前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇生物医学工程行业分析范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
【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
[1]Issenberg SB,Mcgaghie WC,Petmsa ER,Gordon DL,Scalse AJ.Features and uses of high―fidelity medical simulations that lcad to effective learning:a BEME systemic review.Medieal Teacher,2005;27:10-28.
关键词:卓越计划;人才培养模式;生物医学工程
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0088-03
为了培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,教育部在2010年推出了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的重大改革项目,这给当前具有工学背景的本科教育提出了新的要求和目标。作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,随着社会对相关人才需求的快速增长,在生物医学工程专业中实施卓越工程师培养计划势在必行。
一、“卓越计划”给生物医学工程专业提出了新要求
“卓越计划”的提出旨在培养工程界的领军人物,除了要求学生掌握本领域的学科基础理论知识,还要大力培养学生的工程实践能力以及人文综合素质。对于培养医疗器械仪器产业相关的生物医学工程专业的学生来说,要求学生具有如下方面的能力:具有扎实的理、工、医等多学科的医学仪器工程基础和专业知识;深入理解并掌握医学仪器工程分析和设计原理,理解医疗器械生产过程中的工程技术问题;具备实现医学仪器工程相关设计的智慧、能力及奉献精神;具有宽广的人文社会科学背景知识。
二、生物医学工程人才培养模式存在的问题
到目前为止,全国约有140所高等院校开设了生物医学工程本科专业,所有的培养计划和方案都只是偏重于相互关联比较紧密的学科方向,不可能涵盖所有的学科方向。由此,生物医学工程学科本科生的培养方案非常多,相互之间的区别还比较大,但它们大多都存在着一些问题。
1.在课程的设置上,内容比较散,课程之间的相互联系较少。生物医学工程是一门理、工、医融合在一起的交叉型学科,课程设置除了一些公共课程外,其专业课涉及了电子技术、计算机技术、生物技术、数学、物理、化学、医学基础等相关课程。在大多数本科院校仅仅是将这些课程简单地拼凑起来,并没有很好地将它们的知识点进行融合,形成生物医学工程领域特色的专门课程。
2.教师的知识结构很难融合多学科的知识,使得课程体系的执行在一定程度上脱节。在大多数院校的生物医学工程教学任务是由电子、计算机、生物、物理、医学等领域专家来承担,他们往往在某一个领域内有很高的造诣,但要结合其它领域的知识就存在一定的困难。这种现象阻碍了本科生培养计划的实施,也使人感觉课程体系比较松散。
3.在培养过程中,学生对生物医学工程相关产业的了解较少。生物医学工程学科是一个年轻的学科,其相关产业更是最近十年才发展起来的,大部分高校与这些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。主要有两方面的原因,一是已开设生物医学工程专业的部分高校的科研能力有待提高;二是企业主要是以赢利为目的,不愿意接受本科生到企业进行工程实训。
三、生物医学工程培养模式改革探索
桂林电子科技大学生物医学工程学科定位于医学仪器相关科学技术问题的研究,并已经被确认为广西重点学科。依托于“生物医学传感与智能仪器”广西高校重点实验室,紧密围绕“医药制造”等广西十四个千亿元产业以及广西国民经济发展的需要,构建了特色鲜明的“工程应用型”专业学科结构体系。这些改革举措有效解决了当前生物医学工程本科专业教学普遍存在的诸多问题,为工程型生物医学工程人才的培养提供了新思路。
