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生物医学工程专业方向精选(九篇)

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生物医学工程专业方向

第1篇:生物医学工程专业方向范文

追梦――各具魅力的研究院校

几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。

重点名校

清华大学

作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。

清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。

清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。

上海交通大学

上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。

2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取人数 报录比

生物学 319 53 6.18∶1

化学工程与技术 43 9 4.78∶1

生物医学工程(83100) 95 30 3.17∶1

生物医学工程(430131) 8 21(含推免) 未知

生物工程 7 4 1.75∶1

西安交通大学

西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。

复旦大学

复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取国家级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。

2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 报录比

生态与进化生物学 18 6 3∶1

微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1

遗传学 90 42 2.14∶1

生理学和生物物理 8 5 1.6∶1

生物化学 128 48 2.67∶1

实力院校

浙江大学

1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。

学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。

2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取

人数 推免人数

电子信息技术及仪器 110 24 未知

生物医学工程(083100) 86 46 未知

仪器仪表工程 1 6 5

生物医学工程(430131) 6 14 8

东南大学

作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。

依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。

在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。

2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 推免人数

生物物理学 15 4 0

生物医学工程 106 61 13

华中科技大学

华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234 项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23 项,发表SCI收录论文418篇。

学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。

逐梦――与时俱进的研究分支

近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。

那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。

医学影像学

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、CT技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。

不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。

医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。

这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。

医学信息工程

医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。

该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。

医学仪器

医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。

该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。

分子生物学

分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快,并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展,现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展,市场需求的不断变化,该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品,甚至是化妆品相关的技术。

第2篇:生物医学工程专业方向范文

20世纪60年代,美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设,相继启动了生物医学工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身特性,且反映了生物医学工程学科建设与发展的前沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的特色,但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六类。不同学校本科课程的主要差异体现在专业选修课程及其他选修课程的设置上,各个学校根据自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特点开设一些相应的选修课程,并培养学生在相应方向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程本科教育的基本特点。

我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80年代,主要发源于著名工科院校的信息技术类专业和力学专业,进而逐渐形成的生物医学工程专业教育,后来,一些医学院校在医学物理和医用计算机技术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育,于是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工程学科。上述两类院校的生物医学工程学科建设发展模式各具侧重,遵循了共同的学科基础,在培养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特点。相对来说,工科院校的生物医学工程培养模式注重工程技术的开发和功能拓展,医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。

1.中国生物医学工程学科发展思路

生物医学工程是一种交叉学科,交叉的学科基础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的发展水平,交叉的学科发展推动着生物医学工程学科的发展,并且使得生物医学工程学科研究领域变得十分广泛,而且处在不断发展之中。

1.1 学科发展轨迹

在中国,基于电子信息工程发展而来的生物医学工程学科,主要包括生物医学仪器、生物医学信号检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及图像导引手术及放疗优化等;有基于力学发展而来的生物医学工程学科,主要包括生物流体力学、生物固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度的细胞生物力学等;基于化学材料工程发展而来的生物医学工程学科,主要包括生物材料学、组织工程与人工器官、物理因子的生物化学效应等。

1.2 学科发展特点

作为交叉学科的生物医学工程学科,其发展的关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的交叉结构,对推动交叉学科的发展具有至关重要的作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的交叉学科的描述有一个形象的说法:交叉学科如同在不同学科之间建立起连接桥梁,如果在河两岸没有坚实的基础,桥是无法建立好的,对于生物医学工程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说,它的发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交叉结构,需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉,凝练学科方向,不能大而全,过于宽泛。

目前,医学仪器和医学成像技术具有良好的应用和发展前景,应该成为生物医学工程学科的重点发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医疗器械产业中的主流产品,在产业发展中起着主导和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是学科发展的一种动力,也为学生未来职业发展奠定良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命科学发展的大趋势,生物医学工程学科应大力促进医学仪器和医学成像方法的学科建设,从而提升整个学科的发展水平。

生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升学科的发展水平,而且能开拓学科纵深发展,产生良好的经济效益和社会效益,进而增强学科服务社会发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。

交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替代性程度越高,交叉学科存在的必要性就越小。如何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深入思考的,是需要提升学科的特异性的。生物医学工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应用研究,应用理论研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学问题,开展新理论、新方法的研究。理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学和技术问题,借助理工科的相关理论和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研究是理论驱动型的学术研究,理论应用研究是应用驱动型的学术研究。理论驱动型和应用驱动型是生物医学工程学科学术研究的两种主要模式。理工科大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科背景,开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院校具有丰富的医学资源,面临着大量需要应用理工知识解决的医学问题,开展应用驱动型研究,将很好地实现与医学的应用融合,具有较好的临床应用价值,有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势将有利于生物医学工程学科特色发展,从而增强其不可替代的程度,实现学科可持续创新发展。

1.3 学科体系

作为一级学科的生物医学工程,包含学科的理论体系和技术体系,且该体系离不开所交叉的学科的理论体系和技术体系的支撑,此外生物医学工程学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色,又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性,这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位,形成自己的理论体系和技术体系。

2.大数据时代的生物医学工程学科发展

守正创新是生物医学工程学科发展的必由之路,人类已进入大数据时代,所谓大数据(bigdata),或称海量数据,是指由于数据容量太庞大和数据来源过于复杂,无法在一定时间内用常规工具软件对其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘和分析处理的数据集。大数据具有“4V”特征:①数据容量(volume)大;②数据种类(variety)多,常常具有不同的数据类型和数据来源;③动态变化快,如各种动态数据,非平稳数据,时效性要求高;④科学价值(value)大,尽管目前利用率低,却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘分析出其蕴藏的重要特征信息[6。

人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的生物医学大数据发生源,这种源源不断的生物医学大数据的检测、处理与分析,将给生物医学工程学科的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据处理技术的进步。生物医学大数据广泛涉及人类医疗卫生健康相关的各个领域:临床医疗、基础医学、公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、健康网络信息等,可谓包罗万象,纷繁复杂。生物医学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息,研究有效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法,对生物医学大数据进行关联和融合计算分析,充分挖掘生物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间映射关联,既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治疗康复提供系统化的全新的认识,有利于深入疾病机理研究分析,开展个性化诊疗。还可以通过整合系统生物学与临床数据,更准确地预测个体患病风险和预后,有针对性地实施预防和治疗。

生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的应用前景,从三个方面应用将推动生物医学工程学科的发展。

(1)开展多模态影像大数据计算分析。医学影像学科的发展从早期看得到,到看得清,目前的看得准,未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才有利于临床早期干预,提高治疗预期。医学影像大数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。

建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值计算方法,挖掘多模态影像数据的特征数据和特征关联,将会提供强有力的影像诊断分析手段,极大地推动影像技术的发展,具有重要的临床应用价值和科学价值。

(2)开展多种类医学信号大数据计算分析。医学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号,能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融合多种医学信号的大数据计算分析,能对生理病理过程进行更好更全面的阐释,不仅能深入了解生理病理的状态特征和过程特征,而且能实现个体健康监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性研究,推进系统化的医学应用研究。实现强大的多种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。大数据挖掘能够增加准确度和发现弱关联的能力,能更好地认识生理病理现象和本质。

(3)开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析的生物信息数据,已进入计算系统生物学的时代。开展生物信息大数据计算分析,可以拓展组学研究及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活方式、心里行为等暴露组学,至细胞分子水平上的基因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因蛋白质调控网络,再到人类健康和疾病状态的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关联计算分析,可以全面阐述生命过程机制,挖掘生命过程特征及关联特征。

