绪论
一、 机能实验学概述
机能实验学是为了适应高等医学院校的教学改革和提高素质教育的需要而开设的一门新型的、*立的实验课程。机能实验学打破了学科界限，把生理学、药理学和病理生理学三门实验课的内容进行有机的融合、优化和重组，实现了学科间教学内容的互相交叉渗透，克服了传统学科的实验分散、重复开设、综合效果较差和实验资源浪费等缺点，实现了设备和资源的共享。它不仅是医学生必修的医学基础实验课程，而且是基础医学实验课程体系改革的重要内容。机能实验学教学主要分为三个方面。
1. 基本知识与基本实验技能通过介绍机能实验学的基本知识与基本实验技能，使同学们掌握基本的实验操作技术，学习常用仪器的正确使用方法，了解规范而严格的基本实验操作技能，详细介绍生理学、药理学和病理生理学基本实验的原理和方法。本阶段的学习是机能实验学的基础，规范的基本实验操作技能是得到真实的实验现象和准确的实验结果的前提。
2. 综合性实验综合性实验以各种疾病的动物模型为实验对象，观测实验动物在模拟的病理生理和救治过程中的机能变化，使同学们联系临床学会生理学、药理学和病理生理学理论知识的融会贯通，全面培养学生的*立思考能力、综合分析能力和科学思维能力。
3. 设计性和探索性实验设计性实验的目的是激发学生求知欲，点燃学生心中创新的火花，让学生了解科学研究的过程，学会创新思维。学生在教师指导下自主学习，通过选题、实验设计、实验实施、统计处理实验数据和撰写实验论文的实践过程，培养学生的实验设计能力、对实验结果进行统计分析的能力、*立解决问题的能力、书面表达的能力和团结协作的能力，提高学生的主动性和创造性，培养学生的创新意识与开拓精神，*终为提高学生的综合素质打下坚实的基础。
当今社会科学技术飞速发展，知识超速积累，各方面都呈现出变化速度加快和价值多元化的倾向。健康问题是人类面临的一大挑战，这对未来的医务工作者提出了更高的要求，他们需要有基础医学知识与实践能力，更需要有对新问题的判断能力、在多种可能性面前的选择能力和对未知领域的探索能力。探索未知世界是人生*大的快乐，探索需要不断开拓，勇于创新，创新是民族的灵魂，创新是学习的动力，创新是学习的方向。
机能实验学从医学人才培养目标的整体出发，建立以培养能力为主线，以科学创新精神为核心，分层次、多模块、多学科相互衔接的实验教学体系，与理论教学既有机结合又相对*立；与科研工作和临床实践密切联系又相互配合，形成良性互动，实现基础与前沿、**与现代的有机结合。在机能实验的教学内容中引入了现代生物技术和信息技术，改进传统的实验教学内容和实验技术方法，加强综合性、设计性和创新性实验；建立新型的实验教学模式，建立多元化的实验考核方法，以适应培养学生的创新能力的需要，推进学生自主学习、合作学习和研究性学习，提高学生的整体综合素质。同时，为了加强大学生创新能力的培养和医学院校思政课程的开展，增加了诺贝尔奖获得者的创新故事，以培养学生的科研思维。因此，机能实验学是一门在传承中发展，在变革中创新的基础医学实验课程。
二、医学机能学实验的基本要求
1.实验前
由于机能学实验融合了生理学、药理学和病理生理学三门实验学科的知识，因此在实验前应作好预习，仔细阅读实验指导和实验讲义，了解实验的目的和要求，领会实验原理，熟悉实验方法，结合实验内容，预习相关理论。
2.实验中
（1）遵守课堂纪律，不得迟到、早退，有事应提前向老师请假。
（2）不得将不必要的物品带进实验室，保持实验室的整齐和整洁，做到实验器材的安放整齐和有条不紊。
（3）保持实验室安静，不得高声谈笑，不得进行与实验无关的活动。
