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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
关键词:合作;研究生;科研能力
1 医院合作的理念和必要性
长期以来,在高层次科学人才培养方面,研究型大学一直重视学术型研究人才的培养。然而随着新科技革命不断深化、经济全球化日益普及和高等教育大众化的逐步实现,研究型大学的研究生教育也担负了为工业发展和经济进步培养高层次研发人才的重要使命。树立合作教育理念,增加学校和企业合作培养研究生的机会,是我国研究型大学研究生教育发展与改革的重要方向[1]。重点大学在基础研究方面有很强的优势,科研工作主要以学术成果和科技奖励为导向,研究缺乏市场意识,研究生的学习研究比较容易脱离实际[2],而且,随着研究生招生规模的扩大,传统的研究生培养模式也出现很多弊端,单一的培养模式已经不能适用师生比例扩大的研究生教育,尤其是交叉学科的研究生的培养[3]。因此,通过学校与医院的合作交流,进行多样化培养方案,在一定程度上可以实现优质资源共享,提高研究生培养质量,把大学的培养目标同经济发展的需要相结合,符合时代的要求和高校发展的趋势,更好地适应经济社会发展对不同类型高层次人才培养的多样性要求[4]。
生物医学工程是一门理、工、医相结合的交叉学科,它的发展依赖电子学、 材料学、工程力学、信息科学和电子计算机等多种学科的进步,而且生物医学工程的众多的新课题及其研究成果都有着极好的产业化前景。这对该学科研究生的知识、能力和素质的培养提出了更高要求[5]。因此,在研究生的培养过程中,应当注重结合社会实际,增加研究生在医院等机构中的合作交流,弥补理工院校医学教育等方面的不足,。这对培养学生的团队精神,合作意识和集体荣誉感也是非常有帮助的[6]。
2 医院合作在生物医学工程研究生培养中的应用
多年来,人工心脏小组一直重视生物医学工程研究生的跨学科培养,充分利用和医院的合作交流机会,培养了许多高水平的复合型人才,而且取得了大量的教学科研成果。生物仿真与力学实验室人工心脏小组09级优秀研究生经过三年的认真学习与努力研究,取得了优秀的科研成果,她发表了十余篇重点期刊杂志论文,其中包含有着高水平含量的SCI 4篇,EI 2篇,并成功申请了两个专利,一个软件著作权,荣获了本校科技新星,优秀毕业生等多个荣誉称号。这只是众多优秀研究生的一个代表, 该小组还培养了许多高水平人才,而这些成果与成功的研究生培养方法是密不可分的。
例如人工心脏小组,在研究生入学之后,即根据学生各自的课题特点,联系医院进行合作交流,充分利用社会资源,安排与课题相关的实验验证,这丰富了研究生研究课题的内容,也提高了研究生对于所研究对象的深层次理解,同时还为研究结果提供了必要的实验数据等。另外,该小组研究生和医院合作进行了人工心脏应用于动物的临床实验,在老师的指导下,实验室研究生根据自己的课题内容,团结合作,自行研发了人工心脏的控制系统,这整套系统涵盖了电学,生物力学,医学,材料学,计算机技术等大量综合的学科,也体现了生物医学工程专业的特点,即是众多学科的交叉综合。他们不但合作实现了系统的设计,制作;在该套系统被用于动物实验中,他们还独立设计了实验流程,参与了动物实验的术前准备和术后监护过程,对实验数据进行采集和分析。这为学生提供了一次学习机会,学习了解到临床医学的一些常识,同时为研究生阶段的实验设计等提供临床验证,确保了实验结论的真实性,正确性,这也大大促进了研究生科研成果的获得。在合作这个过程中,也增强了研究生的社会沟通能力,有利于研究生毕业后的职业发展。该小组还与医院合作进行了粒子成像测速(PIV)实验,该技术广泛应用于测量流体的流动特性,利用医院的设备,并且进行了相关的PIV实验培训,为心血管内血液的流动特性的仿真结果进行了验证,增加了课题的完整性和可靠性。
