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生物医学工程培养方案精选(九篇)

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生物医学工程培养方案

第1篇:生物医学工程培养方案范文

关键词:生物医学工程;校企医合作;人才培养模式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)42-0001-03

生物医学工程是一门工程应用型专业,医院是该专业的服务对象,医疗器械生产企业是该专业服务医学诊断的途径。作为以人才培养为目标的高校,培养生物医学工程专业人才,必然需要依托与企业、医院之间的紧密合作。当然高校是生物医学工程专业人才培养的主要力量,也是责任方、组织方。高校在专业课程设置、教学过程的组织执行与监督以及学生质量的评价与监控等方面都应是生物医学工程专业人才培养的主场,这在很多文献中都有非常详细的讨论[1-7],本文主要分析与讨论生物医学工程学科内涵中所赋予责任的企业与医院在生物医学工程人才培养过程中的作用。

一、企业和医院在生物医学工程专业人才培养过程中起到非常重要的作用

1.参与生物医学工程专业建设,为专业建设提供导向。专业建设是人才培养的最重要工作[8,9]。生物医学工程专业建设只有得到企业或医院的认同与参与,才能确保在人才培养过程中始终围绕社会对该专业人才目标进行[10]。通过企业与医院的信息反馈,为生物医学工程专业建设提供依据与导向,避免课程体系、教学内容与社会的实际需求存在较大差距,学生毕业后无法适应专业岗位要求等现象。

生物医学工程是一门多学科高度交叉、高度融合的学科专业,其在各个学校的办学方向不尽相同,所牵涉到的企业也不一样,因此在生物医学工程专业建设中要紧紧围绕其办学方向,选择好合作办学的企业和医院。

企业与医院参与生物医学工程专业建设的形式多样。首先成立由高校、企业与医院相关专家共同组成的专业教学指导委员会,该委员会的作用与职能是确定以企业和医院相关岗位对人才需求为导向,以能力、知识为依据的专业人才培养方案。并定期召开委员会会议,高校及时了解企业的发展动向,医院的现实需求,为及时修正专业课程体系、教学内容、教学方式提供有力的依据。

2.参与生物医学工程专业教学活动,为专业教学提供支持。生物医学工程,作为一门工科专业,与企业生产实际、医学诊断与治疗技术发展相联系是至关重要的。企业和医院可以更新生物医学工程专业教学内容和教学方式,使得课程和教材内容与发展前沿同步更新。用企业经验和医院需求支持专业课程的充实与改革,培养学生先进的专业思维和创新意识。

与企业医院共建课程是校企、校医在教学上合作的形式之一。高校可以聘请企业、医院的技术专家到校为本科生开设专业课程,在教学内容上与生产实际,与医学问题直接发生联系。特别是对于工程性很强的课程,可以与企业或医院共建课程。另外,邀请相关高级技术人员到学校来讲学,为本科生讲授国内外相关技术的最新发展资讯,可以进一步拓展学生的专业知识。

3.提供生物医学工程实习场所,为提高学生专业实践能力提供条件。工程实践能力是生物医学工程专业本科生创新能力的重要内容之一。实习是学生工程实践能力提高的必经之路[11-13]。实习场所的选择、实习时间与形式上的保障、实习内容的组织都会影响实习的效果,也会影响学生工程实践能力的培养与提高。然后生物医学工程专业学生的实习,除了选择生产企业去实习外,还应到医院的相关科室实习。

生物医学工程专业应安排两次实习。一是在进入专业课程学习之前,安排一个专业认识实习。在这次实习中,既到生产企业参观产品生产线,了解企业的经营状况等,也到医院相关的科室了解医生对工程上的需求,参观医院里的设备,了解其原理、应用对象等。这次实习的主要目的就是要让学生了解在接下来的专业课程的学习的主要内容和服务对象,激发学生对专业课程的学习兴趣。二是在毕业之前安排生产实习。这次实习可以由学生自己的专业发展规划自由选择到生产企业去实习还是到医院去实习,切实提高学生的专业工程实践能力。

4.参与专业教师队伍建设,为提高专业教师教学能力提供帮助。教师是教学过程的主导者,是专业教学计划与活动的执行者,教师队伍质量的高低往往直接影响到本科教学质量的优劣[14-16]。对于生物医学工程专业的教师,其教学能力所涉及的面很宽泛,要求也更高。特别是青年教师教学经验不足,虽然在理论知识方面比较扎实,但在工程实践能力方面较弱,项目经验缺乏导致其教学能力的不足。企业和医院在专业教师队伍建设中可以发挥非常重要的作用。一是向高校提供兼职教师,专业工程实践相关的课程可以与企业或医院共建,聘请相关校外专家担任课程的任课老师,作为高校专业教师队伍的有效补充。二是通过科研合作、企业挂职锻炼等形式为生物医学工程专业教师提供工程实践能力锻炼的机会,逐步提高教师的教学能力,特别是在工程实践方面的教学能力。

5.提供资金与设备支持,增进学生的专业学习兴趣。企业相较高校,资金比较宽裕,拥有专业领域设备的生产线与研发环境。医院拥有充足的医学临床检查设备,这些设备一般都比较贵,如磁共振成像、CT成像等,高校一般都没有如此雄厚的资金来购买这些设备。而这些企业和医院所拥有的这些设备在生物医学工程专业教学与实践中非常重要。企业和医院能够支持生物医学工程专业教学,对于切实提高学生专业工程实践能力有着非常重要的意义。另外,有些企业为了提高知名度、回报社会等,常常通过捐助基金、设立奖学金等形式对高校生物医学工程专业建设与发展给予资金支持。

二、充分发挥高校、医疗器械生产企业、医院的优势,进一步完善生物医学工程专业工程实践教学体系

高校拥有大量的科研能力很强的师资队伍,具备承担国家、自治区重大科研项目的能力,在专业理论、科学试验和工程实践方面具备丰富的经验。是培养学生工程实践能力的主要力量,也是责任方。因此,高校应通过课程实验、课程设计等活动初步训练学生的工程实践能力,通过组织学生参加教师科研课题、大学生创新活动和科协等来提升强化工程实践能力。

医疗器械生产企业的优势是直接面向生产,拥有大量的工程技术人员,掌握着大量工程技术问题及其解决方案,可以为学生提供良好工程实践场所和技术指导等条件。企业可以通过指导实习、毕业论文、讲学以及参与制定培养方案等方式参与到学生的工程实践能力的培养活动中。

医院是生物医学工程学科的服务对象,其优势是掌握大量的医学诊断和治疗的医学问题,并拥有大量的医学设备和经验非常丰富的医生,可以为学生的工程实践能力的培养提供问题来源和实践对象。可以通过提供认识实习的场地、到高校讲学、指导毕业设计等形式融合到学生工程实践能力培养体系。

三、充分考虑高校、医疗器械生产企业和医院的文化差异和价值取向,构建长期有效的人才培养合作机制

高校与企业、医院之间的利益并不完全相同,为了找到校企医合作的利益共同点,三方应该从社会进步和企业发展战略的高度认识校企合作的长期效益。在校企医具有共同一致的合作理念和互惠互利的合作宗旨的前提下,共同对合作项目进行系统管理,在思路上要站得高、看得远,从学校和企业、医院发展的共同愿望出发,将各方关心的热点问题提升到战略的层面上沟通并统筹;在具体合作项目的操作上则要重心低,在具体的作业层面直接接触和开展工作,学校与企业、医院直接融合;在融合中开展多种形式的项目合作,形成良性循环的合作机制;建立全方位的校企医合作体系,实现校企医各方的资源共享与整合。

