时间:2023-06-04 10:46:54
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物医学工程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
组织工程基质材料研究进展 闫玉华,周文娟,李世普,万涛
组织工程用高度多孔生物可降解支架的制备 罗丙红,卢泽俭
人工血管基因修饰的研究进展 王继亮,王国斌
组织工程骨修复中的局部基因疗法 易静,汤雪明
血液密度测量及其在基础医学和临床中的应用 吕霞付,蔡绍皙
微囊化细胞移植的研究进展 周薇,王正荣
α稳定分布噪声下诱发电位潜伏期变化的自适应检测 邱天爽,王宏禹,李小兵,张旭秀,鲍海平,张杨
脑电逆问题的研究进展 郑旭嫒,万柏坤
联合疗法与放疗的比较 高悦,杨国胜,王健琪,范晓宇,王华
常用蛋白交联方法及其对胶原的影响 曹正国,李成章
训练特伦德伦伯格症步态的微处理器步态分析系统
由心磁图信号的ST段偏移计算的总电流矢量检查心肌异常的方法
在慢性声刺激期间心率变异性的24小时节律变化
由运动心磁图计算的电流比分布图检查心肌异常的方法
小型的经腹胎儿和母体心电图长时间记录器
连续心输出量监护系统
磁共振图像中非均匀场的校正 李音
微电极技术与脑运动性信息传导的研究 宋毅军,田心
信息融合技术及其在医疗监护系统中的应用 陈鹏慧,吴宝明
隐马尔可夫模型的原理与实现 刘河生,高小榕,杨福生
肝脏组织工程学中的胚胎干细胞 胡安斌,郑启昌
骨组织工程种子细胞的研究进展 郭宗科
骨组织工程材料的表面修饰和细胞粘附 刘刚,胡蕴玉
聚氨酯的血液相容性评价 胡国栋
聚乳酸制备研究进展 李曹,王远亮
基因纳米粒子在血管再狭窄的基因治疗中的应用 李大伟,冷希岗
人工神经网络在基因组信息学中的应用 陈志宏,严壮志
胚胎干细胞向神经细胞诱导分化的研究 沈干,丛笑倩,刘晓音,汪铮,曹谊林
植入式装置与体外程控装置数据交换技术的进展 曹妮妮,金捷,孙卫新,狄亮
磁感应断层成像及其实验室设计 李世俊,秦明新,董秀珍
生物芯片及其在生物医学工程中的应用 刘伟庭,郭希山,王钟,陈裕泉,王立人
电磁场对骨组织和成骨细胞的作用 赵云山,张西正,郭勇
载药纳米微粒的临床应用研究进展 肖延龄,李伯
组织工程中生物材料表面修饰的研究 郝杰,郑启新
骨髓间充质干细胞分离培养的研究进展 王运涛
脂肪组织工程研究进展 梁伟中
高强度聚焦超声"切除"肿瘤过程中的空化效应 顾惠琼
睡眠监护技术的发展 叶志前,郑涛,裘利坚
软骨组织工程种子细胞及预防其老化的研究进展 何黎升,高瞻,陈富林
Platelet-rich Plasma(PRP)在骨组织再生中的应用 刘兴文
独立分量分析及其在脑电逆问题中的应用 高诺,朱善安
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 金印彬,杨琳,阔永红,张虹,黄诒焯,蒋大宗
3D-EIT图像重建的研究进展 王妍,任超世
血浆蛋白对生物材料细菌粘附影响研究进展 李艳星,黄云超,熊素华
生物人工肝的临床应用及其生物成分研究中的几个热点问题 舒桂明
共同培养在生物人工肝中的应用 黄艳欣,刘晨
有限元分析法研究脊柱生物力学的新进展 高允海
磁共振谱成像(MRSI)技术的研究进展 钱勇先,黄敏,林家瑞
生物电流检测和组织功能成像的新技术 刘军,李光,陈裕泉
心脏建模仿真研究进展 霍梅梅,夏灵
基于突变理论的心脏运动数学描述 刘,李迪,孙尧
骨组织力学信号转导的研究 王昊,张西正,张永亮,郭勇
心室辅助装置的内皮化 李晖
基因工程的下游技术 周思翔,华慧,王正荣
软骨组织工程种子细胞的来源、培养和评价 孙安科,裴国献
角朊细胞培养技术最新进展 李政
异种煅烧骨材料的研究进展 赵铭,郑启新
脑磁源成像技术的研究进展 胡净,胡洁,汪元美
数据挖掘技术在生物医学领域的应用 余辉,吕扬生
诱发电位的非线性动态提取方法 耿新玲,田心
用于组织工程化培养生物反应器的研究进展 吴金辉,张西正,郭勇,武继民,李瑞欣
一种新型医用成像技术--微波激励热声CT 吴石增,于阳,宋涛
上皮干细胞发育调控与临床应用的研究进展 平浩
组织工程化人工皮肤的构建与应用 刘德伍,刘德明
生物人工肝研究进展 李津荣
肝细胞的低温保存及应用研究进展 刘鸿凌,王英杰
体外循环中的肝素涂层技术 杨剑,易定华
人工髋关节翻修术中骨缺损的修复与重建 肖联平
光纤纳米生物传感器的研究进展 李逸尘,潘爱英,姜信诚
纳米控释系统的应用 刘源岗,王士斌,翁连进
磷酸钙骨水泥药物缓释载体研究进展 杨莽,张彩霞,陈德敏
BMPs载体及缓释系统研究新进展 尹绍雅,常祥平
软骨组织工程种子细胞的基础和应用研究进展 张艳,崔磊,曹谊林
破骨细胞细胞骨架的研究进展 李青南,陈槐卿
由猪肝细胞组成的人工肝支持系统的安全性问题 刘青,段钟平
用于生物人工肝的肝细胞组织化培养 吴宇澄,赵卫红,余多慰
生物人工肝中肝细胞来源及培养的新进展 胡安斌,田源
癌热疗中超声无创测温方法的研究 吴水才,白燕萍,南群,夏雅琴
肿瘤热疗的热剂量学应用研究 王伟,李迎新
本文针对生物医学工程专业的认知特点,对我校生物医学工程专业开展《医学检验仪器》课程的教学现状进行了探讨,从精选教学内容,增加实验教学,改进教学方法及改革考核形式等4个方面提出了课程改革的几点设想。
【关键词】
医学检验仪器;课程改革;生物医学工程专业
基金项目:
广东省2014年高等教育教学改革项目(GDJG20142116)
生物医学工程专业的主要目标是培养能将工程技术与医学密切结合,能为医疗和医学研究部门进行工程技术服务,能从事医院仪器设备管理和质量保证工作的高级医学工程技术人员[1]。医学检验仪器是医院检验科必不可少的仪器,医学检验仪器学是一门涉及光学、机械、电子、计算机、传感器、生物化学、放射等多领域的交叉学科[2]。该课程与临床免疫、临床检验、临床生化、医学传感器等课程的学习有着密切的联系,对学生的理性思维、逻辑推理、高度抽象以及综合应用等能力的要求较高。我院从2008年开设了《医学检验仪器》作为生物医学工程专业的专业选修课程。课程安排在大学三年级,目前教学大纲学时数为32学时。本人经过多轮的教学实践,深深的感到我院《医学检验仪器》课程教学模式和教学方法亟待改革,为此做了如下方面的尝试和探索。
1根据专业特点精选教学内容
目前医学检验仪器课程的教材大部分是针对医学检验专业学生编写的,有的虽然适合工科专业的学生使用,但是介绍的仪器比较落后,已跟不上现在医学检验仪器精密化、自动化和综合化的发展。我院《医学检验仪器》课程以朱根娣主编的,由上海科学技术文献出版社出版的第2版《现代检验医学仪器分析技术及应用》为教材[1]。该教材比较适合医工专业的学生使用,内容安排共十一章,基本涵盖了目前临床上常用的较先进的检验仪器。考虑到课时的限制和医工专业学生知识结构特点,我们对课程的内容安排主要有光电比色技术及生化分析仪,血细胞分析仪、流式细胞分析仪、尿液分析仪、血气分析仪、电解质分析仪等临床常用仪器的基本原理、结构、性能指标、使用方法及其维护和临床应用。教材关于检验标本及临床实验室的整体情况涉及的比较少,但对于工科学生来说,医学知识较为薄弱,在以往的教学中教师一开始就介绍检验仪器,学生总是会问,知道了仪器的结构和原理,但是这个仪器的标本怎么来的,整个实验室的管理是什么样的。因此课程在介绍各论之前,需要增加临床标本的采集、存储及实验室管理的相关知识,以便学生对临床检验实验室有一个系统的认识。另外,临床使用的检验仪器大部分是由国外厂家生产的,操作界面,使用说明及技术资料等都是以英文形式给出的,学生掌握一定专业英语知识是很有必要的。因此在教学内容中也增加了专业词汇的英语表达,为学生以后工作中更好的了解本课程的发展动态做好准备。工科学生的就业的方向之一是从事仪器的销售、维修等。因此学习检验仪器就需要学习其电路知识。因现在各厂家仪器关于电路的介绍都比较少,所以教材中涉及的也较少。但是现在有一些关于检验仪器维修的网站以及其他高校精品课程网站,对电路部分有一定的介绍[3]。我们从中精选了血细胞分析仪电路部分,并把这部分内容增加进教学讲义中。通过介绍这种典型仪器的电路知识,对学生学习其它医学检验仪器的电路知识起到触类旁通的作用,为毕业后从事检验仪器保养和维修工作打下基础。
2增加实验教学
我院目前在生物医学工程专业医学影像工程和医学仪器检测两个专业方向开设了医学检验仪器这门课程。课程开设之初的设想是为完善专业课程结构设置同时考虑到学生的就业方向需求的一门选修课程,因此课程设置学时为32学时,全部为理论课程。但经过这几年的教学实践,笔者深深的感受到没有实验课的教学,就好比“画饼充饥”,学生普遍感觉内容抽象难懂,因此增加实验课程势在必行。目前我院还还没有专门的医学检验仪器实验室,对于实验课程的教学初步计划是和学校其它单位合作,同时配置一批分光光度计。对于实验课程的设置,可分3个层次;第一个层次参观医院检验科室。组织学生分批参观检验科室,对于工科学生来说一方面可以学习检验标本的采集、处理以及存储的相关知识,另一方面可以对检验仪器有一个感性的认识,同时对检验科室的工作流程有一个了解。这一内容安排在上完绪论之后,各论之前,通过参观检验实验室,激发学生学习医学检验仪器的热情。第二个层次为验证性实验,因检验仪器属精密仪器且价格比较昂贵,实验室的建设和配置实验仪器需分批进行。在开设实验之初,先选用分光光度计作为验证性实验仪器,后续再扩展到其他检验仪器。因分光光度计价格较便宜操作简单,且它和生化分析仪都是依据朗伯比尔定律而设计的。学生在实验中配置不同浓度的溶液,让其分别通过分光光度计,测得各自的吸光度值,从而验证了郎伯比尔定律,同时也熟悉了生化分析仪的原理。第三个层次为仪器内部结构分析和故障检修阶段。我们积极跟教学医院联系,把它们淘汰的检验仪器回收到实验室。实验过程中把这些仪器完全拆开,学生通过观察内部结构,熟悉整个仪器的运作流程[4]。对于一些较简单的仪器,比如尿液分析仪,可以设置小故障,让同学们试着检修,帮助学生进一步了解仪器的结构,将理论的东西具体化。也有利于将来学生在工作中能更准确地保养和维修仪器。
3改进教学方法,激发学生学习热情
以往医学检验仪器的教学基本上采用的是“填鸭式”的教学方法[5],虽然对于每种仪器的讲授时都用多媒体给出仪器的实物图片,原理也给出了动画演示图,但这些总是教师在讲,学生在听,学生总处于一种被动接收的状态。如果留出一部分内容让学生来讲解,既可以激发学生的学习热情,又能锻炼学生的自学能力、对材料的组织能力及沟通表达能力。比如说,介绍完流式细胞仪的原理后,我们会留下课后作业让同学们自学原理相似的流式细胞术尿沉渣分析仪原理,5人一组,制作幻灯片,每组指定一位同学进行课上讲解,时间限定为10min。同学讲完后,教师再对同学的讲解进行补充和点评。我们在2012级医学仪器检测专业试行了一次,同学们普遍反映,通过这次课程的讲解,对流式细胞术的理解更深了,对后续老师介绍五分类血细胞分析仪时,也是更容易理解了,学习热情也增加了。以后我们将继续拿一些原理相似或原理相近的内容让同学们自己讲解,更好的调动学生学习医学检验仪器的热情,从而学好医学检验仪器这门课。
4改革考核方式
以往的课程考核方式主要是单一的笔试形式。但医学检验仪器是一门实践性较强的学科,笔试考核一方面不能反映学生的真实能力范围,另一方面只能促使学生死记硬背,导致高分低能的现象,极大的影响其以后的工作能力。因此我们把课程的考试形式改为笔试占70%,实验占15%,课堂讲课占15%。这种考核方式能调动学生做实验和参与课堂讲课的积极性和主动性,使考核成绩能真正体现学生对课程的掌握程度。
5总结
本文从精选教学内容,增加实验教学,改进教学方法,改革考核形式等4个方面提出了对我校生物医学工程专业开设医学检验仪器课程进行改革的思考。但医学检验仪器课程的教学改革是一项系统而复杂的工程,还需在今后的教学实践过程中,不断的改进和完善,从而达到提高该课程教学效果的目的。
作者:丹 余学飞 单位:南方医科大学生物医学工程学院医工系
参考文献
[1]王华峰,陈超敏,周凌宏.新时期生物医学工程人才培养模式改革与探[J].医疗卫生装备,2004(9):120-122.
[2]朱根娣.现代检验医学仪器分析技术及应用[M].上海:上海科学技术文献出版社,2008:1-274.
