床操作人员接触过多的问题，尺寸、结构是否能有利于操作者是在设计时考虑的重要因素，门的宽度和高度也会对外观造成影响，门若太窄，工件放不进去，门若太宽，增加了制造成本。此外门的高度也应引起设计者的重视。大型的加工中心，由于体积大，重量大，门的高度一定要比普通机床高，以方便工件进出。所以，掌握好门的尺寸与比例，要重复需要符合人机工程学原理。

3.3 观察窗的造型设计

观察窗是操作者在工作时，对内部工作过程的监测与反馈。观察窗的高度应按照五十百分位的人体的视高尺寸来设计，以适应不同身高的人群。人的视线一般是水平的，最佳的视野范围是视线上下10度。观察窗的高度和大小要把人的最佳视野区域包括在内，以保证操作者观察的方便。

3.4 把手的人机造型设计

把手的长度在设计中需要重视，现有的数控机床把手造型多采用长把手设计，一方面是为了造型的需要，另一方面也可以适合不同身高的人群抓握。但也有不少机床采用短把手，短把手的设计就要考虑把手长度对人体抓握的影响。国家标准的操纵器一般人类工程学要求手掌把手的长度尺寸应大于75mm。因此，短把手的设计需要考虑把手长度，要与人手尺寸相符合，使得操作者抓握舒适。把手的设计除了要考虑造型尺寸，还要考虑机床上的安装位置。

4.小结

数控机床外观造型进行人机工程学分析中，从整体与局部的观点出发，对数控机床的造型风格和形态进行深入的研究。针对数控机床人机界面和产品外型在使用过程中阐述了生理、心理等方面的影响。在设计过程中，主要考虑舒适、便捷、安全和高效性，希望可以促进人机交互的应用与发展。

参考文献：

[1]丁晓东.从人机工程角度谈机械产品的造型设计[J].机械研究和应用，2000，13（3），52―54

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作者简介：叶学民（1973-），男，河北邢台人，华北电力大学能源动力与机械工程学院，副教授；李春曦（1973-），女，河北唐山人，华北电力大学能源动力与机械工程学院，副教授。（河北?保定?071003）

基金项目：本文系华北电力大学2010年本科教育教学改革教育教学重点项目的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0052-02

一、“流体力学”教学现状

“流体力学”作为能源动力类专业的一门专业基础课，以研究流体的运动规律为主要内容，并为后续的传热学课程学习提供必要的基础。由于教学内容涉及面较广，既有工程应用性，又包括大量的理论性内容，且运用高等数学知识较多，因此学生普遍感到该课程概念模糊、内容抽象且理论性较强，这在一定程度上影响了教学效果。[1-3]究其原因，一方面，传统的板书教学模式虽然在公式推导、理清思路、强化记忆、深入思考方面具有不可替代的优势，但同时也存在缺乏生动、活泼、形象的一面；另一方面，由于学生尚未具备对多数基本概念的物理直觉、对于呆板文字描述的理解需要丰富的想象力，难以激发其积极性。

多媒体技术作为一种新的教学手段，通过教材内容与动态文本、图像、动画、音频、计算机模拟技术的有机整合，使得原来抽象的概念形象化、枯燥的方程式清晰化、晦涩的物理过程机理生动化，可从多方面激发学生的积极性和创新思维，并且通过与传统教学模式相结合起到了相得益彰的作用。近年来，随着多媒体技术在计算机辅助教育领域的深入应用，多媒体辅助教学模式在高等教育中发挥了愈来愈重要的作用。[4-5]本文通过介绍自行开发的多媒体流体力学辅助教学系统，分析了该辅助教学系统在教学实践中的应用效果，为进一步提高教学效果起到了积极的示范作用。

二、辅助教学系统简介

以Visual C++作为编程语言，结合Windows Media Player多媒体功能，在遵循软件开发一致性、易用性、容错和联机帮助等设计原则基础上，通过对教学内容的系统性和连贯性梳理，并参考国内外多媒体流体力学的基础上，[6]开发了多媒体流体力学辅助教学系统，其界面如图1所示。该系统包括动力学、边界层、运动学、名人堂、虚拟实验室、演示、模拟、模拟器、图片和表格、流动可视化等模块，涵盖了流体力学的绝大部分内容。

动力学包含了流体的经典研究方法、牛顿第二运动定律、纳维尔-斯托克斯方程和各种边界条件等。边界层包含了边界层概念、平板突然启动产生的边界层、层流边界层、边界层分离、不稳定现象和紊流边界层等，其中的教学短片不乏趣味性、生动性。运动学涵盖了由质点到场和由物质导数到各种流动线等内容，生动细致地描述了迹线、流线、脉线和等时线等抽象概念，通过运用丰富的流动显示技术将运动过程展示出来。虚拟实验室将动力学、运动学和边界层等模块中需要深入讨论的部分细化出来，结合Java虚拟技术，让使用者亲自实现对流体流动等方面的模拟演示。演示将一部分录像短片组织起来，作为特殊的演示呈现给使用者。模拟器基于Java虚拟机，将分子动力学模拟器、流体势流构造器和边界层微分方程数值解等独立出来，从使用者亲自实践。图片和表格将一些纷繁芜杂的图片和教学短片有机地综合起来，通过表格或视频播放的形式，将这些信息归纳整理起来。流动可视化通过可视化手段将不可见的流体流动清晰演示出来。名人堂中阐述了十五位具有杰出贡献的科学家的生平和卓越贡献。

三、教学实践效果分析

在“流体力学”的教学实践中，适时地应用了多媒体流体力学辅助教学系统（以下简称辅助教学系统），取得了良好的教学效果，现分析如下。

1.激发学生的求知欲

激发学生的兴趣和求知欲是开展学习并获得良好学习效果的前提。如果学生对于课程内容的学习缺乏基本的兴趣，很难想象他能投入到课程的有效学习之中，更无从谈起知识的综合运用。因此，提高学习兴趣就成了摆在授课教师面前的首要问题和关键所在。流体力学的内容浩如烟海，涉及日常生活和工业应用的方方面面，辅助教学系统的各模块中提供了大量的鲜活实例，从而可有效地激发学生的求知欲。

在讲解绪论和各章节时，可通过观看录像、图片集、名家事迹等提高学习兴趣和动力。如因人体与外界环境存在温差产生的自然紊流对流及鼻孔处的强迫紊流（图2a），又如自然界中水蜘蛛在水面上运动形成的毛细波（图2b），再如通过数值模拟获得的肺部气管和支气管在呼吸过程中气体的速度分布（图2c）。这样的生动活泼的实例让学生感到大量有趣的流体力学现象就在身边，但对其内部物理机理的理解又需学习流体力学知识，从而可激发学习动力。另外，辅助教学系统中的名人堂模块，不仅可使学生了解诸如达芬奇（图2d）、牛顿、冯卡门等15名著名流体力学家的生平，也使其对流体力学和其他学科的卓越贡献有了较为全面的认识，从而激发学生探索自然科学的积极性和主动性。

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作者简介：申玲（1982–），女，湖南祁东人，湖南工业大学土木工程学院，讲师；刘峰（1979-），女，湖南常宁人，湖南工业大学土木工程学院，助教。（湖南 株洲 412007）