如图1所示,建立以科学研究为纽带、以人才输出为手段的高校、企业、医院之间的长期合作机制,为生物医学工程学生的工程培养提供良好的条件。科学研究是高校的三项职能之一,是提高人才培养质量的重要支撑;是企业提高产品质量,提升企业核心竞争力的重要手段;也是医院提高医疗服务水平的关键手段。因此,在高校与相关企业和医院之间建立良好的科学研究合作关系,符合三者的价值取向。高校提升自己的科研能力和解决医疗器械关键核心技术问题的能力,以与企业、医院保持良好的合作关系,可以为学生工程实践能力的培养提供良好的条件。

同时,对于企业和医院来说,提升竞争力或服务水平关键在于人才,高校与企业、医院联合起来可以培养高素质的技术人才,企业、医疗可以优先选择这些人才。同时,因为人才对相关企业或医院在就业之前就有一定的了解,在大学期间所学习的知识和能力在工作中可以用得上,相比其他人来说更快地进入工作状态,他们更愿意选择合作企业或医院,企业和医院也愿意接受。

在我们的教育实践中,已经成功建立了高校、企业与医院在人才培养方面合作的长效机制。6年来的实践表明,我校充分调动医疗器械生产企业和医院参与到生物医学工程教学活动的人才培养模式是成功的。这既得到了毕业生的欢迎,也受到企业和医院的青睐。我们将继续推进三者紧密合作,旨在为我国医疗器械行业培养切实可用的高端技术人才。

参考文献:

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[2]叶福丽,史贵连.生物医学工程应用型人才培养方案的研究[J].中国西部科技,2015,(02):100-102.

[3]刘锐岗,杨滨,付峰,等.军事生物医学工程创新人才培养模式初探[J].医疗卫生装备,2014,35(03):145-147.

[4]陈洪波.依托校企医合作的生物医学工程专业学生工程实践能力培养体系的构建[J].实验技术与管理,2014,(12):6-8.

[5]王伟,段磊,朱松盛,等.深化实验教学示范中心建设培养“医用导向型”生物医学工程创新人才[J].实验室研究与探索,2014,33(5):138-141.

[6]陈洪波,罗梅兰,陈真诚.“卓越计划”背景下的生物医学工程人才培养模式[J].教育教学论坛,2012,(6):88-90.

[7]郭圣文,吴效明.理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践[J].中国医学物理学杂志,2013,30(2):4084-4088.

[8]周凌波,王芮.从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究,2014,(04):6-14.

[9]叶丹,罗静,侯长林.利用区域资源推进专业建设转型[J].中国高等教育,2014,(18):30-31.

[10]王能河,但汉久.国家级生物医学工程特色专业建设实践与探索研究[J].辽宁医学院学报:社会科学版,2014,(02):56-59.

[11]艾宁,阮慧敏,刘会君,等.创新生产实习教学模式强化工程实践能力[J].实验室研究与探索,2012,31(11):150-153.

[12]孙爱晶,范九伦,赵小强.卓越背景下实践教学方法改革与学生工程实践能力培养[J].中国大学教学,2013,(6):79-81.

[13]常云龙,李荣德,袁晓光,等.强化工程实践能力与创新能力的培养[J].高等工程教育研究,2011,(4):101-104.

[14]张龙飞,张西广.高校专业老师教学能力结构及IK能力分析[J].计算机教育,2012,(2):88-90.

[15]张西广,王佩雪.高校专业教师教学能力之EP能力分析[J].计算机教育,2012,(16):89-91.

[16]孙羡,于君.专业教师教学能力要素驱动教学效果的有效性研究――基于学生视角的实证分析[J].长春工业大学学报:高教研究版,2012,33(3):90-93.

Mechanism and Practice of Enterprises and Hospitals Integration in Biomedical Engineering Professional Personnel Training

CHEN Hong-bo

(School of Life and Environmental Science,Guilin University of Electronic Technology,Guilin,Guangxi 541004,China )

第2篇:生物医学工程培养方案范文

关键词:电子技术;生物医学工程;问题驱动

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.130

1 引言

生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关技术问题保障人类健康为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务[1]。多学科的交叉使得生物医学工程不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学。我校生物医学工程专业是工程技术为主,医学知识相结合的专业,以培养能在医疗仪器、医学信息处理等领域从事研发、教学、管理等工作的人才为目标。电子技术在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子技术完成信息检测与处理、系统控制等核心功能[2]。

“电子技术”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,课程的技术性和实践性较强。通过理论知识的学习要求学生掌握电子技术的基本概念,基本电路和基本技能,同时相关的实验培养学生的工程素质、动手能力、创新能力以及自主设计的基本能力[3]。目前,国内很多高校生物医学工程专业开设的电子技术理论和实验课程都普遍存在着一些问题:

(1)理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出;

(2)偏重于理论教学为主,实验为辅,学生被动的接受知识,学习兴趣不高;

(3)实验内容固定,验证性实验过多,缺乏学生自主创新的设计性实验。因此,探索切实可行的适合于生物医学工程专业的电子技术课程的教学模式与教学方法已成为提高电子技术课程教学质量的必然要求。

2 问题驱动法

问题驱动式教学方法近年来得到了很多教学人员的关注,在众多的课程中得到了应用[4-5]。百度百科中定义:问题驱动教学法即基于问题的教学方法(Problem-Based Learning,PBL),区别于传统的LBL(Lecture-Based learning,LBL)[6],PBL教学模式是一种以学生为主体、以专业领域内的各种问题为学习起点,以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案的学习方法。

问题驱动教学法要求学生与教师转变在传统LBL教学中的固有地位,学生由被动的知识接受者转变为主动的信息加工者和知识构建者,教师从知识的灌输者转变成为学生主动加工信息、构建知识的引导者。问题驱动教学法大概分为四个步骤:(1)提出问题;(2)分析问题;(3)解决问题;(4)结果评价[7]。教师在教学前期,要明确教学目标,设计执行方案,提出问题。在教学过程中,教师安排学生活动,引导学生自主分析,相互讨论和交流。然后在分析的基础上,让学生们提出解决问题的方法,进行实践。最后,对过程和结果进行评价。可以看出,问题驱动法能够提高学生学习的主动性以及在教学过程中的参与程度,激起学生的求知欲。但是并不意味着教师的参与程度减少了,这种教学方法对教师的要求更高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。

《电子技术》课程作为是工科专业的基础必修课,具有理论性和实践性并重的特点。其课程内容、基本概念、技术术语、电路种类多,学生学习起来比较困难。为了提高电子技术课程的教学质量,很多学校都开展了电子技术课程的教学改革,其中问题驱动法就是选择的新教学模式之一。但是,由于各种原因,如教学目标的定位、问题驱动法的理解、具体实施过程中的执行力等,基于问题驱动法的教学改革并不是一帆风顺的。作为生物医学工程专业的基础必修课,《电子技术》又有其特殊性,其课程的教学目标侧重于让学生掌握面向生物医学及医学仪器的电子技术,如果理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出,学生对于课程内容在专业上的应用不甚了解,就会影响到对后续专业课程的学习,甚至影响到将来从事生物医学工程专业相关工作的能力。因此,有必要研究具有生物医学工程专业特色的电子技术课程的问题驱动法。

3 问题驱动法的实施

进行问题驱动的教学模式,需要教师有效掌控和恰当引导。下面,主要从教师的角度来阐释需要注意的问题,对问题驱动法的四个步骤进行分析。

(1)提出问题;在课程开始之前,教师要制定问题,需要其具有全局的概念,考虑各方面因素,包括:教学大纲、培养方案、授课教材等。在问题的选择上应该考虑以下几个方面[8]:

1)问题是否和某个单元的教学内容相关;

