核心目标导向的混合式学习设计与实践——以数字电子技术实验课程为例

在“互联网+教育”背景下,对数字电子技术实验课程进行了混合式教学探索与实践,基于在线课程开展了以核心目标为导向的混合式学习设计,主要包括核心目标设计、学习体验设计和学习支架设计。实践表明,基于核心目标的混合式学习设计有效促进了学生的“学”,提高了教学效果。

基于项目的数字电子技术实验教学案例

以创意番茄钟为实验案例介绍了基于项目的数字电子技术实验的教学设计与实施过程。实验案例以时间管理为背景,有效激发了学生学习兴趣和学习主动性。教学设计由浅入深、循序渐进地引导学生从FPGA入门到逐步掌握数字系统设计方法,同时建立了工程思维。通过线上线下的教学任务引导,过程与结果相结合的考核方式,在有限学时内提高了学生的学习成效。

FPGA在数字电子技术实验中的应用

以项目为导向的本科生数字电子技术实验,以FPGA(Field Programmable Gate Array)对数字信号的处理为基础,设计并实现了输入模拟信号的模数转换、串口通信、采样分析、波形显示等功能,并进一步拓展实现了心电图的特征识别及心率的测量,为临床诊断提供了参考。实验激发了学生兴趣,提高了学生对数字电路的认知水平和综合应用能力,是本科生教学研究中有意义的一次探索实践。

二维心室肌中动作电位传导的数值算法研究

为了进一步探讨求解二维心室肌中动作电位传导方程的方法,采用时间分裂法将求解过程分为两步,第一步用时间步长自适应算法求解每个细胞的动作电位,第二步用交替方向隐式法或五点差分法对偏微分方程进行数值积分.仿真结果表明,在保证数值算法的稳定性和精度上,时间分裂法和时间步长自适应算法起着重要的作用.采用了时间分裂算法和时间步长自适应算法后,在计算精度上,用交替方向隐式法略高于用五点差分法去积分偏微分方程,在计算耗时上,五点差分法是交替方向隐式法的70%.

心脏电生理的计算机仿真方法研究

计算机仿真是对心脏电生理进行理论研究的重要手段。本文用R ush和L arsen提出的算法求解心室肌细胞Luo-R udy模型中的常微分方程(ODE's)。用算子分裂法结合自适应时间步长算法求解心肌组织传导模型中的偏微分方程(PDE's)。采用这些方法我们完成了单个心室肌细胞模型和两维组织模型的计算机仿真程序。用这些软件研究了激发螺旋波的方法。从两维计算机模拟中获得的数据可进一步用于等电位线、螺旋波尖端的轨迹及伪心电图(pseudo-ECG)的研究。

中层心肌细胞分布与长QT综合征中折返激动发生机制的计算机仿真研究

中层心肌 (M)细胞的分布是决定心室不应期空间分布的重要参数。特定离子通道的基因突变是产生遗传性长QT综合征的基础。但在离子通道水平上对M细胞分布状态与长QT综合征中尖端扭转型室性心动过速 (Tdp)折返机制关系的理论研究甚少。用Luo Rudy心室肌细胞动作电位模型LRd0 0进行二维心室肌组织仿真研究。采用特定M细胞岛形分布观察心室激动的跨壁传播特点。通过设置快速延迟整流钾电流 (IKr)通道的电导为零 ,模拟动物实验中灌注d sotalol阻断IKr形成LQT2模型 ,并在四种仿真条件下观察复极跨壁异质性的特征。在LQT2模型中 ,动作电位的时程延长 ,复极跨壁分布的最大值从对照条件下的 1 5ms/mm延长至 2 5ms/mm ,提示动作电位跨壁复极离散度增大。在LQT2模型中 ,M细胞岛形分布形状对不应期的空间分布起着重要的决定性作用。传导阻滞、Tdp形成、以及壁内折返环的维持均与M细胞的分布形状有关。结论 :M细胞的特征分布是产生不应期在空间上异质性的基础。不应期的局部延长是产生功能性折返的基础。在长QT综合征中 。

