時間:2022-03-26 04:52:51
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了一篇生物醫學工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
1明確專業方向和目標
由于生物醫學工程專業是新興發展起來的新學科,大眾缺乏對其的了解,因此實際工作中我們發現,部分考生報考專業時帶有盲目性,往往對專業的名稱產生誤解,致使入學后發現專業與自己所期望的不符而產生迷茫和厭學的狀況;另外,由于全國的生物醫學工程專業畢業生比例較小,社會知名度不夠高,學生入校后也容易產生消極心理,不知道學了有什么用,將來到哪里就業等等疑問,因此我們除了加大宣傳力度,在招生時將學科的發展規劃、課程設置、社會需求等作大力宣傳,使學生真正了解專業的定位而根據自己的興趣和特長選擇報考外,更注重對入校后學生的思想教育,如定期開展一些交流活動,請一些專業領域的專家學者作學術報告,使學生了解生物醫學工程領域的前沿發展方向;邀請已經畢業的生物醫學工程專業的本科生、研究生以及博士生等與同學們座談,了解他們現在從事的職業、研究的內容等,提供給學生一個發展的目標和方向;帶領學生到一些與生物醫學工程產業緊密相關的公司、企業、醫院等參觀,組織學生參加深圳每年一屆的醫療器械博覽會,讓他們通過實地感受和了解,從而熱愛生物醫學工程專業,增強信心,也極大提高了學習興趣,學習更有了動力和目標。
2合理設置專業課程
我們堅持“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的人才培養模式[1],要求學生在學習期間能接受先進的理論和技術,培養較強的分析、解決問題能力。課程設置除學校規定的政治理論、外語等公共課程外,專業課程分為四條主線:1)醫學儀器與生物醫學信號處理,還包括:電子技術、電路分析、信號與系統、數字信號處理、數字圖像處理、醫學圖像處理等;2)微機原理及其應用,還包括:單片機(ARM、MCU、DSP)技術、算法語言、網絡技術、計算機在生物醫學中的應用等;3)醫學基礎知識,包括:解剖與生理學、臨床醫學概論等;4)生物醫學工程專業課程,包括:生物醫學測量、醫學傳感器原理及應用、生理系統建模與仿真、醫學成像技術、生物力學、生物材料等,以醫學儀器與信息為主軸,兼顧力學、材料等其他主干領域,滿足涉及面廣的生物醫學工程綜合人才培養的要求,讓學生在接受多方面全方位專業基礎教育的同時,也可以根據自己的喜好選擇在感興趣的領域繼續深造。
3開展教學改革生物醫學工程專業注重培養復合通用型的應用人才,這就要求我們在教學過程中必須方式多樣,注重培養學生的實踐能力。
3.1采取多種教學方法
改變過去單純的“教師講、學生聽”的注入式教學方式,轉變為“學為主,教為導”的方法,課堂多以啟發式、討論式教學[2]。這樣可以活躍氣氛,教會學生自己學習、自己思考、自己發現的能力。
3.2采用多媒體和板書教學結合使用
多媒體的使用可使過去枯燥的純粹手寫教學內容變得直觀、形象、生動,但單純的多媒體教學可能會造成學生產生偷懶情緒,一晃而過的幻燈片并不能讓學生印象深刻,因此在課堂教學中應適當結合黑板書寫,加深記憶并鼓勵學生適當筆記。
3.3加強教材建設,整合課程及網絡資源
我們在課程教學中以書本基礎理論為主線,輔以參考資料和自編講義,并開發了一個生物醫學工程專業的網絡教學平臺,以信息技術為手段,以優化課堂教學、提高課堂教學的效率為目標,在網絡環境下進行了生物醫學測量、醫學成像技術等部分專業課程的輔助教學。我們充分利用和整合網絡資源,在教學平臺上開設了包括課程講義、答疑討論、在線測試、試題試卷庫、參考資料下載等教學內容,教師與學生之間、學生與學生之間能通過此平臺開展教與學的互動交流,培養了學生自主學習、協作學習,創新學習、學會質疑、學會探討以及終身學習的能力,大大調動學習興趣和積極性。
3.4重點突出實驗、課程設計、畢業設計和實習等實踐環節
我們將實驗分為基礎性實驗(如工程生理學實驗)、綜合性實驗(如醫學測量與傳感器實驗、醫學儀器與信息處理實驗等)和創新性開放實驗,分階段、分層次鍛煉學生的實踐能力,例如綜合性實驗將幾門課程的知識融合在一起,提高學生的綜合應用能力;創新實驗由教師擬定實驗目標,實驗過程由學生自己設計和動手創造,改變過去學生盲目被動的按照規定步驟進行實驗,缺乏思考,不能達到實驗目的的情況,真正培養學生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力,并安排時間讓學生分組講述本組實驗或設計的思路和過程,以及遇到的問題和解決方案等,這樣的方式不僅能讓學生相互交流心得體會,而且學會總結經驗,鍛煉邏輯思維和語言表達,真正突出學生綜合能力的培養。
3.5注重產學研的結合
我們秉承“科研帶動教學,研究帶動教育”的理念,積極與省內有關醫療器械公司、醫院、生產廠等密切聯系,建立良好合作關系,加強了實習基地建設,為學生提供良好的實踐機會。與美國NationalInstrument公司合作建立“華工-NI虛擬儀器聯合教學實驗室”,有效地提高了學生參與課外實踐的積極性。同時積極組織引導學生參與教師的課題研究中,學生從大學一年級開始就可以進實驗室參與項目,同時鼓勵學生發表學術論文,使學生的綜合專業技能得到極大鍛煉。
4改進考核方法,全面客觀評價學生成績
在考核方式上改變過去傳統的“一紙定乾坤”的考試模式,在總評成績中加重平時實踐環節的比重。例如,關于生物醫學工程各領域發展的綜述報告、各種觀摩、實驗、設計、實習等都體現在期末的各科考試總評成績中,并加大其比重。考試的形式也多樣化,我們在部分專業課程的考試方式上還采取了一種半開卷的形式[3],所謂半開卷考試就是在考前準備一張與試卷等大的16K紙,學生可以事先在這張紙上摘抄(必須手寫)書上的概念性理論和重點難點,并且準許學生將其帶進考場,考完后將這張紙同試卷一并交上,作為考評成績的一部分。學生在考前親自抄寫一遍這些內容是對這些知識的一種復習和回顧,同時要自己整理這些重點難點就必須平時注意學習和聽講,因此這種方式不僅極大提高學生的學習熱情和積極性,也使學生真正通過考試來及時發現和補救學習上的漏缺,同時也使考核方式更靈活,結果更客觀。對我校生物醫學工程專業人才培養模式改革的實踐結果表明,學生樂于接受,教學效果也令人滿意,03、04級同學在校期間已在國內外學術會議及學術期刊上3篇,學生就業情況良好,用人單位給予了較高的評價和肯定。學生的學習積極性也高漲,社會影響力正在不斷擴大。不足之處在于,學科建設中仍存在一些問題,比如:缺乏適合的專業教材,如何在工科院校有效開展醫學課程教學等,我們將繼續在教學中不斷探索和完善,培養出滿足社會需求的生物醫學工程專業人才。
[摘要]隨著越來越多的科學技術應用到疾病的診治中,現代醫學的發展正經歷著顛覆性的變革,人們對疾病的診治技術也提出了越來越高的要求,也愈發的苛求完美的治療效果,正是基于這樣的背景生物醫學工程被更多的臨床醫師和研究者們所重視,而在生物學、工程學及醫學的完美結合下誕生的介入超聲學技術則近乎完美的實現了人們對微創的追求,這些高端的微創診療設備是結合物理、工程、技術的綜合發展。本文首先簡要介紹生物醫學工程在醫學中的運用情況,然后結合我們的實際工作回顧生物醫學工程在臨床及介入超聲醫學中的研究進展和醫學生物工程在臨床工作中未來的發展前景。
[關鍵詞]生物醫學工程;介入超聲學;微創技術
生物醫學工程學是生物學、自然科學與工程學、醫學等多專業結合的典型的交叉性學科,研究內容涉及:探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機理,并通過相關技術手段對疾病提供診斷、治療、預防的有效方法。不久的將來,各種技術相互融合、現有技術的不斷演變、改進,新技術的發明、醫療整合及精準醫療的出現會更好的為人民的健康事業服務。未來醫學對于操作的微創性、精準性的要求會越來越高,生物醫學工程在醫學中的應用也越來越廣、越來越精,生物醫學的發展無疑會對醫學的發展展現其巨大的創造力和推動力。
1生物醫學工程在臨床中的應用及發展
1.1微創技術
“微創技術”始終貫穿于整個醫學發展,是醫學技術未來發展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創操作”的概念[1]。而“微創外科”的概念是在微創概念的基礎上出現的,其本質是腔鏡技術。相對于傳統開放手術,實則就是對患者采用最小創傷達到最佳治療效果的方法都歸“微創技術”,如介入超聲、介入放射、內鏡、腔鏡及微創化手術等。而這些微創技術創造、發明,都是在生物學、工程學及醫學等多學科的融合下完成的。
1.2內鏡技術
我國內鏡技術起步較晚,但發展較快,目前國內臨床工作中常用的是纖維內鏡。伴隨科學技術及醫學技術的不斷發展,內鏡和腔鏡技術都不同程度的得到進一步發展及完善,診療過程也越來簡便、微創化,是微創技術發展中最為全面和成熟的,如目前有更輕便的膠囊內鏡等,無處不體現生物醫學工程的重要性。
1.3腔鏡技術
腔鏡技術的發展在過去的20世紀80年代后期才有了質的飛躍,其中最為突出的是腹腔鏡技術的發展,自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術之后,腔鏡技術在國內發展迅猛,直到今天腔鏡技術廣泛應用于各個外科領域[2],目前國際及國內更流行的有3D腹腔鏡及達芬奇機器人手術系統。
2生物醫學工程在影像及介入醫學的應用
2.1影像介入技術
隨著醫學技術的進步,影像學科也在不斷發展,尤其是透視引導下的微創技術更是發展迅猛。根據透視設備的不同,透視微創技術主要包括在X光/CT引導、超聲引導和MRI引導下開展的透視微創治療技術。而介入超聲因其設備輕便、操作簡便、無輻射等優點深受廣大醫務人員及患者的青睞。
2.2介入放射學
介入放射學技術是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應用的,此技術出現后就引起了世界醫學界的廣泛關注,從此,世界范圍內掀起了研究和應用的熱潮。其應用范圍也在不斷擴展。介入放射學因其創傷小、效果好等特點,世界范圍內絕大部分醫療機構都成立有不同規模的、單獨的介入科,介入治療在國內外已成為部分疾病的常規診治措施,甚至取代了外科手術。
2.3CT引導下的微創-數字技術與醫學的融合
生物醫學不僅在診療設備、三圍圖像重建及數字醫學等方面取得跨越式的進步,而且在診療模式也發生了根本性的改變,這些成果的取得恰恰是在計算機輔助下完成的[3]。主要體現為CT輔助的立體定位技術,例如CT定位引導下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。
2.4超聲引導微創技術
