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生物医学工程基础医学概论范文1
Driving Teaching Method of VC++ and Object Oriented Programming in Biomedical Engineering
WU Bo，ZHANG Nan，WU Wen-yi，DU Jing，CHEN Hui，LIU Zhi-cheng
（Department of Medical Informatics，School of Biomedical Engineering，Capital Medical University，Beijing 100069，China）
Abstract：By improving the teaching philosophy and teaching methods， we explore the effective VC ++ object-oriented programming and teaching methods according to the characteristics of students specializing in biomedical engineering. In the teaching process， we design the case-driven and case representation methods to help students have a deep understand of the VC ++ object-oriented programming principles and gain the skill of VC ++ graphical user interface programming by using the common controls， and acquire the skill of database access programming technology. The case is designed to have the high requirements to the actual operating ability which considers students' professional interests at the same time. Students can accomplish the case using their own professional knowledge and skills. In this process， students can deepen their knowledge about the VC ++ object-oriented programming principles. In the process of making representation and the questions answering， students can learn from each other. Therefore the final goal can be achieved that they can fundamentally understand and master the knowledge and proficiently use it.
Key words：Biomedical Engineering；VC++ object-oriented programming；Teaching methodology
1引言
生物医学工程是一门交叉学科，它运用理学、工程学的理论和方法，解决生物科学、医学、行为学或卫生学中问题，以及进行相关的科学研究[1-2]。近年来，计算机科学与技术在医学领域也获得了广泛应用，并促进了医学的进步，例如医学成像技术，计算机辅助诊断，医院信息管理等。因此，计算机科学与技术成为生物医学工程专业教育教学的重要分支，很多医学院校设置了计算机科学与技术专业[3-8]，甚至很多理工类院校的计算机与信息技术学院开设了生物医学工程专业[9]。
程序设计是计算机科学中的重要技能，是在医学信息学的科研或应用领域实现新算法或功能的重要手段。C++是经典的面向对象编程方法，是目前使用最广泛的编程语言。C++面向对象语言的特性使之具有简洁高效的特性的同时，兼具灵活性的特点，使它即适用于大型程序设计，又能够较好地兼容C语言。因此，面向生物医学工程学生的C++面向对象编程的教学问题研究成为近年来的研究热点[10]。VC++是微软开发的C++可视化集成编程环境Microsoft Visual C++的简称，不但支持C与C++的开发，也支持可视化编程，而且它具有数据库访问技术，是强大的编程工具。在我们课程中，采用了Microsoft Visual Studio 2008 C++版本的软件，目前这个版本是较新，而且比较稳定的版本。
2案例
