你可曾想过，人的身体其实时刻都在“诉说”着奇特语言？从心脏的跳动节奏，到大脑的微弱电波，这些生物医学信号蕴含着人体康健与疾病的要害信息。生命学院“生物医学数据智能处置惩罚”这门校级精品课，巧妙地搭建起电子信息技术与生命医学之间的桥梁，引领研究生探秘生命的神秘密码，解读生物医学信号背后的秘密。
因材施教：融合差異，共促成長
“生物医学数据智能处置惩罚”依托学校电子信息学科优势，不仅将工程算法与医学应用完美融合，更在教学模式、课程特色、思政建设等方面不停创新，为培养具有跨学科融合能力的高素质复合型人才提供了强力支撑。
本課程前身爲“生物醫學信號處理”，主要由饒妮妮教授獨自講授，教學內容涵蓋了數字信號處理知識複習、傳統的功率譜估計要领和維納濾波等傳統基礎性內容。隨著學科的快速發展，爲了更好地順應生物醫學領域數據處理與智能分析的前沿趨勢，饒老師對課程進行了革新，並于2024年將其更名爲“生物醫學數據智能處理”，將全力聚焦生物醫學領域數據處理與智能分析的前沿內容。
在精品課程建設過程中，課程組吸納了任鵬和林昊兩位老師參與教學。三位老師專業領域各有專長，分別聚焦腦電/心電信號分析、生物大分子的序列分析以及特征優化和機器學習。他們從各自的研究偏向出發，對課程內容進行精心設計與整合，廣泛的課題涉獵不僅使課程教學的知識架構更爲完整，課程內容也愈加豐富精彩，從生物醫學信號的收罗、處理，到分析與應用，涵蓋心電圖、腦電圖、肌電圖等多種常見生物醫學信號，致力于讓學生“聽”懂更多的身體語言。
饒妮妮教授
選修本課程的研究生專業跨度廣泛，涵蓋醫學、生物學、計算機、電子工程、物理學等多個差异領域。爲了讓差异專業配景的學生既能充实發揮本專業的優勢，又能彌補跨學科知識上的短板，將差异領域的知識融會貫通，課程組對教學大綱和內容體系進行了大刀闊斧的革新。課程組長饒妮妮認爲，教學要緊密圍繞案例展開。爲此，課程組精練了部门傳統和基礎性內容，精心挑選了一批國際前沿技術研究案例、10余篇高水平學術論文，並編寫了《異常心電圖特征波定位與常見心律失常檢測要领》作爲教學輔助資料，幫助同學們更好地融通工程和醫學知識，培養創新思維、文獻閱讀能力以及解決複雜問題的能力。
在實際教學中，課程組針對差异專業配景的學生實施因材施教战略。對于工程配景較強的學生，課程組引導其深入鑽研算法開發和問題解決的細節；而對于醫學專業的學生，則著重培養其研究問題提出、研究過程設計以及结果呈現方面的創新能力。
爲了幫助學生們跨越知識門檻，課程組將教學與科研緊密結合，系統整合了心電信號預處理、心電特征波定位等常用信號處理軟件，以及轉錄因子預測、非編碼RNA靶基因預測等生物信息分析工具，大大提升了學習便利，從而迅速構建起完整的跨學科研究知識架構。
多位一體：創新教法，激發潛能
在長期教學實踐中，課程組探索出一套獨特的教學要领，融合啓發式、研討式、探究性、案例分析式教學，结果顯著。
啓發式教學貫穿于課程始終。引入新內容時，老師們巧妙留白，引導學生回憶本科階段所學的基礎知識，用已知啓發未知。饒妮妮說：“啓發式教學不僅能幫助學生更好地理解知識，還能極大地增加課堂互動。纵然選課人數超過百人，我們也要確保80%的同學獲得課堂提問的機會，有效提高了到課率和聽講效率。”
課堂討論
研討式教學借助“博士論壇”這一平台展開。課程組讓學生選擇前沿的“生醫工”課題，學生們分組准備素材、撰寫講稿、制作PPT，並在課堂上進行展示。“在博士論壇上，我們深入探討了前沿的聯邦學習框架，它可以在保護數據隱私的前提下實現多中心數據的協同建模。舉例來說，在跨地區的醫療影像聯合分析中，聯邦學習框架讓差异醫院的影像數據得以‘協作’，爲提升疾病診斷准確率提供了有力支撐。”2024級生命學院時培風同學分享道。
