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中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0019-03
生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门新兴边缘学科,综合采用生物学、医学和工程学的理论和方法,运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题,为人类健康服务。
随着医疗卫生事业的迅速发展,生物医学专业的重要性突显,社会对生物医学专业从业人员的需求也迅速升温,该行业的社会地位也越来越高,前景一片光明。中国的生物医学工程专业本科教育走过了三年多的历史。目前,全国至少有117所高校开设了生物医学工程专业,其中58所高校开设了生物医学工程硕士点,92所高校招收本科生[1]。
作为一门交叉学科,生物医学工程专业的学生既要求掌握工程学(包括化学、机械、电子等)知识,还要掌握一定的生物医学知识,课程繁多、难度较大。同时这门交叉学科既需掌握理论知识,又需培养实践动手能力。因此,对于生物医学工程专业的学生而言,学风的建设显得尤为重要[2]。作者长期担任生物医学工程本科班级的班主任,对生物医学工程本科班级的学风建设有较深的心得体会。本文根据生物医学工程本科专业的特点,对该专业的学风建设进行探讨,揭示其内在的规律,提出生物医学等交叉类学科专业学生如何进行学风建设的思路。
一、生物医学工程专业学风建设面临的问题
同高校其他很多专业一样,生物医学工程专业面临一些共性的问题。例如,部分学生学习目的不明确,进取心不强,学习不够努力。主要表现为缺乏严谨的求学态度,学习上弄虚作假,投机取巧,作业抄袭,甚至考试作弊;课堂不认真听课,实验不参与操作;一些学生学习纪律松懈,上课迟到、早退,甚至出现旷课、缺课现象,还有极少数学生沉迷于电脑游戏,终日不思学习,致使学业荒废。
与其他专业相比,生物医学工程专业显现的最主要问题是学习目的不明确。不少学生对该专业仍然存在片面的认识,认为生物医学工程专业是一大杂烩的专业,所学课程繁多而没有确定的方向,就业没有明确的目标。另外,对于本校的生物医学工程专业来说,还有部分学生是从别的专业调剂到生物医学工程专业的,少数学生由于认识上的差异,对本专业不感兴趣,热情不高,甚至产生厌恶感。这样思想认识的存在,使学生学习缺乏动力,得过且过。这些问题严重影响到学生的大学本科学习。
二、生物医学工程类专业学风建设的尝试
生物医学工程专业本科生的学风建设,在与高校几乎所有专业学风建设一样,按照“科学发展观”的要求,加强思想教育、以学生为主体、严格管理、加强师资队伍建设,发挥教书育人作用等方面进行大量工作外,本专业还根据自己的特点和优势,重点开展了以下几个方面的尝试。
(一)加强学生对生物医学工程专业的认识,明确专业方向
通过入学专业教育、专业认识实习、学生教师恳谈会、研究生本科生座谈会、已毕业校友返校座谈会等形式加强学生的专业认识,特别是通过到医院、医疗仪器公司参观、座谈,让学生了解生物医学工程专业在社会上的现状及其就业前景,提高学习热情;其次,我们通过专业方向的细分,将培养方向定位于生物医用材料和医疗仪器,并在“本科生科研导师制”的活动中根据老师的研究方向进一步进行培养方向的定位,这样就让学生有了明确的专业方向和就业目标,学习目标也就更加明确。
(二)学生的学业生涯、职业生涯规划
从新生入学起,本专业就举办学业生涯、职业生涯规划大赛。教师们认真评阅每一个学生所撰写的“学业生涯、职业生涯规划书”,了解每一个同学的学业、职业目标,有针对性的在各方面加以指导,真正做到因材施教、“个性化培养”。教师每学期对照学生自己的“学业生涯、职业生涯规划书”进行检查、评估、指导以及修改。
(三)发挥本专业高学历、高素质教师多的优势
教风之于学风具有鲜明的导向性,高素质教师在学风建设中的作用是毋庸置疑的。在本专业教师队伍中,“海归”人才的比例达到58%,博士学历比例达到50%。从2002年起,本校通过重庆市“回归工程”引进了一大批高素质“海归”人才,这批人在国内外都有一定的影响,他们是学生心中的偶像,在教学、科研和对学生的引导等方面起到了巨大的作用。
在发挥高素质“海归”人才众多的优势方面,本专业老师每学期都要进行多次各类讲座,内容多种多样,从“欧美文化”到“科研,创造自己的成功”。通过这些讲座,“海归”教授以身说法,将海外高校优良的学风带进了我们的校园,学生也开拓了视野,了解到这些老师的成功是“坚强的意志、勤奋和努力”的结果;我们还开设了多门双语课称,例如“远程医疗”等,采用原版教材,进行原汁原味的英语教学,取得了很好的效果。
(四)在大二学生中实行本科生科研导师制
本校生物医学工程专业在重庆市乃至全国高校中率先实行了大二学生本科生科研导师制,重视发挥导师教书育人的作用,以教风促学风的作用。充分发挥“海归”人才和高学历人才的优势。从大二开始,学生进入老师的实验室,从文献资料的查找、英文文献的阅读与翻译基本训练着手,在教师的实验室中培养了科学研究和动手能力,增加了学习的兴趣。实践证明,参加导师科研活动的学生,无论是在就业还是继续读研究生进行深造这两方面,都较之没参加导师科研活动的学生拥有更大的优势。
(五)鼓励学生考研,促进学风建设
从新生入学教育开始,我们就提倡、鼓励生物医学工程专业的本科生为考研做准备,并在其后的一系列活动,例如研究生本科生座谈会、教师学生恳谈会、考研动员会等活动中不断宣传,影响学生。考研与就业互不矛盾。考研与就业都需要在大学本科学习期间,掌握坚实的基础知识和专业知识。考研能够提高学生的层次。在社会上,研究生与本科生的差异是非常明显的,特别是,通过考研,学生可以考上重点大学乃至名牌大学,这对其自身的发展大有裨益。考研能够激发和保持本科学生的学习热情[3],有了考研这一更高层次的人生目标,本科学生学习才会有更大的动力,使之能把握学习的最佳时期,够持之以恒地努力学习。考研有利于本科学生巩固和掌握扎实的大学所学的理论知识。数学和英语在考研中有极大的权重,因此,要求本科学生要系统学习、牢固掌握、灵活运用数学、英语等基础知识,这样才能顺利考上研究生。我校本专业长期的学风建设实践表明,一个有考研目标的本科学生,在大学学习期间能够保持较强的学习意志、好精神状态,可以从整体上促进其学习。
本专业学生考研率、上线率和研究生录取率连续多年位列学校第一,2011年的数据分别为27.8%、22.2%、19.4%,十余名学生还考上了四川大学、华中科技大学等重点大学的研究生。
三、结束语
近几年来我校生物医学工程专业的学风建设,通过践行科学发展观,以人为本,以学生为主体,以教师为主导,两者紧密联系,发挥本专业的特点和优势,取得了一定的成绩。本专业从2006~2011届毕业生中,86.2%的学生通过国家计算机二级考试,英语四、六级通过率分别为62.1%、34.5%,在全校处于前列。2006、2008班级被评为全校优秀标兵班级。总之,通过以上措施,本专业的学风建设取得了长足的进步,为学校的本科教学评估和学校升格为大学做出了突出的贡献。
参考文献:
[1]Xiaohong Weng,Undergraduate Education on Biomedical Engineering of Comprehensive University in China.Yi Peng,Xiaohong Weng(Eds.):APCMBE 2008,IFMBE Proceedings 19,pp.629-632,2008 ?Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2008.
