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关键词:大学生;先进人物;发掘;培育;宣传
一、高校中选树与宣传大学生先进人物的背景与意义
(1)社会转型期的高校学生容易受负面价值观影响
随着我国社会主义市场经济的不断发展,对外开放日益深入,我国在社会形态、经济体制与社会结构上都发生了不少的变化,我国开始步入新的社会转型期。身处校园的青年学子作为当代社会最进步的力量,高校思想解放的氛围,网络发达带来的信息爆炸,使得他们在价值取向上更易呈现多元态势,然而身心的不成熟也导致这一群体容易受到负面影响,因而,选树大学生先进人物并加以合理宣传,发挥榜样的力量,有助在普通学生群体中形成示范与导向作用,引领形成正确的价值观念。
(2)高校学生先进人物培育与宣传存在一定的不足
随着时代的发展,高校学生的思想意识也发生了不同程度的转变,对先进人物的接受与认可程度也提出了褒贬不一的看法,部分高校在培育、发掘与宣传先进人物的过程中没有坚持与时俱进,对树立典型的思想认识存在偏差,发掘典型的过程脱离实际,无法真正实现其在大学生群体中应有的示范效应与助推力量。因此,在新的历史环境、时代背景与现实条件下,如何更好地建构出新时期大学生先进人物的发掘、培育与宣传机制,有助于进一步实现大学生思想政治教育工作形式与内容的新突破。
(3)典型教育依旧是高校思想政治教育的有效方法
“抓先进、树典型”是我党政治思想工作领域长期坚持的一项优良传统,也是高校思想政治教育工作的重要方法之一。因此,优化大学生先进人物的教育成效,能够有效地在大学生中弘扬先进的思想道德、正确的价值理念,引导广大学生自觉践行社会主义核心价值体系,是推动大学生思想政治教育工作,引导大学生健康成长的有效形式。
二、新时期大学生先进人物培育、发掘、宣传机制浅析
(1)立足大学生时代特征,多层次发掘校园先进人物
目前我国社会正处于剧烈转型期,多元文化在现实中碰撞、并存,人们的价值取向也随之呈现出多样化,甚至产生部分消极观念,在在这一时代背景下,大学生群体也出现许多新的特征,他们重视事实经验与现实利益,弱化精神层面的追求,有批判性思维但不成熟。校园先进人物的选树标准与发掘机制应以大学生为主体,从学生的日常学习、生活与实践实际出发,坚持先进大学生人物的真实性、先进标准的多样性、发掘过程的群众性等原则,充分考虑当代大学生的成长成才需要,与时俱进,才能更好地发挥大学生优秀群体的价值引领与榜样示范作用。
(2)增强先进典型生命力,可持续培育校园先进人物
大学生先进人物的培育工作应当是一项系统性与长期化的工作,既需要立足学生实际,主动发掘,还需动态管理,加强跟踪,促进先进典型的可持续发展,深化榜样效应。一方面,应认识到选树先进大学生人物是一项系统性的思想政治教育工作,这就要求辅导员等学生工作老师摒弃固化的工作思路,不为了树典型而树典型,而应从学生的日常学习、生活与课内外实践入手,把握不同阶段学生的成长规律与发展需求,有计划、有重点、有步骤的开展大学生先进人物的培育工作,另一方面进一步呵护先进典型的正面价值,强化先进典型精神品质与奋斗历程的生命力,并加以循序渐进的宣传、回访及升华,推动大学生先进人物的发掘与培育工作在立德树人、价值导向、帮助学生个人成才等方面能够产生可持续的成效。
一、开设生物医学工程专业的必要性
生物医学工程专业是一门跨医学和电子工程、计算机技术的综合性学科,主要培养医疗仪器设备公司所需的设计、生产、调试和售后维修服务的技术人员,也可以向医院提供从事影像技术和设备维护的技术人员。随着计算机技术的发展,目前国内医院都在进行医疗设备的更新换代,拥有大量现代化高技术含量的医疗设备成为医院达标的重要指标。医院正需要掌握这方面技术的人员。同时,卫生部已下达文件,到2010年大医院实现医学图像数字化管理,中小型医院要逐步实现数字化管理。而我们开办的生物医学工程专业突出了影像技术和计算机课程的教学,为学生掌握医学图像的获取、传输、处理打下了良好的基础。与此同时,国家正在加大医疗仪器设备国产化的力度,扶持和发展医疗仪器设备生产的民族企业,一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立,它们需要大量的生物医学工程专业的中级人才。
从以上的分析可以看出,社会对生物医学工程专业的专业人才需求还有很大的空间。我校开设生物医学工程专业,既有利于江西医疗仪器设备工业的发展,又能满足周边省份对这类人才的需求。通过我们对厂家和医院的调查,以每年招生50人计年2月中算,5年内仍不能满足人才市场需求,毕业生就业形势看好。
二、生物医学工程专业培养目标
培养目标是一个专业规定的人才培养方向和标准,是培养人才模式的重要内容。根据社会需求和我院的实际情况,我们将生物医学工程专业的培养目标定为:培养具备医学基础知识、电子技术、医疗仪器设备技术和信息系统的基础知识,掌握医学影像技术、计算机技术和各种医学仪器设备的专业知识,能在各企业从事各类医学仪器设备系统的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理、维修和应用的技术人才。要求学生主要学习医学基础知识、电子技术、计算机技术、信息科学的基础理论和基础知识,接受电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用等技能的基本训练。毕业生必须具有以下几个方面的专业技术和能力:掌握电子技术的基本原理及设计方法,掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论,具有生物医学的基础知识,具有微处理器和计算机应用能力,具有医学影像诊断方面的应用能力,具有生物医学工程研究与开发的初步能力,掌握医学电子仪器和影像设备维护与管理技术,具有医院信息化管理、医学图像传输和处理、医院办公自动化、远程医疗技术,了解生物医学工程的发展动态。
三、生物医学工程专业课程设置
学科的高度分化和高度综合是现代科学技术发展的重要特征之一。生物医学工程是运用工程技术的理论与方法解决医学中的实际问题。因此,生物医学工程应在现代医学理论和工程技术理论及相关学科的基础上,建立起自己的专业学科课程)体系。要培养复合应用型生物医学工程人才,使之适应当前社会的要求,就必须对传统的教学模式进行改革。而我们教学改革的原则是“拓宽专业、加强基础、增多方向”,正确处理规模、结构、质量、效益的关系,从变革和发展内涵入手,在扩大专业基础面的同时,分类加深加细应用型人才的培养,主动适应社会的实际需求。
生物医学工程专业在我国开办较晚,没有现成的培养模式,也没有配套教材。为了达到培养目标,确保培养规格,我院对生物医学工程专业课程设置和教材选用十分慎重,尤其是课程设置方面。经过近十年的探索和实践,我系已初步形成了一套科学完整的课程体系,其中学分为170分,学时为2500个左右,课程有40多门,主要课程如下:
1.通识课模块。主要包括政治、体育、大学英语、大学物理、高等数学、计算机基础、C语言程序设计、线性代数、大学物理实验等课程。这些课程的设置是为学生的德智体全面发展和进一步学习专业基础课及专业课奠定基础。