2.1设计 VC++面向对象程序这门课程主要分为两个层次，首先是要讲解面向对象的程序设计原理；其次讲解基于NET Framework的窗体应用程序编程，包括数据库访问技术，以及窗体与数据库的配合编程。第一层次的知识比较抽象，面向对象程序设计的思想和原理是从面向过程的程序设计演变进化而来，其规则适用于大规模程序设计，对于编程经验较少的学生来说，深刻理解较难。第二层次知识更注重实际操作，程序设计的运行结果更加直观，且容易实现一定功能。所以，很多学生更加喜欢学习这部分知识。但是，第一层次的知识为第二层次知识的基础，基础知识掌握不牢固，将会导致窗体程序设计时遇到大的问题。因此，需要设计综合性的课题，使学生在实际操作中既巩固了基础知识，又能激发他们的学习探索兴趣。
针对这些特点，我们在课程最后设计了与医学相关的案例，具体内容是实现具有简单功能的，类似医院信息系统子系统的软件。使用C++控件完成具有Windows风格的界面。软件要求使用按钮控件，按钮必须有Click事件，并且Click事件必须完成一定功能，例如 "查询"按钮，实现数据库查询；要求使用文本框控件，文本框要有功能，例如使用Validated事件，实现数据有效性检验；要求使用列表框，组合框，dataGridView控件任选其二使用，并且这两者间要有数据的联系，列表框中数据可以添加到组合框中，或组合框中数据可以添加到数据库等等；要求必须使用数据库技术（SQL Server或Access），要求能查询、修改、更新或删除表。外观要求美观，可以为窗体添加背景图片，编译与运行过程中不能有错误。完成案例后，需要学生参加大作业答辩环节，答辩时要求通过ppt幻灯片讲解，结合软件功能演示，代码讲解来向学生和老师展示自己的成果。学生答辩结束时有老师和学生的提问时间。
本案例既能结合学生知识背景，激发学生动手动脑兴趣，又能将课程知识点大部分涵盖在案例里，使学生通过做案例加深对课程知识点的理解，又锻炼了实际操作能力，同时，本案例有留给学生自主发挥的空间，能够激发学生学习的自主能动性，学有余力的同学能够通过自学，实现更加复杂的功能。最后，通过大作业答辩，锻炼了同学们演讲能力和沟通能力，并且进一步加深了知识点的掌握。
2.2实现 学生根据案例要求，完成了一款体检信息查询软件。图1为体检信息查询软件的界面。本体检信息查询器的设计思路是，①可以通过录入，将体检人的体检信息添加进数据库，信息包括姓名、性别、年龄、血压、心率、身高和体重；②能够通过姓名字段，查询数据库中的某条记录，并且根据查询到的体检信息，可以生成此人的体检报告。下面我们从软件的控件和数据库两方面介绍软件的实现。
图1 体检信息检查软件的界面
2.2.1窗体设计 控件布局如图1所示，具体实现为：向姓名文本框中输入查询关键字姓名，单击查询按钮，触发Click事件，可以实现在数据库中以按照姓名字段进行查询，查询结果添加到数据集dataSet11控件之中；查询结果显示在DataGridView控件中；单击"生成体检报告按钮"，ListBox控件中生成体检报告；血压情况，心动情况和体重情况用ComboBox控件实现，每项给出了选项，用于辅助生成体检报告的结果。
2.2.2 数据库编程 在我们的案例之中，使用了Microsoft SQL Server 2005数据库。为了在教学过程中强调VC++的数据库访问技术，我们的数据库设计的比较简单，仅包含了一个单表，表中包括了"性别"、"年龄"、"血压"、"心率"、"身高"和"体重"等字段。首先，我们需要在在Visual Studio中连接数据库。因为Visual Studio环境只有连接到当前的数据库服务器后，服务器上的数据库对VC++工程才可用。具体过程是：a）新建VC++ 窗体应用程序，或打开一个已有的数据库窗体工程。b）如果当前没有数据连接，则选择"工具"中的"连接到数据库"选项，弹出"添加连接"对话框，如图2所示，设置想要访问的数据库，各项设置完成并测试连接通过之后，不报错，即已经成功连接数据库。可以打开Server Explorer窗口查看新建工程中已连接数据库情况。
图2 Visual Studio 2008中添加数据库连接窗口
在VC++窗体应用程序中访问数据库，必须要具备3个控件，分别是连接对象（sqlConnection），适配器对象（sqlDataAdapter）和绑定数据源对象（bindingSource）。绑定数据源控件可以为控件绑定数据库，例如我们将要用到的数据视图控件（dataGridView1）的数据源绑定。SqlDataAdapter是SQL Server与DataSet之间连接的桥梁，SqlDataAdapter带有Fill和Update方法，Fill方法以数据源中的数据填充DataSet，而Update则能用DataSet中的数据更新数据源。SqlConnection则用于打开和关闭数据库连接，在VC++窗体应用程序中打开数据库连接后，可以用SQL查询语言对数据库进行查找等操作。因此，要设计数据库查询的窗体应用程序，需要首先添加这三个控件。