基金项目：本文系2011年湖南工业大学教改项目（项目编号：湖工大教字[2011]15号-2011D34）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0046-02

一、构成教学在建筑设计基础课程中的作用

建筑学课程从“建筑设计基础”开始就一直强调建筑这个以空间形式存在的实体场所必须建立在美感与科学和谐共存之中。其中的美感正是要靠“构成”的方法去发现，去思考，去创造。设计基础课程旨在通过创新与发散性思维拓展学生的思路，进而将设计理念转移到图纸之上，掌握“构成”方法会使理念更加清晰、表现更加充分。作为一年级学生初识建筑学专业的先导课程，“建筑设计基础”涵盖内容广泛，但最重要的核心内容还是培养学生的空间理念，而引入构成方法无疑是逐步培养这一理念的有效方式之一。

二、现行构成教学中的不足

1.理论抽象主观，学生对构成内容的理解有偏差

建筑设计基础中的构成通常基于艺术类“三大构成”的体系概念，增加“空间限定”之类的内容。但对于理工科出身的建筑学一年级学生来说，因为大部分学生没有美术基础，对于艺术类的内容知之甚少。没有理论积淀则无法掌握形态设计的基本范畴，也不知道构成的训练与建筑设计有何关系。因此他们在训练中只是单纯地对老师布置的作业进行大意组织，有的甚至直接剽窃参考作品。

2.构成训练课时有限

在建筑学的课程设置中构成内容通常没有独立的课程安排，大多将其放在“建筑设计基础”中进行教学。但就“建筑设计基础”本身而言，课时虽多但内容广泛。通常围绕不同的知识点需要通过2～3个同步练习作业来巩固，而分配到各个不同的练习作业平均只有8个课时左右，除去必要的理论讲述，平均到每个练习就只有2个课时。2个课时对于初学者而言往往还只能停留在设计构思阶段，因此更多地动手创作过程只能在课下完成。然而缺少与老师的直接讨论和交流，他们的设计很容易进入误区，加之在一定程度上忽略了中间推敲环节的作用，也导致设计中过程与结果的往复运动关系割裂的结果。

3.构成教学与建筑设计联系不够紧密

构成系列教学内容通常是普适性的，如平面构成着眼于抽象的点、线、面的构成组合训练及形式美原则的基本概念；立体构成则旨在训练三维实体的造型能力以及材质和肌理的表达。这种艺术性通识内容往往导致建筑学学生在完成此类作业后却仍然对构成的许多概念模糊不清，对建筑与城市规划、景观中的构成存在更是无法自觉。必须加大空间构成的比例，并与立体构成的形态处理部分联合起来帮学生建立起辩证统一的建筑创作理念。

三、教学改革方案

建筑设计基础课的老师不仅要教会学生如何认识建筑、空间、设计，更重要的是要让学生学会如何培养设计能力、掌握设计方法。由于建筑设计是一个较为复杂的互动过程，教学方法必须关注学生的接受能力及过程体验，甚至由无到有的思维历程演变。因此面对时代和社会的发展，对教学规律与方法的研究和改革探索显得尤为迫切。

1.合理安排构成在设计基础课程中的位置

基于建筑学专业一年级设计基础的内容设置，构成系列课程以其特点应安排于学生对建筑概念及要素有一定认识，同时也掌握基本的识图、制图技能之后，但可以放在建筑名作赏析课程之前，也可以作为建筑表现技能培养与建筑设计前期训练过程衔接的重要环节。既可以使学生熟练绘图技巧，也可以逐步探索与设计的联系，多角度地呈现建筑的不同层面。

2.加强构成训练之间及与设计课程之间的贯通

在构成训练中，平面构成训练可以说是整个构成系列的基础，不仅仅只是在二维平面中训练的点、线、面的图案构成，更应是让学生正确认识形态构成的基本概念，掌握其基本方式，加深对形式美基本原则的理解。立体构成训练可从选择一个平面构成作品入手，以此作为立体构成的构思原型，自然从二维引入到三维，将构成体系延伸。而作为与实体形态相对的空间，毋庸置疑是建筑最为根本的要素。因此基于建筑设计的空间构成是以模拟建筑空间形态创作构成形象，经由实体形态的立体构成创造基础，通过对空间形态的一些固有特性的把握，加入人体尺度概念，强化学生对空间及其属性甚至对行为心理等要素的认识和体验。

3.在构成教学中建立起高年级与低年级交流的桥梁，搭建“传帮带”体系

各个年级对于构成认识的深度不尽相同，往往在低年级阶段对构成的理解最为模糊。从一开始接触构成概念，到每阶段的练习制作大多停留在表面。常是在圈定的作业要求范围内操作，缺少延伸性的思考，很难与即将进行的建筑设计进行联系。而逐渐进入高年级后，每个阶段通过不同建筑类型的设计都会加深对于构成的理解，也会更多地寻找两者的联系。与其等着时间慢慢考验同学的领悟能力，不如主动地去缩短认识的过程。故在除一年级以外的每个年级中选择志愿者成立设计兴趣小组或以社团的形式构建高年级创作团队，以一年级构成练习中的典型作品为原型或寻找构成共性要素创造范例模型，结合各年级设计课任务特点塑造出有实际使用价值的建筑模型，并反馈给一年级同学，让他们直观体会到构成与建筑设计的关系，清晰地理解构成对设计创作的价值，从而更积极地进行构成作品的创作。主要过程体现在：一是需要形成由各年级建筑学同学组成的设计梯队，每个年级根据设计能力掌握的不同承担不同的模型设计任务；二是要确立低年级同学构成创作的基础，建立构成模型库，同时选择代表性模型让高年级设计团队建立对应建筑模型库。两个创作过程不是绝对的孤立，高年级同学可以指导低年级的构成处理，而也应尽可能让低年级同学观摩甚至参与到高年级的设计过程之中。三是将模型成果扩大到除设计团队的其他同学，由点及面地使建立起来的设计之间的联系影响所有的建筑学学生。可以结合模型布展、问卷调查等多种形式。四是建立长期有效的模型处理机制，不断完善构成与建筑设计的衔接方式，搭建“传帮带”式的建筑学构成学习体系。

四、实验方案——以传帮带体系建立为例

1.构成与建筑设计共性思考

结合不同类型建筑，考虑典型衔接环节——空间组合和心理、结构技术、流线组织，且均符合造型效果来思考设计目的本质。其中空间组合包括空间的开与合、组合和分隔、空间的包容、交错与过渡、空间的序列、虚拟、空间的流动与静止等；结构技术包括框架、壳体、网架、悬索等。

2.建立构成模型库和建筑模型库

拣取线材、面材和块材作为典型构成元素，建立针对共性点的系列构成模型：包括构成与空间组合（形态表现）的关系、构成与造型手法的关系、空间构成与结构的关系、构成与时空效应及流线组织、构成与心理的创意等。考虑到共性点的突出和纯粹，将构成材料限定为白色、无反光材料，建立构成模型库（图1）。

