时间：2023-03-22 17:33:35
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摘要：结合医学院校特点，探讨了以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式的创新与优化，从培养目标、课程设置、教学内容、学位论文等方面进行了探索和优化，以不断完善和规范生物医学工程专业工程硕士的培养过程。
关键词：生物医学工程；工程硕士；培养模式
工程硕士教育已成为我国涉及面最广、规模最大的一种专业学位。工程硕士专业学位是我国学位与研究生教育中的一个新类型，注重在教育实践中的不断创新［1-2］。生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科。针对生物医学工程领域特殊行业特点，按照工程硕士培养的目标，探讨面向医学院校的生物医学工程领域工程硕士培养新模式十分必要。
以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养应注重以下三个方面：一是课程设置和教学内容，如何使学生在不脱产的情况下保证学习质量；二是按照研究生学位条例，在这种培养模式下如何确定论文的要求；三是如何体现以医学院校为背景的工程硕士特色培养模式。工程硕士教育要抓住这三个环节，进行教育思想和培养模式上的创新。
一、优化课程设置和教学内容
课程教学是工程硕士培养的重要环节，是知识再积累和知识更新的基础环节，在整个研究生培养过程中，是学校可控时间最长，影响最大的环节［3］。因此在课程设置和教学内容上，考虑工程硕士的特殊性，才能培养出高质量、特色鲜明的工程硕士。在进行生物医学工程硕士培养模式探索期间，我们通过对生物医学工程专业的工程硕士进行了问卷调查及现场调研，并对调查及调研结果进行总结分析，对课程设置和教学内容进行了优化。
在课程设置上增设了实用设备类课程的讲解，针对工程硕士要求动手能力强等特点，加设了与医疗相关的设备维修理论及实践课程和相关实用性较强的应用类课程。同时，在教学内容上也进行了优化调整，主要表现为：1.在讲解基本理论的基础上，增加如电子病历等热门话题的开放式教学模式探讨；2.攻读工程硕士学位的学生已经具有一定的工作经验及在某一领域已经有一些独到见解，在教学内容上可以安排一些学生讲座，让学生针对自己所熟悉的领域与班级学生进行讲解与互动，从而扩大工程硕士在教学内容上的局限性；3.在时间充裕的前提下可以尝试邀请相关医院及厂家的专家进行专题讲座，可以增加解决某一专业问题的针对性。
二、优化学位论文指导与评价体系
工程硕士学位论文是工程硕士培养的主要环节，也是最终环节。与工学硕士不同，生物医学工程领域工程硕士的选题应来源于医院及相关部门的实际需要或具有明确的生物医学工程背景，研究成果要有应用价值。因此，在学位论文指导方面可以实施由学校具有工程实践经验的教师与医院相关部门的技术人员联合指导，医、校双方导师发挥各自优势，共同指导。
为制定更具实用性的论文指导与评价体系，我们调研了省内10余家附属医院和部分相关企事业单位的相关科室，了解附属医院及相关科室对人才的需求情况，根据相关部门及临床医生提出的意见进一步完善生物医学工程领域工程硕士的毕业论文制订及相关评价体系。在充分调研的基础上，制订了工程硕士论文学位论文质量参考标准，并在多家培养单位中应用，取得了较好的效果。
三、构建适合医学院校生物医学工程领域工程硕士培养的模式
生物医学工程的研究是电子技术、现代通讯技术、计算机技术、生物技术以及材料科学、数学、化学、物理学等新技术的飞速发展和研究的深入，由多学科的渗透与综合作用于传统医学领域而形成的一门新型的交叉的边缘学科。生物医学工程专业具有跨学科、交叉的学科特殊性，在培养模式方面会出现偏重于工科或医科的现象，没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。那么如何更好地将理、工、医三者有机的结合在一起，使得培养出来的学生的知识结构和基本素质更加完善，这已成为我们在人才培养方面的一个突出问题。
为了更好地构建适于医学院校生物医学工程领域工程硕士培养模式，应重视以下几个方面［4］：
1.以社会需求为导向
专业设置及培养目标都以社会需求为导向，紧密结合生产和科技发展变化的需要，及时调整课程设置，不断更新课程内容和教学方法，使学生能够尽快地接受新技术与信息。
2.重视实际能力
在教学过程中可以开展课程讨论会，重视学生实际操作能力，培养创造精神与创新意识。
3.师生共同参与课程设置
课程目标由侧重传授知识转向培养探究能力，由片面增加学生认知成长转向兼顾学生情感发展，课程内容由静态的稳定划一走向动态的开放灵活，课程不再仅仅作为面向过去知识的载体，而更多地呈现为面向未来发展的过程；课程设计趋向更大的弹性，在必修课的基础上，增加了选修课的数量，多方位地开拓学生的知识面，激发学生的想象力和创造力。鼓励学生积极参与课程设置与发展，通过学生在学习过程中的感受与需要，由学生和老师共同参与课程的设置与修改，而不仅仅是由学校单独制定，课程的组织不再限于学科界限而是面向跨学科和综合化的方向发展。