接下来生成DataSet，方法是单击sqlDataAdapter1控件右上角的按钮，在弹出菜单中选择"生成DataSet"，单击确定即可生成DataSet1实例，在Form1下方出现dataSet11控件实例。接下来可以在DataSet1实例的基础上，实现可查询文本框，以及数据视图控件（DataGridView）。"姓名"文本框为绑定了数据源中"姓名"字段的可查询文本框，可查询文本框由DataSet1实例下，"姓名"字段的文本框控件添加。向可查询文本框中输入查询关键字，配合按钮的单击事件，可实行数据库的查询。具体实现为，向按钮控件的Click事件添加数据库查询，实现代码如下所示：
private： System：：Void button1_Click（System：：Object^ sender， System：：EventArgs^ e） {
this->sqlSelectCommand1->CommandText = L"select * from result where 姓名like'"+姓名TextBox->Text+"%'"；
sqlConnection1->Open（）；
reader=this->sqlSelectCommand1->ExecuteReader（）；
while（reader->Read（））
{
dr=dataSet11->result->NewRow（）；
dr[0]=reader->GetString（0）；
dr[1]=reader->GetString（1）；
dr[2]=reader->GetInt32（2）；
dr[3]=reader->GetString（3）；
dr[4]=reader->GetInt32（4）；
dr[5]=reader->GetInt32（5）；
dr[6]=reader->GetInt32（6）；
dataSet11->result->Rows->Add（dr）；
}
this->sqlConnection1->Close（）；
}
其中数据库查询语句如下：
this->sqlSelectCommand1->CommandText = L"select * from result where 姓名 like'"+姓名TextBox->Text + "%'"。
其中"*"可通配任意长度字符，"%"可通配任意单个字符，以实现对姓名的模糊查询。及执行数据库查询命令。命令保存在sqlSelectCommand1对象的CommandText成员里。sqlConnection1->Open（）成员函数打开当前数据库连接，ExecuteReader（）方法则执行查询命令。查询结果存入reader实例里，通过while循环，保存入数据集实例dataSet11之中。
接下来，将dataSet11中保存的查询结果显示在数据视图控件（DataGridView）之中。首先，需添加数据视图控件，方法是在Visual Studio环境中"Data Sources"浏览器中选中表，并拖动到Form1窗体控件实例中，即可添加DataGridView实例dataGridView1。同时，BindingSource和BindingNavigator组件都会自动出现，见图3，并已经将数据视图所连接的数据库的属性设置好了。同样添加"添加新条目"按钮控件，并为按钮添加Click事件，在事件中加入如下代码：
private： System：：Void button4_Click（System：：Object^ sender， System：：EventArgs^ e） {
this->sqlDataAdapter1-> Fill （this->dataSet11）；
}
适配器对象的Fill方法用this->dataSet11填充数据视图控件DataGridView。
单击"生成体检报告按钮"，会在列表框控件（ListBox）中生成体检报告。报告中可综合显示姓名文本框，组合框ComboBox实例中的血压情况、心动情况和体重情况等内容，实现代码情况如下：
private： System：：Void button2_Click（System：：Object^ sender， System：：EventArgs^ e） {
this->listBox1->Items->Add（姓名TextBox->Text）；
this->listBox1->Items->Add（comboBox2->Text）；
this->listBox1->Items->Add（comboBox3->Text）；
this->listBox1->Items->Add（comboBox4->Text）；
}
2.3分析 案例设计时，我们综合考虑到VC++教学中两个层次知识间的关系，以及在教学过程中遇到的典型问题。怎样通过大作业设计、实现过程、以及最后的答辩环节突出知识点，使学生加深理解和认识，是我们要重点考虑的问题。①总结学生需要掌握的知识点，包括类的概念，对象的声明，成员函数的实现，构造函数和析构函数，数据库访问技术，以及数据库与控件之间的交互；②设计答辩过程问题，帮助学生整理思路，了解他们所做工程与VC++基本的面向对象程序设计的思想和原理之间的联系，掌握窗体程序与数据库连接编程相关重点知识。