挑选立体构成和空间构成中的典型模型进行建筑设计再创造，并探讨其实际用途。这一过程需通过高年级同学对低年级构成作品的再分析，结合已做过的设计任务进行联想、构思而完成（图2）。不同的年级、不同的设计者势必对于不同的构成作品有着独特的理解。

3.举办交流展出

通过模型布展的形式（图3）让设计团队和其他同学之间进行多角度地接触讨论，加深低年级学生对构成的理解，感受构成模型到建筑设计模型的演变。同时拓宽高年级同学的设计思路，让设计任务之初的构思过程更加快速和有效。

4.管理模型网络，形成长期有效机制

对比单纯地绘制图纸，学生们更愿意在模型练习中寻求对于设计更全面的展示。高年级与低年级之间“传帮带”的形式将构成的训练延伸至课堂之外，着实做到将课堂与课下充分结合。模型库的逐步充实也在整个建筑学的专业课系统中建立起了可视化的联系。经过这个系列训练后学生所做的构成知识储备也使其能够开始用理性的方法、从专业的角度去欣赏和分析解读建筑形体与空间。

参考文献：

[1]田学哲，郭逊.建筑初步[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

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关键词　脊椎推拿　手法研究　生物力学　重要性

脊柱推拿是以各种力学，特别是生物力学为其理论和假说依据的。与脊柱源性致病的相关学说有很多，较为认同的有脊柱各节段的固定学说、椎体的偏歪学说和由于脊柱内外的平衡失调所致的神经传导障碍学说等。虽然脊柱推拿可缓解患者脊柱的功能障碍，但脊柱推拿治疗的治疗机理仍不十分清楚。由于无法确定脊柱或椎体的位置异常与脊柱功能改变之间的关系，因此，将与之相关的临床表现（现象）都统称为"半脱位"（Subluxation）。

半脱位包含了"骨错缝"，即脊柱的偏歪学说和"骨固定"，为脊柱的固定学说的两种。脊柱的固定学说认为脊柱固定或僵硬可导致脊神经的功能障碍。这些半脱位概念是临床上使用脊柱推拿手法的理论依据。脊柱是由骨骼、肌肉、血管和神经组成，具有许多机构力学和生物力学性质，其功能类似于船桁、发动机和液压装置等，许多临床现象都证实有关脊柱关节半脱位的假说是成立的、合理的。这种将脊柱结构简单化的描述对脊柱推拿者来讲是很容易接受的。作为研究探索极度复杂脊柱功能和性质的一种有效方法，机械工程模型在生物体（包括人体）中的应用正在被广泛地接受。这并不是说脊柱的结构和功能完成等同于简单的结构，因为单一的脊柱结构或功能是无法完成脊柱复杂和精确的运动和负重等功能。

在推拿界一些人将脊柱病变只是简单的分为静力下移位和动力下的功能障碍，对此可采用各种脊柱推拿手法来治疗，然而这种看法未免有些肤浅。临床应用的各种脊柱推拿手法，如一些上颈段的推拿手法是根据脊柱移位的方向来设计的。临床医师根据患者颈椎的活动度将颈椎的功能障碍分为颈椎活动度增大或颈椎活动度减少。

根据推拿临床和基础研究所提供的资料，有关研究小组在对此进行深入研究后得出的结论是："目前，尚无法证明一些脊柱病变，如半脱位的确切病理机制和病变过程。"著名的生物力学专家white和Panjabi在对脊柱推拿的基础研究进行综合分析后于1978年发表了"脊柱推拿疗法的研究状况"一文。文章对脊柱推拿的核心问题如半脱位进行了评价，认为："目前，不同学科的专家尚无法定量或定性地重复出由推拿医师所介绍的脊柱半脱位的征象，因此，仅就现有的资料无法使人信服推拿的治疗机制。"

脊柱推拿的生物力学致力于研究脊柱推拿理论上不足，它是用科学的观点和方法，客观地研究脊柱内在的生物力学关系、脊柱整体的力学系统和基本的生物力学特性。运用生物力学的方法和观点来阐述脊柱推拿的基本概念和作用机制，如半脱位的确切定义等。如何将脊柱移位的功能障碍的关系有机的结合在一起，将是脊柱基础研究所面临的难题之一。

通过科学的研究方法了解脊柱生物力学的性质，进而改进脊柱推拿手法的技巧，是脊柱推拿研究的目的之一。它是要将脊柱复杂的解剖结构、生物力学性质、功能以及脊柱在正常和异常状态下的功能特点，介绍给脊柱推拿者。运用科学的定义来阐述脊柱关节"半脱位"，而不是简单地将脊柱看成是机械装置。

目前尚无法确切地阐述脊柱推拿的作用机制，因而研究脊柱推拿，不仅仅是更准确地描述脊柱关节半脱位、脊柱病变时的神经功能障碍，而且也是为了更确切地阐述脊柱推拿的作用机制，完善和改进脊柱推拿手法。通过研究更进一步了解脊柱解剖结构的特点和生物力学性质。由于在推拿界对脊柱关节半脱位的描述多是基于抽象思维或是由理论上的推测而来，医学界对脊柱推拿普遍存在着一定的偏见或有不同的看法，所以我们要用科学的方法和术语，如解剖学、生物力学和物理学等来定义和描述脊柱关节半脱位。

一般认为脊柱关节脱位多是由于脊柱力学结构的完整性受到破坏所致，所以对半脱位进行准确的定义必将有助于消除目前有关脊柱推拿中的某些模糊概念，对进一步理解和掌握脊柱的解剖结构和生物力学性质，提供可靠的、基本的理论依据。

对脊柱进行科学地研究，在于要运用科学的观点来阐述脊柱关节半脱位，这样可扩大，而不是限制脊柱生物力学的临床运用。应当认识到脊柱并不是象计算机构筑的模型一样，它是处于不断地更新和变化着的，虽然这种变化很慢，但与所有活体一样，脊柱的各个部分并不是一个静止的部件，它是不在断地变化着、更新着、修复着和生长着的，是生物体的一部分。正常脊柱的许多生理参数都不是恒定着的，而是不断地变化着。根据一些理论和假说，有人认为椎体间只是简单的联结，并不复杂，而实际上，维系椎体内稳定的各种机制是相当复杂的。

虽然人体脊柱的整体轮廓和功能基本相同，但没有两个不同的个体间的脊柱会是完全相同的。由于脊柱的退行性改变和各种各样的解剖学变异，使得我们对脊柱不同部位间的关系也不能简单机械地推断。我们所强调的是研究脊柱基本的生物学原理和特点，而不是仅研究脊柱运动节段的"半脱位"、"关节固定"或是仅探讨脊神经的嵌压等问题。

与机械结构不同的是，脊柱的功能是根据反馈机制调节的，主要是由负反馈控制的。一般来讲，影响负反馈调节的单一因素容易被确定。一般认为人体内维持体内平衡的所有控制系统都是受负反馈调节机制调节的，这是人体很重要的生理功能之一。通过机体内相互联系的反馈通道和正负反馈机制，许多因素可影响人体的反馈系统。脊柱的非线和脊柱内外平衡的统一表明，运用脊柱推拿手法来治疗脊柱疾患，其机制是试图将脊柱病变与影响脊柱功能改变的单一因素联系在一起，如脊柱的对线失调、脊柱的僵硬固定等，由于将脊柱结构和功能过于简单化，因而，对此有很大的争议。所以在脊柱推拿的研究中应尽最大可能地了解和发现，影响复杂反馈过程的非正常干扰因素，以避免无效劳动和无谓的争议。