3.结论

第3篇:生物医学工程专业方向范文

【关键词】生物医学工程 人才培养模式 研究与实践

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)33-0001-02

生物医学工程是一门理工医相结合的交叉学科,主要是应用计算机和工程技术等现代先进的技术手段,研究医学中防病治病的方法,从而保障人民健康的一门新兴学科。它是从工程学角度运用高科技手段解决生物学与医学基础理论及临床应用问题的综合性专业。本文结合我校生物医学工程专业十几年的教学实践,围绕专业特色,以社会需求为导向,以人才培养为根本,以突出实践型、应用型、创新型人才的培养为目标,根据学生的学习状况和社会需求,在培养方案、课程体系、师资队伍建设、实践教学环节、课外科技竞赛活动和校企合作等方面对生物医学工程专业人才培养模式进行探索和研究。

一 中国高校生物医学工程专业人才培养的现状分析

随着人民生活水平的提高,群众对医疗保健的需求日益增长。作为医疗卫生事业的重要支柱的生物医学工程产业,已成为中国生命健康产业中最具成长性的组成部分和国民经济发展的重要增长点。根据生物医学工程学科的特点开设的高等院校主要包括两大类:(1)理工类大学;(2)医学院校。理工学校注重工程技术的培养,其学生有较强的物理电子计算机知识,但对影像设备在临床运用中的管理、操作、维修和开发能力欠缺;医学院校则相反,注重医学知识的培养却忽略工程技术理论的学习,工程技术基础相对薄弱。在当前社会形势下,要求培养出一批具备医学与工程技术相结合的科学研究能力,能够在生物医学工程领域对医疗仪器研究、开发、运行管理、维护的高级工程技术人才。

二 当前中国生物医学工程专业人才培养模式存在的问题

目前,中国有一百多所高等院校开设了生物医学工程本科专业。由于生物医学工程是一门交叉性很强的学科,需要学生掌握丰富的理论知识并且具有很强的专业技能、实践动手能力和创新能力,传统的生物医学工程专业的人才培养模式不能真正培养学生的创新思维和创新能力,不能满足市场经济下用人单位的需求,主要问题表现在:

1.专业培养目标和人才培养方案与社会需求存在一定程度的脱节

开设生物医学工程专业的高校在专业设置及培养目标上没有及时修订和完善人才培养方案,没有以社会需求为导向,没有紧密结合生产和科技发展变化的需要而及时调整课程设置、更新课程内容和教学方法,未能使学生尽快地接受新技术与信息,不能很好地了解当前生物医学工程领域发展的最新状况和趋势,不利于多学科交叉的生物医学工程专业复合应用型人才的培养。

2.专业课程体系设置不够合理,工程与医学的有机结合还不够紧密

生物医学工程是一门理、工、医融合在一起的交叉型学科,部分高校或缺乏工程技术背景,或缺乏医学背景,教师的知识结构很难融合多学科的知识,由于学科专业划分过细、专业口径狭窄,过分讲究专业对口,使专业课程设置被局限在一个狭小的范围,缺乏多样性和适应性,这种现象严重阻碍了科学技术的发展,使得培养出的人才知识面狭隘,缺乏创新思路。

3.实践性教学环节中理论知识与实践脱节严重

由于专业建设的资金投入和实验场所的限制而偏重理论教学,忽视了科学研究能力和实际操作能力。所开设的实验绝大部分属验证性的实验,很难培养学生的动手能力、创新思维和创新能力;实践性环节不足,主要以医院见习为主,不能充分调动学生的学习积极性和激发学生的求知欲望。没有做到理论与实践相结合,学生的应用能力、适应社会能力普遍偏低。

4.学生课外科技活动少,学生的动手能力和创新能力差

目前大学生以学习理论知识为主,课外科研活动少,科研活动的参与率较低,科研能力、动手能力和工程实践能力较差,科研成果少,导致创新思维和创新能力较弱。

5.师资力量薄弱,“双师型”教师队伍的建设有待加强

教师在教学和科研中起主导作用,业务素质的高低将直接影响教学质量、教学水平及学生创新能力的培养。目前普遍存在生物医学工程专业教师层次结构不合理,教师队伍的综合素质不高,单一的教学型教师已不能满足当前生物医学工程专业人才培养的需要。

6.学生自身的市场竞争力不强,校外实践教学基地建设有待加强

生物医学工程是一门医学与各种工程理论相结合的新兴学科。当前在人才培养方面,大部分高校与相关企业之间的联系不够紧密,使得学生很难到相关企业开展工程实践活动,从而导致学生运用工程技术方法来解决医学中实际问题的能力较差,在人才市场竞争中处于弱势。

三 医学院校生物医学工程专业人才培养模式的探索

江西中医药大学生物医学工程专业隶属于计算机学院,创办于2003年,同年开始招收本科生,于2010年获批江西省特色专业。按照学校“建设以中医药教育为主体,多学科协调发展,产学研结合,特色鲜明的中医药大学”的办学理念,密切联系经济发展的实际,立足江西省医疗仪器行业需要,确立以医疗器械、设备的开发、应用、管理为主,医院信息管理、生物信息处理为辅的发展方向,突出计算机与中医药、生物医学的交叉融合,构建了特色鲜明的生物医学工程专业复合应用型人才培养结构体系。这些改革举措有效地解决了当前生物医学工程本科专业教学中普遍存在的诸多问题,为医学院校生物医学工程人才的培养提供了新思路。

1.明确专业培养目标,凝练专业发展方向

面向市场对生物医学工程专业人才的需求,总结我校专业建设经验,制定专业培养目标。坚持工程技术与中医药技术相结合的教学研究方向,突出计算机与中医药、生物医学的交叉融合,培养具备生命科学、电子技术、影像技术、计算机技术及信息科学等有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力,能在生物医学工程领域,医学仪器以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、制造、应用、维护及管理的复合型高级工程技术人才。

2.修订和完善人才培养方案,提升就业竞争力

秉承培养“实践型、创新型、创业型”人才的办学目标,与时俱进地转变人才培养模式,充分体现“厚基础,宽口径,强实践”的特点,注重课内与课外、校内与校外相结合,设计结构合理的人才培养体系。“早科研、重实践”是我校生物医学工程专业人才培养的特色。在多年的教学过程中,形成了大一打基础、大二熟技术、大三搞科研、大四出作品的学习模式,培养了师兄带师弟、参加电子大赛同学带其他同学的良好风气。大三时相当部分的同学进入实验室跟随教师搞科研,在实际的科研工作中检验所学的知识,在实践中成长提高,部分同学甚至在大二时就跟随教师搞科研。大四时,所有的学生都要设计软件作品或电子作品才能进行毕业答辩。因此,在四年的学习中,对学生的实践动手能力培养一直没有间断,有效地提高了学生的动手能力,提升了就业竞争力。

3.优化课程体系,深化教学改革,提高人才培养质量

坚持“以学生为主体”的先进教学理念,注重学生素质能力的培养,改进教学内容,深化教学改革;加强基础性与综合性,重视多样性与前瞻性,强化实践性与应用性;课程结构做到平整、模块清晰;课程内容和设置服从培养目标要求,实现知识结构、课程体系的优化;鼓励教师们结合专业特点,努力寻找生物医学工程专业与中医药的最佳切入点,立足地方当前和未来发展需要,结合国家改善民生相关工程的实施,加强生物医学工程技术在医疗健康等领域的应用;通过课程结构和课程体系的整体优化,使培养方案在质量和可操作性上得到提高。