1.凝练专业方向,领航专业发展。凝练专业方向,不仅要清楚自己的优势和特点,还要了解当前科学技术发展前沿、相关企业的技术需求和人才需求。只有不断加强与医疗器械相关生产企业的联系,掌握最新的人才需求情况以及专业需求情况,才能使专业方向紧跟需求,专业才能长期健康发展。
2.加强科学研究,带动本科教学。生物医学工程是一门交叉融合特性非常明显的学科,这种特性在科学研究尤为突出。鼓励教师参与医学仪器相关的科学研究,积极申报国家、省部级生物医学工程相关科研项目。特别鼓励教师承担相关企业委托的科研项目,这在教学方面至少有三个好处:(1)可以加强高校与企业之间的联系,为学生的实习、工程实践活动提供实际条件,同时也使相关工程研究可以到生产实际当中;(2)使教师在较短的时间里快速融合理、工、医三个学科的知识点,掌握医学仪器生产过程中的科学问题和工程设计要求,有利于提高教师本身的工程实践能力和水平;(3)可以组织学生参与教师的科研项目,包括企业委托的开发项目,使学生有机会参与工程实践训练活动,同时,让学生能够亲历生产现场,有助于对医疗器械生产过程中的工程技术问题的理解。
3.完善课程体系,适应“卓越计划”。生物医学工程课程设置可采用多任务与相互联系的教学规律,鼓励在课程的设置上注重广度也有深度。课程的设置必须既重视基础知识,又突出专业特色;既有较宽的知识面,又有一定的专业深度。主要应包括基础知识课程体系、专业基础知识课程体系、医学知识课程体系、专业知识课程体系和人文社会科学等选修课程体系。在专业课程和实践课程的设置方面要经过充分的企业调研,广泛听取企业相关生产专家的意见,了解企业生产中的人才需求进行设置,并要安排足够的时间到企业去进行顶岗实习。
4.加强与相关生产企业合作,切实提高学生工程实践能力。建立高校与相关生产企业的良好关系对于工学本科人才培养是非常重要的。可以邀请企业参与院系对办学方向、发展规划、专业建设等重大问题的讨论和决策,参与学校教育改革、参与人才培养的全过程,及时修正培养方案和课程体系。还可以聘请企业有较高水平和富有经验的工程技术人员,参与并指导教学活动、实习、毕业设计课题、参与毕业答辩,让学生可以进行充分的工程实践能力训练,切实提高学生工程实践能力。
5.重视人文素质课程教育。现代社会对人才要求全面发展,只有专业知识而没有较好的人文素养和交流能力的毕业生在今后的工作中难以取得事业上的成功。在培养方案中突出了主干课程同时,尽可能多开设前沿选修课,尤其是反映其专业特色的课程。在培养学生工程实践能力的同时,尽可能鼓励学生参与社会活动,加强人文素质修养。另外,在人才培养过程中着力培养学生的工程意识、工程素质和工程能力。将工程建立在与经济、社会、科学、人文、自然、环境、法律、道德等为一体的大系统中,把人才培养置于这样一个大工程背景下,实施工程教育。
总之,生物医学工程专业是需求非常旺盛的学科专业之一。在“卓越计划”的背景下,作为培养具备解决医学仪器中的关键科学问题的生物医学工程专业来说,提出了新的发展要求。加强与相关生产企业之间的联系和合作,完善本科人才培养方案,切实提高学生的工程实践能力,重视人文素质课程教育在工程教育过程中的作用,探索具有时代特色的工程教育模式,实现生物医学工程专业本科人才的精细化培养。
参考文献:
[1]卓越工程师教育培养计划[Z].教育部“卓越工程师教育培养计划”启动会会议手册,2010.
[2]2011年-2015年中国医疗器械行业“十二五”规划发展指导报告[R].博思数据研究中心,2010,(11).
[3]林健.工程师的分类与工程人才培养[J].清华大学教育研究,2010,31(1):51-60.
[4]万遂人.高等学校本科生物医学工程教育和专业规范研制.2009中国生物医学工程联合学术年会大会报告[R].2009,10.24.
[5]王能河,邹卫东,李义兵.生物医学工程专业应用型本科人才培养体系的研究与实践[J].数理医药学杂志,2008,21(5):627-629.