2)问题是否对学生具有吸引力;

3)问题实施的时间和硬件条件是否能够保证;

4)问题是否联系实际,是否与生物医学工程专业的应用相关;

5)问题之间是否具有连续性,是否具有系统性;

为了突出生物医学工程专业特点,问题设计必须贴近专业应用。问题之间最好具有关联性,由小的模块小的问题,最终组合而成大的模块大的系统,解决与专业相关的问题。

举例说明:在模拟电子技术中,所选用的教材为高等教育出版社出版,童诗白、华成英主编的《模拟电子技术基础第四版》[9]。根据教材中的内容,结合生医专业应用,可以围绕心电信号检测仪的各个模块展开,设计以下问题:微弱生理信号放大、信号滤波、非矩形波整形为矩形波、直流电源设计。下表1中显示设计问题与教材章节的知识点对应。从表中可以看出,除了第九章的内容没有体现,其他章节的知识在问题中均有涉及。由于学时的限制,教材第九章的功率放大电路目前并不在本校生物医学工程的模拟电子技术教学大纲中。

在布置问题的时候,加入情景带入,首先向学生讲解人体心电信号的特点,心电监测的临床意义,再提出心电监测仪的采集、放大、滤波、整形、供电问题。其中在信号放大部分,涉及的知识点较多,要对前级放大和后级主放大进行分开设计和说明。随着课程内容不断深入,问题不断得到解决之后,可以将各个模块组合,并加入右腿驱动电路或50Hz陷波电路,实现简易的心电信号检测电路。最后的整体电路进行实际人体测试,用示波器观察信号,这样学生在学习模拟

电子技术知识的同时,锻炼了实践动手能力,还能与专业应用结合起来,了解电子技术知识在生医专业中的用武之地,一举三得。

(2)分析问题;在课程教学中,教师按照进度向学生一一展示问题,引导学生根据所学知识,对问题进行分析。在这个阶段,教师需要做到以下几点:

1)引导学生进行分组,任务分配;

2)引导学生对问题内容进行分析;

3)引导学生将问题与所学知识相关联;

4)引导学生文献查阅资料;

由于学生的基础有限,在这个阶段,可能会遇到以下情况:对问题的分析存在偏差,无法与知识点相结合、查阅获取文献的能力不足,教师要及时的提供帮助,在学生为主导的前提下,掌控整体过程。

(3)解决问题。在问题分析完成的前提下,学生提出解决问题的方案,并具体实施。教师需要考虑的是:

1)方案是否具有可行性;学生所提出的方法是否合理正确。对于存在问题的方案,是放手让学生尝试,还是进行适当的干预提示其改正,需要教师结合具体情况进行操作。

2)方案实施是否顺利;方案的实施需要时间与精力的付出,《电子技术》中的问题解决往往需要实际的电路焊接和调试环节,课程的学时如何安排,硬件实验环境如何保证是教师需要考虑和协调的。此外,对于初次进行电路制作的学生,教师运用经验为学生提供元器件选择和购买、电路焊接及调试训练等实践方面的帮助,也是必不可少的。

解决问题的整个过程由学生完成,教师不可代办,但是在适当的时候提供帮助,能够提高完成效率,保证进度。

(4)结果评价。对于整个过程中学生的表现,需要比较客观的评价。常用的方法将自我评价、小组互评、教师评价三个方面相结合。

自我评价是学生回顾和反思过程中的得失,对自我形成清楚客观的认识。小组互评是组间成员根据参与度、贡献度、工作表现、沟通能力等对组员同学进行分析点评。

虽然在问题驱动的教学模式中,教师的身份发生了转变,但是并不意味教师的地位和重要性降低了。教师要密切关注学生的状态和表现,最终对其进行评价。为了激励学生,帮助学生正确认识自我,树立学习后续课程的兴趣和信心,教师在对学生进行评价的时候要注意以下几点:

1)评价公正,也不忘因人而异;对待学生的评价要做到客观中肯,但是也需要考虑学生的差异性。成绩优异的学生与基础较差的学生在小组中的分工不同,贡献度有区别。为了激发学生的积极性,教师的评价不能采用单一标准,而是应该多元化,从合作精神、交流能力、文献收集、电路制作、文字编写等各个方面入手,照顾到各个层面的学生。

2)评价能力,也不忘评价态度;对待学生的评价不光要考虑其知识与技能,还要注重他们在情感、态度方面的表现。课程内容的学习只是一个方面,关注学生知识技能之外的情意发展,有助于其更长远的进步和成长。

3)评价结果,也不忘评价过程;教师的评价不应该过分关注最终解决问题的结果是否正确,而是要侧重于学生在分析问题、解决问题的过程中所表现出来的能力、态度和情感。学生在过程中的提升和收获,才是教育的主要目的。

4)评价个人,也不忘评价团队;教师的评价除了针对学生个人,还要涉及到团队。强调团队的分工合作,有利于培养学生交流沟通,与人协作的能力。

4 结论

问题驱动法能够提高学生学习的主动性,激起学生的求知欲,其教学模式十分适合《电子技术》此类工程性和实践性较强的课程,在许多高校教学改革项目中得到应用。生物医学工程专业的电子技术课程要与学科特点相结合起来,因此问题驱动法的实施既有与其他课程的共性,也有其自身特点。教师在问题的设计环节,要结合生物医学工程专业的电子技术应用,让学生在学习电子技术知识和技能的同时,对专业发展及就业方向有一定的认识,同时也为后续的专业基础课打下基础。

参考文献:

[1]谢勤岚,曹汇敏,黄敏.生物医学工程专业课程体系建设[J].教育教学论坛,2013(47):86-88.

[2]谢勤岚,曹汇敏,陈军波.生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学探究[J].中国电力教育,2013(28):94-95.

[3]李正义,曹汇敏,谢勤岚.生物医学工程专业电子类综合实验教学探索[J].中国西部科技,2015(01):95-96.

[4]曾钰,韩晓艳,陈丕炜.基于问题驱动模式的高等数学教学研究[J].才智,2016(23):95.

[5]曹春萍,陈平.问题驱动法在“数据结构”教学中的应用探讨[J],中国电力教育,2014(23):78-79.

[6]钟丽莎,李佳凌,黄志伟,曹高飞,肖波.生物医学工程专业“电子技术课程设计”教学改革初探[J].福建电脑,2013(01):168-169.

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[8]秦红霞.项目教学法在中专《电子技术》课程中的应用研究[D].武汉:华中师范大学,2013.

[9]童诗白,华成英.模拟电子技术基础第四版[M].北京:高等教育出版社,2006.