[3]余学飞.充分利用网上资源,改革《医学仪器》课教学[J].继续医学教育,2004,18(6):42-43.
一、选择直接就业于生物医学工程专业方向的几点考虑
根据生物医学工程专业的特点,有医院与企业两条道路供选择。但更多的同学肯定是希望进入医院,因为医院属于事业单位编制,相对于企业存在风险的运营方式,同学们普遍喜欢相对安稳的工作环境。其实同学们应该更多地了解社会对我们所提出的要求,以便于选择一个真正属于自己的地方,而不是靠自己的主观臆断。1.进入医院的大门进入医院可能是许多同学想要的,在这里也要明确,生物医学工程有两个比较明显的分支,一是进入医院设备科,进行对于医院设备的维修与采购,管理医院的医疗设备。另一种是投入到医院的放射科,对医院的医疗设备进行技术性的操作与使用。分流的选择是在大二结束之后根据自己的兴趣特长及老师的推荐所进行的。相对于企业所存在的员工竞争压力,医院的工作可能相对安稳,对于技术的创新要求并不高,但对于同学的实际操作能力及对于仪器的了解程度有较为苛刻的要求。2.应聘于医疗器械企业或电子计算机企业首先选择进入企业要明确自己的方向,从自身特点出,比如①认为自己的社会交际能力较好,则可以从事营销,做好对外推销自己公司产品的工作并学会维系与客户之间的关系,及时反馈客户的意见,更新并拓宽自己的销售渠道。②认为自己动手能力及实践操作能力较为不错的,则可以做一名技术工程师,主要职责为安装、调试、维修设备,为客户提供售后服务工作。③再者,如果觉得自己在专业理论知识方面、专业创新方面有异禀的天赋,则可以留在企业的科研创新部门,从事设备更新及研发工作。比起在医院工作,企业的薪水及待遇可能会更可观,但相对的,其工作压力及员工竞争也会较大,存在失业的可能性也就较高。3.从事高校教育工作或从事科研创新工作比起之前两种,这条路可能算是最轻松也是最艰难的。轻松是因为它们并不需要太多的担心失业与资薪问题,但是确实对于专业知识的掌握要求是最严格的。①从事教育工作还要有一定的教学经验与手段、良好的专业背景及优秀的师德师风。所以对同学们的能力提出了更高的要求。②选择科研工作则要有坚韧不拔的探索精神,谨小慎微的钻研态度、过硬的专业知识及孜孜不倦吸收新知识的心态。但这正是每一个专业从事者最希望的归宿,也是每一个同学最大的荣耀。
二、对自我的继续深造:读研
我国对于生物医学工程专业研究生教育只存在于一些较为重点的理工科学校中,所以对于医科大学,可以说继续深造像泥潭一样举步维艰。不过感到荣幸的是温州医科大学于2008年获批生物医学工程领域工程硕士点,是全国同类高校第一个招收生物医学工程专业工程硕士的单位。2010年获准招收双证生物医学工程全日制硕士。主要研究方向为医学仪器与医院信息管理、基因工程与基因药物。1.考研趋势的必要与优势相对于匆匆就业,选择考研是一条较为稳妥的道路。本科就业的学生虽然对于器械的制造、修理及工作运力相当精通,但缺乏对于一些生物医学方面的专业知识。很难根据病人的实际情况和医院复杂多变的局势做出很快的应对。简而言之,读研才是将生物医学与工程学真正结合的时期。在医科大学进修该专业的研究生往往能根据医科大学自身医学氛围浓厚的特点,让同学们更好地利用自己所学的工科知识,融会生物学与医学方面的专业知识,并通过附属医院的实践来强化理论知识,结合一定的临床医疗器械使用经验,使研究生们更好地将生物医学和工程学结合。2.在医科大学生物医学工程读研的方向及目标作为医科大学的一分子,应将自己打造为一位具有以生物学与医学为基础,擅于应用工程学方面的技术及方法的具有医科大学特色的复合型人才。根据我校提出的某些明确要求,我校塑造的生物医学工程研究生应具备能够灵活应用并及时更新工程学的理论基础,独立解决有关医疗工程的“疑难杂症”的能力。3.我校对目前生物医学工程研究生的教学及考核(1)高校对于生物医学工程研究生的教学内容应侧重在医学上的应用。与本科教育一样,我校研究生教育也分两条路,一是从事生物医学基因工程和基因药物的研究,二是对于医疗器械及医院信息管理系统的学习。在教学内容上,我校除了对于原有知识的巩固及加强外,更多的是对现存临床医学中的实际问题及教学案例进行剖析、解决,突出医学理论及工程应用两大特色。在课程设置上也会较多的注重实践应用,并采用隔周周末上课的教学方法,将平时在实践中遇到的问题带到教室与导师分享并探讨解决方案。这样,更能让自己将工作与学习、实践与理论牢牢结合在一起。(2)对于研究生的考核。学校采用以课程项目以及学术论文的形式,配合医科大学的特色,对其的要求也显而易见,应该是涉及生物医学领域的研究与拓展、更新与调试、开发与制造,特别是对于新兴事物的捕捉、猜想、实践、验证以及应用。项目不论形式,但对于其内涵价值、科研难度及工作量有一定的要求,并应与导师相呼应,导师既是学习上的模范,又是工作上的同事,相互协作达到最理想的状态来完成项目。毕业是对于大学学习做出的一个最明确、最不会让自己后悔的选择的时候。在面对毕业设计时更灵活,在选择毕业出路时更明确。在平时学习中,我们应该注意积累专业知识,多对自己的定位及目标进行反思、不断总结,在毕业时积极与同学、老师、家人沟通及探讨。笔者坚信,随着同学们对于生物医学工程专业了解的加深,毕业于生物医学工程的我们会走得更好、更远。
作者:缪林哲 李亚庭 郭亦韬 纪欣农 单位:温州医科大学
一、开设生物医学工程专业的必要性
生物医学工程专业是一门跨医学和电子工程、计算机技术的综合性学科,主要培养医疗仪器设备公司所需的设计、生产、调试和售后维修服务的技术人员,也可以向医院提供从事影像技术和设备维护的技术人员。随着计算机技术的发展,目前国内医院都在进行医疗设备的更新换代,拥有大量现代化高技术含量的医疗设备成为医院达标的重要指标。医院正需要掌握这方面技术的人员。同时,卫生部已下达文件,到2010年大医院实现医学图像数字化管理,中小型医院要逐步实现数字化管理。而我们开办的生物医学工程专业突出了影像技术和计算机课程的教学,为学生掌握医学图像的获取、传输、处理打下了良好的基础。与此同时,国家正在加大医疗仪器设备国产化的力度,扶持和发展医疗仪器设备生产的民族企业,一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立,它们需要大量的生物医学工程专业的中级人才。
从以上的分析可以看出,社会对生物医学工程专业的专业人才需求还有很大的空间。我校开设生物医学工程专业,既有利于江西医疗仪器设备工业的发展,又能满足周边省份对这类人才的需求。通过我们对厂家和医院的调查,以每年招生50人计年2月中算,5年内仍不能满足人才市场需求,毕业生就业形势看好。
二、生物医学工程专业培养目标
培养目标是一个专业规定的人才培养方向和标准,是培养人才模式的重要内容。根据社会需求和我院的实际情况,我们将生物医学工程专业的培养目标定为:培养具备医学基础知识、电子技术、医疗仪器设备技术和信息系统的基础知识,掌握医学影像技术、计算机技术和各种医学仪器设备的专业知识,能在各企业从事各类医学仪器设备系统的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理、维修和应用的技术人才。要求学生主要学习医学基础知识、电子技术、计算机技术、信息科学的基础理论和基础知识,接受电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用等技能的基本训练。毕业生必须具有以下几个方面的专业技术和能力:掌握电子技术的基本原理及设计方法,掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论,具有生物医学的基础知识,具有微处理器和计算机应用能力,具有医学影像诊断方面的应用能力,具有生物医学工程研究与开发的初步能力,掌握医学电子仪器和影像设备维护与管理技术,具有医院信息化管理、医学图像传输和处理、医院办公自动化、远程医疗技术,了解生物医学工程的发展动态。
三、生物医学工程专业课程设置
学科的高度分化和高度综合是现代科学技术发展的重要特征之一。生物医学工程是运用工程技术的理论与方法解决医学中的实际问题。因此,生物医学工程应在现代医学理论和工程技术理论及相关学科的基础上,建立起自己的专业学科课程)体系。要培养复合应用型生物医学工程人才,使之适应当前社会的要求,就必须对传统的教学模式进行改革。而我们教学改革的原则是“拓宽专业、加强基础、增多方向”,正确处理规模、结构、质量、效益的关系,从变革和发展内涵入手,在扩大专业基础面的同时,分类加深加细应用型人才的培养,主动适应社会的实际需求。
生物医学工程专业在我国开办较晚,没有现成的培养模式,也没有配套教材。为了达到培养目标,确保培养规格,我院对生物医学工程专业课程设置和教材选用十分慎重,尤其是课程设置方面。经过近十年的探索和实践,我系已初步形成了一套科学完整的课程体系,其中学分为170分,学时为2500个左右,课程有40多门,主要课程如下:
1.通识课模块。主要包括政治、体育、大学英语、大学物理、高等数学、计算机基础、C语言程序设计、线性代数、大学物理实验等课程。这些课程的设置是为学生的德智体全面发展和进一步学习专业基础课及专业课奠定基础。
2.医学基础课模块。主要包括基础医学概论含人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学)、临床医学概论含诊断学、内科学、外科学)等课程。通过上述课程的学习,使学生较系统地掌握基础医学的基本知识和基本技能,为学生今后进一步学习专业知识,向医学交叉学科方向发展提供知识储备。
3.专业基础课模块。包括模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析基础、电子测量与工艺、单片机及其应用、汇编语言、微机原理与接口、医用传感器原理、工程制图、Matlab应用等课程。通过上述课程的学习,使学生能够掌握电子技术、计算机技术、信号检测和信号处理的基本原理及应用,为进一步学习专业课奠定牢固的基础。
4.专业课模块。主要包括超声诊断仪器原理、X射线设备、医用检验仪器、医用电子仪器、医用电动仪器、现代医学影像技术概论、医学图像处理、医用制冷设备、生物信号处理、临床医学工程技术等课程。通过这些专业课程的学习,使学生能掌握医学影像技术和各种医学仪器的专业知识,能成为在各企业从事各类医学仪器的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理和应用的技术人才。
5.实贱模块。实践教学环节包括了军训、生产劳动、社会实践、科研训练、毕业实习和设计。其中军训2周,社会实践、科研训练各安排1周,毕业实习和课程设计各安排10周。
关键词 生物医学工程;实践实训基地;双师型教学团队
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)20-0087-03
Abstract Weifang Medical University began biomedical engineering specialty recruitment in 2012,This paper analyzed the causes of common problems we may meet with in the fostering of biomedical engineering education, and then put forward the countermeasures to solve these problems, in order to improve the quality of biomedical engineering education, including primarily increasing publicity, streng-thening the construction of curriculum system, optimizing the allo-cation of the curriculum, double-qualified teachers, and ultimately could be better for promoting our school’s characteristic school con-struction and cultivate more talents for our society.