1.1学分、学时改革生物医学工程专业共计170学分,理论教学16学时折合1学分,实验教学32学时折合1学分;总课时控制在2500-2700学时范围以内。
1.2课程体系设置改革根据教学环节科学性、系统性、综合性和连续性的要求,课程设置分为通识教育、学科基础教育、专业教育、实践教育四个课程平台,每个平台包括若干模块,模块下包括若干课程。课程按性质分必修和选修两类。选修课学分占总学分的比例高于20%。另外还加大了实践教学在课程设置中的比重,实践教学环节学分超过了总学分的25%。
1.2.1通识教育课程平台为完善学生的知识结构和提高学生的综合素质,根据生物医学工程专业人才培养目标的要求,设置通识教育课程。取消了原培养方案中的计算机应用基础课程,调整了部分通识必修课的开课学期,增加了程序设计语言的实验学时。
1.2.2学科基础教育课程平台学院经过多次研讨,在原有2009版培养方案的基础上重新落实了生物医学工程专业部分基础必修课的课程名称、涉及的课程内容、开课学期及理论与实践学时的比例,并将原基础选修课中的医用化学和临床生物化学与检测分析合并为一门课程医用化学与生物化学。
1.2.3专业教育课程平台该平台由必修课和选修课两个模块组成。专业必修课是该专业必修的核心课程,反映最新的研究成果,体现科学性、前沿性。经过多次论证,将原2009版培养方案中的专业必修课生物医学工程概论改为生物医学工程导论;专业选修平台的电子线路设计(电赛课程)由原2009版培养方案中第4学期调整为第3学期开设。
1.2.4实践教育平台该平台由通识教育课程中的实践教学部分、社会实践、教学实习、课程设计、毕业实习、毕业论文(设计)、创新实践活动等模块组成。
2改进教学模式,加强课堂教学
2.1改革专业选修课的自由选学方式教师根据其研究领域知识体系的要求,指导学生选修课程系列,辅导学生自学,并带领其在相关领域进行科研实践。这样既可以使学生充分自主地设计将来的学习工作方向,又可以发挥教师在某领域的特长,同时也给教师的思维和研究工作注入新鲜活力。
2.2提高中青年教师教学水平在每个学期的第7-11周,组织听课小组集中对中青年教师进行听课检查,发现中青年教师在教学中存在的问题并给予很好的指导;积极鼓励中青年教师观摩或参加教务处组织的各类教学比赛,在比赛中让教师意识到自己在教学中存在的不足,进而更好地提高教学水平。
2.3调整教师队伍结构,促进师资队伍建设
2.3.1科学管理,稳定教师队伍深化生物医学工程教育内部管理体制的改革,形成独特的管理机制,对有效促进教育师资队伍的建设意义重大。采取一些倾斜政策,如特殊岗位和基础科研等级别、待遇岗位津贴制度,吸引和稳定优秀拔尖的学术人才与技术人才。同时建立合理有效的激励机制,保持教师的积极性和工作的热情。
2.3.2加强多方的交流与合作,提高教师素质,促进科技创新生物医学工程是以理、工、医为基础的跨度大、综合性强的学科,只有在理、工、医三者结合的前提下才能解决,其间涉及的学科广人员多,必须密切合作。另外,学校组织应生医专业骨干力量,深入到行业、企业进行调查研究,认真研讨各专业的知识结构和能力结构。
3加强实践教学
生物医学工程学科是一门实践性很强的学科,只有在实践中才能产生医学与工程技术的结合点和突破口,必须在实践中操作才能提高技术水平,才能找到创新的源泉和发展的方向。加强实践教学,改革原有的模式,是教学改革的重中之重。
3.1实验课改革改革原来的实验教学方法,增加实验时数,提高实验教学的地位。实验是培养学生独立分析和解决问题能力的一个重要的环节,是进一步掌握和理解理论知识的钥匙,也是后续实习及工作的基础。为此需要把实验从原来是理论课的附属地位,提高到和理论课一样重要的地位。
3.2形成较成熟的电子设计竞赛、创新课题指导小组吸收青年教师到培训队伍中来,增加指导教师数量,形成完善的培训体系,在学生中加大宣传力度,增加竞赛学员的数量与质量,争取为学院增加荣誉。
3.3创新实习与就业结合模式实习与就业相结合是实践教学的最后环节,利用实习基地资源,提高实习质量与效果,为选人用人和实习学生就业提供了机会。针对想毕业直接工作的学生,学校利用建立的企业实习基地,提前推荐学生进入企业实习。目前,学院已与蓝韵网络有限公司等多家公司建立了实习合作基地,部分优秀的学生可被实习基地单位留用就业,进一步提高学生的就业率。