第3篇:生物医学工程培养方案范文

生物医学工程学(Biomedical Engineering,BME)是综合物理学、生物学、医学和工程技术科学的理论和方法,多层次研究人体结构、功能和各种生命现象的理、工、医密切结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。21世纪是生命科学与医学的世纪,随着知识时代的来临,生物医学工程技术得到了日新月异的发展,正以前所未有的迅猛态势渗透于社会的方方面面。如何培养“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的医工结合人才是生物医学工程学教育迫切需要解决的重要课题,但是传统的实验授课方式与培养创新型高素质医工结合人才的目标严重冲突,只有改进实验教学方法,才能达到实验教学效果的最优化,促使学生智力和多种能力不断发展,满足时代的要求。

2.实验教学现状分析

目前,在国内开设生物医学工程专业的高校仍然主要以传统授课式讲解(Lecture-Based Learning,LBL)的实验教学模式为主,实验教学中存在如下问题:(1)实验教学由教师做主角,实验设备、实验材料、实验设计,甚至于实验记录都是老师早就准备好的,实验结果也是教师了然于胸的。学生缺少自主性,抹杀实验课的学生主体地位[1]。(2)传统实验教学内容偏重验证型实验,综合型、设计型、创新型实验较少。实验项目的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定,忽略实验项目之间的有机结合性和连贯性,存在实验项目之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。(3)传统实验教学没有考虑学生的学习兴趣,学生通常没有积极参与解决问题的意识。(4)原有实验教学大纲中设置的演示性、验证性实验比较多,不仅造成课程拥挤,而且使基础学科与实践脱节,学生对知识的运用能力差,缺乏横向思维。

因此,在生物医学工程实验教学中引入国际上先进的PBL(Problem-Based Learning)教学模式,结合传统LBL学习策略,探索PBL+LBL教学法,是一个达到师生双赢的教学设计[2],必将在促进高等教育实验教学改革、实验室管理改革与发展、培养具有实践能力的复合型医工结合人才等方面具备重要意义。

3.实验教学改革的研究方法

温州医科大学作为浙江省省属高校里最早开设生物医学工程专业的学校,越来越重视生物医学工程专业实验课程的改革。我们在着手分析各门实验课程特点的基础上,寻找PBL与实验课程的结合点,辅以LBL实验教学模式,并在日常实验教学中进行实践,在这一框架下重新组织实验教学内容并进行实验教学模式改革。

3.1实验教学模型的构建

本课题研究组根据我校生物医学工程实验教学的师资力量和现有实验室资源,按照专业教育人才培养目标,引入PBL教学模式,结合传统LBL教学方法,分教学内容、教学目标、教学活动、教学环境、教学评价5个方面提出基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式的理论模型。

3.2实验课程设计及应用研究

为了使PBL+LBL教学模式在生物医学工程实验课程中实施的效果可以更直观,笔者以生物医学工程专业实验课程当中重要的一门专业基础实验课程《医学电子仪器实验》其中一个实验项目“心电信号的测量”为例,根据提出的基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式理论模型进行应用研究。

《医学电子仪器实验》教学内容设计:①实验的系统知识:学生进行PBL+LBL实验教学模式后,可以习得生理学、信号与系统、数字信号处理、电子技术基础、医学传感器等一系列内容,增加知识覆盖面。②实验的问题设计:在实验室现有设备基础上,如何进行心电信号测量、血压信号测量和血氧饱和度测量?

《医学电子仪器实验》教学目标设计:①实验前需要掌握的知识:导联组合方式、人体心电信号提取、过压保护电路设计、电极和导连线串入的高压信号处理、导联切换电路、前置放大电路、多级放大电路、模数转换电路,等等。②实验的能力培养:可以充分调动学生的学习热情和求知欲,培养学生的创新和自主学习能力,让学生掌握更多电路设计知识和综合检测等技术。③实验后的习惯培养:培养学生解决问题的能力、习得系统化的文化知识并培养良好的学习习惯,为终身学习奠定基础。

《医学电子仪器实验》教学活动设计:①实验前资料搜集:实验前,实验教师通过LBL教学方法讲解实验的基本原理和要求后,学生首先通过查阅有关参考书和利用图书馆资料,结合实验课程网络资源的资料,了解心电信号的特点,明确测量心电信号的临床意义,独立设计详细的实验操作方案。其次教师要求学生查阅实验有关的文献资料,让学生了解心电信号的采集过程,比较不同参考资料的实验方法,在本实验室现有条件下选择适合的仪器,设计心电信号采集电路。②实验中的小组讨论:学生分组讨论是PBL+LBL教学法的关键。笔者让学习成绩较好的与较差的学生混合编组,每组5~8人,使大家相互带动,共同提高。通过小组讨论和实验指导教师引导使学生认识实验中必须解决的关键问题。在以上问题的基础上,各小组对实验如何操作进行讨论,形成实验的初步方案。然后教师对各小组实验操作方案点评,确定最终的实验操作方案。③实验的操作与总结:各小组学生将依据讨论制订的最终方案进行实验。在实验操作结束后,由教师组织全班学生对各小组实验结果进行比较、讨论,对实验中未解决的问题和新发现的问题进行探讨、交流,将《医学电子仪器》的理论知识与实际临床问题联系起来,进一步深化学生对理论知识的掌握。

3.3实验教学考核评价机制改革

实验最后成绩包含如下几个部分:资料搜集、小组讨论情况、参与实验方案制订、实验操作、实验结果的分析处理。本课题组将以上实验成绩有关的几部分效果评价权重分配为(过程评价:资料搜集(5%)、小组讨论情况(10%)、参与实验方案制订(15%)、实验操作(20%);结果评价:实验结果的分析处理(50%)),实施考核实验过程评价与实验结果评价并重的评价方式。这样的设计有利于对教学效果和教学目标的实现情况进行随时评估,学生根据评估结果可以随时反思自己仍存在的问题。

3.4实验教学考核方法评估

笔者选择生物医学工程专业2012级学生开展实验研究,共4个班级120名学生,在2013~2014学年第二学期和2014~2015学年第一学期进行实验课程教学中应用PBL+LBL实验教学模型,对实验前后得到的实验成绩数据进行统计,并用SPSS 10.0软件进行分析和T-student检验,P

笔者通过设计问卷调查及组织访谈的形式,在实验教学活动结束后,采用不记名的方法,从如下几个方面调查学生对PBL+LBL实验教学模式的效果评估。共发出调查问卷120份,回收率为100%。

在PBL+LBL实验教学模式给学生带来的收获方面的问卷调查中,问卷中有96.5%的同学表示解决实践问题的能力得到了提高,只有2.5%持不确定的态度,1%的同学认为自己并没有什么收获;在PBL+LBL实验教学模式对增强自学能力、拓宽知识面及增加信息量有多大影响的问卷中,95%的同学表示各方面能力得到了一定的提高,收获颇丰;在PBL+LBL实验教学模式对学生以后学习和工作的帮助方面,表明大约91%的学生认为该课程对今后学习和工作非常有帮助、有帮助和有一定帮助;大约87%的同学对应用PBL+LBL实验教学模型感到非常满意、满意和基本满意,表明实验教学模式的设计获得了学生的普遍认可;大约84%的同学对实验教学的评价方式持非常满意、满意和基本满意的态度,表明PBL+LBL实验教学模型评估方式获得了学生的认可。

第4篇:生物医学工程培养方案范文

    生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科[1],是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。根据研究侧重点,生物医学工程学科可分为信息技术型、材料技术型、生物技术型、生物医学研究型、医疗器械产业型、临床生物医学工程、军事生物医学工程等7类[2]。当前讨论和研究的热点领域主要有:生物医学材料、生物力学、医疗信息技术、生物芯片与传感技术、组织工程及再生医学、介入医学工程、医疗器械等7个方面[3]。

    二、医科院校生物医学工程学科专业教育现状分析

    高等医科院校生物医学工程学科和临床医学结合紧密,医学大背景很深厚,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

    1.理工学科体系不完善。生物医学工程专业学科涵盖面非常广,广到什么程度呢?可以用四个字形容———“包罗万象”,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。目前大多数开设生物工程学的高等医科院校,物理、数学、化学等基础学科相比理工科院校比较薄弱,而且缺乏材料、自动化等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。

    2.复合型师资比较缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先需建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍方阵。在高等医科院校,生物医学工程专业师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