2.医学基础课模块。主要包括基础医学概论含人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学)、临床医学概论含诊断学、内科学、外科学)等课程。通过上述课程的学习,使学生较系统地掌握基础医学的基本知识和基本技能,为学生今后进一步学习专业知识,向医学交叉学科方向发展提供知识储备。
3.专业基础课模块。包括模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析基础、电子测量与工艺、单片机及其应用、汇编语言、微机原理与接口、医用传感器原理、工程制图、Matlab应用等课程。通过上述课程的学习,使学生能够掌握电子技术、计算机技术、信号检测和信号处理的基本原理及应用,为进一步学习专业课奠定牢固的基础。
4.专业课模块。主要包括超声诊断仪器原理、X射线设备、医用检验仪器、医用电子仪器、医用电动仪器、现代医学影像技术概论、医学图像处理、医用制冷设备、生物信号处理、临床医学工程技术等课程。通过这些专业课程的学习,使学生能掌握医学影像技术和各种医学仪器的专业知识,能成为在各企业从事各类医学仪器的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理和应用的技术人才。
5.实贱模块。实践教学环节包括了军训、生产劳动、社会实践、科研训练、毕业实习和设计。其中军训2周,社会实践、科研训练各安排1周,毕业实习和课程设计各安排10周。
生物医学工程学科(BiomedicalEngineering,简称BME)是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了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,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代,它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系,而且发展非常迅速,成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会,1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会,后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高技术之一,现今市场规模可达1000~2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等,它的发展将随着世界高技术的发展,如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。
随着生物医学工程学科的高速发展,对相关人才的需求日益增大,为此,我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上,各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨,对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究,说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上,对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。
1生物医学工程专业内容特色概述
生物医学工程是一门新兴的边缘学科,它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法,在各层次上研究人体系统的状态变化,并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平(重庆理工大学药学与生物工程学院)
1.1医学影像技术
即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术,现还有正在兴起的阻抗成像技术等。
1.2医用电子仪器装备
分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号,现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等,而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备,如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。
1.3生物力学
主要是研究生物组织和器官的力学特性,人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学(血液流变学)、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。
1.4生物材料
即人工器官、组织工程所需要的物质与材料,其大多数是需要植入人体,需要具备耐腐蚀、化学稳定性,需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料,根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求,包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。
1.5生物效应与生物控制
生物效应是指在医疗诊断和治疗中,光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上,其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析,包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析,以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生,将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学,十分广泛,仅四年内进行如此庞大的知识学习,学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此,我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析,在此基础上,提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。
2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨
我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性,该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗,有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践,更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系,无法由某一个从业人员掌握,需要各方向的协作与合作,由此认为,设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。
2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色
2.1.1人才培养目标
作为医科大学,其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才,其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作,运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗,所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识,然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习,成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才,毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作,在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业,以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等,其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程(如影像学、信息学等)的基本理论知识及能力,能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗(或信息管理等)和医学成像(或医学信息等)技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像(或信息学、医学超声学等)的基本理论知识,受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练,具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力,基本的仪器(装备)维修保养能力”上。#p#分页标题#e#
2.1.2课程设置
基于医科大学的特色,其主干课程应注重基础医学、临床医学,同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类,如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程,基础和临床医学类课程,如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程,然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程,如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等,部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业,但需要按照本校特色来设置课程,切忌大而全无特色,或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。
2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色
2.2.1人才培养目标
现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业,如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院,四川大学高分子科学与工程学院等,各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例,其前身是生物科学与医学工程系,创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透,应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题,发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识,掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法,并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力,具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才,这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标,按照其特色制定为“以工程为主,以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据,培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”,偏向于材料工程学。由此可知,在综合性大学工科以及理工科大学中,生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容,其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程(如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等)的基本理论知识及能力,能在医疗设备相关企事业单位从事设备(或装备)设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识,受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。
2.2.2课程设置
基于工科特色,其主干课程应注重工科基础理论的学习,了解医学基础知识,同时学习机械、电子、材料、计算机应用于医学中而派生的专业课程。如将特色定在医疗设备制造等方向上的生物医学工程专业,其基础类课程更加强了基础数学、物理的学习,设置了较多学分的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及实验等,医学类课程设置了基础医学与实验,涵盖人体解剖学知识,专业基础课和专业课设置了生物医学数学基础、电路及模拟电子技术及实验、数字电路与逻辑设计及实验、微机原理与接口技术及实验、VisualC++程序设计及实验、信号与系统、EDA技术、计算机硬件控制基础、单片机原理及应用、医学成像原理、医学影像系统、生理信号检测、生理信号处理、医学图像处理、医学仪器设计与实现、医学传感器、医学光学、医学超声、医学材料等,同样,课程设置也应按照本校特色加以取舍。