[2]王秀华,楚同军,冯小苗.高校学风建设的实践与认识[J].江苏教育学院学报(社会科学版),2006,(11).
[3]陈富贵,龚文平,刘生国.抓学风建设是促进大学生考研的有效途径[J].江汉石油学院学报(社科版),2002,4(3).
一、选择直接就业于生物医学工程专业方向的几点考虑
根据生物医学工程专业的特点,有医院与企业两条道路供选择。但更多的同学肯定是希望进入医院,因为医院属于事业单位编制,相对于企业存在风险的运营方式,同学们普遍喜欢相对安稳的工作环境。其实同学们应该更多地了解社会对我们所提出的要求,以便于选择一个真正属于自己的地方,而不是靠自己的主观臆断。1.进入医院的大门进入医院可能是许多同学想要的,在这里也要明确,生物医学工程有两个比较明显的分支,一是进入医院设备科,进行对于医院设备的维修与采购,管理医院的医疗设备。另一种是投入到医院的放射科,对医院的医疗设备进行技术性的操作与使用。分流的选择是在大二结束之后根据自己的兴趣特长及老师的推荐所进行的。相对于企业所存在的员工竞争压力,医院的工作可能相对安稳,对于技术的创新要求并不高,但对于同学的实际操作能力及对于仪器的了解程度有较为苛刻的要求。2.应聘于医疗器械企业或电子计算机企业首先选择进入企业要明确自己的方向,从自身特点出,比如①认为自己的社会交际能力较好,则可以从事营销,做好对外推销自己公司产品的工作并学会维系与客户之间的关系,及时反馈客户的意见,更新并拓宽自己的销售渠道。②认为自己动手能力及实践操作能力较为不错的,则可以做一名技术工程师,主要职责为安装、调试、维修设备,为客户提供售后服务工作。③再者,如果觉得自己在专业理论知识方面、专业创新方面有异禀的天赋,则可以留在企业的科研创新部门,从事设备更新及研发工作。比起在医院工作,企业的薪水及待遇可能会更可观,但相对的,其工作压力及员工竞争也会较大,存在失业的可能性也就较高。3.从事高校教育工作或从事科研创新工作比起之前两种,这条路可能算是最轻松也是最艰难的。轻松是因为它们并不需要太多的担心失业与资薪问题,但是确实对于专业知识的掌握要求是最严格的。①从事教育工作还要有一定的教学经验与手段、良好的专业背景及优秀的师德师风。所以对同学们的能力提出了更高的要求。②选择科研工作则要有坚韧不拔的探索精神,谨小慎微的钻研态度、过硬的专业知识及孜孜不倦吸收新知识的心态。但这正是每一个专业从事者最希望的归宿,也是每一个同学最大的荣耀。
二、对自我的继续深造:读研
我国对于生物医学工程专业研究生教育只存在于一些较为重点的理工科学校中,所以对于医科大学,可以说继续深造像泥潭一样举步维艰。不过感到荣幸的是温州医科大学于2008年获批生物医学工程领域工程硕士点,是全国同类高校第一个招收生物医学工程专业工程硕士的单位。2010年获准招收双证生物医学工程全日制硕士。主要研究方向为医学仪器与医院信息管理、基因工程与基因药物。1.考研趋势的必要与优势相对于匆匆就业,选择考研是一条较为稳妥的道路。本科就业的学生虽然对于器械的制造、修理及工作运力相当精通,但缺乏对于一些生物医学方面的专业知识。很难根据病人的实际情况和医院复杂多变的局势做出很快的应对。简而言之,读研才是将生物医学与工程学真正结合的时期。在医科大学进修该专业的研究生往往能根据医科大学自身医学氛围浓厚的特点,让同学们更好地利用自己所学的工科知识,融会生物学与医学方面的专业知识,并通过附属医院的实践来强化理论知识,结合一定的临床医疗器械使用经验,使研究生们更好地将生物医学和工程学结合。2.在医科大学生物医学工程读研的方向及目标作为医科大学的一分子,应将自己打造为一位具有以生物学与医学为基础,擅于应用工程学方面的技术及方法的具有医科大学特色的复合型人才。根据我校提出的某些明确要求,我校塑造的生物医学工程研究生应具备能够灵活应用并及时更新工程学的理论基础,独立解决有关医疗工程的“疑难杂症”的能力。3.我校对目前生物医学工程研究生的教学及考核(1)高校对于生物医学工程研究生的教学内容应侧重在医学上的应用。与本科教育一样,我校研究生教育也分两条路,一是从事生物医学基因工程和基因药物的研究,二是对于医疗器械及医院信息管理系统的学习。在教学内容上,我校除了对于原有知识的巩固及加强外,更多的是对现存临床医学中的实际问题及教学案例进行剖析、解决,突出医学理论及工程应用两大特色。在课程设置上也会较多的注重实践应用,并采用隔周周末上课的教学方法,将平时在实践中遇到的问题带到教室与导师分享并探讨解决方案。这样,更能让自己将工作与学习、实践与理论牢牢结合在一起。(2)对于研究生的考核。学校采用以课程项目以及学术论文的形式,配合医科大学的特色,对其的要求也显而易见,应该是涉及生物医学领域的研究与拓展、更新与调试、开发与制造,特别是对于新兴事物的捕捉、猜想、实践、验证以及应用。项目不论形式,但对于其内涵价值、科研难度及工作量有一定的要求,并应与导师相呼应,导师既是学习上的模范,又是工作上的同事,相互协作达到最理想的状态来完成项目。毕业是对于大学学习做出的一个最明确、最不会让自己后悔的选择的时候。在面对毕业设计时更灵活,在选择毕业出路时更明确。在平时学习中,我们应该注意积累专业知识,多对自己的定位及目标进行反思、不断总结,在毕业时积极与同学、老师、家人沟通及探讨。笔者坚信,随着同学们对于生物医学工程专业了解的加深,毕业于生物医学工程的我们会走得更好、更远。
作者:缪林哲 李亚庭 郭亦韬 纪欣农 单位:温州医科大学
【关键词】医学;职业技术教育;生物医学工程
【中图分类号】R318.0-4 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)02-0316-02
基金项目:重庆市教委人文社科基金资助项目(10SKS02)