并且,根据心衰课题,还安排研究生进行医院手术室见习,通过学生在手术室的见习,他们能够更直观地了解到辅助循环(人工心脏等设备)在改善心衰中的地位,也可以了解到辅助循环在整个过程中的工作原理,通过实际的观察学习,学生能够更扎实地理解辅助循环。同时,通过在手术室中的学习,学生还可以对生理知识有更多的了解,他们接触到了很多参数,比如生化标记物BNP的浓度能够表征心脏功能等,同时学生还了解了一些药物的作用,补充了理工类学科医学知识的不足,这对于学生之后的学习以及生活都有着极其重要的意义。
该小组还给了学生很多其它的机会去与人合作,提供给每一个成员充分的机会去提升自己,在这样的培养方式下,小组取得了很大的成绩,受到了学院学校以及社会的高度认可,经过三年训练,小组成员可以独立的完成一些合作项目,进行实验设计,实验操作,科研思维的严谨性也得到提高。研究生经过自己的努力,科研成果大大增加。截止2008到2011年,通过与医院合作教育,小组研究生SCI类9篇,EI类13篇,核心期刊会议十余篇。该小组研究生毕业后均有良好的职业发展,就业范围涉及医院,软硬件企业公司及研究机构,实践证明,合作培养方式取得很大的成功。
3 医院合作的重要意义
通过人工心脏小组的例子可以看到,合作这种培养方式,对于生物医学工程专业研究生能力的提升是很有效的。由于生物医学工程专业有着高度的学科交叉性,因此研究生的培养也应当注重培养学生的综合能力。学校和医院等企业进行合作交流,弥补了工科院校医学资源的不足,为生物医学工程研究生提供实验机会,为学生研究内容提供必要的数据和验证,帮助研究生取得科研成果;同时,学生走出校门,提高了动手能力,锻炼了社会交往能力;最后,学生在合作中,更进一步了解自己的专业在社会的发展情况,他们对职业有了更深的认识,有助于其毕业后的职业发展。我院根据研究生各自的课题特点,为研究生提供与医院的合作机会,充分利用了校外资源,积极帮助学生进行,这种方式是适应教育的趋势的,对提高学生的综合能力及以及帮助学生取得科研成果有着重要意义。
参考文献:
[1]别敦荣,康宏. 合作教育:我国研究型大学研究生教育发展的新方向.教育研究,2005(2):26-31
[2] 黄泽霞. 重点大学产学研合作现状分析. 科教论丛,2007(8):134
[3]徐瑞,曾宝成,刘浩源. 产学研合作联合培养研究生模式探析. 集体经济职教培训,2011(36):184-185
[4]张晶,刘东明. 产学研合作培养应用型人才. 科教论丛,2009(22):211
关键词:生物医学工程;教育,医学,本科;学生,医科;毕业设计
本科教育在高校教育中占据着极为重要的地位,本科生的培养质量也能够在一定程度上反映高校的综合实力和办学水平[1-2]。作为本科生培养过程中的最后一个教学环节,毕业设计已经日益受到高校管理者的重视。生物医学工程是一门典型的交叉学科,旨在结合理工科的知识与技能以解决医学中存在的问题。第三军医大学于2007年成立了生物医学工程系,由于受到军队院校招生政策的限制,目前每年的本科生招生数量较少。根据生物医学工程的专业特点及结合学校的军事特色,提出了一系列措施解决本科生毕业设计过程中存在的问题,切实保证本科生毕业设计的质量,以提升军医大学教育的水平。
1本校生物医学工程专业毕业设计存在的问题
本校生物医学工程专业的本科生,虽然数量较少,但生源质量普遍较高。从2012级本科生开始,该专业由五年制改为四年制。学制的减少使得学生的课程安排更为紧密,同时,也使得学生的毕业设计时间大大缩短。此外,本校生物医学工程系与重庆大学生物医学工程系进行了联合办学[3],该专业的本科生需要在大三到重庆大学生物医学工程系进行为期1年的学习。毕业设计通常是安排在最后1个学期,经过前面3年半的军校学习与生活,学生各方面情况会发生一些变化,这些变化不仅表现在学习成绩上的差距,还表现在对待学习的态度及为人处世等方面。这些变化会或多或少影响到最后的毕业设计。目前,该专业本科生毕业设计整体完成质量较好,但仍存在部分不足,集中表现在以下几个方面。
1.1学生对于毕业设计的态度不够端正
本科生毕业设计通常仅仅被看作对学生学习能力和知识运用能力的一种检验,毕业设计的完成质量并不影响学生的毕业。由于缺乏一定的奖惩机制,使得极个别学生对待毕业设计的态度不够端正。此外,对毕业设计重要性的认识不足也会使得他们的态度不够端正,态度不端正会使学生在毕业设计过程中缺乏前进动力,从而导致毕业设计的完成质量不尽如人意,尤其对于学习成绩不理想的学生,这种情况较为普遍。