我國在半個多世紀前超聲學已應用于醫學臨床診斷,相對于其他醫學影像學,超聲有其諸多優勢(如無放射性、無創傷、費用低廉、設備簡單、報告迅速、便于多次隨訪等),而且還可以動態觀察機體或臟器情況,對體內病理改變比較直觀,故在超聲引導下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進行微創治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視,尤其在小腫瘤的治療優勢更明顯,其不僅代表了21世紀現代醫學發展的方向,而且還展現了其定位精準、療效顯著、微創安全的醫學發展模式。介入超聲學在臨床的應用使其成為最具發展潛力和學術活力的醫學科學體系。近10余年,由超聲科、醫學工程學科專家創立和發展起來的這門新型學科技術,正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫師所應用,這不僅使得介入超聲學得到更迅速的傳播和承認、在腫瘤及多種技術的綜合應用等方面取得重要進展,同時也體現了生物醫學工程在臨床中的重要地位。超聲引導下腫瘤的射頻消融術對探針的要求比較高,而目前對金納米材料的研究成了科學研究領域的一大熱點,并取得了很大進展。大量的研究結果表明,金納米材料具有獨特的光學、電學、熱學、化學等性質,在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機物的選擇性催化反應等領域有著巨大的優勢和廣闊的應用前景[4~7]。面對學科發展之迅速。要求我們必須努力發展新技術、開展新業務,同時也要求我們技術操作更科學、合理、規范、個體化[8],而這些恰恰需要有生物醫學工程的參與,才能創造出更多、更精、更無創的醫療設備。
3生物醫學工程展望
3.1生物醫學工程學與其他學科的多學科合作
微創技術需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”,“會治病”更重要,這就要求我們必要要培養一種臨床思維模式,這正如我們需要通過“微創”在客觀上建立另一種臨床思維模式,即微創技術的創新-微創醫學的長遠發展[9];在微觀上,借國家醫改大好政策,展望未來5~10年微創技術將會進一步發展及普及,如現有各種微創技術的全面、系統提升,以及不同技術間的融合及新技術的創新發展。但是,微創醫學發展到今天仍挑戰巨大,特別是學科之間競爭激烈,這些可以在醫療資源及專業主導地位的分配反映出來,故使我們不僅要更進一步加快學科建設、人才培養,而且要促使基礎、臨床及預防醫學和其他多個學科之間的合作,更進一步加快生物醫學工程在醫學中創造新方法、制造新設備的步伐,最終使各個學科受益,各個患者、醫生受益。
3.2醫療整合
近些年臨床各亞專科、亞專業的進一步細化,國內醫學的發展模式也是以“能分則分、能細則細”為主,這雖然在一定程度上提高了診療水平,同時伴隨的是醫學知識及診療實踐出現碎片化、機械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫頭,腳痛醫腳’的狀況以及未來醫學到底該如何發展?樊代明、郎景和等多名院士及著名醫學專家在2016年中國整合醫學大會的發言稱:實現醫學模式轉變不僅要進行醫學整合,而且未來醫學發展的方向,更需要我們為保障人類健康而具備新的臨床思維模式和新的醫學觀念,而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫學,前提必須是以人的整體為基礎,根據生物、心理、社會、環境的現實將各醫學專業目前國際最先進的知識和各專科最有效的治療加以有機整合,使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫學體系,醫療服務不僅使得心身并舉、防治結合,而且要達到醫養共進、人病同治的目的。國民全面健康,醫學發展必須要靠基礎醫學、臨床醫學、生物工程學及預防醫學等多學科整合,醫學又是自然科學、社會科學和人文科學等多學科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關的學科或科學都應該用來更好的為醫學服務,為人類健康服務。而生物醫學工程正是這樣一門學科。同時把各種先進知識、有效實踐經驗進行合理、不同程度的整合,使其更好的為人類健康服務,形成生命醫學高度融合的乘法效應。
3.3精準醫療
美國總統奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講,宣布美國正式啟動“精準醫學”研究計劃[10]。早在2011年,由美國科學院、工程院、國立衛生研究院及美國科學委員會就共同發出了“精準醫學”的倡議[11~13]。其最高規模4大研究機構的聯手倡議,為未來的醫學指明方向,代表精準醫學就是未來的醫學發展方向。醫學發展史上發展的3個里程碑分別是經驗醫學、實驗醫學和循證醫學。而過去的研究模式以試驗為主導的[14,15],這不僅和臨床距離大,而且根本無法達到臨床需求。而以臨床為主導的新研究模式恰恰是目前所提出的精準醫學,精準醫療的發展必然要應用更精準的醫療儀器及設備,而精準設備及儀器的研發恰恰需要生物醫學工程與其他學科的融合[16]。展望未來,所有疾病的治療最終都將走向精準醫學,醫學的發展一定和生物醫學工程的“同呼吸、共命運”。
作者:張瑞敏 單位:包頭市第四醫院
摘要:
科研與教學的互動是高校的重要特征,是提高人才培養質量的重要手段。針對當前高校科教融合中所存在的問題以及生物醫學工程學科背景與特色,桂林電子科技大學依托生物醫學工程領域的優勢科研資源,凝聚老師與學生的科教相融的共識,將老師的科學研究與本科教學過程、學生第二課堂緊密結合,培養學生的專業實踐能力,探索并實施科教融合的應用型生物醫學工程人才培養模式,取得了良好的成效。
關鍵詞:
生物醫學工程;科教融合;人才培養模式
全面提高教育教學質量,必須不斷拓展人才培養資源與渠道,將多方面的辦學優勢轉化為人才培養的優勢。人才培養與科學研究是高校的主要職能,實現兩者的有機融合,對于提高人才培養質量具有重要的意義[1,2]。科教融合是指科學研究與教書育人有機地結合,充分發揮高校科學研究的優勢培育高素質專業人才。生物醫學工程是一門理、工、醫高度融合與交叉的學科,應用型生物醫學工程專業主要培養具有扎實的生物醫學、電子技術理論基礎以及醫學與電子信息相結合的工程技術能力,能在醫療器械、醫療衛生等相關行業從事工程技術開發、服務、管理和教育等工作的應用型人才[3]。全面推進科教融合,可以有效地培養生物醫學工程本科生的創新能力和動手實踐能力,進而提高其專業基本能力與素質。但在高校人才培養過程中,科學研究與人才培養往往沒有得到很好地結合,主要表現在三個方面。一是學校重視科研而輕視教學,提升高校科學研究能力與水平,學校可以獲得更多地經費、吸引大量地生源、獲得更高的聲譽。同時,在教師職稱評定、崗位聘任、年終考核,甚至資源分配的過程中,以承擔科研項目的數量、的情況等作為考察重點,而授課內容、課時量甚至教學方式和效果僅僅作為參考方面不起決定性作用。二是老師往往重視科研、忽視教學工作。部分老師教學熱情不夠,為教學而教學,沒有站在人才培養的高度去教學,由于科研任務繁重,占據了大師的工作時間,在教學上面所花的時間與精力相對較少。三是本科生參與科研項目的機會相對較少[4]。一方面大學期間學生的課程學習壓力比較大,很難有地時間參與專業方面的科學研究;另一方面本科期間在專業知識的掌握程度還不高,基礎還不扎實,在老師的科研項目中所起到的作用甚少,老師更希望研究生來參與科研項目。針對當前高校科教融合所存在的普遍的問題以及生物醫學工程學科背景與特色,我校生命與環境科學學院利用廣西生物醫學工程重點學科、八桂學者崗位、廣西工程技術研究中心等生物醫學工程專業相關的優勢學科研究平臺,以及以國家科技支撐計劃項目、國家自然科學基金項目等主要的重大科研項目和以廣西八桂學者為帶頭人的高端師資隊伍為主的科學研究資源,積極制訂相關措施與政策,將學科平臺和科研資源帶入到人才培養過程中去,切實提高人才培養質量。
一、定期舉辦以科教融合為主題的討論活動,凝聚專業老師與學生的共識
科教融合,思想先行。不僅要讓專業老師認識到科教融合的重要性,更要讓學生在思想上認識到科教融合是提升學生專業實踐能力,提高人才培養質量的重要途徑。因為學生是科教融合的主體,只有學生愿意參與,老師愿意參與指導,才可能實質性地提高人才培養質量。學院定期舉辦學院層面的專題討論,圍繞科研服務本科教學的模式與途徑這一主題展開討論,甚至將一些典型案例在會上進行分享。在討論會上,除了專業老師參與外,學生代表也應出席,通過老師與學生面對面的交流,可以逐步凝聚大家對科教融合模式的共識,還可以讓老師與學生進行相互地了解,為更好地貫徹科教融合專業實踐活動奠定基礎。科教融合對于老師與學生雙方面都是受益的。一方面,科教融合可以讓學生接受到最新的前沿專業知識,既可以培養學生創新能力和專業實踐能力,還可以培養學生的社會適應能力,可以成為課堂教學的有效或者不可或缺的補充。另一方面,學生的思維方式比較活躍,跳躍性較強,老師可以在與學生的交流過程中獲得新的科研思路。科教融合的實施不僅是提高人才培養質量的有效途徑,更是推動“大眾創業、萬眾創新”的重要舉措和動力源泉。
二、將老師科研成果引入理論與實踐教學,實現科學研究與教學過程的有機融合
課堂教學是實施專業教育的主要陣地,是教師給學生傳授知識和技能的全過程。要求任課老師在課程教學內容上進行改革,結合自身的科學研究實施課堂教學和專業教育,既可以提高學生的學習興趣,同時增強的課堂教學效果[5]。我校生物醫學工程專業定位于培養生物醫學電子儀器行業的工程應用型人才,在課程教學內容上要求老師圍繞這一核心安排教學內容。在教學計劃的制定和實施中,結合老師的科學研究,充分體現解決醫療器械產業關鍵工程技術問題能力的培養要求,在課程體系設計、教學活動組織、教學方式的探索、學生成績的考核等方面,增加科教融合方面的內容。比如在有限的課時內,改革了生物醫學工程專業基礎課《算法與數據結構》的授課內容,增加與生物醫學儀器研制直接相關的算法方面的知識點,如插值、擬合等,在課程教學過程中結合老師在生物醫學信息檢測方面的科學研究組織教學內容。又比如在《傳感器原理》、《醫學儀器原理》等專業課程的教學中,要求老師有一定的科學研究的經歷,并在醫學儀器的研究中取得了一定的科學研究成果。改革實驗課堂教學和課程設計的組織形式,要求教師在教材的編寫與選擇、教學內容與方法、作業布置與評改等環節與領域貫徹工程實踐能力培養要求,注重理論與實際的緊密結合,特別鼓勵專業老師結合科學研究中的關鍵技術問題設計實驗項目,在實踐教學環節培養學生的科學素養。
三、讓學生參與科研項目研究,實現科學研究與學生第二課堂的有效融合
第二課堂的作用是培養學生專業興趣,拓寬專業知識面,培養專業思維能力、動手能力和創新能力。第二課堂的開展必須遵循適應性、創新性和主體性原則,即第二課堂應當與大學生的專業培養目標相適應,要以提高人才培養質量為目標,同時應注重培養學生的創新性,過程應有一定的挑戰性。老師的科學研究與學生的第二課堂活動有效融合,對于提升學生專業工程實踐能力具有重要的意義[6]。它既體現了“教師主導,學生主體”的指導思想,也由于科研項目本身具有一定的創新性,學生實質性地參與老師科研項目的過程具有一定的挑戰性,對于培養學生創新能力和專業素養具有重大地促進作用。我校生物醫學工程專業的第二課堂活動的開展主要是圍繞學生參與生物醫學傳感與儀器、生物醫學信息處理等方面科研項目的研究。第一,定期向學生公開教師科研課題,讓學生選擇參加老師科研項目。要求老師認真指導學生專業科技活動,讓學生實質參與。要求大學一、二年級的學生以閱讀文獻、參與學術討論等方式參與課題,大三和大四學生可以參與科學實驗、數據分析等項目研究過程。第二,鼓勵老師從科研項目中凝練大學生創新項目由學生承擔,除了承擔國家級和廣西自治區級大學生創新項目外,學院還設立專項經費,定期支持一批院級大學生創新項目,并明確鼓勵學生結合指導老師承擔的科研課題的研究內容組織申報。第三,鼓勵老師從科研項目中根據畢業設計的要求,擬定畢業設計題目,供學生承擔。在2015屆本科畢業設計題目中,有超過50%的題目與老師的科研項目有關,還有20%左右的題目與學生承擔的大學生創新項目有關。第四,積極組織學生參加學校組織的科協協同育人計劃項目。依據我校《科教協同育人計劃項目管理辦法》的規定,學生參與老師主持的科研項目,完成一定的科研工作,通過學校的考核后可以替代部分課程設計、實習甚至畢業設計的學分。一方面大大地激發了學生參與科研項目的興趣,另一方面由于需要完成一定的科研任務才能獲得相應的學分,這給了學生一定的責任與任務,同時也可以協助老師完成科研項目的研究。第五,依托生物醫學電子領域的企業和大型醫院建立完善的專業實習實踐基地,為學生提供更多地來自于生產實際的科研資源,依托合作企業或醫院的專業技術人才,建立指導學生科學研究的專業師資隊伍。加強校企醫合作,充分利用企業和醫院的資源培養學生的專業工程實踐能力,派出學生到企業或者醫院通過實習、做畢業設計等方式實質性參與專業領域的科學研究。
