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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。
英文名称:China Medical Engineering
主管单位:中华人民共和国卫生部
主办单位:中国医药生物技术协会;中华人民共和国卫生部肝胆肠外科研究中心
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-2019
国内刊号:11-4983/R
邮发代号:42-273
发行范围:
创刊时间:2002
期刊收录:
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
核心期刊:
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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.
英文名称:Journal of Modern Clinical Medical Bioengineering
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中华医学会;广州医学院
出版周期:双月刊
出版地址:广东省广州市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1674-1927
国内刊号:11-5668/R
邮发代号:46-190
发行范围:
创刊时间:1995
期刊收录:
核心期刊:
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期刊简介
表3~6分别为南京地区临床医学工程从业人员的年龄、学历、职称及从业年限的统计情况。由表3~6可见,南京地区临床医学工程人员年龄分布比较平均,学历以本科和大专生为主,其中研究生的人数也在逐步增加,职称方面中级和初级占大多数。对临床医学工程人员的专业培训要求及方式的调查发现,职能管理人员倾向于相关政策法规及招标采购规范、设备质控与预防性维修(PM)实施和管理系列课程的培训,而工程技术人员更多倾向于维修技能及经验交流、其他工程技术培训和设备质控与PM实施。
2临床医学工程现状分析
2.1部门职能的转变从调查结果来看,随着医院诊疗水平的提高和规模的扩张,医疗设备装备水平逐渐上升,临床医学工程部门的地位和职能也有了新的转变,除了承担传统的医疗设备采购、维修、管理,以及医用耗材的采购、发放外,在医疗设备的质量控制(QC)和质量保证(QA)、在校学生的教学和在职人员的继续教育、医学工程领域的科学研究等方面也有着显著的发展,全方位地保障医疗设备的安全使用和管理。
2.2人员结构的调整随着各种先进医疗设备的引入,各地医院也逐渐重视相关医学工程人才的引进。近年来,地处经济发达的长三角地区的上海、江苏、浙江等地医院,引进医学工程人才的热情非常高。从本次调查结果可以看出,南京地区临床医学工程人员年龄分布较均衡,医工人员中本科生所占比例较大,为42.08%,研究生比例接近10%,职称方面还是以初、中级为主,占到63.34%,可见具有高学历和有较高理论水平的医学工程人员还是不够,还有很大的提升空间。在从业年限统计方面,南京地区医工人员从业年限超过20年的达38.33%,可见南京地区医工人员在工作经验上占优,但从长远发展来看,还需引进更多的年轻人才。
3思考和建议
从调查结果可见,南京地区各医院对临床医学工程部门的重视度在提高,医学工程人员的素质和年龄等结构也有了很大的改善,但从长远考虑,还有许多方面需要改善。
3.1加强学历教育,提升学识水平临床医学工程学科发展到今天,已从医疗器械的“采购员+修理工”,转变为医疗活动的“质保员”和医疗设备的“守护人”,这就要求临床医学工程人员必须具备更强的工作能力和更全面的知识体系,因此,每一位临床医学工程人员,特别是年轻人员必须积极参加学历教育,进一步提升学识水平。从南京地区的调查结果来看,医工人员中研究生比例只占9.58%,这与现代化医院的建设极不相符,除了注意引进高学历人才外,加强在职人员的学历教育也是一条行之有效的途径。南京地区正在尝试院校联合举办研究生课程进修班,为南京及周边地区的医工人员提供提高学历的机会。