现场可编程模拟阵列AN10E40的应用开发

介绍了现场可编程模拟阵列 AN10 E40的基本结构、主要性能和开发过程。结合实例介绍了 Anadigm

LQT2模型中早期后除极的产生与中层心肌细胞的岛形分布有关

用Luo Rudy心室肌细胞动作电位模型LRd0 0进行二维虚拟心室肌组织的仿真研究 ,探讨LQT2模型中早期后除极 (EAD)的产生与中层心肌 (M)细胞岛形分布的关系。通过设置快速激活延迟整流钾电流 (IKr)通道的电导为零 ,模拟动物实验中灌注d sotalol阻断IKr形成LQT2模型。在二维虚拟心室肌组织的心内膜侧加基础周长 (BCL)为5 0 0ms的刺激 10次 ,间歇 5 0 0 0ms后 ,再给一个单刺激。通过改变M细胞岛形分布的形状、大小和位置 ,观察M细胞分布与长QT综合征中发生EAD的关系。结果 :在本实验条件下 ,当M细胞岛型区域的形状、大小适当时 ,可产生EAD并维持EAD的不断发生 ,引起靠近心内膜区域与M细胞区域的交界处产生较高振幅的EAD ,形成由EAD触发激动引起并维持的折返激动。结论 :在LQT2模型中 ,M细胞跨壁岛型分布的形状、大小和位置是产生EAD以及室壁内折返环的形成与维持的重要因素。折返波起始于心内膜细胞区域与M细胞区域的交界处。

心脏起搏系统阻抗体表检测方法的探讨

起搏阻抗反映了起搏器、起搏电极和心肌组织组成的起搏系统的连接状况。本文探讨了心脏起搏系统阻抗的体表检测方法，从体表起搏心电信号中分离并提取起搏脉冲波形，计算起搏系统阻抗。此方法已用于我们所研制的起搏心电监护系统，并在临床上进行了实测验证。将起搏系统阻抗和起搏心电图联系起来分析，有助于判断起搏系统故障的原因。

现场可编程模拟阵列的微处理器配置模式及接口方法

现场可编程模拟阵列AN1 0E4 0加上直观性软件AnadigmDesigner,给数字和模拟电路设计者提供了设计模拟电路的便利条件 ,可以在AN1 0E4 0上快速设计精确、无漂移、具有温度补偿及可编程的模拟电路。AN1 0E4 0有两种装载配置SRAM的工作模式 :模式 0是微处理器引导模式 ,模式 1是串行ROM引导模式。文中介绍了现场可编程模拟阵列AN1 0E4 0的微处理器配置模式 ,给出了AN1 0E4 0与 5

哺乳类动物心室肌细胞的Luo-Rudy模型及计算机仿真研究的进展

在实验数据的基础上基于Hodgkin-Huxley方程建立的哺乳类动物心室肌细胞的Luo-Rudy模型及计算机仿真研究使得对心脏的认识从定性转入定量。本文简述了Luo-Rudy模型的发展过程及其应用研究,并给出了LR91模型的计算机仿真结果。心肌细胞模型在心脏电生理研究中起着重要的作用,随着对心肌细胞模型的进一步研究将在分子水平上揭开心源性猝死的原因。

基于WINDOWS98平台的低频任意波形发生器的研制

本文介绍了基于 WINDOWS98平台的低频任意波形发生器的设计思路和系统实现。仪器采用 PC机外挂信号发生器的方式 ,结构简化。采用虚拟仪器设计技术 ,使任意波形发生器无论在功能、使用方面 ,还是在维护和升级等方面都比传统信号发生器优化。

数字式多道生理信号示波器的研制

目的 研制数字式多道生理信号示波器。方法 仪器采用PC机外挂采集盒的方式 ,3 86以上的PC机即可 ,仪器结构简单灵活。采用虚拟仪器设计技术 ,操作界面更加友好。结果 此示波器具有实时测量、分析、显示、存储、打印等功能。结论 此数字式多道生理信号示波器可替代目前教学和科研中使用的模拟生理信号示波器及其它生理信号记录装置 ,对教学和科研有一定的促进作用。该仪器具有很高的性能价格比 ,可大量推广使用 ,有望取得较好的社会、经济效益。

