对生物医学工程的认识精选(九篇)

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第1篇：对生物医学工程的认识范文

关键词：生理学 教学 生物医学工程

一、引言

生物医学工程学是多学科交叉边缘学科，结合了生物学、医学、工程学等专业。生物医学工程的前身是生物医学电子学专业，其建立起源于电生理学。国内众多理工科、医科及综合性院校都开设了生物医学工程专业，其培养目标是使毕业生能够理解、阐明并应用数学、物理学、工程学原理解决医学问题；能够成功地从事职业实践并继续深造；具有独立的学习和工作能力，高度重视职业及伦理责任。相应的课程设置主要包括工程类课程和医学类课程等。

其中，生理学是研究生命现象及其本质，全面介绍人体各系统的功能及活动本质的学科，内容详尽，覆盖知识面广。不论对于医科院校还是工科院校，生理学是生物医学工程专业必修基础医学课程之一，对于将工科课程与医学知识有机融合起到不可替代的桥梁作用。生理学作为生物医学工程专业中一门有代表性的基础医学课，其课程设置需考虑如何平衡有限学时与广泛的生理学知识点、结合考虑工科院校学生的思维个性、工科院校的生物医学工程专业的培养方案特色等。本文重点讨论工科院校生物医学工程专业生理学的教学问题。

二、生理学教学的现状分析

（一）授课对象与医学院教材的冲突

目前国内尚无生物医学工程专用的生理学教材，而大多数院校选用人民卫生出版社的《生理学》教材。首先，该生理学教材原本针对医药卫生专业撰写，有很强的专业性，与生物化学、组织与胚胎学、病理学、药理学等众多基础医学课程关联密切，又离不开临床医学课程知识。其次，生理学是一门以实验科学为基础的学科。再次，生理学课程的系统性非常强，当选择性讲授教材内容时对知识点的取舍需非常慎重。对于缺乏基础医学知识、医学实验技能及实验经验的工科院校学生而言，在有限的学时内完全照搬传统教材是不现实的，而且严重影响学生的学习效果。

（二）教师背景与生物医学电子学专业知识的冲突

工科院校中生理学教师多为医学类专业出身，而基于生理学为综合性实验学科，医学背景的教师能将生理学中有关基础医学和临床医学背景的概念、理论解释清楚，但是对于生理学中诸多涉及理工科的实验技术及仪器原理却不一定能理解透彻，并阐述清楚。因为没有扎实的工科知识背景和丰富的生理学实验经验，是无法与工科背景的学生良好的互动，从而影响生理学的教学效果。

三、对策分析与讨论

（一）教学大纲及生理学教材的建设

须对生理学的教学大纲内容谨慎斟酌。要综合考虑以下几方面的因素。第一，引导和培养学生的学习兴趣，适当增强疾病与健康管理的内容。第二，结合本院校系的学科特色，增强教学大纲内容与本院校系生物医学工程专业学科特色的关联。第三、工科院校的生理学学时安排比较少。例如，重庆大学生理学的理论学时是32个，第三军医大学生理学理论学时是70个。因此建议重点讲特定生理系统的研究方法，对于未讲授内容，建议学生自学。在此基础上，编撰适合工科院校生物医学工程专业的特色生理学教材。

重庆大学生物医学工程系的学科特色是电子信息与仪器，所以在具体生理系统原理及介绍中，尽量结合该生理系统的相关医学仪器为例，一方面，应用实例有助于学生更生动地理解该生理系统的工作原理，另一方面，也能将空洞的生理学理论与后续的医学仪器原理及设计课程结合起来，引导学生理解医学仪器的设计原理，提高学生对专业的兴趣。

例如，讲授肺在生理状态下的弹时，补充呼吸疾病患者的肺丧失弹性情况做对比；在讲授第五章呼吸调节类型分为自主呼吸与随意呼吸时，强调临床上重症患者在清醒状态与睡眠，麻醉状态下呼吸机的意义；讲授呼吸系统的呼吸运动原理时，结合人工呼吸、简易呼吸机及智能性呼吸机的原理与设计等。

（二）生理学教师应增强仪器及设备专业知识的培训

提高工科院校生理学授课教师的综合素质，可从三方面开展工作。第一，增强生理学教师的专业技能培训，包括派遣其到医药院校生理学教研室旁听生理学精品课程，丰富基础医学和临床医学知识；同时增加生理学教师参加各种生理学实验及新型医疗仪器的使用培训，增强各种医疗仪器原理及操作技能。第二，生理学教师的选拔，要重视医学背景与工科背景的综合。例如，本科为医学专业，研究生阶段为工科背景或者本科为工科背景，研究生阶段为医学专业为佳。第三，通过开展科研项目来训练生理学教师，从而丰富生理学教师的综合专业技能。一个科研项目的顺利完成，融汇贯穿了医学问题的发现、生理机制分析及工科技术解决方案的全过程。重庆大学于2012年7月与第三军医大学成立生物医学工程联合学院，对两校的生物医学工程专业本科生实行相同的培养方案中，医学类课程由第三军医大学教师与重庆大学教师组成联合课程教学组进行授课。

事实上，生理学教师的综合性高素质要求也符合生物医学工程专业本科教育的广泛性特征。在本科教育排名第一的约翰霍普金斯大学认为：最新的生物医学工程本科教育就是使其能继续在研究生、医学以及职业学校中接受教育或在产业领域谋求职业。

（三）加强生理学实验及实验教材的建设

生理学是一门实验性学科，生理学教学的建设离不开生理学实验室及实验教材的建设。一方面，生理学的概念和理论来源于大量动物实验和临床病例；另一方面，生理学实验可以让学生对课本上的概念和理论有更加感官、形象的认识，训练学生的实验技能，提高学生的学习兴趣。

工科院校生物医学工程专业教研室在开展生理学实验的过程中，不具备医药院校的实验条件，所以应该充分发挥工科院校的特色，充分利用现有的工科院校特有的实验资源。工科院校的教师和学生对生理学实验中各种仪器的理解更深刻，仪器操作能力更强，对各种生理信号分析处理水平更高。首先，增强医学仪器在生理学实验设置中的比重。利用学生对强大的虚拟软件的熟悉，通过医学仪器的操作，加强学生对生理系统机制的理解。其次，提高各种生理信号分析处理在实验内容中的比重。充分利用工科学生对数据处理软件的熟悉对生理信号进行深度处理，增强学生对生物医学信号的印象和理解。例如，重庆大学生物医学工程专业生理学的设置应该结合本系生物医学电子与仪器的优势，在生理学实验的设置中增强医学电子信号的检测比重，具体表现在增加各种生物医学传感器的实验，开展各种生理信号的采集实验。

四、小结

生理学在生物医学工程专业课程体系中承担着承上启下的综合性作用。首先，生理学教学需传授给学生丰富复杂的基础医学理论与实验知识，从而训练学生在将来的学习与研究中能提出需要解决的医学问题。再次，使学生理解各种生物医学仪器的设计原理，提高学生学习各种医学仪器设计的兴趣。因此，生理学教学的宗旨无论是对教学大纲，还是专业教师以及生理学实验都提出了更高的要求。所以，生理学的教学改革研究需要理清发展思路，充分利用工科院校的特色资源，发挥工科院校的教学优势，准确定位本单位的教学大纲，提高专业教师的综合素质，丰富生理学实验，最终才能提高教学水平，把学生培养成能够成功从事职业实践并继续深造的合格的生物医学工程本科毕业生。

