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【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
[1]侯宏花、桂志国.生物医学工程专业创新型应用人才培养体系研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2010(2):120~122
[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
关键词:生物医学工程;电子电路;课程设计;教学改革
作者简介:谢勤岚(1968-),男,湖北武汉人,中南民族大学生物医学工程学院,教授;曹汇敏(1972-),男,湖北鄂州人,中南民族大学生物医学工程学院,副教授。(湖北 武汉 430074)
基金项目:本文系湖北省教学研究项目(项目编号:JYS11003)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0094-02
生物医学工程是利用生命科学、电子信息科学、材料科学及机电控制技术的原理和方法,对与疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面有关的问题进行应用基础理论和方法的研究,并进行产品开发与应用的一门工程技术学科。[1-3]在该学科的人才培养中,实践教学有着重要的地位,是培养创新型人才的关键环节。电子电路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电路完成信息检测与处理、系统控制等核心功能。[2-4]
“电子技术基础”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,是理工科相关专业的技术基础课程,也是生物医学工程专业的重要专业基础课和技术基础课。生物医学工程专业开设“电子电路课程设计”课程,对提高学生的电路设计能力、硬件制作能力和系统调试能力,以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力具有非常重要的意义。如何利用科学的选题在较短的时间内训练和提高学生的这些能力,并有意识地培养学生的创新意识和科研能力,是该课程在教学过程中重要的教学研究课题。[4-6]
一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题
由于生物医学工程专业的特殊性,目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中,普遍存在以下几个问题:
1.课程设计的选题没有考虑专业特点,实施的目的性不强,与专业的整体发展建设结合较差,达不到课程设计要求
一个突出的问题是,课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题,如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题,这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点,也不能提高学生的兴趣,从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节。
2.课程设计内容不完善,所设计的内容不能充分体现课程设计的目标
“电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体,从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中,往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在:只要求学生完成电路制作,对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少,把课程设计简化成操作实训;不重视测试和数据分析,不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力;不注重使用设计软件和选择流行器件,只使用过时的器件,甚至老旧的分立元件,制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响,导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。
3.评价方法和标准简单,随意性大
教学过程中没有严格的评价标准,课程成绩评定基本上流于形式,从而造成课程设计质量下降。
在这种情况下,培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足,发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低,这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用,不能快速适应社会要求。
二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践
几年来,在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试,取得了较好的教学效果。
1.明确专业培养目标,构建课程设计选题库
“电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程,有大量的课程设计选题,但这些选题中,大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此,学院组织教师从众多的课程设计选题中,选出若干与专业相关的训练内容,进行加工改造,并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标,构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出,与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%,这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。
另外还结合专业的特色,对与医疗仪器密切相关的设计,如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分,要求学生做成完整的模块,作为以后系统课程设计的子模块。
2.以学生为主体,改革传统课程设计指导方式
改变过去教师全程指导,有问必答,甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后,将学生分成若干小组,每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料,提出方案,独立设计,最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中,教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间,回答学生提出的问题或启发学生提出问题,直至课程设计结束。
3.充分发挥学生潜能,加深加宽课程设计的训练内容并提高要求
在课程设计过程中,教师提出设计的目的和要求后,实验室只负责提供材料及仪器,其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质,学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤,并将这些步骤作为课程考核的训练点(见表2)。通过这种完整的训练过程,学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程,还能较好地锻炼自己的专业素养。
4.重视现代电子技术的发展和应用,鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片
做到软件和硬件结合,学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外,还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件,有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件(如EDA软件)。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外,还应尽量掌握和使用最新的集成芯片,以进一步训练工程设计能力。这样,电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。
5.培养学生兴趣,将课程设计与创新课题训练相结合
鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割,形成适合课程设计的课题,供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试,并且组织学生共同交流,互相学习,不断提高。
三、结束语
“电子技术”课程的理论性和实践性都很强,而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环,体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践,取得了良好的效果。按照改革后的教学模式,“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识,加深学生对课堂抽象概念的理解,提高了学生的设计能力和创新能力,还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体,这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。
参考文献:
[1]John D.Enderle.生物医学工程学概论[M].封洲燕,译.北京:机械工业出版社,2010.
[2]李刚,张旭.生物医学电子学[M].北京:电子工业出版社,2008.
[3]余学飞.现代医学电子仪器原理与设计[M].第二版.华南理工大学出版社,2007.
[4]刘剑,杨立才,刘常春.“生物医学传感器与测量”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报,2011,(1):15-17.
一、生物医学工程学科特点
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。
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。
1.1课程教学内容设置不合理,大多数直接照搬工科类的电子课程设计。一方面导致内容难度较大,学生理解和接受不容易,缺乏发挥医学院校学生具有较强医学背景知识的优势。另一方面不能满足学生未来工作的需要,未能融入医疗仪器的设计理念和认识。既缺乏趣味性,又不能达到学生专业技能的培养目标。1.2在教学方法上采用传统的LBL(lecturebasedlearning,LBL)教学模式[4],以教师课堂讲授为主要形式。教师从实验目的、设计原理到设计方法和步骤进行详细的讲解,学生只是被动地按照教师的讲解进行操作和实验。这种教学模式注重知识的传授,忽视了该学科实践操作性强的特点,不利于培养学生实践动手能力和创新思维,不利于培养学生的工程实践能力。1.3我院生物医学工程专业成立时间较短,实验室建设还不完善,专业课教师能力有待进一步提高。
2、实践教学改革思路
2.1依托医学院校背景,实验项目“量身定制”。课程设计中题目的选取很重要,需要结合生物医学工程专业的特点,医学院学生医学知识比较扎实;同时又要结合学生的培养目标,需要对医疗仪器的设计有一定的了解。设计的题目与常见的医学信号,如心电、脑电、心音、心动图、脉搏波等有关;可以设计电路对医学信号进行采集处理;同时所选的课题应尽量覆盖电子技术的主要知识点。既提高学生的兴趣和热情,又能达到生物医学工程专业复合型人才培养的目标———“医为工用,工为医服务”[5]。2.2采用TBL(Team-basedLearning)教学法[6]。TBL教学法以团队为中心,将教师讲授和学生讨论相结合,既保证学生基础理论知识的掌握又能更好地培养学生自主学习能力。我院生物医学工程专业学生人数在30人左右,TBL教学法非常适合小班实验教学。具体过程是:将学生按4~5人分组,每组选定不同的题目,老师下达项目任务书;学生查阅文献资料进行课前的预习,课堂讨论小组发言,确定设计电路方案,老师总结;学生独立完成实验,撰写实验报告。实验过程使学生掌握现代信息资料获取的方法,培养了电子系统的设计与调试能力,学会撰写设计报告。2.3促进开放式实验室管理模式的建立完善。开放实验教学目前是高校实验教学改革的重要内容之一[7,8],这点对电子技术课程设计教学改革也很重要,采取以组为单位对学生开放实验室管理,可以充分有效地利用实验室资源。2.4教师队伍的建设。一方面通过加派青年教师去医院进修,了解医院对人才能力的要求,并将进修学习的内容应用到教学中,两年时间已有3名教师到昆明总医院医学工程科学习。另一方面加强科研能力培养,以科研来促进教学工作,青年教师返回学校再深造。
3、小结