3.2参加继续教育,提高技术能力临床医学工程人员,除了做好设备的日常维修、保养、检测、管理外,还要继续学习新知识、新技术、新方法、新理论,才能更好地为患者服务。本次调查显示,虽然职能管理人员和工程技术人员所关注的培训内容有所不同,但是在培训方式上都倾向于培训班和学术会议等形式。近年来,南京医学会临床医学工程学分会举办的学术年会,以及南京地区几家大医院组织的国家、省级培训班,给南京及周边地区医工人员创造了相互交流、学习的机会。这些活动不仅丰富了学员的知识结构,提升了临床医学工程学科在医院的地位,还成为临床医学和工程技术之间的桥梁,推动两个学科的发展。
3.3开展科教活动,拓宽学科视野南京地区的东南大学、南京航空航天大学、南京医科大学等高校均开设了生物医学工程专业,作为附属医院的医学工程科,组织有能力的医学工程人员,参加学校的教学工作,必定能促进自身的进一步发展,教学相长,同时也能为医院培养更多的实用专业人才。近年来,南京医科大学积极探索与医院联合培养本科生,把学生的毕业设计放到医院,让学生提前了解医院情况,熟悉工作流程,增强动手能力,培养出的几届学生深受用人单位的好评。
应急医疗救援保障范围应急医疗救援保障涵盖了平时自然灾害、非自然灾害(人为事故灾害、恐怖袭击)等医疗救援,在战时的应急医疗救援还包含各种武器所致的战创伤。比较常见的有以下4种情况。1.2.1自然灾害天文灾害、气象灾害、海洋灾害、地质灾害、生物灾害、森林火灾等。地质灾害包含地震、泥石流、滑坡等。1.2.2事故灾害火灾、放射事故、化学危险品、生化灾害、交通事故、矿难等。1.2.3突发公共卫生事件传染病疫情、食物中毒、群体性不明原因疾病。1.2.4恐怖袭击事件如2013年美国波士顿马拉松赛接连发生2起爆炸袭击事件,因赛事设有紧急医疗服务部门,爆炸发生后即刻进行了医疗救援。
2医学工程在医疗救援中的应用方法
虽然医疗救援的主体是医务人员,但医学工程人员和医学工程的理论和技术在医疗救援中不可或缺,而要做好医疗救援的保障必须要有临床医学工程学科的强力支撑。
2.1临床医学工程学科特点临床(医学)工程是生物医学工程的一个重要分支,在医院中与医疗、护理、药学并列为4大支柱,是医疗质量安全与效率的必要技术保障。学科研究领域主要是医学装备的管理以及与临床共同开展医学工程科研2个方面,其特点是工程技术与临床应用紧密结合,管理与科研工作的中心是临床需求。医学装备管理包含物流供应管理、风险管理、质量管理和维修保障等工作,医学工程科研方面主要有医学装备管理、物理作用的生物效应、医学装备改进与研制3个方向。
2.2临床医学工程在应急医疗救援中的应用实际救援中派往前线的医疗人力资源往往受限,应急医疗救援体系的设计者和执行者应该思考如何最大限度地保障发挥救援医疗资源的作用,提高医疗救援效能并保证医疗质量。而医学工程技术是医务人员最可信赖的助手,理应成为医疗救援的重要手段。成功的应急医疗救援需要4个条件:(1)高效的组织指挥:需要对现场信息进行收集与研判、救援力量的组织和编配以及制订合理的救援实施方案;(2)实施正确的医疗救治技术:这是医疗救援的基础和软件;(3)适用、齐备的装备药品器材:这是医疗救援的硬件条件;(4)自身保障设备设施和条件。根据临床医学工程的自身特点与上述医疗救援保障的关键点,若要在医疗救援中使用医学工程技术,应从救援装备的管理和科研2个领域入手。从应急医疗救援全程来看,医学工程的作用可体现于日常备战、应急响应、展开部署、医疗实施、总结分析5个阶段。
3国外医疗救援中医学工程的应用
3.1医疗救援装备物资管理高效的医疗物资调配是应急医疗救援的重要保障,也是临床医学工程重要的研究课题。国外学者对灾害救援时医疗物资供应链进行了研究,例如研究了联邦紧急事务管理局模型。
3.2对现有设备的改造利用由于医工工程师熟知医疗设备构造,一方面能在救援现场提供技术支持,另一方面也能在物资匮乏的灾区将手中设备“变废为宝”。,利用手机进行显微成像。通过人手一部的手机和简单的光学组件,再加上LED发光二极管,就能十分有效地对疟疾和肺结核进行检验,这种设备较常规光学显微镜而言不仅方便携带,并且更容易获取。
4我院医学工程在医疗救援中的应用实践