培养模式的创新主要表现为：
1.由学校教师和医院临床医生共同承担教学任务，真正实现理、工、医的有机结合。
2.以培养复合型人才为目标，真正做到与实际相结合。针对医生在诊疗过程中对现有仪器设备的看法和改进意见以及病人的需要建立起一个良好的沟通环境。
3.引进先进的教学理念与方法。
四、结语
生物医学工程领域是一个典型的交叉科学技术领域。生物医学工程领域是生物医学信息、医学电子、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新的基础。生物医学工程专业工程硕士的培养目标就是为医院及相关企事业单位培养复合型的高级技术人才。本文通过对生物医学工程领域工程硕士培养模式的探讨，包括从课程体系的建设、论文评价标体系优化等，不断完善培养模式。以医学院校为背景的生物医学工程专业工程硕士的培养工作既有优势也有局限性，具有创新性和实用性的培养模式还需要不断探索研究，希望能够不断探索出培养该工程领域高素质、创新型工程硕士人才的新实用模式。
参考文献：
［1］ 吴太山，朱军，孟伟.试论工程硕士教育管理的规范化
［J］.高等工程教育研究，2009，（2）：130-132.
［2］ 梁艳.对完善工程硕士专业学位教育的几点建议［J］.黑
龙江教育，2009，（10）：13-14.
［3］ 邢淑清，麻永林，李慧琴.冶金和材料工程领域的工程硕
士学位教育［J］.中国冶金教育，2007，（4）：31-33.
英文名称：Journal of Biomedical Engineering Research
主管单位：山东省科学技术协会
主办单位：山东生物医学工程学会;山东省医疗器械研究所;山东省千佛山医院
出版周期：季刊
出版地址：山东省济南市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：37-1413/R
国内刊号：
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发行范围：
创刊时间：1982
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期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
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1BMEs/EMBS’99国际生物医学工程学术年会
BMES是美国生物医学工程学会(BiomediealEngineeringSoeiety)的简称.EMBS是美国电气电子工程师学会(TheInstituteofEleetriealandEleetroniesEngineers)的生物医学工程分会(EngineeringinMedieineandBiologySoeiety)的简称。这两个学会每年都举行生物医学工程的国际会议。1999年，这两个学会首次联合举办学术年会(ThefirstJointMeet-ingofBMES&EMBS)。会议录用的论文近1400篇，注册人数接近2000人，堪称生物医学工程界的盛会。我们医学信息工程科研组共有8篇文章在会上发表。其中，由杨福生教授指导的博士生詹望的论文“Anewhigh一resolutionEEGteehniquebasedonfiniteresistaneenetworkmo己el”荣获BMES1999年研究生研究奖。这是唯一的来自美国本土之外的学生获奖，在会上反响很好。与以往的做法类似，会议的学术交流仍采用主题(Theme)一主轨(Track)一分组会(Session)的方式。本次会议有16个Theme，86个Traek，211个Session，共收录论文1347篇。各个主月的情况见表1.与以往的年会相比，这次年会有更多的结合生物学羞础的研究报道(如“分子、细胞与组织工程”、“生物信息学、计算生物学”等)，反映了近年来一些发达国家生物医学工程研究的一个发展趋势。同时，传统生物医学工程中的信号与图像处理，以及医学仪器仍然占有相当的比例。
2美国离校生物医学工程专业点滴
会后，我顺访了几所大学的生物医学工程系或研究所:①TheGeorgeWashingtonUni-versity，②JohnsHopkinsUniversity，③Universityofpittsburgh，④UniversityofMiehi-gan，重点了解了以下3个板城的研究情况。(1)脸与神经科学。脑功能的研究是21世纪生命科学研究的热点，各个学校与医疗单位的科研机构都十分重视。研究内容包括蓦破生理实脸、信号处理方法、临床应用以及一些有商业前景的开发项目。(2)医学超声工程。超声成像由于对人体无创、无扭而受到重视。超声成像包括反映解剖结构的B型成像，还包括血流侧t。近年来在结构成像方面普遨受到t视的是三维成像，这也是我们课翅组目前在医学超声方面研究的!点。同时，将解例结构与组织定征结合起来也是近年来研究的发展趋势，例如，组织弹性成像就是一个例子。(3)医学信息学。随粉计算机、网络技术的发展，医学信息学在近年中有了较明显的发展，如医院信息管理系统、以病人为中心的医疗信息管理及电子病案、远程医疗等。