随着近20年来世界范围内高新技术的迅猛发展,职业教育在形式和数量上都有了突飞猛进的增长。基于此,联合国教科文组织(UNESCO)推出最新版本“国际教育标准分类”ISCED1997,虽然将高等职业教育仍定位于ISCED5为“第三级教育第一阶段”,但是作为“不直接通向高等研究资格证书”(not leading directly to an advanced research qualification)获得的教育层次,它将初版中分属两个不同层次的大学专科(原ISCED5)和本科(原ISCED6)以及“所有博士学位以外的研究课程”(原ISCED7中的博士前课程部分)纳入了同一层次之中,从此突破了高等职业教育(尤其是在中国)仅仅局限于专科层次的教育瓶颈,为各类职业教育建立本科乃至硕士层次的教育提供了可能[1]。与普通本科教育并行的“立交桥式”发展之路由此拉开序幕。目前我国由于临床医学、中医学、口腔医学、药学等专业要求学生掌握一定的科学技术知识以达到“能进入一个高精技术要求的专门职业”。医学本科院校在医学主干专业的人才培养定位与水平上均高于医学类高职高专院校。本文将以生物医学工程学的国内外现状为例,来探索职业教育互补于普通医学本科教育的发展之路。
1生物医学工程国内外发展现状
生物医学工程学是理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学领域渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理与方法,从工程学的角度,在不同层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病治病、促进健康提供新技术手段的一门综合性的高技术学科。
1.1 80年代起生物医学工程学步入新起点 50年代是生物医学工程学发展的初期,工程技术与生物医学间的交差、渗透是从临床医学开始的,其中尤以人工器官的出现,可视为现代医学的一个重大特征。在经历了60年代的早期发展和70年代以医学影像技术为代表,所标志的生物医学工程学取得突破性进展的基础上,80年代起,生物医学工程学除继续向临床领域横向扩展外,开始在向纵深方向发展方面出现新的转折。如医学影像技术中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超声诊断装置、图像文档与通讯系统等;出现了全实验室自动化系统、体外碎石机和除颤器等治疗装置以及微波、射频、激光、超声等各种治疗技术。
1.2 90年代与更多的学科交叉、融合 组织工程:是生物医学工程、细胞生物学、分子生物学、生物材料、生物技术、生物化学、生物力学,以及临床医学等学科间的不断交叉、渗透与融合,而形成的新的前沿科学。所涉及的组织有软骨、皮肤、胰腺、肝脏、肾脏、膀胱、输尿管、骨髓、神经、骨骼肌、肌键、心瓣膜、血管、肠、等,其中皮肤已有初步产品进入临床应用。我国自90年代初开始了有关的基础研究工作,并列入了国家重点基础研究发展规划(973),成为国家的重点支持项目。生物芯片:在实施人类基因组计划的推动下,DNA微探针阵列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一时间内分析大量的基因,实现生物基因信息的大规模检测。微米/纳米技术:是指量度范围分别在0.1?100微米(?m)和0.1?100纳米(nm)内的物质或结构的制造技术。其最终目标是,人们将按自己的意志直接操纵单个原子、分子或原子团(小于10nm)、分子团,制造具有特定功能的产品,包括纳米材料学、纳米电子学、纳米机械学、纳米生物学、纳米显微学等等新的高技术群。我国在大尺寸纳米氧化物材料制备方面,已成功地研制出致密度高、形态复杂、性能优越的纳米陶瓷,从而进入了国际领先行列。日本研制出的“万能医用微型机器人”,可在不损害任何人体器官的情况下,沿着血管或胃肠道行进到发病部位进行检查,医生可指令机器人取组织样品、直接释放药物、清除血栓、切断或接通神经和进行细胞操作等精细手术。家庭保健工程(Home Health Care, HHC):美国、日本和欧洲等均已将HHC作为重要内容列人21世纪的生物医学发展战略,成为优先资助的领域之一。即将家庭保健管理系统、疾病早期预报、家庭治疗和康复仪器、家庭急救支援系统等技术和产品作为重点开发项目。我国开展HHC的研究与开发以家用治疗产品为最多。通过采用电话传输监护网的方式进行心脏监测和急救,已在我国北京、上海、天津、南京、广州等大城市相继开展起来。
1.3 生物医学工程学传统领域的发展 生物材料:自50年代出现合成高分子材料以来,生物材料取得了很大发展;如今,合成高分子材料,天然高分子材料,医用金属材料,无机生物医学材料,以及由活体材料和非活体材料构成的杂化生物材料,几乎在临床医学各个领域得到广泛的应用,并最终导致了标志着本世纪现代医学重大特征之一的人工器官的出现;在此基础上,90年代生物材料又在向着复合/杂化型、功能型和智能型的方向发展。医学影像技术:在生物医学工程学中,像X射线、超声波、磁共振、放射性核素、红外线等物理源的医学影像技术,对医学的发展起了很大的推动作用,数字化、网络化、综合化已成为目前医学影像技术的总体发展方向。生物医学工程学所涉学科尚有生物力学、医学电子学、人工器官等等。
2国内生物医学工程专业建设情况
生物医学工程专业属工科专业,具有很强的多学科交叉性和前沿性,强调数理科学、电子信息和计算机技术等理工科知识与生物医学知识的有机结合。本专业课程设置除数理化及工程基础课外,主要专业课程有:电路、信号与系统,模拟与数字电子技术,数字信号处理,生物医学传感器与检测技术,微机原理与应用,单片机在医学中的应用,生命系统分析与仿真,生物医学信号处理,生物医学仪器,医学成像技术,医学图像处理,医学超声波,工程生理学,人体解剖学,组织胚胎学,自动控制,计算机与信息系列课程等,并开设多个专业课程设计,做到教学与实验设计并重。目前国内开设生物医学工程专业的学校,一部分是医科院校,一部分是各大综合类院校。排名前十的有浙江大学、四川大学、上海交通大学、东南大学、西安交通大学、天津大学、清华大学、华中科技大学、南方医科大学、大连理工大学。而在香港大学,生物医学工程学由工程学院与医学院合办,学生将学习到有关工程和生命科学的原理,理解不同类型的先进医学工程系统之设计和运作,掌握工程技术在医学领域的应用。