参考文献：

[1]高莉，刘健，陈强，浅谈工科院校生物医学工程专业生理学的课程建设[J]，医学信息，2009，22（10）：2007-2009

[2]李小慧，吴建盛，理工院校生物医学工程专业解剖生理学教学的思考，中国电力教育，2013（10）：161—162

第2篇：对生物医学工程的认识范文

美国生物医学工程本科教育注重学生生物医学以及相关的工程学背景双方向的培养，使学生不仅在生物医学工程、生物医学科学及其相关领域内可以继续深造，同时能为在医学、管理和法律等方面继续谋求发展打下坚实基础[2]。通过分析约翰霍普金斯和凯斯西部保留地2个美国具有代表性的大学的学生毕业情况，发现在过去几年里约有2/3生物医学工程本科毕业生选择继续深造，研究方向涉及医学、生物学和工程学在内的各个领域。美国生物医学工程本科教育的培养目标集中在如何提高学生运用数学、物理学、工程学的原理去解决医学问题的能力，培养学生在相关研究领域的学习兴趣，筑牢学生在职业中的实践基础抑或拓展其未来继续深造的可能性，加强学生对职业操守与伦理责任的认识。我国生物医学工程本科教育的培养目标相比美国较具体，主要是以适应岗位需求导向为教育思路，注重培养学生的专业性，毕业生所从事的研究及工作领域相比之下较为局限，缺乏为毕业生后续发展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物医学工程本科教育培养目标出现如此的差异化，主要因为两国在生物医学工程领域发展的阶段、程度及背景上存在差距，这重点反映在教育理念上的不同：美国更加注重本科通识性教育和职业素质的培养，特别是学生可持续发展能力和产业服务技能的培养；中国仍然是以专业化的教育为主，更加注重培养学生在具体专业领域内从事具体工作的技能。

2师资队伍之比较

在美国高校的生物医学工程专业，不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师，还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例，它的生物医学工程专业拥有100多名教师，但其本系的教师只有42名，其他均为外系教师，这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富，涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面，这种充分利用学科间的优势进行教学的模式，不仅丰富了生物医学工程专业，更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展，我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比，在联合培养方面还有一定的欠缺，在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够，各高校间的交流程度有待提升。

3课程设置之比较

美国高校的本科课程突出通识化、职业化，学制采用四年制，课程主要分为5个方面：（1）科学基本知识；（2）工程类核心课程；（3）生物医学类核心课程；（4）人文与社会科学；（5）工程类选修课程。其中工程类核心课程类似于国内的专业基础课，而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中，第1a主要进行通才教育，学习基础知识；第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业，学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导；最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向，特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性，重视人文、社会科学等方面的教育，为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上，基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育，在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高，能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见，我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性，学科之间的跨度不够，学科交叉性不足，很难实现学科间的共同促进和发展，导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展，联系实际不够紧密，过分强调专业型技术人才培养，一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。

4实验实践能力之比较

美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展，积累下了丰厚的科研基础力量，并且大多高校具备条件优越的实验室，且实验室资源十分充足，为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如，哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中，实验室课程占很大比例；杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力；弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚，目前各高校的专业实验室资源有限，并且对本科生不完全开放，实验条件相对落后，因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外，在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高，设置的实验课多半是验证性实验等，缺乏创新性，不能充分调动学生的积极性，也不能发挥学生的主观能动性，因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计，我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6，较美国高校水平差距较大。

5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示

通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式，发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养，更好地发展我国生物医学工程教育，总结了以下感受与启示。（1）结合我国生物医学工程的发展趋势，确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前，我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段，但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步，该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此，我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式，更加注重为研究生培养打下坚实基础，而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上，从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时，我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合，致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才，为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。（2）根据学科发展的规律及特点，逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科，是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物，将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律，发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展，目前国内也有一大批该领域的专家学者，他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩，掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术，对临床需求有着深刻的认识与理解。因此，各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律，真正理解交叉学科的内涵，一方面通过高校联合优势，集中解决各个分支专业的教学问题；另一方面，尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中，高效整合师资队伍，使其充分体现医工融合的特点，从而为学生提供优质的教学资源，使其真正领会医工结合的真谛与内涵，那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。（3）筑牢学生人文素养基础，强化学生实践能力，课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点，同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼，具有相当的灵活性，并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法，并结合各高校的实际情况，贴合自身的科研方向与优势，有针对性地指导学生进行科研实践，提升学生的实验实践能力。同时，要强化研究与产业的双方面发展，将市场需求纳入课程设置的考虑因素，并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面，灵活创新地设计课程，争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。

6结语

第3篇：对生物医学工程的认识范文

自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力，对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在，即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向，强化学生的动手能力、设计能力和创新意识，培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识，能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此，本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点，尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力，将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通，并理解。在生物化学课程讲授中，根据专业的特点，我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先，帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划，需要详细列出学习内容和时间安排，该安排应该与教师上课内容一致，且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时，有一部分学生对生物化学非常感兴趣，也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课，也是生物方向考研的必考专业课之一。这样，我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划，除涵盖本专业的学习要求外，还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说，只需完成本专业学习计划即可。其次，将授课教师的联系方式和办公室地址公布，方便学生随时联系老师。最后，给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料，使学生能够更好地自主学习。在完成这些工作后，也要定时联系学生，对学生自主学习情况进行评价，让学生写自主学习自我总结评价，来评价他们的学习结果，使学生的学习能力得到提升。

二、在生物化学教学中引入创新实践型教学

生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科，在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课，其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验，并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以，实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时，想要提高学生的综合素质和创新能力，就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先，设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的，可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验，我们一般开设在高年级，此时学生已经学习了大多的专业课程，而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通，进而增加对生化进一步认识，也锻炼学生动手能力和独立思考能力。其次，让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目，鼓励学生积极申报，并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目，并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案，进行实验，最终写结题报告，发表文章。在这过程中，提高学生能力，对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合，通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来，走入实验室，运用所学知识来解决问题，让学生对学习的理论知识有了进一步认识，提高学习积极性。

三、结论

第4篇：对生物医学工程的认识范文

【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

【中图分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）08-0143-01

1教学内容的优化设计

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6个章节。（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。（5）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。（6）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

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 生物医学工程的生物化学教学现状

生物化学相对于其他基础学科具有抽象难懂、内容繁杂等特点，是医学院学生感觉最难的课程之一。尤其是对于生物医学工程专业，缺乏一部为该专业量身打造的教材，内容多与课时少的矛盾极为突出。就本校而言，该专业的生物化学理论学时数仅为40学时，而使用的教材为刘新光主编、科学出版社出版的《生物化学（案例版）》，该书系统全面完整，但课时数远远不够，如果按照一般医学本科教学大纲进行讲授，学生感觉难以消化，对生物化学课程的畏难情绪和抵触情绪增加。其次，教学模式单一，以教师为课堂的绝对主体，进行传统填鸭式教学，学生缺乏主动学习的兴趣，容易疲劳。第三，考查形式单一，仅对书本知识进行闭卷考试的单一评价考核体系，既不能反映学生的综合素质，也难以激发学生的创造力，容易使学生投机取巧，仅关注考点，而忽视对学科知识的整体把握。

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。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。

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。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 结束语

综上所述，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。

参考文献

[1]万明习.生物医学超声学[M].北京：科学出版社，2010.