生物医学工程学是一个新兴的、发展迅速的专业,除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高新技术之一。以1984年为例,美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元,到2000年其产值已达400~1000亿美元。然而我们对这个专业的了解却少之又少,似乎提到它我们就只想到推销医疗器械的人,我们的思维和潜意识中已经把这个专业和推销医疗器械画上了等号。其实不然,本期我们将把这个专业简单介绍给大家,供考生参考。
名词解释・生物医学工程
生物医学工程兴起于20世纪50年代,它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系,而且发展非常迅速,已经成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学与其他学科一样,其发展也是由科技、社会、经济诸多因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会,1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会,后来成为国际生物医学工程学会。
生物医学工程是一门理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它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,揭示其生命现象,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。其目的是为了解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。
有识之士认为,在新世纪,随着自然科学的不断发展,生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科,这是它最大的特点。
生物医学工程的主要课程:现代生物学导论、生理学、定量生理学、生物学专题、生物医学工程概论、电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、电磁测量、计算机文化基础、高级语言程序设计、微机原理与应用、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、人体运动信息检测与处理、生物医学电子学、医用电子仪器、医学仪器设计、医学图像处理、医学模式识别等。
毕业生具备以下基本能力:
1.掌握电子技术的基本原理及设计方法;
2.掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论;
3.具有生物医学的基础知识;
4.具有微处理器和计算机应用能力;
5.具有生物医学工程研究与开发的初步能力;
6.具有一定的人文社会科学基础知识;
7.了解生物医学工程的发展动态;
8.掌握文献检索、资料查询的基本方法。
名校盘点・国内外排名靠前的学校
国内生物医学工程一级学科排名靠前的学校是:
东南大学、清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、华中科技大学、四川大学、北京航空航天大学、浙江大学、重庆大学、西安交通大学、天津大学。其中东南大学在多次评估中蝉联第一。
美国生物医学工程排名前十位的学校是:
约翰・霍普金斯大学、佐治亚理工学院、杜克大学、麻省理工学院、加利福尼亚大学圣地亚哥分校、莱斯大学、斯坦福大学、宾夕法尼亚大学、华盛顿大学、加州大学伯克利分校。
重点推荐・天津大学生物科学与医学工程学院
天津大学环境科学与工程学院是环境、能源、市政等方面的人才培养基地和科学研究中心。学院定位和建设目标为“国内一流,世界知名”,按照“高起点、新机制、办特色、创一流、持续发展”的建院方针,不断招揽国内外高级优秀人才,在学科建设、人才培养、科研开发和应用推广等方面协调发展,快速实现重点突破。
学院下设环境科学与生态系、环境工程系、建筑环境与设备工程系三个教学单位和中澳能源合作中心、建筑节能研究中心、座舱空气革新性环境研究中心、建造环境研究室、中心实验室、环评中心、遗传工程研究所及植物生物技术研究所。拥有环境科学与工程一级学科,环境工程、环境科学、市政工程、热能工程和供热供燃气、通风与空调工程5个二级学科。拥有覆盖全部二级学科的博士点和硕士点,并与建筑学院联合培养建筑技术专业博士研究生,建有环境科学与工程博士后流动站。
学院科研实力雄厚,先后承担或参加“863”
“973”、国家“十五”“十一五”重大攻关项目、国家自然科学基金项目、博士点基金项目、天津市重点攻关和基层研究项目。
学院积极开展对外交流,与国际上著名大学、研究机构和企业开展合作,建立定期和不定期的互访交流。通过国外企业资助,为学生建立了科技创新基金和创新奖,鼓励学生积极创新,提高学习积极性。学院40%左右的本科毕业生继续研究生的学习,其中有近一半的学生是经考核合格免试进入硕士研究生学习,一部分学生还能进入硕博连读学习。学院还有一部分优秀学生可以选择攻读院内或校内其他专业第二学位,获得双学士学位证书。50多年来,学院已经为国家输送了大量本科生、硕士生和博士生等高层次专业人才,为中国环境保护、能源利用和市政工程领域的发展作出了重要贡献。
有问必答・关于报考
问题1:生物医学工程有哪些著名企业?
通用公司、飞利浦、东芝、西门子、强生、日立、 中国迈瑞。
问题2:生物医学工程相关产业发展前景?
生物医学工程发展非常迅速,除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高新技术之一,已经成为世界各国竞争的主要领域之一。以医疗器械为例:
2005年开始,中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。
2006年,中国医疗器械进出口额首次突破百亿美元大关,进出口总值为105.52亿美元,同比增长17.57%。
2010年,中国医疗器械总产值达1000亿美元,在世界医疗器械市场上的份额达到5%,到2050年这一份额将达到25%。
问题3:我国生物医学工程的创始人是谁?
我国生物医学工程的创始人是韦钰院士。她1940年出生,1965年南京工学院电子工程学研究生毕业,1981年获西德亚琛工业大学工学博士学位,是第一位获得博歇尔奖章的中国人,1994年当选为中国工程院首批院士。
问题4:生物医学工程专业有何特点?