3医学职业教育可以在生物医学工程专业中寻找“立交桥式”发展契机
医学职业教育类院校,应该与本科院校错位发展。以生物医学工程专业为例,应该培养计算机网络技术服务和各类大型医疗设备的操作与维护方面的专业人才;计算机网络技术包括:数字化医学中心,医学图象处理及多媒体在医学中的应用,生物信息的控制及神经网络生物医学信号检测与处理。要求学生深入掌握电子技术,计算机技术,信息处理理论医学与工程相结合的科研能力,解决生物医学领域中的科学研究,医疗仪器研制,产品开发以及大型医疗设备的操作,维修管理等问题,同时也能胜任其他领域的电子技术及计算机技术。学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识,受到电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练,具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
3.1 生物信息技术 实现生物技术和信息技术以及其他学科的有机结合,发展生物信息高通量、高效、快速的提取方法,发展疾病检测的新方法和新技术,发展研究药物与靶标作用的新方法,发展基因组数据、蛋白质组数据和结构基因组数据的计算机处理、分析和可视化方法,解析生物大分子结构和功能之间关系等,提高生物信息处理、分析和利用的水平,为我国生命科学和生物技术的源头创新奠定基础。
3.2 医学图像与医学电子学 医学图像处理和分析、计算机辅助诊断和治疗、医学物理等,以及生物、医学和工程学等领域理论和方法,并通过这些学科的交叉形成了新型学科。
3.3 生物与医学纳米技术 包括纳米生物材料、纳米生物器件研究、纳米生物技术在临床诊疗中的应用、纳米材料与器件的计算模拟。
3.4 生物与医学纳米技术 生物医用材料研究,用于人体、器官的诊断、修复、替换或增进其功能。
3.5 医学信息学及工程 应用系统分析工具这一新技术来研究医学的管理、过程控制、决策和对医学知识科学分析。
4以生物医学工程为例,探讨医学职业教育的前景
生物医学工程专业修业年限为四年或五年。授予学位是工学学士。就业前景良好,由于科学技术的发展,各类大型医疗设备的应用越来越广泛,大型医疗设备的操作、维修及管理人员是各大医院及公司急需的人才。毕业后可从事医学机构中医疗器械的维护、使用、销售和和医疗电子系统的开发与维护,辅助医生观察、诊断、治疗疾病。职称由卫生部组织统一考试评定,颁发临床医学工程技术(初级士、初级师、中级等)证书。
医学职业教育不仅要解决国家发展急需的基层卫生人才的培养问题,更重要的是要引领区域经济向先进领域拓展,提升地方行业水平。建设西部教育高地,需要在技术类专业中大胆创新,走别人没有走过或者没有走出规模的路。其重要意义体现在以下几点:①医学应用技术类专业虽然具有办学成本高、难度大等不利因素,但也具有技术含量高、可直接转化为现实生产力的巨大优势。②医学应用技术类专业走向产业化,对引领区域经济发展、拓展地方行业布局和提升地方行业水平都具有重要的现实意义。③医学应用技术类人才培育专业群的建成,将为地方输出高素质的技能型人才,同时也能提供高水平的就业岗位,有助于拉动地方经济,整体提高地方生产力。④医学应用技术类专业人才的聚集,与提高区域人才质量、推动地方经济发展进程直接相关。斯坦福大学在成立之初不被看好,但坚持将硅谷建设与学校成长联系在一起,最终成为世界名校就是例证[2]。
5结语
在国家拉动内需、教育优先的有利政策指引下,在医学职业教育领域大力发展医学应用技术专业是切实可行的。用教学做一体化培养医学技术专业人才,为地方医学应用技术产业化发展提供智力支撑,其意义也是深远的。创立医学应用技术专业基本原则是按照专业设计,分步骤解决专业基本格局,建设教学做一体化生产性实训基地,逐步提升专业办学水平和内涵质量,最终构建具有影响力的专业群。在全国众多的医学类高职高专院校中同质化办学的现象非常突出,上海医疗仪器高等专科学校涉足生物医学工程领域外,还没有一所学校开设生物医学工程的相关专业[3]。现代医疗活动是建立在庞大的医疗仪器设备的辅助诊断和治疗基础上的,急需医学工程技术的大量人才。只有大力拓展医学相关技术领域的办学,才能真正在传统医学专业之外办出既有生命力又有制高点的医学职业技术教育。
参考文献
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理工类院校生物医学工程专业的教育,主要体现于理学、工学及二者有机结合的特色和优势,如理工类院校在数学、生物、材料、机械、电子、计算机、自动控制、组织工程等学科,具有坚实的教学基础、丰富的教学经验、良好的教学资源与条件。研究和解决生命科学及医学中的重要问题,是生物医学工程学科教育与发展的宗旨,因此,利用理工科院校的教学资源优势,培养能利用工程学手段,解决人类生命及健康问题的研究和应用型人才,是理工科院校生物医学工程专业教育的重要目标。因教学资源与条件的不同,理工科院校与医科院校、综合性大学的人才培养目标亦相异。理工科院校侧重于培养学生具备扎实的基础知识,包括数学、物理、电子、机械、生物等学科;熟悉医学电子仪器、生物医学信息、计算机、生物材料等相关学科专业知识;善于利用工程学方法与手段,解决专业相关领域的问题。培养目标具有准确的定位与时代性,即一方面能充分利用理工科院校的优势,体现其在工程学科方面的特色,另一方面,根据学科的交叉性与涉及领域的广泛性,密切跟踪学科的发展与社会需求变化,从而培养高素质的复合型高级专业科技人才。
