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生物医学工程专业研究方向精选(九篇)

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生物医学工程专业研究方向

第1篇:生物医学工程专业研究方向范文

1.国外生物医学工程产业现状概述

生物医学工程产业是目前全球发展最快、贸易往来最活跃的产业之一。20世纪80年代以来,全球生物医学工程产业(医疗器械)销售额年增长率一直保持在水平。BME产品的国际贸易额每年以25%的速度增长,销售利润可达50%以上。因此,美国、日本、德国和法国等发达国家投入了大量人力和财力,发展BME高科技产业,抢占国际市场。全球范围内,BME产业的主要产地在美国、欧洲和日本,美国是最大的生产、使用和出口国,其次是日本、德国和法国。

2.我国生物医学工程产业现状

随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及生物医学工程学科的兴起,我国BME工业获得了进一步发展的理论基础和技术源泉,从而带动了整个产业的技术进步和新发展,走上了 BME科技产业的道路,但与国际先进水平的差距依然非常明显,主要表现为民族产业不强,高、精、尖的BME产品依赖进口现象严重,加快了医疗费用的高速膨胀;由于我国BME产品档次低可靠性不高、缺乏创新能力等原因,难与国外产品抗衡;BME产业虽然数量众多、但组织规模不大和产品档次低,难于参与国际竞争。但我国人口众多,BME产品需求量又相当大。所以,发展中国的生物医学工程产业,改革中国的生物医学工程高等教育,已经刻不容缓。

3.生物医学工程产业化与生物医学工程学科教育

工程学突飞发展的今天,生命科学也在迅猛发展,尤其是近年来迅速兴起的生物技术给BME以极大的推动。生物医学工程作为典型的交叉、融合、边缘性的学科,其含义更深更广:不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合,也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合;不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合,而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合。正是由于上述诸学科的相互结合和渗透,BME的研究已经深入到分子医学水平。

可以说有多少理工科分支,就会有多少BME领域,这种多学科的交叉融合涉及到几乎所有的理工学科和所有的生物学和医学分支,没有那一个学者、那一个科研结构可以涉足其全部。而且,BME所指的学科交叉,不是生物医学同那一个工程学科分支的简单结合,而是多学科、广范围、高层次上的融合。随着科学的进一步发展,各类学科都有了迅猛的发展,不断有新技术出现,而且专业基础也在变化,这些发展变化给生物医学工程学带来了新的挑战。我们有必要站在新的高度对生物医学工程学科和教育的一些问题做进一步的探讨和思考。

4.对我国生物医学工程高等教育思考

我国已有的BME专业大致可以分为两类:一类是理工科大学的BME专业,另一类是医学院校的BME专业。理工科大学的BME专业侧重点在于工科,以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标,而医学院校的BME专业则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,能从事医院医疗仪器设备的管理与质量保证工作的高级医学工程技术人员为主要培养目标。

生物医学工程学科在我国仅设一级学科,不设二级学科。我国生物医学工程高等教育始于20世纪70年代后期,20多年来,我国生物医学工程学科研究和高等教育已经取得了相当可观的进步,但从总体水平上看,与国外相比仍有相当大的差距。与我国国情和经济发展的需要很不适应,BME专业毕业生的社会需求缺口较大。

4.1 我国生物医学工程高等教育存在的问题

我国生物医学工程学科发展不平衡在研究方面,引进、消化、跟踪研究多,创新性研究较少;理论方法等应用性基础研究多,取得自主知识产权的应用研究较少。在学科建设和发展方面,主要集中在信息技术型生物医学工程学科,对材料技术型生物医学工程学科、生物技术型生物医学工程学科和医疗器械型生物医学工程等学科几乎没有涉足。

专业设置偏、少目前的生物医学工程本科教育的专业设置面比较集中在信息技术型生物医学工程专业,只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容;各院校的研究生培养(科研方向)基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图像处理、医学仪器研究为主,部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向,只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料以及人工器官和生物医学图像处理。研究生培养的专业面相比本科生的专业面宽广。

医工结合不突出由于受到认识和理论上的因素、文化心理上的因素、管理体制上的因素以及国家政策上的因素等方面的限制,工程与医学的有机结合在教学上体现的还很不够,综合院校往往具备更深的理工基础而缺乏医学背景,医学院校与临床结合紧密,但工程力量又显得薄弱。虽然近年来,不少医科院校与综合性大学合并,为生物医学工程专业工程背景的教育和研究提供了条件,但由于体制和教育模式的限制,学科的交叉和融合并没有得到根本解决。

专业层次不合理目前我国举办生物医学工程专业教育的各高校,生物医学工程高等教育基本执行以本科教育为主体积极发展研究生教育的方针。然而,由于生物医学工程学科自身的特殊性和学科自身的高度交叉、融合的特点,可以设想,四年制的本科教育又怎能实现真正意义上的医工的交叉融合呢?生物医学工程研究是其产业化的基础,而研究必须通过产业化才能实现为医学服务的目的,但是当前办有生物医学工程专业的大学,很多在基础研究方面并不具备实力,所以对于本科教育而言,其研究和产业化的任务也很难实现。

4.2 我国生物医学工程高等教育改革思考

学科发展与专业设置在欧美一些发达国家,无论本科和研究生教育的学科发展、专业设置以及培养目标都以社会需求为导向,紧密结合生产和科技发展变化的需要,及时调整学科发展方向和专业设置内容。在我国开设生物医学工程专业经验比较成熟的大学往往存在着偏重于理科或医科的现象,没有体现出生物医学工程多学科交叉的特点。所以我国的BME高等教育首先要从社会需求的角度出发,拓展学科建设方向,逐步建立起适合于多学科合作发展的运行模式。其次要充分利用高等院校的科研优势设置课程体系。美国生物医学工程课程特别是专业课程既能体现学科本身涉及面广的特点,又具有相当的灵活性,又能结合科研优势,突出重点,是很值得我们借鉴的。