第5篇：对生物医学工程的认识范文

关键词生物医学工程；电子类专业课程；教学模式改革

0引言

大学本科专业课程教学模式的改革和创新是一项需要顶层设计的复杂系统工程，生物医学工程专业具有理、工、医相结合的交叉学科特点，它应用工程的理论、技术和方法，研究和解决生物医学领域中的科学问题。近些年，随着科学及社会的发展，对这个领域高素质的创新型人才的需求有不断增长的趋势。美国劳工组织的数据显示，生物医学工程专业人才的就业在工程劳动力市场中的增长最大，预计2008年至2018年有72％的增长率。在欧盟，专利的数量在生物医学技术的范畴中也是最高的［1］。医科大学的生物医学工程专业，具有在丰富临床资源的医学大背景和大环境下的特色，需要在教学中体现两个结合，即理工科学与生物医学紧密结合、基础研究与临床实际紧密结合。面对新的形势，只有积极探索并对教学模式进行不断改革才能促使高校培养的人才满足新时代更高的要求。以往的教学模式习惯是以教师为主导，课程教学更多是教师对知识的讲授，缺少对学生创新思维的培养，学生在课堂上是被动灌输，教学效果差强人意。教学工作需要更新整体教师队伍的教育教学理念，构建“指导性传授知识与主动性学习相结合”的互动性专业课程教学模式［2］，既加强教师的个性化指导，也尊重学生个性化发展的要求。本研究团队调研了国内外相关专业教育课程的主要目标和课程设置，学习了国内外生物医学工程实验室主要开展的研究成果以及工程培训的内容［3－5］。国外大多数生物医学工程专业的学生，除了学习数学和基础工程课程之外，还要学习生物电子、生物信息、生物材料或生物力学等专业知识，并且在毕业前有机会在校外相关机构实习或见习，同时许多工程系还会与生物医学工程系在一些项目中联合，以培养更高素质的学生。结合国内实际情况，在电子类课程的教学过程中，重点培养学生的工程设计能力、工程实践能力、思辨和创新能力、终身自主学习能力和自我发展能力，激发学生探究与创新的兴趣，培养良好的学习和科研习惯，以便不断提高专业课程的教学质量和专业人才的培养质量，实现整体学科的内涵式发展。

1教学模式改革

1、1制定专业课程教学设计方案

“教”是为了“学”，整合化的教学设计理论强调教学条件的确定必须以学习者的学习过程与需求为依据，教师在教学设计时，建立以学生为中心、以学为本的教学观念，依据学科发展，不断挖掘并更新教材中的相关知识点，对专业课程内容的知识结构和脉络体系进行有机整合，培养学生的思辨能力，激发学生的创新性思维。结合调研学习的情况，形成专业课程教学设计方案模板，如图1所示。教学内容与教学活动的设计通常包含7个环节，即回顾知识温故知新、以实例开场引入新课、创设情境提出问题、层层推导突破难点、前后呼应解答问题、应用知识课堂练习、拓展思维延伸课堂。教师在各自教授的专业课程中分别优化教学设计并不断完善，执行顺序可以根据教授内容的不同而有所调整。

1、2改进教学方法

结合专业特点将全部专业课程按照年级进行顶层设计，大学二年级通过3门专业基础课程提高学生自主学习的能力，大学三年级通过7门专业课程培养学生探究学习的能力和思辨能力，大学四年级通过3门专业课程提高学生解决实际问题的能力，以便为完成毕业设计奠定良好的基础。以理论和实践相结合为中心，倡导自主性、研究性和创造性的学习。授课过程中，授课内容上充分体现理论和实践的紧密联系，引导学生在学习过程中积极思考；授课方法上多采用启发式、讨论式及案例分析式等教学方法，以促进学生对基础知识的理解，能够运用知识创造性解决实际问题。教学方法的改进，不仅要求教师具备创新意识和积极进取的精神，还要求教师具有很强的工程实践能力［6］。本着继承和创新的原则，对大学二年级的电工与电路分析、模拟电子技术、电子技术实验3门课程的教学内容进行整合和规划［7］，挑选出一些适合自主学习的知识点或者课程章节内容。如在电工与电路分析课程中，结合4大模块（电阻电路的时域分析、动态电路的时域分析、动态电路的变换域分析、电机原理）的教学基本内容所涉及的知识结构，挑选出“无源器件的认识”、“步进电机的原理及应用”、“常见电机原理及应用”、“对偶性的理论知识与分析方法”、“含受控源电路分析方法的总结”、“戴维南定理的应用意义”、“相量的定义、使用和意义”、“MATLAB在电路分析中的应用”、“使用Multisim进行电路仿真”、“一阶电路和闪光灯电路的原理分析及仿真”和“RLC电路的动态特性综合研究与仿真”共计11个知识点，培养学生自主学习的能力。首先在授课前，将相关学习资源上传至各课程的网络平台上，提出若干个难度适中的问题，并对自主学习提出具体的要求。然后根据学生意愿或随机分成几个小组，每个小组针对某个问题查阅文献资料，通过对所查资料的分析、整理、归纳，制成PPT课件。前期准备好后，在课堂上每小组派出代表分别演示并讲解10min左右，教师与学生共同针对其演讲的内容进行提问和讨论。最后教师对所涉及的知识范围和讨论热点进行总结，并对学生讲不清楚的或者理解有偏差的问题进行补充和更正。这个过程以学生自主学习为主，教师起辅助指导作用，可以事先讲解课题分析的方法、提供必要的相关资料、介绍必备的专业背景知识，既要让学生领会课程的知识重点和应用领域，又要充分激发学生的学习兴趣。大学三年级有信号与系统、数字信号处理、脉冲数字电子技术、医用传感器、单片机原理与应用、电子学测量方法和电子工艺实习7门课程，在理论课的教学方式上，采取教师讲授与学生交流讨论并重的方法进行。针对基本原理知识，教师重点讲授，采用启发式、推理式及案例分析式等教学方法，引导学生积极思考，激发学生的学习热情和兴趣。如在数字信号处理课程中，将功能电刺激研究课题的成果作为一个实例，讲授功能电刺激实现膀胱排尿功能障碍治疗的原理和方法，并加深医学信号处理理论在本专业领域的重要作用。例如，在信号与系统课程中，将拉曼光谱研究课题的成果作为讲授卷积和反卷积的一个实例，将公式和概念与实际应用结合起来，通过反卷积解决基地信号不一致的问题，确保信号处理和特征提取的可靠性，为实现疾病的可靠诊断提供条件。如在脉冲数字电子技术课程中，利用“雨课堂”平台，新增“发现生活中的数电”专题，引导学生自主学习生活中比较常见的数字电路应用实例，介绍其电路功能、电路结构、工作原理、应用范围等。又如在单片机原理与应用课程中，教师在课堂上现场演示“电子节能定时转换器”等工程产品工作过程，帮助学生通过实践体验，进一步理解单片机功能和工作原理，同时引导学生观察学校食堂切面机器人等日常场景中的应用，以及观看该领域最新流行技术（Arduino开源硬件平台）应用视频，自行分析感兴趣的单片机应用实例的工作原理、可能出现的问题等，从而加深对知识点的理解和掌握。在实验教学中，针对基本原理设计实验方案及技术路线，主要采取探究型教学方式，通过讨论交流，让学生主动探索知识、培养创新思维和思辨能力。如针对数字信号处理课程的实验教学内容，采用探究式教学方式，改变传统实验过程，以教师为主导，结合理论课教学内容，合理地设计实验方案，以学生为主体展开实验，使过去被动式的实验教学方式变为学生主动设计实验过程，独立完成实验内容，并撰写论文式实验报告进行归纳和总结。整个实验过程相对独立、开放，从实验的预习、操作到最终的实验报告撰写全部以学生为主体，一方面可以更好地与理论课内容相结合，验证相关原理和方法，达到提高教学质量的目的；另一方面加深了学生对所学知识的理解，激发了学生的学习兴趣，培养了独立分析问题、解决问题的能力。依据大学四年级的医学仪器原理与实验、嵌入式系统原理与应用、临床工程学3门课程特点，给学生提供若干个小项目，在学生明确要解决的问题后，教师指导学生对项目需求进行详细的分解，同时列出要用到的专业知识点，引导学生寻找每个问题的解决方案和技术路线。将解决问题的实践与理论的知识点密切结合，这种项目式学习、协作式学习或问题式学习对于促进学生深刻理解专业知识并解决实际问题具有重要意义［8］。学生边学习边设计，逐步实现项目的全部功能。如在嵌入式系统原理与应用课程教学中，涉及嵌入式文件系统和Android嵌入式系统及应用开发的理论部分，配合Android界面设计实验和Android应用程序设计及医疗平板应用实验两个综合性项目。最终要求学生设计一个人机交互UI界面，并对学生的设计成果，检查验证其正确性和可靠性。同时，借鉴国内外生物医学工程教育教学经验，结合医学院校的特点，从创新实验室和第二课堂、学生科研训练等方面开辟生物医学工程专业课外教学的形式和内容，以弥补课堂教学的不足，为培养合格的、创新的应用型人才提供帮助［9］。