4.强化实验、实践教学环节,培养学生的创新能力

实验、实践教学是课程学习的重要教学环节,也是学生展示聪明才智的舞台。分阶段设置不同层次的基础实验、专业实验,构建由验证性实验、设计性实验和探究性实验组成的系列化实验体系,形成“启发式教学、个性化培养、系列化实验、开放式管理”的实验教学管理体系;通过第一课堂和第二课堂的结合,设计实践教学内容(如征集生物医学工程、中医药领域的大学生科技创新项目,开展完整的项目实训),制订和完善大学期间全过程的实践培养计划,突出对学生创新思维和创新能力的培养。

5.组建教学科研团队,加强“双师型”教师队伍建设

坚持把师资队伍建设放在优先发展的战略地位,有计划地引进一批既有教师职务,又有实践背景的教师,以进一步改善和提高教师队伍中“双师型”教师的比例。为进一步凸显中医药院校生物医学工程专业特色,发挥学科组、教学团队的优势,全面提高教师队伍的综合素质,使教师由单一的教学型向教学、科研、生产实践一体化的“双师型”目标转变。

6.校企双方共建专业,深化校外实践教学基地建设

为了更好地探索生物医学工程专业人才培养模式,学校于2012年9月与江西天越科技股份有限公司签约合作办学,启动了“生物医学工程专业卓越工程师计划”,通过校企合作方式订单式培养学生。校企双方在社会调查、课程设计、实践教学、毕业实习等实践教学环节已开展了相应的合作。通过建立校外实践基地,给学生提供良好的实践环境,为学生提供实习就业平台,提高了学生的动手实践能力,增强了他们参与社会竞争的能力。

四 结束语

本文就利用学校医学资源的优势,结合当今医疗卫生事业现代化建设的需求,进一步完善生物医学工程专业的课程设置,对医学院校生物医学工程专业人才培养模式进行探索与研究。经过十多年的教学实践,形成了适合社会需要、深受学生欢迎、具有中医药院校特色的生物医学工程专业人才培养新模式,即致力于培养具有良好的职业道德,掌握扎实的基础知识,具备一定的医学知识,并学会运用工程技术方法来解决医学中的实际问题,能推动生物医学工程在人类健康、医疗仪器研究领域的迅速发展,达到“医为工用,工为医服务”的创新型应用人才。

参考文献

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[2]黄小民.生物医学工程专业应用型本科人才培养模式探索[J].中国成人教育,2008(15):162~163

第4篇:生物医学工程专业方向范文

特色专业是办学思想、科学研究、培养模式等方面具有较高声誉、个性风貌的专业,是教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面具有较高的办学水平,已产生较好的办学效益和社会影响,是“人无我有,人有我优,人优我精,人精我新”的个性化专业。2007年至2010年,教育部、财政部先后分批在全国本科高校立项建设了3376个特色专业建设点(涉及特色专业310个),清华大学、浙江大学、南方医科大学、上海交通大学、首都医科大学、东南大学、清华大学、东北大学(自筹)、湖北科技学院、西安交通大学、天津大学等10所高校的生物医学工程专业是其中的特色专业建设点之一[1]。

(一)研究对象的选择

我国现有127余所高校从事生物医学工程专业本、专科人才培养工作,其中96余所为综合性或单科性理工类院校,31所单科性医科院校。所有院校专业课程体系结构中都开设了人文社科课程、医学类基础课程、理工类基础课程、工程类核心课程及其与其相关选修课程,不同院校在学分、学时与实施上有着不同程度的侧重。一般来说,多数综合性或理工类高校偏向于电子类、计算机类等理工方向,多数医科类高校侧重于生物材料与生物力学、影像工程、医学物理、医学仪器等领域。本研究以南方医科大学与湖北科技学院为例,对生物医学工程专业课程体系进行比较分析。

(二)研究资料的来源

湖北科技学院的研究资料主要来源于原咸宁学院教务处编印的本科人才培养方案(2010年版)和学院主页及其它查询调研;南方医科大学资料来源于该校提供生物医学工程专业培养方案的电子版及其该校专业建设点主页。

(三)主要研究方法

基本研究方法参照作者前期生物医学工程专业课程体系研究的思路[2],收集研究文献材料采用系统研究法、比较法、统计法对院校学科专业、课程设置多维要素质点,进行多方面的比较分析,找出特点和存在的问题,以提出课程体系改革与优化措施和建议。

二、南方医科大学生物医学工程专业本科课程体系

(一)生物医学工程专业本科背景简况

南方医科大学(以下简称南医大)生物医学工程专业本科及其相关专业有医学影像工程、医学信息工程、医学仪器检测、医学物理、电子信息工程和计算机科学与技术等专业办学方向,还有“卓越工程师培养计划”。2007年获教育部高校第一类特色专业建设点,并建设有国家级精品课程1门、省级精品课程和研究生示范课程多门,出版国家级教材多部,多次获得广东省教学成果奖。

(二)课程体系的核心课程群

主干学科是生物医学工程;主要课程包括高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言与程序设计、人体解剖学、生理学、信号与系统、医学传感器、医用X线机原理、CT成像原理与技术、MR原理与技术、医疗器械质量体系与法规、医学电子仪器原理等。

(三)本科毕业生的就业方向

课程体系中的主要课程决定毕业生未来的就业岗位和就业方向,毕业生的就业方向主要是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测机构、医疗仪器企业的研发机构、三甲医院的设备中心、生物医学工程及相关学科的科研单位从事仪器检测、生产研发和质量控制等工作,也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位。

(四)生物医学院工程专业的课程结构

课程体系结构分为政治理论与人文素质课程、公共基础课、学科基础课、专业课四段式课程构架模式。课程总学分/总学时为14分/2644学时,理论课与实验实践学时比例为2183:461/1:0.21。必修课与专选课学分比例是104:45/1:0.43,学时比例是1820:824/1:0.45。

(五)集中实践训练环节

南医大集中实践训练折合成32周,1280学时,其中模电课程设计1周,40学时;模电课程设计1周,40学时;医疗仪器综合课程设计2周,80学时。毕业实习4学分,160学时;生产实习4周,160学时;毕业设计(论文)14周,560学时;军训与劳动2周,80学时;创新课程4学分,160学时。

三、湖北科技学院生物医学工程专业本科课程体系

(一)生物医学工程专业本科背景简况

湖北科技学院(以下简称湖科院)生物医学工程专业本科及其相关专业方向有医学仪器、医学影像工程、医学物理、医学信息工程、听力学、眼视光学、医学信息工程(注:医学信息工程、眼视光学、听力学方向没有正式纳入人才培养计划实施)等6个培养方向。2007年被评为省级品牌专业,2009年获教育部财政部高校第一类特色专业建设点。近年来出版医用传感器、医疗器械营销实务等10余部国家级规划教材,多次获得湖北省部级、教育厅教学成果奖。

(二)课程体系的核心课群

主干学科生物医学工程的主要课程包括高等数学、普通物理学、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理、医学图像处理、基础医学概论、医用传感器、医用检验仪器、医学影像仪器、微机在医学仪器中的应用等。

(三)本科毕业生的就业方向

本科毕业生的就业方向主要是二级以上医院、其他医疗卫生保健机构、医疗器械公司从事医疗仪器、设备使用维护与维修,仪器设备管理,医疗器械营销策划与推广,也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位。