Key words biomedical engineering; practice training bases; double-qualified teachers
1 前言
潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生,至今已有4个年头,在借鉴国内其他院校本专业人才培养经验基础上,在学校专业委员会指导下,经反复论证,已修订了完整的生物医学工程培养方案(2014版)。由于目前尚无毕业生,培养方案中的很多方面依然在不断探索中。近期,潍坊医学院正在不断推进特色名校建设,生物医学工程专业应该以此为契机,结合学校资源优势,对培养方案进一步完善,逐步形成具有学校特色的生物医学工程培养模式,同时以适应特色名校建设发展的需要。
本文在前期大量调研基础上,对各高校专业培养方案进行认真分析和比较,结合生物医学工程专业社会现状,归纳总结出生物医学工程专业建设过程中存在的几个共性问题。最后,结合生物医学工程专业特点、时代背景、社会需求及潍坊医学院实际,提出几点建议,以期更好地服务于生物医学工程专业培养模式改革。
2 生物医学工程专业建设存在的共性问题
社会认知模糊 生物医学工程专业尽管在国外从20世纪50年代就已经开始发展,但在国内自20世纪70年代起才慢慢发展起来,与其他专业相比相对起步较晚。即便现在,社会对此专业依然普遍存在认识模糊、理解不深的现象。如学生报考志愿、用人单位招聘时,经常将生物医学工程专业与生物技术、生物工程或临床相关专业混淆[1],对学校招生、学生就业造成很大影响。
课程体系差异较大 到目前为止,据不完全统计,国内开设生物医学工程专业的学校已达127所,其中综合类和单科理工类占96所,单科医学类院校为31所。学校层次包括高等专科学校、普通高等院校、国家重点院校不等。综合分析发现,存在的主要问题是各高校课程设置大多依托本校现有的资源和师资,灵活性和随意性较大,很难做到从专业长期发展、时代需求角度出发[2-4]。具体情况说明见表1。这种现象不仅在国内院校存在,本专业世界排名前五的国外院校也有不同程度的体现,见表2。
课程学时分配不统一(课时) 对不同院校课程设置比较分析发现,各高校课程设置除在课程体系方面存在较大差异外,课程学时分配也有较大不同。结合王能河[5]等人的研究结果,举例如表3所示。
复合型师资力量缺乏 生物医学工程专业培养学生具有利用工程技术的手段和方法解决医学相关问题的能力,集中反映在生物医学信号检测和处理、医学成像仪器、生物医学新材料、康复工程、生物系统建模与仿真、远程医疗等相关领域。工程技术本身对知识储备、综合素质、工程经验的较高要求,加上新技术、新方法的不断更新,对生物医学工程教师授课提出较高的要求。而分析发现,目前各高校授课教师大部分缺少工程背景和工程实践经历,虽然在单科领域具有很深的造诣,但是对知识的综合应用能力比较薄弱,因此,授课过程中往往仅停留在对原理和技术讲授的层面,很难从工程原理和技术的角度建立与解决实际问题的联系。又由于一些新技术往往最先在企业推广,而授课教师若无参与企业工程研发等经历,就很难及时掌握这些新技术,授课知识陈旧,所授技术甚至早已被淘汰。除此以外,授课教师若无一定的工程背景,在指导学生实验实训环节,往往会停留在对所学理论的验证实验层面,很难设计和指导学生开展综合设计实验,严重影响学生的创新能力培养。
3 生物医学工程专业建设改革的几点建议
通过上面对生物医学工程专业存在的共性问题进行分析,笔者认为,潍坊医学院生物医学工程专业培养模式改革应该注意以下几个方面。
广泛宣传,提高认识 尽管我国生物医学工程专业存在起步较晚的客观事实,但造成目前该专业社会认知度模糊的主要原因可归结为以下几方面。
1)与其他专业相比,生物医学工程专业招生规模较小,大部分学校每学年只招收1~2个自然班,全国目前开设生物医学工程专业的院校共计127所[2]。每年生物医学工程毕业生除去继续深造,选择就业的不到5000人,他们毕业后又分布到全国各地,因此,人们接触该专业的人相对较少。
2)生物医学工程本身是一个交叉学科,加之各学校培养目标不同,即便都是生物医学工程专业,不同院校的学生毕业后从事的工作差异很大,人们往往会根据自己接触的生物医学工程人员从事的职业,简单地对生物医学工程进行评价,造成认识偏颇。针对以上两方面原因,建议学校和社会共同担负起宣传的责任。
首先,学校在招生前应充分做好专业介绍宣传工作,使学生在报考志愿前对该专业课程设置、培养目标、社会需求有一定的把握,学生根据自己的兴趣选择报考。这样一则可以避免入错行的尴尬,二则学生根据自己的兴趣报考入学后学习积极性高。
其次,入学后学校应尽早安排专业教师对学生进行更加详细的专业介绍,应结合本校生物医学工程培养方案,让学生对四年学业有一个宏观的把握,对部分课程设置进行简单说明,主要从课程设置的意义、该课程与后续课程的联系等角度展开。如此有利于学生从入学就开始对自己的学业建立很好的学习规划,也不至于因课程设置问题造成误解,避免后续学习对某些课程不重视的现象发生。
再次,通过学前教育,专业教师应建立学生学习本专业的自信心,增加学生自身对本专业的认知和认同感,消除学生因专业本身边缘学科的特点而产生被边缘化的想法,提高他们后期学习的积极性。
最后,社会和学校应共同承担起对外宣传的责任,提高用工单位对该专业的认知度,为学生就业提供保障。
加强课程体系建设 生物医学工程学最初是期望基于工程技术的手段,即利用工程学原理和方法,探索、发现和解决医学领域的问题,进而又发展到生物学的研究领域,所以它是医学、生物学与工程学乃至材料学相交叉的系统工程学科,学科呈现知识面广、创新性与实践性强等特点。
基于上述特点,生物医学工程课程设置要把握以下几个方面。
1)要想用工程的手段解决医学相关领域问题,必然要求学生具有一定的医学和生物学背景,同时具有扎实的工程基础,因此,课程设置必须要涵盖医学、生物学和工程学多个方面,通过课程学习使学生掌握丰富的基础知识和基本技能。
2)课程设置应体现专业覆盖知识面广的特点,但绝不是各课程的简单拼凑和堆叠,所设置的课程之间既应注意相互联系,又要有侧重。
3)由于生物医学工程所研究领域新技术、新成果、新材料、新理念和新发现的不断涌入,课程设置还应充分考虑对知识的补充和教材的更新,体现专业本身的“创新性”。
4)课程设置要充分依托学校资源优势和师资力量以突出专业特色,但核心专业课开设必须遵循适应时展和社会需求的原则,决不能因学校师资和资源问题办成纯工学或纯医学专业。同时,核心专业课设置还必须做到与培养方案中的培养目标保持一致,而所有课程设置均需在培养方案的指导下完成。
⑤生物医学工程专业对工程能力的较高要求又决定了开设课程必须具备实践性强的特点,因此,课程设置时应重视实践、实训环节所占的比重。
综合看,课程设置总体原则把握可参考清华大学“厚基础、宽口径、强实践”的培养模式,即既重视专业基础课的学习,又鼓励不同院校专业课,同时注意加强实训实践环节。
优化课程设置分配 根据国家级特色专业建设质量工程评估体系的要求,和四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要,建议潍坊医学院课程总学时应控制在2600~2800。结合学校教学型院校的特点,建议把理论与实践课程的学时比例控制在1:0.35左右,其中专业课控制在1:0.45左右。
打造双师型教学团队 师资队伍建设是保证人才培养质量的基础,要培养应用型的工程人才,首先要求教师自身是工程型人才[6-7]。生物医学工程专业教师自己进行职业规划时,必须做到同时具有扎实的生物医学工程理论功底和丰富的工程实践经验。学校应通过鼓励生物医学工程专业教师定期到企业进修学习,参与企业技术研发,探索生物医学工程专业校企联合培养模式,积极拓宽实践实训基地等途径,提升教师的工程实践能力[8-9]。如此有利于:
1)将新的技术和方法带到教学中更新知识结构,开拓学生视野;
2)通过解决工程实际问题的经历,将理论知识与实际问题建立联系,解决理论授课枯燥难懂的尴尬;
3)将实际问题引入教学,鼓励学生思考,有利于推动学校PBL等一系列教学方法的改革;
4)指导学生开展综合实验,提高学生的实践动手能力和创新能力;
5)深度参与企业研发,提高学校科研水平。
最后,学校应该针对生物医学工程专业特点,给予专业教师必要的政策扶持与保障。
4 结语
生物医学工程专业是一个新兴产业、朝阳产业,生物医学工程的专业教育有利于为国家培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,推动国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略。因此,“十二五”规划中国家对生物医学工程涉及相关领域给予大力支持。潍坊医学院应紧抓时代机遇,认真分析其他院校办学过程中存在的问题,借鉴其办学成功经验,同时结合学校实际,深化改革,打造具有自身特色的生物医学工程品牌专业。
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生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法,多层次研究人体结构、功能及其生命现象,研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合,工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才,必须要改变原有培养医科学生的模式,采取适应工程技术人才培养特点的教学体系,突出工程性,强调实践性教学。改变现有实践教学模式,构建新的实践教学体系,是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。
2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验
我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是:“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展,培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识,具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力,能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程,这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科,其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此,实践教学占据着战略性地位,是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标,突出工程特性,培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务,学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养,更要通过实践教学各个环节来锻炼,以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法:
2.1注重基本实验技能训练,重组课程实验教学内容电子技术与信息技术教学包含了一系列课程(电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等),对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造,实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合,主要目的是配合理论教学,使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能,提高教学效益,在不增加现有实验课学时的前提下,适当开设综合性实验。