现代医学是根据疾病的病理状况来说明和表达人体异常的解剖结构和功能的。如果将脊柱的各个部分看成是相互之间没有联系的部件，那必将把人体解剖结构和功能的病理性变化情况用纯力学术语来定义和表达。由于机械应力有可能引起脊柱的病变，一些病变可能还会影响到脊柱结构的完整性，所以应当用力学的概念，特别是用生物力学的概念来描述脊柱的疾病状况。

篇12

中图分类号：R2-03文献标识码：A

文章编号：1673-7717(2008)11-2309-04

Introducation of Regenerative Traditional Chinese Medicine

LI Hanmin

(The Affiliated Hospital of Hubei College of TCM,Wuhan 4300612,Hubei,China)

Abstract:Clearly define the regenerative traditional Chinese medicine as: integrated using the theory and method of traditional Chinese medicine and regenerative medicine, a subject about the traditional Chinese medicine's method and mechanism of the internal or external regulation on tissue and organ regeneration. Its basic principle is that use the traditional Chinese medicine's integrated regulative function to maintain and control the original regenerative ability, in order to repair and regenerate the organ function. Research not only focus on how to use traditional Chinese medicine to control the organism natural regenration, but also focus on the how to use traditional Chinese medicine to reduce or protect from the abnormal regeneration. Discussed the theory base of the regenerative traditional Chinese medicine (maintenace and vitalitybasic theory,core theory of essence and energy, therapy of integer regulate, feature advantage of preventing disease from exacerbating), research content, research thought and method. Brief commentted the development and tendency of the regenerative traditional Chinese medicine.

Key words:regenerative traditional chinese medicine；basic concept；theortical basis

随着现代再生医学与中医药学研究的迅猛发展，新的交叉学科―中医再生医学应运而生，从粗浅的认识，到深入地研究，从不自觉地临床实践，到抓住本质的理论概括，从某一方面的体会，到全面地理解与总结，使中医再生医学渐趋形成。

1 中医再生医学的定义

中医药学是中国古代流传下来的，主要采用天然药物或自然方法，以保护与增进人类健康，预防和治疗疾病为研究内容的医学科学。再生医学是一门古老而新兴的交叉学科，其概念的内涵和外延随研究的飞速发展不断更新，学术分科亦不断增多。目前再生医学的概念有狭义和广义之分，狭义再生医学主要是指：利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗技术和产品。广义再生医学主要是指：一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的学科，它是通过研究机体的正常或病理组织特征与功能、正常或病理状态下的损伤与再生修复机制，寻找有效的生物和综合治疗方法，构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能，促进机体自我修复与再生，减少或防止异常再生。

中医再生医学是在中医药学和再生医学基础上发展起来的一门新的交叉学科，属广义再生医学一个新的学科分支。中医再生医学是一门综合运用中医药学和再生医学的理论与方法，研究中医药在体内外调控组织或器官再生方法与机制的一门学科。其基本原理是利用中医药的综合调节作用去维护和调控机体本来存在的自然再生愈合能力，达到修复和重建器官功能的目的。研究重点不仅在于如何利用中医药调控机体的正常再生修复，而且更关注如何利用中医药减少或防止机体的异常再生病变。

2 中医再生医学的理论基础

中医再生医学除以现代再生医学的理论作为其重要理论基础之一外，中医药学理论原没有“再生医学”的概念和理论体系，但其基本理念和临床实践包含了较丰富的“再生医学”理论基础和防治经验，主要包含如下内容。

2.1 维护生机的根本理念

“生机”是人体的自我调控和修复再生能力，它是机体健在的根本之所在。“神者，生之制也”，机体的自我调控和修复再生能力属广义“神”的范畴，故《灵枢•天年》强调：“失神者死，得神者生也”。中医防治疾病的根本理念是：承认、尊重、基于和利用人体的自我调控和修复再生能力。这种维护生机的根本理念是中医再生医学的理论基础，亦是养生防病和健康长寿的基本出发点。

2.2 精气学说的核心理论

《灵枢•本神》指出：“生之来，谓之精”，《素问•金匮真言论》曰：“夫精者，生之本也”，认为精是人体发生发育、再生修复和维持生命的根本。《灵枢•阴阳脉解》曰：“两神相搏，合而成形，常先身生，是谓精”，精气禀受于父母，靠后天水谷之精的不断滋养，由肾脏藏而化生，是人体生命活动的源泉。《素问•阴阳应象大论》曰：“气归精，精归化”，脏腑组织的功能（气）源于精的转归化生，“五脏之阴气非此不能滋，五脏之阳气非此不能发”。肾精（包含具有再生修复能力的精微物质，相当于“成体干细胞”）有促进生长发育、繁衍生殖、再生修复和主宰衰老等重要作用。年少时随年龄增长而盛，中年以后随年龄增加而衰，“年四十而阴气自半”，肾精渐趋耗竭，则生命走向终结。

胚胎干细胞相当于“先天之精”，可以化生所有脏腑组织，“后天之精”除了“水谷之精”外应包含具有再生修复作用的“骨髓之精”和“脏腑之精”，合称“肾精”。因后天再生之精的存在与化生与“肾”密切相关，脏腑组织的再生修复依赖“肾精”化生，即补肾有利于后天再生之精的存在与化生，故又说“肾为先天之本”。“骨髓之精”相当于骨髓干细胞，“脏腑之精”相当于除骨髓外的其他脏腑组织内的“成体干细胞”。具有再生作用的“后天之精”是由“先天之精”转化而来，故中医学非常强调“禀赋”。先天禀赋好的人体，则后天再生修复能力强，不仅健壮不易患病，而且即使患病也易于康复。

虚证的本质是人体再生修复能力不足，精虚是再生修复能力不足的根本之所在，形体衰败是精亏不足的外在表现，补虚的根本在于恢复再生修复能力，填补精髓是恢复再生修复能力的重要措施，精能转化生成、修复衰败形体，形体得以恢复是精虚得以填补的“金指标”。故明•陈继儒在《养生肤语》中指出：“精能生气，气能生神，则精气又生神之本也，保精以储气，储气以养神，此长生之要耳。”

2.3 整体调控的治疗手段

为了形象地比较中医药与化学药在调控再生修复过程中的作用，可用土壤使用天然农家肥料与人工化肥的例子加以说明。在人体内的“肾精”具有再生修复能力，但决定“肾精”再生修复的关键因素是提供何种脏腑组织的环境。如果将“肾精”看作再生修复的“种子”，则特定的脏腑组织就是“种子”赖以生根、发芽、长成的“土壤”。“种子”一定的情况下，“土壤”决定“种子”的生长发育；“肾精”一定的情况下，脏腑组织的特定环境决定“肾精”再生修复。不管是“先天之精”，还是“后天之精”，都只解决了“种子”问题。要完成脏腑组织的再生修复，除了“种子”，关键要解决适合“种子”生长的“土壤”（脏腑组织环境）问题，而“土壤”需要保良或改良，中医药在保良或改良“土壤”（脏腑组织环境）方面发挥独特的重要作用。中医药调控再生修复的关键作用就是维持和改善了相应脏腑组织的环境（包括整体的大环境和特定的微环境），在维持或促进正常再生修复过程的同时，要防止异常再生变生其它病证的可能。