(四)生物医学院工程专业的课程结构

课程体系分为通识教育课(通识必修课、通识选修课)、学科基础必修课、专业课(专业必修课、专业选修课)三段式五层次课程构架模式。课程中总学分/总学时为158学分/2810学时,理论课与实验实践学时比例为2200:475/1:0.22;必修课与专选课学分比例是117:42,学时比例是2180:630/1:0.34。见表2。

(五)集中实践训练环节

湖科院集中实践训练共47周,其中专业实习26周,毕业设计(论文)10周,就业实践8周,军训3周;而劳动教育,医学仪器等课程、模电、数电课程设计教研室分散实施,没有载入训练周,这也是与南医大的不同之处。

四、生物医学工程专业本科课程体系的比较分析

(一)专业课程体系架构的比较分析

南医大生物医学工程专业本科课程结构由政治理论与人文素质课程、公共基础课程、学科基础课程、专业课程四段式课程构成。公共基础课程只开设必修课,其他每段课程均开设必修课、选修课,段内必修课与选修课交织在一起。而湖科院本科专业课程结构是由通识教育课程、学科基础课程和专业课程三段式、五层次课程结构组成。学科基础课程只开设必修课,通识教育课程、专业课程均设有必修课、选修课两层次。南医大没有开设医用化学、电子工艺实习,是为数不多的院校,未开设医用化学课程显示远离生物与高分子材料类。将高等数学、大学物理学列入公共基础课程,可能是因为该校属于单科性医科院校,将其列入所有专业的公共课之故。南医大公共基础课程没有选修课,湖科院是学科基础课程未开设选修课。这意味着在公共基础课、学科基础课段建立大一统具有相对稳定性的课程教育平台,有利于实现大基础、宽口径、后分流的人才培养模式选择与创新,适合于发展专业培养方向,南医大更能体现出平台宽口径。

(二)课程体系学分、学时分配的比较分析

1.专业课程总学分、总学时比较分析。两院校生物医学工程专业课程总学分/总学时,理论课与实验学时比例分别见表1、表2,通过比较可以看出,湖科院学分、学时、理论课与实验学时比例分别高出南医大分/166学时,比例高出1:1:0.07,但差异相差无几。两校分别与上海交通大学生物医学工程专业课程学时比较,总学时1831学时,实验课学时为243,占总学时13.3%[3]。两校均高于上海交大,这数据显示出211工程大学人才培养既重理论教学,又重实践研发、自主学习之缘故。2.必修课与专选课学时比较分析。选修课是课程结构中的重要组成部分,是对必修课的优化和适时、适宜性补充和调节,弥补人才培养方案中课程内容的不足,调和、衔接课程内容的顺序性,适应市场与社会发展的需要。南医大必修课与选修课学分、学时比例分别是1:0.43、1:0.45,而湖科院是1:0.34、1:0.34。数据显示,南医大选修课学分、学时比例高于湖科院而偏高的现象,且选修课偏重于学科基础课程和专业课,容易造成学科、课程与教材建设方向性不明,建设稳定性差。由此建议,开设选修课学时数应以不超过必修课的10%为宜,有些课程还可以专题讲座的形式进行[4]。3.学科基础课程学分、学时分配比较分析。学科基础课程学分、学时分配数据从表1、表2看出,学科基础课开设门数、学分、学时及理论与实践学时的比例,与全程教学课程总学分、学时基本平行,基本上分析内容要素都是湖科院高于南医大,只有一项有意义的数据是理论与实践学时的比例差异性大,湖科院高出南医大的1:0.13,显示出湖科院在学科基础课程教学中重实践教学,着重培养学生的基本技能。这种差异性说明,从总体上看湖科院更重视实践教学,反映出其是综合性院校,涵盖医学、理学、工学等十大学科门类,组建17个教学院部,给实践教学创建了良好条件和宽厚的共享资源。4.医学课程学时比较分析,课程体系中医学课程开设情况与比较。南医大开设医学课程4门,总学时是212学时,分别是人体解剖学、生理学、病理学和临床医学概论。湖科院开设医学课程也是4门,总学时是297学时,分别是基础医学概论(解剖、生理、生化)和临床医学概论。从学时比较看,湖科院医学课程学时高出南医大85学时,高出率约占9%。值得讨论的问题是南医大是单科院校,医学基础条件好,该偏医的却偏工;而湖科院是综合院校,有较强的理工教学条件却偏医。两校与赵娜等人报道的“医学院校开设的医学基础课程比例高于理工院校的论点不相符合[5]。从邓军民等人报道资料看[6],首都医科大生物医学工程学院开设的医学课程有6门共472学时,远高于同类的南医大260学时,也高于综合类的湖科院175学时。

(三)专业课程与就业方向比较分析

从课程与就业的关系看,从整体上讲,主要课程设置要面向市场、面向社会,在很大程度就决定、支撑着就业方向、就业岗位。两院校对就业方向总体的表述是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测与研发机构、医疗卫生机构、生物医学工程及相关学科的科研单位、医疗器械公司等单位从事专业技术工作。而南医大就业方向偏重仪器设备的检测、质控与研发,而湖科院则偏重于仪器、设备的使用与维护,医疗器械公司从事仪器设备营销策划。

(四)集中实践教学环节比较分析

实践教学环节是集中培养学生动手能力的主要措施。南医大集中实践训练32周,与湖科院集中实践训练47周相比,从总体上少15周,由于集中实践教学环节各校各异,比较的实际意义不大。但要说明的要素是,湖科院的医学仪器类、模电、数电等课程设计在操作层面上由教研室分散安排,生产实习实际上是名义,也未开设创新课程。而两校的共性不足是实践教学环节都没有开设工程实践(金工实习)训练课;南医大未开设电子工艺实习课,开设电子工艺实习的湖科院也没有做好集中训练。实质上两校集中实践教学环节均不符合高校工科类人才培养的基本要求和标准。

五、创新专业人才培养方案,优化课程体系目标的建议

通过专业课程体系比较分析,参照生物医学工程专业人才培养的实际需要,引导建立国家专业本科教育标准,特色专业建设质量工程评估,配合专业认证制度与任务为载体的课程体系,提出以下几点建议。

(一)坚持办学理念创新,探究专业培养前沿,明确专业培养目标

理念创新与目标要求可参照东北大学生物医学工程专业培养目标,拟综合利用中外优秀的办学资源,发挥国内外企业、集团公司的科研、教学和市场优势,实现“产、学、研”合作与合作教育,培养适应生物医学工程学科前沿的科技领域发展需要,精通专业基础理论、专业知识与技能,具有创新意识、创造能力的高级专门人才。此外,高校可利用专业教育教学资源条件探索与完善“卓越工程师培养计划”、“生物医学工程本科专业文科学士培养计划”。

(二)深化课程体系改革,优化课程构架

第一,课程体系改革宜突破传统三段式课程结构,建议建立新三段式九层次课程结构,每段课程开设必修课和选修课,以西安交通大学生物医学工程专业课程体系为例,通识教育课程分为思想政治教育、国防教育、大学英语、计算机等公共基础通识教育课程;学科教育课程分为基础科学教育课程、专业主干课程、专业课程;集中实践教学分为毕业设计、课程设计、工程实践、课外实践(社会实践、科技与竞技活动)[7];第二,未来的任务是积极探索面向市场营销方向的生物医学工程本科专业文科学士培养方案,其专业课开设医疗器械管理、经济、营销类课程,学时不少于总学分、总学时的35%—40%;三是学习清华大学,结合本校特点探索夏季小学期制,满足学生个性化课程选修,拓展实践的时间、空间,采用多元教学及实践活动设计。