    3.创新能力培养不扎实。生物医学工程专业85%以上的基础课和专业(基础)课程都要开展实践教学,必须建设相应的实践教学平台,这些实验室建设要求高、仪器设备多、投入大,部分院校在生物医学工程专业课程实验条件建设经费投入不足,单独开设的实验课程比较少,实践教学体系不够完善;课程标准中演示性、验证性等基础性实验设置比较多,而综合性、设计性实验设置比较少[4];缺乏“大学生电子设计创新基地”等综合性实训实验硬件软件平台和组织管理经验;学生规模小,缺少其他理工科学科支撑,组队参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生挑战杯设计竞赛等活动较为困难。

    4.学生专业思想不牢固。生物医学工程学作为一门新兴的边缘学科,覆盖面广,涉及领域跨度大,专业知识体系复杂,专业课程内容在各学科之间交叉频繁,本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情;相对材料、自动化、机械、通信以及临床、医学影像等专业,生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽而不精”,“广而不细”等问题,就业时相对处于劣势;部分学生由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。

    三、对策初探

    高等医科院校要盯准医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标,突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养,深化教学改革,加大教学投入,改善教学环境,加强队伍建设,充分发挥医学院校资源优势,积极探索具有医科院校特色的生物医学工程专业教育培养模式,构建科学合理的课程体系和实践教学体系,不断提升生物医学工程人才培养质量。

    1.坚持走“先研究生后本科生”的教育培养模式。“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等特点决定了生物医学工程学科专业的开设和建设,对教学基本建设、课程体系构建、师资队伍力量、实践教学平台等方面要求比较高,必须具备一定水平的软硬件条件。医科院校在开设建设之初,往往存在培养方向不明确、课程体系不科学、平台条件不完善、师资力量不足等困难和问题,因此,对于计划开设生物医学工程专业的高等医科院校来说,要坚持走“先研究生培养后本科生培养”的教育培养模式,通过5-10年时间的研究生培养和学科建设,加强教学基本建设,积累教学经验,规范教学管理,建设一支高素质师资队伍和一批高水平的实验教学平台,构建完善的课程培养体系和实践教学体系,为本科生培养创造良好的学习条件和学习环境。

第5篇:生物医学工程培养方案范文

[关键词]生物医学仪器分析;课程内容体系结构;实践性教学

国内外的仪器分析课程是建立在物理和化学基础上的仪器分析方法,主要针对化学、材料、药学、环境、食品等专业的学生设置。而新兴的生物医学工程学科,其研究领域包括生物医学、生物力学和力生物学、生物材料、组织工程等。基于生物样品的特性,对生物医学仪器的分析要求已深入到基因、蛋白、细胞等水平。传统的仪器分析课程远远不能满足学生进行生物医学科研的要求。[1]在高校中已设置的仪器分析课程中的教学内容已经跟上生物医学研究的发展。但随着生命科学和医学的迅猛发展,人们对生物医学仪器的应用能力的要求也越来越高,迫切需要具有针对性、实用性和先进性的生物医学仪器分析课程。[2][3]我们针对生物医学工程专业的研究生开设了生物医学仪器分析这门课程。我们在对课程内容体系结构及实践性教学环节等方面不断进行探讨和改进,为本课程进一步特色化、系统化、前沿化的建设奠定了一定的基础。

一、课程内容体系建设

传统的仪器分析课程主要涵盖色谱法、电化学分析法、光学分析法、质谱法等四大类仪器分析方法。生物医学仪器分析课程内容建设区别于以往普通仪器分析课程的内容设置,重点突出“生物医学”的特点,以满足解决生物医学科学与工程领域的科学问题的要求。课程内容设置既要服务于解决科学问题,避免课程设置和实践应用脱节,又必须在掌握生物医学领域经典的仪器和方法的同时,紧跟前沿领域的高端仪器和方法。因此本课程内容体系结构包括以下三个部分,如图1所示,帮助学生通过仪器手段获取不同层面生物样本的定性、定量、形态及分布等信息从而解决生物医学科学与工程领域的科学问题。

(一)第一部分:基因或蛋白层面的检测仪器

该部分重点介绍基于基因或蛋白的生物样品的半定量或定量的检测仪器。基因水平的检测仪器包括:经典仪器———聚合酶链式反应、RNA电泳和核酸印迹分析,前沿仪器——实时荧光定量PCR仪。蛋白水平的检测仪器包括:经典仪器———荧光酶标仪、蛋白质印迹分析、酶联免疫吸附测定分析,前沿技术——二维电泳。

(二)第二部分:组织或细胞层面的观察或检测仪器

该部分重点介绍基于组织或细胞的生物样品的观察或检测仪器。组织或细胞层面的观察仪器包括:经典仪器———倒置显微镜、相差显微镜、微分干涉显微镜、荧光显微镜,前沿仪器———激光共聚焦扫描显微镜。细胞层面的检测仪器:前沿仪器———流式细胞仪。

(三)第三部分:有机大分子或活性物质层面的分析或分离仪器

该部分重点介绍基于有机大分子或活性物质的生物样品的分析或分离仪器。蛋白质、核酸、氨基酸、多糖类等生物大分子的分离或分析仪器包括:经典仪器———高效液相色谱法、气相色谱法,前沿仪器———超临界流体色谱、毛细管色谱、高效薄层色谱等技术。这三部分的学习能让学生掌握前沿生物医学仪器分析手段,对生物样品进行定量、定性分析,观察样品形态、分布,对样品进行分离等,训练学生解决科学问题的能力,使学生掌握必备的理论知识、科研思维和实践技能,提高科研能力。

二、实践性教学的建设

实践性教学是理论教学的扩展和延深,对于增加学生对理论知识的理解和感性体会,培养学生的实践能力和创新精神,具有十分重要的作用。[4]它可以弥补单纯理论教学的不足,提高将所学知识转化为实际应用的能力,与理论教学环节相得益彰。而现有的仪器分析课程所设立的实验项目大多为验证性实验,实验方法较为固定,实验内容与学生专业和研究方向脱节,不能及时更新。因此,本课程提出了设计性、创新性和挑战性三个层次的实践环节。

(一)设计性实验

设计性实验是指给学生基于经典实验的实验项目,但不提供成熟的实验步骤,由学生自主设计实验计划。设计性实验不是简单重复的验证性实验,不能机械地套用做过的实验来解决问题,而是让学生必须独立思考,设计实验方案,使其有发挥创造力的余地。要求学生在查阅文献的基础上,设计实验方案,包括所用方法、原理、仪器和具体实验步骤,经指导教师审阅后进行上机操作,完成整个实验过程,记录实验结果,处理实验数据,分析实验结果,验证实验方案设计的可行性,最后写出规范的实验报告。举例:采用高效液相色谱法测定柑橘种子中的柠檬苦素的含量,样品来自教师的教育部产学研结合项目,但样品的浓度未知。由学生来设计实验方案,确定高效液相色谱参数,对样品进行定量测试。

(二)创新性实验

创新性实验是指不限定实验题目,给学生提供一个开放的实践平台,由学生自主提出感兴趣的实验题目,实验选题要求具有创新性、综合性。学生通过文献查阅,选择合理的仪器分析方法,设计具体的实验方案,共同讨论方案的可行性,在设计好具体的实验方案后,上机操作,获取实验结果。注重利用本学院的前沿科学研究项目来引领学生的创新性实验。教师可以根据自己负责或参与的科研项目,提供样品或科学问题给学生,鼓励学生研究自己导师的项目中的科学问题或是由项目引申出来的科学问题,紧跟学科前沿,并体现生物医学研究应用的特色。通过引导学生自己设计创新性实验,可以使学生更好地发现问题、提出问题和解决问题。举例:宇航员在失重情况下会产生骨质疏松,那么在失重条件下成骨细胞会发生什么变化?这是由教师的自然科学基金项目引申出来的科学问题。学生可采用多种生物医学仪器,如流式细胞仪、实时荧光定量PCR仪及激光共聚焦显微镜来研究成骨细胞的细胞周期、特异性基因及细胞形态等多方面的变化,综合运用所掌握的仪器全面地探索细胞发生的变化,深入研究科学问题。