土壤施用农家肥料不但保证了农作物生长良好，而且保持了土壤的长期肥沃，因农家肥属“天然肥料”，所含营养物质比较全面，其营养元素常须经过土壤中的化学物理作用和微生物的发酵，分解，使养分逐渐释放，并有利于促进土壤团粒结构的形成，使土壤中空气和水的比值协调，使土壤疏松，增加保水、保温、透气、保肥的能力，因而肥效长而稳定。除了这些已知的好处外，还有很多尚待研究的奥秘。化肥是现代科技的一大杰作，其科学数据详实，科学原理明确。因化肥大多易溶于水，施入土壤后能很快被农作物吸收，肥效快而显著。与天然农家肥相比较，除成本较高外，由于人工化肥含营养成分比较单一，不能满足植物生长所需的各种养分，不利于保持土壤的长期肥沃，如果过度或不合理使用，还会造成土壤贫瘠和环境污染。因而现代农业主张在主要使用天然农家肥的基础上，再合理加用化肥。与“人工化肥”不能取代“天然肥料”的道理一样，维持人体正常再生修复和健康长寿，“人工化学药”不仅不能取代“天然中医药”，而且现代医学回归自然的趋势越来越强，呼声越来越高，意义越来越大。

在保良或改良脏腑组织环境（“土壤”）的作用方面，中医药与化学药相比较，中医药好比农家“天然肥料”，某一方面的药效（肥力）较弱，但有效成分（养分）全面，药效（肥力）持久，往往需要炮制、煎煮发生化学反应，须经过人体的消化吸收、代谢转化，发挥整体调节作用，有利于脏腑组织环境保持最佳状态（土壤保持肥沃），以保证脏腑组织再生修复和健康长寿（农作物生长良好）。而化学药好比“人工化肥”，在某一方面的药效（肥力）较强，但有效成分（营养成分）单一，不能满足脏腑组织再生修复（“种子”生长发育）的多方面需求，不能整体维持脏腑组织环境的最佳状态（土壤长期肥沃）。过分或不合理使用化学药，不但许多旧的问题没解决，还会导致众多医源性疾病，使脏腑组织环境更加恶化，就好像过分或不合理使用化肥致使土壤贫瘠和环境污染的道理一样。

中医药调控脏腑组织再生完全是利用脏腑组织的自然愈合能力使脏腑组织的损伤得以再生修复，重建脏腑组织的功能，具有顺其自然，因势利导，逆转病势，整体调节，安全性高和有效性肯定的特点。研究中医药调控脏腑组织再生的作用及机制具有重大的科学意义和临床应用价值。

2.4 既病防变的特色优势

“既病防变”是中医“治未病”思想的重要内容之一。“变”的趋势是“变重”或“变坏”，故“防变”主要就是防治“重证”与“坏证”两大类病证。“重证”主要指病情出现损伤加重，给正常再生修复增加困难。“坏证”主要指由于异常再生导致影响功能的组织结构改变或癌变。

“既病防变”对慢性肝病的治疗具有重要的指导意义。在慢性肝病的病程进展中，“急黄”（属重型肝炎范畴）是典型的变之“重证”。重型肝炎是一类因肝细胞广泛坏死，病情急剧进展，可发生肝性脑病、出血、水肿、腹水、严重黄疸、肝脏缩小等最终导致肝功能衰竭的肝病。肝再生是重型肝炎患者存活的生机所在，若在有效的时间内，坏死的肝细胞得以正常再生，则患者存活；若不能及时获得足够的肝再生，则患者必至肝衰而亡。目前治疗重型肝炎主要围绕两大原则采取措施，一是阻止肝细胞进一步坏死，改善已经恶化的肝脏生存环境，为肝再生、恢复肝功能赢得时间和机会，二是促进或调控肝再生。大量临床观察结果表明，采用中医药治疗慢性肝病可减少重型肝炎的发生率和严重程度，已发生重型肝炎配合应用中医药治疗可提高临床疗效、降低病死率和改善生存质量，表明中医药具有一定防治慢性肝炎“变重”的功效。

肝硬化和肝癌是慢性肝病的两大“坏证”，中医药在防治这两大“坏证”方面发挥了积极作用。尽管肝硬化的病因多样，其发病机制各不相同，但都涉及肝细胞坏死、结节性再生和结缔组织增生这3个相互联系的病理过程。近些年来，国内外学者和临床工作者广泛开展了中医药防治肝纤维化（包括肝硬化）的临床与实验研究。研究结果表明，中医药具有肯定的抗炎、抗肝纤维化的作用，其作用机制可能在于在维持肝再生的同时，减少了肝纤维化的异常再生过程，从而防止了肝硬化（“坏证”）的发生与发展。

尽管肝细胞癌（HCC）的发病机制并不明确，但目前认为病毒性肝炎的慢性炎症导致肝细胞不断的破坏和再生是HCC发生的重要因素。90年代，随着对细胞周期调控认识的不断深入，一系列细胞周期调节因子被证明与包括肝癌在内的一些实体肿瘤的发生发展有密切关系[1-3]。研究表明，中医药在防治肝癌方面具有一定作用，其作用机制有可能是中医药对肝再生过程中的细胞周期发挥了调控作用，减少了癌变的几率，阻止或延缓了HCC的发生与发展。加强中医药调控肝再生的研究，必然加深中医药对细胞周期调控的认识，从而为维持正常的肝再生过程，防止肝癌（“坏证”）发生与发展。

3 中医再生医学的研究内容

组织和器官再生大致可分为体内再生和体外再生两大类：体内再生是指损伤的诱导和促进组织在体内进行自我修复；体外再生是指在体外形成组织和器官，然后植入体内相应的部位。近年来再生医学领域的研究主要集中于组织干细胞和组织工程学的研究，骨髓来源干细胞的分化潜能为许多疾病提供了细胞移植与再生修复新的治疗手段。组织工程产品如皮肤、骨和肌腱等已经应用于临床，复杂组织和器官制造的研究也取得许多令人振奋的进展。

中医药发挥防治疾病的作用主要体现在三大方面：一是直接作用于病原微生物；二是调控免疫机能间接作用于病原微生物和患病机体；三是减少和防止组织的病理损伤，促进已损伤组织的再生修复，防止损伤组织的异常再生而变生它病。前两个方面近现代已进行了大量的研究，取得了不少成果，第三方面本是中医药发挥主要防治疾病作用的基本原理和特色优势，但因其作用机理的高度复杂性，尚缺乏全面、系统和深入地研究。目前再生医学的主要热点是组织工程学，着眼于采用现代科学技术进行组织器官的修复和功能替代，而对于中医药在其中发挥的作用，特别是中医药在防治异常再生的作用及机制，尚属研究“冷点”，是未来中医再生医学的主要研究内容。随着中医再生医学研究的不断深入，其作用特点和优势将不断突现，必将成为再生医学研究的新“热点”。

