生物医学工程应用领域范文

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关键词：生物医学工程；应用型；人才培养

生物医学工程（BiomedicalEngineering）是一门运用工程学的原理和方法解决生物医学问题、具有多学科融合和特定内涵特质的综合性学科。20世纪50年代已形成独立学科，而我国则是在1978年正式确立该学科，该专业主要培养具有良好工程技术、扎实医学基础知识，且能将医学与工程技术进行良好结合的生物医学工程高级技术人才。目前，医疗事业发展中涉及的医学仪器、医学材料等世界上发展迅速的支柱型产业，需要大量该专业人才。根据数据统计，截至2018年底，全国已有124所高校设有该专业，年招生6332人，专科层次相关的专业有4个[1]。我校是目前广东省独立学院中唯一开设生物医学工程专业的本科院校，本专业开设于2009年，隶属于生物医学工程学院（以下简称我院），目前已招收10届学生，截至2019年6月，设有医学仪器、医疗装备与信息管理、医学物理与技术、医学影像应用技术四个方向。本文围绕我校生物医学工程专业开设10年来的教学实践和学生的学习状况、社会需求，从以下几个方面探索具有特色的生物医学工程专业人才培养模式。

1明确人才培养目标

大学教育主要是培养学生的终身学习能力，从社会需求和近几年就业反馈的情况来看，我们将培养方向主要定位于培养具有创新意识的应用型人才，专业领域包括医疗仪器、医用耗材管理、肿瘤放疗技术、医学影像技术，即培养大型医疗设备的操作、维修及管理人员和医院放疗科及影像科技师。为了实现本专业制定的培养目标，拓宽就业渠道，从应用型人才培养定位出发，我们要求学生毕业时能掌握生物医学工程的基础知识、基本理论和专业技能，能在医疗器械企业、医院、医疗卫生机构等相关行业从事医学工程技术的开发、服务、管理等工作，具备较强的知识更新能力和创新意识。近年来，我院通过走访国内开设生物医学工程专业的高校，结合实际情况，在制定人才培养方案时，进一步明确应用型人才培养目标，加强学生创新能力和综合能力的培养。根据我院近年来毕业生的就业情况看，毕业生的就业主要分布在珠三角及周边医院和医疗器械相关企业，这与本专业的培养目标和定位相匹配，就业质量普遍较高，人才培养取得了较好的效果。

2设置科学合理的课程体系

课程设置是人才培养的核心，其合理与否直接影响毕业生的质量[2]。合理的课程体系应紧密结合社会需求和科技发展的变化，及时调整课程设置，更新授课内容，使学生能接受到最新的知识和技术。我校生物医学工程专业下设不同的专业培养方向，经过多年的教学实践，已形成了“前期基础课趋同，后期专业课分流”和“宽口径、厚基础”的教学模式。课程体系由公共基础课、专业基础课、专业课三个模块构成。通过整合我校基础课的优势教学资源，建设相近学科的课程互通平台，实现基础课教学资源共享；利用优质的实习基地教学资源以及专业实验教学平台，加强专业课程的特色化教学、实习教学、专业技能训练和毕业设计，实现“强特色、重应用”教学。在实施人才培养方案的过程中，我们历年来重视医学课程与工程技术课程知识的相互渗透，以培养“医、工融合”的应用型人才为宗旨，在课程设置和课程结构、教学内容和教学方法等方面突出以培养社会需求的特色人才为主线。强调基础课，彰显厚基础，拓宽专业面，注重应用型，加大基础课所占比重，拓展基础学科的范围，整合相关学科联系，不断优化知识体系、构建模块化课程体系、实践体系。通过实践，我们认为，在重视专业基础课学习的基础上，还要注意拓宽学生的专业知识面，尽可能扩大其对专业外延的了解。在具体的课程设置上，本专业采用开设注重基础医学知识的专业基础课程和具有医学特色的电子学、工程学相关课程以及专业主干课程相结合的方式，实现医工融合。既重视基础知识课程，包括专业基础知识课程和医学知识课程，又开设了一批突出各专业方向特色的课程，包括医学影像设备学、医学影像技术学、放射治疗技术学、放射肿瘤学、医用耗材管理、医院信息管理学、医学电子仪器原理与设计、医学图像处理、信号处理等专业课程。总体来说，本专业的课程设置较为科学合理，但仍需加强实践教学和医学基础知识的教育。

2.1增加实践教学比重，强化实践教学

以2018版修订的人才培养方案中生物医学工程专业（医学仪器方向）为例，该专业方向的实验教学有27学分，集中性实践教学环节有12.5学分，实验实践教学占课程总学分比例达到23.51%，比例较为合理，对照《国标》要求，还需进一步加强实验实践教学。

2.2重视医学基础知识教育

通过调研学生毕业3～5年内专业知识对岗位的支撑情况和学生在实习（主要指在医院实习）过程中遇到的问题，本专业除了加强专业课程的教学质量，还应重视医学基础知识如人体解剖学、组织胚胎学、生理学等课程的教学，改革此类课程的传统教学模式，加强实验教学，为学生提供更丰富的学习资源等。

3强化师资队伍建设

我校生物医学工程专业目前有专职教师12人，高级职称教师3人，占专职教师的比例为25%；从中山大学各附属医院、广州市妇女儿童医疗中心等校外临床实习基地聘请17名兼职教师，采用“学院专职专业基础教师与临床实习基地兼职教师”相结合的模式，形成了一支由院长、专业主任和一批中青年骨干教师组成的学历、职称结构合理、素质优良、符合学校目标定位要求，适应本专业发展需要的专兼职教师队伍。在教师队伍的培养过程中，我们积极创造条件鼓励青年教师开展教学和科学研究，拓展专业研究和应用领域，并鼓励教师将科研成果应用于本科教学工作中，最终达到提高人才培养质量的目的。同时，结合专业建设，我们聘请了社会上有实践经验的工程技术人员和具有较高知名度的教师来校任教，指导教学科研，开展讲座。在教学实施过程中，我们根据学科特点和教师特长，组建不同类别课程教学小组，一门课程由多名青年教师共同承担，在学院院长的带领下实行分段教学、课程负责人制，由课程负责人主持课程的集体备课、讨论、集体命题等环节，给青年教师提供合作、探讨、实践的途径，促使教师拓展教学方法与思路，进一步总结、提升和更新自己的教学设计，更好地体现自己的教学个性，不断优化自己的教学行为，提升教学能力。

4加强实践教学环节

我校生物医学工程专业的实践教学主要包括课程实验、实习（创新性实践）、毕业设计三个教学环节，学生毕业前需经历基本技能训练到独立完成课题的全过程训练，毕业时才能具备较强的创新能力和实践能力。实践是检验学生对理论知识掌握程度的一种有效方式，因此，我们要求实验课教师授课时应将实验课程与理论课程有机地结合起来，以此来有效地减少实验的盲目性和因循性，提高科学性及功效性[3]。为增强学生创新意识和动手能力，激发学生的求知欲，我们尝试了不断改革实验教学内容和考核方式，减少重复性、验证性实验，增加综合性、设计性实验，注重课程设计和毕业设计的真实性、实用性，加强实习过程中的实际操作能力训练，如现代医学电子仪器原理与设计开设“心电图机的维修与维护”实验，着重训练了学生的仪器维修技能。为给学生提供科学探索和科研创新的途径，我院开放教学实验平台供学生课余时间使用；组建创新科研兴趣小组，让学生参与教师的科研项目；鼓励学生参加“全国大学生生物医学工程创新设计竞赛”“蓝桥杯”等与本专业相关的专业技能大赛等。实践表明，通过上述多种途径给学生创造基础科研条件，提高其专业技能，能使学生毕业后迅速适应工作岗位。

5努力探索优生优培教学模式

经过多年的探索，我校生物医学工程专业人才培养取得了较好的效果。但随着近年来招生人数的增加，大班教学已无法满足本专业对教学质量的要求，为保证教学质量，我们从2017级开始探索实行优生优培分班教学模式。公共基础课仍采用大班教学，专业基础课及专业课则采用按成绩分班教学的模式，且每学期初进行动态调整。以2018～2019学年为例，2017级两个学期动态调整的学生占比为11.11%,2018级两个学期动态调整的学生占比为13.82%，比例较为合理，且按成绩按学期动态调整学生班级，对学生有较强的激励作用，取得了较好的效果，后续我们将继续探索实践该教学模式，为人才培养提供更多的特色途径。

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［关键词］生物医学工程;核心课程群;整合优化课程;教学方式改革;教学评价体系

生物医学工程专业是生物学、医学及工程学交叉构成的一门综合学科。［1］随着我国医疗事业的快速发展，医疗器械(设备)的设计、研发、销售以及售后服务等岗位的需求量逐渐增多，该专业毕业生的就业面也在逐步加宽。［2－3］目前，长治医学院(以下简称“我校”)生物医学工程专业共设三个方向，分别是康复器械工程、医疗设备管理维护和医学物理三个方向。这三个专业方向各有侧重，如康复器械工程方向侧重于临床康复器械的开发、设计、维护与管理等;医学物理方向侧重于医用放疗设备的临床应用及维护管理等;医疗设备管理维护方向侧重于医学仪器的研究、设计、维修和维护等。三个方向培养的人才均服务于医学。为让我校生物医学工程专业毕业生在医疗器械行业获得较高的匹配度和认可度［4－5］，学校必须从实际出发，从基础做起，从专业建设上寻求突破，而加强专业建设的基础就需加强课程建设与改革，从教学的源头直接与社会需求对接。我校生物医学工程专业开设的课程包含通识教育课程、学科基础教育课程、专业教育课程、专业选修课及实践教学环节。但在这五部分的课程设置及教学内容上存在一些不足，如:课程独立性较强，课程与课程之间衔接不好;部分课程内容存在重复;教学重理论轻实践等。因此，整合优化本专业的课程结构是教学改革的重点。基于此，本文以我校生物医学工程专业医疗设备管理维护方向为例，结合本专业方向的培养特色、本专业人才需求以及本专业已毕业学生的就业情况，构建核心课程群。