(三)挑战性实验

挑战性实验是指学生挑战生物医学研究前沿领域或是教师的前沿科研项目中还没有解决的科学问题,通过生物医学仪器手段探索这类没有答案的、高难度的科学问题。挑战性实验给予学生没有约束的思维空间,充分激发学生的潜能,为学生提供自由思索、探究的平台,对于学生的超越性、创新性研究具有极大的推动作用,非常有利于培养学生勇于探索、敢于创新的科学精神。举例:细胞结构的三维重建是一个前沿热点问题,如何利用激光来重建细胞的三维结构更是没有现成的方法可供参考。学生在理解激光共聚焦显微镜工作原理的基础上,设计详细的实验方案来观察细胞的亚显微结构,并进行细胞三维重建。通过多层次的实践教学,提高了学生学习的参与程度和主动性,取得了良好的教学效果。学生表示不仅仅掌握了实验技能,更重要的是建立了独立从事科研活动所必需的科研方法、科研思维和科研精神,对于以后课题的科研工作充满了信心,并满怀期望。本课程与国内许多高校类似课程相比,针对性强,具有鲜明的生物医学特色,注意引入学科前沿的科学问题,与教师的科研项目有机结合,强调对学生创新实践能力的培养,提升学生的学术研究水平,对仪器分析在生物医学工程专业方面的教学具有很大的意义。

[注释]

[1]王芳群,卫星,李天博.生物医学工程专业“医学仪器”课程教学方法分析[J].中国电力教育,2010(184):133-134.

[2]赵于前,汤井田,李凌云.从交叉学科角度谈生物医学工程教育改革[J].医疗卫生装备,2004(6):239-240.

[3]王志远,陈武凡,何明娥.生物医学工程专业研究生培养的实践与探索[J].中国高等医学教育,2006(4):42-43.

第6篇:生物医学工程培养方案范文

关键词:生物医学;测试技术;传感器

中图分类号:O6-33;G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)49-0131-02

一、引言

面向生物医学工程专业开设《测试技术与传感器》是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容,集光、机、电于一体,综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等学科技术的实践性非常强的专业基础课。杭州电子科技大学生仪学院目前开设的《测试技术与传感器》课程的课程目的为系统论述测试系统及其基本特性;介绍测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用,以及传感器的发展趋势、选用原则等,它是实现测试与自动控制的重要环节,仪器专业的重要专业基础课,也是自控原理、智能仪器课程设计、虚拟仪器课程设计的基础。

二、存在问题

目前该课程的教学状况及存在的问题:(1)测试技术与传感器技术属于多学科交叉渗透课程,涉及电学、磁学、光学、化学等学科,对先修课要求较高,现有的教学内容,以教师课堂讲授为主,侧重于原理的介绍及公式的推导,学生看不见,摸不着,缺乏感性认识,容易出现枯燥、难以学好的感觉,加上很大一部分学生的学习主动性差,学习态度上不太重视,没有投入必要的精力和时间,直接影响教学效果。(2)现行传感器教材比较繁多,有的以传感器原理为主线,有的以过程参数测量为主线,但是很多教材都没有涉及新型传感器的理论知识及其应用,不利于学生拓宽知识面,不符合宽口径人才培养模式。(3)目前传感器课程的实验环节以验证性实验为主,主要使学生掌握常用传感器的使用和标定方法,以及相应传感器的测量转换电路设计。(4)课程考核方式一般是以考试为主,辅以作业、实验、考勤评价,这种考核方法很难激发学生的学习积极性和主动性,不能真实反映学生的学习能力、对知识的掌握程度及其专业应用能力。

传感课程教学方法研究大多是自动化、精密仪器专业中对该课程的教学方法研究。结合本专业优势,本文提出通过使用启发式教学、结合临床实际教学、结合多媒体等手段丰富教学方法,提高生物医学传感教学效果。这些方法对提高生物医学专业的传感教学提供了重要改进措施,对提高教学质量具有重要意义。改革和完善《测试技术与传感器》课程的教学模式,通过研究型教学,训练学生的高级思维能力和解决实际问题的操作能力,培养学生主动学习、独立学习与终身学习的能力,使学生具备一流大学本科生的素养,提高核心竞争力。

三、改革目标

1.本文拟从课堂教学模式、课程教材多样性模式、实验课教学模式等方面研究并探索出具有杭州电子科技大学生物医学特色的“测试技术与传感器”研究型教学模式,培养学生的高级思维能力、解决实际问题的操作能力、交流沟通能力,在大学学习结束后,离开校园和教师,具有继续自主学习的能力。

2.在以基本传感测试单元为框架的知识体系的基础上,收集整理基于生理学与工程应用或医学临床现象结合的传感学科交叉内容,为编写生物医学工程等工科专业适用的生物传感教材、论文等提供教学资料并制定教材理论体系框架。

四、具体措施

(一)课堂教学模式探索

1.教师课堂讲授重点为最核心的知识点,对具有迁移价值的学科基本原理进行阐述。讲授内容少而精,对重点、难点讲深讲透,引导学生多角度、深层次地理解基本原理,而对事实性知识点,则少讲或不讲;讲授内容宽而新,以学科的发展为大背景,了解课程基本原理在大学科中的定位,以及与学科最新发展的联系。

教学内容较多,面面俱到的教学难以完成教学任务,教学效果并不佳。根据传感检测特点和生物医学工程等相关专业的培养需要,设计该课程的课程体系以各传感器基本功能为主,尤其是电感、电容、电压、应变片、磁电式传感等章节作为教学重点和难点,其中的各个章节的应用与心电、脑电、肌电内容相关联,引入生物医学工程重要的研究领域――脑机交互,作为重点讲解;而光敏、气敏、热敏等章节内容相对简单,容易理解,不做重点讲解。因此,可据此分配授课时间,突出教学重点。

2.教师根据核心知识点,提出知识点总结分析归纳问题、实际应用相关问题等,由学生课程小组分别选择问题,课后参阅书本、资料,提出解决方案,并由课程小组代表发言,课堂展示并交流。

此外,在各个传感系统中识记结构部分内容琐碎难记,而生物医学工程专业对这部分内容的要求并不高,不要求掌握详细结构,在理解传感结构及工作原理的基础上,日后工作或科研中用到这部分内容时能够通过查阅参考书获得信息即可,课堂讲解突出章节纲要,对其中涉及的工程应用现象补充材料介绍。

3.课堂教学中,教师讲述研究课题开题报告基本格式及其具体实例,由学生自我提出学科感兴趣的实际问题,参阅相关资料和解决方法,模拟写作研究课题开题报告。为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点,在生物医学传感的教学过程中注意整理、添加与工程应用和医疗仪器的内容。比如,在讲解压电传感基础上增加相关的医疗应用讲解,如人工瓣膜、血压监测计等器件的工作原理内容;在讲解电感基础上,增加当前无创呼吸电感检测的原理等介绍,这些内容对激发学生兴趣、启发学生的创新思维具有重要作用。然而,这部分内容还比较零散,没有形成良好的体系,此外,目前还没有专门适用于生物医学工程等工科专业的生物传感生理学教材。在讲解医疗方向的应用时,要注意资料的收集、整理和系统化,不仅可以很好地服务于生物医学工程等专业的培养要求,还将对编写工科专业专用的生物医学传感教材提供课程资料和理论框架。