四、擴大學科科研平臺的開放,實現科學研究與人才培養過程的無縫對接
對于生物醫學工程這一工科專業來說,實驗室既是實驗教學的重要陣地,也是培養工程實踐創新人才的基礎平臺。學科科研平臺面向本科生開放,建立健全實驗室開放機制,切實增加學生專業工程實踐的機會,是實施科教融合過程,保障科教融合效果的重要手段[7]。學院立足專業辦學實際情況,加強實驗平臺硬件保障,構建實踐教學共享平臺,出臺了《實驗室開放的管理辦法》,完善了學院的實驗室管理制度,規范了本科生進入實驗室的管理,既為學生進入實驗室從事專業實踐活動提供了方便,也加強了學生的安全責任意識以及實驗室的有序管理。經過近幾年的實踐,已經構建并形成了符合學院學科專業特點的學生進實驗室模式與制度。在周末、在晚上都會有學生在實驗室進行實驗。專業老師經常在實驗里直接指導學生參與專業實踐活動。總之,通過近幾年鼓勵生物醫學工程專業學生融入老師的科研項目研究活動中,取得得了良好的成效,提升了學生的專業實踐能力。學生參與科研項目研究的積極性得到了大大地提高,直接參與老師科研項目的比例達到了30%以上,還有大約40%的學生通過大學生創新項目、畢業設計的形式參與了科學研究。學生在科學研究的過程中取得了良好的研究成果,近3年,本科生發表科研論文30余篇,申請各類專利15件,獲得各類科技競賽獎勵20余人次,而且這些本科生研究成果在逐年提高。
作者:陳洪波 單位:桂林電子科技大學生命與環境科學學院
摘 要:簡要分析我校生物醫學工程專業建設現狀及問題,并針對醫學院校的特點,探索相應的對策。
關鍵詞:生物醫學工程;專業建設;問題;對策
我國生物醫學工程自上世紀70年代創建以來,發展相當迅猛,其學科定位、產業效益和發展前景越來越得到社會認同和重視。截止目前,全國約90余所高校設有生物醫學工程專業,其中醫學院校約13所。如何充分發揮醫學教學資源優勢,積極探索適合生物醫學工程專業的教育培養模式,建設具有鮮明醫學院校特色的生物醫學工程專業,培養復合型高級工程技術人才,是醫學院校值得思考和探討的重要問題。
1 生物醫學工程學科特點
生物醫學工程學科是運用現代自然科學和工程技術原理與方法,從工程學的角度研究生物體(特別是人體)的結構、功能及其相互關系,揭示生命現象、探索生命本質,研究和開發用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置、系統和工程技術的一門綜合性學科,是理工類學科與生物醫學學科深度交叉、高度融合的邊緣性學科,所涵蓋的領域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發展快、變化多”等其他學科不具有的特點。
2 當前我校生物醫學工程專業情況
1)招生情況
我校2010年4月申報生物醫學工程專業,2011年正式招生。2014年首屆生物醫學工程專業學生順利畢業,到2015年本專業在校生共169人。
2)主要專業課程
生物化學、人體解剖生理學、生物醫學工程導論、C語言、電工學、信息技術、模擬電子技術、機械制圖和AutoCAD、數字電子技術、計算機原理與接口技術、臨床醫學概論、信號與系統、醫學影像技術學、醫學檢驗儀器、醫學圖像處理、醫學影像學、醫學傳感器、醫學影像原理與設備、醫學電子儀器原理與設計、醫用激光儀器、放射物理原理與腫瘤治療技術等。
3)就業方向
本專業學生畢業后適合從事醫院設備的操作、管理和維護,在醫學設備經營公司從事經營管理和技術服務,以及在相關的研究機構、生產企業從事產品的輔助開發、制造和技術管理等等工作。
3 我校生物醫學工程專業建設的問題分析
醫學院校具有很深厚的醫學大背景,具備豐富的醫學類學科教學資源和優越的臨床設備實踐條件等優勢,生物醫學工程學科和臨床醫學能緊密結合,但同時因學科體系不完善、教學師資力量比較薄弱、專業實驗室建設投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫學工程學科專業的高效快速發展。
1)理工學科體系不完善。我校是地方性醫學院校,王牌專業當然是基礎醫學和臨床醫學等醫學類專業,而工科專業都相當“年輕”。而生物醫學工程專業學科涵蓋面非常廣,幾乎可以用“包羅萬象”來形容,如果用“學科頻譜”來描述學科涵蓋面寬度,生物醫學工程無疑是88個一級學科中“頻譜寬度”最寬的學科。我們學校盡管針對醫學類專業的學生一直有開設了醫用物理、醫用高等數學等基礎學科,但相比理工科院校要薄弱很多,而且缺乏材料、自動化、電子等重要工程學科的有力支撐,這些支撐學科的缺少會導致相應課程設置不完善以及綜合性實踐訓練平臺缺乏,學生無法系統地學習工程類課程,得不到系統扎實的工程技術訓練,影響人才培養目標的整體實現。
2)復合型師資嚴重缺乏。要實現培養醫工結合與交叉的復合型高級工程技術人才目標,首先要建設一支醫工結合與交叉的復合型師資隊伍。在我校,具有醫學教育背景的教師資源比較多,而具有理工科教育背景的老師卻不多,既懂醫學又懂工程技術,能將工程技術與醫學需求緊密結合起來的復合型、交叉型、融合型師資就更加少之又少,教師隊伍知識結構普遍不夠合理,與各相關學科交叉融合能力弱,這些現狀一定程度上影響了課程體系構建以及教學質量和人才培養質量。
3)學生專業思想不牢固。生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科,知名度不高,社會、家長、學生都不是很了解生物醫學工程是個怎樣的行業,甚至容易和其它名字相近的專業如:生物工程、醫學工程、生物技術等專業名稱混淆,導致第一志愿填報的學生寥寥無幾,第一志愿填報醫學院校的生物醫學工程專業的更是幾乎為零。統計我校幾年來招生情況可見,幾乎所有的生物醫學工程專業的學生都是調劑生,也就是入學時專業思想就不太穩定。加之其專業知識覆蓋面廣,涉及領域跨度大,專業知識體系復雜,專業課程內容在各學科之間交叉頻繁,本科學生對本專業缺乏深入的了解、足夠的信心和學習熱情;生物醫學工程專業學生所學知識普遍存在“寬瓜不精”,“廣而不細”等問題,相比醫學影像技術學專業,就業時處于劣勢;部分學生由于學習任務重、壓力大,導致學習積極性、主動性不高,專業思想不夠牢固,甚至影響到專業整體的學習風氣。
4 對策初探
醫學院校要緊扣醫工結合的復合型高級工程技術人才培養目標,突出學科交叉綜合培養、工程技術意識培養、創新能力素質培養,加強學科之間的有科學融合,深化教學改革,加大教學投入,改善教學環境,加強隊伍建設,充分發揮醫學院校資源優勢。積極探索具有醫學院校特色的生物醫學工程專業教育培養模式,構建科學合理的課程體系和實踐教學體系,不斷提升生物醫學工程人才培養質量。
1)積極探索與理工院校聯合培養的教育模式。綜合性大學與醫學院校在生物醫學工程專業學科建設方面優勢互補、劣勢互存。綜合性大學具有完善的理工類學科體系,工科師資隊伍力量比較強,基礎課程比較成熟,實踐教學條件平臺比較完善,在工程技術人才培養方面具有完善的培養體系和成熟的培養經驗,但缺乏醫學類學科教學資源和臨床實踐條件,缺乏與臨床需求緊密結合的先決條件。因此,醫學院校要在充分發揮自身資源優勢的基礎上,積極探索與理工院校聯合培養的教育模式,實現優勢互補。校校聯合培養實現資源共享、優勢互補,提高育人質量。
2)積極探索與知名醫療企業聯合培養的教育培養模式,實現產學研相結合。與醫療企業聯合培養本身就可以很大程度上擴大專業的影響力,同時優化教學體系,解決學生實習就業等問題。學校有諸多附屬醫院,為醫療企業提供更多的產品使用方,同時為企業輸送專業人才。是一個雙贏的合作培養模式。另外,通過實施產學研相結合的培養模式,醫學院校可強化與科研院所和醫療衛生機構的聯系和溝通,充分發揮產學研各方主體優勢,有效解決師資力量不強、支撐學科不完善、創新能力培養不扎實等瓶頸問題。實踐證明,實施產學研結合,是生物醫學工程高等教育的成功經驗,也是培養高素質生物醫學工程技術人才的必由之路。高等醫學院校應樹立研究與產業化并舉的教育培養理念,深化教學改革,積極探索產學研相結合的教學培養模式。構建產學研一體化的最佳運行機制。
摘要:工科院校生物醫學工程專業生物學實踐教學存在的師資力量缺乏、實驗平臺和資源薄弱、課時有限等問題,針對這些問題,本文從師資建設、實驗室建設以及教學內容和教學手段改革等方面入手,對生物學實驗教學提出了一系列的改革措施,并在實踐中有效地激發了學生的參與熱情和學習興趣,提高了學生的動手能力和操作能力,并培養了學生的團隊精神,取得了良好的教學效果。
關鍵詞:工科院校;生物醫學工程專業;生物實踐教學;教學改革
生物醫學工程(Biology Medical Engineering,BMI)是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的,其主要是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示生命現象,為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科,多學科的高度綜合交叉是生物醫學工程的特點[1]。自上世紀70年代末以來,國內許多醫學院校、綜合性大學、理工科大學及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業,涵蓋了生物信息、醫療儀器、生物材料、生物工程等多個專業方向,課程設置主要包括工程類課程和醫學類課程,旨在培養具有各方面能力的復合型人才[2]。
在生物醫學工程專業的培養體系中,實踐教學是培養大學生的創新意識、創新思維和創新精神、提高整體教學質量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學生物醫學工程專業是在學校原來的信號與信息處理等優勢學科的支撐下發展起來的,因此在醫學信號處理、醫學圖像處理、生物傳感和生物信息學等領域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領域的實踐教學體系完善、教學平臺完備。比較而言,學校在生物醫學領域的教學和科研上相對薄弱,特別是在生物醫學方面的實踐教學有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學平臺薄弱、課時有限等問題。針對上述問題,我們從師資隊伍建設、資源優化配置、教學內容改革和教學方式更新等方面入手,對生物醫學工程專業的生物學實踐教學提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物學實踐教學存在的問題