根据上面的案例，结合知识点，我们答辩过程中设计了如下一些问题：①本窗体程序中，有哪个类？②类中包括哪些控件对象？它们有哪些成员函数（事件）？③哪部分代码为对象成员函数（事件）的声明？哪部分代码为对象成员函数（事件）的定义？④控件的属性修改了哪些？怎样进行修改？⑤数据库端做了哪些设置？Visual Studio工程中怎样设置数据库连接的？⑥工程中连接数据库字符串是什么？⑦工程中用了哪些与数据库连接相关的控件？怎样设置的？作用是什么？
通过上述问题的互动问答，能帮助学生温习和理解第一层中类和对象的概念，成员函数的声明和定义；掌握控件属性设置，以及如何设置；掌握数据库与窗体程序联合编程中数据库端SQL Server Management Studio的设置，以及如何在Visual Studio中设置以连接数据库，加深 ConnectionString连接语句中数据库查询语句的使用。学习初步的VC++.NET和数据库连接编程。
3结论
生物医学工程专业学生的培养目的是培养出能够跨越理工科与医学两个专业领域的人才，使他们在今后的工作中成为两个领域顺畅交流，良好互动的桥梁，从而使学科之间激励促进，互相融合。我们根据医学工程专业学生的特点，设计了学生们感兴趣的案例，激发学生编程的热情，同时训练了学生程序设计和实现的实际动手能力。接下来，我们结合作业答辩方式，设计了将理论与实际操作相结合的问答，让学生结合他们实现的程序，深刻理解和掌握面向对象的编程思想和方法。
综上所述，我们在生物医学工程本科生的VC++与面向对象程序设计课程教学过程中进行了有意义的探索。
参考文献：
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生物医学工程基础医学概论范文2
【关键词】应用型人才；医药信息；培养模式
高等学校教育教学改革的根本目的是为了提高人才培养的质量。提高人才培养质量的核心就是在遵循教育规律的前提下，改革人才培养模式，使人才培养方案和培养途径更好地与人才培养目标相协调，更好地适应社会的需要。高校承担着为地方培养人才科技创新和社会服务的职能，因此高校必须实现人才培养目标的战略转移，实现从学历教育到能力本位的战略转移，在教育观念和教学过程中，更加注重提高学生的学习能力、就业能力和创业能力。
一、应用型医药信息人才的需求现状
电子计算机和现代通信技术的发展，使信息技术一跃成为领导现代技术发展趋势的主导性技术群，并进而成为现代社会经济发展的强大动力，奠定了人类社会迈向信息时代的技术基础。随着医学科学、生物技术和制药技术的迅猛发展，医药数字信息化是发展的必然方向。因此加强医药信息化的建设势在必行，医药信息人才的需求强劲。相比其他专业目前人才需求相对过剩的现状，医药信息人才这种有医药专业背景和计算机信息技术结合的人才旺盛需求在现阶段显得格外突出［1］。
例如，各医院信息中心的建设都是近十年的事，加上又没有特别符合这一要求的专业生源，目前，医院信息中心的人才来源基本有两个途径。一是IT专业或相关专业的本科毕业生。这是许多医院信息人员的主要来源，45%的人员是IT专业，55％则为相关专业，如生物医学工程等。二是由原来医院的医务人员、统计分析人员转到信息中心工作的。虽然这类人员的IT专业水平可能会比不上IT专业毕业的人员，但由于他们了解医院和医疗，在了解医院需求、提出方案、与医务人员沟通方面会做得更好，更符合医院的实际。可见具有专业知识背景的人才是具有强的竞争力，社会也是更加需要这一类的人才。医药信息类专业开办正是为了培养医药专业知识和信息知识很好结合的人才。
二、培养医药信息应用人才的基础和特点
如何培养出高质量的信息应用型人才以满足医药信息化建设发展的需要，已是摆在当前的十分突出的问题。医药信息学是一门研究计算机和信息科学在医药卫生领域中应用的学科，是计算机信息知识与医药知识的有机融合，它包括医院管理、临床、医学教育、医学研究、医药学文献、医药统计及决策、医药实验、药品与医疗器械研制、医学图像处理、医学生物模型和远程医疗等信息系统［2］。虽然每年都培养了不少的计算机人才，但由于医药学相对的独立性，所以，仅熟悉计算机知识但未掌握医药学基础知识的人是不可能将医药学与计算机知识融会贯通的。目前我国医药院校中，仅有简单的计算机普及教育，从事医药信息学研究的人才十分匮乏。所以，通过医药院校培养医药信息化人才是目前最好的选择。
（一）医药信息应用型人才培养模式主要特点
首先，医药信息应用型人才的知识结构是围绕着医药企事业单位的实际需要加以设计的。在课程设置和教材建设等基本工作环节上，特别强调基础学生具有适应在医药企事业单位工作需要具备基本适用的医药知识。而相对忽略对学科体系的强烈追求和对前沿性未知领域的高度关注。其次，医药信息应用型人才的能力体系也是以医药企事业单位的实际需要为核心目标。在能力培养别突出对基本知识的熟练掌握和特别能够解决医药行业信息化问题，这些问题因为医药行业的特殊性为其他计算机专业学生所不容易理解。再次，医药企事业单位应用型人才的培养过程更强调与医药企事业单位实践的结合，更加重视实践性教学环节，如实验教学、生产实习等，通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动。
（二）医药信息应用型人才培养发展方向