4.课程教材模式探索。课程教材采用开放性体系,教师围绕教学目标研读现行的先进教材的基础之上,为学生推荐至少2本以上国内外先进教材,包括英文原版教材,对应于不同核心知识点,引导学生学会知识点的寻找、分析、归纳、比较,并利用各种国内外文献网络进行最新相关进展的补充和学习。引导学生尽可能或完全避免学一门课程只读一本书的现象。

在课堂教学中,除了使用多媒体和板书进行理论教学之外,还有意识地利用网络公开课等引导学生的自主学习。在我校图书馆的视频资源中有国内外著名大学的视频公开课,利用这些强大的网络资源可以弥补课时少、课程任务重的矛盾。比如,在该课程教学中,原理介绍部分占课时较少,在对重点器件结构和系统课堂讲解的前提下,其中一些具体的设计内容布置给学生自学。除了缓解课时不足的矛盾,网络课程资源还可补充教学内容,加深学生对知识的理解。

教师发展学习平台中的相关传感课程讲述,由经验丰富的名师授课,通过网络观看可加深对理论学习的印象,还可激发学生的学习兴趣。不仅丰富了学生的学习资源,更重要的是,在这种教学过程中,向学生示范了资料收集和获取信息的方法,提高了学生自主学习的能力。

(二)实验课教学模式探索

1.基础性实验:围绕测试技术与传感器的核心知识点,掌握传感器的基本原理及信号检测,这类实验主要属于验证性实验。

2.综合性实验:模拟生产或生活实际中的某一具体项目开展,学生可根据被测对象的不同选择各自合适的传感器,实验室配备电压表、电流表、指示灯、蜂鸣器、计数器等设备,用于学生自行完成线路的连接,也可根据学生的具体情况拓展知识点,综合性实验可在做的过程中让学生将学到的理论知识贯穿起来,整个项目采用3~4人为一小组的团队形式,以学生为主体,教师可适时地进行引导,循序渐进地实施项目,完成知识、技能和相关能力的学习。

3.提高性实验:对于提高阶段,我们将尝试结合虚拟仪器实验平台,虚拟仪器技术是仪器智能化发展的一个重要方向。我们增设实验内容要求学生采用软件LABVIEW或VB、VC等作为开发工具,设计直观友好的用户交互界面。如有可能还可根据检测分析的结果产生相应的输出控制信号。

4.除了实验教学,在与医疗仪器相关的脑机交互研究方面还可成立大学生科研活动小组,开展多种课外科技活动。其中申请者是该科研活动小组的指导教师之一。结合该课程的教学改革,拟吸收对生物医学方向感兴趣的同学加入,主要以观摩实验和学习实验方法为主,在活动参与中激发学生专业兴趣、促进专业学习。

五、总结

本文针对面向生物医学工程专业开设的《测试技术与传感器》课程当前存在的问题,结合生物医学专业学科交叉特色,提出了相应的改革目标和措施,使学生能自主使用各种通用传感和专用医疗仪器平台,灵活选择信号分析方法,加强对仪器平台分析的能力和对结果的理性认识,发挥该课程的实践性优势。通过施行开放式的《测试技术与传感器》课程教学模式改革,注重实验知识的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增强学生的自主性与参与性,培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型的“医工结合”型储备人才。

参考文献:

[1]杭州电子科技大学教务处.生物医学工程专业及医学信息工程专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划,2011.

第7篇:生物医学工程培养方案范文

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8篇:生物医学工程培养方案范文

关键词:生物医学工程;卓越工程师;实践教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)06-0005-02

一、引言

“卓越工程师培养计划”是高校工程教育改革的一项重大举措,其目的重在培养一批创新能力强、适应经济、社会发展需要的工程技术人才,为我国建设创新型国家和人力资源强国、提升国家核心竞争力提供坚实的人才支撑和智力保证。多年来南方医科大学生物医学工程学院以《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》(教高〔2011〕1号)为指导,通过改革建设符合卓越工程师培养计划要求的生物医学工程专业培养模式和体系,突出我校理医工结合的鲜明专业特色,进一步探索在医科院校开办工科专业的规律与特点。坚持以培养学生实践能力、创新能力为核心,通过建设生物医学工程广东省级示范教学实验中心、大力开展综合设计性实验等途径,我校生物医学工程实践教育改革取得了一定的成效。在多年的教学改革实践中,探索以培养创新能力为核心的立体式、多层次实验教学平台,深化教学体系改革,逐步研究和探索出了一些行之有效的新理念和模式,使学生在综合素质增强的同时,工程理念和素养得到全面提高,为保证卓越工程师培养计划的贯彻落实奠定基础[1-3]。

二、传统实践教学中存在的主要问题

1.实践教学内容和方法。传统实践教学内容的设置存在与人才培养目标结合不够,验证性实验内容比重偏大,缺乏系统性工程实践训练内容,导致学生不能利用所学理论知识解决工程实际问题。在实验教学中,教师普遍采用灌输式教学方法,即实验前实验讲义,讲义包括实验内容、操作方法与步骤、每一步预期结果、实验报告格式等,学生机械性按照讲义完成操作,缺乏主动思考,扼制了学生的创造能力。

2.实践条件建设方式。实验室、实践基地包括学生实践的场地、设备和工程环境,对学生的实践教学质量起着举足轻重的作用。目前,我国高校教学实验室一般是根据理论课程的教学内容而设置的,其功能是辅助理论教学,其特点是课程专用、功能单一、实验室规模小、利用率低,不利于学生实验技能、综合能力、创新能力以及工程素养培养;实践教学基地一般是建在与学校有业务往来校外企业,但是大多数企业在安排学生实习实践方面积极性并不高,多流于形式,甚至有企业将来实习基地实习的学生作为廉价劳动力使用,并未达到系统工程训练的目标。

3.师资队伍知识结构。目前高等院校特别是研究教学型高校的教师大多具备良好教育背景、名牌大学毕业并具备博士学位,具有良好的科学研究经历,参与过高水平科研项目并发表过高水平科研论文,但大多数缺乏工程实践经历,因此高校教师中具有企业经历的“双师型”的教师数量不足,知识结构不合理。实验教师缺乏工程实践环节的专门训练,因此难以胜任相关的实践指导工作。

三、基于卓越工程师培养计划的实践改革措施

1.加强实验室和实习基地建设。根据“卓越计划”培养目标,进一步加强实验室和实习基地建设。扩大实验室开放力度,加大专业实验室投入,提高实验室综合利用率;引进企业的资源和设备,与企业合作共建实验室;利用省级实验教学示范中心平台,为卓越工程师的培养搭建具有工程环境的实践教学平台。具体措施包括以下几个方面:

(1)教学实验室建设。①近年来生物医学工程学院在省级实验教学示范中心建设项目经费的支持下,大大改善了实验教学条件,并取得了丰硕的建设成果。为此我院将在此基础上进一步加强实验中心建设,充分发挥其示范带动作用,推进广东省高校生物医学工程专业实验教学迈上新台阶。②充分利用社会资源进一步加强实验室建设。我院先后和北京微信斯达科技发展有限公司联合建立了“医学信息检测联合实验室”,和无锡祥生医学影像有限公司建立了“医学影像联合实验室”,这些公司无偿提供实验设备,这些实验室投入使用,大大增强了我院实验室实力。为此我院将充分调动全院教师的积极性,充分利用我们学校和学院的社会影响力,争取更多的社会力量投入到教学实验室的建设中。③通过自主研制实验设备以及联合研制实验设备,大大降低实验设备成本,提高了实验室设备数量并且锻炼了教师队伍。④通过整合学院内部教学资源,组建综合实验室及大学生创新实验室,这些实验室不仅能进行认识、验证型和综合型实验,而且能完成设计型和创新型实验,实现实验设备资源的交叉综合利用,充分提高实验室装备的使用效率。