南京郵電大學是傳統的工科院校,信息學科是學校的辦學特色。在工學為主體,以及“大信息”的背景下,學校的通信、電子、圖像和計算機等學科的科研氛圍濃厚、師資力量較強,相關課程的教學體系成熟、教學特點鮮明。上述相關學科的實踐教學已經構建了包括課內實驗、專題實驗、綜合訓練和生產實習一系列完善的實踐教學體系結構。但隨著我國生物醫學工程學科建設工作的開展,以及生物醫學領域研究和應用的快速發展,迫切的需要將更多的生物醫學知識融入到工程學知識中。為了擴展生物醫學工程專業學生在生物醫學領域的知識,激發學生的學習興趣,在生物學教學方面,我校目前開設了幾門生物學領域的課程,包括現代生物學、定量生理學和解剖生理學等。
由于學校在生物醫學相關學科的科研和教學缺乏基礎,因此這些課程的師資力量較為缺乏,實驗教學平臺也比較薄弱。此外,生物醫學課程多屬于理論加上實驗的課程,要求課時較多。以解剖與生理為例,理論課要講51個學時,實驗課也需要51個學時[4,5]。但我校生物醫學工程專業大綱,對解剖與生理課程只設置了36個學時的理論課以及4個學時的實驗課。因此,在這些課程的理論課教學上,需要大幅的調整以適應本專業學生的培養要求[4,5]。在實驗教學上,由于課時的限制,大多為演示實驗或參觀,學生缺乏動手實踐機會[6]。
筆者在調研學生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時,有68.1%的同學表示對這門課程感興趣或非常感興趣(表1),并且有30%的同學希望能有動手實踐的機會(表2)。但我校目前現有的師資力量、實驗教學平臺和課時設置都不能滿足學生的這一要求,因此,必須采取有效的改進措施提高教學平水,滿足學生的學習要求。
二、生物醫學實驗教學改進辦法
1.培養專任教師隊伍。為了提高我校生物醫學領域的教學和科研水平,近幾年來,已引進多個生物醫學相關專業的博士和高級人才,構建了一個高學歷的教師隊伍。教師的專業和研究方向包括了分子生物學、蛋白質工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業背景和知識體系完全滿足了現有的生物課程教學和實驗教學的需要。
2.完善實驗教學條件。為了提高實驗教學水平,同時為了滿足學校科研項目發展的需要,我校已于近幾年建設完成了生物醫學實驗室。實驗室的建設目標是建立一個以生物技術為核心,結合醫學診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實驗基地,使學生系統化地學習和掌握全面的生命科學綜合實驗技能,以培養生物醫學工程領域創新性人才,同時為生物醫學工程專業的師生提供一個高水平的細胞、分子生物學實驗研究平臺,以加強不同學科間的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學、細胞生物學操作平臺和蛋白結構測試和信息處理的表征平臺。在此平臺上,我們為學生設立了核酸分離和檢測,核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標測定等一系列的實驗。讓學生走進實驗室,觀看并親自動手操作,極大激發了學生的對生物學課程的學習興趣。
3.改革實驗教學內容和方法。除了加強教師隊伍和實驗平臺的建設,我們還通過多種教學方法和途徑改革實驗教學內容。針對生物類課程實驗課時不足的問題,許多教師針對生物領域的熱點方向開設了一系列的開放實驗項目,通過開放性實驗,讓學生走進實驗室和動物房,讓學生跟著老師學習一些基本的生物學實驗以及動物實驗的操作技能和方法[7-9]。
在教學中,教師積極鼓勵對生物醫學相關實驗有興趣并且有能力的本科生申報創新項目,鼓勵教師和學生并將畢業設計與創新項目相結合,以教師的科研項目為載體,讓學生在實踐中創新[10]。實踐以學生為主體,讓學生獨立查閱中外文獻,了解項目最新的國內外研究進展,設計實驗方案,學習各種新的實驗技術,掌握科學研究方法,這不僅有利于學生自主學習、解決問題的能力,培養創新思維,同時還加深例如學生對各種專業課程的理解以及對生物工程專業的認識。實踐證明,上述教學方法激發了學生的學習興趣,提高了學生的動手能力和操作能力,并培養了學生的團隊精神,取得了良好的教學效果。
同時學校還積極與南京大學、南京中醫藥大學、江蘇省中醫院等單位建立合作關系,帶領學生參觀實驗室,讓學生對生物醫學各領域的實驗室構成、具體運作有更直觀的認識。通過在大學和醫院等實習基地的參觀和關系,讓學生充分認識到生物醫學工程專業的學習目的和專業知識的應用價值。
生物醫學工程專業作為一門為生物學和醫學服務的交叉學科,生物學實驗課對生物醫學知識的學習和理解掌握領域非常重要。針對我校生物醫學工程專業的生物學實驗教學中存在的問題,我們開展一系列的教學改革與實踐,取得了很好的效果。極大地激發了學生的學習興趣,調動了學生的參與熱情,提高學生的實踐能力,并且為學生今后的工作和科研奠定了堅實的基礎。希望能在此基礎上,繼續完善現有的生物學實驗教學體系和教學方法,從而更好地促進生物學實驗課程建設和發展。
摘要:電子類課程是生物醫學工程專業非常重要的專業基礎課,電子技術知識始終貫穿專業課程學習始終。根據學科專業特點和畢業生的就業形勢,分析電子類課程在實踐教學中的現存問題,并對教學方法與培養模式提出幾點建議,希望對今后教學工作有一定啟示。
關鍵詞:生物醫學工程 電子類課程 教材選擇 項目教學法
生物醫學工程專業是20世紀70年代末在我國出現的集多個學科領域于一身的交叉型新興學科。該專業涉及生物學、醫學、電子學、材料學、工程學、物理學和計算機技術等多門學科的知識,具有知識覆蓋面廣、學科交叉性強、應用實踐性強和就業口徑寬等特點。
生物醫學工程本科專業培養目標設定在為醫療機構提供醫療儀器設備的研發和維護人員,但經過近50年的發展,四年制本科教育只能為畢業生提供一個該專業的入門引領,或是提供了理工科和醫學學習經歷,將各學科知識疊加,學生很難將各學科融會貫通,并應用于實際工作中。為此,如何讓醫學院校的生物醫學工程本科生在面臨就業時突出專業特色,脫穎而出是值得我們思考的問題,課程建設是專業培養的基礎,在生物醫學工程本科教育上顯得尤為重要。
生物醫學工程專業眾多門專業基礎課中,電子類課程與計算機類課程、自動控制技術、醫療儀器原理類課程都有著密不可分的聯系,本科生只有掌握電子技術才可以為日后從事生物工程相關研究打下良好的硬件和軟件基礎。因此,電子類課程在眾多基礎課程中有著不可替代的重要性,現根據我校電子類課程教學情況中存在的不足,提出幾點思考與建議。
一、電子類基礎課程特點
電子類基礎課程包括電路分析、模擬電子技術、數字電子技術和電工學等。這些課程是生物醫學工程專業的專業基礎課,也是多門專業課程的先行課,為生物醫學電子學、自動控制原理、單片機技術與應用、醫用儀器原理、檢驗分析儀器和醫用影像設備學等課程奠定理論基礎。該類課程具有如下特點:第一,具有承前啟后的特點。針對生物醫學工程專業的學生必須具有扎實的大學物理、高等數學等理論支撐才能學好電子技術課程,并為后續醫學儀器的原理分析和設計打好堅實的基礎。第二,課程內容抽象,理論知識復雜,實踐性強。這一特點導致學生出現兩極分化,理論扎實的學生,學習興趣越來越濃;而理論知識學的不好的則厭倦電子類課程學習,實踐動手能力也得不到提高,更缺乏對課程中各種電路的理解和設計制作能力。
二、教學中存在的問題
1.學生缺乏學習興趣
由于學生報考時對所報專業不了解,盲目選擇,使得原本愛好醫學的學生選擇了該專業,入學后開始抱怨選錯了專業,繼而也把這種情緒帶到了學習中;另外,電子類知識都是各種復雜難懂的、功能各異的典型電路,以及對各種電路的結構和工作原理分析,電子類課程各學科之間以及每門課程的各章節之間都是環環相扣的,如果學生電子類某一科學習不好,會影響到后面其他電子類課程乃至專業課的學習。
總之,一些學生對錯選專業的負面情緒和電子類課程知識復雜難懂的特點,使得他們對電子技術類課程缺乏學習興趣,甚至在學習中出現倦怠情緒,要想改變這種情況不是一朝一夕就能完成的,對于專業的培養目標和就業去向已經明確的前提下,我們更應該思考的就是如何從教學中激發學生的學習興趣,使他們對這個專業充滿希望,對電子技術類課程提高重視程度。
2.教材選擇對電子類課程的影響
生物醫學工程專業具有知識覆蓋面廣,但每科研究深度淺等特點,因此在教材的選擇上也要配合專業特點,選擇難易程度適度,能為專業課服務的合適教材。
我校電子類課程的教材選擇普遍偏難。雖然教材知識覆蓋面夠用,但知識的深度和難度偏大,學生在計劃學時內很難消化理解。課時少,授課內容多,難度又大,無疑加重了學生的學習負擔和厭學情緒。可見,教材的選擇對于適應教學需求,學科體系的建設,學生學習興趣的培養都很重要。
3.醫學院校理工科教師醫學知識薄弱
醫學院校的工科專任教師多數沒有醫學相關知識的學習背景,而且我校電子類專業基礎課所選教材幾乎與醫學無關,導致電子類課程授課內容與醫學聯系不緊密。因此,醫學院校理工科教師應該普及醫學知識,這樣理工科教師授課時才能更恰當的引入典型醫學實例,為醫學儀器課程的開展做好準備,為專業課奠定基礎。
三、結合課程特點與專業培養目標改進教學方法
1.采用多種教學方法相結合
對于電子類課程,由于具有課程內容抽象,理論知識復雜,實踐性強等特點,采用傳統啟發式教學會使得理論知識的傳授枯燥無味,教學效果不明顯,教師可根據教學內容采用任務驅動式教學方法、案例教學法和答辯式教學法等多種教學方法結合使用。把課堂翻轉起來,盡量讓學生在課后完成資料查閱和教學內容的學習,教師在課堂上只解決學生自學后提出的或未能解決的問題,教師仍然是課堂的主導,學生根據老師每次有針對性的任務去自行學習,既完成了任務,達到教學要求,又提高了學生學習和思維能力。
2.實驗課程采用項目教學法,激發學生學習興趣
與其他學科不同,每一門電子類課程都有相關的實驗課程,學生在完成與理論知識相對應的驗證性和設計性實驗外,還需要開展一些綜合性實驗環節,以提高學生對于小型醫療儀器的理解和研發能力。我們可以針對生工學生設計小型的綜合實驗項目,如把電子血壓儀等小型醫學設備拆分成若干部分,各部分再組成一個設計項目,有能力的學生任項目組長,其他學生根據掌握知識的情況和個人喜好選擇完成某一部分的電路,由任課教師統一指導。這樣在有任務驅動、有完成目標、有時間限制、有指導教師和有合作伙伴的前提下,學生學習的積極性會被充分調動,實踐動手能力也會在項目的驅使下逐步提高,為日后走向工作崗位積累經驗。
四、結論
本文針對電子類課程闡述了教學中的問題和對策,實際上生物醫學工程專業在課程建設與培養目標上還有許多不足之處,該專業的本科畢業生在擇業時缺少和其他工程專業畢業生競爭的優勢。因此,生物醫學工程專業在專業方向設定上應向著多元化發展,借鑒國外對生物醫學工程的人才培養模式,實現生物醫學工程專業方向上理工科和文科并行發展,為生物醫學工程畢業生就業打開更廣闊的突破口。
摘要:以安徽中醫藥大學生物醫學工程專業為例,以市場需求為導向,以專業特點為基礎,以崗位職能為目標,以教師能力為依托,以學生能力為根本,從五個方面就如何提高生物醫學工程專業本科生職業認識作了探討,使學生實現充分就業,完美擇業。