1、3改革考核方式

区别于传统的“一张试卷定乾坤”，为了促进自主学习的开展，对学生的学业进行全方位考核。结合调研学习的情况，加大过程考核的比例，拟定各门课程的考核方案。加大专题讨论、探究学习、项目设计等学习模式的比重，注重学生在整个学期的过程考核，激励学生在学习过程中逐步培养各项能力和素质。如电子学测量方法课程的考核方案为综合考察，即实验占30％，协作学习占30％，闭卷考试占40％。协作学习有两部分内容，第一部分为电子测量的新进展和新应用，第二部分涉及示波器原理及测量方法。要求以小组为单位，课下自主学习，课上汇报讨论。图2所示是这门课程协作学习组内自评评分表，图3是这门课程第一次协作学习的课堂汇报评分表。这两部分的成绩，再加上学生完成课下自主学习，并在BlackBoard网络教学平台上网络课程中按时提交PPT的成绩，共同构成协作学习的成绩。

2教学改进成果

进行教学模式改革3年来，收获了良好的教学效果，学生网络评教成绩均在93分以上，同时积累了一些教学改革成果。如电工与电路分析、模拟电子技术、脉冲数字电子技术、电子技术实验课程梯队，累计共获批7项校级教改项目，发表4篇教学文章。又如单片机原理与应用、嵌入式系统原理与应用课程梯队，连续获得网络课程建设、在线开放课程等4个校级项目的资助，发表了3篇关于这两门课程的教学方法探索文章，指导本科生多次参加全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛并获奖。再如信号与系统、数字信号处理课程梯队获批2项校级教改项目，发表5篇与教学改革相关的文章，梯队教师荣获2016年全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛优秀指导教师和2017年第九届挑战杯首都大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师的荣誉称号。

第6篇：对生物医学工程的认识范文

1实验教学在创新型人才培养中的作用

创新是民族进步的灵魂，培养创新型人才是高等教育的根本任务。就高等学校而言，创新能力培养是随着新一轮技术革命和知识经济的来临，社会经济、文化发展对高级专门人才所应具有的特征提出的新要求。创新型人才具备的素质概括起来应该具有以下几个方面的能力：与人合作、共事和沟通的能力；分析、批判和发现的能力；参与、分享和表达的能力等等[2,3]。实验教学作为高等教育的重要环节，是提高学生实践能力的重要途径，对学生创新能力的培养起着更为重要的作用。实验教学的目的是帮助学生掌握实验的基本技能、提高学生实际的动手能力、加深学生对所学理论知识的理解。在此基础上，实验教学可以引导学生通过实验发现问题、分析问题，通过对实验数据的分析处理，从实践的探索中找到解决问题的方法。同时，帮助学生在实验的基础上，发现新方法，探索新观点，掌握新技术。实验教学的根本目的就是培养学生的创新能力。因此，电子学实验教学体系建设必须以培养学生的创新能力为目标[4]。

2电子学实验教学改革实践

围绕创新教育的目标，我们从实验教学方法、实验教材、实验教学内容、实验设备管理和实验教学场地等多方面积极探讨电子学实验教学改革并加以实践。

2.1改进实验教学方法，更新实验教材

传统的电子学实验教学方法突出“验证性”，主要是老师指导学生做实验，目的是为了验证某一定理或结论。实验过程一般是老师首先介绍实验的目的和实验器材的使用方法，然后把实验涉及到电路做相关的讲解，然后学生开始搭建电路，测量实验数据。通过验证性实验可以更好的反馈学生学到的理论知识，但这种实验方法也很容易让学生产生依赖性，学生只是根据老师的讲解机械的操作，学生很少去想实验为什么这样做，有没有更好的方案，在实验过程中一直处于被动地位，不利于学生创造性的发挥。因此，我们逐步改变老师在实验中的角色，突出学生在实验中的主体地位，老师由传统的讲解者、传递者、灌输者转变为学生学习的指导者、帮助者、促进者。老师把主要精力由传递知识转化到如何教导学生自己学习的方法上，指导学生动的“从哪里”和“怎么样”获得自己所需要的知识，掌握获得知识的工具和处理获取信息的方法，不断激发和培养学生学习的积极性和主动性。同时，在基于注重基础、强化实践的原则下，针对医学院校工科专业的特点与实际需求，我们在2011年编写了清华大学出版社十二五规划教材《电子学实验教程》，以利于因材施教[5]。