2.2培养综合运用知识能力,强化综合性设计性实验在专业基础课实验中,将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验,主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力,以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目,提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应,题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题,通过查阅文献资料,优化技术路线,独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试,到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革,有效调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。
2.3开展多层次第二课堂活动,培养分析解决问题能力开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动,这既是课程教学内容的补充,也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动,内容力求覆盖面广、应用性强,既有教师选题,也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织,有效地丰富了学生视野,拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动,对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制,组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学,让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能,变被动学为主动学,培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。
3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足
目前,我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括:公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看,目前这种模式存在2点不足:一是课程设置不科学,体系不完整,与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2];二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起,由低到高逐次递进,以电子技术综合设计为例,在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上,但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实,一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现,从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求,从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养,是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程,绝非一朝一夕之功,也不是某一门课程所能解决的,必须将其作为系统工程搞好顶层设计,在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训,需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间,乃至研究生阶段,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动,这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识,提高独立分析问题和解决问题的能力,提高团队合作意识,提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力,能够有效地通过工程技术手段解决实际问题,从而满足用人单位和部队建设的需要。所以,建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革,加强顶层设计的重要工作之一,必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。
4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议
创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次,不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法,通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养,必须改变传统的实践教学模式,把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案,调整实践教学组织结构;安排大型综合实验设计课程和实践训练,形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式;构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动,使其创新实践能力不断发展,从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力,提高创造性和竞争能力,这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。
4.1实践课程体系建设
为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求,根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验,我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。
4.1.1基础课程实验
这一类实验的内容和方式比较传统,实验和课程内容的联系紧密,每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析,帮助学生掌握基本理论和方法,锻炼学生动手能力,培养学生的基本工程素质。除基本实验外,一般要求至少安排一个具有综合性质的实验,能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容,都需要进行充分的论证,以保证每门课程实验内容的合理性。
4.1.2综合实践课程
这个训练层次的重要性体现在,使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法,同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础,如果基础不牢,所谓创新是没有保障的,即便有非常新颖的想法,但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上,充分了解各种方法的特点,并根据对实际问题的分析提出有价值的建议,创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用,掌握工程技术解决问题的程序和方法,突出工程实践中关键环节的训练,实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训,使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排,将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成,余下的2~3周时间用于开设独立的综合实践课程。其具体设置安排见表1。
(1)电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力,组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的,主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能,如果没有这个过程,直接进入电子技术课程设计阶段,就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题,为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程,以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力,而尽量避免因为工艺问题造成的失败。
(2)电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上,进行综合能力培养的实践训练课程,以电路设计为重点,内容侧重综合应用模电、数电知识,完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统(例如心电信号放大器)。一般是给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。
(3)虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用,侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。
(4)生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上,把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来,掌握常见的生物医学信号采集方法,医学信号传感器、采集仪器的使用,利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程:医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断,培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力,并强调各种处理方法的硬件实现。