我院组建有国家级医疗救援队和应急医疗分队两级医疗救援队,开展临床医学工程研究的有野战外科研究所(以下简称外研所)和医学工程科(以下简称医工科)。外研所包含创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室和交通医学全军重点实验室。由于2个部门的各自特点,在将医学工程方法应用于应急医疗救援实践中时,外研所主要方向在多发伤救治技术、交通事故生物效应的研究和急救装备器材的研制上,医学工程科则侧重于救援装备器材物资的管理工作。历经多年努力,探索出如下成果。
4.1日常备战阶段4.1.1依据灾害种类制订救援装备配置预案我院国家级医疗救援队设有战备物资仓库,物资管理规范、准备充分。装备配置可参考2008年卫生部制定的《卫生应急队伍装备参考目录(试行)》,它是应急医学装备配置的参考标准,包括救治装备和常用药品、传染病控制类装备、中毒处置类装备、核与放射处置类装备、队伍保障类装备等。4.1.2依据灾害种类制订救援物资供应预案我院医工科也依据灾害种类制订救援物资供应预案,例如《医工科重大地震预案》,并与若干供应商签订应急供应协议,使急救设备、器材的应急供应更及时高效。我院医工科依据灾害种类制定的耗材库。4.1.3合理管理专用和通用急救设备,确保设备的待用状态专属国家医疗救援队的急救设备有时可能长期闲置于仓库中,但医工人员依然要坚持按计划定期对急救设备进行预防性维护,确保设备的待用状态。同时医院其他急救设备也是医疗救援装备的后备,这些平时运行在临床一线的急救设备需要医工人员与临床使用人员协同维护保养,保证设备随时可以进入救援一线。随着智慧医院的建设,未来将发挥信息系统的作用,实时监控急救设备的工作状态。4.1.4救援装备的安装使用培训通常救援装备器材是为救援现场量身打造的,与院内急救设备有差异,需加强对救援队的培训。我院医疗救援队定期卫勤演练中的一个重要环节即是按实战要求进行救援装备器材的安装使用培训与演练,确保在救援现场能迅速安装救援设备、熟练使用救援器材,保证救援质量。
4.2应急响应阶段(1)运用医学工程技术手段收集获取信息,缩短响应时间,帮助研究判定情况,为救援组织指挥提供依据。我院外研所2013年研制出交通事故现场信息采集系统收集新技术,通过对交通事故现场建模,使用无人飞行器与机器视觉探测技术,实现交通事故现场信息的远程采集,能在救援队出发前获知现场情况,有助于准确配置救援人员与装备,提高救援的成功率和效率,开创了一种医疗救援的新模式。(2)通过制订预案,高效完成了救援队的物资供应。四川芦山地震发生后,我院迅速启动应急医疗救援预案,第一时间组成芦山抗震救灾医疗队,1h内完成人员、物资准备,成为进驻灾区的第一支省外医疗队。医疗队共携带价值200万元的先进手术器械、医疗设备和价值20万元的药品,展开后即是一个功能齐备的野战医院,可完成各类急救手术。
4.3展开部署阶段4.3.1通过机动医疗单元展开,将医院移至现场通过学习国外经验,我国建设了“和平方舟”号医院船、民船改装医院船、海域救生浮台等海上医疗单元。在陆上,我军各卫勤单位已掌握利用方舱医院、帐篷医院、野战手术车作为机动医疗单元。方舱医院具有模块化易连接扩展的优点,在2010年玉树地震救援中得以充分展现。在芦山抗震救灾期间,我院医疗队的野战手术车在老百姓家门口实施了现场手术。我院外研所研制的野战救护车、两栖装甲救护车,其他单位研制的卫生列车均是各具特点的新型机动医疗单元。两栖装甲救护车是在水陆坦克基础上改装而成的,配备有可伸展式双层担架床及先进的医疗设备,设计时充分考虑人机工程因素,救护舱室做隔音降噪处理,舱室温度可调,为实施救治与运送提供良好的空间环境。4.3.2现场医疗平台的搭建应急救援中需要医工、医护人员一起在灾害现场搭建帐篷、医疗平台,安装手术床、医疗设备,安装供电、空调、供氧设备,以及安装调试通信设备。经过日常备战阶段的培训演练,快速搭建医疗平台,为挽救生命赢得时间。4.3.3远程医疗系统的搭建与维护通过远程医疗系统,可实现远程会诊、远程手术指导,是高效利用医疗专家资源的一个重要手段。在救援现场运用远程医疗系统,同样需要医工人员进行安装与维护。