医工结合与交叉复合型人才培养BME是多学科的交叉学科,专业人员需要同时具备医学和工程技术两类知识和经验靠以往的医生+工程师来组成专业技术人员队伍是无法适应学科发展需要的。所以必须从现在起,特别重视BME教育工作,加强现有专业点的建设,提高教学质量,改革现有教材,制定科学的人才培养计划。首先,各学科的交叉和融合是我们必须牢牢记住的关键点。以医、工、理为基础,为实现多学科的交叉和融合奠定坚实的基础。其次,构建科学的教育体系结构。根据专业设置和学科研究方向确定知识结构的主干,同时注重拓宽知识范围,使学生既能有相应的生物医学工程专业知识又具备在其他领域中发展的基础,从而实现真正意义上的理、工、生物医学的交叉和融合。

积极扩大研究生教育,控制本科生招生数量 目前的生物医学工程本科教育的专业设置主要集中在信息技术型生物医学工程,然而依据生物医学大市场的发展状况来看,虽然信息技术型生物医学工程已经在我国形成规模,但其就业市场还是相对较小,另一方面,由于学校几乎没有针对生物医学工程产业化过程的知识能力进行培养教育,学生个人很难把生物医学工程技术从教室或实验室直接向市场和产业转化。所以,生物医学工程教育的发展应该积极扩大研究生教育,控制本科生招生数量和规模,学制可以考虑为五年,限制或减少专科层次以下的学生在校人数,生物医学工程本科教育的重心应该是为研究生教育打好理工科、生物学和医学基础。

第2篇:生物医学工程专业研究方向范文

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。

参考文献:

[1]章浩伟,秦翥,刘颖,等.创新实践模式在生物医学工程教学中的探索[J].实验室研究与探索,2013,32(4):117-120.

[2]李天钢,马春排,李自毅,等.生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J].实验室研究与探索,2008,27(7):21-22,46.

[3]马春排,李天钢,李自毅,等.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验定研究与探索,2010,29(4):103-105,122.

[4]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[J].中国电力教育,2013,(10):161-163.

[5]严振国,施雪筠.解剖生理学[M].2版.中国中医药出版社,2004.

[6]路宏朝,王杨科,陈文强,等.基于能力培养的人体解剖生理学实验教学改革[J].实验室科学,2011,11(3):35-37,40.

[7]孙文彬.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2006,25(2):148-151.

[8]冯波,翁杰,黄楠,等.结合学科特点和自身优势建立生物医学工程本科专业实验教学体系[J].实验技术与管理,2006,23(10):15-17.

[9]刘婷,蔺万煌,曹杏芝.独立学院生物学专业实验课教学模式改革[J].实验科学与技术,2013,11(2):64-66.

第3篇:生物医学工程专业研究方向范文

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:生物医学工程专业研究方向范文

关键词:生物医学工程;基础生物学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0140-02

生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科,其主要是运用工程技术手段,在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象,研究用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。它主要以临床医学为对象,以生物学、化学、物理学、数学等传统自然学科为基础,融电子、机械、化工、计算机信息为一体,对于揭示生命现象、临床诊断、治疗和预防疾病等方面显示了不可估量的应用前景[1]。自上世纪70年代末以来,国内许多综合或理工科大学、医学院校及相关科研机构都设立了生物医学工程专业,旨在培养具有各方面能力的复合型人才[2]。我校生物医学工程专业设置在电子信息与电气工程学部,基础生物学是其中必修的专业基础课程。基础生物医学知识的教学是生物医学工程专业教学体系的重要组成部分,通过基础生物学、医学知识的学习,为进一步促进生物医学工程不同学科间的交叉融合奠定必要的生物学基础。基础生物学课程涉及领域宽,涵盖范围广,而且随着生命科学的日益发展,不断地涌现出新的理论和技术,给基础生物学的教学工作带来了极大的挑战。[3]因此作者针对在该专业基础生物学教学中遇到的实际问题,结合本学科课程设置的目的,在基础生物学课程教学中对教学模式的改变进行了大胆的尝试,在把握课程整体思想、方法的基础上,引入以研究内容为导向的课程设置和以研究课题为基础的教学方式,使学生有机会参与科研项目研究,在实践过程中获得知识。

一、精选教学内容,灌输思维方法

目前国内生物医学工程学科的发展仍处于起步阶段,不同院校的生物医学工程专业具有不同的研究方向和专业培养目标,因此对于基础生物学的教学还没有统一的教材,这就要求任课教师在教材的选择上应体现出自身特色。对于工科院校学生而言,由于缺乏基础生物医学相关背景知识,如果按照以往传统教材内容按部就班的授课,很可能导致学生的理解难度增加,降低学生的学习兴趣,同时容易造成学生把握不住学习重点,不能对所学知识灵活运用。同时内容多与课时少的矛盾相对突出,导致教学效果不佳。因此对于本课程的教材,精心选取国内高等教育出版社最新最优秀的同类课程教材《基础生命科学(第2版)》、《生物学导论》等作为主要参考书,基于保持本课程的实用性和先进性为目的,依据教学内容的差异,为学生推荐现代生命科学前沿学科的优秀教材,以确保教学内容的精炼和完整。同时,考虑到学生的专业背景,适当删减基础生物学教材内容,调整重点、难点,强化学习内容的结构层次和逻辑联系,注重交叉学科的联系渗透,通过不断引入新的理论和技术来提高学生学习的积极性和主动性。比如在讲发育时,把授课内容的侧重点主要放在干细胞与组织工程领域,着重向学生介绍现代生物技术在该领域的研究现状及发展前景,使学生在学习新理论、新技术的同时,能够和之前所学的知识融会贯通,从而对生物医学工程专业的发展有更深层次的理解,为以后更进一步的学习及工作打下良好的基础。在教学过程中,如何培养学生的学习兴趣,变被动的、应付考试的学习,为主动的、探索性的学习是提高教学水平的主要环节,因此对于每一门课程,任课教师必须要清楚教学目的,把握课程思想。在授课过程中,教师不仅要教会学生单纯的理论知识,更重要的是灌输思维方法,实现真正的学以致用。同时还要注意讲授内容的深度与广度相结合,紧密跟踪前沿学科,启发学生积极探索的创新思维。