(三)优化课程体系,规范课程主导原则

课程体系设置可参照浙江大学生物医学工程专业课程设置计算机与网络技术、电子电路设计、传感器与及仪器设计、信息与图像处理、生命科学类等五大模块[8]。要求在课程体系结构、内容之间应该设置合理比例,淡化学科自身的重要性,打破学科界限,避免体系出现较大的偏颇局面,也应避免面向市场、就业岗位的选修课而冲淡学科基础或主干课程,对开设的选修课一定要突出个性化。鼓励将学科前沿的新知识、新技术、新成果快速引入主要课程内容中,拓宽学生的知识新视野。

(四)谋划课程体系策略,适应控制学时比例

第5篇:生物医学工程专业方向范文

结合军事生物医学工程学科的特点,从基本思路、实施方法、实施效果3个方面分别加以阐述。提出了军事生物医学工程专业的教学改革重点应放在实验教学上,需以新的考核模式牵引实验教学改革的新方法,解决了以往如何改进教学方法、提高教学质量的棘手问题。该模式使学生的学习兴趣、动手能力、综合素质和创新精神得到显著提高,取得了良好的效果。

[关键词]

军事生物医学工程;实验教学;考核模式

近年来,第四军医大学生物医学工程专业立足军事和医学的双特色背景,率先提出了军事生物医学工程专业的概念[1-2]。该专业以培养面向军队现代卫勤保障任务需求的复合型、创新性人才为目标,构建了以生物医学工程系列课程为基础,医学电子、医学计量、卫生装备及医学影像4个模块为专业方向的特色专业课程体系[3-5]。该课程体系中的“电路原理”“模拟电子技术”“信号与系统”等专业基础课程,起着联结理论知识与工程实践的桥梁作用,在军事生物医学工程人才培养过程中发挥着重要作用[5]。然而,第四军医大学军事生物医学工程专业学生的专业基础课程学时有限,与专业人才培养的高需求构成了矛盾。因此,如何改进教学方法、提高教学质量,是目前亟待解决的问题。军事生物医学工程专业基础课程兼具理论性和实践性,通过实验教学可有效巩固基本概念和方法,提高学员的动手能力、综合分析能力及创新能力[6-8]。为此,我们借鉴国内外教学改革的经验,结合军事生物医学工程学科的特点,将该专业教学改革的重点放在实验教学上,以新的考核模式牵引实验教学改革。

1基本思路

在现代教育理念中,过程管理是实验教学区别于理论教学的最大特点。通过这一环节能保证每个学生的实验效果,切实达到知识理论和实践操作相结合的目的[9-10]。因此,军事生物医学工程专业基础实验考核必须既看结果、更注重过程,将过程考核作为实验课程考核模式改革的重要内容。当前国内外生物医学工程学科呈现出日新月异的特点,大量新理论和新技术的涌现和成熟,要求生物医学工程人才必须主动学习、不断提升自身各方面的能力,以便适应学科发展的需要[11]。针对这一现状,国际上许多知名大学的生物医学工程专业均以学生为主体作为提高教学质量的核心要素,强调对学生主动学习能力的培养[4]。军事生物医学工程与普通生物医学工程具有相同的专业属性,因而其实验课程的考核也应体现这一特点,充分激发学生的发现性、体验性和探究性。军事生物医学工程专业人才面向的是军队特殊功能群体,以解决军队现代卫勤保障中生物医学工程问题为主要任务[3-4]。随着新时期我军卫勤保障的领域不断拓展,特别是复杂化、多样化非战争军事行动实践的凸显,要求卫勤保障人才具备知识、技能、责任为一体的综合能力素质,才能跨越军兵种、部门界限完成保障任务[12]。因此,军事生物医学工程专业基础实验课程的考核必须跳出以实验结果作为唯一指标的传统模式,要强调全面性评价观。

2实施方法

2.1分阶段考核,突出个别质疑实验过程考核具备实时性,课堂提问、查看预习报告和实验记录等传统方式能有效增强考核的真实性,但在启发学生思维、突出学生个性方面效果欠佳。为了有效地解决这一问题,我们根据军事生物医学工程专业特点设计相应的过程考核方案,主要在2个方面进行了探索和实践:一是考核过程的安排,二是特色考核方式的建立。(1)将专业基础实验课程的考核评价分为基础考核和综合考核2个阶段,体现对学生实验技能、态度、协作等情况的全程式评价。其中,基础考核主要对安排课时内进行的系列基础验证性实验进行考核评价,以实验报告为依据进行评价,记为平时成绩,占实验成绩的50%;综合考核主要对课外开展的综合设计性项目进行考核,以项目汇报的形式进行考核,记为期末成绩,占实验成绩的50%。(2)在分阶段考核的基础上,建立以个别质疑为核心的过程评价方式。研究和实践表明,教师对学生的一对一指导和质疑在众多过程考核方式中,最能体现考核评价的客观性,并且能够激励学生主动思考和探索[10]。军事生物医学工程专业在研究型军医大学内开设,专业规模小、学员人数少、师资力量强,因而特别适合采用这种方式。为此,我们在基础项目的实验报告中增加了拓展思考题并对其进行评定。这些思考题是教师针对每个学生的实验操作步骤提出的,因此题目和答案因人而异,从而杜绝了实验报告的抄袭,并体现出学生的个性和思考。

2.2开放考核资源,以问题为驱动自主学习模式倡导学生自主学习、把实验的主动权交给学生,使实验教学呈现出较强的开放性[11]。主要表现为不同学生个性和目标层次不同,导致实验内容、方法思路和结果结论存在差异。与之相对应,实验考核方案也应适应这一特点,并采取行之有效的措施。为此,我们主要对考核资源进行了分类设计和调整重组,主要从以下几个方面进行了实践:(1)考核题目开放。除教学大纲指定的基本项目外,综合考核题目由学生自主选择,实验任课教师只需根据教学大纲及实验条件明确实验教学情境,对实验内容、实验过程及实验要求等细节做具体规划、明确任务要求。近年来我校军事生物医学工程专业实施特色教学模式,大力推行教学与科研相结合、本科生导师制等,为专业基础课程实验考核提供了大量综合设计性题目。例如,实验课程任课教员承担的国家和军队教学或科研课题,经过加工、提炼后可用于考核;以本科生导师制为依托开展的本科生早期接触课外科研项目;军队和地方各种专业技能和创新大赛题目等。(2)指导教师开放。综合设计实验工程性强,学生能否在考核中取得好成绩,除了充分调动自身主观能动性以外,教师的科学指导也很重要。为了与开放化的考核题目相适应,我们允许学生自主选择指导教师。因而除了实验课程任课教师外,学生们还可以选择实验课对应的理论课程教师,以及自己本科阶段的导师。特别是采取最后一种形式,教师和学生相互了解程度深,教师能结合学生个性和特长,针对实验设计方案的可行性及结果提出预判,避免学生走弯路。(3)实验室开放。开放各种教学和科研资源,鼓励学生开展软硬件联调实验,将电路、模电、数电、信号等课程的实验内容结合起来,达到电子信息类专业知识和技能的融会贯通。为此,我们采用图书馆模式管理实验室,对电路、模电、数电、仿真等多个教学实验室实行全天开放,并且对相关实验仪器和消耗器材按需供应。除此之外,从查阅资料、选择元器件、构思实验方案,再到仿真、安装、调试电路,直到完成全部实验,学生均独立进行,教师只负责验收和考评,并对学习成绩优秀或有特长的学生开展个性化培养。(4)人员组织开放。团队协作是现代工程技术人才必须具备的能力素质,也是军事生物医学工程专业人才培养目标的重要方面[13]。因此,在综合设计项目的研究过程中,学生既可自主探究,也可以寻找合作伙伴组成1~3人的项目小组,充分发挥团队协作的优势。与之相对应,考核也要求以项目小组为单位考察实验操作和任务完成情况,并在此基础上对每组的同学进行个别质疑和考察,得出个人评价。