關鍵詞:生物醫學工程;職業認識;醫學影像技術
作為一個理工醫相結合的高度綜合性邊緣交叉學科,生物醫學工程崛起于上世紀60年代,并從80年代開始,全球生物醫學工程醫療器械類產品銷售額每年保持6-10%的增長率,因而被譽為產業界的“常青樹”,是國民經濟可持續發展的生長點。如此大的規模和市場,對人才的需求自然不言而喻。所以,大多醫科類院校都開設生物醫學工程專業,由于是新開設的專業,難以在較短時間內形成一套系統的人才培養模式。這就造成了經濟社會的求賢若渴、高校教育的捉襟見肘、專業人才的鳳毛麟角互相矛盾的局面。所以,有針對性地作好思想教育疏導工作,并循序漸進地指導學生根據主客觀條件進行未來職業規劃,發揮學生主觀能動性,圓其成才夢,是新設專業的班主任、輔導員和任課教師以及學校各有關部門必須面臨的重要課題。
經過調查研究,學生在不同階段身心狀態的突出表現為:初期缺乏對專業的認知,導致思想困惑迷茫;中期課程學習任務繁重,導致心理壓力加大;后期就業前景不明朗,導致缺乏學習動力[1]。為了幫助學生消除以上的顧慮,本文以安徽中醫藥大學生物醫學工程專業為例,對如何使學生對于未來求業擇業有一個清晰而理智的認識作了探討。
1 以專業特點為基礎,培養什么人才
安徽中醫藥大學生物醫學工程專業(醫療器械方向)是一個集數學、物理學、計算機科學、信息技術以及醫學科學于一體的新興專業。所學跨學科的課程,既有醫學成像原理和電離輻射防護的知識,又有圖像重建算法和圖像后處理內容;既有理科工科知識,又有醫科內容。合理的教學計劃和科學的培養方式以具有堅實寬廣的基礎理論和系統深入的專門知識、熟練的實驗操作技術,可以從事各類醫學影像設備的研制、開發、技術支持的復合型高級專業技術人才為培養目標,使畢業生具備在醫學影像技術及相關領域,從事產品研發、設計制造、經營管理、技術服務、教育培訓等工作的能力。
此外,當今的醫學影像學科向數字化、網絡化、融合化、標準化的方向發展,高級人才也要與時俱進,掌握專業國內外學術發展動態,富有科學思維能力,勇于在專業前沿領域探索與創新,應具有使用新型功能設備和應用新穎科學技術的能力。
2 以市場需求為導向,需要什么技術
醫學影像技術主要是指為開展醫療或醫學研究,以非侵入方式獲得人體某部分內部組織影像的技術與處理過程,為臨床疾病診斷提供重要參考依據[2]。其中出現最早的裝置是X線機,隨著影像技術在不斷地探索中改進,超聲、磁共振、單光子等斷層成像技術和系統的大量涌現,為醫生在出示診斷中提供更為詳細、精確的信息依據,涵蓋了解剖、病理、功能、代謝等多個領域,更早、更準確地發現病變,也為臨床制訂治療方案、評價治療效果提供幫助。具體體現在:現代醫學影像率先建設并實現了數字化與網絡化體系,成為數字化醫院建設的基礎和重點;數字成像技術將數據遠距離傳輸,實現遠程診斷;從傳統的顯示宏觀結構發展到反映分子、生化水平的變化,為徹底治愈某種疾病提供了可能;從單一的診斷學過渡到了診斷與治療并舉的臨床學科[3];從簡單的信號傳導跟蹤到實現定量成像;電阻抗成像作為無創無放射損傷的成像技術,既能顯示形態改變又能反映功能變化;利用多模成像技術實現對疾病的早期診斷和活體病理成像;單光子發射成像和正電子成像根據醫學的放射性核素示蹤原理實現影像;無創、無害性的檢查技術不斷發展,輻射劑量的控制逐步得到強化等等[4]。時至今日,醫學影像的應用領域已經遍布人體主要的器官和疾病類型,從神經疾病、代謝紊亂到心腦血管疾病、傳染疾病,腫瘤診治方面的應用也有相當進展。醫學影像技術逐漸成為臨床研究的可靠工具和活力平臺。
3 以崗位職能為目標,從事什么工作
總結近些年生物醫學工程專業本科生的就業去向分析可知,從事本專業相關工作的畢業生主要集中在三大領域,綜合性醫院、醫療器械企業和醫療器械監督管理部門。
3.1 綜合性醫院的放射科、放療科、設備科、核醫學科
從事醫學影像設備的應用、管理和維護工作,主要涵蓋以下4個方面內容:①具有常規放射學、超聲醫學、核磁共振及CT等系統理論知識與操作技能;②具有臨床醫學、基礎醫學及電子學等有關理論知識;③在疾病診斷中比較熟悉各種影像診斷技術的應用;④比較熟悉醫學影像學各專業分支前沿技術及發展趨勢[2]。其中,理論知識內容在本科教學過程能夠充分體現,而技術應用及操作技能則必須在各功能科室第一線長期工作并積累經驗才能夠獲得,兩者是相互制約相互促進的關系。對前沿技術的關注是醫學影像技術工作者對自我提升的一個必然要求,也是為良好開展工作必須做到的知識儲備。
3.2 中外醫學影像設備研發機構和生產經營企業、教育培訓機構
相關工作崗位主要包括市場和銷售、研發和技術支持,產品注冊和產品質量檢測。前兩者對從業者個人能力的整體水平要求較高,如溝通交際和處事應變能力,從事產品營銷和市場推廣等工作;中間兩者看重專業素質,從事產品研制、開發設計、維修保養等工作;后兩者主要是在品管部門,需要熟悉產品質量監管相關的法律法規,從事質量檢測、控制和監督工作,了解產品注冊要求和撰寫標準并能獨立完成產品注冊、申報、體系認證等工作。
3.3 醫療器械監督管理部門
主要工作職責包括:組織擬訂醫療器械注冊管理制度并監督實施;組織擬訂醫療器械標準、分類規則、命名規則和編碼規則;擬訂醫療器械注冊許可工作規范及技術支撐能力建設要求并監督實施;組織擬訂醫療器械生產、經營、使用管理制度并監督實施,擬訂醫療器械互聯網銷售監督管理制度并監督實施;組織開展醫療器械不良事件監測和再評價、監督抽驗及安全風險評估;擬訂問題醫療器械召回和處置制度等[5]。
4 以教師能力為依托,具備什么知識
生物醫學工程本身是一門多交叉學科,教師具有多元化的學科背景對于研究和教學是至關重要的。在注重多種知識和技能的復合的同時,將生物醫學與藥學、化學、統計學、材料學、電子信息學等相關學科有機結合起來,努力將其他學科的思維方式引入到生物醫學領域中來,并將這種優勢帶到學生的學科設置以及綜合實驗當中,去啟發學生的思維。理工科背景的教師深入臨床接觸病例,醫科背景的教師參加理工科理論培訓,任課教師深入行業調研,企業專家走進校園,充分利用不同學科、不同領域間的優勢進行教學和科研,為共同促進學科發展起到了強大的推動作用。
5 以學生能力為根本,鍛煉什么技能
理工醫相結合是生物醫學工程的專業特色,在知識結構上培養既懂醫學又掌握工程技術的復合型人才,也是社會的需求。學生主要學習電子學、機械學、光學、計算機,醫學等基礎理論知識、醫學電子儀器的系統設計、醫學影像設備的系統設計以及產品質量檢測標準和風險評價方法,接受典型醫療器械應用的訓練,系統地掌握生物醫學工程領域寬廣的基礎理論知識和專業技能,成為具有較強實際動手能力的應用型人才。他們的特點應該是具有較強的技術思維能力,擅長技術的應用,能夠解決實際中的具體技術問題,他們是現代醫療技術的應用者、實施者和實現者[6]。
此外,以能力為導向的職業素質、可持續發展能力和為產業服務的技能,這些綜合素質在學生的未來的職業生涯中影響深遠。尤其是對科學教育和人文社會科學教育方面的深切關注,會為學生今后在廣泛領域發展創造條件。
總之,以生物醫學工程專業為代表的新興邊緣學科自身特性決定了該專業畢業生就業面臨諸多挑戰。學校要在學生的職業規劃工作上下功夫,多管齊下解決生物醫學工程專業本科畢業生就業問題。同時,學生要多角度充分認識專業背景及就業前景,根據市場行情及時調整就業預期,實現完美“擇業”。當然,新興邊緣學科的畢業生要想實現充分就業,還有很多功課要做。我們只有以市場需求為導向,結合生物醫學工程的專業特點培養學生,才能早日實現才盡其用。
摘要:新時期國家現代化建設和科學技術發展的需要對人才的培養提出了更高的要求,尤其對于生物醫學工程專業來說,如何培養高素質創新性人才是專業建設的重大命題。本文通過其他高校該專業創新能力培養模式的對比,從制度保障、創新實驗室建設、學生基礎三方面對廣東醫學院生物醫學工程專業學生創新能力的培養進行了初探。
關鍵詞:生物醫學工程;創新能力;人才培養
在科學技術飛速發展的今天,創新意識和創新能力越來越成為一個國家競爭力和國際地位的最重要的決定因素。改革開放以來,我國創新能力有了很大提高,特別是2015年我國藥學家屠喲喲獲得諾貝爾醫學獎,更加堅定了我國工作者在創新道路上的信念和追求。但是,我國創新能力和國際先進水平的差距較大,因此培養青少年特別是大學生的創新能力,對我國的發展具有重大意義。
生物醫學工程學是一門理工醫相結合的交叉學科,它旨在培養工程技術基礎好、醫學基礎知識扎實、具備醫學與工程技術結合能力的高級技術人才,要求學生具有生物醫學領域中的研究和開發的基本能力。而作為本專業的在校大學生,如何培養其的創新能力和動手能力,是一所大學最重要的教學改革內容之一。
一、高校生物醫學工程專業創新能力培養模式的對比
目前,我國約有110所高校設立了生物醫學工程專業[1]。很多學校依托自然科學、工程技術或醫學等方面的優勢,結合其他學科發展該專業,因此不同學校在生物醫學工程專業人才的培養上會各有側重與特色,這種特色也體現在人才創新能力的培養上。如較早開設生物醫學工程專業的東南大學最早開創了一貫制本碩連讀,并不斷探索復合型人才培養模式,采用早期獨立實驗教學去提高學生的科研創新能力和綜合實踐能力[2]。第三軍醫大學旨在培養合格的軍事生物醫學工程人才,以適應部隊衛勤保障建設需要。通過構建基本技能―綜合技能―設計技能―創新技能4個層次、基礎課程實驗―綜合實踐課程―創新性課外科技活動―實習―畢業設計5個類型的課程培訓體系培養學員的創新實踐能力,并建設了創新實驗室服務于學員專業學習階段,進一步提高其應用軍事生物醫學工程方法解決相關問題的能力和創新實踐能力[3]。華南理工大學對該專業學生的培養則體現了理工類院校的特色,形成了以生物醫學電子、醫學信息工程、生物力學為主導的培養體系,并充分利用珠江三角洲醫療器械及技術服務產業密集的優勢,開辦校企合作,為學生實踐能力和創新能力的培養提供更大的平臺[4,5]。南京醫學大學針對醫療衛生行業對工程技術人才日益增長的需求,確立了“醫用導向型”創新人才培養目標,搭建“醫工融合”式的課程教學平臺和實驗教學平臺,并實施了“認知體驗,實踐鍛煉,深化拓展”三階段遞進式創新能力培養體系,為醫療衛生系統培養并輸送適合行業需求的人才[6]。
我校的生物醫學工程專業創辦于2003年,在借鑒老牌院校辦學經驗的同時,結合我校實際情況不斷探索更適應醫學院校培養工程應用型人才的辦學經驗,并從三方面構建了本專業應用型人才的工程實踐能力培養體系[7]。首先通過理論課教學的改革,如電子類課程的改革,重點引導和培養學生運用所學知識去解決問題的能力;其次,在實踐教學改革中突出工程實踐能力的培養,如獨立開設專業課程設計,以設計某個典型的醫療儀器為主線,培養學生工程實踐能力的綜合素質和創新精神;最后,改革傳統的畢業設計方式,得益于珠江三角洲的有利條件,我們開辟了一批實習基地,學生的畢業設計將與現實的工作需要相結合,增強了面向市場的技術應用意識和學以致用的綜合能力。近年來,在培養學生工程實踐能力的基礎上,為加快培養適應區域經濟社會發展需要的拔尖創新人才,我們開始著力于學生創新能力的培養。
二、我校生物醫學工程專業創新能力培養模式的探索