二、改进教学方式,丰富教学方法

基础生物学以生命基本特征为主线,涵盖生命活动的各个领域,涉及人口、粮食、环境、资源、健康等诸多社会问题,与我们的日常生活密切相关。因此,如何将学生的综合素质培养融入到课程教学中,激发学生的学习热情,培养学生的历史责任感,是我们一直在探索的一个问题。在理论教学中,我们主要采取精讲、略讲和自学相结合的原则,以提高教学效率,提高学生分析问题、解决问题的能力。同时在采用现代多媒体教学的基础上,不断探索教学方式的改进与完善,促进师生互动,调动学生自主学习的积极性、主动性和创造性,从而为学生进一步获取更专业的知识打下坚实的基础。

第5篇:生物医学工程专业研究方向范文

关键词:导师团;工程应用型本科;培养模式;复合人才

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2014)03-0076-03

随着国民经济的高速发展和经济结构的战略性调整,我国经济的发展已由依赖自然资源转向依赖科学技术和人才,现代经济的发展急需各领域培养出高层次的工程应用型复合人才以适应高新技术产业的需要, 适应加快科技成果开发、应用与转化的需要[1]。因此,高等教育须冲破传统的教育模式,与时俱进,其地位应由游离于经济发展之外, 转向主导经济的发展, 在能够满足社会发展需求的大众化、应用型领域寻求发展空间。

目前,应用型人才培育尚无成熟的经验,传统本科生培养模式存在的问题突显。许多学生虽然接受了本科课程学习, 但由于重埋头学习、轻实践创新,造成知识面、动手能力和创新能力等不足,毕业后无法适应社会经济发展的需要。本文以应用型、学科交叉特征鲜明的生物医学工程专业为例,首次提出工程应用型本科复合人才培养新模式――导师团创新培育模式,并对其工作方法和运行机制进行探讨。

一、本科生培养现状

现时我国大部分高校都实行学分制的教学管理制度。然而,在目前学年学分制的教学管理制度下,我国本科生教育“管教分开”的模式逐渐暴露出弊端:思想政治教育工作和日常管理由辅导员或者班主任负责,专业教育则由专职教师负责,两者像两条平行线一样不相交。专职教师只负责上课,缺乏对学生发展和需求的了解,达不到因材施教的效果,不利于对学生进行全方位、人性化的指导,不利于学生综合素质的培养。

因此,为解决上述问题,我国大学开始在现行学分制的背景下引入“导师制”的管理模式。由于导师制在教师和学生之间建立一种“导学”关系,能针对学生个体差异因材施教,因此在当前高校教育模式下,国内各高校都在积极探索本科生导师制作为辅助管理手段的学分制管理制度,使教师在了解学生的思想状况和日常生活基础上,帮助学生进行课程的选择,进而在整体上帮助学生对大学生活进行设计和安排[2]。

二、构建工程应用型本科复合人才培养新模式

――导师团的意义

科技的发展和国计民生中重大问题的解决常涉及学科间的相互交叉与渗透。生物医学工程正是新兴的、处在快速发展时期的交叉学科代表。它通过生物、医学、材料、电子、机械、信息等领域的交叉与融合,利用现代工程技术手段,解决生物与医学中的检测、诊断、治疗、康复等问题。

目前尽管在某些本科生培养中已经开始采用单一导师的培养模式,即一位导师指导多名本科生,但该种制度还存在一定的缺陷,尤其在工程应用型交叉学科中其局限性非常突出。一是单一导师的知识局限性难以满足培养学科交叉型综合素质人才的需求。导师往往只在某个学科领域有所长,但其学术视野、思维方式及技术方法等受到特定学科领域的限制,一定程度上制约了学生能力的提高,并不能满足社会对具有综合应用多学科知识和方法解决实际问题能力的高素质复合型人才的需求。二是工程应用型本科实践教学应该采用任务驱动、项目化教学法,教学中要行为导向与引导学生团队独立研究、独立设计、独立解决问题相结合,激发学生学习的自觉性和创新的热情,培养学生实践能力、工程应用能力、创新能力和团队协作能力[3]。因而单一导师制不能保证对众多本科生在实践上的指导及其能力的培养。

鉴于上述单一导师制模式的局限性,有必要提出新型本科生导师团模式。新型本科生导师团是由多位导师组成的新型团队,不是高学历、高职务导师的简单叠加,而是针对实际需要进行有机互补:一是成员互补,由不同年龄层、不同职务的导师组成导师团;二是专业与分工互补,由来自不同专业及研究方向的导师通过团队协作完成。上述具有一定年龄、职务、专业方向梯度的新型导师团,其优势如下。

(一)提高本科生培养质量

导师团成员大都来自不同的专业或同一专业不同的研究方向,具备不同的知识背景和技术特长,可以对学生进行全方位“多对多”的指导,因材施教,这样有利于本科生接触到更多的相关学科的专业知识和研究方向,拓展知识面;同时还可以接触不同的学习、思维和研究风格,有利于摆脱单一教师指导时固定的思维模式。其次,由于学生在团队导师的指导下以团队形式开展学习和科研工作,也更能够加强学生之间的互动和合作,加强同级同学甚至跨年级的同学之间的交流与互帮、互带关系,充分培养学生的团队合作精神,提高凝聚力。

(二)构建教学、实践、科研协同创新机制的需要

多年来,高校人才培养的问题不在过于强调科学研究,而在于过分倚重单一的课堂教学途径。当前很多高校都在推行本科教学改革,但是大部分的改革仍局限于传统课堂教学和学习的改善[4]。该种传统的教授方式对学生来说是被动的吸收过程,抽象的知识难以理解和掌握,缺少必要的实践和科研,学生对知识的学习和创新思维将大大受限。因此,有必要把大学生教育从强调传授知识和技能转移到重视学生的主动学习上。导师团的创新培育模式正好可以弥补实践教学不足的现状,能够将教学、实践和科研有机地贯穿起来,通过对学生从入学就开始的实验室训练,提高学生学习的主观能动性,实现教学、实践、科研的协同创新。