2.2优化实验教学内容，培养学生创新能力

随着电子技术的飞速发展，电子的新技术、新知识、新产品不断涌现。面向电子技术发展的方向，我们更新电子学实验教学大纲，优化实验教学内容。降低了电子学实验中验证型实验的比重，逐步将实验分为基础验证型试验、设计型试验和研究型实验三部分。在设计型实验中老师根据专业特点提供一些设计课题，只给出实验的任务和设计原理，提供一定的参考电路和参考资料，由学生根据要求自行设计电路，并组装调试完成。学生可以根据自己的情况选择难易不同的实验项目进行设计。学生在实验过程中首先利用计算机仿真软件对电路进行分析和设计，然后根据设计、完成电路，最后利用实验仪器对电路进行测量和调试，在设计性实验的过程中提高学生独立思考的能力；在研究型实验中老师根据课程内容和学科发展，提出若干研究主题，并向学生介绍这些主题的基本情况和研究背景，学生可根据自己兴趣自由选题。在老师的指导下，学生通过查阅资料进行综合性的研究分析，给出主题的研究策略，提交研究论文。研究型实验主要是为了发挥学生在学习中的主体作用、扩宽学生的知识面、培养学生思考创新的能力，对学生综合素质的提高起到了积极的作用。在辅导学习进行研究型实验同时，辅导老师也可以更好的掌握本专业的发展方向和发展动态，提高自身的业务水平[6,7]。

2.3建立预约开放式的实验室管理模式

为保障电子学实验教学改革的顺利进行，我们建立了预约开放式的实验室教学管理模式。电子学实验中心配备专职的实验教学人员，实行实验室预约开放制度，学生通过电话或网络提前预约实验时间和实验内容，实验室提供实验设备、实验材料和技术资料，同时提供相应的指导或协助，从而充分利用实验室资源，提高学生动手能力，培养学生创新精神。充分利用学校构建的教学平台系统，学生可以在教学平台中找到所有实验室设备、教学多媒体课件的资料。同时，指导学生使用学校购买的中国期刊全文数据库、超星电子图书馆、万方数据知识服务平台等资料数据库，扩宽学生视野，有效补充电子学教材和实验室资料的不足。基于教学平台，建立实验预约与教学管理网络平台，有效地提高实验室的利用效率、管理水平和管理效果[8,9]。

2.4实行实验课程学分制

传统的实验教学模式中，我们通常将学生的考勤和实验报告作为评定学生实验成绩的主要依据。导致一些学生过分重视实验数据的准确性，忽略了做实验本身的目的是培养自己的实践能力，而不是片面地追求实验数据与理论的误差。同时由于实验成绩在课程最终评定成绩所占比例较低，也造成一些学生不认真对待实验，或是直接抄袭其他同学的实验数据。因此，我们将电子技术学实验课程与理论课程分离，将实验单独设课（2学分），引起学生的足够重视。同时，改变依靠实验报告评定成绩的该方法，从多方面考察学生的实验能力来评定学生实验课程的成绩。首先，采取抽取选题的方式进行实际能力操作的考核，这部分成绩占实验总成绩的60%；然后，以设计性实验和综合性实验的报告来考察学生综合利用所学知识和科研工作能力的依据，根据报告质量给定成绩占25%；最后将平时考勤和实验报告的成绩占实验总成绩的15%。通过考试改革使学生进一步认识到实验课程的重要性，而不是仅仅将实验课看做理论课的附属[10]。

3电子学实验教学改革实践效果

在实验教学改革的过程，我们明确教学思路，秉承着实验的一个重要特点“动手、观察、思考、感悟、发现”。不段提高电子学实验教学的质量，取得了明显成效。通过实验教学可以帮助学生巩固和加深理解所学的原理知识（表1所示为（2005级~2008级）生物医学工程本科电子技术学理论课程考试成绩统计表），同时，开阔了学生的视野、增强了学生的兴趣、提高了学生的动手能力和科研能力，学生从事电子学技术应用研究的兴趣有了空前的提高，学生科技活动也空前活跃。生物医学工程本科专业学生在山东省第五届~第八届大学生机电产品创新设计竞赛和第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中取得了优异的成绩，多次荣获一等奖[11]。

第7篇：对生物医学工程的认识范文

生物医学光子学是作为生命科学和医学研究的辅助手段而发展起来的,它以生物或医学样品为研究对象,以医学、生物学和光学工程等学科的基础知识的充分融合为基础,通过工程技术手段为生物医学研究或临床应用提供检测或监控仪器和方法,所以生物医学光子学的发展和成功应用除了对生物或医学学科本身的发展具有促进作用外,对工程学、物理学、化学、材料学等学科也提出了新的要求,并客观上推动和促进了这些学科的交叉和技术的融合[4]。生物医学光子学可分为生物光子学和医学光子学两个部分,分属于生物学和医学领域,但二者的研究内容并无严格界限。也可以根据应用目的的不同,将生物医学光子学划分为光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域[5]。由于生物医学光子学的学科跨度大,不能明确界定在某一单一学科领域内,所以并无生物医学光子学专业,而是根据导师隶属单位情况和科研项目需要,在光学工程、电子工程、生物医学工程、生物技术、临床医学等一级学科下设置该研究方向,招收并培养研究生。

2当前生物医学光子学研究生培养面临的困难和问题

生物医学光子学的研究需要生物医学和工程技术两方面多学科知识的交融,需要生物学、医学、药理学、病理学、脑科学、光学、电子学、图形图像学、信号处理等多学科专家学者的参与,因而具有复杂性和综合性的特色。这种特点促使我们在生物医学光子学专业研究生培养时需要特殊的学术环境,需要观念上的转变和政策上的支持,更需要高水平的导师队伍和先进的培养模式来保证。目前,生物医学光子学方向的研究生培养还面临以下问题。

2.1缺乏新技术和新知识的传授,知识培养体系亟需完善

生物医学光子学的理论知识和技术更新都很快,不断有新的应用领域和市场需求出现,国家和社会要求我们培养具有更强创新意识和应用实践能力的研究生,可以在某一行业领域担当领头人。但当前的研究生培养,对新技术和新知识的传授不足,教材内容严重滞后,缺乏让学生开拓视野、跟随学科领域发展前沿的综合交叉性课程。

2.2研究生培养环节缺乏规范性

从事生物医学光子学交叉学科的研究生,其本身的专业背景多属于传统的单一学科范围,攻读的研究生学位也多属于此范围等。由于生物医学光子学这门交叉学科涉及的知识内容非常广博,而导师的科研课题又非常具体,使这种以导师科研课题作为研究生培养载体的方式,具有较大的不确定性和随意性,无法兼顾研究生的专业背景、科研兴趣和科研课题几方面的因素,常常是为了完成课题而进行相应的学习,未能在研究生对知识的综合—消化—应用方面下足功夫,在研究生的科研培训和能力培养环节缺乏系统性和规范性。

2.3研究生的培养质量受限于导师的研究课题

当前生物医学光子学的研究生培养大多依托于导师现有科研项目,因此在培养过程中存在一系列问题,如:以完成特定生物医学光子学研究课题为目标的研究生培养,对培养目标以及培养过程等没有清晰明确的认识,无法让学生既具备合理的知识结构,又具备综合多学科知识的素质和能力;有的导师的研究课题仅是借用了其它学科的名词和概念,而未真正开展跨学科领域的研究内容,结果是研究生的理解、认识混乱,甚至出现概念错误等现象;还有研究课题仅仅是生物医学和光学内容的简单叠加,缺乏真正的融合和借鉴,研究生在课题研究中无法深入下去。以上种种,不但不能产生创新成果,反而影响了研究生培养质量,阻碍了研究生的学术水平提高。