4结语
[关键词]本科教育 研究性教学 创新培育
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)15-0006-02
我国医疗仪器市场潜力巨大,但国内医疗仪器产品总体技术含量较低,关键技术主要被美、日、德等国家的少数几个跨国大公司所垄断。国内生物医疗产业普遍存在技术研发人才匮乏、研发能力不足等问题,产品总体质量和技术水平落后于发达国家,缺乏市场竞争力。要解决目前生物医疗产业创新研发能力低下的难题,首先要从生物医学工程人才培养这一根本问题上着手。
一、本科生创新培育计划思路的形成
2004年12月教育部在北京召开了第二次全国普通高等学校本科教学工作会议,研究制订了《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》。该文件要求“积极推动研究性教学,提高大学生的创新能力”;同时提出“要让大学生通过参与教师科学研究项目或自主确定选题开展研究等多种形式,进行初步的探索性研究工作”。中山大学的本科人才培养教育观念是“通识教育、大类教学、复合创新”。相对于其他学科,生物医学工程学科的特点是多学科交叉,教学过程所涉及的内容多且杂,如果强调“宽”基础,学生能够“精(专)”的领域就有限。通过借鉴国内外著名高校的相关经验和近几年的尝试和思考,我们初步形成的思路是:首先培养学生掌握较为广泛扎实的基础理论知识,然后以某个方向专业训练为载体,着重培养学生的自我学习能力和创新思维能力,以及解决具体问题的实践能力。基于这一思路,我们推出生物医学工程创新培育计划,探索中山大学生物医学工程专业研究性教学的道路。该计划的总体内容和目标是:中山大学工学院生物医学工程专业为研究性教学的开展提供硬件条件(设备、场地)与软件条件(师资、管理)的支持,建立并实行本科生学业导师制度,以本学科已有的广东省传感技术与生物医疗仪器重点实验室为依托、以教师们正在进行的纵向科研项目或横向开发项目为载体,引导本科学生参与项目调研、方案制订和项目研发的整个过程,培养学生主动获取知识的能力、思考创新的能力和实践能力,为将来更好更快地适应各自的工作岗位要求奠定坚实的基础。
二、国内外著名大学创新性培养方案分析
我们对国内外著名大学的本科生培养方案,尤其是对国内外著名工科院校的实习教学方案进行了广泛的调研和分析,逐渐形成了在“宽”基础的前提下,强调培养学生的自我学习能力和创新思维能力,以及动手能力的思路。例如美国麻省理工学院着重培养学生创造性思维和解决问题的能力,以及终身学习的习惯。既培养学生某一方向的专业技能,也鼓励学生拓宽知识面,以适应现代社会的挑战。具体方案有:1.实行本科生学业导师制度。每名本科生入学后将被指定一位专职教师作为学业导师,导师帮助本科生设计学习项目、选课和选专业。在导师的指导下,本科生有机会参与跨学科实验室和研究中心的研究活动,从而培养学生的研究型思维、完成实验的技能和进行数据分析的能力。2.学院设有独立活动期。每年的一月,学生们可以利用学院实验室与研究中心的资源,从事一些自己感兴趣的研究项目。教师则成为项目的指导者与协作者,鼓励并引导本科生在研究型教学中主动地参与过程。美国明尼苏达大学机械工程本科培养特色为基础知识教育与科研能力培养并重,通识教育与专业教育并重。他们专门设有实践创新教育环节,培养学生综合实践和创意创新的能力。具体方案有:1.大量采用讲座+讨论、讲座+实验的授课方式,强调理论课程与实践、研究环节的结合。2.设立和基础课程学习紧密相关的实践性、研究性学习项目,通过项目的实施,进一步强化学生对基础理论学习与实际问题解决相互关系的理解。学校还设有独立活动期、本科生研究项目等实践创新教育项目,给学生提供了充分的个性发展空间。清华大学电子工程系奉行知识、能力、素质并重的教育理念,通过营造良好的学术环境来激发学生的学习热情和创造力,注重实验教学与理论教学相互促进,注重基本技能、综合能力和创新能力培养,注重将最新的科研成果引入实验教学。其特点是前期强化基础、复合交叉,后期导师指导、以人为本,激励创新。另外,国内外基于问题驱动的产学研教学模式也是值得我们借鉴的。