1.2毕业设计的选题不够合理
部分学生的毕业设计选题不够合理,主要表现在选题过于简单与陈旧,缺乏一定的理论性和实际应用价值,工作量也较小,容易完成;或选题虽然具有一定的理论与实际应用价值,但研究内容较多,有一定的难度,工作量较大,完成难度较大。以上问题无论哪一方面均会对毕业设计的质量产生不利影响。此外,还有部分学生将选题完全寄托于指导教师,然而对于指定课题确并不感兴趣,从而使得学生在毕业设计上处于被动。此外,部分学生的毕业设计选题是由自己提出的,但导师未进行严格把关,可行性论证不够,致使最终的完成质量不高。
1.3学生忙于毕业分配
学生通常是在本科阶段的最后1个学期进行毕业设计,此时距离学生毕业仅仅4个月左右的时间,而真正用于毕业设计的时间仅有3个月左右。由于是军队院校,生物医学工程专业研究生录取名额较少,很多学生即使非常优秀也难以进入研究生阶段的学习。本科生毕业后将会统一参加学校的分配,很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作。由于分配单位的好坏并非依据毕业设计的成绩,因此,部分学生会将毕业设计的一部分时间用于联系工作单位,这使得学生难以安心进行课题研究,从而给毕业设计工作带来一定的不利影响。
1.4学生存在一定的畏难情绪
军医大学毕竟是以医学为主,生物医学工程是军医大学少量涉及理工科背景的专业。然而,该专业的学生普遍对理工科知识有一定的畏难和抵触情绪。生物医学工程专业本质上就是利用理工科的知识与方法解决医学中的难题,属于交叉学科,其目的是提高临床疾病的诊断率。既然利用的是理工科的方法,不可避免地要涉及编程,而这一点对学生来讲是一大考验。通过本科阶段课程(尤其是实验课)的学习,仅仅有极少数学生具备了一定的编程能力,大部分学生的编程能力仍然较差,对自己的编程能力没有信心,甚至心中存在较大的恐惧和抵触情绪,从而不敢面对和接触需要编程的课题,总是担心自己难以完成。因此,学生在毕业设计的选择上,更倾向于选择那些无需编程的教研室,而那些需要学生编程的教研室鲜有人问津,从而造成学生资源分配不均。
1.5指导教师投入精力稍显欠缺
指导教师对学生毕业设计的指导不足也是导致毕业设计质量不高的一个重要原因。在很多指导教师眼中,研究生的毕业课题需要精心指导一番,而本科生的毕业设计较为简单,无需过多指导。此外,个别导师工作繁忙,这也是造成对学生毕业设计指导不够的原因之一。当然,也存在个别学生性格极为内向,不善言辞,总是埋头做事,极少主动与指导教师沟通。
2对提高本科生毕业设计质量的思考
针对生物医学工程专业本科毕业生的毕业设计的不足,提出了以下几种措施。
2.1根据部队的实际需求以及学生的能力与特长进行科学选题
本科生的毕业设计应当结合当下学生、教师、学校和社会的需求进行选题[4]。然而,军医大学的本科生都是军人身份,毕业后需要分配到部队单位任职。因此,在进行毕业设计选题的时候,无论是指导教师指定的课题或是学生自由选择的课题,需要重点关注以下两点:选题必须具有一定的科学意义和鲜明的军事特色,具备较强的军事应用价值[5];选题应结合学生的兴趣特长,尽可能为学生选取他们感兴趣的课题,并能够充分发挥他们的特长,这样才有可能做出高质量的毕业设计。当然,依托军队科研项目提升毕业设计的质量也是一条行之有效的途径[6]。最后,课题的研究内容要适量,工作量要在学生力所能及的范围内。
2.2充分发挥学校“本科生带教”的优势
为了深入推进学校创新教育改革,完善本科学生创新教育体系,充分彰显学生主体和教员主导作用,构建密切合作、教学相长的师生关系,全面提高本科人才培养质量,根据学员成长成才规律,学校制定了“本科学生导师制管理办法”。目前,国内外的许多知名高校均建立了“本科生导师制”,并将其引入到本科生的毕业设计工作中[7]。在学生本科入学的时候就为每一名学生选配一位带教教师。理论上来讲,本科生导师制与毕业设计没有任何关系,学生并非一定要在带教导师那里进行毕业设计。在学生即将进入毕业设计阶段,仍然会让学生重新选择毕业设计的指导教师。目前,如果能够将本科生导师制与学生的毕业设计相结合,即学生最终在带教教师那里进行毕业设计,对学生和指导教师来讲均是有利的。首先,经过前面几个学期的带教指导,学生和教师之间已经非常熟悉,配合也会非常默契;其次,学生在前期的带教过程中或多或少地已经接触到相关的课题工作,具备了一定的能力,如果在此基础上进行毕业设计的选题,能够最大限度地发挥本科生导师制这项政策所带来的优势,有利于学生做出高质量的毕业设计。