(三)促进学科交叉融合

科学发展特别是科学上的重大发现和国计民生中的重大社会问题的解决,常常涉及不同学科的交叉融合和相互渗透。通过导师团指导方式可以促进学科交叉融合。越来越多的交叉学科,不管是应用开发还是基础研究都涉及多个学科的专业知识。学科平台目前的研究方向和研究项目也都需要具有不同背景的研发人员。导师团的组成首先对导师来说就是交叉互补的,同时对学生来说也可以通过不同学科专业知识的接触和学习,发现新的研究方向和解决问题的方法,从而提高了学生的创新能力和实际动手能力。

(四)增进项目以及技术交流

导师团的建立不仅有利于提高学生的培养质量,同时可以加强导师间的学术交流和项目合作。导师团的建立实际也为导师们的交流提供了平台。不同职称、年龄层的导师以及学生都可以互相交流、学习。青年教师在这个过程中也能够学习到相关的学生指导经验,加快自身素质提升。同时,导师团这个平台也相应地为在研项目提供了一个交流平台,有利于项目更加迅速和顺利地开展。

三、工程应用型本科复合人才培养新模式的方法和运行机制

(一) 成立导师团指导小组

1.导师团结构。以教授、副教授牵头,建立由不同研究方向的教师,包括讲师、博士后、科研助理以及研究生组成的导师团(见图1);在此基础上,还应根据本科生不同阶段人才培养的需求和项目开发需求,适当吸纳校外(如企业)专业人员加入导师团指导小组。为此,最好专门建立校外导师资料库,并且实施动态更新,以保证校外导师人选的增补。同时,根据本科生培养计划的需要,导师也可实行一定的动态流动,以满足学生指导需求。

图1 导师团结构示意图

2.导师团的指导方式。在学生的指导上导师团应打破原有的导师或辅导员与学生之间一对多的指导方式,采用“多对多”的导师团指导形式。为便于导师团管理,每个团设立一位联系人负责组织、协调、统筹安排工作,其他成员以教师、研究生的有机组合构成导师梯队对本科生进行指导。

(二)创新运行机制

为培养能够真正适应社会需求的本科生,我们需要探索出一套能够实现导师团工作目标的创新型运行机制。

1.明确导师团指导内容。对本科生的培养应该实行从入学一直到毕业的全方位的、个性化的指导。包括以下五个方面:学习指导、科研指导、生活指导、职业发展指导以及思想指导。导师团的工作应根据不同阶段学生的培养重点和目标设定培养方案:(1)协同创新启蒙教育:从新生入学开始就应重点培养学生的协同创新意识,加强专业方向和前景介绍以及科研兴趣的培养,提高学生对于专业的认同感及学习的兴趣。(2)基本创新能力培养:对于本科二年级的学生应着重开展核心课程的指导,通过开展创新创业项目培养学生的创新能力以及基本的项目研发能力;同时,还应有针对性地加强学生领悟能力的培养。(3)综合专业技能训练:对于高年级的本科生应侧重于专业核心技能的训练,将本科生创新培育计划与毕业设计相结合,加强高年级学生分析问题、解决问题、实际操作等专业能力的培养;同时还应加强专业核心课程、职业生涯规划以及就业前景分析等方面的指导。针对希望继续深造的学生,应加强学生对于项目研发与科研训练的兴趣和理解、研发能力的培养以及外语水平的提高等。针对就业型学生,应从社会需求着眼,明确行业和企业需求,着重培养学生解决实际问题和适应社会的能力。

2.确立导师团工作方式。导师团的指导原则是结合团队集体指导与导师个别指导相结合的方式进行。由导师团集体安排本科生学习、科研工作,包括:(1) 确定本科生创新培育计划方案,然后采用导师和学生双向选择的机制确定导师团和学生团队的分组形式。(2)在学生学习和实践教学过程中,导师团可以定期与学生进行沟通,比如通过开展座谈讨论、项目技术交流、学术报告等形式与学生面对面进行交流,了解学生的学习、科研、生活等各方面情况。(3)日常工作和实验研究中如涉及各个学科具体专业技术问题时可以采取导师(包括教师、研究生)个别指导的方式对学生进行技术指导。(4)导师团内部导师之间以及导师团之间也应该不定期地交流学生的动态、导师团工作情况和指导经验,实现及时发现、及时沟通、及时解决的目的。

上述创新运行机制明确以学生为本的目标,建立开放、灵活的教学体系和知识获取平台。通过从大学一年级兴趣的培养,到中年级基本创新能力的锻炼,最后到高年级综合专业技能的提高,根据学生学习的特点梯度式地进行。在教学方式上,注重导师团的引导和学生的研究讨论相结合,更多地采取讨论式、启发式、互动式方式,在强调基础性和系统性的同时,更注重知识学习的前沿性和研究性。学生通过主动实践,培养其创新意识,在参与研究实践的过程中,了解科研项目进行的程序步骤,在实际实践研究的过程中应用自己所学的理论,查找不足,积累知识,提高自身综合素质[5]。

(三)建立管理、评价与奖励机制

本科生人才培养是我们每一位教师的本职工作,应加强导师团工作的宣传和导向性,提升导师团成员的荣誉感和归属感。为保证导师团工作不会虚化,同时更加充分调动导师的主动性和积极性,导师团制度必须建立相应的管理、考核、奖励机制。

1.制定导师团指导工作实施方案,明确导师团的指导目标和内容:针对不同学生和项目情况,导师团应根据上述指导思想和目标结合实际情况,具体制定相应的、细化的指导内容。

2.构建导师团工作评价机制。首先,导师团定期进行交流或汇报;其次,根据学生项目的进展情况、导师团成员反馈情况进行综合评价,对于发现或反馈的问题及时沟通和处理。最后,在计划执行到一定阶段时,以学生的就业、出国、参赛以及获奖等指标来评价各个导师团的工作成效。