一、核心课程群初构

医疗设备管理维护方向的培养目标是培养既满足临床需要的工程人员，又能够从事医学仪器的研究、设计、制造以及能够从事医疗器械产品的经营、技术服务［3］等工作的人才。根据本专业方向的人才培养目标、企业对本专业学生的基本要求、已毕业学生对本专业课程设置的反馈及就业情况，我校设置了相互衔接，但各有侧重、特色突出的核心课程群。按照本专业方向课程之间的互通性、独立性及综合性，我校将本专业方向课程划分为基础医学课程群、医疗设备课程群及医学信号课程群，每个课程群所包含的课程如图1所示。基础医学课程群是本专业方向学生了解、掌握基础医学的入门课程，学生通过学习医学方面的基本理论，基础知识和基本技能，掌握人体正常功能活动的基本规律、了解生物体的代谢规律及其与各种生命现象之间的联系，为后续医疗仪器在临床上的使用及临床上各类医学信号的分析处理奠定基础。医疗设备课程群是上述三大课程群中的核心，具体包含两方面的内容:一方面介绍影像类仪器(如X线机、超声、MRI、CT等仪器)、检验类仪器(如光谱分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪等)及测量与监护类仪器(如心电图机、呼吸机、病房监护系统等)等设备的结构、工作原理、性能、使用方法、故障分析处理以及仪器的设计;另一方面介绍如何购置医疗仪器、购置完成后仪器设备的验收及安装、临床使用过程中设备的维护保养、管理及质量控制。［6］医学信号课程群着重培养学生掌握医疗仪器采集生理信号的原理、过程，以及对采集到的医学生理信号进行分析处理，从而辅助医生完成对疾病的诊断治疗。为打破各核心课程群之间的壁垒，加强核心课程群之间的联系，我校在开设各核心课程群之前，首先开设了生物医学工程导论课程作为本专业方向的学科概论课。一方面，该课程为学生介绍与本专业方向相关的基本理论、本专业方向的发展现状、应用领域及发展方向;另一方面，通过该课程的学习，学生可以了解各个核心课程群在本专业方向中所起的作用及相互之间的联系。

二、核心课程群的教学改革

(一)整合、优化核心课程群的课程本专业方向核心课程群以生物医学工程导论课程为主线，设置了基础医学、医疗设备及医学信号三大课程群。各核心课程群中均设有自身的基础或核心课程，其他课程在此课程上进行延伸或扩展。但是，各课程存在内容多且部分课程内容重复等现象，因此，学校首先需对课程内容进行整合及优化，具体优化策略如下。第一，每个核心课程群的教师团队成立相应教研室，并设立课程群的主要责任人。责任人与承担该核心课程的教师、企业技术人员共同研讨教学内容，对各课程的教学内容进行整合、优化，使其相互交融，又各具特色。如医学信号课程群中信号与系统课程与数字信号处理课程在“离散时间信号与系统的时域分析”“Z变换与离散时间傅里叶变换”等内容上存在重复。因此，根据设置课程的先后学期，数字信号处理课程不再开设重复的内容，而加强突出具有本课程自身特色的教学内容。第二，结合本专业方向的培养目标，培养具备创新精神、实践能力的医工学生，适当调整更新课程群中部分课程的总学时及理论与实验的学时分配比例。［7］如实用传感器课程由原来6/21(理论/实验)学时调整为24(实验);数字信号处理课程由原来总学时54(42/12)调整为32(20/12)。通过总学时调整，学校更加精炼了课程内容，使学生有更多的时间用于探索、发现自身感兴趣的课题。此外，适当增加实验在总学时中的占比，尤其是增加设计或综合性实验所占的学时，可以使学生通过实验的设计、调试等阶段，锻炼并挖掘自身的动手能力及创新思维能力，激发自我主动分析解决实验中遇到的问题;通过实验成果的展示，在一定程度上增强学生的自信心与成就感，激励学生在原有作品的基础上继续扩展或融入更多可实现的设计或功能。

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20世纪后期,世界科学技术在分化的同时也不断综合化,各学科相互交叉,相互渗透,形成了一系列新兴的边缘学科、交叉学科和综合性学科。据统计,在近万个独立学科中,一半左右属于交叉学科。目前比较成熟的学科大约有5550门,其中交叉学科总数约2600门,占全部学科总数的46.8%之多,其发展表现出良好势头和巨大潜力[1]。当今,很多热门话题都涉及交叉学科研究,如脑科学涉及物理学、神经科学、心理学、计算机技术等,纳米技术涉及材料学、化学、药理学等;许多重大的科研成就也都是跨学科合作的成果,如磁共振成像技术的发明实质上就是物理学与医学的结合,是交叉学科能产生丰富成果的有力证明[2]。当代社会发展的客观进程不断提出单一学科的知识所不能解决的复杂课题,学科之间相互融合与渗透是科学发展的必然趋势,这种发展趋势对高等教育、特别是研究生教育提出了新的要求。探索适应时展需要的交叉学科研究生培养和管理模式,造就科教兴国战略需要的跨世纪复合型高级人才是研究生教育的一个重要课题[3]。近年来,作为与人类健康状况监测、疾病早期诊断和治疗密切相关的新兴交叉学科—生物医学光子学得到了飞速发展,有越来越多的学者和研究生从事该领域的研究工作。本文将剖析生物医学光子学的学科特点和研究生培养现状,进而探索适用于该交叉学科的研究生培养模式。

1生物医学光子学的学科特点

生物医学光子学是作为生命科学和医学研究的辅助手段而发展起来的,它以生物或医学样品为研究对象,以医学、生物学和光学工程等学科的基础知识的充分融合为基础,通过工程技术手段为生物医学研究或临床应用提供检测或监控仪器和方法,所以生物医学光子学的发展和成功应用除了对生物或医学学科本身的发展具有促进作用外,对工程学、物理学、化学、材料学等学科也提出了新的要求,并客观上推动和促进了这些学科的交叉和技术的融合[4]。生物医学光子学可分为生物光子学和医学光子学两个部分,分属于生物学和医学领域,但二者的研究内容并无严格界限。也可以根据应用目的的不同,将生物医学光子学划分为光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域[5]。由于生物医学光子学的学科跨度大,不能明确界定在某一单一学科领域内,所以并无生物医学光子学专业,而是根据导师隶属单位情况和科研项目需要,在光学工程、电子工程、生物医学工程、生物技术、临床医学等一级学科下设置该研究方向,招收并培养研究生。

2当前生物医学光子学研究生培养面临的困难和问题

生物医学光子学的研究需要生物医学和工程技术两方面多学科知识的交融,需要生物学、医学、药理学、病理学、脑科学、光学、电子学、图形图像学、信号处理等多学科专家学者的参与,因而具有复杂性和综合性的特色。这种特点促使我们在生物医学光子学专业研究生培养时需要特殊的学术环境,需要观念上的转变和政策上的支持,更需要高水平的导师队伍和先进的培养模式来保证。目前,生物医学光子学方向的研究生培养还面临以下问题。

2.1缺乏新技术和新知识的传授,知识培养体系亟需完善

生物医学光子学的理论知识和技术更新都很快,不断有新的应用领域和市场需求出现,国家和社会要求我们培养具有更强创新意识和应用实践能力的研究生,可以在某一行业领域担当领头人。但当前的研究生培养,对新技术和新知识的传授不足,教材内容严重滞后,缺乏让学生开拓视野、跟随学科领域发展前沿的综合交叉性课程。

2.2研究生培养环节缺乏规范性

从事生物医学光子学交叉学科的研究生,其本身的专业背景多属于传统的单一学科范围,攻读的研究生学位也多属于此范围等。由于生物医学光子学这门交叉学科涉及的知识内容非常广博,而导师的科研课题又非常具体,使这种以导师科研课题作为研究生培养载体的方式,具有较大的不确定性和随意性,无法兼顾研究生的专业背景、科研兴趣和科研课题几方面的因素,常常是为了完成课题而进行相应的学习,未能在研究生对知识的综合—消化—应用方面下足功夫,在研究生的科研培训和能力培养环节缺乏系统性和规范性。

2.3研究生的培养质量受限于导师的研究课题

当前生物医学光子学的研究生培养大多依托于导师现有科研项目,因此在培养过程中存在一系列问题,如:以完成特定生物医学光子学研究课题为目标的研究生培养,对培养目标以及培养过程等没有清晰明确的认识,无法让学生既具备合理的知识结构,又具备综合多学科知识的素质和能力;有的导师的研究课题仅是借用了其它学科的名词和概念,而未真正开展跨学科领域的研究内容,结果是研究生的理解、认识混乱,甚至出现概念错误等现象;还有研究课题仅仅是生物医学和光学内容的简单叠加,缺乏真正的融合和借鉴,研究生在课题研究中无法深入下去。以上种种,不但不能产生创新成果,反而影响了研究生培养质量,阻碍了研究生的学术水平提高。

2.4现行的教学管理体制难以满足学科交叉研究和研究生培养的需要

世界各国对交叉学科研究极为重视。英、美等发达国家都相继成立了生物医学相关的交叉研究中心,便于来自不同学科背景的科研人员相互交流和沟通,为前沿学科建设开辟道路。反观国内,只有少数几所重点大学或中科院的研究所设立了专门从事生物医学相关领域的交叉学科研究院或研究中心,如,北京大学的前沿交叉学科研究院建立的生物医学跨学科研究中心,而大部分学校院、系划分都是长时间不变的。从事生物医学光子学研究方向的教师要有确定的学科“归属”才具有所在学科的资源(包括经费和科研设施等)使用权,而研究生也是通过某一特定学科的入学考试内容,遵循其培养方案和培养目标进行学习和科研培训[6]。严格的学科界限使生物医学光子学研究方向的导师无法合理整合校内资源为交叉学科研究服务,是开展交叉学科研究生培养的直接障碍。

3生物医学光子学研究生培养模式的探索和建议

完善培养和管理工作是生物医学光子学方向研究生培养顺利进行的保证,我们需要在人才输入(招生)—人才培养—人才输出(学位授予)这三个方面都留有足够的空间,给予适当的政策倾斜,并完善配套的管理运行机制。