4.4总结分析阶段(1)其他专业人员可以与医工人员一起总结分析,优化救援路径、流程,帮助建立快速高效的医疗救援体系。(2)灾害人体效应的医学工程研究:我院外研所开展交通事故的生物效应研究,仿真分析了交通事故导致各种伤害的原因,对于医疗救援与设计交通事故防范系统都具有实际价值。(3)研究如何将医学工程技术方法用于应急医疗救援,解决救援中遇到的难题。
5结语
例如我院皮肤科整形美容的一台激光机,过了保修期后,由于后续的保养工作做的不到位,激光光路里面有很多灰尘,这样以来就造成了激光能量的损耗;再者,由于长时间的使用,激光打在光路中的反射晶片上,总会造成反射晶片的损耗,时间久了晶片的反射率下降,这也是造成激光能量偏低的重要原因。如果医学工程技术人员能定期对激光机进行维护保养,校正光路,清洁光路里面的灰尘,那么激光能量在传递的过程中的损耗就会减小,这样本来需要两次烧灼的疤痕可能只需要一次就可以完成,从而延长激光机的使用寿命。
临床医学工程专业技术人员在医院物流建设中的作用
物流管理是指依据物流专业理论与方法,采用医工结合的途径,认识医院中的物品(如:器械、耗材、试剂等)流动的规律,应用信息技术和自动控制技术实现现代管理。医院物流[5]研究的产品主体是药品、医用耗材、办公用品等大宗物资,是医院最主要的成本支出,其重要性对于任何医院而言均是不言而喻的。医院物流不能照搬其他行业物流的经验。医院物流研究的一个重要内涵就是库存管理和最佳批量模型。我院医疗器械管理科正在努力建设数字化库房,积极开展网上采购工作,这样就能极为方便快捷的采集到医用材料在院内流通的信息,将这些信息进行进一步的分析,从而摸索出一套适合本院现状的物流管理方法。
临床医学工程在医院成本控制中的作用
物资采购是医院经济运营中的重要环节[6],在医院的成本管理中,导致医院医材采购成本过高的一部分原因是采购权较为分散,要解决上述的问题,临床医学工程人员就需要结合医院的实际情况制定一整套规范的控制措施和管理手段,来规范物资采购。首先就要将采购权回收,除了临床医学工程科(医疗器械管理科),其他科室不能够自己采购,必须要通过临床医学工程科进行购买。此外,医院要积极响应卫生部及其他相关政府机关的号召,使用那些参与卫生部或者其他政府相关部门招标中标入围产品,这些中标产品的价格比较规范合理,这样就能够在一定程度上降低医用耗材的成本。
临床医学工程专业技术人员在医院科研中的作用
当临床工作人员在做科研时遇到工程技术上的问题,由临床医学工程技术人员协助解决。现代化医院已经不再是一个简单医疗机构了,它应该是集医疗、教育、科研为一体的综合性机构,临床医疗人员不断的进行理论和实验研究,发现新的生理病理现象,从中探索出一种新的诊疗手段,从而提高医院的医疗水平。随着医疗研究的不断深入细化,研究实验越来越复杂,研究实验需要借助越来越多的工程技术手段来进行,这就是通常所说的“医工结合”。例如一种新的音乐电针灸治疗仪的设计,这是当时临床的一个研究生申请的课题,单一的脉冲刺激容易引发人体的适应性和耐受性,影响治疗效果,因此想设计一种受音乐信号调制的脉冲治疗仪,通过脉冲刺激肌肉,并统计结果,看看是否有助于缓解人体的适应性和耐受性。而脉冲激发的电路部分则由临床医学工程人员根据临床所提的要求协助进行设计,从而产生出适合该实验需要的“量身定做”的脉冲信号,这便是一个比较简单的“医工结合”。
1.1带教管理制度具体的实习带教过程中缺乏系统的、文字性的实习管理制度,对实习生的许多管理要求仅仅是科内“岗前培训时的口头强调,无法参照系统制度实施到位。比如涉及到实习生人身安全的管理制度,上下班、病事假的岗位管理制度,科内“接诊”设备时的登记制度,设备故障时的维修管理制度以及下临床科室维修时的行为规范制度等。
1.2带教队伍目前我科高资历的人才有限,且大部分都肩负管理岗位,工作繁忙,因而实习生大部分时间还是跟随普通工程师学习维修技能。普通工程师由于工龄的限制,接受的系统学习及培训不多,所掌握的维修技能有限,因此无法全面系统地将实习内容传授给实习生。
1.3带教内容我科采取按区分配的方式为工程师安排工作任务,实习生又是按月轮转,因而实习生有时仅能接触到当月出现故障的设备,而无法接触到工作完好的设备。这使得实习带教内容受限,从而无法对实习生进行全面的系统维修经验的传授。