三、创新培育计划实施所具备的软硬件条件
中山大学生物医学工程学科具有生物医学工程一级学科博士点和博士后流动站,是广东省重点学科,设有广东省传感技术与生物医疗仪器重点实验室、广州市生物医疗设备重点实验室。目前生物医学工程学科已有教授38名、副教授41名、讲师64名,梯队完备,所有教师都是工作在科研一线的研究人员。学科的主要研究方向为医疗仪器与传感器、纳米生物材料与组织工程、靶向输送与控制释放。学科近年来在相关领域内承担了多项纵向研究项目,包括国家重点基础研究发展计划项目和国家高技术研究发展计划项目、国家科技部重大科技专项、国家自然科学基金重点项目和教育部新世纪优秀人才支持计划等。学科紧密结合南沙中山大学科技创新产业基地、广州大学城健康产业基地以及行业龙头企业等合作单位,大力倡导协同创新,承担了多项横向研究项目。因此,学科的平台和师资为生物医学工程本科生创新培育计划的开展提供了充分的保障。
四、本科生创新培育计划的实施方案
首先建立导师制,由专业教师担任本科生学业指导教师,负责本科生的学业指导和项目选题;同时由该教师属下的研究生担任学生导师,负责本科生创新培育计划具体工作的指导与跟进。实行导师制的目的是给予本科生更个性化的发展空间和更全面的有效的指导,这有利于师生双向提高。
在第一学年,考虑到本科生专业知识的缺乏,创新培育计划的主要内容是本科生利用课余时间协助教师或研究生从事实验辅助或文献调研等工作,使本科生对生医工专业本身和具体项目科研过程有一个初步的认识,培养学生基本的实验操作技能和自主检索学习的能力。后期在导师的指导下撰写一份助研工作总结报告或文献检索报告,同时做成PPT用于年终汇报考评,从而培养学生的基本科技写作能力和PPT制作与讲演能力。
第二学年开始引导本科生逐渐进入具体的项目工作。若干名学生组成项目组,可以参与指导教师的在研项目中的某一部分,或者在教师指导下自主选题。首先进行项目调研和前期预研,中期组织进行项目开题答辩,然后在学业导师或学生导师的具体指导下开展项目研究,鼓励项目进展较为顺利的项目组申报学校的大学生科研项目计划。
第三学年本科生在导师们的指导下继续开展创新培育计划项目工作,可以考虑将夏季学期(小学期)中4周生产实习(项目实习)课程和创新培育计划项目合并到一起来做。组织中期检查汇报与成绩评定,推荐项目工作表现优秀的本科生参加国家大学生创新计划、广东省大学生创新计划、挑战者杯等竞赛。
第四学年春季学期有长达12周毕业设计(论文)时间,可以充分利用这段时间,在前面三年创新培育计划工作的基础上,进一步深化、凝练项目成果,完成毕业设计(论文),进行项目结题答辩。对项目研发过程中表现优秀的本科生推荐研究生免试资格,鼓励成果突出的学生撰写专利或论文。另外,学生导师(在读研究生)给予颁发助教资历证书,其中表现优异者在教学实践考评和奖学金评定时给予加分。
总之,我们拟通过生物医学工程创新培育计划的实施,探索出一条研究型本科教学的路子,为解决生物医疗产业的自主技术创新、提升国内企业技术水平及市场竞争力提供人才支持。期望学生通过自主学习和项目实践,熟练掌握生物医学工程的基础理论,具备较强的自我学习能力和实践创新能力,能够综合应用多学科知识和方法解决医学实际问题,成为在生物医疗仪器、生物材料与组织工程等相关领域从事科学研究与应用开发的高素质医工复合型人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王海鹰,杨刚,李玉红,季红梅.将科研实验引入本科实验教学的改革与实践[J].中国电力教育,2009,(144):145-146.
[2] 马晓琼,蔡金平,凌有铸.基于问题驱动法的产学研教学模式创新研究[J].长沙大学学报,2011,25(2):122-123.
[3] 薛磊,孙玉强,顾晓清.在应用型本科教学中开展项目教学法的研究与实践[J].教改经纬,2011,(5):49-50.