根据教学与科研条件、研究方向的不同,国内理工类院校关于生物医学工程专业人才的培养目标既具有上述共性,又各有侧重与特色。如清华大学提出旨在培养能将现代电子、信息技术、物理、化学、数学和其它工程学原理,应用于研究生命科学的基本问题,能利用工程技术方法解决疾病预防、诊治及改善健康、提高生活质量等的高级专业人才;浙江大学则明确培养具有生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学等理论知识、医学知识和工程技术紧密结合的科学研究和技术开发能力,能在生物医学电子、医疗仪器、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的高层次创新型人才;东南大学强调以电子、信息技术生物学、化学和材料学为知识基础,使学生具备开展与人类健康相关的科学研究及应用开发能力,重点培养学生的研究能力和创新能力,培养具备宽阔视野、思维活跃的精英人才和领军人才;上海交通大学依托其强大且基础雄厚的工科和医学背景,重点培养在生物、医学和工程技术领域中具有开展交叉研究能力的有创新精神的,能应用物理、化学、材料、电子信息和工程等领域的技术解决生命科学问题的创新型交叉学科人才。华中科技大学生物医学工程专业培养具备生命科学与光、电、计算机等信息科学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,能在医疗器械、电子技术、计算机技术、信息等产业部门从事研究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。
华南理工大学生物医学工程专业,始于从硕士研究生人才的培养,我校于1993年获生物力学硕士学位授予权,1998年,将生物力学硕士点(生物科学与工程学院)与生物电子学硕士点(电子与信息学院)整合为生物医学工程一级学科专业硕士学位授权点,并开始正式招收硕士生,2002年招收生物医学工程专业本科生,2004成立生物医学工程系,2006年获生物医学工程一级学科博士点。根据我校生物、电子、材料等学科在科研教学方面的多年积累的与优势,结合广东省生物医学工程产业的发展与需求,将生物医学工程专业本科培养目标,按要求掌握的知识与具体的能力确定为:
目标1(扎实的基础知识):培养掌握扎实的专业基本原理、方法和手段等方面的基础知识,包括生物医学、电子技术、信息科学、计算机技术、生物材料、生物信息等相关学科基本知识、基本理论和基本技能的复合型高级科技人才。
目标2(解决问题能力):培养学生能够创造性地利用生物医学与工程技术相结合的研究开发能力,以服务于国内外生物医学工程产业快速发展的需求。
目标3(团队合作与领导能力):培养学生在团队中的沟通和合作能力,学会按分工要求在团队中从事具体工作,完成指定任务,进行组织协调,进而能够具备生物医学工程领域的领导能力。
目标4(工程系统认知能力):让学生认识生物医学工程的多学科交叉特性,从系统的角度认识与领会生物医学工程学科的核心与特点。要求从工程系统的角度,运用多种工程技术手段与方法,寻求解决实际问题的方案。
目标5(专业的社会影响评价能力):培养学生正确理解生物医学工程对人们日常生活、人类健康所产生的重要影响。
目标6(全球意识能力):培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识,积极跟踪新理论方法、技术的发展,在全球化的背景下认识与把握生物医学工程学科的现状与发展。
目标7(终身学习能力):生物医学工程毕业生在职业生涯中,需要根据学科、行业发展与岗位要求,不断更新知识,提升自己的综合素质,并具备终身学习的能力。
综观理工科院校生物医学工程专业本科生的培养目标,既反映了各校的学科优势、特色与定位,又具明显的共性,即强调学科的交叉复合特性,培养能将工程技术和医学、生物等基础理论相结合,解决人类生命健康中的问题、提高生活质量的综合性人才,尤其注重学生的实践能力与创新能力。
理工类院校的生物医学工程专业培养特色
在专业特色建设方面,各高校依托各自的学科建设与教学资源优势,逐渐形成自己的办学特色。如清华大学持之以恒地进行教学建设与改革,形成了"注重质量,强调实践,紧密结合科研"的教学特色,清华大学生物医学工程学科2001年被评为全国重点学科,2006年被评为国家重点一级学科;浙江大学则强调系统掌握计算机技术、信息处理技术、电子技术、仪器技术和生命科学相关的基础理论知识具有多学科交叉应用能力和国际竞争力的复合型人才培养,为国家级生物医学工程特色专业建设点;东南大学从1988年开始与南京医科大学合作,进行7年制工医双学位人才培养,2000年开始进行生物医学工程专业(七年制)本硕连读人才培养。2007年建立医工结合生物医学工程长学制创新人才培养国家人才培养模式创新实验区,2008年成为生物医学工程国家特色专业建设点,形成了工医复合型人才培养的特色,并形成了生物医学电子学和现代生物技术两个重要的特色方向;上海交通大学则充分利用附属医院的临床资源,建立与基础课程相适应的实践教学体系,强化学生实践训练,培养动手操作与创新研发能力,大力推进医工(理)交叉学科人才培养,积极推进国际合作与交流;华中科技大学华中科技大学自1997年起系统地开展了生物医学光子学特色方向本科教学体系建设的探索与实践。基于生物医学工程学科的特点,借鉴国内外最新教学成果,建立了一套具有生物医学光子学特色方向的本科教学体系。2011年开始招收“医疗器械”卓越工程师实验班,按照全新的教育大纲和创新的实验模式培养面向医疗器械产业发展需要的高端领军型人才。