1.4带教方式一般来讲,有些实习生动手机会并不多,有时仅限于一些简单设备的维修,如血压计、雾化器、电动吸引器、站灯等。造成这种局面的原因主要是这些实习生的理论基础薄弱、动手能力差,碰到具体故障不知怎样着手,且容易给设备造成“次生灾害”;再就是有些实习带教老师因工作任务紧或者性格内向等问题,大都是独自处理故障,不能全面传授维修经验。
1.5带教设备目前,我科并未配备专门的实习带教设备,仅有3台质控设备以及一些简单的维修工具;示教设备配置落后,没有专用的示教室等。
2建议
2.1健全实习管理制度首先应该健全实习生管理规章制度,并严格按照规章制度规范实习生的日常行为,对其维修权限、工作职责给出明确界定。当设备出现故障时,实习生可以根据设备级别与故障级别进行判断:哪些设备可以自己独立尝试维修,哪些设备只能由带教老师来处理,哪些设备可以在带教老师的监督下进行修理,这样不仅可以提高带教过程中实习生的人身安全,同时也为设备安全提供了有力的保障。同时,实习管理制度对带教老师也是一种约束,可以在一定程度上规范带教行为。
2.2加强带教队伍的建设加强带教队伍的建设也是提升科室实力与加强工程师自身素质的过程。带教老师在向实习生讲解设备原理、结构,传授维修经验,答疑解惑时,不仅能够使得实习生从中学到一定的维修经验,还可以加深自身对于设备原理、故障的理解,也可促使自身对于一些一知半解的问题进行深入研究,使得自身能力得到进一步提升。这是一个双向促进、共同发展的过程。
2.3完善实习带教内容首先,带教老师可以根据自己所授课程的特点,与实习生一起制定全面的实习计划,避免由于设备故障不一、工作计划变动等导致实习生无法全面了解并掌握带教老师所负责区域内大部分设备的故障特点、性能、维修经验等。其次,无论是带教老师还是实习生都应加强科内维修技术交流,相互学习。第三,实习单位可以以一定的方式定期考核实习生对于实习内容的掌握情况,比如设置一定级别的科内考试,考核结果可以作为实习生实习手册填写的依据。
2.4提高带教“硬件”配置医院需购置一些带教实验设备,比如检测设备、质控设备、示教设备等;尽量提供一些示教场地供带教老师与实习生进行交流。
3结语
关键词:工科院校;生物医学工程专业;生物实践教学;教学改革
生物医学工程(BiologyMedicalEngineering,BMI)是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的,其主要是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象,为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科,多学科的高度综合交叉是生物医学工程的特点[1]。自上世纪70年代末以来,国内许多医学院校、综合性大学、理工科大学及相关科研机构都设立了生物医学工程专业,涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向,课程设置主要包括工程类课程和医学类课程,旨在培养具有各方面能力的复合型人才[2]。在生物医学工程专业的培养体系中,实践教学是培养大学生的创新意识、创新思维和创新精神、提高整体教学质量的根本保证和有效途径[3]。南京邮电大学生物医学工程专业是在学校原来的信号与信息处理等优势学科的支撑下发展起来的,因此在医学信号处理、医学图像处理、生物传感和生物信息学等领域积累了雄厚的师资和科研力量,上述领域的实践教学体系完善、教学平备。比较而言,学校在生物医学领域的教学和科研上相对薄弱,特别是在生物医学方面的实践教学有明显的不足,存在着师资力量缺乏、教学平台薄弱、课时有限等问题。针对上述问题,我们从师资队伍建设、资源优化配置、教学内容改革和教学方式更新等方面入手,对生物医学工程专业的生物学实践教学提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物学实践教学存在的问题