当前生物医学工程专业人才培养存在的问题主要有 (一) 缺乏国家关于本行业的方针政策及市场需求的了解。(二)不能将自己的兴趣与本专业特色有效地统一起来。(三) 动手能力、解决实际问题的能力较差。(四)创新能力有待进一步提高,心理承受能力有待于进一步增强。充分研究市场对于我们教学的要求,培养出符合市场经济的发展和科技竞争需要的生物医学工程专业人才,需要我们在实践中不断探索。本文围绕市场需求,结合教学实践,通过加强专业建设、重构师资素质、提升学生综合素质、加强毕业生就业指导等方面,探讨高等院校生物医学工程专业如何培养适应市场需求的人才。
一、加强专业建设、建立良好的实践教学体系
依据市场需求,本着毕业生的全面发展为出发点和归宿点,合理进行专业建设和课程结构优化。从毕业生应具备的知识和能力的反馈情况看,专业建设和课程体系的设置应以提高素质为主线,培养综合能力为重点,突出创新意识和创造能力的培养。生物医学工程专业的毕业生必须掌握一定的数学、英语、计算机应用基础等基础理论知识、关于医学仪器、电子技术、计算机技术、信息产业等研究、开发、设计、教学及管理等方面的专业技术知识以及包括政治、军事、法律、人文、管理知识等相关知识。基础理论、专业技术知识、相关知识三位一体,其中基础知识是前提,专业技术知识是中心,相关知识为辅助,只有做到基础知识扎实,专业技术知识精通,相关知识宽厚,才能基本做到一专多能,触类旁通,适应当前和未来工作需要,具有发展潜力[1]。
建立良好的实践教学体系,一方面,要配置有利于提高学生操作能力的课内实验良好设备设施,加强实验资金投入,同时,要有效利用网络实验课程进行专业模拟实习、模拟实验等物质资源配置。另一方面,通过产学合作关系与一些企业共同建立实习基地,尽量为学生获得实践经验创造条件,多方面为学生提供实践的机会。我院开设综合性设计性实验实验的课程占有实验课程的比例达95%以上,通过学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能,提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备(或器件、药品、试剂等)、独立完成操作、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。有效地培养了学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。实习基地的建设直接关系到实践教学的质量,我院目前已与18家省内外医院和企业建立实习基地联系,其具备先进的生产手段、充足的技术装备和科学的管理方式,对于提高我专业毕业生的整体素质、实践能力和创新能力培养有着十分重要的作用。大学生科研训练计划(Student Research Training Program,简称SRTP)是我校实施理论教学、实践教学、科学研究三位一体教学模式的重要组成部分,通过教师有组织的指导,学生自主进行课题研究和探索,不仅能够使学生了解和掌握基本的科学研究方法和手段,而且培养了他们严谨的科学态度、创新创业意识和团队合作精神,提高了他们的研究创新能力和综合实践能力。我院SRTP参与率占学生人数的60%以上。多年来,我专业毕业生首次就业率一直达90%以上,正是基于我专业良好的实践教学体系的建立。
二、重构师资素质,加强师资队伍建设
在面向社会、面向市场的条件下,要创建具有创新精神的高水平教师队伍,要求我们的教师必须从理论型、学术研究型的教师,转变为理论型加与实践型的新型培养创新人才教师,努力适应产业飞速发展的新形势的需要, 加强产、学、研结合,在教学中激励学生的创新意识,锻炼学生的创新能力,培养具有创新意识、创新能力和创业精神的人才。教师除了具有较扎实的理论功底与学术素养的同时,还要积极参与社会服务与实践活动的各项工作,全面获得市场、企业和组织对人力资源知识与能力要求方面的相关信息,进一步调整与充实知识与能力结构,不断改进教学方法和手段,尽快成长为新型教师。普通高等院校应在保证教学、科研和管理活动正常有序开展的情况下,合理配置时间、师资、实验设备等资源,有计划、分步骤实施新型师资队伍建设规划[2]。普通高等教育中通过聘任关系获得的一定比例的、规模相对稳定的、符合教师资格要求的社会教育资源所构成的师资。学校应建立专项基金,通过遴选聘请一批本专业领域国际国内的大师和经验丰富、技能熟练的专题研究专业人士做专场报告、进行专业研讨、现场演示、上好专业实际操作课,使他们成为普通高等教育不可或缺的师资力量。另一方面,学校鼓励中青年教师进一步深造,支持中青年教师参与国际合作研究,参加高水平国际会议,增强教师在国际学术界的能见度,以现有高端人才和引进的学术大师为核心,带动中青年优秀教师的发展,形成高水平的学术创新团队。