（4）仪器设备如果出现故障应及时报告老师进行处理。
（5）按照实验指导要求认真操作，节约使用药品；注意保护实验动物和标本。
（6）注意安全，严防触电、火灾，防止被动物咬伤及中毒事故的发生。
（7）仔细、耐心地观察实验过程中出现的现象，真实客观地记录实验结果，实验中的每项结果都应随时记录，并加上必要的文字标注，以免发生遗漏。对实验中取得的结果作如下思考：① 取得了什么实验结果？② 为何出现这样的实验结果？③ 这种实验结果有什么理论或实际意义？④ 出现非预期实验结果的原因何在？
3. 实验后
（1）将实验用品整理就绪，所用器械擦洗干净，按实验前的布局整理归位，检查仪器的性能状况，填写使用单，如有损坏或缺少，应立即报告实验室管理老师。临时借用的实验器械或物品，实验完毕后清点并归还借用处。将动物尸体以及废物放到指定的位置，并将实验室打扫干净，离开实验室时，关闭门窗水电。
（2）整理实验记录，得出实验结论，认真填写实验报告。
三、 实验结果的处理
学生在实验后通过科学方法对所观察、检测及计算出的实验结果进行分析、统计和整理，转变为可定性或定量的数据或图表，以便研究其内在的各种变化规律。
对实验所得的结果，凡属可以记录定量检测的资料，如长度、高度、速度、质量等，均应以正确的单位和数值表示。凡可以记录到*线的实验项目，应采用*线来表示实验结果，在*线上应有标注或说明，有些实验结果可采用表格或绘图。制表时，可将观察的项目列在表内左侧，右侧按顺序填写各项结果变化的数值，加上简要说明。绘图时，以横坐标表示各种刺激条件，纵坐标表示所得到的各种反应，坐标轴要有适当的标注，包括剂量单位。选择大小适宜的坐标以便作图，根据图的大小确定坐标轴的长短。绘制通过各点的*线或折线要光滑，如果不是连续性变化，也可以用柱形图来表示，图下注明实验条件、实验名称等。对需要统计学处理的实验数据，应选择适当的统计学方法进行处理，才能对实验结果进行评价。
四、 实验报告的写作要求
（1） 每次实验均要撰写实验报告，并按时上交。
（2） 撰写报告时应注意文字简练、通顺，书写清楚、整洁，图表清晰，具体项目如下：
1）一般项目： 姓名、班级、组别、日期、地点、实验环境、实验序号与题目。
2）实验目的： 简要说明实验教学大纲的目标。
3）实验方法： 记录实验的操作方法和步骤。
4）实验结果： 实验报告*重要的部分。根据实验原始记录，将实验过程中观察到的现象，真实、详细地整理记录。
5）讨论和分析： 实验结果的讨论是根据实验现象和结果，用已知的理论知识进行解释和推理分析，判断实验结果是否为预期结果，并考虑和分析其可能的原因。
6）结论： 实验结论是从实验结果中归纳出的一般的、概括性的判断，也就是这一实验所验证的概念、原理或理论的简要总结。结论中一般不必罗列具体的结果，在实验中未得到充分证据的理论分析不应写入结论。
实验的结论和讨论的书写是富有创造性的工作，应严肃认真，不要满足或拘泥于书本的解释，更不能盲目照抄书本；教师应鼓励和提倡学生对实验中出现的现象提出假设。讨论和分析结论中所参考的文献资料，应注明出处。
五、 机能实验学的考核
机能实验学的考核包括机能实验基本知识、基本实验和综合性实验。考核由以下五方面构成。
1. 平时成绩（10%）为了体现既重视考试，又重视平时表现的特点，防止考试前突击复习现象的发生，我们加大了对学生平时表现的考核，占总成绩的10%。根据学生在实验课上的综合表现评定成绩。
2. 实验报告（10%）此项重在考核学生对实验结果的分析能力，占总成绩的10%。每次实验报告，以1分记，*后相加。实验报告书写认真、格式规范、内容完整、结果正确者，1分起记；在上述基础上，能查阅有关理论书籍，对实验结果进行客观而正确的分析，从中获取有效信息者，则以4分记。