3.1采取灵活的招生政策,鼓励跨学科招生

招生机制是人才培养机制三步曲中的第一步,高质量的生源是高水平人才培养的第一关。我们的目标是选择合适的人,创造适合的环境,让通过适当的机制选拔进来的人能在这样的环境中成为优秀的交叉学科人才[7]。因此,为发展生物医学光子学交叉学科研究,调动导师在交叉学科培养研究生的积极性,调动学生从事交叉学科研究的热情和兴趣,学校对交叉学科研究生的招生工作应采取特殊的政策:首先,对交叉学科的招生名额分配有倾斜政策,以支持交叉学科的学科发展和人才培养;第二,鼓励跨学科招生和报考,例如,光学工程专业生物医学光子学方向招生,即可以招生简章中列出欢迎生物、医学相关学科研究生报考,并增加相应的入学考试可选科目;第三,学校保留部分名额优先录取优秀的跨学科学生或接收跨学科推免生等。#p#分页标题#e#

3.2规范研究生培养和管理环节

(1)设立跨学科联合指导教师小组。目前的研究生培养主要采取导师责任制,是一对一的责任关系。但对生物医学光子学研究生而言,应结合科研需要、本单位研究特色以及研究生的专业背景,合理配置跨学科联合指导老师小组,整合本校内的优势力量,实行多对一或多对多的师生关系,如,以生物显微成像为特色的单位,应配备细胞生物学、光学工程和图像处理技术方面的导师队伍,以光学医疗仪器为特色的单位,应配备光学、测控技术和临床医学方面的导师组。来自相关学科的高水平教师共同培养交叉学科的人才,对研究生相关学科知识结构的建构和高水平研究课题的选定都具有重要作用,同时,研究生也可以在导师组的指导下以补修和自学等方式学习欠缺的跨学科知识。

(2)严把培养环节质量关。导师指导小组要对研究生从入学、选课、选题、科研实践、、毕业答辩各个培养环节全面负责,将知识传授和能力培养相结合。首先,入学之初,指导小组即对每个研究生的学科背景和能力进行评估,针对学生的背景和兴趣初步确定科研方向,并制订课程学习计划,为学生完成生物医学光子学交叉学科研究课题储备必要的专业知识,同时鼓励学生选修具有“新兴、前沿和交叉”特点的课程;其次,安排跨学科的学生补修部分相关学科的本科生课程,以补充知识上的欠缺;第三,指导小组要为学生提供参与科研实践的平台,在未正式进入课题之前,指导学生参与短期(2～3个月)科研轮训,使学生对本学科方向正在进行的科研内容有所了解,进而因势利导明确研究课题;第四,导师指导组应随时跟进研究生的科研进度,在研究生论文选题和中期检查时对所开展科研工作进行正确的引导和调整,保证培养过程的顺利进行。

(3)构建科研大平台,引导研究生学术成长。良好的科研环境是个人学术成长的关键因素。构建生物医学光子学科研大平台,吸引更多相关学科优秀的科研人员加入到导师队伍中来,是提高研究生培养质量的重要举措,不同学科学术思想的熏陶,不同思维方式的影响以及多学科导师在科学研究方面的通力合作和团队精神也会对研究生产生潜移默化的影响,有利于其学术成长;此外,导师要充分调动研究生的积极性,保护研究生跨学科研究的科研热情,重视研究生个人的主观能动性和兴趣,只要使用正确、合理的引导方式,不同专业背景的研究生与导师之间可以碰撞出很多新的思想火花,获得意想不到的收获。

(4)多途径培养创新人才,完善知识体系。在当今这个多元化的时代,人才培养的途径也是多种多样的。为了适应生物医学光子学领域对创新型人才的需求,学校应设立专项基金,支持和鼓励研究生从事学术交流,如吸引学生参加国际会议、科技竞赛、制作大赛等活动,激发学生主动学习的兴趣,引导学生掌握正确、科学的学习方法,尤其是适应自身特点的学习方法及获取知识的能力,引导学生学会用所学的知识创造性地解决实际问题,提升学生实践能力与创新精神。此外,针对课程设置方面存在的问题,建议在专业培养目标指导下,从师资队伍、课程内容、实验教学资源全方位的整合。鼓励老师多开设前沿性课程,邀请本领域国外专家为研究生开设讲座类课程;通过汲取国内外相关领域的先进经验,结合科研和实验教学资源,建设生物医学光子学交叉学科系统、完善的知识体系,重视课程内容的系统性、前沿性及与本单位研究特色的相关性,重视学生集成—融合—应用能力的培养。

3.3正确把握学位内涵,严格学位授予工作

学位是评价个人学术水平的一种尺度,是表明个人学术水平的资格证书,是在某一学科、专业上达到一定标准的凭证。具体到生物医学光子学方向,完成研究生教学环节,达到生物医学光子学方向研究生学位授予要求的研究生,是表明该研究生在生物医学光子学领域达到一定学术水平标志,应具备以下特点:了解本学科的研究现状和前沿问题,能够在相应的学术背景之中提出和确定具体的研究课题,能够论证该课题的学术意义和社会意义;明确自己研究问题的难度和解决问题的关键之所在,能够在导师指导下提出可行的研究方案和周密的实施计划;能够在导师的指导下独立研究问题、解决问题,独立完成实验,能够做到理论与实践的有机结合,并将结果整理成规范的学术论文。因此,研究生培养单位、尤其是研究生导师组,除在入学之初对学生进行必要的引导外,更应加强对研究生培养过程中各环节的检查与监督,严格课程教学、论文选题、答辩等方面的工作,严审研究生毕业资格,扭转学生重结果轻过程的心态,真正为社会输送合格的、具有革新和创造力的生物医学光子学人才。

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【关键词】白芍总苷；临床应用；制剂；研究进展

【中图分类号】G446 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484（2013）11—0100—01

白芍总苷（total glucosides of paeonia，TGP）是从中药白芍（Paeonia lactiflora pall）饮片提取的总苷，是白芍中具有生理功效成分的混合物，其中芍药苷的含量占总苷的90% 以上。以白芍提取的有效成分芍药苷为主要成分的帕夫林，已作为第一个治疗风湿性关节炎的抗炎免疫调节中药应用于临床，疗效显著[1]。至今，TGP的研究和应用绝大多数集中在治疗风湿免疫疾病及调节免疫功能方面，但最近也有TGP在心血管、皮肤等病变方面的治疗与研究报道，本文综述了TGP近年来在此方面的研究与应用，旨为相关疾病的治疗提供依据。

1 治疗慢性荨麻疹

邹氏以白芍总苷联合依匹斯汀治疗慢性荨麻疹三组共60例，有效率90%，且不良反应少[2]。孟氏以白芍总苷联合咪唑斯汀治疗慢性荨麻疹40例，有效率90%，疗效明显好于对照组[3]，盛氏以地氯雷他定联合白芍总苷治疗慢性荨麻疹30例，结果治疗组的疗效（60%）显著好于对照组（33.3%），且无明显不良反应[4]。任氏检测给予白芍总苷治疗的慢性荨麻疹患者（30例）治疗前后血清IFN-γ、IL-4、IL-17水平，结果治疗后患者血清IL-4、IL-17的浓度较治疗前显著降低（P

2 治疗银屑病

孙氏以白芍总苷联合一清胶囊治疗寻常型银屑病56例，有效率89.3%，显著高于对照组（P

3 治疗散发型白癜风

叶氏以白芍总苷联合吡美莫司治疗散发型白癜风45例，结果白芍总苷联合吡美莫司能促进散发型白癜风患者皮损恢复，改善外周血CD4+/CD8+T细胞比值，提高CD4+/CD25+调节性T细胞水平[8]。

4 治疗干燥综合征

蔡氏以白芍总苷联合甲氨蝶呤治疗干燥综合征60例，治疗组有效率83.3%，与对照组差异显著（P

5 治疗附睾淤积症

陈氏用微波联合白芍总苷治疗附睾淤积症27例，总有效率92.59%，表明微波联合白芍总苷是治疗附睾淤积症的一种有效方法[10]。

6 治疗慢性肾炎蛋白尿

谢氏以白芍总苷联合氯沙坦甲治疗慢性肾炎蛋白尿33例，结果治疗前后尿蛋白定量明显下降，治疗组较对照组下降的更显著（P

7 对心肌重构的影响

韩氏研究白芍总苷对盐酸异丙肾上腺素、左旋甲状腺素诱导所致的心肌重构的影响，结果表明白芍总苷具有一定的抗心肌重构作用[12]。

8 治疗掌跖脓疱病

贾氏以阿维A联合白芍总苷治疗掌跖脓疱病30例，结果有效率87%，明显高于对照组（68%），差异显著（P

9 脂质体和注射制剂实验研究

李氏以逆向蒸发法研究制备了白芍总苷的脂质体制剂，获得了平均粒径为498nm的圆球状单室脂质体，在4℃贮存稳定[14]。刘氏采用柱层析分离、纯化，制得纯度较高的白芍总苷，通过单因素、正交试验选出提取溶媒，考察成型工艺，制成注射用白芍总苷冻干粉[15]。

总之，白芍总苷的临床应用与剂型拓展，扩大了中药白芍的应用领域。随着应用与研究的深入，白芍将更好地为人类健康作贡献。

参考文献：

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[10] 陈少凡.微波联合白芍总苷治疗附睾淤积症27例疗效分析[J].中国医学工程，2013，21（3）： 137.

[11] 谢玉贤，贾 苗.白芍总苷联合氯沙坦甲治疗慢性肾炎蛋白尿的对照研究[J].辽宁中医杂志，2012，39（12）： 2440-2441.