三、着力提高学生的综合素质
学生的综合素质包括其工作能力、学习能力、职业道德、身体素质、文化修养、创新能力、领导能力、社交能力、进取心等。传统的观念认为学习成绩优秀的学生是深受市场欢迎的学生,现在的高等教育对大学生进行以人为中心的现代素质教育的四大要求是:学会求知、学会做事、学会共处、学会生存。大学生在校期间,除了学好专业知识外,还要注意从不同方面、以不同方式增强自己的综合素质。这包括:
(一) 注重良好的敬业精神和责任感的培养。敬业精神和责任心是做好工作、成就事业的前提,是战胜工作中诸多困难的强大精神力量。具有敬业精神和责任感,才会竭心尽力、兢兢业业、精益求精地做工作。敬业精神已成为企业录用员工重要的考量点之一。我们要顺应市场需求, 通过各种形式加强职业道德教育, 培养学生的敬业精神和高度的责任感。
(二)加强实践动手能力,培养复合型人才。市场要求学生不仅具有扎实和广博的理论知识, 更注重理论知识在企业实践中的运用水平。高等院校教育必须把复合型人才的培养贯穿到各个教学和实训环节, 通过模拟操作、实习和实训、实验等实践性教学环节, 培养学生的实践能力。实践能力的培养对学生知识的掌握和理解也有极大帮助。应用技术专业实验、实践课与理论课的学时比例要达到1:1。要鼓励学生参加科研和社会实践活动。要提高课程实习、毕业实习的质量, 改变目前大多数毕业实习放任自流的状况。积极引导和鼓励大学生参与大学生挑战杯竞赛之创业计划大赛,培养学生的综合能力和综合素质;也可以利用毕业实习结合企业实际需要,进行研究和生产实践活动,培养复合型人才,提高学生的综合素质[3]。
(三)具备良好的团体协作精神和协作能力。一个由相互联系、相互制约的若干部分组成的协作整体,经过优化设计后,整体功能能够大于部分之和,产生l+l>2的效果,这就是团队协作的功能。有了合作,就有可能与别人一起创造奇迹。 根据有关调查,近50%以上企业在招聘人才、考察能力时特别注重所选人才的团队意识、沟通能力,只有在良好的社会关系氛围中,个人的成功才会顺利。我们在教学中,要加入培养学生创新能力、团队合作能力和沟通表达能力[4]。
四、加强毕业生就业指导
生物医学工程本科毕业生不仅包括输送到高一级学府进行深造的研究型人才,而且还要包括相当数量的技术应用型人才,即毕业后从事一线生产、销售的技术人才或智能型人才。这就要求高等院校设置生物医学工程专业的学院必须适应人才市场需求情况的变化,在就业指导工作中应转变观念,强化服务、强化指导、拓宽渠道。首先要把毕业就业指导工作转变成从大学生入学后即开始的全程式提高职业能力的指导:从大一开始即要求每个学生制订好自己的生活计划,不仅要计划自己的学习,还要从各方面认识自我,了解自我―――包括性格、智商、情感等方面。主动地思考以后想要从事什么样的工作,有目标地提高自己的某种生活能力。这样可以改变学生由学校、企业或老师来安排的被动局面,主动提升学生们各方面能力。其次利用假期尤其是寒暑假的时间开展各项实践活动,学院将生产实习安排在假期,通过实习期间,参与相关公司的生产、研发和销售、与公司人力资源人员沟通,使学生们加强了对所学专业的了解,意识到学习好专业课程的重要性,也使他们了解到自身拥有的优势,增强学生们就业信心。我们这样让学生们切实了解自己感兴趣的职业内容、职业要求、职业发展方向,探索自己与对应职业的匹配程度。通过社会实践活动,给交叉学科专业学生上了极其生动的一堂就业观念教育课。第三,安排邀请人力资源专家讲座和已工作的学长学姐来校进行求职和工作的心得交流活动。随着目前我国大医院和中小型医院要逐步实现数字化管理的要求,随着国家加大医疗仪器设备国产化的力度,一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立,需要大量的生物医学工程专业的高级人才,我们一定要不断关注交叉学科专业大学生的就业观念,同时不断加强大学生的就业观念教育,并及时纠正学生的错误观念,以实际行动投身到促进交叉学科专业大学生就业工作中去,为我国经济建设做出应有的贡献[5]。
五、结束语