1.制度保障。我校于2010年頒布了《廣東醫學院大學生創新實驗項目管理辦法》、《廣東醫學院大學生創新實驗項目實施方案》等相關章程,指導我校大學生創新實驗項目的實施。章程規定每年評審立項一批校級大學生創新實驗項目,以校級項目為基礎重點申報一批省級大學生創新實驗項目。該項目的實施激起了本校學生對創新實踐活動的熱情,并于2014年版的學生手冊中添加了“廣東醫學院大學生創新創業能力培養與素質拓展學分認證實施方案(試行)”去進一步提高學生參與該活動的積極性。同年,在本科專業教學計劃修訂中,生物醫學工程專業的培養目標及培養要求也體現了重視學生創新能力培養的精神。此外,學校配套了相關經費支持并保障項目的順利開展,開放各類實驗室與重點實驗室向參與項目的學生免費提供實驗場地、實驗儀器設備和技術服務。
2.創新實驗室建設。我專業原有基礎實驗室、綜合實驗室各3間,大型醫療設備實驗室1間,主要用于實驗教學;另有生物醫學工程研究室、生物醫學工程光電子實驗室各1間,是教師進行科研項目的場所。前者的實驗內容體系由原來的“基礎型、驗證型”擴展至“設計型、綜合性”,此種改革在一定程度上鍛煉了學生的實際動手能力,但對于學生創新能力培養的力度不夠深入,因為其只在上課期間面向學生開放。后者教師會吸收部分優秀學生參與自己的研究項目,但受眾面小,也不利于培養大多數學生的創新意識及創新能力。鑒于此,在學校及學院領導的指導和支持下,我們于2013年12月開始籌建生物醫學工程創新實驗室,并于2014年5月投入使用。
創新實驗室的一個最大特點是采取全天式開放,確保最大化地提供學生的實驗學習時間,而且它面向本專業的所有學生開放,這種模式充分調動了學生的積極性和主動性,讓每一位學生都有平臺進行工程實踐和科技創新。創新實驗室在管理上采取了“專業教師指導為前提,醫學電子協會自主管理為主,技術人員管理為輔”的方法。醫學電子協會的會員是來自于本專業的學生,其負責實驗室的日常開放管理,包括安排學生值班、出入人員的登記、儀器設備的使用管理和實驗耗材的使用登記等。技術人員每周對實驗室的設備進行檢查維修,以確保儀器的正常使用。良好的設備是培養學生動手能力、創新能力必要的物質條件,創新實驗室在創建之初配備的設備就綜合考慮了它們的實用性和先進性。另外,其他實驗室的專業實驗設備除了滿足正常的教學和科研外,也會提供給創新實驗室。
3.學生基礎。創新實驗室的使用者為本專業的所有學生,包括大一、大二、大三和大四,因此其掌握開展相關訓練項目的理論基礎,并具備一定的儀器設備使用基礎。針對一年級學生,醫學電子協會定期舉辦單片機、JAVA語言等的培訓活動,考核結束后學員將進入大二、大三學生的項目組學習,在實踐中培養其分析問題、解決問題的能力。這種方式既打消了一年級學生不自信的心理,為其獨立開展創新實驗活動打基礎,又對項目研究起到了傳承的作用,使其能往更深入的方向展開。在相關的競賽活動結束后,醫學電子協會舉辦專門的經驗交流會進行切磋學習。對于學生的創新實踐項目,我們還配備了專業教師提供指導。這些舉措培養了學生的創新意識,提高了實踐能力,吸引了越來越多的學生參與到各項競賽項目中,如每年的廣東醫學院大學生創新實驗項目、各級別(校級、省級、國家級)的大學生創新創業訓練計劃項目、信息工程學院項目設計大賽等。近年來,本專業代表我校赴賽的團隊在東莞市大學生電子設計競賽、廣東省大學生電子設計大賽等競賽中都取得了不錯的佳績。
三、結語
目前,我們對本專業學生創新能力的培養主要基于創新實驗室平臺,以參加各種活動項目為途徑去鍛煉學生的創新思維能力、自主學習能力和解決實際問題的能力,并取得了一定的經驗和成效。經過創新實踐培養的學生獲得了用人單位的廣泛認可,但在創新實踐能力培養的深度上還需進一步加強。因此,我們下一步計劃與研發力量較強的公司企業達成聯合培養協議,啟動本專業的“卓越工程師”培養計劃,構建符合我校特色、體現區域優勢的創新型人才培養模式。
摘 要 生物醫學工程(再生醫學)專業是以“再生醫學”為主要內容的特色專業,該專業在國內外屬于前沿學科,具有獨創性和先進性。此專業是一門創新能力要求非常強的專業,要求從事該專業的人要具有“創新性思維”;此專業又是一門多學科有機融合的專業,要求學生綜合掌握生物學、醫學、工程學等多學科的理論知識并加以綜合運用。
關鍵詞 生物醫學工程 本科生 聯合培養
建立適合的培養模式,以培養“創新性思維”人才為目標,建設一個以現代生物醫學工程技術為基礎、以再生醫學為主要內容、以服務于生命科學領域的創新性研究和臨床再生醫療實踐為宗旨、面向21世紀的生物醫學工程專業顯得尤為必要。
1聯合培養生物醫學工程(再生醫學)本科生模式的建立
本專業的學制為五年,學生有13個月的時間進行畢業實習。因此我們積極鼓勵學生到其它單位進行畢業實習,尤其是中科院系統,參與所在單位的科研項目,從而提高學生的培養質量。同時與部分科研院所和高校簽訂了聯合培養協議,保持良好的人才輸出狀態。為拓展學生的思維、提高學生的實踐能力搭建了一個良好的平臺。目前畢業實習校內實踐基地包括再生醫學科學研究所、白求恩醫學院、生命科學院、病理生物學教育部重點實驗室、分子酶學工程教育部重點實驗室;校外實習基地包括中科院廣州生命健康與醫藥研究院、復旦大學遺傳工程國家重點實驗室、協和醫科大學生物醫學工程研究所、中科院遺傳與發育生物學研究所、中科院北京基因組研究所、北京大學生命科學學院、中國協和醫科大學藥物研究所、北京師范大學生命科學學院、中科院上海神經所、中科院高能物理所納米生物效應與安全性聯合實驗室、復旦大學神經生物學研究所等,每年按期派出1-2名本科實習學生到各基地實習。
2繼續深化人才培養模式改革
為了滿足我國“再生醫學”事業對專門人才的需求,我專業將繼續深化教學改革、在總結以往教學經驗的基礎上,合理調整課程體系,根據該領域對人才的需求搭建人才培養模式平臺,為經濟建設和社會發培養高素質、創新型的研究人才,滿足日益增長的生物醫學工程專門人才的需求。
2.1加強教師隊伍建設
加強教師隊伍建設,改革教師培養和使用機制。建立一支了解社會需求、教學經驗豐富、熱愛教學工作的高水平專兼職結合的教師隊伍。在未來幾年,本專業擬充分利用各種條件,采取走出去、請進來的辦法,有計劃、分步驟地選拔優秀教師到國內外知名高校和科研院所進修學習,邀請知名學者來院講學,加強交流與合作。進一步加大外聘客座教授、兼職教授、長期及短期外聘教師進行授課的力度。另外,學院與合作單位中科院廣州生物醫藥與健康研究院已達成意向,擬充分利用該單位的資源優勢,與吉林大學共建再生醫學系。
2.2建立學校、用人單位和行業部門共同參與的學生質量考核評價機制
建立學校、用人單位和行業部門共同參與的學生質量考核評價機制,對每個畢業生都進行素質和能力的跟蹤調查,為進一步改革教學方案提供依據。具體方案是:采用深入用人單位調查,邀請用人單位座談,請畢業實習指導教師、用人單位及行業部門主管填寫畢業生質量調查表等多種形式,進行學生質量考核評價。對每個學生給出具體評價結論和評價結果。
3人才培養質量及社會評價
經過幾年的實踐和努力,我院生物醫學工程(再生醫學)專業本科畢業生取得了可喜的成果。有超過四分之一的學生被免試推薦攻讀碩士學位研究生或碩博連讀研究生;有5名畢業生獲英國愛丁堡大學、美國新墨西哥大學、加拿大女王大學等國外著名大學全額獎學金,攻讀博士學位。其余大部分畢業生考取碩士研究生,錄取單位都是國內重點高校或中科院系統國家級重點實驗室,大部分是國內生命科學研究領域的權威單位;指導教師中,有多名院士、“長江學者獎勵計劃”特聘教授。
(1)2008屆畢業生李坤同學于2013年8月在Science上以第一作者身份發表研究論文。
(2)2008屆畢業生任婧同學于2011年6月在神經科學領域SCI影響因子最高的期刊Neuron上以第一作者身份發表研究論文。
(3)2012屆畢業生駱一鋮應邀赴美國冷泉港實驗室進行為期13個月的畢業實習,畢業后留在美國冷泉港實驗室工作。
(4)2014屆畢業生白揚同學成功獲準赴美國哥倫比亞大學進行畢業實習。
(5)2008級生物工程專業本科生張旭浩同學,于2012年10月參加在俄羅斯阿穆爾州布拉戈維申斯克舉辦的“第二屆阿穆爾地區國際科學大會”,其主持完成的本科生大學生創新性實驗計劃成果“DCC-ADD基因轉染誘導結腸癌細胞凋亡及其機制”在會上進行學術交流,并獲“學術成果創新獎”一等獎。該研究成果以第一作者身份發表SCI收錄論文及國內核心期刊論文各1篇。
以“再生醫學”為主要內容的生物醫學工程學,是21世紀生命科學的主要發展領域。由于其對于闡明生命本質和在國民經濟發展中的重要地位,世界各國都在競相加強該領域的理論探索和應用研究。我國在“十二五”規劃中,更是將其列為優先發展的重點領域。但是,由于我國的教育體系中尚未設立“再生醫學”專業,95%以上的從事“再生醫學”研究和實踐的從業人員,是由生物學、臨床醫學或生物化學等專業改行的,真正接受過“再生醫學”生物醫學工程專業系統訓練的人員極少,高層次研發型人才尤其匱乏。因此如何建立科學合理的再生醫學人才培養模式,是我們今后主要面臨的一個課題。
摘 要: 生物醫學工程本科專業方向成為專業建設中的重要問題,通過組建生物、醫學、物理、化學、實踐方向的興趣小組,本專業學科建設和學生能力都得到極大提高,對新專業學科發展起到極大的促進作用。
關鍵詞: 新專業建設 學科發展 興趣小組 生物醫學工程
生物醫學工程是一門新興的交叉學科,綜合生物學、工程學和醫學理論和方法,在各層次上研究生物系統的狀態變化,并運用工程技術手段解決臨床醫學中的關鍵問題。要求學生掌握寬廣而扎實的電子學、生物學、醫學理論基礎,能在理、工、生、醫等學科高度交叉中進行前沿科學研究、知識創新,產學研結合,并推動相關科學技術發展,以滿足我國對生物醫學工程領域高級人才的需求。生物醫學工程屬于工學門類,是生物醫學工程專業一級學科。
本學科是利用生命科學、醫學、電子信息科學等領域的最新研究成果用于生物信息工程、生物電子工程、大型醫療儀器系統、現代醫療監護系統等領域的科研工作。工程碩士學位授權單位培養從事生物醫學信息檢測、醫用儀器、醫學影像、生物電子學、生物醫用材料等方面研究開發、生產制造、檢測與控制、管理與維修的高級工程技術人才。生物醫學工程領域研究和人才培養側重于生命科學、電子信息科學、醫學等的交叉和滲透。該領域是生物醫學信息、醫學影像技術、基因芯片、納米技術、新材料等技術的學術研究和創新基地,是與21世紀生物技術產業形成和發展密切相關的工程領域,是關系提高醫療診斷水平和人類自身健康的重要工程領域。
天津工業大學生物醫學工程專業是一個年輕的、處于高速發展中的理、工、生、醫交叉融合的新興學科方向。生物醫學工程專業作為電信學院的新興專業,近年來發展迅速,有較大的發展潛力。專業下設5個實驗室,醫學儀器及設備實驗室、醫學成像及光譜成分分析實驗室、生物醫學電子學實驗室、醫學建模與仿真實驗室、膜片鉗實驗室,擁有一批踏實肯干、敢于創新、勇于攻關的年輕科研人員,并將不斷吸引其他相關學科的碩士、博士研究生、博士后等進行學科交叉的研究工作。科研方面利用人體信息檢測技術與智能服裝相結合,設計出檢測、監控、調節人體狀態的一體化智能服裝;膜片鉗方向主要進行生物物理和生物化學方向研究,同時與天津大學和天津各大醫院開展密切合作,在醫療儀器研制和臨床實驗等方面積累一定的經驗和成果。
本專業開設的主要課程有:C語言程序設計、電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、大學物理、分析化學、高頻電子技術、醫學基礎、工程光學、信號與系統、數字信號處理及DSP技術、通信原理、嵌入式系統、生物醫學電子學、生物醫學光子學、醫學成像新技術、無線傳感網絡、生物醫學儀器設計基礎等。本專業畢業生可以在國家機關、醫院、國防、科研機構、學校、工廠等企事業單位從事醫療產品設計、研發和管理工作,服務于天津醫療產業聯盟的發展需求。本專業學制四年,學生畢業后可獲得工學學士學位,本專業具有碩士學位授予權。