四、结论

本文所探讨的导师团创新培育模式是中山大学工学院生物医学工程创新平台近年来在本科人才培养过程中提出、实施并总结出的一套新型的工科应用型人才培养方案。导师团制度在生物医学工程学科运行两年以来,已初见成效。本科生从大学一年级开始得到导师团的指导,便有机会接触本专业相关的内容,加强了对专业的认识及学习的兴趣,逐渐培养协同创新意识,为日后学习打下基础;到大学二年级,在对本专业有总体了解的基础上接受导师团手把手的指导,通过参与项目培养创新能力以及基本的研发能力。随着导师团培养模式的运行,本专业本科生学习成绩稳步上升,所获大学生创新创业训练项目情况逐年递增,且多次获得省级、校级大学生科技竞赛奖励。这说明本专业学生通过参与该导师团创新培养计划各方面的能力均能得到锻炼。

本科生教育必须结合实际,以人才培养为目标,在现行学分制基础上,针对工程应用型交叉学科,首次提出工程应用型本科复合人才培养新模式――本科生导师团创新培育模式,采用“多对多”的指导模式,实行从学生入学到毕业的全方位、个性化的指导。通过学习、科研、生活、职业发展以及思想方面互动性的引导,打破传统教师只教授学生科学知识的局限,注重培养学生的实践能力、科研能力和专业技能,以达到国家对创新性、复合型人才的要求。

参考文献:

[1]张洪田,吕秋君,张显悦.工程应用型本科实践教学体系

的探索与创新[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2009,

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[2]白龙.浅析本科生导师制中突出问题的解决[J].现代物

业,2011,(12).

[3]李国利,刘旭明.工程应用型本科专业人才培养体系的

建构[J].中国电力教育,2011,(34).

[4]周光礼.高校人才培养模式创新的深层次探索[J].中国

高等教育,2012,(10).

第6篇:生物医学工程专业研究方向范文

>> 基于Matlab和MSP430的心音信号采集和处理系统设计 心音信号遥测系统监测、评价心率与心力恢复趋势 心音信号采集及自动识别系统 基于VB和Matlab COM实现语音信号的采集与处理 关于语音信号处理技术及应用的探讨 基于MATLAB语音信号处理的研究 语音信号采集和处理方法的分析 基于MatlabGUI的语音信号去噪处理 “语音信号处理”网络课程的建设 信号处理课程群专业课“语音信号处理”的改革实践 《语音信号处理》课程改革 高压水射流反射声音信号实时采集与处理 小波分析在语音信号处理中的应用 基于小波变换的语音信号消噪处理设计 基于Matlab的语音信号预处理技术研究 一体化实验平台在“语音信号处理”中的应用探讨 分形理论在语音信号处理中的应用探析 语音信号的预处理和特征提取技术 语音信号的降噪研究 语音信号模块化预处理技术探究 常见问题解答 当前所在位置:?fr=ala0_1_1

[3]陈天华,韩力群,唐海滔,郑若金.心音信号分析方法及应用性研究.北京工商大学学报(自然科学版)[J].2009年3月,卷27,2,P36-37

[4]陈天华,韩力群等.心电信号噪声的数字滤波研究.微计算机信息,2008年,卷24,8,P127-129

[5]王芸.基于小波变换的心音信号分析研究.四川大学硕士学位论文,2005年5月,P4

[6]王衍文,王海滨等.心音信号的识别和分类[J].生物医学工程杂志,1999年,卷16,3

第7篇:生物医学工程专业研究方向范文

关键词:数字图像处理 计算机三维重建 应用

中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)10-0066-01

数字图像处理技术是指应用计算机对数字图像信息进行处理,涵盖了计算机科学与技术、数学、光物理学等多个领域。数字图像可以小到电子显微镜的图像,大到遥感图像、航空照片或者天文望远镜的图像,因此在生物医学工程、工业、农牧业、国防军事、多媒体等方面都有着十分广泛的应用。物体三维重建是数字图像处理的重要内容。人眼看到的世界是三维立体的,但是传统照相机、CCD或者CMOS图像传感器获取的图像都是二维平面的,不具备深度信息。这种二维成像系统限制了人类对真实世界中复杂的物体的感知和理解的能力。计算机三维重建的出现,突破了传统二维成像系统的局限,重建后的图像直观、逼真,可任意旋转、逐层剥离以及定量分析,显著提高了人类对世界的认识理解能力。

1 计算机三维重建

计算机三维重建是利用计算机数字图像处理技术根据真实场景的数据重建出具有准确几何信息和照片真实感的三维模型,并可进行多角度显示的技术。这些精确的三维模型,不仅能用于场景可视化和虚拟漫游,还可以满足数据的存档、测量和分析等更高层次的需求,尤其适用于辅助教学、生物医学工程、医学诊断、航天、工业测量、地理信息、数字文物和古建筑、电子商务等多种领域。

计算机三维重建方法有两种:一种是利用精密的硬件设备,如激光扫描仪、深度扫描仪等,直接测量出物体表面点的三维坐标。这种方法是直接对三维物体的空间信息进行处理,精度较高,但是设备要求极高,因此极大地限制了该技术的使用。另一种是通过相机或摄像机获得二维数字图像,然后通过数学模型计算出物体的三维结构。后一种方法数字图像容易获得,但重建结果易受到其他因素的影响,本文就此方法展开研究。

2 二维数字图像的三维重建

2.1 二维数字图像的获取

二维数字图像的获取包括物体外观图像的获取和物体内部图像的获取。物体外观图像的获取通常通过2台以上照相机或摄像机从不同角度拍摄,比如3D电影的制作。物体内部图像的获取,通常为断层扫描或连续切片成像,比如计算机X射线断层扫描(CT)、激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)成像、生物标本连续切片的显微成像等。

2.2 二维数字图像的预处理

二维数字图像通过三维成像软件来处理,不同领域有各自适用的软件,比如:3D Studio Max,适用于广告、影视、工业和建筑设计、游戏的三维成像和动画;Amira,Mimics,适用于识别生命科学和生物医学数据;Oasis montaj,适用于地球物理勘探、钻探、地球化学勘探等。软件对图像经过增强、图像定位校正和图像分割等预处理后进行三维重建。

图像增强:现在的数字成像技术,基本可以得到分辨率高、清晰度好的图像,但如果前期成像较模糊,可以通过对比度增强、Gamma校正、锐化或噪声消除等方法进行处理,以突出目饲域。