华南理工大学生物医学工程专业经过近10年的本科教育实践,以电子技术为基础,以生物医学电子仪器与生物医学信息为主,兼顾生物医学材料、分子生物学及生物信息学,基本形成了多学科方向交叉的知识体系。尤其注重学生基础知识、实践能力和创新能力的培养,根据广东地区生物医学工程产业的优势与市场需求,着力培养具有生物医学工程专业基本素养、基础扎实、专业知识面广的复合型高级技术和专业管理人才。近年来,积极与广东省生物医学工程领域领军企业、医疗、科研机构开展联合培养人才的改革,如自2009年开始,华南理工大学与深圳华大基因研究院共同成立了华南理工大学-深圳华大基因研究院,并开设基因组科学创新班,生物医学工程专业部分优秀学生从大学三年级开始,即有机会进入深圳华大基因研究院从事生命学科的学习与科学研究;2011年,华南理工大学携手中国科学院广州生物医药与健康研究院,共建“华南干细胞与再生医学英才班”,实行“2.5+1.5”的培养模式,“英才班”将根据学生所属专业本科培养计划和干细胞与再生医学的专业培养要求,为学生制订个性化的培养方案,将专业理论知识与实践、学习和科学研究相结合。此外,生物医学工程专业与深圳迈瑞电子有限公司、汕头超声仪器研究所、广州总院、南方医院、广东省人民医院、中山大学附属肿瘤医院和广州医学院附属肿瘤医院等单位建立了密切的联系,为学生的实践、实习提供优越的资源和条件,同时,为学生的就业不断开拓新的渠道;从大学二年级开始,学生即有机会加入“学生研究计划SRP(StudentResearchProject)”,参与老师指导的科研实践,进入实验室与研究生共同学习研究。学习、研究期间,取得优异成绩或成果的学生,推荐参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛。华南理工大学生物医学工程专业,近年来进行各种新的人才培养模式的有益探索与实践,进一步扩宽学生的知识面,显著提高学生的实践能力,激发学生学习热情,培养学生的创新能力。
生物医学工程专业人才培养模式
我国高等工程教育强化主动服务国家战略需求、主动服务行业企业需求的意识,确立以德为先、能力为重、全面发展的人才培养观念,创新高校与行业企业联合培养人才的机制,改革工程教育人才培养模式,提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力。主要体现于四个方面:(1)工程教育服务国家发展战略;(2)加强与工业界的密切合作;(2)重视学生综合素质和社会责任感的培养;(4)注重工程人才培养国际化。近年来,各高校都在进行专业人才培养模式的改革、探索和实践,主要包括(1)重基础、宽口径、强能力、高素质的大类培养模式。如上海交通大学实行按院系招生、学生入校两年后再分专业的培养模式,从而有利于学生根据个性、特长选择专业,增强学生的竞争意识,有利于资源的优化整合;中国科技大学秉承“基础与创新并重”的办学理念,实行重基础、“轻”专业,注重基础“宽、厚、实”,专业“精、新、活”的宽口径个性化培养模式。浙江大学提出“以人为本、整合培养、求实创新、追求卓越”的教育理念,确立的人才培养模式是以3M(多规格、多通道、模块化)和“宽、专、交”为特征的KAQ(知识、能力、素质)并重,将本科专业分成若干学科大类,实行前期按大类培养,实施通识教育,后期实行宽口径专业教育的新模式。华南理工大学的培养模式与浙江大学既具相似性,又各有侧重。华南理工大学以注重精英人才与个性化人才的创新能力培养为特色,如按大类分电子、机械、化工、材料、经贸等各大类专业精英班,“基因组科学创新班”和"华南干细胞与再生医学英才班"等。
(2)注重创新与实践能力培养,如卓越人才培养、产学研相结合人才培养、交叉复合型人才培养。近几年,各高校均十分注重学生的创新能力和实践能力的培养,通过卓越人才计划旨在提高学生的科研能力与解决实际问题的能力。卓越工程师教育培养计划的遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则,其特点包括:行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。其中,首批“卓越工程师教育培养计划”高校包括清华大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学和华南理工大学等61所高校,第二批共有133所年高校加入“卓越工程师教育培养计划”。
(3)国际化人才培养,通过与国外知名高校建立人才培养合作项目,进行联合培养。如教育部中国教育国际交流协会(CEAIE),中教国际教育交流中心(CCIEE)和美国州立大学与学院协会(AASCU)共同合作的“1+2+1中美人才培养计划”,积极推动中美高校学分学历互认,促进中美高校师生双向交流、共同制定大学本科专业教学计划等。此外,近年来,各校纷纷与欧美、澳洲著名大学建立了各种灵活的本科人才联合培养机制,推进教师双向交流,专业课程实行双语教学或全英教学等。
(4)个性化人才培养,华南理工大学生物医学工程专业培养学生过程中,根据学生知识结构与特长,注重个性化培养,如,一方面鼓励生物医学工程专业学生修读“双学位”,另一方面,也接受其它专业学生修读生物医学工程专业“双学位”;通过“学生研究计划(SRP)”,“百步梯攀登计划”、“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划大赛”等,培养学生的创新、创业、科研能力。
课程建设