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篇5

1　生物可降解材料的降解生物可降解材料的降解主要以两种方式降解:以水解方式被动断裂和作用下主动水解,后者主要发生在天然聚合物如聚多糖、蛋白质(明胶和胶原)以及聚(β-羟基酸)等,这些物质可在相应的酶作用下降解。对大多数生物降解材料,特别是合成的聚合物材料,水解是降解的主要模式;聚合物化学链类型、pH值、共聚物组成和吸水率可影响其水解反应。聚合物降解过程中伴随着一些物理和化学过程,如齐聚物或单体的结晶、pH值改变、分子量减小、机械强度下降、聚合物全降解、单体和齐聚物释放,这些都可作为衡量聚合物降解的尺度;这些因素是相关的,但不一定具有相同的动力学过程。如聚(L-乳酸)降解过程中拉伸强度很快降低,而降解需要相当长的时间;同时水溶液中乳酸形成齐聚物也影响分子量的测定;单体释放和降解过程动力学也不尽相同,不同聚合物降解和腐蚀参数不同。尽管如此,降解过程和影响因素还是有规可循的。

1.1　化学键类型对降解的重要性聚合物主链化学键类型决定其水解速率。根据聚合物水解动力学数据,或以低分子量化合物(含有聚合物相同键型)水解动力学数据为根据,可将聚合物降解划分为几个等级。酸酐和原酸酯最具降解活性,其次为酯键和酰胺键。但是这种分类方式不是绝对的,在催化条件下降解活性可发生改变,相邻基团位阻效应和电场效应也影响降解过程。

1.2　pH值对降解的影响pH值通过催化作用影响降解速率,多数聚合物都进行过pH值对降解影响的研究。例如,不同pH值下脂水解反应速率可相差几个数量级,脂的水解可被酸性催化,也可被碱性催化。聚乙醇酸和乳酸-乙醇酸共聚物缝合线断裂强度与环境pH值密切相关;在中性介质中强度最高,而在高pH值和低pH值环境降解较快,低pH值时降解产生羧酸,使pH值进一步下降,形成自催化降解。应用酸性或碱性赋形剂可控制聚合物水解速率,也可由内部pH值调整聚合物降解速率。

1.3　组成对聚合物降解的影响在聚合物主链中加入第二种单体可影响聚合物结晶和玻璃化转变温度等性质。聚酸酐的降解同样也受到组成的影响。

1.4　吸水率对降解的影响水解反应是水与含官能团的活泼键之间的双分子反应,疏水性聚合物吸水量少,降解速度慢;相反,亲水性聚合物可吸收大量水分,降解速度快。所以在药物释放中吸水是重要指标。

2　生物可降解材料的应用前景可降解材料除上述品种已在医学中应用外,近年来研制的聚酐是最理想的表面降解聚合物材料。改变聚酐聚物单体中的比例,可制备降解1周至几年的聚合物。美国公共机构复审委员会(IRB)和美国食品药物管理局(FDA)已批准在美国33家医院使用聚酐与亚硝基脲(一种抗肿瘤药物)结合的药片。在脑肿瘤手术后将此药片埋植在手术部位,可有效提高药物浓度,杀伤局部残存的肿瘤细胞。现已有100多名患者接受此项治疗,生命期比常规用药者有显著的延长。人们也研究用于疫苗释放的可降解聚合物材料。该材料降解产物既能刺激免疫反应又同时在较长时间内释放抗原。现已研制了可水解的亚胺基碳链的酪氨酸或其衍生物组成的聚合物,可提供持续的佐药物质。同时,作为抗原仓库,在小鼠实验中已取得满意结果。近年在遗传工程领域合成了许多使人感兴趣的具有药理学活性的多肽。但多肽和大分子药物经口服无效。现研制的一种由乳酸一羟基乙酸共聚物和醋酸组成的注射微粒,可持续释放多肽达30天。FDA已批准将该多肽控制释放系统用于临床。近年该系统用于前列腺癌治疗,用于胰岛素、生长素和血管形成刺激因子的控制释放,类似的释放系统也正用于子宫内膜异位和其它疾病的治疗。在组织工程学领域可降解材料的应用有飞速的进展。如用聚乳酸等材料制备的新生软骨、角膜上皮细胞在聚乙烯醇材料上种植、聚羟基乙酸表面胚胎上皮细胞生长后用于皮肤移植等。聚β羟基苯酯(商品名Biopol)做为无需拆除的外科缝线和敷料,生物工程中的细胞外基质,显示出其巨大的应用前景。目前研究主要侧重在转基因菌株生产成本较低的聚β羟基丁酯(PHB)使生产费用更加低廉。综上所述,生物可降解材料具有广泛的应用和发展前景,在未来的10年将涉及医学的各个领域,并将取得突飞猛进的发展。进一步深入研究生物降解材料及其降解产物,研究其结构特征、性质、转归以及对机体的影响,将是重要的课题;这将有利于可降解材料的利用和开发,有利于我国对生物可降解材料学科的进一步发展。

参考文献

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11　Langer R et al.Tissue engineening.Science.1993;260:920

篇6

【关键词】钽铌行业；发展现状；前景

1 我国钽铌在国民经济中的地位及目前的发展现状

稀有金属材料技术是新世纪材料科学与工程领域中最受重视的学科之一，是高新技术发展关键材料，钽铌新材料在其中扮演着重要的角色。现代高科技诸如信息技术、新能源技术、空间技术、生物技术、超导技术等发展都与稀有金属材料尤其是钽铌新材料息息相关。钽铌新材料在高科技领域有越来越广泛的发展空间，首先是钽铌电容器向高容量领域拓展；其次，硬质合金的切削工具朝着超硬、微精尖方向发展，应用市场预计将保持稳步攀升态势；再次是钽铌应用在航空航天工业上，钽铌基合金及其它特种合金上会继续平稳发展。近年来，特种铌钢需求继续增长，除发达国家外，第三世界国家也有了需求。特别超导材料将大量用于磁体材料以及高新计算技术等，并正在进一步拓展，钽铌材料的新应用还将不断被开发。依据世界高科技产业发展的进程，今后5-10 年钽铌工业仍将保持12%以上的增幅持续发展。[1]钽铌新材料的开发具有广阔发展空间和市场前景。当前钽铌新材料应用的相关高技术产业领域包括电子、精密陶瓷和精密玻璃工业；电声光器件；硬质合金，宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等产业。

中国钽铌工业从20世纪50年代中期的基础研究起步，20世纪60年代逐步开始采选、冶炼、加工以及应用的生产，初期冶炼、加工生产规模、技术水平、产品档次和质量状况与发达国家比较相差甚远。自20世纪90年代，特别是1995年以来，中国钽铌工业加快了和世界钽铌工业的融合。呈现出快速发展的态势。进入21世纪，中国钽铌工业表现出企业增多、产能增加、技术提升、产品更新、质量改进、应用扩展、环境改善等新特点，在国际钽铌行业的地位进一步提高，市场格局也发生了新的变化。经过60年的发展，已经实现了“从无到有、从小到大、从军到民、从内到外和由弱到强的转变，逐步形成了钽铌金属从采矿、选矿、冶炼、加工到应用的具有自主知识产权的较完整的工业体系，冶炼、加工工艺技术不断创新，生产装备持续更新改造并日趋完善，产业队伍和生产规模快速壮大和发展，中国钽铌工业开始进入了世界大国的行列。2008年各种产品的总产能已占世界的30%以上，短期内将很快超过50%，80%以上产品出口国外。到2008年末，具有一定规模的企业单位数量从上世纪末的16家增加到25家，从业人数达5535人，其中科技人员1845人，行业总资产达35亿元，行业年销售收入33亿元，产品门类达40个系列200多个品种，年生产能力折金属钽近1000吨、金属铌500吨，氟钽酸钾5400吨、氧化铌3100吨、氧化钽1000吨、钽丝180吨。由工业化初期11个品种20余种规格，发展到品种齐全、种类繁多（几乎覆盖了钽铌金属的全部类别品种）40余个系列200余个品种规格，产品的质量和档次大幅提高。2008年，中国钽金属产量超过600吨，占世界总产量1835吨的30%以上；铌折合金属产量1000吨。[2]

2008年下半年以来，受全球金融危机影响，世界电子行业出现萧条，钢铁企业大幅减产，对我国钽铌工业产生较大影响，这种影响一直持续到2009年，产量和出口下降，价格与2008年年底的最低水平基本持平，效益下滑，多数企业处于亏损状态。面对严峻的全球经济形势，我国钽铌行业以市场为导向，坚持技术创新，仍然保持了迅速的发展势头，总量不断提高，高端产品在国际上占有近60%的份额，在全球钽铌行业具有极其重要的地位。据统计，仅在2012年，我国钽铌行业就实现了近60亿元的销售收入。[3]

2 钽铌行业目前的主要产品及功能性能

目前钽铌行业中的主要产品有钽粉（电容器级冶金级）、钽丝、碳化钽、钽及其合金锭、钽及其合金加工材（板、带、管、棒、线）、钽靶材、氧化钽（工业、光玻、高纯）、钽酸锂单晶；铌粉（电容器级、冶金级）铌条、铌及其合金锭、铌及其合金加材（板、带、管、棒、线）、氧化铌（电器级、工业、光玻、高纯）、碳化铌、铌酸锂单晶、铌及其合金超导材等。

钽粉和钽丝是制造钽电容器的关键材料。广泛地用于手机、计算机、数码产品、汽车和航空航天电子等领域，全世界60%左右的钽用于制造钽电容器。钽、铌靶材用于半导体装置和液晶显示技术，氧化铌、铌粉、铌丝用于制造陶瓷电容器和铌电容器，铌丝主要用于生产高强度低合金钢、不锈钢、耐热钢、间隙钢、碳钢、工具钢、轨道钢、铸造钢，全世界90%左右的铌用于钢铁工业。将钽或铌添加到钨、钼、镍、钴、钒、铁基合金中或以钽、铌为基添加其它金属元素可生产超合金，超合金是航天航空发动机、陆基气流涡轮发动机、现代武器、恶劣工业环境设施的重要结构材料。用碳化钽、碳化铌等硬质合金制造的刀具、钻具等工具能经受近3000℃ 的高温，其硬度可与金刚石媲美。由于铌和钽具有良好的超导性，在制造电线、电缆的材料中加入铌和钽，可以大大减少电能的损耗，从而节省电能。钽铌是优质耐酸和耐液态金属腐蚀的材料，在化学工业中可用于蒸煮器、加热器、冷却器和各种器件器皿等。此外，钽铌金属及其合金还可用作原子能反应堆包壳材料和高能物理超导装置，同时，钽是理想的生物适应性材料，被广泛应用于医学外科手术之中。

3 该行业的发展前景

展望中国钽铌工业的发展，仍然存在着原料短缺、高新技术产品开发能力不足、产业发展缺乏规划、指导和调控等诸多问题。但随着各应用领域的进一步拓展，随着国家对民族钽铌工业的高度关注和落实科学发展观的要求，中国钽铌工业一定能站在促进整体进步发展的高度，主动应对发展进程中的矛盾和问题。随着世界电子、冶金、航天、航空等高新技术的发展，国际市场对钽粉、钽丝等稀有金属冶炼与加工新材料、钽铌晶体材料以及铌合金的需求量日益增加。目前国外钽铌金属冶炼厂、加工行业都在推行全球经济一体化和综合化，积极开拓市场，提高市场占有率。实施钽、铌主要产品的技术开发，将大大提高我国钽、铌系列产品的技术水平和国际竞争能力，确立我国民族产业在钽、铌领域的国际竞争中三份天下有其一的局面。

【参考文献】

[1]2013-2017年钽铌行业竞争格局与投资战略研究咨询报告[EB/OL].， 2013-02-07.