生物医学工程是一门交叉学科,以理工科为基础,学习各种相关技术在医学诊断与治疗中的运用。如影像技术,CT、B超的原理与应用;各种医用传感器;典型仪器的原理等。它最突出的特点是:交叉复合、知识融合。比如它融合了工程科学(信息、电子、材料)、医学(生理、解剖)、生命科学(生物学、分子生物学)、理学(数学、化学、物理)、人文社科(文史哲)等学科知识。
问题5:毕业生有怎样的出路?
关键词:生物医学图像编程实现技术;双语;教学改革
作者简介:杨春兰(1980-),女,河北石家庄人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,副教授;吴水才(1964-),男,江西九江人,北京工业大学生命科学与生物工程学院,教授。(北京 100124)
基金项目:本文系北京工业大学2013年度研究生课程建设项目(项目编号:015000542513528)、北京工业大学教育教学研究项目(项目编号:ER2013B21)的研究成果。
中图分类号:G643.2 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0105-02
“生物医学图像编程实现技术”是生物医学工程专业研究生的选修课。该课程的主要内容是分别利用Visual C++和ITK两种编程工具实现常见生物医学图像的读写、点运算、配准、分割等涉及医学图像分析基本问题的程序编制。本课程共32学时,包括7个章节:常用医学图像处理软件编程环境介绍;生物医学图像的类型及其数据表达;各种医学图像的读写方法和显示;生物医学图像处理类库的实现;医学图像配准;医学图像分割;基于医学图像的统计分析。
本课程教学方式主要采用课堂讲授和学生上机讨论同步结合的形式。教学思路围绕利用VC等编程工具实现图像处理程序的编写展开:以ITK学习作为算法理论指导的基础和主线,在学生理解具体算法的核心内容后,再利用VC完成算法的实现,进而使学生掌握VC进行生物医学图像处理的编程技巧。在课堂教学中充分发挥学生的积极性,鼓励创新思路和团队合作。本课程目前主要选用与ITK和VC图像处理紧密相关的指导书和参考书,以及笔者编写的教学讲义。
针对该课程教学内容中ITK和VC均采用英文开发平台的特点,目前英文多媒体课件已达教学内容总量的2/3以上。笔者多年从事生物医学图像处理领域的科研工作,近年来查阅并收集了大量英文文献。在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。此外,教学中采用英文ITK编程指导书作为程序编写的基本算法理论参考。程序设计中,示例程序英文注释占到1/2以上篇幅。鉴于目前的教学现状, 拟将该课程建设为双语课程。
一、双语教学改革的必要性
“生物医学图像编程实现技术”作为生物医学工程专业硕士生的专业选修课,目的是使学生学会利用VC和ITK等编程工具完成生物医学图像处理的程序设计和相关科研任务。目前Microsoft Visual C++6.0开发平台和ITK开发平台均为英语环境,ITK学习资料和网站亦均使用英语,因此,掌握VC和ITK程序设计中的常见专业术语,具备阅读并编写英文注释的程序代码能力是教学中的一个重要目标。前几轮教学中主要存在以下问题:
第一,学生本科阶段专业背景和英文水平存在差异,在学习以英文为主的教学内容时存在一定困难。北京工业大学(以下简称“我校”)生物医学工程专业研究生大多来自其他各地方院校,很多学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱,编程水平亟待提高。目前生物医学工程专业开设的研究生课程中,“医学图像处理”仅从基础理论方面论述了生物医学图像处理的内容、模式和发展趋势,学生缺乏利用计算机编程工具实现图像处理算法的技术入门和指导。本课程目前主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料。ITK指导书和相关学习资料为全英文编写,通常程序开发者使用的VC6.0开发平台为英文版,帮助查询信息也为英文,在一定程度上增加了学生学习编程技术的难度。双语教学的开展成为解决该问题的重要途径。