生物医学工程专业教学指导委员会,为生物医学工程学科人才培养的规范化提供重要的指导性意见。根据生物医学工程学科的发展趋势与社会需求、以及各高校的教学和科研优势,理工科院校设置的生物医学工程专业本科的课程体系,既存在共性,又各具特色。其中,理论教学部分,主要包括公共基础课、学科基础课和专业领域课,实践部分,包括实验课程、课程设计、认识实习、工程实习、生产实习和毕业实习等。各理工院校生物医学工程专业本科培养计划中的公共基础课颇为相似,主要有政治类课程、大学英语、大学物理、大学化学、数学(微积分、线性代数、概率论与数理统计)、工程制图、大学体育,以及人文、社会和技术类通识教育课程;学科基础课程,大多数高校以生物医学电子与信息为主,包括电路、数字电子技术、模拟电子技术、信号与系统、数字信号处理等主干课程,并设置解剖生理学、临床医学概论、普通生物学、生物化学与分子生物学等重要基础课程;各校的生物医学工程专业本科课程的差别,主要体现在专业领域课,同时也最能体现其专业特色。一般以其优势学科方向开设不同的专业必修或选修课程,如浙江大学按数字医学信息、生物传感器与医学仪器、定量与系统生理学三个方向设置专业课程,东南大学则分生物传感与生物电子学、生物信息学、生物医学材料与纳米技术、医学信息工程等四个方向,上海交通大学包括生物医疗仪器、神经科学与神经工程、医学成像与图像处理、生物材料与纳米生物医学等几个方向课程;清华大学按学科方向分为医疗仪器、神经工程、医学影像和微纳医学等四个主要方向,分别设置不同的专业课程。
华中科技大学则包括按生物医学光子学、医学影像学、生物信息学、纳米生物材料和组织工程等方向的专业课程;华南理工大学生物医学工程专业的本科课程,主要涵盖了医学电子仪器、医学影像、医学信息、生物力学和生物医学材料等五个方向,分别开设了医学传感器、医疗仪器设计、生物医学测量、医学超声学、生物医学信号处理、医学成像技术、医学图像处理、医院信息系统、远程医疗、生理系统仿真建模、生物力学、生物医学材料等重要课程。
实践环节主要包括综合实验、课程设计、临床实习、金工实习、电子工艺实习和毕业实习等。其中综实验包括工程生理学、生物医学工程、医学仪器与信息工程3门综合实验课程,设置了数字电路、微机原理与应用、医学仪器等3门课程设计。由于广东省医学资源和生物医学工程产业具有较强的特色和优势,尤其在医疗仪器行业拥有一批实力雄厚的企业,华南理工大学充分利用这种地域的产业优势,知名企业联合建立了本科实习基地,和具优越医疗资源的医院建立了良好合作关系,为本科生的临床实习与毕业实习提供强有力的支持。此外,华南理工大学积极鼓励学生参与“暑期实习计划”,即由老师或学生自行联系实习单位,经院系和老师推荐,学生有机会在暑期到相关高校或科研院所实验室、企事业单位实习。
在双语课程、全英语课程、新型课程和特色课程方面,华南理工大学生物医学工程专业也正在积极进行建设,如《医学图像处理》和《医院信息系统》已经实行双语教学,正在为全英文授课做准备;不定期地邀请国内外有影响的专家和企业负责人进行专题讲座或创业教育;为新生开设《生物医学工程概论》课程,计划进一步开展新生研讨课、系列专题研讨课。
总结
生物医学工程学科具有鲜明的交叉与复合特性,它对解决人类生命与健康中的问题具有十分重要的作用,生物医学工程学科与相关产业发展亦极为迅速,如何培养适应学科发展需求和符合社会需要的专业人才,是各高校生物医学专业面临的重要问题。理工科院校在电子、计算机、信息、生物、材料、制造等学科具有一定的优势,充分利用理工科的资源优势,培养研究与应用兼顾的高级专业人才,亦是理工科院校本科教学的重要目标。
华南理工大学生物医学工程本科专业,经过近十年的教学实践,逐渐形成以生物医学电子、医学信息工程、生物力学为主导的培养体系,十分注重学生的实验能力和创新能力的培养,并充分利用广东省的医学资源和生物医学工程产业的地域优势,努力培养适应社会需求的专业人才。近年来,华南理工大学生物医学材料方向发展迅速,先后成立了国家人体组织工程重建工程中心、特种功能材料教育部重点实验室、广东省生物医学工程实验室,在生物医学材料方面取得了一系列成果。为此,华南理工大学正在为利用生物医学材料方面的优势,加强生物医学材料方向的本科专业人才的培养,积极地进行探索。
[关键词]实习基地 建设 作用 生物医学工程
[文献标识码]A [中图分类号]TP29
一、引言
高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。生产实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节[1]。校外实习基地是保证学生顺利进行生产实习的重要保障。校外实习是强化专业知识、增加学生感性认识和创新能力的重要综合性教学环节。校外实习基地是培养学生实践能力和创新精神的重要场所,是学生接触社会、了解社会的纽带。建立高质量、稳定的校外实习基地为学生迅速将所学专业知识转化为实际的动手能力提供了重要保障,同时可以帮助学生运用所学的知识发现生产中存在的问题,并提出解决问题的合理建议,提高生产效率[2]。校外基地的建设是实践教学的基础,其好坏直接影响到学生的培养质量。
二、校外实习基地建设情况
(一)校外实习基地的初步选择
长期的实习教学实践,使我们体会到频繁更换实习地点和单位是很难深入进行实习教学的。稳定的校外实习基地是搞好实习的先决条件。没有稳定的校外实习基地就没有稳定的教学秩序,教学计划也不能顺利进行。因此建立稳定的校外实习基地是提高生产实习质量的关键[3]。首先是校外实习基地选择原则和要求。生物医学工程专业校外教学实习基地的初步选择原则是要求二级甲等以上集医疗、教学、科研、预防、保健、急救、培训、病因与预防研究于一体的综合性或专科性医院,适合生物医学工程专业 (生理信号检测与处理及光电医疗仪器方向) 学生教学实习;医院医疗仪器、设备齐全、技术先进,能满足本科生产实纲的要求,医院重视本科生实习,并有指导本科生实习的责任和能力;交通方便,并能节约实习开支。其次是基地建设与发展目标。教学实习医院要以指导本科生生产实习为核心,把培养本科生专业实践能力作为高等教育的实践教学重要任务之一,培养学生理论联系实际、提高学生整体素质与创新精神。把建设的重点放在生物医学医学工程专业(光电医疗方向),充分利用生物医学工程、电子技术、计算机与信息科学等领域的一线工程技术岗位,利用所拥有的先进医学诊断与治疗仪器设备,培育由一线临床技师、工程技术专家组成的实习教学教师队伍,形成以实习促实践教学、以实习巩固专业知识的培养模式。根据以上要求,生命科学技术学院和吉林省前卫医院共同制订实习教学,确立生物医学工程专业教学实习基地。