南京邮电大学是传统的工科院校,信息学科是学校的办学特色。在工学为主体,以及“大信息”的背景下,学校的通信、电子、图像和计算机等学科的科研氛围浓厚、师资力量较强,相关课程的教学体系成熟、教学特点鲜明。上述相关学科的实践教学已经构建了包括课内实验、专题实验、综合训练和生产实习一系列完善的实践教学体系结构。但随着我国生物医学工程学科建设工作的开展,以及生物医学领域研究和应用的快速发展,迫切的需要将更多的生物医学知识融入到工程学知识中。为了扩展生物医学工程专业学生在生物医学领域的知识,激发学生的学习兴趣,在生物学教学方面,我校目前开设了几门生物学领域的课程,包括现代生物学、定量生理学和解剖生理学等。由于学校在生物医学相关学科的科研和教学缺乏基础,因此这些课程的师资力量较为缺乏,实验教学平台也比较薄弱。此外,生物医学课程多属于理论加上实验的课程,要求课时较多。以解剖与生理为例,理论课要讲51个学时,实验课也需要51个学时[4,5]。但我校生物医学工程专业大纲,对解剖与生理课程只设置了36个学时的理论课以及4个学时的实验课。因此,在这些课程的理论课教学上,需要大幅的调整以适应本专业学生的培养要求[4,5]。在实验教学上,由于课时的限制,大多为演示实验或参观,学生缺乏动手实践机会[6]。笔者在调研学生对解剖与生理课程兴趣、期望和要求时,有68.1%的同学表示对这门课程感兴趣或非常感兴趣,并且有30%的同学希望能有动手实践的机会(表2)。但我校目前现有的师资力量、实验教学平台和课时设置都不能满足学生的这一要求,因此,必须采取有效的改进措施提高教学平水,满足学生的学习要求。
二、生物医学实验教学改进办法
1.培养专任教师队伍。为了提高我校生物医学领域的教学和科研水平,近几年来,已引进多个生物医学相关专业的博士和高级人才,构建了一个高学历的教师队伍。教师的专业和研究方向包括了分子生物学、蛋白质工程以及纳米材料毒理等,这些教师的专业背景和知识体系完全满足了现有的生物课程教学和实验教学的需要。
2.完善实验教学条件。为了提高实验教学水平,同时为了满足学校科研项目发展的需要,我校已于近几年建设完成了生物医学实验室。实验室的建设目标是建立一个以生物技术为核心,结合医学诊断以及生物信息处理的多层次性和综合性实验基地,使学生系统化地学习和掌握全面的生命科学综合实验技能,以培养生物医学工程领域创新性人才,同时为生物医学工程专业的师生提供一个高水平的细胞、分子生物学实验研究平台,以加强不同学科间的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物学、细胞生物学操作平台和蛋白结构测试和信息处理的表征平台。在此平台上,我们为学生设立了核酸分离和检测,核黄素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指标测定等一系列的实验。让学生走进实验室,观看并亲自动手操作,极大激发了学生的对生物学课程的学习兴趣。
3.改革实验教学内容和方法。除了加强教师队伍和实验平台的建设,我们还通过多种教学方法和途径改革实验教学内容。针对生物类课程实验课时不足的问题,许多教师针对生物领域的热点方向开设了一系列的开放实验项目,通过开放性实验,让学生走进实验室和动物房,让学生跟着老师学习一些基本的生物学实验以及动物实验的操作技能和方法[7-9]。在教学中,教师积极鼓励对生物医学相关实验有兴趣并且有能力的本科生申报创新项目,鼓励教师和学生并将毕业设计与创新项目相结合,以教师的科研项目为载体,让学生在实践中创新[10]。实践以学生为主体,让学生独立查阅中外文献,了解项目最新的国内外研究进展,设计实验方案,学习各种新的实验技术,掌握科学研究方法,这不仅有利于学生自主学习、解决问题的能力,培养创新思维,同时还加深例如学生对各种专业课程的理解以及对生物工程专业的认识。实践证明,上述教学方法激发了学生的学习兴趣,提高了学生的动手能力和操作能力,并培养了学生的团队精神,取得了良好的教学效果。同时学校还积极与南京大学、南京中医药大学、江苏省中医院等单位建立合作关系,带领学生参观实验室,让学生对生物医学各领域的实验室构成、具体运作有更直观的认识。通过在大学和医院等实习基地的参观和关系,让学生充分认识到生物医学工程专业的学习目的和专业知识的应用价值。生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科,生物学实验课对生物医学知识的学习和理解掌握领域非常重要。针对我校生物医学工程专业的生物学实验教学中存在的问题,我们开展一系列的教学改革与实践,取得了很好的效果。极大地激发了学生的学习兴趣,调动了学生的参与热情,提高学生的实践能力,并且为学生今后的工作和科研奠定了坚实的基础。希望能在此基础上,继续完善现有的生物学实验教学体系和教学方法,从而更好地促进生物学实验课程建设和发展。