2.3创新考核方式,丰富评价指标军事生物医学工程专业要求培养高素质复合型现代卫勤保障人才,实验考核要体现这一目标就必须在考核方式上有所创新。为此,我们借鉴科研工作汇报的经验,在综合考核中采用以项目答辩为主要形式的考核方案。整个答辩过程以项目组为单位进行,分为3个环节:(1)口头汇报。以全面培养学生制作多媒体课件、口头表达及总结提炼的水平和能力,要求利用多媒体素材进行一次时间为5min的汇报。(2)成果演示。以培养学生熟练操作技能和良好实验习惯为目的,对提交的仿真程序或电子电路进行现场演示和测试。(3)提问互动。以培养学生沟通应变能力和考察项目组内各成员参与实验情况为目的,由评委根据汇报和演示情况随机选择学生提问。在上述考核方式的基础上,我们采用专家讨论和问卷调查的方式,建立了军事生物医学工程专业基础实验考核的评价指标体系及其指标权重。该指标体系涵盖了学生基础知识、实验技能、能力素质、情感态度和作风纪律5个I级指标,以及实验内容、实验仪器的熟练程度、答辩表达和课件制作等15个Ⅱ级指标,不仅对学员的理论基础和实践能力做出考核,而且对学生在工程实践过程中的思路、态度、协作、军人作风等多方面情况进行了全面评价。

3实施效果

上述考核模式已在2014年度秋季学期对第四军医大学2012级生物医学工程专业本科15名学员进行了试点实施。我们根据军事生物医学工程专业本科人才培养方案对实验教学的要求,对“信号与系统”实验课程进行了基础考核和综合考核,取得效果如下:(1)杜绝了实验不预习和准备不充分的现象,学员学习的自主性明显增强,部分同学在实验过程中能提出独到的设计思想,实验效果明显提高。(2)全面提升了学员多媒体课件制作、总结提炼、口头表达、文字组织、沟通交流和团队协作的水平和能力,为他们今后的科研工作打下了良好的基础。(3)充分展现了学员的兴趣、特长和作风纪律等非专业知识技能的情况,为在“信号与系统”理论教学中实施因材施教的个性化教学提供了信息。(4)重点培养了3~5名优秀学员的工程实践和科研创新能力,组织他们参加了第九届全国信息技术应用水平大赛,并取得了好成绩。

4结语

军事生物医学工程作为生物医学工程与军事医学交叉融合的产物,是以服务军队卫勤保障现代化为目标的特殊专业。我们围绕该专业基础课程实验教学的考核,研究了全程性、开放式、多样化的考核新模式并取得了良好效果。该研究进一步丰富了军事生物医学工程专业特色教学模式,对于提高军事生物医学工程专业人才培养质量具有重要的现实指导意义。我们将以此为起点,继续深化该专业实验教学改革,坚持教员为主导、学员为主体的教学理念,渗透全面教育观、精英教育观、创新教育观、开放教育观等现代教育思想,为培养现代化卫勤保障急需的高素质人才不懈努力。

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第6篇:生物医学工程专业方向范文

【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)10C-0135-02

一、生物医学工程专业的特点

生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法,研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是:从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括:生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力,它所带动的产业在国民经济中占有重要地位,世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生,不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术,而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能,以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽,就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用,又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术,国家技术监督部门,以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外,本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面:打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础,掌握宽厚的生物医学工程专业知识,具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。

二、普通化学课程及其教学的基本要求

(一)课程的地位、性质和任务

化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中,化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言,它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分,是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习,学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能,并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用;培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力;为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。

(二)课程教学的基本要求

通过对普通化学课程的学习,学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

三、普通化学教学改革的具体措施

(一)修改教学大纲

应根据生物医学工程专业的培养方案,修改普通化学的教学大纲,并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时,实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言,它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

为了培养学生的动手能力,应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则;培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯;了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时,应培养学生正确处理实验数据,正确书写实验报告的能力;促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风,并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力,从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下:玻璃工操作实验(2学时);离解平衡与沉淀一溶解平衡(2学时);铜、锌、银、镉及其离子的鉴定(2学时);烃的性质和鉴定(2学时);粗盐的提纯(4学时)。

值得注意的是,理论教学大纲和实验教学大纲的修订,应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。

(二)探索新的教学方法

1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课,主要介绍化学学科基本情况,化学各个分支对社会发展的作用,化学学科的发展现状、发展趋势,化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此,普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大,需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而,在教学实践中,本课程的教学课时不足,教学过程中,化学理论和化学与专业结合选择是,教师往往容易顾此失彼,使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积,枯燥乏味。同时,学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透,在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题,针对生物医学工程专业特点,在教学过程中,教师可首先和学生进行讨论,解决如下问题:(1)学习的原动力。(2)学习的方法和习惯;告诉大学课程内容多,上课进度快、信息量大,并且辅导课和习题课少,要掌握好学习方法;设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。(3)学习精神,只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范,激发学生的学习兴趣,以求达到最佳教学效果。

将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨,在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点,再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课,采用实验前提问和预习,代替实验课先讲实验原理和步骤的方式,要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时,及时发现问题,引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室,为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动,和指导教师一起选题,查阅文献,学习相关知识,进行科研活动。当然,也可结合其他课外科技活动展开教学。

2引入实例。在实际的教学过程中,针对生物医学工程专业特点,可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时,利用具体实例,引入每一章节内容,再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上,将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来,指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识,加强基础,提炼基本,按需拓宽,注重实践性和应用性。

在讲到酸碱时,可把知识点延伸,把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性,检测出酸的浓度,也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号,信号的强弱就能反映酸的浓度。同样,电子舌检测其他味觉,就是将其味觉物质,通过化学传感器转化为可检测的信号,通过信号的强弱来反映味觉物质的含量,进一步体现味道的内涵。

可引入直观形象的化学反应动画效果,加强学生对反应机理和抽象概念的理解;同时,可采用动态图表,充分发挥各类图形的优势。

3.突出重点,扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点,可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点:热力学的基本概念;盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法;化学反应自发进行的判剧;化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算;分散体系的概念及分类;溶液的依数性;胶体分散体系的性质及结构;弱酸、弱碱解离平衡;溶度积规则和溶解平衡;电极电势的概念;用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度;配位体的相关概念及命名规则;核外电子运动的特殊性;四个量子数的取值及物理意义。教学难点为:化学反应等温方程式的应用;相似相溶液原理;能斯特方程式的应用;吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点,可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式,讲解后再让学生来回答问题,加深学生对重点知识点的印象与理解,在原有知识点的基础上扩大信息量。