用Visual Basic 5.0开发Windows环境下的串行通信程序

本文详细介绍了 Visual Basic5 .0版中 MSCOMM.VBX通信控件的属性及使用方法 。

建立面向对象的C51电子系统开发环境

面向对象的设计思想起源于软件设计领域,已经渗透到了现代工业设计的各个领域。将面向对象的设计思想引入到以51单片机为核心的电子系统设计中,完成从初级开发到高级设计的转变。模块化设计是实现电子系统面向对象设计的基础。建立基于51单片机的模块库,硬件模块库和软件模块库一一对应,建立规范、统一的模块设计标准,在模块库的基础上形成快速开发C51电子系统的能力。通过一个简单的动态数码管显示和按键散转程序展示了模块化设计的优势。

51单片机与DeskJet200喷墨打印机接口及程序设计

本文给出了 5 1单片机与打印机的接口方法 ,介绍了 HP喷墨打印机 PCL 3控制语言 ,用实例说明了用 5 1汇编语言设计 Desk Jet2 0 0喷墨打印机打印程序的方法。

OBE理念下数字电子技术实验教学改革与实践

文章基于OBE理念,以工程教育认证为背景,针对数字电子技术实验教学中存在的问题进行了一系列改革。以学生具备数字系统设计能力为目标,将相互独立的验证性实验内容转变为以项目设计为导向、项目组成模块为基础的设计性实验内容,并将数字系统设计思想和方法融入每次实验,由浅入深地使学生逐步掌握数字系统的设计流程和方法,最终具备扎实的硬件描述能力和综合设计能力。实践证明,数字电子技术实验改革极大地激发了学生学习的积极性和主动性,锻炼了学生的工程实践能力,使学生具备了一定的数字系统设计能力。

急性心肌缺血时瞬时外向钾电流和跨壁复极离散度的变化及其计算机仿真研究

目的探讨急性心肌缺血时犬左室心肌楔形组织块瞬时外向钾电流(Ito)、跨壁复极离散度(TDR)的变化及其计算机仿真研究。方法建立冠状小动脉灌注犬左室心肌楔形组织块模型,应用浮置玻璃微电极和心电图同步记录技术,观察急性无灌流心肌缺血对内中外三层心肌细胞Ito、动作电位时程(APD)、TDR和心律失常的影响,并结合急性心肌缺血Ito离子流和TDR的变化,应用修正Luo-Rody参数进行计算机仿真。结果急性心肌缺血早期犬左室内中外三层心肌细胞的Ito离子流增大,APD缩短,均以心外膜层细胞最明显,TDR增加,诱发R-on-T早搏和室性心动过速,并经计算机仿真可以证实与临床一致的心电图特点。结论急性心肌缺血时Ito离子流增大,TDR增加,产生2位相折返,是多型性室性心动过速发生的重要机制,计算机仿真可以显示这些特点。

“数字电子技术”课程实验教学改革探讨

本文首先论述了"数字电子技术"课程的重要性和现状,然后结合学校教改项目和前期教学实践,对实验教学的实验平台、内容建设和教学模式三方面提出了具体的教改方案。我们主张实验平台采用专业公司开发的资源共享实验平台;实验内容在增强了自主设计基础上扩大实验梯度,推行"口袋实验室";教学模式上则组织开放实验等多样化实验。

基于ANEP染料荧光光谱迁移的单波长心脏光学标测系统

近几年来,光学标测技术已经成为心脏电生理研究中一种非常重要的手段。它利用对嵌在细胞膜上的电压敏感染料随着膜电位变化而产生的荧光光谱迁移进行成像,来进行心律失常与电击除颤等电生理研究。文章测量了常用的电压敏感染料di-4-ANEPPS的荧光光谱,并根据该染料的光谱迁移,设计了一套包括一个通用CCD相机的单波长光学标测系统,可以达到较高的时空分辨率。记录心肌细胞中的电兴奋传导过程,从而可以为今后国内心律失常作用机制的研究工作提供一个有力的工具。