2.4现行的教学管理体制难以满足学科交叉研究和研究生培养的需要世界各国对交叉学科研究极为重视。英、美等发达国家都相继成立了生物医学相关的交叉研究中心,便于来自不同学科背景的科研人员相互交流和沟通,为前沿学科建设开辟道路。反观国内,只有少数几所重点大学或中科院的研究所设立了专门从事生物医学相关领域的交叉学科研究院或研究中心,如,北京大学的前沿交叉学科研究院建立的生物医学跨学科研究中心,而大部分学校院、系划分都是长时间不变的。从事生物医学光子学研究方向的教师要有确定的学科“归属”才具有所在学科的资源(包括经费和科研设施等)使用权,而研究生也是通过某一特定学科的入学考试内容,遵循其培养方案和培养目标进行学习和科研培训[6]。严格的学科界限使生物医学光子学研究方向的导师无法合理整合校内资源为交叉学科研究服务,是开展交叉学科研究生培养的直接障碍。

3生物医学光子学研究生培养模式的探索和建议

完善培养和管理工作是生物医学光子学方向研究生培养顺利进行的保证,我们需要在人才输入(招生)—人才培养—人才输出(学位授予)这三个方面都留有足够的空间,给予适当的政策倾斜,并完善配套的管理运行机制。

3.1采取灵活的招生政策,鼓励跨学科招生

招生机制是人才培养机制三步曲中的第一步,高质量的生源是高水平人才培养的第一关。我们的目标是选择合适的人,创造适合的环境,让通过适当的机制选拔进来的人能在这样的环境中成为优秀的交叉学科人才[7]。因此,为发展生物医学光子学交叉学科研究,调动导师在交叉学科培养研究生的积极性,调动学生从事交叉学科研究的热情和兴趣,学校对交叉学科研究生的招生工作应采取特殊的政策:首先,对交叉学科的招生名额分配有倾斜政策,以支持交叉学科的学科发展和人才培养;第二,鼓励跨学科招生和报考,例如,光学工程专业生物医学光子学方向招生,即可以招生简章中列出欢迎生物、医学相关学科研究生报考,并增加相应的入学考试可选科目;第三,学校保留部分名额优先录取优秀的跨学科学生或接收跨学科推免生等。

3.2规范研究生培养和管理环节

(1)设立跨学科联合指导教师小组。目前的研究生培养主要采取导师责任制,是一对一的责任关系。但对生物医学光子学研究生而言,应结合科研需要、本单位研究特色以及研究生的专业背景,合理配置跨学科联合指导老师小组,整合本校内的优势力量,实行多对一或多对多的师生关系,如,以生物显微成像为特色的单位,应配备细胞生物学、光学工程和图像处理技术方面的导师队伍,以光学医疗仪器为特色的单位,应配备光学、测控技术和临床医学方面的导师组。来自相关学科的高水平教师共同培养交叉学科的人才,对研究生相关学科知识结构的建构和高水平研究课题的选定都具有重要作用,同时,研究生也可以在导师组的指导下以补修和自学等方式学习欠缺的跨学科知识。

(2)严把培养环节质量关。导师指导小组要对研究生从入学、选课、选题、科研实践、、毕业答辩各个培养环节全面负责,将知识传授和能力培养相结合。首先,入学之初,指导小组即对每个研究生的学科背景和能力进行评估,针对学生的背景和兴趣初步确定科研方向,并制订课程学习计划,为学生完成生物医学光子学交叉学科研究课题储备必要的专业知识,同时鼓励学生选修具有“新兴、前沿和交叉”特点的课程;其次,安排跨学科的学生补修部分相关学科的本科生课程,以补充知识上的欠缺;第三,指导小组要为学生提供参与科研实践的平台,在未正式进入课题之前,指导学生参与短期(2～3个月)科研轮训,使学生对本学科方向正在进行的科研内容有所了解,进而因势利导明确研究课题;第四,导师指导组应随时跟进研究生的科研进度,在研究生论文选题和中期检查时对所开展科研工作进行正确的引导和调整,保证培养过程的顺利进行。

(3)构建科研大平台,引导研究生学术成长。良好的科研环境是个人学术成长的关键因素。构建生物医学光子学科研大平台,吸引更多相关学科优秀的科研人员加入到导师队伍中来,是提高研究生培养质量的重要举措,不同学科学术思想的熏陶,不同思维方式的影响以及多学科导师在科学研究方面的通力合作和团队精神也会对研究生产生潜移默化的影响,有利于其学术成长;此外,导师要充分调动研究生的积极性,保护研究生跨学科研究的科研热情,重视研究生个人的主观能动性和兴趣,只要使用正确、合理的引导方式,不同专业背景的研究生与导师之间可以碰撞出很多新的思想火花,获得意想不到的收获。

(4)多途径培养创新人才,完善知识体系。在当今这个多元化的时代,人才培养的途径也是多种多样的。为了适应生物医学光子学领域对创新型人才的需求,学校应设立专项基金,支持和鼓励研究生从事学术交流,如吸引学生参加国际会议、科技竞赛、制作大赛等活动,激发学生主动学习的兴趣,引导学生掌握正确、科学的学习方法,尤其是适应自身特点的学习方法及获取知识的能力,引导学生学会用所学的知识创造性地解决实际问题,提升学生实践能力与创新精神。此外,针对课程设置方面存在的问题,建议在专业培养目标指导下,从师资队伍、课程内容、实验教学资源全方位的整合。鼓励老师多开设前沿性课程,邀请本领域国外专家为研究生开设讲座类课程;通过汲取国内外相关领域的先进经验,结合科研和实验教学资源,建设生物医学光子学交叉学科系统、完善的知识体系,重视课程内容的系统性、前沿性及与本单位研究特色的相关性,重视学生集成—融合—应用能力的培养。

3.3正确把握学位内涵,严格学位授予工作

学位是评价个人学术水平的一种尺度,是表明个人学术水平的资格证书,是在某一学科、专业上达到一定标准的凭证。具体到生物医学光子学方向,完成研究生教学环节,达到生物医学光子学方向研究生学位授予要求的研究生,是表明该研究生在生物医学光子学领域达到一定学术水平标志,应具备以下特点:了解本学科的研究现状和前沿问题,能够在相应的学术背景之中提出和确定具体的研究课题,能够论证该课题的学术意义和社会意义;明确自己研究问题的难度和解决问题的关键之所在,能够在导师指导下提出可行的研究方案和周密的实施计划;能够在导师的指导下独立研究问题、解决问题,独立完成实验,能够做到理论与实践的有机结合,并将结果整理成规范的学术论文。因此,研究生培养单位、尤其是研究生导师组,除在入学之初对学生进行必要的引导外,更应加强对研究生培养过程中各环节的检查与监督,严格课程教学、论文选题、答辩等方面的工作,严审研究生毕业资格,扭转学生重结果轻过程的心态,真正为社会输送合格的、具有革新和创造力的生物医学光子学人才。