第7篇:生物医学工程专业方向范文

随着经济发展和社会进步,人类改善生活和生存质量的要求不断提高。为实现我国全面进入小康社会的战略目标,生物医学工程产品作为一类特殊商品,不仅是保证人民健康、提高民族素质、改善生活质量的重要保障,同时在国民经济发展中也占据着十分重要的地位。面对加入WT0后日趋激烈的国际竞争,尽快培育、壮大我国生物医学工程产业,使其成为国民经济新的增长点,是我国高技术产业发展的重要任务,也是我国新世纪经济和社会发展的重要目标。为促进生物医学工程产业的发展,国家计委决定组织实施生物医学工程高技术产业化专项(以下简称专项)。

一、专项的工作思路与原则

发展生物医学工程产业,必须以满足我国卫生保健事业发展需求为目的,以机制创新和技术创新为基础,把握好技术发展方向,突出产业发展要素的合理配置,促进规模产业和大型企业的形成与发展,加快新型生物医学工程产品的产业化,大幅度提高整体创新水平和竞争力。

(一)促进人才、技术、资本的有机结合,形成有利于我国生物医学工程长远发展的内在机制,择优支持、扶优扶强,促进具有较强市场竞争能力的企业和企业集团的形成和快速发展。

(二)加速有重大需求和技术基础的新型生物医学工程产品的产业化进程,特别是技术含量高、产品性能—价格比和疗效—成本比优良,有利于降低医疗费用、能满足大多数人医疗保健服务需要的重要生物医学工程产品的产业化。

(三)突出自主创新、综合集成与技术合作、技术引进相结合,加速形成和发展我国特色、优势技术领域,特别是在电生理检测分析、超声治疗、组织工程等发展前景大、带动性强、具有相对优势的技术领域,建设若干国家工程研究中心,形成我国具有关键技术创新能力、工程化系统集成能力的产业化基地。

(四)重视项目的产业化基础和申报单位的建设条件。鉴于生物医学工程产品与人身健康有直接关系,在强调项目的市场需求和技术水平的同时,还要求项目产品必须具备药品监督管理部门颁发的产品证书或生产批准文件。对于项目申报单位,除应具备较强的经营、管理、筹资等方面的能力外,还必须具备药品监督管理部门颁发的生产企业许可证。

二、专项的主要目标

加快高技术成果的产业化,引导、推动我国生物医学工程产业持续、快速、健康增长,促使我国生物医学工程产品在2005年达到500—700亿元的产业规模,并保持年均10—15%的增长速度;加速产业结构调整,形成规模化、集约化、专业化的产业格局,促进4大类10大系列产品实现产业化,形成具有相对优势的特色产业领域;强化技术创新和转化能力,形成产业技术持续创新机制,发挥社会资源优势建设国家工程研究中心,提高产业整体水平和国际竞争能力。

三、专项支持的重点技术方向

(一)重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置,包括心脑血管疾病的急救、康复和诊疗装置,呼吸系统疾病诊疗和急救装置,应用物理原理的新型肿瘤治疗技术和装置等。,

(二)社区医疗系统工程技术和装备(以亚健康状态调控为核心),包括睡眠医学工程技术和装置,心脑血管系统功能检测技术和装置,便携式(电)生理检测装置,小型化生化检测装置,社区医学信息技术和系统等。

(三)医学影像技术和装备,包括技术含量高的常用医学影像装置,有限功能的小型化医学影像装置,手术中实时监控医学影像技术与装置等。

(四)生物医学材料表面处理技术、器件(构件)及其制备工艺,组织工程和生物人工器官,生物微系统技术(床旁生化检测技术、介入式微型检测技术等)等。

四、专项实施的组织方式

(一)专项按照《国家计委、财政部印发关于组织国家高技术产业发展项目计划实施意见的通知》(计高技[*]2433号)、《关于印发〈国家工程研究中心管理办法(试行)〉的通知》(计科技[]2239号)及《国家计委关于建设国家工程研究中心的指导性意见》(计办高技[*]767号)的精神组织实施。

(二)专项将在项目主持部门申报的基础上,按照公正、公平的原则,组织专家评选,择优支持。

第8篇:生物医学工程专业方向范文

[关键词]生物医学工程;核心课程群;整合优化课程;教学方式改革;教学评价体系

生物医学工程专业是生物学、医学及工程学交叉构成的一门综合学科。[1]随着我国医疗事业的快速发展,医疗器械(设备)的设计、研发、销售以及售后服务等岗位的需求量逐渐增多,该专业毕业生的就业面也在逐步加宽。[2-3]目前,长治医学院(以下简称“我校”)生物医学工程专业共设三个方向,分别是康复器械工程、医疗设备管理维护和医学物理三个方向。这三个专业方向各有侧重,如康复器械工程方向侧重于临床康复器械的开发、设计、维护与管理等;医学物理方向侧重于医用放疗设备的临床应用及维护管理等;医疗设备管理维护方向侧重于医学仪器的研究、设计、维修和维护等。三个方向培养的人才均服务于医学。为让我校生物医学工程专业毕业生在医疗器械行业获得较高的匹配度和认可度[4-5],学校必须从实际出发,从基础做起,从专业建设上寻求突破,而加强专业建设的基础就需加强课程建设与改革,从教学的源头直接与社会需求对接。我校生物医学工程专业开设的课程包含通识教育课程、学科基础教育课程、专业教育课程、专业选修课及实践教学环节。但在这五部分的课程设置及教学内容上存在一些不足,如:课程独立性较强,课程与课程之间衔接不好;部分课程内容存在重复;教学重理论轻实践等。因此,整合优化本专业的课程结构是教学改革的重点。基于此,本文以我校生物医学工程专业医疗设备管理维护方向为例,结合本专业方向的培养特色、本专业人才需求以及本专业已毕业学生的就业情况,构建核心课程群。

一、核心课程群初构

医疗设备管理维护方向的培养目标是培养既满足临床需要的工程人员,又能够从事医学仪器的研究、设计、制造以及能够从事医疗器械产品的经营、技术服务[3]等工作的人才。根据本专业方向的人才培养目标、企业对本专业学生的基本要求、已毕业学生对本专业课程设置的反馈及就业情况,我校设置了相互衔接,但各有侧重、特色突出的核心课程群。按照本专业方向课程之间的互通性、独立性及综合性,我校将本专业方向课程划分为基础医学课程群、医疗设备课程群及医学信号课程群,每个课程群所包含的课程如图1所示。基础医学课程群是本专业方向学生了解、掌握基础医学的入门课程,学生通过学习医学方面的基本理论,基础知识和基本技能,掌握人体正常功能活动的基本规律、了解生物体的代谢规律及其与各种生命现象之间的联系,为后续医疗仪器在临床上的使用及临床上各类医学信号的分析处理奠定基础。医疗设备课程群是上述三大课程群中的核心,具体包含两方面的内容:一方面介绍影像类仪器(如X线机、超声、MRI、CT等仪器)、检验类仪器(如光谱分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪等)及测量与监护类仪器(如心电图机、呼吸机、病房监护系统等)等设备的结构、工作原理、性能、使用方法、故障分析处理以及仪器的设计;另一方面介绍如何购置医疗仪器、购置完成后仪器设备的验收及安装、临床使用过程中设备的维护保养、管理及质量控制。[6]医学信号课程群着重培养学生掌握医疗仪器采集生理信号的原理、过程,以及对采集到的医学生理信号进行分析处理,从而辅助医生完成对疾病的诊断治疗。为打破各核心课程群之间的壁垒,加强核心课程群之间的联系,我校在开设各核心课程群之前,首先开设了生物医学工程导论课程作为本专业方向的学科概论课。一方面,该课程为学生介绍与本专业方向相关的基本理论、本专业方向的发展现状、应用领域及发展方向;另一方面,通过该课程的学习,学生可以了解各个核心课程群在本专业方向中所起的作用及相互之间的联系。