(5)现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行,学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能,融合医学仪器课程内容,独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试,完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理,通过对专业课实验进行的高度整合,让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择,或者自己拟定题目,独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统,并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术,在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练,对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解,从而在综合能力上得到培养,同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。
4.1.3创新性课外科技活动
开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动,其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上,了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识,充分发挥和调动学生创新实践的潜能,结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求,应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法,有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员,培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力,以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养,主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展,也可以围绕专业选修课开展,并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金,开展进一步的深入研究,并指导学生发表学术论文,申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员,可在此基础上直接进入毕业设计环节,并给予他们优先报考硕士研究生的资格。
4.1.4实习
临床工程实习是理论联系实际,培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习,使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握,全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养,熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题,建立医疗卫生装备体系的基本知识架构,培养学员运用已学基础理论知识,初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力,为毕业后从事医疗设备专业工作,提升任职能力打下基础。
4.1.5毕业设计
毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平,是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题,把重点放在学员创新思维和能力的培养,充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养:(1)调研、查阅中外文献和搜集资料的能力;(2)理论分析、制定或设计实验方案的能力;(3)实验研究、综合分析和数据处理的能力;(4)交叉融合理工医等学科综合知识的能力;(5)外语、计算机应用和论文写作的能力;(6)综合应用工程技术手段解决实际问题的能力;(7)团队合作的能力。方法上让学生自由选题,独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题,指导学生通过查阅资料,以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路,要求学生利用计算机进行理论设计,并进行虚拟实验和仿真分析,经过比较优选出最佳方案,进而设计出实用的电子系统,完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标;最后提供设计报告,接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤,增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神,真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。
4.2创新实验室建设
创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务,满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要,从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手,与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合,以电子技术应用、装备教学实训为基础,培养应用军事生物医学工程的技术方法,解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段,在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发,使其在学习训练中了解军事医学的主要问题,学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题,同时提高创新实践能力,在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的,这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。
生物医学工程专业应该考取的证书有很多,下面列举几个:
英语四级证书,英语四级是由国家教育部高等教育司主持的全国性教学考试。考试的主要对象是根据教育大纲修完大学英语四级的大学本科生或研究生。英语六级证书,英语六级是由国家统一出题的,统一收费,统一组织考试,用来评定应试人英语能力的英语能力的全国性的考试,每年各举行两次。计算机二级证书,计算机二级是全国计算机等级考试四个等级中的一个等级,考核计算机基础知识和使用一种高级计算机语言编写程序以及上机调试的基本技能。生物技能证书,所有人都有资格报考取,每年有两次考试,分上半年和下半年。
(来源:文章屋网 )
关键词: 《医学超声仪器》原理 生物医学工程 教学内容 教学方法
超声在医学上的应用始于20世纪20―30年代苏联科学家Sokolov的超声热疗工作。经过几十年的发展,目前已形成了一门年轻并蓬勃发展着的交叉学科――医学超声学。该学科以研究超声波在生物组织内的传播特性与规律、设计制造用于医学诊断和治疗的超声设备为目的,涉及物理学、生物学、材料学、电子技术、图像处理、计算机等多个领域,是生物医学工程学科的重要分支之一[1]。而医学超声仪器则是医学超声学发展的载体及最终成果的体现。
温州医学院从2009年起对生物医学工程专业医学影像设备与技术方向的本科生开设《医学超声仪器原理》,旨在使分流到该方向的学生熟悉并掌握现代医学超声仪器的基本原理、结构、技术方法和设计思路,具有初步的仪器设计理念及开发新一代产品的综合能力,为学生踏上工作岗位奠定良好的理论与实践基础。
1.教学内容的优化设计
目前,国内高校大多将医学超声作为《医学电子仪器》或者《医学影像物理学》的一部分进行授课。独立开设医学超声仪器相关课程的仅西安交通大学、南方医科大学、上海交通大学等少数几个高校。此外,上述高校由于办学优势不同,对学生的培养目标不同,对教学内容的选择没有统一标准。而且,目前国内医学超声仪器相关的本科生教材非常少见,且出版时间大多较早,内容较为陈旧,对学科前沿知识介绍较少。因此,如何根据我校的实际情况,合理安排教学内容,做到既难易适中又能体现学科前沿发展,就成了该课程开设初期碰到的一大难题。
1.1教材与课程教学内容
我校生物医学工程专业分流后,课程增多,课时减少。《医学超声仪器原理》按教学计划,理论36学时,实验3学时,课时非常有限。讲授内容需突出重点,去粗取精,点面结合。其次,生物医学工程专业的主要目标是培养医学仪器的操作人员、维护人员、销售人员、设备管理人员和研发人员,授课过程中要既重基础又结合实际。综合各方面因素考虑,我们选择西安交通大学万明习教授主编的《生物医学超声学》作为教材。该书是目前国内对医学超声学的基础理论、关键技术及超声新技术发展介绍最为全面的一本专著,但内容较多且难,并不完全适用于3时的本科教学。因此,在教学过程中,我根据实际需要对其内容进行了相应筛选调整,并结合具体超声仪器实例进行授课,真正做到既重基础又结合应用实际。
具体课程内容归结为如下8个章节[1]。(1)绪论:介绍医学超声仪器的分类,发展历史、现状及趋势。(2)医学超声的物理基础:介绍描述超声波的重要物理参数,超声波的传播特性、波动方程、多普勒效应,超声波的生物特性及安全剂量。(3)医用超声换能器:介绍压电效应及压电材料特性,医用超声换能器的种类与结构、声场的形成与分布。(4)超声成像基本原理及性能指标:介绍脉冲回波法成像原理,A、B、M型超声诊断仪及其异同点,超声信号形式及其特征,超声诊断仪的基本结构及主要指标。(5)超声波束的发射、聚焦与控制:以B型超声诊断仪为基础,介绍多阵元超声换能器的组合发射方式,超声波束的聚焦、扫描方法及控制手段。(6)超声波束的接收、预处理与DSC数字扫描变换器:介绍B型超声诊断仪超声回波信号的前置放大、接收多路转换、可变孔径技术、相位调整技术、增益控制与动态滤波、对数放大、检波与勾边技术,以及DSC数字扫描变换器。(7)超声多普勒血流测量与成像:介绍多普勒血流测量的基本原理,所需提取的主要参数,血流速度大小及方向的检测方法,多种多普勒血流仪系统和各自距离选通的原理,彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。(8)其他医学超声技术及发展:介绍超声治疗技术、超声显微技术、超声CT,以及医学超声研究的新进展。
1.2实验设置
由于条件限制,目前本课程仅设置3个学时实验,目的是指导学生熟悉B型超声诊断仪的操作。在教学实践的第一学年,我们采取的是以学生为检测对象,指导学生完成对颈部主动脉、肝、肾的纵向和横向扫查,并对图像进行分析,但是教学效果不很理想。原因有两个:一是虽然学生有一些解剖学基础,但是实验中让其独立准确找到解剖学位置仍有一定难度;二是教学资源有限,男女生同组,实验过程中进行腹部检测时难免尴尬,学生积极性难以调动。因此在第二学年,我们借鉴了其他高校的经验[2],将检测对象由人换成熟鸡蛋,不仅可以形象地显示超声波在不同介质中的传播特性,而且很容易探测到熟鸡蛋的蛋白与蛋黄的切面图,避免了上述两个问题的存在。同时还可引导学生向鸡蛋内注入色拉油等物质,模拟组织内部发生病变的状况,极大地提高了学生的学习兴趣,教学效果鲜明、生动、直观。
2.多种教学方法与手段的有机结合
多媒体为主、板书为辅的教学方式的运用。随着计算机应用的普及,具有方便、快捷、高效特点的多媒体教学方式已成为高校教学的主要模式,并为高等教育改革带来了新的契机。多媒体教学方式综合利用了文字、图片、动画、视频等资源,因此在讲授一些抽象难懂的知识点时能更形象、直观,在活跃学生思维、激发学生学习兴趣上作用显著[3]。但是也存在一定的弊端,比如信息量大、节奏快,学生难免跟不上进度,只能被动接受,缺乏必要的思考过程,容易疲劳甚至产生抵触情绪。在多媒体教学的基础上,辅以传统的板书,则可以有效解决这些问题。特别是在讲授知识重点难点的时候,学生可通过教师板书的间隙思考或者记笔记,加深对知识的理解。