3. 实验操作考试（10%）为锻炼学生动手能力，加强理论与实践相结合，强化基本技能训练，除书面考试外，操作考试的考核也占较大比例，为总成绩的10%。操作考试事先给出范围，考试时采取抽签形式。技术操作基本规范，可在规定的时间内成功完成者，记5分；自信、动作流畅、操作规范、无失误者，记3分；每位*立完成单项操作的同学，记2分。
4. 理论考试（50%）考试内容以与实验有关的理论知识为主，兼顾实验基本知识。卷面成绩以百分记，*后成绩乘以50%。
5. 机能学实验设计（20%）机能实验设计占总成绩的20%。
（张晓）
**篇 基础篇
**章BL420生物信号采集处理系统的原理与使用
**节BL420生物信号采集处理系统
一、生物信号采集与处理系统的原理
生物信号是生物体在生命活动中产生的信号。生物信号一般可分为两类： 一类是生物电信号，如心电、脑电、肌电和细胞电活动（动作电位和静息电位）；另一类是非生物电信号，如体温、血压、呼吸、心音、肌肉的收缩、二氧化碳分压、氧分压、pH等。在生物信号的采集与处理系统中，电信号的采集需要合适的电极引导，非电信号的采集需要合适的换能器将其转换成电信号。生物信号的采集与处理是生物机能科学研究中要解决的重要问题。
传统的生物信号采集与处理系统是由功能不同的电子仪器及手工测量工具组合而成，它包括前置放大器、示波器、记录仪、分割规尺和计算器等。近年来由于计算机的飞速发展，特别是计算机生物信号采集与处理软件的开发，使得经过放大的生物电信号输入计算机后进行观察、测量、处理和储存成为可能。与传统的生物信号采集与处理系统相比，计算机生物信号采集与处理系统所记录和分析的生物信号在准确性、实时性和可靠性等方面有了很大的提高。而且，计算机生物信号采集与处理软件可以灵活设置各种实验参数，所采集的数据能够共享和进行复杂的多维处理，从而大大提高了系统的性能和实验质量，简化了实验过程。因此，生物信号采集与处理系统逐渐变为以计算机和相应软件为采集处理核心的数字化系统。
生物信号采集与处理系统的基本原理包括以下几个部分（图11）。
1. 引导*先将原始的生物信号，从有机体中引导出来。
2. 放大将引入的生物信号进行放大。从有机体中引导出来的原始的生物机能信号，包括通过引导电极引入的生物电信号和通过传感器引入的非生物电信号。有些生物信号非常微弱，如减压神经放电，其信号为微伏级信号，如果不进行信号的前置放大，难以记录和观察，因此*先需要对原始的信号进行放大处理。
3. 滤波由于在生物信号中夹杂有众多的声、光和电等干扰信号，如电网中交流电的50Hz信号等，这些干扰信号的强度可能大于实验中需要观察的有用生物信号，如果不将各种干扰信号衰减或滤除，将造成生物信号观察和处理的困难。滤波就是要将夹杂在生物信号中的声、光、电等干扰信号滤除。
4. 模数转换滤波后，通过模数转换将记录到的生物信号转换为数字信号，通过特定的计算机接口，比如USB接口将数字化的生物信号传输到计算机内部。
图11生物信号采集与处理系统的基本原理
5. 计算机处理计算机通过专用的生物机能实验系统软件接收传入的数字信号，然后对这些信号进行实时处理。一方面实时显示生物机能信号波形，一方面存贮采集到的生物机能信号，另外，生物机能实验系统软件还可以根据使用者的命令对数据进行指定的处理和分析，如平滑滤波、微积分和频谱分析等。实验人
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