在今后一段时间内，主要围绕以下几个研究方向展开研究：①研究中医药对“先天之精”的影响（提高禀赋）；②研究中医药对“后天之精”的影响（增强体质）；③研究中医药对骨髓和脏腑之精正常分化和再生修复的影响（维持和调控脏腑组织正常再生的作用及机制）；④研究中医药对骨髓和脏腑之精异常转化和再生之“变证”的影响（防止脏腑组织异常再生的作用及机制）。

4 中医再生医学的研究思路

总体研究思路主要分系统整理、临床评价和实验研究等几个相互关联的重要环节。系统整理主要是采用文献系统分析法，对中医药调控脏腑组织再生相关的研究论文、论著进行全面、系统的质量评估（定性分析），同时对符合条件的研究论文进行Meta评价（定量分析），以较全面准确地掌握该领域研究的现状，继承有价值的理论认识和临床经验，为临床决策或未来研究决策提供依据。

临床评价的关键是建立中医药调控脏腑组织再生的临床疗效评价体系。目前，因组织再生是人体内损伤修复的生理机制，异常再生的病理机制尚未得到足够的重视，临床尚未作为一个“病”加以对待，故西医尚没有组织再生相关的疗效评价标准，不可能直接采用西医的疗效评价体系。中医药调控脏腑组织再生虽有现实和潜在的特色和优势，亦非常关注异常再生变生“重证”、“坏证”等相关病证的防治，但由于缺乏异常再生病证的临床疗效评价体系，使中医药调控脏腑组织再生的疗效和特色优势未能得到充分体现和发挥。有鉴于此，当务之急须开展如下研究：在继承个体化诊疗和辨证论治思想的基础上，结合循证医学的理论和方法，将与脏腑组织再生相关的病证标准、实验室指标和生存质量测定有机结合起来构建中医药调控脏腑组织再生的评价指标体系，开展中医药临床评价及质量控制方法学的研究，为利用和提供中医药调控脏腑组织再生的最佳证据创造条件。

实验研究是探讨中医药调控脏腑组织再生机制的必要手段。急慢性疾病出现的组织损伤需要的再生修复，脏腑组织再生失常导致的“重证”、“坏证”等问题，以微观见长的现代医学，目前尚无有效的方法根据具体情况进行合理调控。中医药注重整体动态调节，长期临床实践表明了中医药有可能通过调控脏腑组织再生以治疗急慢性病证，但由于缺乏现代语言的科学阐释，未能充分发挥应有的作用。国家“十一五纲要”提倡自主创新，中医药理论与上千年的中医临床实践经验，无疑是我国医药自主创新重要的灵感源泉与物质宝库，要充分利用这一优势，首先要解决中医药理论的现代传承及临床经验的科学表述。如中医药调控肝再生虽然有大量的临床实践，其中“补肾生髓成肝”调控肝再生亦被证明是疗效肯定的中医药特色疗法，但中医药调控肝再生的研究尚未取得突破性进展，其根本原因是肝再生机制极其复杂多变，完全是系统动态地整体调控，而中医药对肝再生的调控又具有多途径、多层次、多方位、多系统、多成分、多靶点、多时限系统作用的特点，给研究带来难以克服的困难。随着现代系统生物学的兴起与不断成熟，给中医药调控肝再生的研究提供了强有力的研究工具，通过找准中医药调控脏腑组织再生的突破口，进行全面、系统、深入地研究，完全有可能取得突破性进展。

5 中医再生医学的研究进展

近些年来，中医药调控皮肤、神经（包括周围和中枢神经）、骨再生等诸多方面取得了若干进展。特别是“烧伤再生医学”以中医药“液化的方式无损伤的排除坏死组织”（减少损伤），以“原位干细胞培植的方式再生修复创面”（无疤痕皮肤再生）是对中医学“祛腐生新”和“既病防变”理论的继承与创新，在对现代再生医学产生影响的同时，为促进中医再生医学的建立作出了应有的贡献。人体组织器官的再生能力以肝再生最为惊人、最为复杂和最为奇特，一直是广大科技工作者的重点关注领域。在急慢性肝病的发生、发展过程中，肝再生与肝损伤在体内外多种因素的作用下保持动态平衡，是维持肝功能正常和影响预后的关键机制。中医药广泛用于急慢性肝病的治疗，其作用机制可能是对肝再生过程的整体调控，但却一直未得到足够的重视和研究。《内经》中“肾生骨髓，髓生肝”的科学内涵一直未被揭示，甚至连“肝主生发”的功能都未能与肝再生结合起来进行认识和研究。近些年来，在中医药理论的指导下，结合肝再生和骨髓干细胞的研究进展，我们首次提出“补肾生髓成肝”的科学假说，开展“补肾生髓成肝”调控肝再生的临床与实验研究。研究结果表明：“补肾生髓成肝”至少可通过影响神经-内分泌-免疫网络、骨髓干细胞转化为肝脏细胞和肝内环境（包括调控肝再生的细胞因子、肝内干/祖细胞）等3个途径或机制调控肝再生，这就为“肝再生”这一重大的基础科学问题提供更全面和更丰富的实验与临床资料，丰富了骨髓干细胞转化为肝细胞的机制研究和临床运用，阐发了急慢性肝病“髓生肝”、“髓失生肝”、“久病入肾”、“重病入肾”病因病机理论，为提高“补肾生髓成肝”调控肝再生以防治肝损伤、肝硬化和肝癌的临床疗效，提供了科学的实验依据和基础理论支持，推进了中医再生医学的创立与成熟[4-6]。

6 中医再生医学的发展趋势

鉴于中医药调控脏腑组织再生是一个整体动态的复杂系统，采用日益成熟的系统生物学的理论与方法研究中医药调控脏腑组织再生是强有力的技术手段，是今后研究的重要发展趋势。在包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的系统生物学研究中,基因组学主要研究生物系统的基因结构组成，即DNA 的序列及表达。蛋白质组学研究由生物系统表达的蛋白及由外部刺激引起的差异。代谢组学是研究生物体系受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化规律, 揭示机体生命活动代谢本质的科学, 具有整体动态、综合分析等方法学特点, 是基因组学和蛋白质组学的延伸，与中医的系统整体观相通。常用的方法是检测和量化一个生物整体代谢随时间变化的规律；建立内在和外在因素影响下，代谢整体的变化轨迹，反映某种病理生理过程中所发生的一系列生物事件[7]。从系统生物学的角度看，脏腑组织再生失常是因蛋白质网络和基因调节网络被“扰动”所致，而脏腑组织再生失常过程中出现的“证候”可能是蛋白质网络和基因调节网络被“扰动”后所发生的一种特异性变化状态。这一被扰动网络可通过其分泌到血液和尿液的内源性成分的改变以组、群、谱的特征反映出来，因此，反映脏腑组织再生过程中证候演变规律的“物质基础”将可能是组、群、谱集成的形式。特别是基于高场核磁共振（NMR） 技术的研究方法，并不需要进行样品的提纯，可以无损伤地监测组织代谢表达谱的改变, 动态评估代谢信息，并在此基础上定位相应的靶组织、作用过程以及生物学标志[8]。因而，对于研究中医药调控脏腑组织再生的系统动态变化的规律提供了非常有用的技术手段。通过全面、系统、深入地研究中医药调控脏腑组织再生的作用及机理，不仅可显著提高中医药治疗相关病证的临床疗效，而且可以实现中医药理论的若干突破与创新，使中医再生医学成为现代再生医学的重要分支学科。

参考文献

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[4]李瀚,高翔.“肾生骨髓，髓生肝”的科学内涵［J］.中医杂志,2006(1)：6-8.