二、核心课程群的教学改革

(一)整合、优化核心课程群的课程本专业方向核心课程群以生物医学工程导论课程为主线,设置了基础医学、医疗设备及医学信号三大课程群。各核心课程群中均设有自身的基础或核心课程,其他课程在此课程上进行延伸或扩展。但是,各课程存在内容多且部分课程内容重复等现象,因此,学校首先需对课程内容进行整合及优化,具体优化策略如下。第一,每个核心课程群的教师团队成立相应教研室,并设立课程群的主要责任人。责任人与承担该核心课程的教师、企业技术人员共同研讨教学内容,对各课程的教学内容进行整合、优化,使其相互交融,又各具特色。如医学信号课程群中信号与系统课程与数字信号处理课程在“离散时间信号与系统的时域分析”“Z变换与离散时间傅里叶变换”等内容上存在重复。因此,根据设置课程的先后学期,数字信号处理课程不再开设重复的内容,而加强突出具有本课程自身特色的教学内容。第二,结合本专业方向的培养目标,培养具备创新精神、实践能力的医工学生,适当调整更新课程群中部分课程的总学时及理论与实验的学时分配比例。[7]如实用传感器课程由原来6/21(理论/实验)学时调整为24(实验);数字信号处理课程由原来总学时54(42/12)调整为32(20/12)。通过总学时调整,学校更加精炼了课程内容,使学生有更多的时间用于探索、发现自身感兴趣的课题。此外,适当增加实验在总学时中的占比,尤其是增加设计或综合性实验所占的学时,可以使学生通过实验的设计、调试等阶段,锻炼并挖掘自身的动手能力及创新思维能力,激发自我主动分析解决实验中遇到的问题;通过实验成果的展示,在一定程度上增强学生的自信心与成就感,激励学生在原有作品的基础上继续扩展或融入更多可实现的设计或功能。

第9篇:生物医学工程专业方向范文

生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法,多层次研究人体结构、功能及其生命现象,研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合,工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才,必须要改变原有培养医科学生的模式,采取适应工程技术人才培养特点的教学体系,突出工程性,强调实践性教学。改变现有实践教学模式,构建新的实践教学体系,是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。

2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验

我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是:“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展,培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识,具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力,能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程,这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科,其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此,实践教学占据着战略性地位,是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标,突出工程特性,培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务,学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养,更要通过实践教学各个环节来锻炼,以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法:

2.1注重基本实验技能训练,重组课程实验教学内容

电子技术与信息技术教学包含了一系列课程(电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等),对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造,实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合,主要目的是配合理论教学,使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能,提高教学效益,在不增加现有实验课学时的前提下,适当开设综合性实验。

2.2培养综合运用知识能力,强化综合性设计性实验

在专业基础课实验中,将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验,主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力,以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目,提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应,题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题,通过查阅文献资料,优化技术路线,独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试,到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革,有效调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。

2.3开展多层次第二课堂活动,培养分析解决问题能力

开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动,这既是课程教学内容的补充,也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动,内容力求覆盖面广、应用性强,既有教师选题,也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织,有效地丰富了学生视野,拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动,对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制,组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学,让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能,变被动学为主动学,培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。

3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足

目前,我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括:公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看,目前这种模式存在2点不足:一是课程设置不科学,体系不完整,与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2];二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起,由低到高逐次递进,以电子技术综合设计为例,在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上,但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实,一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现,从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求,从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养,是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程,绝非一朝一夕之功,也不是某一门课程所能解决的,必须将其作为系统工程搞好顶层设计,在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训,需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间,乃至研究生阶段,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动,这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识,提高独立分析问题和解决问题的能力,提高团队合作意识,提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力,能够有效地通过工程技术手段解决实际问题,从而满足用人单位和部队建设的需要。所以,建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革,加强顶层设计的重要工作之一,必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。

4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议

创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次,不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法,通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养,必须改变传统的实践教学模式,把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案,调整实践教学组织结构;安排大型综合实验设计课程和实践训练,形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式;构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动,使其创新实践能力不断发展,从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力,提高创造性和竞争能力,这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。

4.1实践课程体系建设

为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求,根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验,我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。

4.1.1基础课程实验

这一类实验的内容和方式比较传统,实验和课程内容的联系紧密,每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析,帮助学生掌握基本理论和方法,锻炼学生动手能力,培养学生的基本工程素质。除基本实验外,一般要求至少安排一个具有综合性质的实验,能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容,都需要进行充分的论证,以保证每门课程实验内容的合理性。

4.1.2综合实践课程

这个训练层次的重要性体现在,使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法,同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础,如果基础不牢,所谓创新是没有保障的,即便有非常新颖的想法,但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上,充分了解各种方法的特点,并根据对实际问题的分析提出有价值的建议,创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用,掌握工程技术解决问题的程序和方法,突出工程实践中关键环节的训练,实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训,使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排,将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成,余下的2~3周时间用于开设独立的综合实践课程。

(1)电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力,组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的,主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能,如果没有这个过程,直接进入电子技术课程设计阶段,就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题,为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程,以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力,而尽量避免因为工艺问题造成的失败。

(2)电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上,进行综合能力培养的实践训练课程,以电路设计为重点,内容侧重综合应用模电、数电知识,完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统(例如心电信号放大器)。一般是给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。

(3)虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用,侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。

(4)生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上,把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来,掌握常见的生物医学信号采集方法,医学信号传感器、采集仪器的使用,利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程:医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断,培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力,并强调各种处理方法的硬件实现。

(5)现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行,学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能,融合医学仪器课程内容,独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试,完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理,通过对专业课实验进行的高度整合,让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择,或者自己拟定题目,独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统,并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术,在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练,对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解,从而在综合能力上得到培养,同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。

4.1.3创新性课外科技活动

开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动,其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上,了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识,充分发挥和调动学生创新实践的潜能,结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求,应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法,有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员,培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力,以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养,主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展,也可以围绕专业选修课开展,并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金,开展进一步的深入研究,并指导学生发表学术论文,申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员,可在此基础上直接进入毕业设计环节,并给予他们优先报考硕士研究生的资格。

4.1.4实习

临床工程实习是理论联系实际,培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习,使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握,全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养,熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题,建立医疗卫生装备体系的基本知识架构,培养学员运用已学基础理论知识,初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力,为毕业后从事医疗设备专业工作,提升任职能力打下基础。

4.1.5毕业设计

毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平,是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题,把重点放在学员创新思维和能力的培养,充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养:(1)调研、查阅中外文献和搜集资料的能力;(2)理论分析、制定或设计实验方案的能力;(3)实验研究、综合分析和数据处理的能力;(4)交叉融合理工医等学科综合知识的能力;(5)外语、计算机应用和论文写作的能力;(6)综合应用工程技术手段解决实际问题的能力;(7)团队合作的能力。方法上让学生自由选题,独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题,指导学生通过查阅资料,以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路,要求学生利用计算机进行理论设计,并进行虚拟实验和仿真分析,经过比较优选出最佳方案,进而设计出实用的电子系统,完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标;最后提供设计报告,接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤,增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神,真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。

4.2创新实验室建设

创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务,满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要,从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手,与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合,以电子技术应用、装备教学实训为基础,培养应用军事生物医学工程的技术方法,解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段,在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发,使其在学习训练中了解军事医学的主要问题,学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题,同时提高创新实践能力,在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的,这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。