第二,已有经试用一定时期、教学效果良好的上机指导讲义,但尚无与英文学习资料配套的双语教学讲义。生物医学图像处理的基本概念和相关算法是本课程的理论基础,利用ITK和VC进行编程是学生学习本课程应掌握的基本技能。鉴于在课堂教学中,理论讲授仍是主要教学手段,笔者围绕使用ITK和VC图像编程两条主线来安排课堂教学,精选出能够提高生命科学与生物工程学院(以下简称“我院”)研究生科研水平的课程内容。
目前的课堂教学主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料,尚无可供使用的正式出版教材。基于前期该课程教学改革建设,笔者编写了该课程的上机编程指导讲义,教学中已试用3轮,学生普遍反映对其学习很有帮助,取得了较好的实验教学效果。然而,单独一本上机指导书或者几本相关参考书无法满足教学中的实际要求。此外,目前编写的上机指导书中缺少英文专业术语,而在实际教学中应当注重专业术语的解释和英汉对照,使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用,提高其科研能力。因此,教学中亟需使用将基础理论内容与上机操作有效紧密结合的双语教学讲义,使课堂教学中学习资料与上机指导书内容相对应,从而使教学内容系统化,能够同时满足学生理论学习和上机操作的实际需要。
第三,学生自主学习内容来源均为英文资料,尚需教师做中英对照指导。培养学生的创新意识和动手实践能力是研究生教学的基本指导思想。计算机程序设计类课程需要足够的上机操作练习和课后自主学习来巩固学习成效。只强调课堂讲授往往使学生的思路受到限制,不能达到同步跟随讲解掌握编程要点和调试技巧的目的。笔者鼓励学生在自学中利用互联网等现代学习工具,并结合自己在生物医学图像处理领域的科研工作,针对教学内容收集了大量英文文献,在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。但多数学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱,且缺乏图像处理方面的先修专业知识,在自学时遇到了较多困难,需要教师对相关专业术语和概念做中英对照解释和指导。因此,课堂讲授和课后师生答疑及作业等均宜采用双语模式。
综合以上分析,本课程在教学中需组织并精选双语教学内容,并在此基础上编写与英文学习资料配套的双语课堂教学讲义,在课堂讲授等环节亦适合采用双语教学模式。双语教学是解决前述几个教学问题的必要手段,也是增强本课程教学效果的重要途径。
二、双语教学建设的具体措施
1.教学内容建设
本课程主要以利用ITK和VC两种工具进行生物医学图像处理的程序设计展开。ITK的学习相对易于掌握和理解,可作为引导和帮助学生形成编程思路和整体框架的基础部分;针对生物医学图像的特点,在ITK对应内容学习的基础上,重点使学生掌握利用VC进行各种处理算法的程序实现。由于课时数的限制,教学内容将紧密联系目前医学图像处理领域的热点问题,参照国内外常用生物医学图像编程软件的基本功能,精选有助于学生今后开展科研工作的内容,在此基础上完成教学内容的中英对照优化。
在目前使用的英文ITK学习指导书、VC图像处理参考书和自编的上机指导讲义中,对于图像文件的读写、图像滤波等内容,是交叉重合的部分,也是教学中的重点内容。因此,可依据学习资料将上述章节的教学内容重新整合,组织成中英双语对照的形式;对于无交叉的内容,如图像配准、统计分析等,以中文参考书为主导,英文指导书相关知识点为参考,通过查阅参考资料,完善该部分的中英对照内容。
2.教学方式建设
双语教学的目的是使学生能够在专业领域进行学习和应用,使外语不再成为专业学习和交流的困难和障碍。因此,双语教学不能仅仅立足于提高学生的外语水平,更应在教学中注重专业术语的解释和英汉对照,使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用。[1-3]本课程双语教学的目标必须以掌握专业知识及技能为基础,进而培养学生的动手能力和利用编程理解各种理论算法的学习能力。
基于上述教学思想,教学方式主要采取课堂教师讲授与学生同步上机操作相结合的形式。在双语教学过程中充分发挥学生使用英语学习的主动性和创新意识,鼓励团队合作完成较复杂程序的设计。[4,5]针对课堂讲授环节,以英文多媒体课件为依据,在各章节末给出专业术语的中英文对照总结。对基本理论算法采用英语讲解,重点和难点部分用汉语加以强调。