(2)教学科研共用实验室建设:我院科研力量雄厚,科研实验条件优越,建有数字化诊断治疗设备教育部工程研究中心、医学图像广东省重点实验室、广州市大型医疗设备质量检测工程中心。面向卓越工程师培养的创新实验基地建设,需要大量的科研项目来支撑,因此在这些重点实验室和工程中心的建设中既兼顾科研的需求,又充分考虑实验教学的需要,建成科研和学生实验教学共用模式。达到科研促进实验教学的目的,并且把这种模式拓展到校外实践基地的建设中。

(3)实习基地建设。筛选具备带教师资力量和实习条件、管理规范,并在医疗器械行业内具有一定影响力的公司确定为卓越工程师培养基地,我院先后和飞利浦(PHILIPS)、西门子(SIEMENS)、杉山医疗器械有限公司、深圳新开元信息技术有限公司、雅培中国诊断部签订了卓越工程师联合培养协议,确定为我院的校外实习基地。充分利用附属医院和教学医院的资源,建立稳定的校内外实习基地;为学生的课程实践、实习、课程设计、学科竞赛、科研实践等创造良好的工程实践环境,培养学生的工程素质和实践能力[4]。

2.加强实践教学内容整合。

(1)教学内容改革。整合传统实验内容,将单一性、验证性实验整合为综合性、设计型实验,结合企业项目补充工程训练内容,强化课程设计,将各种国家级、省级设计大赛内容纳入综合分析能力培养的实验项目。在毕业设计前必须完成一门综合实践必修课,综合实践题目由学校老师和企业老师联合设置,学生可以根据自己的兴趣及特长选择,形成具有产学特色的实践教学培养模式。

(2)推进实践教学方法和考核方式改革。为适应卓越工程师培养的需要,必须改革传统的实践教学方法和考核方式。在教学方法改革中,大力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法,调动学生的学习兴趣和学习热情。老师只给出实验项目的技术指标要求。要求学生完成原理方案设计、理论计算与分析;经与带教老师讨论通过后完成硬件实验样机搭建、样机性能指标测试等环节,形成完整的工程化的训练过程。

在考核改革中,改变传统的实验结果加实验报告评价方式,采取考察实践全过程、实作作品展示、现场答辩、实践总结分析等方式,重在考核学生的知识应用能力和创造性思维[5]。

3.加强双师型教师队伍建设。参与“卓越计划”实践教学的教师应具有在企业、医院工作或培训的经历,熟悉工程实践环境和过程。没有相关经历的新任教师必须到企业或者附属医院相关科室顶岗工作一年,提高工程实践能力;专业教师利用科研合作机会去合作企业与企业工程师共同指导学生,了解工程环境和生产过程,积累工程经验;聘请医院工程科室、企业中技术水平高、实践工作经验丰富、综合素质好的高级技术人员作为兼职教师,开设实践性强的课程。推动附属医院设备科、信息科成立教研室,充分利用附属医院工程科室的人员力量,直接参与专业实践课教学。

加强产业技术高级研究人才队伍建设,大力引进海内外高层次创新创业人才,探索实施选聘优秀科技企业家、高级工程师担任“兼职教授”,推行产学研联合培养研究生的“双导师制”[6-7]。

四、结束语

针对卓越工程师培养计划,构建立体化、多层次的实践教学平台,在实践教学中以学生为主体,充分调动学生的主动性和探索兴趣,注重学生实验思想、实验方法和实验技能的培养,提高学生的动手能力;实践教学与科技创新实践结合,注重学生创新能力和创新精神的培养,提高学生的综合素质;实践教学过程中注重学生团队合作意识以及学术交流能力的培养;在实践教学过程中注重学生工程意识、环境意识和社会责任感的培养,培养出更多合格的生物医学工程卓越工程师。

参考文献:

[1]何波,李思漫.“卓越工程师教育培养计划”下机械设计课堂教学改革探讨[J].农业科技与装备,2013,(3).

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011,(6).

[3]张林香,王忠德,王俊文,郝晓刚,刘世斌.针对卓越工程师培养深化改革实验教学体系[J].教育学术月刊,2012,(1).

[4]李俊,薄翠梅,王鑫国,张广明.卓越工程师培养创新实验平台建设[J].电气电子教学学报,2012,(3).

[5]赵存有,刘春生,侯清泉.面向就业的机械专业毕业设计改革研究[J].教学研究,2013,(2).

第9篇:生物医学工程培养方案范文

关键词 图像处理;图像分析;实践教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)02-0090-02

Practical Teaching Reform of Medical Images Processing and Analysis//Tang Min, Zhang Shibing, Shen Xiaoyan

Abstract Medical images processing and analysis is one of the major foundational courses for biomedical engineering. According to the characteristics of this course, several practical teaching reform measures of medical images processing and analysis are carried out, including experiments and course design and the second classes. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities, inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.

Key words image processing; image analysis; practical teaching; teaching reform

1 引言

生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科,是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物,包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中,医学图像处理与分析是利用数学原理和方法,在计算机上针对不同医学影像设备(如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等)产生的图像,按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步,图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛,因此,医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。

该课程是以数字图像处理为基础,介绍图像处理中的基本概念、理论和算法,特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法,使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析,是生物医学工程及相关专业的核心主干课程之一。

医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合,课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作,但实际教学情况并不十分理想,主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上,以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件,只获得文献18篇,其中涉及该课程实践教学的只有6篇,主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上,可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。

笔者结合教学实践经验,在理论教学改革的基础上[7],提出一些实践教学环节的改革措施,以全面培养学生的学习技能,激发学习兴趣,改善教学效果。

2 实验与课程设计的开展

以“科研为教学服务,教学促进科研”为宗旨,采用MATLAB编程语言为实验教学平台,以医学图像处理知识为主,同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,设置验证型、综合型和设计型三大类实验(参见表1)。其中,实验1~9为验证型实验,学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验,加深对理论教学重点和难点的理解;实验10~14是综合型实验,学生针对医学图像的具体特点,综合运用多种算法达到图像处理的目的;实验15~24是设计型实验,给定实验目的和要求,学生自行设计实验方案并编程实现,培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。

3 第二课堂的实施

为培养学生的科研实践能力,教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况,鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度,而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。

由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备,因此鼓励学生利用假期在医院实习,特别是到影像科和检验科实习,学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合,从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合,提高实际工作的能力。

在教学过程中,适当融入一些就业方向的指导,介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况,同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识,供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信,获得了更好的教学效果;另一方面也拓宽了学生的视野,引导他们寻找自己发展的方向和目标。

4 结论

本文结合笔者多年来的教学经验,针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施,秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨,以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,积极开展第二课堂,实现教学、实验、科研三管齐下,课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局,有效提升学生的综合知识水平和实验技能,为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。

参考文献

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[2]巩萍,胡俊峰,隋美蓉.《医学图像处理》实验教学系统的设计与开发[J].中国医学教育技术,2011(1):49-52.

[3]王春燕,曲典,吴瑞,等.医学图像处理教学实验系统的设计与开发[J].中国医疗设备,2009(11):20-22.

[4]周苏娟,蒋世忠,黄展鹏,等.医学图像处理远程虚拟实验教学平台的设计与实现[J].中国医学教育技术,2011(5):

526-528.

[5]郑旭媛,胡春红,肖振国.医学图像处理课程设计教学模式探索[J].科技创新导报,2011(31):167.

[6]胡彦婷,陈建军,木拉提哈米提.生物医学工程专业医学图像处理课程教学探讨[J].西北医学教育,2012(3):534-537.