定位校正:多台相机或摄像机从不同角度拍摄的物体外观图像、生物标本连续切片的显微成像由于不能准确定位,还需进行图像定位校正。

图像分割:在对图像的研究和应用中,人们往往仅对图像中的某些特定的、具有独特性质的区域感兴趣,这些区域称为目标或前景(其他部分称为背景)。可根据灰度、颜色、纹理和形状等提取感兴趣目标,从而把图像分割成若干互不交迭的区域,并使这些特征在同一区域内呈现出相似性,而在不同区域间呈现出明显的差异性。常用的分割方法有:基于灰度阈值的图像分割、交互式图像分割、基于活动轮廓或者形变模型的分割等等。针对不一样的图像和待分割的图像特点,可以选择不一样的分割方法。图像分割是图像处理的基本前提,同时也是一个经典难题,到目前为止还没有一种图像分割方法是通用的。

2.3 图像的三维重建

二维数字图像的三维重建技术有两种:表面绘制和体绘制。举例而言,你站在一辆汽车前,只能看到外观,但无法观察到车子内部的结构如发动机,这是表面绘制;假设汽车和车内中的结构都是半透明的,就可以同时看到所有的细节,这就是体绘制所要达到的效果,即三维透视。表面绘制是表示三维物体形状最基本的方法,可以提供三维物体形状的全面信息。它是从数字图像中抽取一系列相关表面,并用多边形拟合近似后,再通过传统的图形学算法显示出来。体绘制是依据三维体数据,将所有体细节同时展现在二维图片上,可以在一幅图像中显示多种物质的综合分布情况,并且可以通过不透明度的控制,反应等值面的情况。该方法特别适合于云雾、流体、大脑软组织、气体等无固定形状的体数据图像的生成,产生的图像真实感强。

3 面临的问题

二维数字图像的三维重建是数字图像处理技术十分活跃的研究方向,虽然这一领域的发展十分迅速,但仍有一些方面是需要进一步提高。(1)提高计算精度:图像分割是人工手动完成,然后通过数学方法来实现,这涉及到个人知识熟悉程度和计算精度,如果个人经验不足,或者计算精度不够,则图像效果不符合客观实际,不一定能够达到人眼识别的舒适度。因此,基于专业知识的图像分割标准化方面还有待进一步研究。(2)计算精度和处理速度之间的矛盾:图像处理需要巨大的数据运算,运算量远大于文本处理,所以在提高运算精度的同时还要考虑提高运算速度。(3)计算机三维重建是研究工具,必须加强交叉学科间的联合研究,才能够在推广应用上取得进步。

参考文献

[1]陈汗青,万艳玲,王国刚.数字图像处理技术研究进展[J].工业控制计算机,2013,26(1):72-74.

[2]孙宇阳.基于单幅图像的三维重建技术综述[J].北方工业大学学报,2011,23(1):9-12.

[3]耿欢,覃文军,杨金柱,曹鹏,赵大哲.基于CT影像的肺组织分割方法综述[J].计算机应用研究,2016,33(7):1929-1935.

第8篇:生物医学工程专业研究方向范文

关键词:科研实验室;实验员;安全管理;设备管理;实验室文化

随着我国经济的高速发展,国家对教育科研事业的投入逐年增加,高校的科研实验室迅猛发展,科研条件明显改善,科研质量大幅提高。科研实验室是高校科技创新和高素质人才培养的重要场所。科研实验室代表一个学校的科研学术水平、管理水平和办学水平[1]。科研实验室管理工作是高等教育的重要组成部分,与高校教育科研工作密切相关,做好实验室管理工作是培养学生科研素质和创新能力协调发展的重要保障[2]。同时,科研实验室的建设和管理是一项繁杂而艰巨的工作,具有丰富的内涵,需要不断地探索、总结和改进,进而提高管理效率,提升教学科研服务水平。天津医科大学医学神经工程实验室属于生物医学工程与技术学院,依托天津医科大学生物医学工程学科和天津医科大学总医院神经外科、神经病学学科,形成了一支具有生物医学工程学和神经科学交叉背景的科研团队。研究团队包括科研人员10人和实验技术人员1人,以中青年为主,均具有博士学位。本实验搭建了多通道神经信息采集和处理平台、脑片和单细胞膜片钳平台,以认知功能与认知障碍的脑网络机制为切入点研究认知和认知障碍相关的神经信息检测与处理,探索脑网络与神经调控机制。本实验室大型仪器面向校内外开放,因此需要更科学合理的管理。现结合本实验室的管理工作经验,从实验室安全管理、设备管理、实验用品管理和实验室文化建设等方面探讨科研实验室的管理工作。