每个专题内容的教学中,首先由教师给出具体的设计任务,以ITK示例程序作为基础理论指导,利用VC演示经典程序的编写调试过程,重点强调编程中的技术要点和中英对照专业术语,并对易错点进行提示。根据设计任务,鼓励学生在实现程序的基本功能基础上,加入自己对算法的理解和功能扩展,并请学生在课堂上对程序设计思路用英语进行讲解和交流。课后程序作业要求学生在程序编写时给出各种函数功能和关键语句的英文注释。
在医学图像配准、分割专题的教学中,让学生分析查阅中英文献资料,结合自己今后的科研方向制作简单的软件实现配准、分割的常用算法。在这些专题中组织学生进行英文口头报告和学术讨论。对于功能模块较复杂的程序,让学生自由分组,注重培养学生团队协作精神和个性特长的发挥。
3.教材建设
目前该课程没有指定的正式出版教材,在实践教学中主要采用自编的上机指导讲义《上机指导说明书》,课堂教学环节中主要从ITK和VC实现图像处理两个方面为学生提供了相应的英文学习资料和参考书。
结合该课程的专业特色和注重上机操作环节的特点,在优化中英对照教学内容的基础上,编写本课程双语教学讲义。讲义内容涉及中英对照的医学图像处理相关基本概念和术语、ITK程序运行步骤及结果分析中文注释、ITK专业术语中英对照详解、VC图像编程技巧要点等。由于该课程实践性强,在编写讲义的同时,对重要的教学内容和教学难点可以制作视频讲解的VCD光盘予以辅助。
三、双语课程建设的可行性
本课程教学内容是在了解学生知识水平和专业背景的前提下,结合我院生物医学工程中心各研究室的研究方向和主要工作而安排的。针对VC开发平台和ITK教学示例程序及注解均为英语的特点,后续教学中可以做到对双语教学内容结构的进一步完善和调整,从而达到提高教学效果的目的。
尽管目前本课程尚无可供使用的正式出版教材,但已有适应学生学习水平的相关中英文参考资料和申请者编写的学生上机实验指导书和讲义,后续建设中编写与中文对照的英文讲义是完全可行的。
选修该课程的生物医学工程专业学生人数相对固定,课堂教学过程便于控制。授课对象具备良好的英语基础和专业知识,具备双语教学的接受水平和理解能力。因此可以探索更为合理的双语教学模式,从而充分发挥学生学习的积极性,培养研究生利用英语查阅文献和学习的研究能力,提高其国际交流水平。充分发挥本课程教学内容和参考资料为英文的优势,让学生在该课程的学习中对利用英语进行科研的训练得以实现。
本课程教学团队的师资力量和业务素质达到了对“生物医学图像编程实现技术”进行双语课程建设的基本要求。笔者曾赴英国华威大学参加了校青年骨干教师出国培训,口语流利,专业基础知识扎实;为生物医学工程专业本科生主讲“Visual Basic程序设计”(双语)课程,具有为该专业学生讲授计算机类课程的双语教学经验,了解该专业学生在学习计算机类课程时的知识水平和心理特点;多年从事生物医学图像处理领域的科研工作,查阅并收集了大量英文文献,在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。
本课程隶属生物医学工程专业硕士生计算机类选修课。我院设有生物医学工程一级学科博士学位、硕士学位授权点,该学科是北京市重点建设学科。生物医学工程中心下设2个生物电子与仪器研究室,1个生物力学与仿真工程研究室。生物医学图像处理是生物医学工程领域的主要研究方向之一,上述研究室均开展了涉及生物医学图像处理的研究工作,可为本课程的实践教学环节提供科研实践训练环境;此外,产学研基地还可吸纳学生进行与图像处理相关课题的编程创新训练。我院与美国桑利尼亚州立大学签订了联合培养协议,为开展双语教学提供了有利的国际学习和交流条件。
四、展望
为推进国际化教育进程,研究生课程建设应积极做到与国际化接轨。“生物医学图像编程实现技术”以提高学生图像处理的编程水平为基本出发点,结合当前该课程的教学现状,在教学内容和教学方式等方面都有望实现双语化。通过借鉴相关计算机类课程双语教学的宝贵经验,不断进行总结,从而实现预期教学目标,切实提高研究生的实践能力和研究水平。
参考文献:
[1]曹东云.影响高校双语教学效果的学生、教师因素调查研究[J].教育探究,2010,(5).
[2]饶岚,毛新军,宁洪.双语课程教学模式的研究与实践[J].高等教育研究学报,2010,(33).
[3]苏晓云.地方高校双语教学课程质量保障体系的研究与实践[J].中国电力教育,2010,(19).