发达国家在这方面同样也走在前面。在美国，计算机与网络已成了各行各业乃至每个家庭与个人都离不开的基本工具与环境。医学信息学的发展对提离全民医疗保健的水平起到了不可低枯的作用。在访期间，有机会与这些学校的故授进行广泛的学术交流，并探讨双方合作的项目与方式。例如，U垃ver溢tyofPittsburgh医学院神经外科研究所在脑电信号的采集与处理方面有很深人的研究，而我们科研组在这方面也承担粉国家墓金项目，双方都有兴趣在脑电信号的处理方面开展合作。从该研究所我们得到了大t珍贵的临床数据，对这些致据进行研究后，我们将撅博士生或教师去UniversityofPittsburgh开展合作研究。通过这次访问，看到了发达国家在生物医学工程方面很多有深度的基础研究。从设备条件与经费投人方面着，发达国家的优势非常明显，但我们也不是因此就无所作为。我们在生物医学信号处理的理论与实践方面经过多年努力已经接近并在某些方面达到国际先进水平。如果注意发挥自己的优势，特别是有意识地提出创新性的想法，我们一定也能取得国际上承认的研究成果.另外，在今后的研究中注意更广泛地开展国际合作，争取利用国外先进的设备与实验条件，对推动我们的研究工作也是十分必要的.
关键词：三位一体化；数字医疗；生物医学工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0134-02
一、“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式的必要性
我国高等教育当前的任务是为社会培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，工程类和“应用型”人才培养必须面向我国经济建设主战场，应责无旁贷地为地方经济的振兴和可持续发展服务。国家“十一五”规划中把发展教育和培养德才兼备的高素质人才摆在了更加突出的战略位置[1，2]。在我国，生物医学工程专业大致可分为两种类型：“研究型的综合性的，大体是我们国立的重点大学”；“应用型的专业性的、培养各行各业的应用型的高级专门人才，包括一般的高等学校，尤其是地方高等学校”和“职业性的技术技能型”。传统的人才培养模式仍然占统治地位，其课程设置、课程内容以及教学过程中都带有浓重的学科体系特点。学生的职业能力难以提高，很难适应实际工作的需要，从而出现了人才市场上供求失衡的结构性矛盾。可以看出，传统的教育教学模式对学生能力培养的缺失决定了教学模式改革的必然性。而“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式是一种以职业能力培养为导向的教育模式，其弥补了传统的教育模式在能力培养上的不足，符合生物医学工程人才培养的需求。因此，构建“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式，切实提高生物医学工程专业人才培养质量，努力培养符合时代要求的人才，显得尤为重要。
二、“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式的规划
我校生物医学工程学科人才培养应以信息技术为支撑，以服务地方经济为出发点，以数字医疗仪器为特色，培养具备生命科学、电子技术、计算机控制技术及信息科学有关的理论知识，具有能将医学与工程技术相结合的科学研究能力，能从事医学电子仪器的设计制造、仪器与系统的设计制造以及在其他电子应用技术、计算机应用技术等方面从事系统分析、系统设计、系统运行等工作的高水平、创新复合型人才。因此，推进人才模式研究，合理安排知识内容，突出多学科交叉的特点，加大产学研合作力度，培养学科归属感、自豪感，让社会更了解生物医学工程学科，也为地方经济的发展提供高水平的人才储备，这些都将列入我们的学科规划。
在创新培养模式研究中注重解决三个科学问题：①交叉学科人才培养问题，实现我校独具特色的新型交叉学科研究生创新教育模式研究；②信息背景和导向问题，实现扎实的信息技术背景、服务数字医疗领域的基础研究和应用开发研究；③产学研研发平台和研究生培养平台的建设，利用现有多企业协作的省部级科技平台，培养更具活力、创新型研究生人才。
三、“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式的实施路径
（一）优化生物医学工程研究生教育课程结构体系