篇7

关键词：等离子体 浸没与注入 应用 技术

1 等离子体浸没离子注入技术

等离子体俗称物质存在的第四态，是指在一定强度的电场作用下，气体中的原子受到激发，内部带点粒子发生加速运动相互碰撞后进行能量传递，最后电离放电而形成的一种物质。等离子体在常规条件下是不可能产生的，必须在特殊条件下才能形成。而等离子体注入，就是等离子体的一种应用领域，也是目前运用比较多的一种表面改性处理技术，是通过向基体注入外来离子而改变基体材料表面组成成分以及结构，达到改变基体材料各种性能的目的。

等离子体浸没离子注入英文简称为PIII，其设备由等离子体源、脉冲电源、真空室以及真空泵四大部门组成。将样品置入实验真空室内，并安装在特定需要的位置，当真空抽至所需要求时，将工作气体通入真空室内，通过射频耦合等多种方式将通入的气体电离成等离子体。由于等离子体在真空室内处于弥漫状态，因此可以达到样品完全浸没气体的目的。向样品表面施加负脉冲偏压，等离子体在负偏压的电场作用下，电子向真空室壁运动，正离子向样品表面停留，便形成了一层厚度较厚的正离子鞘层。此时，正离子在电场作用下获得能力，垂直入射到样品表面，达到了样品表面注入离子的目的。

与传统的离子注入技术相比，PIII有着独特的优点。在实验过程中不需要旋转样品，因为在真空室内形成的等离子是属于弥漫型，能达到360°浸没与注入的效果；可以加工形状复杂的样品；所加偏压高，足以满足正离子注入样品表面，与原有粒子发生结合形成新的金相组织结构，既能保持样品材料原有性能、表面光洁度和尺寸，又能以改变这种材料表面的物理，化学及机械性能。

2 等离子体浸没离子注入技术的应用

1987年，rad教授在美国提出了PIII技术，运用至今，已有多年历史，并是当前表面改性的热点，以其设备简单、效率高、成本低的特点广泛应用于各种领域。其中，运用最多的是对材料的表面改性领域中，以此提高材料表面的磨损性能。

目前，我国已经提供了多种离子的浸没与注入设备，如：非金属类有N、C、B等；金属类的有W、Ta、Ti等。郑立允等人在W6Mo5Cr4V2钢制螺母冲头表面进行PIII技术处理后，研究其耐磨性能，发现其使用寿命提高了三倍以上。刘洪喜等人使用PIII技术在9Cr8轴承钢表面进行不同工艺的气体、金属以及混合等离子以及碳化钛和类金刚石薄膜的等离子表面处理，并研究了处理后样品的各种性能，结果发现经过PIII技术处理的试样表面显微硬度增大，摩擦磨损性能显著提高。另外，刘洪喜还对Ti6Al4V表面进行PIII技术改性，比较了灯丝放电和射频辉光放电两种等离子体形成方式的PIII对基体表面进行氮离子注入后的改性效果，分析表明，利用这种技术处理后可以使Ti6Al4V样品表面的显微硬度提高80%，摩擦系数降到0.16，表现出抗磨损性能显著提高。王钧石采用PIII技术对45钢进行氮离子注入后分析改性45钢的注入表层的成分、组织和性能，研究发现注入层的剖面氮浓度分布呈高斯分布特征，注入层中有大量氮化物相形成，注入层的显微硬度和摩擦性能有明显改善。王允江采用等离子体浸没注入与沉积技术在T225NG钛合金材料表面制备了Ti-N/Ti复合薄膜，并进行各种性能分析，结果显示改性材料表现出较好的耐磨性能。另外，宋教花等人使用金属等离子体浸没离子注入技术在Si基体上进行动态离子束增强沉积NbN膜，制备的薄膜结构致密，表面光滑，硬度高，其性能优异，其制备方法简单而高效。张瑜采用等离子体浸没离子注入与沉积技术对纯铁进行表面改性以改善纯铁的耐腐蚀性和生物相容性，分别进行对纯铁进行高压低频、低压高频氧等离子体浸没离子注入后，氧离子注入纯铁表面形成了铁的氧化物，研究结果发现，特定工艺下处理的纯铁样品表现出优异的耐腐蚀性能以及良好的生物相容性。包娟娟采用高频低压等离子体注入及氮化技术在工业纯铁上进行氮离子注入及氮化处理，研究射频功率及氧分压对氮化后样品表面结构、成分及性能的影响，结果表明，样品表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性显著提高。

3 小结

目前，等离子体浸没离子注入技术在等离子研究领域已成为了热点话题之一，它以其独特优势和特点被广泛应用于材料表面磨损的性能改善，但其具体应用操作技术仍有待进一步改善，并对其进行深入研究，以找出PIII技术在应用过程中所存在具体问题及应对策略。

参考文献：

[1]王允江，刘捍卫，张鹏程，邱绍宇，朱昊，等.离子体浸没离子注入与沉积TiN/Ti复合涂层高温微动磨损特性研究[J].与密封，2007（08）.

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[3]刘洪喜，汤宝寅，等.9Cr18轴承钢表面不同等离子体浸没离子注入强化处理技术研究[J].材料科学与工程学报，2005，23（2）：167-

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[4]刘洪喜，汤宝寅，等.钛合金的等离子体浸没离子注入表面强化处理[J].稀有金属材料与工程，2005，34（8）：1318-1321.

篇8

统计学论文2300字(一)：统计学方法的发展及其在大数据中的应用论文

【摘要】现阶段，统计学方法在我国企业管理中有广泛应用。本文尝试对统计学方法的诞生以及发展情况进行了简要的分析，同时还对统计学方法在现今大数据时代的应用情况进行了探索。

【关键词】统计学方法发展大数据应用

对于统计学方法来说，诞生的最初只是为了进行单纯的计数以及描述，随着统计学方法的不断发展，其所涉及到的内容更加多样化。在统计学家以及各个领域专家的不懈努力之下，统计学方法正在不断的进步以及完善，在实际应用的过程中也发挥出了较为理想的效果。在现阶段大数据的时代背景之下，对统计学进行深入探究是非常重要的，会对今后多个行业的快速发展起到促进作用。

一、统计学基本发展探析

对世界统计学的发展情况进行分析，会发现，其与科学界的发展趋势较为类似，随着统计学的不断完善，也开始与其他科学进行融合发展。对统计学进行总结，可以发现，其主要具备两个基本结合趋势，即与实质性学科结合的趋势以及与计算机学结合的趋势。对于统计学来说，其与经济学结合发展我国有广泛的应用，并且产生了经济统计这一专业；而统计学与教育的结合产生了教育统计。对于这些分支学科来说，其具有双重属性。一方面是统计学的分支；另一方面是实质性学科的分支。随着计算机信息技术的不断发展，其运算能力不断提升，这也使得大规模的统计调查工作在实际展开的过程中取得了理想效果，不仅保证了数据计算的准确性，同时也保证了计算的高效性。因此，在进行统计学技术研究发展的过程中，与计算机技术的深入结合应用是重要发展途径。通过对计算机软件的有效应用可以使统计计算过程中一些疑难的部分得到有效解决，同时也使得统计计算的展开更加方便。从现阶段我国经济类统计专业的教育情况来看，一方面在对统计方法进行创新教育，另一方面在对学生利用商品化统计软件包装能力进行提升。由此我们可以看出，在今后统计学的发展过程中，势必不能离开计算机技术的支持。在今后统计学相关专业的教育过程中，应该对学生的计算机程序设计以及利用能力进行培养提升，使得在展开统计工作的时候可以通过统计模型的编程来实现。

二、统计学方法在大数据中的应用趋势

（一）统计学方法及相关领域的动态分析

目前，国内外对统计学都有较为广泛的应用，主要应用在教育行业、生产制造行业以及企业管理当中，取得了较为理想的应用效果。根据CNKI数据库中统计方法、机器学习分布情况可以看出，在机器学习领域的论文数量从2013年以后一直呈现出持续增长的势头，并且在2016年超过了统计方法领域的论文数量。由此可以说明，我国在机器学习领域的发展速度正现出稳定提升的趋势，反映了我国在大数据领域研究方面越来越深入，所应用的研究方法也开始呈现出多样化的特点。从总体上来看国内在统计学方法研究过程中已经取得了阶段性的成果，并且其所面临的拐点与国家上的统计学发展拐点基本保持一致，大概都是在2013年开始对大数据以及将其学习等方面有了深入的探究，并且开始逐渐取得突破性的成果。而机器学习方法的论文数量都是在2016年开始超过统计方法的论文数量。但是与此同时，我们也看出其差异性也很明显，国内在统计方面研究的论文以及在机器学习方法方面研究的论文与国际相比较尚且存在较为明显的差距，并且这种差距呈现出了持续性的特点，这也使得我国在这两个领域方面还有很大的发展空间。

（二）统计学方法及相关领域研究方向分析

经过对CNKI数据库中的统计方法以及大数据领域期刊论文分布情况进行分析之后，可以看出，统计方法领域中出现频次最高的是“统计分析”以及“数理统计”、“人工智能”；在大数据领域出现频次较高的是“云计算”、“图书馆”以及“物联网”等关键词。通过上述关键词来看，其所涉及到的内容都是反映当前我国统计以及大数据技术所研究的重点以及热点，同时我们也可以看出，现阶段我国在统计与大数据领域方向的研究存在着一定的重合。在进行的数据研究的时候，需要应用到统计学方法，同时统计学方法在利用的时候往往也需要与大数据进行结合。