在本科生人才培養方面,本專業也是廣開思路,在大一剛入學就進行思想教育,根據學生興趣對其未來發展進行規劃,由于本專業是一門新興的交叉學科,因此學生喜歡的專業方向也不一樣,有生物、醫學、電子等設計物理、化學等不同方向的需求,學生提出的就業方向也不完全一致,區別于傳統的專業學生,如電子信息工程專業學生雖然興趣不統一,在專業方向上容易把握,而生物、醫學、物理、化學等涉及的學科更多,對新專業教學提出新挑戰。如何適應不同學生不同需求,我們系的老師進行了深入探討。
在建立新專業的過程中為了適應課程體系建設,教師隊伍組建沒有按照傳統電子通信方式,而是從生物、醫學、物理、化學幾個方面引進不同背景、不同專業的教師,他們中的大部分都具有海外研究背景,更了解各個方向的國內外發展方向,因此最終我們決定由具有生物背景的老師建立生物組,具有醫學背景的老師建立醫學組,具有物理背景的老師建立物理組,具有化學背景的老師建立化學組,實踐能力強的老師建立實踐組,一屆共招收50人左右,這樣每個組的人數定在10人左右,實踐組人稍多,這樣可以彌補生物、醫學組由于設備儀器不足帶來的問題,這兩個組規模稍小,大約5~7人左右,在大一下學期進行興趣小組分組,根據不同需求,各個小組配備了不同老師和學生,這樣學生由于興趣不同在學習上的態度問題就解決了,老師可以有更好的學生資源,學生也愿意學,老師也愿意帶,新專業組建不到兩年的時間,我們專業取得了很大的成績,由于老師有人,學生愿意學,設備資源得到了充分利用,以前用得少的設備得到了極大的利用,在最近1年多時間中,老師在科研上取得了很多成績,拿到了國家級、省部級項目5項,30余篇,學生在各類不同類型競賽上獲獎10余項,在教改立項、師生合作教學資源建設、師生合作項目、全國大創上都取得了很多成果,并且與中國科學院生物醫學工程所拿到天津市醫學電子診療技術工程中心,為本專業建設提供一個更高的平臺。
因此,本文認為生物醫學工程學科專業跨度大,學生帶著更多方向學習這個專業,老師方向更為廣泛,我們通過興趣引導學生,結合教師的專業特點,可以提高學生學習興趣,讓學生大一就進入實驗組中,不僅可以提高學生的實踐能力、專業能力,而且促進整個學科發展。因此從興趣出發組建不同興趣小組是生物醫學工程專業本科生培養的更好思路。
摘 要:在生物醫學工程專業的本科教學中培育具有創新能力的學生對于我國生物醫學工程學科的發展與進步具有重大現實意義,培養具有創新能力的本科生也是提高學生就業能力的需要。該文通過對生物醫學工程專業實驗室現狀的分析,提出了實驗室建設的目標和基本思路,探討了有利于學生研究性學習與實踐的環境等方面進行實驗室建設的方向,管理制度的建立,以及儀器設備管理等的規范化措施。向實驗室建設與創新人才培養機制的科學化和規范化邁進,更好地滿足國家對專業化創新人才的迫切需要。
關鍵詞:生物醫學工程 實驗室建設 實驗室管理 人才培養
在生物醫學工程專業的本科教學中,如何培養不僅具備專業基礎理論知識而且具備科學研究能力等的高級工程技術人才,對專業的發展和進步有著重大的意義。而實驗室建設在學生的科學研究能力的培養上發揮著重大的作用。在實驗室內,學生可以將課堂所學理論知識與實踐相結合,培養學生動手動腦能力,發現課堂所學原理的真正所用,并在此基礎上進行創新。因此,建立設備齊全、技術成熟以及管理科學、創新的實驗室對于提高教學水平具有重要作用。
2 專業實驗室的發展現狀
十余年來隨著生物醫學工程專業實驗室的不斷發展壯大,管理方法落后、管理體系不健全、管理制度不完善等各個方面的弊端也不斷暴露。
2.1 實驗室設置理念陳舊
生物醫學工程專業實驗室的設置是根據培養方案的課程設置,分類歸納后對應相關課程建立的。這類實驗室對于多學科交叉融合的專業在實驗教學中顯出力不從心。有些實驗室所承擔的教學任務太少;有些實驗課程安排混亂,上課時間交叉,導致學生實驗連續性差,不僅造成實驗器材的浪費,同時學生的實驗效果也會受到影響。
2.2 實驗室管理人員的短缺
由于高校學生擴招及專業讓人才的短缺,導致專門的實驗室管理人員的缺乏。目前,生物醫學工程專業實驗室的有些實驗室是由理論教師兼顧管理,這就在一定程度上造成了管理上的混亂,嚴重影響了實驗室功能的發揮和完善。
2.3 實驗設備的購置不合理
專業實驗室的實驗設備的購置,不僅要滿足實驗課程所需,還需要在專業性、實用性和創新性方面有所考量。目前,有些儀器設備使用率太低,不能充分運用到本科教學和科研活動中,造成了資源浪費。
3 專業實驗室的建設與管理措施
實驗室建設包括硬件建設和軟件建設兩個方面,硬件指的是實驗室環境、實驗設備等[1],軟件管理包括建立健全實驗室的各種規章制度,培養具有較高業務水平和高素質的實驗室技術人才等[2]。根據生物醫學工程的學科特點及實際情況出發,提出了幾點改革措施:
3.1 教學團隊型實驗室設置
為了避免實驗室使用不當、管理混亂的狀況,提出利用實驗教學團隊來配置實驗室的措施。由執行實驗教學的骨干教師,可進行實驗設備開發、維護的實驗技術人員和進行實驗室日常管理的實驗人員組成的一支結構合理、相對穩定、業務過硬的實驗技術隊伍[3]。每個教學團隊配置一個教學研究實驗室,必修課程之外,各個實踐環節由團隊教師帶領指導。這樣,學生能夠始終跟隨教師參與到真正的科學研究當中,對于實驗儀器也能充分利用,充分發揮實驗室的功能。
3.2 完善設備管理機制
實驗儀器設備的管理直接反應整個實驗室的水平和管理效果。實驗儀器從采購、收貨、入庫、驗收到使用等各個環節都必須明確到個人,不要采購一個人,驗收又一個人,導致有些設備在各個環節上都容易出現問題,而追根溯源卻無從查起。儀器設備的專人負責到底制度,避免了亂買儀器,驗收松懈,責任推諉等現象,充分實現儀器設備的功能,提高使用效率。
3.3 利用科研牽動實驗教學內容改革
當前,單一的實驗課程教學已經不能滿足專業化創新型人才的培養,光靠一些經典成熟的實驗已經不能激發學生學習興趣和創造能力。在理工類的專業中,科研項目是教師提高業務水平,推動學科發展的重要手段,在科研項目中挖掘專業實驗項目必然成為實驗教學內容改革的重點。
4 結語
實驗室建設是一項長期的、基礎性的工作[4]。同時。實驗室管理工作又是一項技術性很強的工作,有許多問題需要進一步探討。該文針對生物醫學工程專業實驗室的管理提出了四個方面的改革建議。期待生物醫學工程專業實驗室建設改革的探索將繼續在實踐中不斷完善,在完善中不斷發展。
[摘要]結合現代數字化的醫學影像技術學的發展特點,探討生物醫學工程專業臨床帶教的的心得體會和方法。在實際工作,努力做到有的放矢、針對臨床帶教中存在的問題,不斷的改進帶教方法,不斷提高學生綜合素質。達到在生物醫學工程專業臨床教學中收到良好效果的目的。
[關鍵詞]生物醫學工程 影像技術 數字化 帶教體會
臨床實習是學生理論聯系實際的重要橋梁,是醫學知識從理性認識到感性認識的飛躍。如何將書本的知識應用于臨床,為影像技術服務,是影像技術專業學生的職責。現階段影像技術已從傳統的X線攝影技術發展為CT、MRI、CR、DR、DSA、PACS 等高端影像技術,正逐步從單一學科向多學科交叉滲透的方向發展。需要掌握醫學影像、外語、計算機、電路等多門專業知識的復合型影像技術人才。我院為集醫療、教學、科研、預防等為一體的三級綜合性醫院,是省內多所大專院校的臨床教學醫院及臨床實習基地,每年有多所大專院校實習生來院進行臨床實習,現就如何帶教好醫學影像技術專業實習生進行探討。
一、生物醫學工程專業實習的現狀
現在一般生物醫學工程專業學生的臨床實習時間為三到六個月,進行醫學影像專業全科學習。學生進入各實習科室后,由教學秘書進行各科室輪轉安排,當值的技師指導參與日常的醫療行為。在工作中,發現生物醫學工程專業的學生實習工程中存在著一定的問題:1)對學生要求不嚴,臨床技師忙于醫療服務,不能系統的講解儀器的性能、操作等,只能遇到具體的病例具體指導,就會導致學生掌握細枝末節,不能整體掌握儀器的情況出現。2)由于生物醫學工程專業的學生畢業后不一定從事影像技術操作,學生學習的熱情度不高,組織紀律性不嚴。3)學生的基本功不夠扎實,對影像技術的綜合運用,比較影像學的知識掌握的比較欠缺。
二、生物醫學工程專業實習過程中的注意事項
1)實習前的服務理念培訓
實習生在學校接受的是專業知識學習,很少有服務理念,而進入實習醫院后,將成為醫院員工的一部分,實習生言行舉止將直接影響醫院和科室的形象。其中,個人形象、與患者的語言交流、如何接聽電話、如何應對常見的投訴或意外情況是培訓的關鍵,是帶教的重要部分。我的體會是實習生的服務意識培訓要達科室的標準才能進入專業崗位,才能與患者及帶教老師交流。
2)嚴格詳細的帶教計劃
大型綜合醫院影像科一般X線、CT、超聲、MRI等專業崗位。各專業崗位的工作內容和實習要求不同,實習生又分為專科和本科兩個層次,實習時間又有三個月、半年,每個實習年度進入影像科的實習生人數也不一樣,因此,要使每個實習生能夠相對公平地在各專業崗位獲得相當的實習機會。即每天進入一個崗位的人數、實習時間、實習教師、實習資源等基本一致,實習前制訂嚴格詳細的帶教計劃十分關鍵,計劃包括《全體實習生年度實習安排總表》和根據總表制訂的《每個實習生實習安排及考核表》,總表將每個實習生對應一個唯一編碼按照實習時間長短及專業崗位編入表中。保證實習機會的公平和實習秩序。個體表則嚴格規定了各實習生在各專業崗位的實習次序、進人時間、結束時間、專業組長確認簽名、實習評價、備注中的實習要求等,個體表由實習生進入新崗位時交給崗位組長.以保證實習過程的完成和實習效果[1]。
3)實習生進入專業崗位相關的課題組
操作標準化并不意味著影像技術操作不能創新。新指標、新技術的臨床應用價值探討,同一疾病不同影像設備的診斷效果研究,疾病掃描參數的變化研究等,這些研究幾乎是
無窮無盡的,需要影像技術及實習人員的參與。實習生通過一些簡單實用的與專業崗位工作有關的研究的鍛煉,一方面能更深入掌握實習知識,另一方面學習到了醫學研究的方法。
4)強調專業英語和計算機學習的重要性
隨著高新技術在影像技術領域的廣泛應用,使得CT、MRI、CR、DR等醫學影像技術進入高速發展的時期.在這些眾多的高端儀器里,鍵面多是英文顯示,并且計算機的功能和軟件也在不斷更新和提高,因此,有必要加大學生專業外語和計算機課程比重,提高影像技術人員的外語和計算機水平[2]。
5).適當增加到設備科輪轉的時間
生物醫學工程專業的學生畢業后會有相當一部分人從事大型儀器設備的售后維修工作。而臨床實習過程中,實習生基本都在影像科輪轉,掌握大型影像設備的同時對維修技能的培養有所欠缺。實習生到設備科學習,可以全面的了解醫院的醫療設備情況,學習小型儀器設備的維修,更好的掌握維修方法,鍛煉維修技能,對以后的工作有所幫助。
6)醫院應加強師資隊伍的培養
隨著醫療競爭的激烈,醫患糾紛的緊張,部分教師感覺到壓力很大,少數教師會應付的心理,感覺教學任務,應付完就行了。還存在一些客觀因素,比如影像科是按各功能單元劃分,磁共振、超聲、CT、X線診斷等各成體系,難免造成教師對各單元掌握知識的不全面,造成知識傳輸過程中的錯誤。加強師資隊伍的培養可以從兩個方面進行:一是實行影像科大輪轉,可以使教師全面掌握大型影像設備的知識,掌握常見故障及解決辦法;二是固定實習帶教老師,醫院制定實行帶教老師培養政策,拓寬青年教師的知識面,加強對帶教老師能力的培養。同時,在工資待遇方面給予獎勵,提高帶教老師的帶教熱情,增強責任感,帶教效果將會有很大的提升。