2.3为本科生毕业设计提供良好的环境
学生选择了指导教师后,一般要进入指导教师所在的教研室进行毕业设计,成为教研室的一员,与学生毕业设计相关的所有工作将由教研室负责。因此,教研室要为学生创造良好的学习环境,尽力解决他们在毕业设计过程中遇到的困难,让学生感受到教研室这个大家庭的温暖。要充分保证学生从事毕业设计的时间,坚决杜绝给学生安排与毕业设计无关的活动。此外,要让学生参与到教研室的各项活动中来,尤其是教研室的学术讨论等,应适当安排本科生进行汇报,提高他们的语言表达能力。最后,学生也要严格按照教研室的各项规章制度要求自己,确保工作的正常进行。
2.4强化指导教师在学生毕设过程中的指导作用
指导教师在学生整个毕业设计阶段发挥着主导作用。首先,指导教师需要有较强的责任感。本着为学生负责的原则,为学生的选题进行严格把关,确保选题的科学性与可操作性。其次,指导教师要定期查看学生的课题进展情况,及时发现存在的问题并加以纠正;指导教师要注重培养学生的科研能力和基本的科学素养,尤其是在科学研究的规范性方面加以引导,为今后的学习与工作打下良好的基础;指导教师要加强与学生的沟通,消除他们对于毕业设计的畏难情绪,增加完成课题研究的信心;指导教师应关心学生的学习与生活,帮助解决其各方面的实际困难,做学生的良师益友;对于表现优异的学生,有能力的指导教师可以给予一定的奖励与资助,从而激励学生的学习劲头与热情。此外,鉴于学生数量较少,为了保证学生毕业设计的质量,每位教师通常仅指导1名本科生的毕业设计,从而保证每位教师有充足的精力指导学生的毕业设计,也能够使得每名学生得到个性化的一对一指导,在毕业设计过程中采用多种教学手段来提高学生的创新意识和实践能力[8-9]。
2.5进一步强化和完善毕业设计的规范和规章制度
毕业设计中的主要环节包括选题、中期检查、答辩与成绩评定等。对上述每一个环节均应统一组织、严格把控,及早对学生的毕业设计进行反馈,确保最终的毕业设计完成质量[10-11]。在成绩评定上,要明确优秀、良好、合格与不合格所对应的标准,确实为每一名学生的毕业设计做出公平、公正的评价。建立毕业设计奖惩机制,可以考虑将最终的毕业设计成绩与学生的综合评定挂钩,能够在一定程度上端正学生的学习态度,激发他们的学习热情和工作动力。在各个环节上要加大对学生学术规范性的检查力度,对于发生学术失范的学生实行一票否决制,真正做到奖罚分明[12]。要建立指导教师遴选机制,确实选出那些学术水平高、责任心强的教师来担任本科生毕业设计的指导教师。总之,本科生毕业设计是一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节。军医大学生物医学工程专业的毕业设计有气自身的特点。高水平的毕业设计能够为学生今后进入部队工作打下良好的基础,对学生今后的工作也会起到潜移默化的影响。只要思想重视、措施到位、身系学生、敢于担当,就一定能够将本科生毕业设计工作提高到一个新的水平,切实提高学生的知识运用能力与创新意识,为今后胜任部队工作岗位打下良好的基础。
作者:粘永健 王莉 邱明国 李晓寒 单位:第三军医大学
参考文献:
[1]陈春生,谢常.对提高本科生毕业设计质量的思考[J].教育学术月刊,2010(1):58-59.
[2]刘波粒,刘泽军.浅谈本科生毕业设计(论文)质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究,2007(7):89-90.
[3]李晓寒,郑成兵,刘晶,等.高校实施协同创新战略发展研究[J].高等建筑教育,2013,22(3):1-3.