（三）统计学方法的发展展望

有数据的地方势必就会涉及到统计学。从17世纪开始，国势学派以及算数学派的争论到今天大数据计算、计算机技术的相互作用，使得统计学的内容正在不断完善，并且其应用领域也在不断扩大，随着大数据时代的来临，使得传统的统计学发展方向发生了一定转变，开始从小样本的统计推断分析走向大数据量的挖掘分析，从而使其所掌控的数据量不断提升。在未来统计学方法发展的过程中，应该注意将统计学与新的数据思维相结合，从而产生一种新型的、应用范围更广的大数据算法。从现阶段我国大数据方法创新发展的情况来看，其与国际研究在深度以及广度上还存在不小的差距，这也恰恰说明了我国在大数据统计学方面还有很大的进步空间。现阶段，国内的大数据研究更多的是停留在信息化产业上，与其他行业的融合发展趋势尚且不明显，这也使得信息服务以及数据产业的创新发展受到了一定影响。在今后统计学发展的过程中，其研究热点势必会从数据分析以及数据发掘向算法方向转移，这样也使得大数据技术与统计学方法二者之间的联系更加紧密。

结束语

综上所述，我国统计学方法在今后发展过程中应该充分考虑到实际需求，积极适应时代变化，现阶段大数据时代已经全面到來，并且大数据技术在我国有广泛应用，在实际应用的过程中取得了较为理想的效果。将大数据与统计方法进行结合可以使统计学方法的作用得到更好的体现，也使得统计学方法不断的进步以及拓展，在大时代背景之下，其功能性得到了更加充分的展现。

统计学毕业论文范文模板(二)：线上线下混合式教学在生物统计学教学中的实践与研究论文

[摘要]为提升生物统计学课程的教学水平，针对传统生物统计学教学中的局限，分析和实践基于线上网络教学+线下面授教学的混合式教学模式在生物统计学教学中的应用策略和方法。实践表明，通过线上+线下的互动与教学，能激发学生学习的兴趣与动力，丰富生物统计学的教学形式与内容，促进生物统计学教学质量的提升。

[关键词]线上线下；混合式教学；生物统计学；实践

[作者简介]严明（1981—），女，重庆人，博士，讲师，研究方向：生物技术。

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1674-9324（2020）25-0273-02[收稿日期]2020-03-18

生物统计学是生物医学类专业的必修课程，学生通过学习本课程掌握实验设计的原理和方法，并学会对实验数据进行统计分析和处理。然而，生物统计学涉及到大量基础理论，单纯通过教师讲解，学生理解度较低，学习效果不佳。如何在有限的课时内，改革传统的以讲授为主的教学方式，有效提高教学效果是生物统计学教学亟待解决的难题。

近年来，随着互联网信息技术的发展，一种基于线上网络教学+线下面授教学的混合式教学模式应运而生。该模式可避免传统教学模式中以教师为主导，学生学习主动性差的缺点，又可克服学生完全在线学习缺乏监管、学习效果不佳的困难。本文尝试将混合式教学方法运用到生物统计学教学中，以期在有限的教学时间内最大限度实现教学目标，提升课程教学效果。

一、线上线下混合式教学的概念及内涵

线上线下混合式教学是一种新兴的教学模式，授课教师利用网络教学平台向学生提供教学视频和课件等教学资源，并设置作业、调查等互动模块，学生利用课外时间自主完成学习任务，并通过平台与教师交流。在线下课堂，教师根据学生在线学习的情况，对疑难问题进行有针对性的讲授，帮助学生理解、掌握教学难点。

线上线下混合教学模式打破了教学的时空限制，学生可以灵活安排学习时间，通过学习在线资料提出问题，并带着问题进行课堂学习，有效提升学习效率。线上线下混合教学还可帮助教师动态掌握学生学习情况，生成客观的过程性评价材料，并丰富课程的教学形式，拓宽教学路径，因此正逐渐成为高等教育领域的一大趋势。

二、生物统计学课程教学面临的困境

1.教学时长受限。目前，本校生物统计学面向生物医学工程和医学信息工程专业开设，每学期共32个课时。由于教学内容抽象，而且学生要通过大量实践才能掌握统计学原理在生物研究中的应用，因此，教学难度高，课堂教学时间很难满足教学需求。

2.教与学不同步。传统教学模式下，教师与学生之间的沟通以课堂为主，教师按照教学安排按部就班地进行教学，对学生需求重視不足；学生缺乏主动反馈的意识，教师很难掌握学生的真实学习状况，教与学处于不同步状态。

上述困境对如何拓展教学时间，完成课程教学并指导学生学以致用提出了新的挑战。

三、线上线下混合式教学在生物统计学教学中的实践探究

1.构建线上教学平台，实现课前线上自主学习。授课教师首先以超星泛雅平台和学习通APP为依托构建线上教学平台。教师在平台上将课程每章的重难点列示出来，搭建课程框架体系，并上传包括课件和教师根据课程知识体系录制的教学视频等资料。教学视频时长控制在15分钟以内，并保证精炼、易懂，让学生不会因视频过长而放弃观看，提高学习时效。同时，在教学平台提供视频配套的课件资料，方便学生下载并配套观看。教师还在平台设置了视频弹幕问答和闯关式章节测试，学生通过答题和测试后才能进入后续章节的学习。

在教学实践中发现，线上教学平台还可以为理论教学提供良好的拓展实践平台。教师可以在线上平台提供实验设计及实验数据分析的实例供学生练习，实现对课时压缩的有效弥补。学生普遍反映网络教学平台十分有利于自主学习，尤其是遇到知识难点时，学生可以通过反复线上观看教学视频来帮助理解，能达到较好的学习效果。

此外，线上教学平台可以通过视频回放次数、测试完成程度等数据统计帮助教师了解学生之间的差异性，既方便教师掌握学生学习状态，分析存在的问题，也为线下课堂教学提供依据，在后续教学中因材施教，满足不同层次学生的个性化学习需求提供依据。

2.线下检测自主学习效果，实施针对性教学。采用线上线下混合模式教学，课堂教学的任务发生转移。教师要集中精力对知识点进行梳理和归纳，并针对重难点以及学生在线上学习过程中的困难进行答疑解惑和查漏补缺。在教学实践中，为完成上述任务，在每个章节的线上学习完成后均安排答疑和小组讨论，让每位学生通过多种方式修正和完善遗漏或理解错误的知识点。全部授课结束后，授课教师向学生发放了关于教学效果的调查问卷，结果显示，78.2%（18/23）的学生认为采用混合式教学方法可以把重要知识点学透，在课堂上有更充裕的时间进行消化吸收，更有利于教学内容的掌握。

在线下教学中，教师还对教学场景进行了编排和优化。教师提供具体的实验案例，并以某一具体实验案例（如抗癌药物筛选）为背景贯穿整个课程教学始终，模拟真实实验场景，让学生从实验参与者的角度设计实验流程、整理实验数据、统计分析和解读呈现的全部流程。帮助学生实践生物学研究提出假说—实验验证—得出结论的基本流程，理解生物统计学对生物学研究的重要指导作用，培养学生知识迁移、应用和分析并解决科学问题的能力。

3.课后回顾学习并提升。在课堂教学完成后，师生的教学活动都还没有结束。教师要对线上线下教学过程中容易出现的问题进行整理总结，并将解决方案到网络平台，供学生回顾性学习。学生要对课堂上遇到的问题，搜集学习资料进一步思考和巩固。教师还要对学生课后学习情况进行挖掘，并根据学生的不同情况进行个性化的学习支持。对于有困难的学生，教师要单独辅导和监管，帮助学生完成课程学习；对于学有余力的学生，可以鼓励学生走进实验室，跟随教师的科研工作，完成真正的动手实践，实现素质提升。最终通过师生配合，完成对课程教学效果的提升。

4.教学考核。由于教学形式发生变化，课程的教学考核模式也要随之做出调整和改变。在实践中，教师改变传统的期末考核模式，充分利用线上线下教学记录，实现全过程考核。考试成绩包含网络平台学习考核（25%）、线下课堂表现（25%）和期末闭卷考试（50%）三部分。其中网络平台学习考核由系统根据学习时间、频率以及测试情况生成；课堂表现根据学生听课及参与讨论情况，综合学生互评和教师考核给分。上述考核方式，降低了期末考试在总成绩中的比重，更加侧重于学生的平时学习积累和实践能力的培养。因此，可避免学生“突击考试”的侥幸心理，促进学生向平时主动学习转变，更符合现代教学模式和人才培养的需求。

篇9

国务院提出，到2020年，把节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业发展成为国民经济的“支柱产业”，把新能源、新材料、新能源汽车产业发展成为国民经济的“先导产业”。支柱产业的总量规模将强于先导产业。

产业规模的迅猛增长，有望推动新兴产业成为中国资本市场的“黑马摇篮”。有机构测算，未来10年，如果七大新兴产业对GDP的贡献率实现15％的规划目标，其规模增速有望达到15倍左右。

2010年7月份，本刊曾做了“七新钱景”的封面报道。如今我们再次深入研读政策和参阅大量机构观点，发现占据产业链关键环节和掌握核心技术的企业最具价值，各个细分领域的龙头最值得关注。本文重在梳理投资思路，涉及的个股仅作参考。

新一代信息技术：新兴产业排头兵

其后是一条长长的产业链，重点子行业在新型平板显示、北斗导航、信息安全等领域。

1　在“十二五规划建议”中，新一代信息技术被排在首位。随着IT技术的不断升级和应用范围的持续扩大，该行业覆盖广度和深度都是前所未有，其后是一条长长的产业链，包括信息网络基础设施、新一代移动通信、下一代互联网核心设备、智能终端、三网融合、物联网、云计算、集成电路、新型显示和高端软件及服务器。

在重点子行业中，新型平板显示产业从上游的材料、设备，到下游的电视、“笔记本”、手机、显示屏等市场空间巨大。手机触摸屏渗透率猛增，1PAD风靡全球，IPAD-LIKE平板电脑即将推出，我们时时处处都能感触到这个行业如火如荼的前景。因此，莱宝高科的股价飞上了天。长信科技是国内最大的ITO导电玻璃生产商，该公司的ITO玻璃、电容式触摸屏有望在2011年提前达产，将成为未来两年业绩成长的新动力。