三、總結
生物醫學工程專業是理、工、醫并重的工學學科, 培養的學生不僅能掌握大型醫療設備的影像技術操作、還要掌握儀器設備的維護、研發等,是未來醫療技術領域變革的先驅者。因此,21世紀培養的生物醫學工程人才,不再是那種只會照片的操作技術人員,而是要既會操作各種先進儀器設備,又要會故障維修,要成為工程與技術兼修的影像技術人才。這也對生物醫學工程的教學工作者提出了更高的要求,教學內容和教學方式也應不斷更新和改進。
(作者單位:1.徐州醫學院第二附屬醫院 影像科 江蘇 徐州,2.徐州醫學院 醫學影像學院 江蘇徐州)
摘 要 以創新教育為目的,從教學內容、教學模式、實驗教學和評價體系等方面對生物醫學工程專業醫用物理學課程的教學進行改革,取得良好的教學效果。
關鍵詞 創新教育;生物醫學工程專業;醫用物理學;教學改革;實驗教學
同志曾指出:“創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。”創新的主體是人才,人才的培養靠教育。唯有積極主動地實施創新教育,才能培養出具有創新精神和實踐能力的高素質人才。創新教育就是以培養人們創新精神和創新能力為基本價值取向的教育。
《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》(教高〔2007〕2號)和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》都強調,要著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力。教育部、衛生部2012年5月聯合的《關于實施臨床醫學教育綜合改革的若干意見》(教高〔2012〕6號)中指出,更新教育教學觀念,改革教學內容、教學方法與課程體系,創新教育教學和評價考核方法,推進以學生自主學習為導向的教學方法改革,完善以能力為導向的形成性與終結性相結合的評定體系。其根本目的是培養適應國家醫學創新和國際競爭需要的高水平的復合型創新人才。
在創新教育視角下生物醫學工程專業醫用物理學的教學目標:不僅使學生掌握學習專業課程所必需的醫用物理學基本理論、基本知識、基本技能,而且幫助學生樹立正確的科學觀念,啟迪學生的創新思維,訓練學生掌握科學的思維方法,提高學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力及創新能力。醫用物理學是生物醫學工程專業重要的基礎課程之一,該課程的教學改革對該專業學生創新能力的培養至關重要。但由于學生對該課程不夠重視,學習興趣不高,再加上各章節之間聯系不大,學生普遍反映很難學;而且學生剛剛進入大學不久就開始學習該課程,難以適應課程學習要求。如何在創新教育視角下搞好該課程的教學改革,就成為要不斷探討的重要課題。
1 更新教學內容、豐富教學資源
教學內容的更新與教學資源的豐富是教學改革最基本、最重要的途徑之一,也是創新教育的基礎與前提。傳統的教學資源就是教師手中的幾本書,非常匱乏。
教材建設 在創新教育視角下,對原有教材內容不斷進行優化、重組、更新,多次修訂出版《醫學物理學》和《醫用物理學》。這些教材適當降低了對高等數學的要求,刪除了與醫學聯系不緊密的內容,精選了物理與醫學結合的案列,壓縮了篇幅;充分考慮到了教材的實用性、科學性、先進性和前沿性;重點闡述物理學的基本思想、概念、原理和方法,加強基礎理論和基本知識在醫學上的應用,克服了理論化、公式化等枯燥乏味、繁瑣的內容[1],讓學生在學習過程中真正體會到學有所用,更有利于學生自主學習。
將物理學史、醫學史引入教材 在創新教育視角下,在傳授物理知識的同時,特別注重物理思想和物理方法的介紹,其特色是“溯源通今”,將物理學史、醫學史引入教材。在每一章后面介紹與本章內容有關的物理、醫學、生命科學等諾貝爾獎獲得者的成長經歷及重大理論發現的經過或相關的新概念、新方法及新技術應用等,幫助學生樹立正確的科學發展觀,培養創新思維,提高綜合素質及獨立分析問題、解決問題的能力。通過問卷調查發現,學生普遍對改革后的教材反映良好。特別是每章后面的閱讀材料,對學生來說,極大地開拓了視野,豐富了知識,提高了學習興趣[1],激勵了他們奮發向上、永攀高峰的信心和斗志。
將教研、科研成果充實教學內容 在創新教育視角下,將教研、科研成果及時充實到教學內容中,使教學與學科前沿相結合,從而形成科研促進教學的良性發展。出版適合PBL教學、案例式教學、任務型教學的《醫用物理學》《醫學物理學實驗》等教材。在教學過程中,確保將最新的知識和信息傳遞給學生,根據醫學中出現的新技術、新方法和醫學生實際需要及時調整教學內容,拓展教育途徑,促進教學質量和教學效率的不斷提高。制作多媒體教學課件及建立網上教學資源庫等,構建以紙質教材、電子教案和網絡課程等為一體的立體化教材體系,極大地豐富了教學資源。
2 創新教學方法,豐富教學手段
在創新教育視角下,在轉變教學思想,更新教育觀念和教學內容的同時,還必須進行教學方法的有效改革,才能更好地發揮育人功能。傳統單一的教學方法是以教師講授為主的“填鴨式”教學,即以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心。傳統的教學手段是一張嘴、一塊黑板、幾支粉筆、幾張掛圖,學生只能被動接受知識,導致學生缺乏學習主動性與自主性,缺乏發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力,缺乏創新意識與創新能力。
運用多種教學方法 在創新教育視角下,教學過程因材施教,提倡以學生為中心、以教師為主導的教學模式[2],如啟發式、討論式、提問式、PBL、CBL、基于項目的探究性學習模式、醫學模擬教學等。這些教學方法有利于培養學生獨立分析問題、解決問題的能力以及創新能力,真正達到“授人以漁”的教學目的,真正做到讓學生不僅是“學會”,更重要的是“會學、樂學”,實現“要我學”向“我要學”的轉化。
多種教學手段并存 在創新教育視角下,合理而有效地使用計算機多媒體輔助教學,做到多媒體輔助教學與傳統教學手段的有機結合。通過PPT將各種聲音、圖像、視頻等多種資料應用到教學中,使得教學內容富多彩,在一定程度上增強了學生聽課的興趣,提高學生學習的主動性,也增強了互動性,從而能夠達到教學效果的最優化。還部分地開展了雙語教學的嘗試,教師的教案、講稿及多媒體課件中的各級標題、專業名詞等均采用中英文對照形式,講授時以英文形式讀寫。通過雙語教學,促進師生學習英語的積極性,提高學生閱讀專業英文文獻和技術資料的興趣和能力,從而提高學生專業英語水平。構建講授法、啟發式、討論式、PBL、CBL和基于項目的探究性學習模式、醫學模擬教學等多種教學方法并存,融計算機多媒體輔助教學、雙語教學為一體的適應21世紀人才培養需要的新型教學模式。
3 改革實驗教學,提高創新能力
傳統的醫用物理學實驗存在內容陳舊、教學模式單一、方法簡單等問題,而且醫學特色不突出,過分強調本課程的系統性、完整性,忽視整體培養目標。這在很大程度上束縛了學生學習的主動性和創造性,不利于學生創新能力的培養。
改進實驗內容 在創新教育視角下,組織教師每年編輯修訂《醫用物理學實驗》講義,使之更貼近醫學實際:1)充分利用現有實驗儀器和設備對原有實驗進行改革,如非正常眼的模擬與矯正實驗;2)減少過時的內容,增加新的生物信息測量技術內容,如生物機能實驗系統的原理與應用、心電圖機的性能測定、霍爾效應醫用換能器原理與實驗等;3)增加綜合性實驗和設計性實驗的比例,進行創新性實驗的嘗試等,注重學生實踐能力和創新能力的培養。并通過實驗室開放,讓學生多做實驗,進一步培養學生的綜合應用能力、創新思維和創新能力。
改革實驗教學方法與手段 在創新教育視角下,在更新實驗教學內容的基礎上,又進行教學方法改革的嘗試,將國際上流行的任務型教學模式(Task-based teaching,TBT)引入醫用物理實驗教學中,打破傳統的實驗教學模式,而代之以“設計任務―明確任務―完成任務―評價任務”[3]模式,采用多媒體技術和黑板板書、示教相結合的教學手段,從而培養學生提出問題、獨立分析問題、解決問題及創新的能力。構建內容與醫學實際聯系緊密,采用國際上流行的任務型教學法和多樣化教學手段,提高學生的綜合素質和培養學生動手能力和創新能力的新型物理實驗教學體系。充分發揮醫用物理學實驗課在提高生物醫學工程專業學生自然科學素質、激發創新意識、培養創新精神、啟迪創新思維和提高創新能力方面的重要作用[3]。
4 改革評價體系,發揮導向作用
傳統的考核方式是單一的期末閉卷考試,注重對學生學習結果的評價,缺少對學生學習過程的監控,考核內容側重于基本知識的記憶、理解,缺少反映知識的運用能力、創新能力的綜合性、提高性題目,不利于學生分析問題、解決問題能力和創新能力的培養。
物理學課程考核評價體系 在創新教育視角下,按照醫學生創新能力培養的要求,在對教學效果的評價中,突破傳統的單純期末閉卷考核的方法,采用開卷和閉卷相結合,加強對學生學習過程的監控,構建知識評價與能力評價相結合、形成性評估和終結性評估相結合的多元化評價體系,使評價內容多元化、評價方式多樣化。課程考核分為理論考核、實驗考核和平時考核三部分:理論考核占70%,著眼于考查學生的綜合分析能力和解決問題的能力,并實行教考分離,期末由教務處統一組織;實驗考核占20%,其中實驗報告占10%,操作考試占10%,操作考試由教研室在課程學習結束后安排;平時考評占10%,包括上課考勤、課程作業(平時作業和寫小論文)、課堂測驗、抽查提問等。
PBL等教學模式教學考核評價體系 在創新教育視角下,在PBL、CBL、基于項目的探究性學習模式、醫學模擬教學及任務型教學模式教學評價中,采用有效評估標準進行。在以上模式的教學活動中,學生通過演講報告會以PPT課件,或者通過小型展覽會以書面報告形式來展示他們的學習收獲與體會;評價主體上采用學生自評與互評、教師評價相結合;教學活動之前、教學活動過程中、教學活動結束后分別采用診斷性評價、形成性評價、終結性評價;評價內容上盡可能地將知識與能力、過程與方法、情感態度與價值觀目標納入評價體系中,形成評價主體、評價方式及評價內容等多元化評價體系。經過幾年的實踐證明, 實施多元化評價較為客觀、全面地反映學生對本門課程的學習情況,充分發揮教學評價體系的導向和激勵作用,促進學生全面綜合發展,培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力及創新能力,提高教育教學質量。
5 結論
創新教育視角下對生物醫學工程專業醫用物理學課程在教學內容、教學模式、實驗教學、評價體系等方面進行改革,通過課后訪談和問卷調查發現,效果良好。學生感到醫用物理學不再枯燥無味,而是非常有趣,與身邊的生活和醫學現象都密切相關[1];醫用物理學課程不僅是生物醫學工程專業學生學習后繼專業課程的基礎,而且對啟迪學生的創新思維,訓練學生掌握科學的思維方法,提高學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力及創新能力起著至關重要的作用。目前,濰坊醫學院醫用物理學課程已成為深受學生歡迎和喜愛的、在全院有較高知名度的校級精品課程。