知识结构是指知识的构成状况，即所掌握的各种知识的相互比例、相互联系、相互协调、相互作用以及它们所形成的整体功能。知识结构通常包括核心知识和拓展知识，它们相对应的教育分别是核心教育和拓展教育。由于以前的人才培养目标不明确，学生所接受的核心教育内容不一致，各高校差别非常大。比如医学院校往往强调医科内容，学生最初接触的知识往往是纯医学内容，在进行后续的拓展教育时，由于工科基础太薄弱，学生感觉非常吃力。而在工科院校，核心教育内容重视工科，按理说进行拓展教育比较轻松，但问题仍然比较严重。“生物医学工程学科是干什么的？”“与自动化等专业的区别在哪里？”“重庆邮电大学的生物医学工程学科研究生培养些什么？”这些疑惑让学生的拓展教育受到制约。生物医学工程研究生教育课程群主要包括5个方面的内容：（1）科学基本知识；（2）工程专业核心课程；（3）生物医学专业核心课程；（4）人文与社会科学；（5）工程专业选修课程。
（二）突出信息特色，探索教育创新如何服务地方经济
生物医学工程学科需要宽厚的信息背景，要利用运用大量的通信、计算机领域和仪器仪表知识。重庆市“10+2”产业发展规划提出要重点发展信息（数字医疗等）、生物（生物医学工程等）等高技术产业，构建一批高技术产业基地，在生物医疗、信息、仪器仪表等重点领域形成一批国家级和市级工程技术研发中心[3]。因此，本研究将立足信息学科基础，主动服务经济和社会发展，以医学电子仪器为学科特色，培养具备生命科学、电子技术、计算机控制技术及信息科学有关的理论知识，具有能将医学与工程技术相结合的科学研究能力，能从事医学电子仪器的设计制造、仪器与系统的设计制造以及在其他电子应用技术、计算机应用技术等方面从事系统分析、系统设计、系统运行等工作的研究生创新人才。
（三）构建、探索运行具有可推广性的校企联合产学研合作研究平台
研究生创新能力很大程度体现在解决问题、理论分析、研究开发的综合能力。研究实践平台是研究生创新教育最重要的一环。在全面推进素质教育、实施科教兴国战略中，教育工作者担负了培养21世纪社会主义建设人才的重任。在以教师为主导、学生为主体的新型教学模式中，实践教学活动作为一种重要的学习过程，其目的是提高学生学习水平，开拓学生科学视野，提升学生科研素质，锻炼学生动手能力，加强学生主动思考能力，培养学生创新精神和实践能力。在为国家和社会培养高级医学工程型人才的教育工作中，生物医学工程的广大教师和教育管理者应该广开思路，不仅重视研究理论教学方法以培养和提高学生的素质，还要积极为学生实践活动提供机会，创造环境和氛围。
（四）研究生创新能力评价方法研究
目前研究生水平评价主要通过三个方面体现：第一是课程考核；第二是；第三是论文答辩。这三大模块基本上确定了研究生的学习能力、处理课题能力和总结能力。但是对于生物医学工程这种交叉学科，其评价方法应该体现学科特色，需要更加细致化、过程化和量化。主要研究内容包括：（1）评价指标体系的选用。既有学科特点，又有产学研创新，交叉学科，信息特色。比如：课程学习体系，必然要包含信息技术、工程技术、生物医学技术、健康康复要求等多方面、多模块的知识体系，包括课堂学习、文献查阅、情报检索、归纳总结等能力，知识产权申报与总结；产学研平台实习和解决企业需求能力评价；发表科技作品，不但包括科研论文，还应该强调文献综述发表，专利申报，软件著作权发表等事项。（2）指标体系权重设计和评价算法。通过充分调研、征求导师、同行、学生意见和建议设计各参数权重体系。通过评价体系和体系指标权重设计相应的评价算法，通过量化和定性评语方式确定研究生创新能力。（3）评价效果研究。通过评价体系的研究，跟踪创新人才培养效果，同时进行评价方法效果复核。
（五）探索研究生研究、学习生涯规划
研究生生活时间短，而学习、研究任务重。研究旨在实现一种明确的、有序的研究生研究学习生涯规划，解决如何尽快适应交叉学科学习研究、如何规划研究生涯问题。通过研究生涯路线图的形式研究在不同学习阶段生物医学工程研究生所需从事的工作、参与的课题、掌握的技能、乃至发表的作品。通过不同类型、不同基础入学研究生的研究生涯路线图，获得更加规范、更加高效的研究过程管理。探索学习、研究过程的宏观目标与微观管理的有机联系，通过共性问题，提炼出不同类型入学研究生将要践行、实现的研究路线图。在研究中还将全面研究国际、国内生物医学工程学科中的优势体系、培养方案，进一步提炼出生物医学工程发展的新战略和人才培养新模式，优化研究生课程体系，建设课程群，提高教学效果，促进教学质量与教学改革工程的全面实施与整体提升。
四、结束语
实现独具特色的新型交叉学科研究生创新教育模式研究，实现扎实的信息技术背景、服务数字医疗领域的基础研究和应用开发研究，建设产学研研发平台和研究生培养平台，利用现有多企业协作的省部级科技平台，培养更具活力、创新型研究生人才，必须探索本学科专业硕士的培养方法和教学改革模式，在可能情况下与我国“卓越计划”进行有效接轨，探索在数字医疗人才培养领域开展应用型、工程型、创新性卓越工程师的可行性[4]。显而易见，只有注重过程管理、完善考核评价体系，学生能力的提高才有内在的驱动力，才能保证“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式成功实施。
参考文献：
[1]张阳德，，任力锋.生物医学工程教育模式和人才培养途径的探讨[J].中国医学工程，2004，12（3）：106-107.