(二)校外实习时间的选择
要正确地选择生产实习的时间,需要结合生物医学工程专业的课程设置。因为如果生产实习时间安排较早,学生掌握的专业知识有限,不可能较为全面的分析了解医疗仪器的生产和使用, 更谈不上对某些问题作一定研究。通过实习,学生只能获得局部的认识,达不到实习目的。因此,我们把生产实习时间安排在第三学年第二学期期末。这时学生已学完了数字图像处理,内容有图像分类、图像编码、图像压缩和增强复原;同时学习了数字信号处理,内容有数字滤波器、傅里叶变换、拉普拉斯变换和频谱分析等。根据教学计划,学生对基础理论的学习已基本结束,即将进入专业理论和专业课程的学习阶段。此时他们对仪器的总体构成及各部分的原理有了整体认识和具有对信号处理与分析的能力,并初步掌握了研究医学信号的基本方法和设计医疗仪器应遵循的原则。因此,他们具备了医疗仪器设计及生产过程所必要的基础理论。实践表明,在实习中学生能够结合生产实际,复习、巩固和综合运用学过的基础理论,实习内容全面、丰富并具有一定的深度,同时能够发现新问题,为后继课程的学习打下良好的基础[4]。
(三)校外实习指导教师队伍建设
实习指导工作需要一支经验丰富、结构合理、吃苦耐劳、责任心强的师资队伍[5]。学院鼓励教师去生产一线,了解实习基地的经营、生产和管理情况,掌握学生生产实习的具体内容。同时,实习基地也应将指导教师定期送到高校进行理论培训,巩固专业知识和基础理论,了解生物医学工程学科的发展前沿,这样对学生的指导将更有针对性和指导性,也能解决实习基地的知识更新问题。此外,还聘请吉林省前卫医院的优秀员工为校外教学实习基地教师,指导生产实习工作。实习基地的医学工程或医疗技术人员对实习基地熟悉,基地安排有教学、科研与管理经验的中级以上技术职务人员作为实习指导教师,负责讲解实际操作或维修管理医疗设备时的常见问题,并且提出问题,让学生们自己分析解决。
三、校外实习基地的教学效果
(一)生产实习内容
根据教学大纲要求,结合生物医学工程本科教学实习实际情况,制定出切实可行的教学计划。实习内容根据医疗仪器的分类:诊断类医疗设备包括X 射线诊断设备、CT诊断设备、MRI诊断设备、超声诊断设备、内窥镜检查设备、生化分析设备等(占学时65%);治疗类设备包括电疗设备、光疗设备、超声治疗设备等(占学时25%)。同时,对于设备管理要求了解、熟悉设备的生产许可、安装、维护、报废鉴定等流程,医疗设备档案管理等(占学时10%)。聘请校外教学实习基地教师,充实实习教学师资队伍,提高了实习效果。实习过程中的实习讲座环节由相关外聘实习教师主讲、指导,通过与学生互动,丰富了学生专业知识面,实习效果显著。如在电诊设备专题讲座中,电诊室陈主任非常重视生产实习的教学工作,热心指导学生实习,为学生现场演示超声诊断设备的使用,并详细介绍超声的成像原理,让大家讨论超声成像的不足及改进的方面。通过专题讲座及现场演示,使学生亲身体会到医疗仪器所涉及的理论知识,让学生对后续的专业课程更感兴趣,更能发现当前设备的不足,提出自己的建议,提高学习效果。
(二)生产实习的模式
在生产实习模式上,我们特别强调了实习笔记的重要性。在生产实习期间,我们要求学生将每天的实习内容、专题报告的内容、现场观察分析的结论、收集的有关资料等记入实习笔记中[6]。实习结束后,学生应将实习过程中的笔记整理成实习报告上交。同时还可以有效利用生物医学工程专业实验室条件为实习提供硬件支持,扩展实习平台,完善实践体系。这样不仅可以提高实验室设备利用率,解决实习设备投入不足的而且也有利于强化学生的专业技能培训,对于实习中将要学习的内容,可以先利用实验室的设备,对不理解的问题,可以作为实习重点。这样,提高了学生的主动性,教学效果显著。
(三)生产实习的效果
实习基地不单是完成学业的场所,也应成为就业能力培养的平台。利用实习基地资源,提高实习质量与效果,为实习学生的就业提供了机会。有的学生可通过实习基地单位的指导老师推荐到医疗器械企业或医院设备管理科就业; 有的学生可通过实习基地这个平台寻求到周边的医疗机构就业。
四、校外实习基地的功能
(一)生产实习基地对实现实践教学的作用
生产实习基地是承担实践教学的主要场所,是各实践教学环节得以顺利进行的依托[7]。生产实习基地的教学可以突出教学科研和生产的结合。生产实习基地在完善实践教学体系、发挥实践教学功能中也有重要的依托作用。
(二)生产实习基地对教学质量的作用
生产实习基地是与实验室图书馆同等重要的三大关键之一。教学质量的提高与生产实习基地的建设相辅相成,没有生产实习基地作保障,教学质量的提高将成为一纸空谈。
(三)生产实习基地对学生能力的作用
生产实习基地对提高学生能力、培养复合型人才有着深远的意义。学生可将在课堂所学的理论知识和技术在生产实习基地的实践中加以验证、综合,巩固专业知识,提高专业技能及分析、解决实际问题的能力;通过参与科研,增强科研能力和创新能力。
(四)生产实习基地对素质教育的作用
生产实习基地具有理论教育所无法替代的功能,它具有四方面的作用。一是德育作用,学生在实习基地实践中接受劳动观念和国情的教育;二是教学作用,实习基地教学理论与实践相结合,有利于学生将所学理论知识和实践能力进行有机结合,从而转化为综合能力素质;三是科研作用,有利于培养学生创新精神和创造能力;四是服务作用,有利于培养学生服务观念和信息意识等。因此,生产实习基地对提高大学生素质有着不可替代的作用,是开展素质教育,提高学生综合素质的关键环节。
校外实习基地建设是实践教学管理中的一项重要工作,还需在实践中不断总结、不断改革、不断探索,使实习基地对提升实习教学质量切实发挥作用,并满足新形势下对人才培养的需求。
基金项目:吉林省基础项目20121006
[参考文献]
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