另一个值得关注的子行业是北斗导航领域。北斗导航是全球四大卫星导航系统之一，目前国内市场规模20亿元。据发改委规划，到2020年，北斗系统的市场容量将达到1000亿元，未来10年年均复合增长率接近5096。四维图新已经建成了覆盖全国的高端导航电子地图数据库，是中国第一、全球第五大导航电子地图厂商。作为目前国内唯一具备芯片、终端、元器件生产一体化生产的企业，国腾电子承担了两项核高基项目并具有运营的资质，有望成为产业增长的龙头。同时，信息安全领域的启明星辰、卫士通，物流网领域的远望谷，三网融合与创意产业相关联的华谊兄弟、奥飞动漫等，都是市场密切关注的投资标的。

节能环保：资金投入和政策支持是核心推动力

涵盖6大重点领域，名企和细分行业龙头林立。

2　工业和建筑是我国目前能耗最为集中的两个领域，工业节能和建筑节能显得非常重要。环保行业属于公用事业，政府资金投入和政策支持是核心推动力。“十二五”期间，我国环保投资额预计将达31万亿元，环保产值将有望超过2万亿元。

据悉，国家发改委的《节能环保产业发展规划(征求意见稿)》提出，“十二五”期间，全国新增污水配套管网建设能力20万吨，新增污水处理规模9000万吨，升级改造污水处理规模5000万吨；新增污泥日处理能力47万吨；新增垃圾填埋日处理能力25万吨，新增垃圾焚烧日处理能力15万吨；新增燃煤电厂脱硝设施18亿千瓦，开展重金属污染治理示范试点；支持建设一批清洁生产的示范工程。

碧水源、万邦达是水处理中的名企，固废处理龙头桑德环境在行业内实现了业务的全覆盖，电子垃圾处理龙头的格林美能实现钴镍二次循环利用，九龙电力的脱硝催化剂生产线和核废料处理工艺均是国内独有的，龙净环保、三聚环保是工业脱硫脱硝领域的重点企业，合康变频、英腾儿分别是高压和中低压变频产品的领先制造商，泰豪科技是建筑节能产业龙头，龙源技术在电厂节能点火领域处于领先地位。

高端装备制造：五大领域市场表现各不同

高铁最热，航空装备、卫星制造已是昔日黄花，海洋工程装备、智能制造装备仍有潜力可挖。

3　“十二五规划建议”从制造业升级和新兴产业两个角度谈及高端装备制造，这个行业的发展，意味着从“中国制造”到“中国创造”的伟大转变。国务院明确了未来高端装备制造的五大重点领域，包括航空装备、卫星制造与应用、高铁及城市轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备。

高铁是现在市场上最热的概念。我国的高铁建设刚开始进入高速增长期，城际、城轨、地铁都在爆发式增长。预计到2016年，我国将新建轨道交通89条，总建设里程2500公里，到2020年将达到5000公里。

高铁概念的春风中，中国南车和中国北车两只“白马”早已奋蹄疾飞，机车轴制造龙头晋西车轴近期股价表现出色，而业务重点转向车轴和车轮片的太原重工则似乎刚刚启动。占据铁路微机信号检测和列车调度系统龙头地位的辉煌科技，上市以来股价持续攀升，至今保持在上升通道之中。

航空装备领域，西飞国际、中航精机受益于干支线飞机和通用飞机发展。中国卫星、北斗星通受益于卫星及应用产业发展。海洋工程装备领域，中国船舶、中集集团、海油工程、中海油服值得关注。智能制造装备的重点个股有沈阳机床、陕鼓动力等。从目前股价走势看，前两个领域步入调整期，已是昔日黄花；后两个领域仍有潜力可挖。

生物产业：高估值风险正在释放中

3大领域早就被市场聚焦，产品和技术上的创新或是个股爆发的催化剂。

4　最新的新兴产业领域划分中，生物产业涵盖了生物医药、生物育种和海洋生物技术产品3个领域。生物技术进步事关人类发展，涉及到农业生产、粮食食品、医疗保健等诸多民生大计。

到2015年左右，生物产业总产值将达到l5万亿元，其中现代生物产业产值达到8000亿元。2020年，全国生物产业增加值突破2万亿元，占GDP比重达到4％以上。

生物医药领域，国家提出大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种，提升生物医药产业水平。生物医药类上市公司众多，且白马股也不在少数，包括华北制药、恒瑞医药、华兰生物、双鹭药业、浙江医药、片仔癀、天坛生物、天士力、云南白药，等等。

同时，先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化也备受关注，促进规模化发展带来的盈利预期极具诱惑力。重点公司有乐普医疗、鱼跃医疗。

粮食问题是关系国家安全和民生的大事，生物育种产业也将受到重点扶持。国家提出积极推广绿色农用生物产

品，促进生物农业加快发展，推进生物制造关键技术开发、示范与应用。生物育种作为独特的农业股，早已被炒翻了天，登海种业、晨光生物、星河生物等的股价风险仍未充分释放。

市场对海洋生物技术领域的关注度较小，投资思路可放在新产品研发和产业化上。东方海洋、獐子岛、开创国际等可以长期关注。

生物产业的3大领域备受市场关注，但目前股价风险较高。高估值需要稳定业绩的支撑，同时，产品和技术上的创新或是个股爆发的催化剂。

新能源：核能是重头戏

核电最靠谱，只是建设周期较长。适应新能源发展的智能电网运行体系建设被提上日程。

5能源是国民经济的发动机，新能源开发决定着未来经济的自，因此，市场把新能源概念炒作得登峰造极。综合机构的观点看，今后重在把握能源开发的关键环节和掌握核心技术的企业。

根据《十二五可再生能源发展规划》，到2015年，我国的风能、核能、太阳能等发电装机容量，将分别达到15亿千瓦、8000万千瓦和2000万千瓦。这将为相关行业的设备和施工商带来巨大商机。

核电是新能源领域的重头戏，预计“十二五”期间将是核电领域工程开工的高峰期。中科科技、沃尔核材等的股价经过快速拉抬后，目前一直横盘整理。近期，东方电气、浙富股份以及核电阀门子行业龙头江苏神通，备受机构关注。

2011年，智能电网进入二次建设高峰，适应新能源发展的运行体系建设被提上日程。电力自动化市场龙头国电南瑞、变电站母线保护龙头长园集团等个股股价曾经持续攀升，而直流电龙头许继电气的资产注入、智能电网等概念，仍待市场发掘。

太阳能领域，将加快推广太阳能热利用技术，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。重点上市公司有南玻A、风帆股份、拓日新能、孚日股份等。风电技术装备水平仍待提高，规模化发展还需有序推进，金风科技和华锐风电在风电行业闻名遐迩。

生物质能也会得到因地制宜的开发利用，涉及的上市公司有北大荒、荣华实业。

新材料：新兴产业奠基石

核心投资价值在于技术壁垒和规模优势，重点领域包括稀土功能材料、合金结构材料、高性能纤维材料。

6新材料的应用几乎可以渗透到国民经济的各个领域，也是战略性新兴产业的奠基石。医用、环保、电子信息、建筑、化工等领域的新材料需求空间不可想象。资料显示，“十二五”规划为新材料行业发展确定了5大方向，细分应用领域达到12个以上，涉及上市公司近百家。

技术壁垒和规模优势是新材料概念股核心投资价值，而资源优势也不可小觑。稀土功能材料、合金结构材料、高性能纤维材料等，都是值得关注的重点领域。

稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料，将得到大力发展。2010年的稀土概念热火朝天，包钢稀土、广最有色等个股牛气十足。而今后若干年，稀土行业的出路已经不是简单的资源开采，重点在于稀土功能材料的研发和应用。因此，永磁材料供应龙头宁波韵升值得长期关注。

合金结构材料中，高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等是重点。宝钛股份占据9096的高端钛材市场，云海金属是镁合金行业龙头，厦门钨业是国内最大的钨钼产品生产和出口企业，红宝丽是异丙醇胺等生态环境材料产品领先制造商，烟台万华是国内MDI制造龙头企业。其他重点公司还有大冶特钢、金发科技、普利特等。

高性能纤维及复合材料领域，碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等的发展水平将逐步提升。中钢吉炭是全国最大的综合性炭素制品生产企业、国际炭素四强企业，具有15万吨以上的炭素制品产能。烟台氨纶现有间位芳纶年产能4300吨，是世界第二大、国内第一大间位芳纶生产企业。

国家还提出开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。受益的上市公司有博云新材、爱仕达等。

新能源汽车：动力电池最有“油水”

利润率最高的是隔膜、正极材料、电池，配件领域的资产重组值得重点关注。

7　新兴产业的概念提出后，最先和炒得最火的是新能源汽车。电池是新能源汽车产业链中最重要也是最有投资价值的一环。利润率最高的是隔膜、正极材料、电池，而整车的利润是最低的。

资料显示，在动力电池中，正极材料、电解液及隔膜分别占据了成本的约50％、1596和20％。目前锂电池的可用性最强，但锂电池的最大问题在于成品率低、电池一致性差，国内还面临隔膜、六氟磷酸锂等关键原材料需要进口的问题。电池领域值得关注的上市公司，有杉杉股份、当升科技、江苏国泰、多氟多、佛塑股份等。

锂电池的发展将给碳酸锂带来巨大需求，受益的上游上市公司包括矿业、中信国安等。

凭借新能源汽车产业的发展前景和获批土地带来的综合收益，尚无利可图的充电领域也备受关注，大型央企纷纷在充电站市场展开“圈地运动”，充电设备商将受益于投资的加速。国内最大的直流操作电源制造商奥特迅，最为惹人眼球。