第8篇：对生物医学工程的认识范文

【关键词】血压;实验教学;虚拟仪器;LabVIEW

在高等教育中，实验课程是必不可少的教学环节[1]。对生物医学工程专业的学生而言，医疗仪器实验是其一个必修实验课程[2]。这门课程的一部分重要内容就是对人体生理信号（血压、心电、呼吸等）的检测与处理，通过相关实验使学生不仅从理论上还要从实践中掌握这些信号的特点和采集处理方法[3]。但是真正在教学中一直有一些弊端存在，比如相关医疗仪器实验系统结构复杂，而实验设备成本偏高等原因，导致实验教学缺乏灵活性，提不起学生学习兴趣，也不利于培养学生探索和创新能力[4-6]。

为了摒除传统实验教学的弊端，提高教学水平，我们对医疗仪器教学开展了一系列教学改革，把虚拟仪器引入测量系统，其中血压信号的测量就是一个重要环节[5]。虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用[5]。本设计在基于LabVIEW平台开发的的血压测量系统，血压信号经过数据采集卡提取，送入软件系统进行分析处理，可以显示常见的血压参数和血压波形，另外若血压值超出设定阈值，进行报警;还可以根据要求对采集数据进行存储、调用、波形回放等。

1.系统硬件设计与实现

图1 系统的结构框图

本血压测量系统设计依据示波法（测振法）原理[7]。图1是采集系统的结构框图。工作过程，先在手臂肱动脉处缠绕水银血压计袖带，在袖带内塞入血压振荡波传感器其直接接触皮肤，然后血压气波传感器用一个不锈钢三通和水银血压计的气阀连接，最后监听柯氏音采用水银计听筒。测量系统将采集到的血压波信号通过数据采集卡送入设计的虚拟仪器LabVIEW软件平台对其进行分析处理。

传感器及前级放大电路如图2所示。

本系统硬件设计部分的任务是对人体血压信号的采集和调理。图2是系统设计的传感器及放大电路。这部分主要工作过程：（1）有一个恒流源电路由运放IC2及其外接电阻电路组成，其运放输出端输出一个恒定电流，电流供给压力传感器SE1的第2端子;（2）温度补偿电路主要有运放IC4构成，运放IC4的第6端输出与运放IC5的第5端相连接;（3）压力传感器SE1接收血压信号进行压电变化，转换后电压信号输出接至运放IC5的第2和3引脚。电路放大倍数可以通过改变电位器RP1大小调节，最后经过差动运算放大实现驱动输出，压力的变化通过AI2的电压变化反映出来。

在硬件电路里面，传感器的驱动电路主要选用由精密、低噪声的通用型运放OP07和德州仪器公司的TL431稳压二极管;传感器的输出以差分方式输入到前级放大器，前级放大器采用价格低、共模抑制比高、可靠性好的AD620。压力传感器选择台湾APM公司专为电子医疗器械开发的一款气体压力传感器BP300T，其结构简单、性价比高。

2.系统软件设计与实现

图3 血压测量系统的软件设计框图

从人体采集的血压信号预处理后通过数据采集卡送入计算机在LabVIEW环节对其进行后置放大、低通滤波、频谱分析，得到所需收缩压、舒张压、平均压、脉率等具有临床意义的生理信号数据和相关血压波形等生理信息。具体的软件设计流程如图3所示。

在整个测量系统中数据采集卡的选择是很关键的，其性能直接影响采集信号的质量，本文设计选用的是美国LabJack公司研发性价比高，在教学实验仪器广泛使用的LabJack U12。另外本测量系统采用幅度系数法原理识别血压参数，幅度系数算法实现简单，可靠性高，因其本身来自大量的临床数据，即用所测收缩压、舒张压和脉搏波波动最大幅值的比系数关系确定血压值。

3.实验结果与分析

图4 系统设计面板图

本文设计的血压测量系统运用血压信号采集调理电路和LabJACK数据采集卡在LabVIEW平台上完成一个虚拟人体血压仪，实现了血压信号的采集、波形回放，收缩压和舒张压的计算显示及报警等功能。系统前面板图如图4所示。

为了验证本文设计的测量系统的准确性，在课堂上抽取了几名同学分别用本文设计的测量系统和电子血压计进行测试。经过对两组血压测试数据比较分析：人体收缩压（高压）基本一致，而舒张压（低压）与实际尚有误差，说明传感器调理电路和软件程序需再优化。但是针对实验教学取得了很好的教学效果，同学们一致反映对血压测量的原理有了更透彻的认识，对数据采集、数字滤波、频谱分析等相关知识均可得到充分地了解[8-10]。

4.结论

本文用LabVIEW软件和相关硬件设计的血压测量仪，能够连续准确测量血压信号，而且可以直观显示收缩压、舒张压、平均压及脉率和相关血压的波形。利于LabVIEW强大的通用和扩展功能，设计测量系统可由血压信号逐步扩展比如呼吸、心电、脉搏等信号测量，对生物医学工程专业医疗仪器教学改革与发展具有很大帮助，并且给医学研究血压信号带来极大方便，具有很大的现实意义。

参考文献

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第9篇：对生物医学工程的认识范文

1生物－心理－社会医学模式的形成

早期神灵医学模式、自然哲学医学模式为经验医学，生物医学模式强调医学技术的进步与突破。生物－心理－社会医学模式在不否认生物医学研究对主流医学进步的巨大贡献同时，强调病人的经验以及不同时代或文化对身体和疾病认知的差异。

1．1心理和社会因素的作用生物－心理－社会医学模式以一元论为基本的指导思想，既考虑到疾病的生物学因素，也要考虑到心理因素以及环境和社会因素对疾病的影响，将所有这些因素都看作是相互联系、相互影响的。

1．1．1疾病谱和死因谱的改变凸显心理和社会因素的作用随着社会的进步、工业化程度的提高，人类的病因谱、疾病谱也发生了很大的变化。19世纪末与20世纪初在发达国家主要的健康问题是急性疾病。急性疾病经常由环境中的疾病因素引起，起病快、病程发展快或迅速导致死亡，这些致病因素可以对所有个体进行攻击而不论其年龄、性别、种族或社会地位；全体人口的各个部分本质上都面临同等风险。在现代工业社会这些疾病已经明显减少，但是在一些欠发达国家它们仍然构成了主要的健康威胁。到20世纪中期，发达国家的急性病发病率下降，慢性病和功能退化逐渐成为主要的健康问题。这一转变得益于居住条件和公共卫生条件的改善。上述改善导致的人口“老化”又进一步强化了慢性病的主导模式。

1．1．2对健康与疾病的认识随着社会观念的转变逐渐深入一些医疗效果的不足并不是因为缺乏适当的技术干预措施，而是因为观念上的思考不够。随着人们对保护健康、防治疾病的经验积累，认识也有了深刻的变化，对疾病的发生和变化由生物层次深入到心理与社会层次；对健康的思维也日趋全方位、多层次。20世纪开始，医学的主要模式是疾病的医疗模式。二战前人们相信这种医疗模式会使各种造成大部分死亡的流行病被消除。但由于急性疾病的重要性衰减，与生活方式、遗传甚至心理状态有关的慢性疾病和退化性疾病越来越重要，上述医学模式逐渐失去意义。健康与疾病之间以及身体完好与生病之间的界限并不那么明确、明晰，因为他们还混杂有文化、社会和心理方面的考虑。1946年世界卫生组织对健康作出了新定义，健康不仅是没有疾病和痛苦，而是个体在身体上、精神上、社会上完全安好的状态。这一概念体现了医学转换的基本精神。