针对教学内容,灵活应用多种教学方法。例如,采用启发式教学,在每一章节授课前先根据教学内容针对性地设置几个问题,让学生带着问题听课,在课堂中寻求答案,变“填鸭式”的被动学习为主动学习。再例如,在第5―6章讲授B型超声诊断仪时采用案例教学法,引入阿洛卡SSD-256型的B超仪为例子,每当讲授完基本原理后即以该机型为例引导学生对其相应部分的电路进行分析,提高学生理论联系实际的能力。同时,为了培养学生的学习兴趣,可利用介绍本学科的发展动态,国内外重大研究成果、新方法、新应用等内容来激励学生,让他们充分认识到这门课程的实用性和重要性。
构建网络教学平台,积极加强师生交流。将课程教学大纲、进度表、课件、课后练习、课程通知等教学资源及时在网页,方便学生课后浏览下载;设置课后互动模块,方便学生提问交流;设置超声百科模块,方便学生了解学科前沿发展动态。网络教学平台的使用,提高了教学的灵活性,增加了师生之间的互动,获得了学生很高的评价。
3.存在的问题及解决思路
经过两个学年的教学实践,我在《医学超声仪器原理》课程的教学中已积累了不少经验,也存在不足之处,其中最突出的是实验教学内容略显单薄。针对这一问题,我已着手解决,将在原3个学时实验的基础上再设置相应的开放性实验,如生物组织超声参数的测量与估计、单阵元圆形超声换能器辐射声场分布特性测试与分析、彩色超声多普勒血流仪的操作及数据分析等[4]。所设计的实验项目将与课程教学内容密切结合,进一步有效地增强教学效果。
4.结语
医学超声仪器原理涉及多个学科,内容较为抽象,且课时量有限,因此教学难度较大。我在教学过程中根据本专业的实际需求,以着重培养学生的实践能力和创新意识为目标,结合教学体会和学生的反馈信息,从教学内容优化、教学手段、教学方法等方面入手,经过两年多时间的实践,取得了较好的教学效果。
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关键词:学风建设;生物医学工程;本科专业
中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0019-03
生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门新兴边缘学科,综合采用生物学、医学和工程学的理论和方法,运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题,为人类健康服务。
随着医疗卫生事业的迅速发展,生物医学专业的重要性突显,社会对生物医学专业从业人员的需求也迅速升温,该行业的社会地位也越来越高,前景一片光明。中国的生物医学工程专业本科教育走过了三年多的历史。目前,全国至少有117所高校开设了生物医学工程专业,其中58所高校开设了生物医学工程硕士点,92所高校招收本科生[1]。
作为一门交叉学科,生物医学工程专业的学生既要求掌握工程学(包括化学、机械、电子等)知识,还要掌握一定的生物医学知识,课程繁多、难度较大。同时这门交叉学科既需掌握理论知识,又需培养实践动手能力。因此,对于生物医学工程专业的学生而言,学风的建设显得尤为重要[2]。作者长期担任生物医学工程本科班级的班主任,对生物医学工程本科班级的学风建设有较深的心得体会。本文根据生物医学工程本科专业的特点,对该专业的学风建设进行探讨,揭示其内在的规律,提出生物医学等交叉类学科专业学生如何进行学风建设的思路。
一、生物医学工程专业学风建设面临的问题
同高校其他很多专业一样,生物医学工程专业面临一些共性的问题。例如,部分学生学习目的不明确,进取心不强,学习不够努力。主要表现为缺乏严谨的求学态度,学习上弄虚作假,投机取巧,作业抄袭,甚至考试作弊;课堂不认真听课,实验不参与操作;一些学生学习纪律松懈,上课迟到、早退,甚至出现旷课、缺课现象,还有极少数学生沉迷于电脑游戏,终日不思学习,致使学业荒废。
与其他专业相比,生物医学工程专业显现的最主要问题是学习目的不明确。不少学生对该专业仍然存在片面的认识,认为生物医学工程专业是一大杂烩的专业,所学课程繁多而没有确定的方向,就业没有明确的目标。另外,对于本校的生物医学工程专业来说,还有部分学生是从别的专业调剂到生物医学工程专业的,少数学生由于认识上的差异,对本专业不感兴趣,热情不高,甚至产生厌恶感。这样思想认识的存在,使学生学习缺乏动力,得过且过。这些问题严重影响到学生的大学本科学习。
二、生物医学工程类专业学风建设的尝试
生物医学工程专业本科生的学风建设,在与高校几乎所有专业学风建设一样,按照“科学发展观”的要求,加强思想教育、以学生为主体、严格管理、加强师资队伍建设,发挥教书育人作用等方面进行大量工作外,本专业还根据自己的特点和优势,重点开展了以下几个方面的尝试。
(一)加强学生对生物医学工程专业的认识,明确专业方向
通过入学专业教育、专业认识实习、学生教师恳谈会、研究生本科生座谈会、已毕业校友返校座谈会等形式加强学生的专业认识,特别是通过到医院、医疗仪器公司参观、座谈,让学生了解生物医学工程专业在社会上的现状及其就业前景,提高学习热情;其次,我们通过专业方向的细分,将培养方向定位于生物医用材料和医疗仪器,并在“本科生科研导师制”的活动中根据老师的研究方向进一步进行培养方向的定位,这样就让学生有了明确的专业方向和就业目标,学习目标也就更加明确。
(二)学生的学业生涯、职业生涯规划
从新生入学起,本专业就举办学业生涯、职业生涯规划大赛。教师们认真评阅每一个学生所撰写的“学业生涯、职业生涯规划书”,了解每一个同学的学业、职业目标,有针对性的在各方面加以指导,真正做到因材施教、“个性化培养”。教师每学期对照学生自己的“学业生涯、职业生涯规划书”进行检查、评估、指导以及修改。
(三)发挥本专业高学历、高素质教师多的优势
教风之于学风具有鲜明的导向性,高素质教师在学风建设中的作用是毋庸置疑的。在本专业教师队伍中,“海归”人才的比例达到58%,博士学历比例达到50%。从2002年起,本校通过重庆市“回归工程”引进了一大批高素质“海归”人才,这批人在国内外都有一定的影响,他们是学生心中的偶像,在教学、科研和对学生的引导等方面起到了巨大的作用。
在发挥高素质“海归”人才众多的优势方面,本专业老师每学期都要进行多次各类讲座,内容多种多样,从“欧美文化”到“科研,创造自己的成功”。通过这些讲座,“海归”教授以身说法,将海外高校优良的学风带进了我们的校园,学生也开拓了视野,了解到这些老师的成功是“坚强的意志、勤奋和努力”的结果;我们还开设了多门双语课称,例如“远程医疗”等,采用原版教材,进行原汁原味的英语教学,取得了很好的效果。
(四)在大二学生中实行本科生科研导师制
本校生物医学工程专业在重庆市乃至全国高校中率先实行了大二学生本科生科研导师制,重视发挥导师教书育人的作用,以教风促学风的作用。充分发挥“海归”人才和高学历人才的优势。从大二开始,学生进入老师的实验室,从文献资料的查找、英文文献的阅读与翻译基本训练着手,在教师的实验室中培养了科学研究和动手能力,增加了学习的兴趣。实践证明,参加导师科研活动的学生,无论是在就业还是继续读研究生进行深造这两方面,都较之没参加导师科研活动的学生拥有更大的优势。
(五)鼓励学生考研,促进学风建设
从新生入学教育开始,我们就提倡、鼓励生物医学工程专业的本科生为考研做准备,并在其后的一系列活动,例如研究生本科生座谈会、教师学生恳谈会、考研动员会等活动中不断宣传,影响学生。考研与就业互不矛盾。考研与就业都需要在大学本科学习期间,掌握坚实的基础知识和专业知识。考研能够提高学生的层次。在社会上,研究生与本科生的差异是非常明显的,特别是,通过考研,学生可以考上重点大学乃至名牌大学,这对其自身的发展大有裨益。考研能够激发和保持本科学生的学习热情[3],有了考研这一更高层次的人生目标,本科学生学习才会有更大的动力,使之能把握学习的最佳时期,够持之以恒地努力学习。考研有利于本科学生巩固和掌握扎实的大学所学的理论知识。数学和英语在考研中有极大的权重,因此,要求本科学生要系统学习、牢固掌握、灵活运用数学、英语等基础知识,这样才能顺利考上研究生。我校本专业长期的学风建设实践表明,一个有考研目标的本科学生,在大学学习期间能够保持较强的学习意志、好精神状态,可以从整体上促进其学习。
本专业学生考研率、上线率和研究生录取率连续多年位列学校第一,2011年的数据分别为27.8%、22.2%、19.4%,十余名学生还考上了四川大学、华中科技大学等重点大学的研究生。
三、结束语
近几年来我校生物医学工程专业的学风建设,通过践行科学发展观,以人为本,以学生为主体,以教师为主导,两者紧密联系,发挥本专业的特点和优势,取得了一定的成绩。本专业从2006~2011届毕业生中,86.2%的学生通过国家计算机二级考试,英语四、六级通过率分别为62.1%、34.5%,在全校处于前列。2006、2008班级被评为全校优秀标兵班级。总之,通过以上措施,本专业的学风建设取得了长足的进步,为学校的本科教学评估和学校升格为大学做出了突出的贡献。
参考文献:
[1]Xiaohong Weng,Undergraduate Education on Biomedical Engineering of Comprehensive University in China.Yi Peng,Xiaohong Weng(Eds.):APCMBE 2008,IFMBE Proceedings 19,pp.629-632,2008 ?Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2008.
[2]王秀华,楚同军,冯小苗.高校学风建设的实践与认识[J].江苏教育学院学报(社会科学版),2006,(11).
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关键词:卓越计划;人才培养模式;生物医学工程
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0088-03
为了培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,教育部在2010年推出了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的重大改革项目,这给当前具有工学背景的本科教育提出了新的要求和目标。作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,随着社会对相关人才需求的快速增长,在生物医学工程专业中实施卓越工程师培养计划势在必行。
一、“卓越计划”给生物医学工程专业提出了新要求
“卓越计划”的提出旨在培养工程界的领军人物,除了要求学生掌握本领域的学科基础理论知识,还要大力培养学生的工程实践能力以及人文综合素质。对于培养医疗器械仪器产业相关的生物医学工程专业的学生来说,要求学生具有如下方面的能力:具有扎实的理、工、医等多学科的医学仪器工程基础和专业知识;深入理解并掌握医学仪器工程分析和设计原理,理解医疗器械生产过程中的工程技术问题;具备实现医学仪器工程相关设计的智慧、能力及奉献精神;具有宽广的人文社会科学背景知识。
二、生物医学工程人才培养模式存在的问题
到目前为止,全国约有140所高等院校开设了生物医学工程本科专业,所有的培养计划和方案都只是偏重于相互关联比较紧密的学科方向,不可能涵盖所有的学科方向。由此,生物医学工程学科本科生的培养方案非常多,相互之间的区别还比较大,但它们大多都存在着一些问题。
1.在课程的设置上,内容比较散,课程之间的相互联系较少。生物医学工程是一门理、工、医融合在一起的交叉型学科,课程设置除了一些公共课程外,其专业课涉及了电子技术、计算机技术、生物技术、数学、物理、化学、医学基础等相关课程。在大多数本科院校仅仅是将这些课程简单地拼凑起来,并没有很好地将它们的知识点进行融合,形成生物医学工程领域特色的专门课程。