探究性學習是課程的一大特色。課程組常選取國內外尚未解決的疑難問題作爲探究課題，鼓勵差异專業配景的學生進行協同思考，從多個角度探索問題背後的機理。好比探討“卵白質編碼區的三周期性”這一問題，工科學生和醫科學生通常會給出截然差异的解釋，但將這些思路結合起來，便可能破解它背後的奧妙。
案例分析則是課程的焦点教學方式。課上的每一個案例都精選自國內外頂級期刊項目，課下作業接纳數據整理與創新分析的小實驗，在課程考核中，學生獨立完成的研究報告占總成績的30%。這種基于問題的教學模式，將基礎與前沿、理論與實踐緊密結合，有力地促進了研究生創新能力的培養。
課程還配套建設了精品課程網站。學生們可以利用線上課程資源進行複習，並隨時向老師和助教提問，部门作業和計算機實驗項目也將依托網站開展，進一步拓展了教與學的空間，實現貫穿始終的師生互動，爲構建“課堂講授+案例教學+課堂課後研討+課外實驗”的教學花样奠基了堅實基礎。
在一系列創新舉措的推動下，課程教學質量获得充实保障，課程的吸引力與日俱增。選課人數從最初的30人一路攀升至120余人，學生學習收獲和對課程評價逐年提高。據悉，課程組與浙江大學相助編寫的教材《醫學大數據智能處理與應用》，也即將出书，爲更多學子提供學習參考。
思政賦能：啓智潤心，醫工傳薪
課程組認爲，教學不僅是專業知識和技术的傳授，更要爲學生樹立正確的價值觀和使命感。因此，課程組緊扣涵養科研報國精神，編寫了一系列典型的課程思政教學案例，並制作成教學微視頻，將思政引領潤物無聲地融入專業課程。
生物醫學工程奠基人黃家驷院士的生平事迹，每一位選修“生物醫學數據智能處理”課程的同學都耳熟能詳。1943年，黃家驷院士赴美研修胸腔外科，在擔任當地中國留學生會主席期間，他每兩周組織一次中國建設討論會，號召各人立志學好本領報效祖國。1945年，他毅然回國，爲開創中國胸外科事業立下汗馬功勞。同學們通過了解這段曆史，深切感受到個人命運與國家命運緊密相連。黃院士的愛國精神和遠見卓識，深刻熏染並激勵同學們刻苦鑽研、勇于創新，立志以科學研究報效祖國。
伦琴发现 X 射线
而伦琴发现 X 射线的故事，则从另一个角度启迪着学生。伦琴在简陋的实验室里，凭借着敏锐的洞察力和无畏的探索精神，捕捉到了那一丝转瞬即逝的科学灵感，从而开启了医学影像学的新纪元。这让学生们明白，在科研的门路上，创新并非只依赖于先进的设备，更需要敢于突破通例、探索未知的勇气。纵然身处困境，只要保持好奇心和探索精神，缔造力的源泉就不会枯竭，就有可能缔造出改变世界的科技结果。
饶妮妮谈到：“为学生树立正确的科技价值观，是我们教学的重要目标。” 在课程中她向同学们强调，新技术的生长源于世界的迫切需求，技术更迭日新月异。当前，人口老龄化和医疗资源紧缺已成为我国卫生事业面临的严峻挑战，生物医学信号智能处置惩罚技术在应对这些问题时将发挥重要作用，学生们只有认识到这一点，在未来的研究中才气找准偏向。
這些思政案例層層遞進，從愛國情懷的激發，到創新精神的培養，再到社會責任的擔當，一步步引導學生樹立正確的科技價值觀。一位同學在課程學習感悟裏面這麽寫道：“課程思政元素的融入，激勵我向攻克生醫工難題的前輩們學習，以堅定的信念和無私奉獻的精神，爲人類康健事業作出貢獻。”
多年來，課程組默默耕作，通過問題導向的教學深化理論知識，在探究實踐中融入思政教育，爲國家培養了數百名具有醫工交织科研能力的複合型人才。展望未來，面向人民生命康健，課程組將持續關注生物醫學數據智能處理領域的前沿動態，及時更新教學內容，與前沿技術保持同步，助力更多學生運用信號處理理論和人工智能技術解決實際生物醫學問題，在醫工交织的门路上不斷探索前行，爲守護人民康健作出更大貢獻。