1安全是科研实验室管理的重中之重

科研实验室通常具有人员密集、仪器设备长时间运行,生物试剂和危险化学品使用频繁等特点[3],一旦发生安全事故,将严重威胁科研人员的生命,给国有资产带来巨大损失。因此,实验室安全必须贯彻以人为本、安全第一和预防为主的工作方针,针对实验过程中人身安全、财产安全、生物安全和危险化学品安全等问题,根据学校的各项管理制度,参考其他实验室的成熟管理经验,制定了一套科学合理、切实可行和符合本实验实际情况的管理制度。1.1完善实验室管理制度。健全的实验室管理制度是管理工作的依据,是保障人生安全和财产安全的基础,是实验室科研工作稳定顺利进行的关键[4]。首先,实验室管理人员对新进入实验室的教师、实验员、研究生及本科生进行安全教育培训。经过培训后,新进实验人员必须参加“天津医科大学实验室安全考试系统”考核,成绩合格后方可进入实验室开展实验研究。其次,对新进入实验室的人员进行规章制度和科研技术的集中培训,使其掌握科研实验室的各项规章制度,全面了解实验室的空间分布和功能、实验室研究方向、仪器设备的功能和使用方法。落实安全责任到人,并组织人员定期对实验室进行检查,及时消除安全隐患,创造良好的实验环境。再次,建立科研人员的完整档案,包括安全教育、实验室培训、研究课题和科研成果等信息。新进入科研实验室进行实验的人员,需填写个人信息,包括姓名、学号、联系方式、参与和承担课题名称等信息,由实验管室理人员登记备案。实验室还为每一名实验人员建立一个数据库,包括其实验的原始数据,编写的程序、发表的论文及其他实验相关的文字、样本资料,为科研成果统计打下基础,也为进一步研究提供依据。1.2严格生物安全管理。近年来,实验室的生物安全问题越来越引起科研人员的重视。科研中,实验动物的管理要严格按照《实验动物管理条例》(中华人民共和国国家科学技术委员会令第588号,2011),统一规划统一采购,采购动物必须具有实验动物质量合格证。实验人员须注重动物福利,从事动物实验时,穿戴白大衣、无菌手套、口罩等;当天实验结束后,动物尸体用塑料袋包装好并密封后,放入学校动物实验科学部指定冰柜储存。塑料袋上应标记动物数量、实验时间、操作人以及动物处死方式,以便学校动物实验科学部统一处理。手术器械使用后一般用次氯酸钠消毒和高温高压灭菌消毒的方式处理。另外,针对科研实验室产生的废弃物,严格按照相关要求分类,如使用过的废弃针头、刀片、膜片钳实验所需的玻璃电极用完后应放置于利器盒中,由学校专门处理;针对实验过程中产生的废液,不得随意排到实验室的下水道,应该分类存放在专用废液桶内,桶外须粘贴明显标签标示桶内废液种类和主要成分等信息,以便学校定期统一回收。1.3加强危险化学品和气瓶的安全管理。贯彻“安全第一、总量控制、预防为主、防控结合”的方针,按照《天津医科大学实验室危险化学品安全管理办法》,针对本实验室的危险化学品,制定安全操作规程和安全事故应急救援预案,做好实验室危险化学品安全管理,保证实验室师生的人身安全及科研工作秩序,创造良好的实验工作环境,防止实验事故发生。本实验室建立了从申购、领用、使用、回收、处置的全过程记录和监控的管理制度;对危险化学品实行“五双”管理,即“双人保管、双人收发、双人使用、双台账、双把锁”。实验室由专人负责危险化学品的管理工作,遵循“用多少、买多少、先进先用”原则,建立危险化学品的档案,包含危化品的品种、CAS号、数量、用途、安全技术说明书、台账等信息。实验室管理人员每周进行巡检,做好检查监督工作。另外,加强实验室承压气瓶的安全管理。本实验气瓶有氮气、混合氧(95%氧气+5%空气),高纯氧(99.999%),在气瓶表面均有明确标识(惰性/助燃等),采用气瓶架竖直放置气瓶,防止倾倒;在气瓶开关位置均加有安全阀。每次换气前检查气瓶的使用期限,对于超过检验有效期的气瓶及时退回送检,建立气瓶的使用、更换等档案。

2仪器设备管理

仪器设备管理是实验室管理的重要内容。本实验室设备累计总值达500多万元,其中10万元以上大型贵重仪器设备14台,均加入学校贵重仪器共享平台,面向校内外开放,每台贵重仪器每年累计机时超过850h。按照《天津医科大学实验室贵重仪器设备管理》规定,实验技术人员负责大型仪器设备的日常管理、维护大型仪器,建立完整的技术档案,包括设备技术资料(使用说明书、合同、装箱单等)、操作规程、操作使用和维护等的记录。同时负责对仪器使用者进行培训、疑难解答和考核等,只有参加培训并且考核通过的老师和学生才有权限预约后独立操作相关仪器,为他们以后的实验研究打下坚实的实验操作基础。对没有通过考核,或者违规错误操作的人员,超过2次取消其使用权限。对于人为破坏仪器的人员按照《天津医科大学实验室仪器设备器材损坏、丢失赔偿办法》规定,追究其责任并要求赔偿。对于实验室常用的小型仪器设备,本实验室采用研究生参与、以老带新(高年资学生带低年资学生,即博士带硕士,硕士带本科)的管理办法,实验室管理人员和研究生一起负责日常维护和保养等事宜,保障实验工作的顺利开展。实验室管理人员对实验室的大型仪器和常用仪器分别建立档案,包含仪器的配件与专用耗材及其说明书、操作规程与使用记录等信息,存放在指定位置,方便调用和借阅,避免由于实验室人员流动造成缺失。另外,实验室管理人员要加强学习,更新专业知识,积累工作经验,确保仪器设备正常运行,发挥科研实验室科学研究和人才培养的平台作用。

3建立高效、节约的实验用品购买和领用管理办法

实验用品包括生化类试剂和实验耗材,由实验室管理人员统一从学校对应网上平台订购。实验室的办公类设备和耗材通过天津市政府采购中心网上商城采购。生化试剂和耗材通过天津医科大学实验用品管理平台订购,该平台规范了实验用品采购途径,同时便于实验室管理人员对实验用品进行网络信息化管理。实验室管理人员可选择信誉良好、质量可靠、送货及时、售后达标的供货公司购买。对于常用且易于保存的试剂耗材,如口罩手套、微电极接口和电极丝等可以一次多订购一些,实行领用登记制,这样不但可以节约实验支出,又能避免实验用品缺失,耽误实验进展。实验试剂耗材等实验用品种类和数量的不断增多,给实验人员的人身安全和环境安全带来巨大的威胁[5]。因此,实验室管理人员需要依据本实验室的具体情况制定严格的试剂耗材领取、使用和回收的制度并监督实验人员切实执行。领用后的试剂耗材必须分类存放,并标记领用人、名称和开启时间等信息,特别是需要冰箱冷藏或冷冻的试剂,根据说明书安全存放和使用。