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二.生物医学工程学科类型

生物医学工程学是理、工学科和生物医学相结合而发展起来的交叉边缘学科，涉及的领域十分广泛，与其他诸如材料、信息、电子技术、计算机科学关系密切，并在不断发展之中.根据学科具体内容可以分为:因为生物医学工程学科具有其他学科所没有的特点，我国仅设一级学科不设二级学科.

1.信息技术型生物医学工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知识体系的组成特点是以电子技术、计算机技术、信.息处理技术的知识为主线，以生物医学方面相应的领域为交叉、结合对象，对其中的问题进行研究.

2.材料技术型生物医学x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知识体系包含材料科学、生物技术、力学、化学、生物化学、信息和计算机技术、医学和生命科学的墓本知识，主要研究对象是生物材料和人工器官，包含新近发展起来的组织工程.

3.生物技术型生物医学工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering，BT一BME)在生物医学工程发展的同时，由于分子生物学的发展产生了生物技术，使得生物医学工程与生物技术交叉结合.美国实验生理学学会联合会(F^SEB)对未来医学发展的分析是“分子医学将在2020年成为人类健康的基础.分子医学的实践将包括新的预防方法、新的诊断方法和新的治疗方法，新的治疗方法将直接针对造成疾病的分子、细胞或生理缺陷.这些新医学方法的墓础将是精确的和无创的成像及诊断技术，……”，这充分说明了在新的时期，生物医学工程必然和分子水平的诊疗技术交叉结合，也就是说生物医学工程必然和生物技术交叉结合，因此必然会产生生物技术型的生物医学工程.其知识体系包含数学、计算机技术、信.息技术、生物学、分子生物学、遗传学等等.

4.生物医学研究型的生物医学工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物医学工程的定义和它的研究内容知道，我们要为深入研究生命过程的规律，揭示生命的本质.因此这类学科的着眼点和落脚点不在于应用，而在于用目前的一切科学技术的理论、方法、技术以某一生命过程为研究对象.所需的是所有理工科、生物学、医学、哲学知识的交叉融合.

5.医疗器械产业型的生物医学工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物医学工程所有的研究的最终目的是以各种不同的产品服务于社会，在各种生物医学工程产品中，医疗器械(含各种医疗仪器、医疗设备和耗材等)产品占有很大比t.要过渡到产品必须有由实验室研究到产业化过度的研究阶段，就会形成产业型的生物医学工程.其知识体系包含电子技术、计算机技术、精密机械、生物医学的基本知识、管理学、市场经营等.以往我国医疗界械产业化的发展较发达国家滞后，就是因为这方面的力t相对薄弱，因此一方面应该在医疗界械的公司强化这方面的建设，另一方面应加强高校、研究所与企业的交叉结合.科研成果的产品化研究在医疗界械行业显得尤为重要。

6.在医院中的生物医学工程-----一临床工程随若科学技术和现代医学的发展，生物医学工程对促进医学科学的发展起到了很重要的作用，尤其是在医院的建设和发展中所起的作用更为重要，所居的地位更为明显.医疗机构为了满足社会的需求，在医疗市场的激烈竞争中求得生存与发展，就必须加快自身的现代化建设，在这一进程中，生物医学工程的分支学科一一临床工程已成为现代化医院不可缺少的组成成份，将起到举足轻重的作用.临床工程师、医生和护士共同构成现代化医院的三大支柱川.临床工程在医院中的发展是一个值得关注问翅.临床工程的定义:前面讲过生物医学工程学是一门新发展起来的交叉性学科，它研究内容非常广泛，从纵向看，生物医学工程学的组成除了研究开发以外还有一个重要的组成部分，就是在医院中应用生物医学工程的所有成果---一临床工程，临床工程则是为了利用现代科学和工程技术知识，将现代的生物医学工程学的新技术和成果安全、可东地应用到临床，以提高医疗水平为目的的一个生物医学工程的学科分支.那么，什么是临床工程呢?目前，一般认为在医院中医疗设备的维修管理就是临床工程，我们认为，在医院中所有为了提高医院医疗水平而应用现代工程技术的工作都应该属于临床工程的范畴.在医院临床工程墓本上由五大部分组成:一是以医疗设备的全程技术管理为主，解决医院装备现代化中技术、设备、质t保证和经济管理方面的问题，包含了医院中的设备工程和设备管理工程;二是医疗信息的现代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系统:使用计算机和通讯设备采集、存储、处理、传翰和翰出门诊、住院息者医护和管理信息，包括临床辅助科室的信息，形成网络系统，实现信息共享，提商医院工作质t和效益;三是和影像存档和通讯--一P^cS(Pict盯e^r。hi，ing.eo二unie。tson:system，):是医院用于管理医疗设备如CT，MR等产生的医学图像的信息系统;四是远程医疗网络系统等:远程医疗就是利用电子通讯网络以电子信号来传递有关医学诊断、治疗、护理、咨询及教育等的信息及数据，其即可以为偏远地区的息者提供医疗服务，也可以作为医生之间进行交流的有效工具;五是参与临床的诊断与治疗一线工作的工程技术:例如放射治疗计划的制定、虚拟手术、理疗和康复等等.临床工程与生物医学工程研究开发是两个紧密相连的必要环节，又具有各自的发展规律.因此，我们既要重视前者的发展，也要重视后者的发展，在医院中更应将后者放在发展的重要的地位.

三.国内外生物医学工程教育棍况

科学与学科有非常密切的关系.科学自身的规律决定学科的规律，科学发展决定学科的建设和发展，当然，学科的建设反过来形响科学的发展.随若人们对健康的关心程度的增加，医学上疾病分析、诊断、治疗和康复等方面的仪器设备逐年增多.因此，在教学科研单位需要有研究人的生命的物理原理、控制过程和研究新的检测、监测生理、生化物理指标的原理、方法、仪器设备;在工业部门，需有设计、制造适于医护人员操作和人事科医学要求的仪器设备的工程师.在医院里，需有掌握医学设备的均t和维修以及培训使用这些设备的人员的工程师;这就要求有一个系统地培养生物医学工程师的教育计划.生物医学工程师要用工程学的方法来解决生命科学上的难题，因此，要求有一些涉及生命科学和工程学的交叉训练，使得学生既要性得工程原理，又要了解如何应用知识来解决生物学和医学上的问题.二十世纪50年代，随着生物医学工程科学研究的发展，产生了生物医学工程学科.由于科学研究的需要，在国外生物医学工程学科发展的最初阶段，是趋向于培养博士水平的高级人员.后来由于注意到实际应用，产生了硕士和学士水平的教学计划.