根据医药信息实际需求，将专业定位为医学技术信息处理、医学价值信息处理和医学语义信息处理三个培养发展方向。整合医学信息学教育，以集约的形式，将医学背景知识结合医学信息学和计算机科学技术课程重新形成三个不同的课程集群，形成三个发展方向。一些课程组合作为基础的课程集群，在公共基础集群上，加上专业必修部分，辅助以选修部分，选择发展方向，这也是目前和社会需求相挂钩的最有效教学方式，代表了教学方向和趋势。具体表示如表1。广东药学院学报，2007，23(4)第4期蔡永铭，等.医药信息应用型人才培养模式研究表1医药信息应用型人才培养发展方向改革高等教育要改革封闭式培养人才的方式，面向社会培养人才［5］。在多方位调查与论证的基础上，根据社会实际需要，设立医药信息类专业或方向，全方位地为医药行业培养人才。在充分调查论证的基础上，确立专业方向的培养目标，即适应新时期高等教育人才培养的需要，发挥医院校的独特优势，实现现代科学知识、医药知识与医药行业实际的有机融合，为社会培养急需的应用型医药信息类专业人才。
三、培养医药信息应用型人才的措施
在医药院校中，如何培养高水平的应用型医药信息人才？国内尚无成熟的先例可供借鉴，因而这类应用型人才培养模式如何界定，需要何种的课程体系、师资队伍需要哪些知识结构、医药学知识与计算机、信息知识在有限的时间内采取什么样的比例结构、采取什么样的专业教材、教师学生需要具备什么样的实际经验等，都成为直接关系到这个专业方向毕业学生质量的高低、影响这个专业方向生命力的制约因素［3］。因此培养新时期医药信息应用型人才的关键措施必须是根据实际需要调整课程体系，师资队伍首先具备应用型知识结构，师生积极投身医药行业的社会实践。
（一）医药知识与信息技术结合的实用化教学
重视实用性课程的开设是教学模式改变的重要特点。在低年级开设一些编程课程，这些实用性课程的开设，有利于消除计算机的神秘性，增强学生学习的兴趣。高年级的课程设计题目采用与医药知识背景相关的课题题目，学生通过课程设计可以起到复习和运用所学习过的医药知识，同时又可以锻炼解决医药行业信息处理问题的能力。千方百计充分调动学生的积极性，通过课程设计项目大作业设计进行有效的团队作业训练。通过这种途径学习学生具有区别于其他院校所不能够达到的医药行业特殊知识背景的能力。
把培养目标映射到教学计划中，制定合理科学的课程体系。在教学计划的制定中，合理兼顾医药基本理论、基本课程、计算机与信息等课程的有机结合。医药信息应用型人才培养体系的课程包括医药基础课程、程序设计技术与应用类课程、信息技术与应用类课程和应用软件类课程。医药基础课程开设了基础医学概论、药学基础概论、临床医学概论、基础化学等课程，通过这些课程使学生掌握了基本医药的基础理论。对程序设计与应用类课程，主要开设了计算机程序设计技术，以算法、案例驱动来介绍程序设计技术，教学语言主要是C/C#、Java等；在网络编程方面，主要介绍JavaScript、HTML、CSS、XML等。从培养学生的能力出发，在课程的组织中，对学生进行分组并完成项目，每学期学生要完成两个较大的综合性编程练习，以培养学生的综合应用开发能力。信息技术与应用类课程主要开设数据库理论与应用，对高年级学生着重介绍数据库原理与分析、数据挖掘技术与算法等，对低年级学生主要介绍数据库的基本应用和信息技术的应用，包括Internet技术、数据访问与安全技术等。在应用软件类课程的教学中，重视通过项目训练培养学生的程序分析、设计和开发能力，几乎所有软件类课程，都有完成项目训练的要求，项目训练体现了对程序设计能力、开发能力和应用能力的培养，在课程改革中进行尝试，注重培养学生能力。
（二）加强与社会结合，开展各种社会实践活动
为增强师生对医药行业的了解，更好地将理论联系实际，丰富教学内容，充实应用型人才培养内涵，培养学生的实际操作能力，利用一切可用的机会与资源，鼓励教师学生走向社会走近医药行业，开展各种形式的社会实践活动。例如鼓励教师在完成本职工作的前提下，积极参与医药行业的实践活动；鼓励教师积极参与医药行业相关的科研活动；指导、鼓励学生利用所学知识、依据医药行业的特色积极参与相关大学生竞赛活动；邀请相关的计算机专家与医药行业计算机高手为师生讲学，使师生及时掌握国内外医药信息前沿知识及医药行业的最新动态。
（三）根据专业的需要建立师资队伍，培养应用型专业教师
学生培养质量的高低，师资力量是关键，为保证医药行业急需的应用型人才的质量，重视师资力量的培养是重中之重。所以，为组建具有合理知识结构、年龄结构和学历结构的师资队伍，应采取多种形式的师资培养模式。主要措施一是根据实际需要不断引进高学历、高层次、在计算机信息领域有较高造诣的学科带头人与专业教师；二是重视现有教师的再培养，鼓励骨干教师朝应用型、交叉型知识结构的高学历努力。只有在教师队伍建设中注意医药类、计算机信息类、理论类、应用类知识结构的搭配与交融，才能保证各专业学生对应用型知识的需要。
四、结束语
开展新时期医药行业急需的医药信息应用型人才培养，在医药院校有得天独厚的优势，培养方案应遵循基本教育规律，紧扣医药信息人才社会的需求，构建一个正确合理的医药信息应用型人才培养的模式。
【参考文献】
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