4建立以人为本、可持续发展的实验室文化

实验室文化是一个实验室精神风貌的集中反映,是实验室发展的灵魂,是对实验室进行有效管理,以保证其高效运作的必然要求[6]。本实验室项目负责人田心教授是人事部审批回国定居专家,全国优秀教师,全国师德先进个人,国家自然科学基金评审专家和中华医学科技奖评审专家。田心教授具有高度敬业和无私奉献的精神,用榜样的力量感染和带动全体实验人员,紧跟学校建设高水平研究型医科大学的办学思路,把实验室的文化建设与学校培养目标结合起来,培育以人为本、可持续发展的实验室文化。实验室管理人员必须树立以人为本的理念,以实验人员为出发点,激发和调动他们的主动性、积极性和创造性。在学术方面,学生可自由发表自己的观点,选择自身感兴趣的课题研究方向,鼓励自主发展;在生活方面,关心学生,了解每个学生的思想动向,对于家庭困难的学生给予经济上的资助。同时实验室设立激励机制,定期奖励参与实验室管理的学生,奖励发表科研论文和申请专利的学生。经过多年发展,实验室内部形成了积极、乐观、奋发、向上的实验室文化。这种文化是实验室宝贵的精神财富,是实验室可持续发展的重要动力,它提高了实验人员对实验室的认同感、归属感和忠诚度,使实验室成员形成一个有机整体,朝实验室制定的目标一致努力。

5结语

科研实验室的管理水平直接影响着科研和学科发展,进而影响学校整体办学水平和综合实力。实验室管理人员要具备高度的责任心和工作热情,并且严格执行实验室管理制度,强化安全培训,培养实验人员的安全意识,减少和避免安全事故。实验室管理人员还要不断提高科研素养和专业知识,掌握仪器设备维护方法和更新换代动向,并妥善管理实验用品,辅助实验室建立以人为本、可持续发展的实验室文化。总之,高校科研实验室的建设和管理任务极其复杂和艰巨,意义重大,需要不断地改进和完善,给科研人员提供有效的服务,以保障科研工作顺利展开。

作者:刘迢迢 单位:天津医科大学

参考文献

[1]周云涛,张原,张双才,等.浅析高校科研实验室培育及评价体系[J].实验室研究与探索,2012,31(6):186-189.

[2]孟昭霞.高校实验室创新性管理[J].实验室研究与探索,2013,32(6):202-205.

[3]谷淑波,贺明荣,樊广华.高校科研实验室安全管理的几个重要环节[J].实验室科学,2013,16(3):193-195.

[4]赵旎.高校科研实验室安全管理现状分析及对策[J].实验技术与管理,2016,33(8):242-244.

第9篇:生物医学工程专业研究方向范文

关键词 分子肿瘤学;研究型教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)12-0081-02

近年来,恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内,每年新发癌症患者约1000多万,死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升,如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入,积极探索新技术、新方法,使肿瘤学研究得到飞速发展。

分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科,是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中,进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质,为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向,但随着现代生物技术发展的日新月异,原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势,有力地推动生物技术向多专业渗透,促进边缘交叉学科领域的发展,学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程,主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展,并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求,对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。

1 以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容

随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移,肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分,不论是肿瘤发生发展的分子机制,还是临床肿瘤诊断治疗,都取得长足进步[1]。

北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向,与医学肿瘤专业相比,在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景,掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识,在基础研究方面具有优势,但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此,分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程,而是着重以肿瘤基础研究为背景,拓宽研究领域,深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域,以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域,从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上,进一步发现新的肿瘤标志物,用于肿瘤的早期预测与防治。

2 以研究型教学为主导确立课程教学方法

研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期,是研究生培养过程中的一个基础环节。因此,这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续,而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主,师生交流与互动少,只适于简单的传授知识,不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。

2.1 转变观念意识,优化课程设置

为了更好地增强教学效果,培养学生的综合能力,在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念,以研究型教学为主导,结合课程的基础性与前沿性,优化课程设置,确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标,制定出一套适应研究生教育的教学大纲,既满足研究生的知识需求,又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中,以学生为中心,教师发挥组织和引导作用,根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素,充分激发学生的主动性与积极性。

在课程设置中,没有采用固定的教材形式,而是根据学生背景知识的差异,结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势,采用启发式、讲座研讨式的教学方式,有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分:

第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识,包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识,既照顾了那些基础薄弱的学生,同时给基础好的学生进行了复习;

第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制;

第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。

在授课中,从激发学生的创新思维目的出发,鼓励研究生参与课堂讨论,并结合学院一些学术前沿讲座,通过学术报告和学术交流,使学生更广泛拓宽学术视野,提高综合科研水平。

2.2 研究型教学在课堂中的实践

研究型教学是在教师的启发指导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容,通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流,使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。

分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科,知识更新快,教材不能涵盖最新的研究内容,因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习,从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献,不断更新知识,在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法,既丰富了教学内容,又调动了学生的科研兴趣。

分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础,教学内容涵盖的知识点多、涉及面广,新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时,课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题,让学生课后分组查阅相关文献,准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路,查阅该通路包括的知识点,如蛋白种类、特点及调控功能,思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制?是否有其他小分子如miRNA的参与等?学生课后准备充分,结合自己今后的研究方向,积极探索与发现问题,在课堂交流中活跃,既丰富了课堂教学内容,又促进了对新知识的学习。

此外,还注重将本学院的研究成果融入教学过程中,如在介绍病毒与肿瘤这章内容时,为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果;在讲细胞生物学时,结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展,为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势,为今后进实验室开展研究工作奠定基础。

3 完善课程考核方式

课程考核是课程质量的重要内容,以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中,主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中,文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节,学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识,并与相关知识融会贯通,运用各种知识解决实际问题。因此,撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写,考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。

专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度,包括能否把握文献的核心内容,能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时,学生学术交流水平也纳入成绩考核部分,包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力,同时可以锻炼撰写论文的能力。

4 结束语

肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点,尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展,生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段,使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制,掌握癌基因特异性的分布规律,揭示基因信号内在的生物学意义,有力地促进肿瘤学的发展,为肿瘤的临床治疗奠定基础。

北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程,旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念,引入研究型教学模式,把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中,强调对知识学习的自主性与探究性,注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点,创造性地进行教学设计,激发学生的科研兴趣,有利于全面培养研究生的综合创新能力。

参考文献

[1]陈正堂,等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志,2011,36(4):315-318.

[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索:“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报:社会科学版,2012(1):

18-24.