2.教师的知识结构很难融合多学科的知识,使得课程体系的执行在一定程度上脱节。在大多数院校的生物医学工程教学任务是由电子、计算机、生物、物理、医学等领域专家来承担,他们往往在某一个领域内有很高的造诣,但要结合其它领域的知识就存在一定的困难。这种现象阻碍了本科生培养计划的实施,也使人感觉课程体系比较松散。
3.在培养过程中,学生对生物医学工程相关产业的了解较少。生物医学工程学科是一个年轻的学科,其相关产业更是最近十年才发展起来的,大部分高校与这些企业之间的联系不够紧密,使得学生很难到相关企业开展工程实践活动。主要有两方面的原因,一是已开设生物医学工程专业的部分高校的科研能力有待提高;二是企业主要是以赢利为目的,不愿意接受本科生到企业进行工程实训。
三、生物医学工程培养模式改革探索
桂林电子科技大学生物医学工程学科定位于医学仪器相关科学技术问题的研究,并已经被确认为广西重点学科。依托于“生物医学传感与智能仪器”广西高校重点实验室,紧密围绕“医药制造”等广西十四个千亿元产业以及广西国民经济发展的需要,构建了特色鲜明的“工程应用型”专业学科结构体系。这些改革举措有效解决了当前生物医学工程本科专业教学普遍存在的诸多问题,为工程型生物医学工程人才的培养提供了新思路。
1.凝练专业方向,领航专业发展。凝练专业方向,不仅要清楚自己的优势和特点,还要了解当前科学技术发展前沿、相关企业的技术需求和人才需求。只有不断加强与医疗器械相关生产企业的联系,掌握最新的人才需求情况以及专业需求情况,才能使专业方向紧跟需求,专业才能长期健康发展。
2.加强科学研究,带动本科教学。生物医学工程是一门交叉融合特性非常明显的学科,这种特性在科学研究尤为突出。鼓励教师参与医学仪器相关的科学研究,积极申报国家、省部级生物医学工程相关科研项目。特别鼓励教师承担相关企业委托的科研项目,这在教学方面至少有三个好处:(1)可以加强高校与企业之间的联系,为学生的实习、工程实践活动提供实际条件,同时也使相关工程研究可以到生产实际当中;(2)使教师在较短的时间里快速融合理、工、医三个学科的知识点,掌握医学仪器生产过程中的科学问题和工程设计要求,有利于提高教师本身的工程实践能力和水平;(3)可以组织学生参与教师的科研项目,包括企业委托的开发项目,使学生有机会参与工程实践训练活动,同时,让学生能够亲历生产现场,有助于对医疗器械生产过程中的工程技术问题的理解。
3.完善课程体系,适应“卓越计划”。生物医学工程课程设置可采用多任务与相互联系的教学规律,鼓励在课程的设置上注重广度也有深度。课程的设置必须既重视基础知识,又突出专业特色;既有较宽的知识面,又有一定的专业深度。主要应包括基础知识课程体系、专业基础知识课程体系、医学知识课程体系、专业知识课程体系和人文社会科学等选修课程体系。在专业课程和实践课程的设置方面要经过充分的企业调研,广泛听取企业相关生产专家的意见,了解企业生产中的人才需求进行设置,并要安排足够的时间到企业去进行顶岗实习。
4.加强与相关生产企业合作,切实提高学生工程实践能力。建立高校与相关生产企业的良好关系对于工学本科人才培养是非常重要的。可以邀请企业参与院系对办学方向、发展规划、专业建设等重大问题的讨论和决策,参与学校教育改革、参与人才培养的全过程,及时修正培养方案和课程体系。还可以聘请企业有较高水平和富有经验的工程技术人员,参与并指导教学活动、实习、毕业设计课题、参与毕业答辩,让学生可以进行充分的工程实践能力训练,切实提高学生工程实践能力。
5.重视人文素质课程教育。现代社会对人才要求全面发展,只有专业知识而没有较好的人文素养和交流能力的毕业生在今后的工作中难以取得事业上的成功。在培养方案中突出了主干课程同时,尽可能多开设前沿选修课,尤其是反映其专业特色的课程。在培养学生工程实践能力的同时,尽可能鼓励学生参与社会活动,加强人文素质修养。另外,在人才培养过程中着力培养学生的工程意识、工程素质和工程能力。将工程建立在与经济、社会、科学、人文、自然、环境、法律、道德等为一体的大系统中,把人才培养置于这样一个大工程背景下,实施工程教育。
总之,生物医学工程专业是需求非常旺盛的学科专业之一。在“卓越计划”的背景下,作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,提出了新的发展要求。加强与相关生产企业之间的联系和合作,完善本科人才培养方案,切实提高学生的工程实践能力,重视人文素质课程教育在工程教育过程中的作用,探索具有时代特色的工程教育模式,实现生物医学工程专业本科人才的精细化培养。
参考文献:
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[关键词]本科教育 研究性教学 创新培育
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)15-0006-02
我国医疗仪器市场潜力巨大,但国内医疗仪器产品总体技术含量较低,关键技术主要被美、日、德等国家的少数几个跨国大公司所垄断。国内生物医疗产业普遍存在技术研发人才匮乏、研发能力不足等问题,产品总体质量和技术水平落后于发达国家,缺乏市场竞争力。要解决目前生物医疗产业创新研发能力低下的难题,首先要从生物医学工程人才培养这一根本问题上着手。
一、本科生创新培育计划思路的形成
2004年12月教育部在北京召开了第二次全国普通高等学校本科教学工作会议,研究制订了《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》。该文件要求“积极推动研究性教学,提高大学生的创新能力”;同时提出“要让大学生通过参与教师科学研究项目或自主确定选题开展研究等多种形式,进行初步的探索性研究工作”。中山大学的本科人才培养教育观念是“通识教育、大类教学、复合创新”。相对于其他学科,生物医学工程学科的特点是多学科交叉,教学过程所涉及的内容多且杂,如果强调“宽”基础,学生能够“精(专)”的领域就有限。通过借鉴国内外著名高校的相关经验和近几年的尝试和思考,我们初步形成的思路是:首先培养学生掌握较为广泛扎实的基础理论知识,然后以某个方向专业训练为载体,着重培养学生的自我学习能力和创新思维能力,以及解决具体问题的实践能力。基于这一思路,我们推出生物医学工程创新培育计划,探索中山大学生物医学工程专业研究性教学的道路。该计划的总体内容和目标是:中山大学工学院生物医学工程专业为研究性教学的开展提供硬件条件(设备、场地)与软件条件(师资、管理)的支持,建立并实行本科生学业导师制度,以本学科已有的广东省传感技术与生物医疗仪器重点实验室为依托、以教师们正在进行的纵向科研项目或横向开发项目为载体,引导本科学生参与项目调研、方案制订和项目研发的整个过程,培养学生主动获取知识的能力、思考创新的能力和实践能力,为将来更好更快地适应各自的工作岗位要求奠定坚实的基础。
二、国内外著名大学创新性培养方案分析
我们对国内外著名大学的本科生培养方案,尤其是对国内外著名工科院校的实习教学方案进行了广泛的调研和分析,逐渐形成了在“宽”基础的前提下,强调培养学生的自我学习能力和创新思维能力,以及动手能力的思路。例如美国麻省理工学院着重培养学生创造性思维和解决问题的能力,以及终身学习的习惯。既培养学生某一方向的专业技能,也鼓励学生拓宽知识面,以适应现代社会的挑战。具体方案有:1.实行本科生学业导师制度。每名本科生入学后将被指定一位专职教师作为学业导师,导师帮助本科生设计学习项目、选课和选专业。在导师的指导下,本科生有机会参与跨学科实验室和研究中心的研究活动,从而培养学生的研究型思维、完成实验的技能和进行数据分析的能力。2.学院设有独立活动期。每年的一月,学生们可以利用学院实验室与研究中心的资源,从事一些自己感兴趣的研究项目。教师则成为项目的指导者与协作者,鼓励并引导本科生在研究型教学中主动地参与过程。美国明尼苏达大学机械工程本科培养特色为基础知识教育与科研能力培养并重,通识教育与专业教育并重。他们专门设有实践创新教育环节,培养学生综合实践和创意创新的能力。具体方案有:1.大量采用讲座+讨论、讲座+实验的授课方式,强调理论课程与实践、研究环节的结合。2.设立和基础课程学习紧密相关的实践性、研究性学习项目,通过项目的实施,进一步强化学生对基础理论学习与实际问题解决相互关系的理解。学校还设有独立活动期、本科生研究项目等实践创新教育项目,给学生提供了充分的个性发展空间。清华大学电子工程系奉行知识、能力、素质并重的教育理念,通过营造良好的学术环境来激发学生的学习热情和创造力,注重实验教学与理论教学相互促进,注重基本技能、综合能力和创新能力培养,注重将最新的科研成果引入实验教学。其特点是前期强化基础、复合交叉,后期导师指导、以人为本,激励创新。另外,国内外基于问题驱动的产学研教学模式也是值得我们借鉴的。
三、创新培育计划实施所具备的软硬件条件
中山大学生物医学工程学科具有生物医学工程一级学科博士点和博士后流动站,是广东省重点学科,设有广东省传感技术与生物医疗仪器重点实验室、广州市生物医疗设备重点实验室。目前生物医学工程学科已有教授38名、副教授41名、讲师64名,梯队完备,所有教师都是工作在科研一线的研究人员。学科的主要研究方向为医疗仪器与传感器、纳米生物材料与组织工程、靶向输送与控制释放。学科近年来在相关领域内承担了多项纵向研究项目,包括国家重点基础研究发展计划项目和国家高技术研究发展计划项目、国家科技部重大科技专项、国家自然科学基金重点项目和教育部新世纪优秀人才支持计划等。学科紧密结合南沙中山大学科技创新产业基地、广州大学城健康产业基地以及行业龙头企业等合作单位,大力倡导协同创新,承担了多项横向研究项目。因此,学科的平台和师资为生物医学工程本科生创新培育计划的开展提供了充分的保障。
四、本科生创新培育计划的实施方案
首先建立导师制,由专业教师担任本科生学业指导教师,负责本科生的学业指导和项目选题;同时由该教师属下的研究生担任学生导师,负责本科生创新培育计划具体工作的指导与跟进。实行导师制的目的是给予本科生更个性化的发展空间和更全面的有效的指导,这有利于师生双向提高。
在第一学年,考虑到本科生专业知识的缺乏,创新培育计划的主要内容是本科生利用课余时间协助教师或研究生从事实验辅助或文献调研等工作,使本科生对生医工专业本身和具体项目科研过程有一个初步的认识,培养学生基本的实验操作技能和自主检索学习的能力。后期在导师的指导下撰写一份助研工作总结报告或文献检索报告,同时做成PPT用于年终汇报考评,从而培养学生的基本科技写作能力和PPT制作与讲演能力。
第二学年开始引导本科生逐渐进入具体的项目工作。若干名学生组成项目组,可以参与指导教师的在研项目中的某一部分,或者在教师指导下自主选题。首先进行项目调研和前期预研,中期组织进行项目开题答辩,然后在学业导师或学生导师的具体指导下开展项目研究,鼓励项目进展较为顺利的项目组申报学校的大学生科研项目计划。
第三学年本科生在导师们的指导下继续开展创新培育计划项目工作,可以考虑将夏季学期(小学期)中4周生产实习(项目实习)课程和创新培育计划项目合并到一起来做。组织中期检查汇报与成绩评定,推荐项目工作表现优秀的本科生参加国家大学生创新计划、广东省大学生创新计划、挑战者杯等竞赛。
第四学年春季学期有长达12周毕业设计(论文)时间,可以充分利用这段时间,在前面三年创新培育计划工作的基础上,进一步深化、凝练项目成果,完成毕业设计(论文),进行项目结题答辩。对项目研发过程中表现优秀的本科生推荐研究生免试资格,鼓励成果突出的学生撰写专利或论文。另外,学生导师(在读研究生)给予颁发助教资历证书,其中表现优异者在教学实践考评和奖学金评定时给予加分。
总之,我们拟通过生物医学工程创新培育计划的实施,探索出一条研究型本科教学的路子,为解决生物医疗产业的自主技术创新、提升国内企业技术水平及市场竞争力提供人才支持。期望学生通过自主学习和项目实践,熟练掌握生物医学工程的基础理论,具备较强的自我学习能力和实践创新能力,能够综合应用多学科知识和方法解决医学实际问题,成为在生物医疗仪器、生物材料与组织工程等相关领域从事科学研究与应用开发的高素质医工复合型人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王海鹰,杨刚,李玉红,季红梅.将科研实验引入本科实验教学的改革与实践[J].中国电力教育,2009,(144):145-146.