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学生对临床医学工程的认识程度临床医学工程学科担负着医疗器械在医疗工作中的技术支持和供应保障的重任。学科需有完整的医学工程专业设置和人员匹配,形成从选型论证、质量控制、技术培训、风险管理,到维修维护、技术鉴定、资产管理的一整套完备的医学工程技术体系。然而目前学生对该学科没有一个明确的认识,因此也没有明确的课程兴趣点和就业意图,从而影响到学科的建设、教学质量以及学生将来就业方向的选择。经过调研生物医学工程专业学生对本专业情况的认识程度,我们发现62%的学生在报考专业时有盲目性,致使部分学生入学后发现专业与自己所期望的不符而产生迷茫和厌学的状况;50%以上的应届毕业生对医院在用的设备仅停留在了解一些或者只是听说过的程度上;80%的学生就业意向仍会选择与专业相关的公司或者医院,然而对职业生涯却没有明确的规划。为了提高临床医学工程专业学生对医疗设备相关课程的兴趣,认识到这些课程的重要性,明确就业方向,各大学和研究院根据自己的优势和特点,在课程设置和授课方向上做出调整,重点培养应用型人才。
1临床医学工程专业课程体系的调整
1.1医学院校临床医学工程应用型人才培养目标医学院校的临床医学工程应用型人才以医疗设备的全程技术管理、信息系统的维护、影像工程科等为主。通过4年专业学习,学生对于医疗仪器有比较深入的了解,侧重于理论的应用,能够对仪器进行基本的保养、维护和一般性维修;对于仪器的医学应用比较了解,在医生和仪器提供者之间起桥梁作用,承担部分仪器的高效使用、改造等任务。同时也可以成为医学仪器生产厂家的运行、维护、安装、研发等专业技术人才。
1.2专业课程以原理为基础,兼顾应用坚持“重人品,厚基础,强能力,宽适应”的人才培养模式[5],接受先进的理论和技术。专业课程设置可分以下几大类:医学仪器与图像处理类,包括电路、数字图像处理、传感器等;微机原理以及应用类,包括单片机、计算机原理及应用、医学信息系统等;医学基础类,包括系统解剖学、生理学等;生物医学工程专业课程,包括生物力学、生物材料、医学传感器等。教学以“学为主,教为导”的方法,采取启发式、讨论式教学[6]。授课以原理为基础,不要求复杂的公式推导,但是要有定性的概念,例如超声探头高频低频的应用差别。由于设备更新换代很快,无需纠结于某个特定型号的设备并研究其具体功能,应概括性介绍医学设备的应用。开设理论教学与实地教学相结合,与医院合作,组织学生到医院参观学习,请相关业务人员介绍医疗仪器和系统的软件以及硬件设备,及其实际运行情况,使学生有更直观的认识。
1.3引入医疗器械风险管理的概念,加强学生医疗风险意识在基础专业课程教学的同时,引入医疗器械风险管理的概念。表1为制造商对某设备风险的可能性评估。表格左列为危险的可能性分类,首行为危险的严重性分类,阴影区是可用性测试工程师优先考虑的内容。风险分为R1、R2、R3、R4、R5、R6等6个等级。医疗器械的风险管理贯穿于产品的整个寿命周期,在设备的使用过程中仍可能存在,因此医疗工程人员需要具有医疗风险意识。在教学中,引入医疗器械风险管理的概念,让学生了解医疗环境下多种因素都有可能造成医疗设备的使用风险,同时让学生感到学习临床医学工程在医院工作“有用武之地”。
1.4以研带教,直观认识医疗风险在理论学习的基础上兼顾研究和应用,培养学生科研能力的同时,加深学生对医疗风险的认识程度。例如,我们对RFID标签在高磁场下应用的安全性进行测评[7-8],通过实验发现,13.56M无源RFID标签作为患者标识,在1.5T磁场下持续使用对自身安全正确使用没有影响,但是其可能影响核磁成像的信号及噪声水平,形成伪影,见图1。由此可见,通过简单的研究发现临床环境中风险因素随时可能被引入。开展创新性研究实验,在培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力的同时,提升学生对临床医学工程专业的兴趣,更有利于学生今后的择业意向。
2结语