1．2医学随着自然科学的发展完成了从经验到技术到科学的转型医学最早阶段带有明显的巫术的性质，被归属于巫术；在古希腊希波克拉底时代，它与哲学水融；在很长一段历史时期内，医学被视为自然哲学；17世纪、18世纪，医学被认为一种“妙手回春”的技术；在生物医学模式主导时期，医学被自然而然看作是自然科学。随着自然科学的长足进步，特别是物理、化学、生物等学科的形成和应用于医学，它逐步完成了从技术到科学的转型。

1．2．1自然科学的理论成就推动基础医学的发展古代医学的形成和发展一方面得益于临床经验的积累和哲学思辨，另一方面也与当时的科学技术发展程度相关。近代以来，物理、化学的发展不仅是推动工业社会发展的杠杆，这些领域的理论成就应用于医学直接推动生理、生化、病理的研究，特别是从生物角度深入研究人的生命活动，从细胞到分子到基因，人类逐渐认识到生命的本质。20世纪中叶，自然科学和工程技术科学的广泛渗透和应用使得基础医学取得了巨大的成就，为临床医学形成独立的专业体系、为临床实践的发展奠定了坚实基础。

1．2．2技术革命的成就推动医学技术的进步历次技术革命的成就为医学发展提供了基础和条件。日益复杂化的医学实验技术和实验设备，日益发达的临床检测技术，日益精密的治疗仪器，生物医学工程、影像学等新兴学科的出现，直至器官移植等高难度医学技术。实践证明，医学越是要发展越要更深入研究人的健康和疾病，越是需要技术的支持。

1．2．3科学方法论的发展推动了医学方法变革医学成为一门科学得益于科学方法论的应用，医学方法发展的一条重要途径就是移植其他自然科学各学科的方法并改造和发展。数学方法成为医学的常规方法；生理、病理的各种定量测量大多是以物理学、化学为基础发展；医学的实验方法的应用和发展得力于自然科学；20世纪社会学在医学领域的强力渗透，社会科学兴起了颇为瞩目的研究方法。在现代条件下，科学技术的新方法以日益增快的速度向医学渗透，改变着医学研究和临床诊治的面貌。

1．3哲学与科学的对立统一医学模式是在自然辩证法的发展中诞生，医学观是在辩证法和唯物主义科学观的指导下对医学深入研究并与其结合。纵观医学发展史，一些西方哲学思想和方法如希波克拉底古代哲学、笛卡尔推理、演绎方法，培根经验主义、归纳法，以及波普尔和皮尔士抽象主义、反绎思考的方法等起到了很大的推动作用，并且医学的每次飞跃与历史上几次文艺运动有着直接的关系。

1．3．1现代哲学的认识论、方法论与医学的发展系统理论提供了概念性的方法，不仅适用于提出的疾病的生物心理社会概念，也用于研究作为相互关联进程的疾病和医学护理。由于系统理论认为组织所有水平都在层次结构关系上相互联系，以至于一个的改变就会影响其他的变化，采用它作为一种科学方法是以减轻整体－还原二分法和改善跨科学学科的联系。更整体和全面的健康和疾病概念的主要方法是西格蒙德•弗洛伊德的心理动力学方法和精神分析，以及阿道夫•迈耶的反应－生活－应激途径和心理生物学的概念和方法。心身医学术语本身是一个二元论的痕迹，它成为一个媒介，借此生物和社会心理这两个平行但独立的医学体系之间的间隔被连结。

1．3．2历史上的文艺运动与医学的发展①文艺复兴运动。中世纪末文艺复兴运动席卷整个欧洲。人文主义者提倡人性、尊重知识、主张研究、认识自然和人体自身，将被禁锢了千余年的文化和科学技术从宗教神学的枷锁下解放出来。1543年比利时学者维萨里解剖学名著《人体之构造》出版，对近代医学的发展产生了重要影响，从此，医学科学发现不断涌现，呈现出医学史上值得大书特书的繁荣局面。病因学、生理学、内科学、外科学等取得了重要进展，医学进入多学科发展阶段。②科学主义思潮。文艺复兴“人的发现”之后，科学和理性继续在科学技术昌明、现代工业崛起的时代潮流中出演主角。19世纪中叶，黑格尔、马克思、恩格斯辩证法思想揭示生命的本质。随着爱因斯坦相对论的物理学革命和电力应用及内燃机的使用为主的技术形态的动力革命，科学主义思潮风起云涌。推崇自然科学，主张哲学应当效仿科学，哲学由此成为对科学进行分析的认识论和方法论。③科学人文主义思潮运动。20世纪以来，生物医学的基本指导思想就是还原论，基本方法是还原方法。医学呈现技术主义倾向发展的势头，学术界批评蜂起，但收效甚微。由叔本华的生命意志哲学、尼采的强权意志论和柏格森的生命哲学所形成的人文主义思潮有力地冲击着思想界。人本主义思潮以人和社会问题作为哲学的研究对象，关注人的生存、人的本质等，关注生存环境、社会环境等社会问题。在人本主义思潮的影响下，医学人文精神不断升温，人们开始对医学科学技术和医学人文精神的对峙进行反思，医学仅仅关注生物人的局面正在为对病人进行生理、心理和社会3个方面的整体关怀所替代。

2启示

恩格尔提出：“为了解疾病的决定因素、达到合理治疗和保健模式，医学模式必须也应考虑到病人、病人生活的社会环境和由社会决定去对付疾病的破坏性效应的补充系统，那就是，医生的作用和健康护理系统”。生物－心理－社会医学模式的提出及发展为护理模式的理论构建提供了参考和借鉴。护理曾经是临床医学学科群的子成员，在我国目前已成为一级学科，不仅需要有独立的理论体系，更需要体现自身学科的特色。借鉴医学发展之路，护理学科从哲学指导思想到具体研究方法，都应该在更宽阔的领域中学习、领会、吸收、融合，最后形成护理学独特的研究模式和路径。

2．1下设二级学科，注重基础护理的研究有学者提出，在将护理学设置为一级学科后还需要设置若干培养方向明确、研究方法成熟、社会需求量大的二级学科。护理学二级学科的设立有利于护理专科化发展及各领域专家的培养，形成护理学学科体系；有利于在特定领域重点方向上取得突破，提高学术研究的自主创新力。生物－心理－社会医学模式是在生物医学的肥沃土壤里开出了人文之花。基础医学的深入研究为临床实践创造了科学可行的条件。护理学学科建设也要注重基础护理深入、细化的研究，保持研究方法的科学性，为临床护理在技术、生理层面保驾护航。

2．2学习先进的科学方法，加强与其他学科的交叉融合医学本身是理论要素、经验要素、技术要素综合而成的体系。护理学同医学一样属于“异质综合体”，这种复杂性决定了人们对它的认识难免产生众多分歧，需要把握多重属性才能逐渐逼近其本来面目。医学发展是综合各时代科学技术的成果，自然科学先进科学的实验方法、研究方法是医学得以发展并走上科学之路的基石。护理学要注重学科之间互相渗透、交叉，形成立体网络结构，吸取其他学科的先进方法、先进成果发展自我理论和实践。