篇10

关键词：电气工程及其自动化专业；电力工程信号处理及应用；精品课程；建设实践

信号处理技术是随着信息学科和计算机学科的发展而快速发展的一门学科，它的重要性日益在各个领域的应用中彰显出来。[1]随着信息技术的不断发展和信息技术应用领域的不断扩展，“数字信号处理”课程已经从电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程。电气系统和自动化系统都广泛地涉及信号分析和处理技术，自动化系统中按一定的控制规则得出的控制信号，系统状态的估计，控制对象数学模型的确定，系统测量噪声的剔除，直至自适应控制、智能控制等都通过信号的分析与处理来实现。电力系统的故障分析和诊断、电力系统的微机保护，谐波抑制等更是信号分析与处理技术直接应用的例子。随着电力系统的进一步发展，信号处理技术对它的作用和影响必将越来越大。昆明理工大学电力工程学院就是在信号处理技术日益重要的前提下率先开设了“电力工程信号处理及应用”国家级精品课程。[2]在不突破总学时的前提下，根据人才培养要求以及各门课程所包含的知识结构、层面和相互关联，对原有课程进行科学地整合和取舍，拓宽课程设置范围，并适当增加反应科学技术发展的新知识。

一、课程内容改革的必要性

“数字信号处理”课程在电气工程专业的教学中有着很重要的地位，是“自动控制原理”等课程的非常重要的先修课程。它的教学目的是让学生掌握信号和线性系统分析的基本理论、基本原理和方法，能够在后续课程的学习和工作中灵活应用这些方法解决学生遇到的问题。它在电气电气工程专业的教学体系上起到了非常重要的作用，其重要性是其他课程不可替代的。“数字信号处理”是通信和其他电子电气工程专业本科生的专业基础主干课程，课程主要内容为：离散时间信号和系统在时域、频域和z域的分析；离散傅里叶变换的概念、计算及其应用；信号的取样理论及其应用；数字滤波器的结构、设计原理和常用数字系统；数字系统的有限字长效应分析等，内容涉及大量的数学课程。对于电气工程专业来说，系统的时域、频域、复频域分析方法和设计方法等内容在其他的课程中都有涉及，传统的“数字信号处理”课程中信号与系统部分的内容并重就造成了教学内容之间的重叠，很容易导致知识体系的混乱。而且电气工程专业开设的“数字信号处理”课程并没有强调其在电力系统中的应用，大部分都是大篇幅讲述数学内容，学起来没有针对性，更加不懂得应用在所学的专业知识上。所以对于电气工程专业“数字信号处理”课程内容的改革迫在眉睫。

二、课程内容的改革实践

“电力工程信号处理应用”是昆明理工大学电力学院（以下简称“我院”）首先提出的针对电气专业高年级本科生和研究生的国家级精品课程，它是“数字信号处理”和“信号分析与处理”的后续课程。电力系统暂态量中包含非常丰富的信息，在电力系统的各个领域都有极高研究和应用价值，但是，信息提取与区分的难度随着信号的复杂程度明显增大，没有先进的数学工具作为支撑，显然非常困难。所以对于电气专业的高年级本科生来说只是学习了信号处理的各种方法是远远不够的，更应该掌握信号处理各种方法在电力工程中的应用。所以我院提出了“电力工程信号处理应用”课程来帮助高年级本科学生和研究生学习和应用信号处理技术。

课程开设之初，主要介绍傅氏算法、最小二乘算法、卡尔曼滤波、相关分析法、Prony算法、数学形态学以及分形理论等及其在电力系统中的应用，包括傅氏算法在微机保护、故障测距、频率跟踪检测等方面的应用；最小二乘算法用于实现故障测距和负荷预测；卡尔曼滤波算法在负荷预测、变压器保护等方面的应用；相关分析用于配电网故障选线、输电线路故障选相、变压器励磁涌流鉴别等相关方面；利用Prony算法完成参数辨识、低频振荡曲线的拟合等工程应用问题；数学形态学在电能质量检测、故障选相以及设备局部放电信号检测等方面的应用；分形算法来实现电力系统中的配电网故障选线、输电网故障选相、变压器涌流鉴别、电力电缆局部放电信号检测以及负荷预测等应用问题。

通过总结多年来的教学实践和科研心得，研究同行学者成果，补充了小波变换、相量测量单元（Phasor Measurement Unit，PMU）、希尔伯特-黄（Hilbert-Huang Transform HHT）、S变换等内容，主要包括小波变换用于电力系统在线检测、故障诊断、变压器保护、负荷预测等工程课题；希尔伯特-黄变换在配电网故障选线、电力系统低频振荡检测、设备局部放电信号检测等问题的算法实现步骤和算例分析；S变换其在电力系统的应用研究主要集中在对电能质量扰动特征的提取、（间）谐波检测、配电网故障选线、低频振荡模态分解、行波波头识别等范围。

“电力工程信号处理应用”是数字信号处理和信号分析与处理的后续课程，只占用少量课时，所以我院在信号处理技术的理论与公式的讲解方面进行了适当简略，突出讲解一些在电力工程中应用广泛、且在信号处理课程中也较重要的部分。例如，典型的滤波算法有傅里叶变换、最小二乘法和卡尔曼滤波。卡尔曼滤波中又包含着相关分析、s变换、HHT变换、小波分析、数学形态学、分形和PRONY方法等。这样电气专业的本科生以及研究生的学习就很有明确性，不会对一大堆的理论与公式感觉无从下手。

我院开设的“电力工程信号处理应用”课程安排了32个学时，占2个学分。在少课时少学分的情况下要做到让学生有兴趣，学习有目的就要重点突出，精选教学内容。具体在课程内容安排上，我院把重点放在信号分析方法在处理电力工程信号方面的实际应用上。例如，在线检测技术，远动与自动化技术，继电保护，电能质量分析与控制，PMU数字算法等。这样学生既不会感觉内容枯燥难懂还节省了学习时间，学习更有针对性，更具实际价值。

三、教学理念和教学手段的改革实践

“电力工程信号处理应用”课程的难点在于：该课程将电气工程专业知识、信号分析与处理知识紧密结合，要求学生具备较为扎实的专业知识；含有大量公式，其物理含义较难理解。针对本门课程的重点和难点，在教学中采用如下方法予以解决：

1.采用以问题中心的讲授脉络

本着以问题为中心的教育理念，以电力工程信号为教研对象，以电力工程信号处理算法原理和实现为着力点，以电力工程信号处理应用为落脚点，以电力工程实际应用问题为中心，系统讲授电力工程信号、电力工程信号处理算法原理以及电力工程信号处理应用三个层面的内容。每一独立章节讲述清楚概念、方法、结论和主要应用等四个层面内容，既启迪思路，又解决实际问题，理论联系实际。

2.积极引入教研和科研成果，优化课程体系，更新教学内容

将课题组创新的科研成果应用于教学中，更新教学内容，优化课程体系，如将形态学-小波检测、HHT、S变换等综合应用于行波波头检测和初始波头到达时刻标定；采用小波能量熵，S变换能量熵和形态谱等方法进行缆-线混合线路的故障选线；创造性地提出变压器励磁涌流鉴别的形态结构判别方法以及动态电能质量扰动检测的形态谱方法、分形方法和广义S变换法。

3.进行教学方法改革

对一些复杂、烦琐的数学推导和证明，尽可能用简朴的方式及其应用示例表述，应用Matlab程序，把抽象的概念形象化，增强理解上的直观性、生动性和紧凑性，努力做到即学即练即会。

在教学过程中，将框架式教学、支架式教学、比较式教学、随机访问教学、实例教学、讨论式教学、理论与实验结合教学等教学方法相融合。

4.采用多媒体技术辅助进行教学

在教学过程中，辅以多媒体教学，用形象直观的演示来提高教学效果，充分利用声音、图像、视频、影片等资源，加深学生对知识点的理解和记忆。

5.注重实验环节

以Labview为实验平台，学生可自主设计实验内容，课堂实验与开放性实验有机结合，协同共进，着重培养学生创新精神与实践能力。

四、教材建设

几年来课程负责人束洪春教授带领课程组不断探索和发现先进的教学理念与方法，进行“电力工程信号处理应用”课程的建设和改革，加强教材建设，积极引入教研和科研成果，实时更新教学内容，优化课程体系。

在教材使用及教材建设方面，最初采用束洪春教授主编的《电力工程信号处理应用讲义》，通过总结多年来的教学实践和科研心得，研究同行学者成果，现已由科学出版社出版了《电力工程信号处理应用》。此书系统性强，根据电气工程及其自动化专业的特点，对电力工程信号处理应用进行了课程体系改革，已经获批为国家级“十二五”规划教材。以该课程为线索，从电力工程实际问题出发，将电气工程专业知识、信号分析与处理知识紧密结合，使学生所学知识融会贯通，既启迪思路，又解决实际问题。实验教学教材采用束洪春教授主编的《电力工程信号处理应用讲义实验指导书》，根据理论教学内容的不断更新实时调整，已进行了5次较大幅度的更新，现在积极准备实验教材的正式出版。此外，根据教学的实际需要，研制开发了“电力工程信号处理应用”多媒体教学软件配合教学。

五、结论

“电力工程信号处理及应用”于2009年获国家精品课程称号。我校长期立足云南，辐射全国及东南亚，培养高层次科技人才和应用人才，与云南电力行业紧密合作。该课程一直是我校电气类本科主干专业课，有效提高了学生用信号处理方法解决电力工学实际问题的能力。课程教学实践的效果显著，本科学生先后获挑战杯国家二等奖，全国电子设计大赛一、二等奖各3项，数学建模竞赛国家二等奖，节能减排社会实践与科技竞赛国家二等奖等多项国家级奖励；申请专利29项，授权17项，获国家大学生创新性实验计划6项，省大学生创新性实验计划1项，课程的教改与建设以及科研应用成果丰硕。“面向工程校企结合三方互动的电力本科人才培养改革与实践”、“校企合作增强办学实力提高人才培养质量的探索”先后获省教学成果一、二等奖；电气工程及其自动化专业被评为国家级特色专业；校企“订单+联合”的专业-专项-岗位电力专业人才培养模式获得省人才培养模式创新实验区，并建立了省本科教学实验示范中心。课程建设中大量的科研及工程应用，先后获得省技术发明奖一等奖1项，省科技进步一等奖1项，省科技进步三等奖2项。相信在校领导关心和支持下，通过课程组全体教师的艰苦努力，该课程建设将在我院的教学改革中不断取得进步。

参考文献：