临床医学工程作为生物医学工程的二级学科,涉及广泛。在教学过程中,我们力求避免学生学习的盲目性,有重点、分方向进行教学,以原理为基础,兼顾应用,科研带动教学,研究带动教育,以提高学生对临床医学工程的兴趣,认识其重要性,明确就业方向,促进学科发展,培养出真正满足社会需求的专业技术人才。
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。
关键词:生物医学工程; 毕业环节; 思考
中图分类号:R318-4 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2013)07-133-002
生物医学工程是20世纪50年代兴起的一门综合理工学、生物学、医学的理论和方法而形成的新型边缘学科。在我国这门学科尚处于婴孩时期,发展前景极为广阔,近年来对于该专业的需求也日益增大。笔者从现阶段毕业中存在的一些问题,通过思考分析,希望能够解答同学们毕业时存在的普遍问题,更为那些刚接触这个专业的学生做出指导和帮助。
一、医科大学生物医学工程专业毕业设计的建议与注意点
众所周知,一个合格的毕业生应该拥有过硬的理论知识和相对丰富的实践经验,笔者将从毕业设计中存在的一些纰漏和问题出发,通过剖析与辩证的思考,提高同学们毕业设计的质量。
1.选题的艺术
课题是一份毕业设计的眼睛,是毕业设计的第一个重要环节,选题的质量决定了这份毕业设计的好坏,说的更深入一点,一个好的课题决定了你的毕业去向。
(1)课题的选择应该与专业有关。课题的选择是否符合学校教学标准,是一个学生专业综合素质的集中体现。我们应该应用四年所学的专业知识,综合理论基础与实践经验,在有效时间内完成毕业设计。通过拟定合理的课题,同学们还可以对专业知识有了一个更高层的了解,同时弥补自己专业知识上的一些漏洞。(2)选择课题应该根据自身条件出发。选择课题应该是根据同学自己的能力水平与兴趣等,完成一份与自己学习程度相当的毕业设计。切勿盲目跟风,导致课题太过于死板与狭隘。(3)在选题方面要有自己独到的见解。课题的选择应该具有创新性,给人一种眼前一亮的感觉。迎合当下国内外该专业最新的研究报告与成果,尽可能多的去反映现代科技发展水平,同时也能锻炼同学探究、思考和懂得创新的新思维,而不是去模仿前人。
2.毕业设计的过程
这是一份毕业设计的核心关键。如果说之前是一种在建立框架,那么现在就是该如何着手去做。
(1)老师是主导。指导老师经过多年的经验,肯定有一套属于自己独特的关于毕业设计的理论,所以应多听从老师的指导与建议。指导老师肯定会做好教学计划,所以自己一定要有计划地合理安排时间,做到与老师的步调一致。(2)对于自我的反省。同学们对于毕业设计的认识在大学之前的接触几乎为零,因此,无论毕业设计进行到哪一步都会或多或少的犯下一些错误,它们可能无足轻重,但也可能是致命的。因此,在开题前反复琢磨课题的价值与可行性。在设计过程中应该时刻反省对于课题的理解与认识,了解课题的进度。这些包括了对于设计日志的填写、在实验时碰到的错误及解决方案、工作总结等等。做到及时向导师汇报,以便纠正存在的错误。(3)设计方案的完成。这是毕业设计的一个难点,自然也就是重点。此时可能是同学问题最多也是问题最棘手的时候,因为之前都没有得到很好的解决。此时应注意指导老师的动向,多询问指导老师的看法。也可以通过查找相关的专业信息与资料,从而来拓宽自己的想法与思路,培养自己的能力。
3.毕业论文与答辩的技巧
毕业论文与答辩的意义就是把整个的毕业设计的想法、设计过程与内容呈现出来,因为它能从一定程度上反映一个同学毕业设计的综合水准。(1)毕业论文大多存在几个严重的问题:①论文存在抄袭模仿的现象。②论文的格式并未达到规范的要求。③论文没有清晰的思路及合理的层次分析。④对于毕业设计价值及内涵的了解空洞乏味。所以,同学们应该重视起来,避免犯这些较为老套的问题。(2)答辩应该注意以下几点:①答辩时应该注意自身形象及谈吐举止。②对于答辩PPT的制作应该紧扣毕业设计的主旨。③答辩时应能对问题有清晰的思路与明确的目标来做出回答。④如果条件允许,可以先自行组织准答辩,对答辩有一个更好的心理认知。
二、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。