1.国外高校生物医学工程专业的情况

目前发达国家的很多大学都设有生物医学工程系，仅美国就可在Inter网上查到近百所大学生物医学工程系的主页.《共国新闻》及《世界报道》两媒体2002年联合公布的生物工程/生物医学工程领域最佳研究生院的排名(根据设施、人员、研究成果引用系数等)前十名的学校。.设有叫S方向与BT的较多.以研究生教育为主，本科为附在我国，涉及生物医学工程专业最早的是中专教育、大专教育(1，60年成立的北京商学院就有医疗器械系)，真正的生物医学工程学科开始于70年代未，19，8年国家科委成立了生物医学工程学科专业组.从此生物医学工程作为一门独立的学科在我国很快地发展起来.经二十多年的发展，目前全国己有近几十所高校建立有该专业，这些高校均系国内工科、理科、医学的著名院校.我国生物医学工程学科的墓本情况见表2从以上可以看出我国的生物医学工程专业发展非常迅速，据不完全统计，52个院校设有生物医学工程专业，其中有37个理工或综合大学，15个医科院校.

2.我国离校生物医学工程专业的情况分析

(1).我国生物医学工程专业与国外生物医学工程专业的共同点①学科发展迅速国内外高校生物医学工程专业发展十分迅速，国外从20世纪60年代起步，70年代、80年代迅速发展•国郎20世纪’0年代末，8。年代初仅有几所高校建立生物医学工程专业，短短二十年就发展到50个院校建立该专业.②从比较知名的重点院校开始形成辐射美国约翰霍普金斯大学、加利福尼亚大学、麻省理工学院、宾西法尼亚大学、华盛顿大学、密歇根大学等都是较早建立生物医学工程专业的.我国清华大学、浙江大学、西安交通大学、上海交通大学、东南大学、中国科技大学等都是我国著名的科研水平很高的大学，也是我国首批建立生物医学工程专业的高校.③生物医学工程专业的学科以研究生教育为主在国外，很多大学招收研究生的数t超过本科生的数t，研究生的来源更强调从理工科或生物医学专业中选拔.在我国50多个生物医学工程专业中有17个博士学科(14个也收本科，3个仅招收硕士、博士)，6个博士后流动站，5个长江学者学科，11个招收本科、硕士，8个院校仅招收硕士，U个院校招收本科、2个招收大专.这充分说明生物医学工程专业教学和科研相比，生物医学工程科研占的比重更大.

3.我国高校生物医学工程专业与国外的不同点(差距)

近年来我国生物医学工程教育发展很快，如前所述建立本科教学的至少有35所院校，通过分析不难发现:①学科模式(研究方向)设!较少所有开设生物医学工程本科专业的学校都是以电子、信.息、计算机应用与医学结合为目标，只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容.本科教育的专业设!面比较集中在IT一明E，没有川S一SME，各院校的研究生培养(科研方向)基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图象处理、医学仪器研究为主，部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向，只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料及人工器官、生物医学图像处理.研究生培养的专业面比本科生的专面相对宽广.与生物医学工程专业搜盖面相比显得专业面过于窄.而国外的专业设t显然比我们有优势.从表1中可以看出有很多“生物移植、心血管电生理、脊健损伤研究、功能生物技术、心肺动脉、临床整形外科研究、临床整形外科研究、细胞影像、疼痛神经生理、分子及细胞生物、重组蛋白质表达、药物传输、.生物界面现象、生物热传递、麻挤研究、听觉研究、神经肌肉研究、神经系统分析、视觉研究”一的研究方向，在我国，这些研究方向都被认为是生物医学的研究内容，而不是生物医学工程的研究内容.②以科研带动学科的特点不如国外突出我国本科教育有进一步扩大的趋势，有些没有科研方向的学校纷纷设立生物医学工程专业③没有重视传统中医工程研究④生物医学交叉结合的程度我们不如国外，我们的叫E没有研究生命系统的就是个证明.

4.就业问题

生物医学工程师的就业前景是广阔的，主要就业单位是研究机构、公司和医院.研究机构可以是研究所或大学里的研究中心，他们从事设计和研制医院里所铸的很专门的新设备，也有一部分作为外科或生理研究组的成员参与复杂电子系统的选择使用，也可以研制新设备公司，可以是仪导及制药公司，他们参与新的医疗仪器以及医学及生物学研究用的仪器的研制和生产.他们能够决定一种新的设计是否有藉要，有梢路，能否满足各种要求并符合政府的法律规定，他们也可做为公司产品的推销及售后服务工作.在医院里，他们从事自动化、研制实验室用计算机，病人一一计算机的接口以及有关计算机软件.他们也可以在某一科室〔例如:内科、外科和临床实验室工作)，也可以在医院里直接经管生物医学工程部门的工作.他们是医院中工程情报的主要提供者，负贵所有仪器的使用、维修和采购的任务，研究分析和处理数据的方法.生物医学工程师亦参与许多国家研究计划，如在空间计划中设计遥测装I，生命维持系统，人一一机接口设备以及参与空问医学.他们也参与国防计划，环境研究，也可做为环境开发及污染、医院自动化方面的顾问等.

5.生物医学工程专业的继续教育

生物医学工程专业的高等教育与国外相比起步较晚，但经过近20年的发展，现已形成较完菩的学科体系，开设了大专、本科、硕士和博士研究生教育层次.而我国生物医学工程专业继续教育发展较慢，在国家成人教育专业目录中还没有该专业.我校1，%年首次在全军开展了生物医学工程专业专科升本科的函授教育，现已招收7届学员，深受全军各医疗单位技术人员的欢迎，目前地方许多医院有关技术人员也来信询问要求学习.我们认为在新形势下，生物医学工程专业继续教育有着广泛的前景和开展空间.主要原因是:

(1).随着科学技术和现代医学的发展，医院各种诊疗技术和设备越来越多，高新技术和自动化程度越来越高，如果没有生物医学工程专业技术人员的有效参与，现代化医院不可能有现代化的管理和诊疗水平.

(2).从医院实际看.医院医学工程科、信息科、放射科、放疗科、超声科和理疗科的临床工程技术人员是生物医学工程专业专业本科毕业的为数不多，大都是本专业或相关专业大专毕业，知识结构和实际水平很难适应未来的发展需要，必然有一个知识更新、技术提高的问题.

(3).以现代科学技术为核心的、建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济称为知识经济时代，知识经济时代的到来对现代化医院的科技水平、人才综合素质和创新能力有了更高的标准.开展生物医学工程专业继续教育，必须满足实际，若眼未来，在教育观念、人才培养目标、教学内容和教学方法等方面进行大胆探索.

6.在医学院校内开设生物医学工程专业的特点

生物医学工程专业是一门工程科学，它要求有深厚工程墓础知识，学生的大部分时问都是在学习工程知识，因此，很容易认为在工科院校开设此专业有优势，在医学院校开设这个专业有很大困难.经过几年的实践，我们认为在医学院校办生物医学工程专业.开始时要建立起一整套的工程葵础课教研室和实验室，，这样需要的经费、人员较多，起步比较困难，但只要具备了墓本条件，会有很多优势.