[4]陈曦,刘昕雨,傅光.本科毕业设计的科学选题探讨[J].电气电子教学学报,2015,37(6):74-76.
[5]王建平,屠义强,程建生,等.军校本科毕业设计选题改革研究[J].教育教学论坛,2016(6):102-103.
[6]高晓光,王云辉,李波.基于国防科研项目的本科毕业设计(论文)问题研究[J].高等理科教育,2015(5):109-117.
[7]盛秋林,周先军,吴丹雯,等.基于本科毕业设计(论文)的导师制运行模式探索[J].高教学刊,2015(23):99-100.
[8]何密,李永勤,陈碧华,等.生物医学工程专业本科生科研能力培养探究[J].西北医学教育,2014,22(4):660-663.
[9]王有超.本科毕业设计过程中实践能力及创新意识的培养[J].教育教学论坛,2016,5(18):134-135.
[10]曹贻鹏,张新玉,柳贡民.本科毕业设计流程优化探索研究[J].黑龙江教育:高教研究与评估版,2016(4):61-62.
中图分类号:G642
摘要:针对生物医学工程专业实践与创新能力教学过程中存在的问题,提出一种“以项目为载体”的课程设计(Design Centered Learmng)特色国际化人才培养模式,对生物医学工程专业实践能力、创新能力人才培养模式现状进行分析,以引进外方优秀教育资源Design Centered Learning(DCL)教学模式中一个案例教学过程为例,阐述这种教学模式对学生创新与实践能力培养产生的积极影响,为生物医学工程专业实践与创新能力人才培养提供一种模式参考。
关键词:生物医学工程;DCL;实践与创新;人才培养模式
高等教育的根本任务是人才培养,不断提升人才培养水平是大学的永恒目标与追求,这一点在当前中国的大学改革和发展中尤显重要。随着我国经济和社会的快速发展,我国的高等教育已由精英教育步入大众化教育阶段。而在这一转变过程中,人才培养模式却没有适时转变,导致人才培养与社会需求错位,使大学生就业困难。而生物医学工程学科是一门将理工学与生物医学相结合,综合运用各种工程技术原理和方法,解决医学实践相关问题的交叉学科。近年来,生物医学工程产业在我国获得了快速发展,涌现出很多具有较强实力的生物医学工程相关企业,从而迫切需要大批合格的、具有实用创新能力的从业人员。因此,如何紧密结合我国社会、经济的发展需求,培养社会急需的高素质生物医学工程人才,成为亟待解决的一个问题。
1 生物医学工程专业创新型、实践型人才培养模式现状分析
目前,我国开设工科专业的本科高校有1 003所,占本科高校总数的90%;高等工程教育的本科在校生达到371万人,研究生47万人。但是,我国工程教育仍存在不少问题,主要体现在:人才培养模式单一,多样性和适用性欠缺;工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决;评价体系导向重论文、轻设计、缺实践;对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足;产学研合作不到位,企业不重视人才培养全过程的参与。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前,我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低,表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望,缺少创新实践能力的毅力与意志;有些学生有创新实践意识但不能很好利用,有创新实践热情但创新实践能力不够;有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明,有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距,企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任,出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因,从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手,构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式。
生物医学工程是一门实践性很强的学科,动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年,但是,由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点,并随着科学技术的进步与发展,对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善,特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高,不大清楚这个学科的性质、作用和地位,相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养,不仅要适应科学的进步,更要满足社会对人才的需求。当前,数字化医疗技术正在蓬勃发展中,相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计,三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此,如何结合学科的创新与发展,充分利用产业成长及壮大的时机,培养满足社会需求的人才,是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急。
为了提高本科生的实践和创新能力,在生物医学工程专业中,实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的,具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的核心目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求,是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要,也是企业可持续发展的需要,同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉,是检验真知的标准,也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言:听到的会忘掉,看到的能记住,只有亲自做过的才会真正明白,并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为,才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律,并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术,但与企业工程师相比,他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们:知识≠能力,两者之间有一个传动的链条叫做实践,即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师,提高工程师教育质量,充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式,让工程师教育回归工程。
2 引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力
东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中,结合教学实践,以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标,从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面,深入开展了教学改革与尝试,并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法,取得了较好的效果。