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[3] 薛磊,孙玉强,顾晓清.在应用型本科教学中开展项目教学法的研究与实践[J].教改经纬,2011,(5):49-50.
当前生物医学工程专业人才培养存在的问题主要有 (一) 缺乏国家关于本行业的方针政策及市场需求的了解。(二)不能将自己的兴趣与本专业特色有效地统一起来。(三) 动手能力、解决实际问题的能力较差。(四)创新能力有待进一步提高,心理承受能力有待于进一步增强。充分研究市场对于我们教学的要求,培养出符合市场经济的发展和科技竞争需要的生物医学工程专业人才,需要我们在实践中不断探索。本文围绕市场需求,结合教学实践,通过加强专业建设、重构师资素质、提升学生综合素质、加强毕业生就业指导等方面,探讨高等院校生物医学工程专业如何培养适应市场需求的人才。
一、加强专业建设、建立良好的实践教学体系
依据市场需求,本着毕业生的全面发展为出发点和归宿点,合理进行专业建设和课程结构优化。从毕业生应具备的知识和能力的反馈情况看,专业建设和课程体系的设置应以提高素质为主线,培养综合能力为重点,突出创新意识和创造能力的培养。生物医学工程专业的毕业生必须掌握一定的数学、英语、计算机应用基础等基础理论知识、关于医学仪器、电子技术、计算机技术、信息产业等研究、开发、设计、教学及管理等方面的专业技术知识以及包括政治、军事、法律、人文、管理知识等相关知识。基础理论、专业技术知识、相关知识三位一体,其中基础知识是前提,专业技术知识是中心,相关知识为辅助,只有做到基础知识扎实,专业技术知识精通,相关知识宽厚,才能基本做到一专多能,触类旁通,适应当前和未来工作需要,具有发展潜力[1]。
建立良好的实践教学体系,一方面,要配置有利于提高学生操作能力的课内实验良好设备设施,加强实验资金投入,同时,要有效利用网络实验课程进行专业模拟实习、模拟实验等物质资源配置。另一方面,通过产学合作关系与一些企业共同建立实习基地,尽量为学生获得实践经验创造条件,多方面为学生提供实践的机会。我院开设综合性设计性实验实验的课程占有实验课程的比例达95%以上,通过学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能,提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备(或器件、药品、试剂等)、独立完成操作、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。有效地培养了学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。实习基地的建设直接关系到实践教学的质量,我院目前已与18家省内外医院和企业建立实习基地联系,其具备先进的生产手段、充足的技术装备和科学的管理方式,对于提高我专业毕业生的整体素质、实践能力和创新能力培养有着十分重要的作用。大学生科研训练计划(Student Research Training Program,简称SRTP)是我校实施理论教学、实践教学、科学研究三位一体教学模式的重要组成部分,通过教师有组织的指导,学生自主进行课题研究和探索,不仅能够使学生了解和掌握基本的科学研究方法和手段,而且培养了他们严谨的科学态度、创新创业意识和团队合作精神,提高了他们的研究创新能力和综合实践能力。我院SRTP参与率占学生人数的60%以上。多年来,我专业毕业生首次就业率一直达90%以上,正是基于我专业良好的实践教学体系的建立。
二、重构师资素质,加强师资队伍建设
在面向社会、面向市场的条件下,要创建具有创新精神的高水平教师队伍,要求我们的教师必须从理论型、学术研究型的教师,转变为理论型加与实践型的新型培养创新人才教师,努力适应产业飞速发展的新形势的需要, 加强产、学、研结合,在教学中激励学生的创新意识,锻炼学生的创新能力,培养具有创新意识、创新能力和创业精神的人才。教师除了具有较扎实的理论功底与学术素养的同时,还要积极参与社会服务与实践活动的各项工作,全面获得市场、企业和组织对人力资源知识与能力要求方面的相关信息,进一步调整与充实知识与能力结构,不断改进教学方法和手段,尽快成长为新型教师。普通高等院校应在保证教学、科研和管理活动正常有序开展的情况下,合理配置时间、师资、实验设备等资源,有计划、分步骤实施新型师资队伍建设规划[2]。普通高等教育中通过聘任关系获得的一定比例的、规模相对稳定的、符合教师资格要求的社会教育资源所构成的师资。学校应建立专项基金,通过遴选聘请一批本专业领域国际国内的大师和经验丰富、技能熟练的专题研究专业人士做专场报告、进行专业研讨、现场演示、上好专业实际操作课,使他们成为普通高等教育不可或缺的师资力量。另一方面,学校鼓励中青年教师进一步深造,支持中青年教师参与国际合作研究,参加高水平国际会议,增强教师在国际学术界的能见度,以现有高端人才和引进的学术大师为核心,带动中青年优秀教师的发展,形成高水平的学术创新团队。
三、着力提高学生的综合素质
学生的综合素质包括其工作能力、学习能力、职业道德、身体素质、文化修养、创新能力、领导能力、社交能力、进取心等。传统的观念认为学习成绩优秀的学生是深受市场欢迎的学生,现在的高等教育对大学生进行以人为中心的现代素质教育的四大要求是:学会求知、学会做事、学会共处、学会生存。大学生在校期间,除了学好专业知识外,还要注意从不同方面、以不同方式增强自己的综合素质。这包括:
(一) 注重良好的敬业精神和责任感的培养。敬业精神和责任心是做好工作、成就事业的前提,是战胜工作中诸多困难的强大精神力量。具有敬业精神和责任感,才会竭心尽力、兢兢业业、精益求精地做工作。敬业精神已成为企业录用员工重要的考量点之一。我们要顺应市场需求, 通过各种形式加强职业道德教育, 培养学生的敬业精神和高度的责任感。
(二)加强实践动手能力,培养复合型人才。市场要求学生不仅具有扎实和广博的理论知识, 更注重理论知识在企业实践中的运用水平。高等院校教育必须把复合型人才的培养贯穿到各个教学和实训环节, 通过模拟操作、实习和实训、实验等实践性教学环节, 培养学生的实践能力。实践能力的培养对学生知识的掌握和理解也有极大帮助。应用技术专业实验、实践课与理论课的学时比例要达到1:1。要鼓励学生参加科研和社会实践活动。要提高课程实习、毕业实习的质量, 改变目前大多数毕业实习放任自流的状况。积极引导和鼓励大学生参与大学生挑战杯竞赛之创业计划大赛,培养学生的综合能力和综合素质;也可以利用毕业实习结合企业实际需要,进行研究和生产实践活动,培养复合型人才,提高学生的综合素质[3]。
(三)具备良好的团体协作精神和协作能力。一个由相互联系、相互制约的若干部分组成的协作整体,经过优化设计后,整体功能能够大于部分之和,产生l+l>2的效果,这就是团队协作的功能。有了合作,就有可能与别人一起创造奇迹。 根据有关调查,近50%以上企业在招聘人才、考察能力时特别注重所选人才的团队意识、沟通能力,只有在良好的社会关系氛围中,个人的成功才会顺利。我们在教学中,要加入培养学生创新能力、团队合作能力和沟通表达能力[4]。
四、加强毕业生就业指导
生物医学工程本科毕业生不仅包括输送到高一级学府进行深造的研究型人才,而且还要包括相当数量的技术应用型人才,即毕业后从事一线生产、销售的技术人才或智能型人才。这就要求高等院校设置生物医学工程专业的学院必须适应人才市场需求情况的变化,在就业指导工作中应转变观念,强化服务、强化指导、拓宽渠道。首先要把毕业就业指导工作转变成从大学生入学后即开始的全程式提高职业能力的指导:从大一开始即要求每个学生制订好自己的生活计划,不仅要计划自己的学习,还要从各方面认识自我,了解自我―――包括性格、智商、情感等方面。主动地思考以后想要从事什么样的工作,有目标地提高自己的某种生活能力。这样可以改变学生由学校、企业或老师来安排的被动局面,主动提升学生们各方面能力。其次利用假期尤其是寒暑假的时间开展各项实践活动,学院将生产实习安排在假期,通过实习期间,参与相关公司的生产、研发和销售、与公司人力资源人员沟通,使学生们加强了对所学专业的了解,意识到学习好专业课程的重要性,也使他们了解到自身拥有的优势,增强学生们就业信心。我们这样让学生们切实了解自己感兴趣的职业内容、职业要求、职业发展方向,探索自己与对应职业的匹配程度。通过社会实践活动,给交叉学科专业学生上了极其生动的一堂就业观念教育课。第三,安排邀请人力资源专家讲座和已工作的学长学姐来校进行求职和工作的心得交流活动。随着目前我国大医院和中小型医院要逐步实现数字化管理的要求,随着国家加大医疗仪器设备国产化的力度,一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立,需要大量的生物医学工程专业的高级人才,我们一定要不断关注交叉学科专业大学生的就业观念,同时不断加强大学生的就业观念教育,并及时纠正学生的错误观念,以实际行动投身到促进交叉学科专业大学生就业工作中去,为我国经济建设做出应有的贡献[5]。
五、结束语