“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式,引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学Design Centered Learning(DCL)教学模式,基于问题进行研究、面向实践探索学习,在教学中研究、在研究中教学,把学生的科技能力培训列入教学计划,校企合作,发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导,以学为中心,采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨,以项目为载体,基于问题研究,以课题研究和问题解决为核心,学思结合、知行合一的教学活动,注重方案设计、过程训练,激发学生科学研究兴趣,培养学生自主学习能力、团队协作能力,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力,让学生提前了解企业运作机制,为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。
3 DCL在研究中教学,在教学中研究——以“老年人摔倒测试"案例教学过程为例
3.1 案例的选择和设计—二整合各类知识、解决实际问题
“老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护,在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多,老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识,研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备,设计有效的摔倒检测的算法,能够在老人发生摔倒危险的第一时间,通知家属和社区医院,从而最大程度的减轻伤害,正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的,让学生们能够直接理论联系实际,学以致用,对知识有更加感性的认识。总之,从案例的选择和设计上,首先变以教为主为以学习研究为主。教师根据教学和科研经验,提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组,编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例,选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。
3.2 案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力
教师通过案例描述的形式提供给学生信息,通常是这样的描述:介绍一些简单的关键词、主要目标(可以是简单的建议),并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里(最多不超过8人)完成这个案例。为此,他们需要在助教的协助下每周进行一次会议,每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议,而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间,学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务,学生还会讨论到各自的进步,如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说,DCL主要是鼓励学生自主学习,鼓励组员之间进行团队合作,鼓励学生独立思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者。
3.3 案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度
教学模式、目标改变了,成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变,从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是:只要经过学习和研究学会了知识,收获了能力,不看成果和贡献大小,都在合格以上。考核评价方法的改革,就是要解放学生,让其轻松快乐地学习,使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说,最终的考核结果来源于多个方面,包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数,小组中期答辩的分数,期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数,其他小组评价的分数,组员之间互评的分数等多个方面,从不同维度对学生成绩进行评估,使考核方式脱离传统,更加科学合理,更有效地调动学生们的积极性。
实践表明,这门课程很受学生喜爱,“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映,对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入,而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解,对未来的工作或者继续深造都有很多益处。
4 实践效果
经过多年的中外校企合作、学研产医结合,利用教学资源和优势,实施以项目为载体、基于问题的研究,学研一体,在研究中教学,在教学中研究的DCL教学改革,使教学得到了真正意义上的回归,变以教为中心为以学为中心,学生回归了学习的主体地位,教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中,学习知识与收获能力共生并进,用新的考核评价方式评价学生的学习,减轻了学生的学习负担,使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外,主持并实际参与的项目案例达10余项,共计2400余学时,学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中,绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显,正在改变着教学的水平和质量,也在改变着教师的教学观念,同时也改变着学生的学习观。
5 结语
东北大学中荷生物医学与信息工程学院的教育教学改革仍在不断深化,新的本科人才培养模式在中外合作、产学研合作办学、集成优势资源、通过教学培养人才、科研创造成果、成果孵化高新技术产业、高新技术产业推动人才培养和成果转化、基础研究与技术研发融合、产品生产、市场营销、人才培养和创业培育有机结合等方面做了一些工作,这些成果有待在实践中进一步完善。
参考文献:
[1]郭广生,李庆丰.培养创新人才呼唤教学方法大变革[J].中国高等教育,2011(18):7-10.
[2]张建勋,陈国铁.“卓越计划”背景下的工程类高校人才培养模式探讨[J].中国建设教育,2010(9):4-7.
[3]刘建强.德国应用科技大学培养模式对实施“卓越工程师培养计划”的启示[J].中国高教研究,2010(6):50-52.
[4]施菊华.产学研合作教育视域下工科大学生创新能力培养[J].赤峰学院学报,2012(3):180-182.
[5]吴凯,吴效明.生物医学工程专业创新性人才培养的探索与实践[J].医疗卫生装备,2007(9):80-81.
[6]杨永,王莉利,时贵英,等.案例教学法在Visual FoxPro程序设计教学中的应用与实践[J].教育教学论坛,2011(11):153-154.
甲壳素/天然胶乳复合膜作为皮肤创伤敷膜 冯霆均,廖纪云,吴晓春
真菌发酵制备生物材料壳聚糖 谢德明,张志航,Xie Deming,Zhang Zhihang
异氰酸酯法在聚氨酯表面接枝聚甲基丙烯酸羟乙酯 王琴梅,潘仕荣,Wang Qinmei,Pan Shirong
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