[2]陈武凡，谭小丹，周猛.生物医学工程学科特色教育的系统规划[J].医疗卫生装备，2007，28（9）：78-79.
生物医学工程专业主要课程 主干课程：《高等数学》、《普通物理学》、《模拟电子技术》、《脉冲数字电子技术》、《医用传感器》、《数字信号处理》、《微机原理及应用》、《医学图像处理》、《医用仪器原理》、《医学影像仪器》、《检验分析仪器》。
以及《临床工程学》、《正常人体形态学》、《生物化学》、《生理学》、《诊断学》、《内科学》、《外科学》等。实践课程：电子工艺实习、认识实习、金工实习、生理学实验、电子技术综合实验、专业实践综合训练、生产实习、论文综合训练等。
生物医学工程专业就业方向 本专业学生毕业后可可以在医疗仪器企业的研发机构、生物医学工程及相关学科的科研单位、大型医院的设备中心、高等院校等地方工作，也可以做国家公务员。相关行业(如IT，仪器仪表等)。
从事行业：
毕业后主要在医疗设备、护理、制药等行业工作，大致如下：
1 医疗设备/器械;
2 医疗/护理/卫生;
3 制药/生物工程;
4 新能源;
5 电子技术/半导体/集成电路;
6 其他行业;
7 计算机软件;
8 仪器仪表/工业自动化。
从事岗位：
毕业后主要从事算法工程师、售后工程师、销售工程师等工作，大致如下：
1 算法工程师;
2 售后工程师;
3 销售工程师;
4 硬件工程师;
5 维修工程师;
6 注册专员;
7 技术支持工程师;
8 产品经理。
[关键词] 生物医学工程;生物化学;教学改革
[中图分类号] R313 [文献标识码]B [文章编号]1674-4721(2010)05(c)-120-02
生物医学工程是典型的理工类学科和生物医学学科交叉、结合、融合的边缘学科,并无自己独立的基础理论与知识体系,对相应学科有较大依赖性[1]。同时,生物医学工程产业的研发性质较强,要求培养的学生必须具有扎实、广泛的基础和专业课程知识,以及一定的创新能力与科研思维。目前我国生物医学工程的本科专业设置主要集中在信息技术类,而在生物材料、生物技术等方向上缺乏相应的人才培养,这样的专业特点导致学生重视电子、计算机与机械制造课程,而轻视医学相关学科,如生物化学,学生不能将该学科内容与职业生涯相联系,难以理解学习生物化学的重要性。加上生物化学本身具有抽象、繁杂等特点,学生在学习中容易出现畏难厌学情绪,学习效果不佳。针对在该专业生物化学教学中遇到的问题,笔者谈几点自己的体会和看法。
1 生物医学工程的生物化学教学现状
生物化学相对于其他基础学科具有抽象难懂、内容繁杂等特点,是医学院学生感觉最难的课程之一。尤其是对于生物医学工程专业,缺乏一部为该专业量身打造的教材,内容多与课时少的矛盾极为突出。就本校而言,该专业的生物化学理论学时数仅为40学时,而使用的教材为刘新光主编、科学出版社出版的《生物化学(案例版)》,该书系统全面完整,但课时数远远不够,如果按照一般医学本科教学大纲进行讲授,学生感觉难以消化,对生物化学课程的畏难情绪和抵触情绪增加。其次,教学模式单一,以教师为课堂的绝对主体,进行传统填鸭式教学,学生缺乏主动学习的兴趣,容易疲劳。第三,考查形式单一,仅对书本知识进行闭卷考试的单一评价考核体系,既不能反映学生的综合素质,也难以激发学生的创造力,容易使学生投机取巧,仅关注考点,而忽视对学科知识的整体把握。
2 改革教学内容和考试形式,双管齐下提升教学效果
2.1 精选教学内容,因材施教
根据专业需要适当删减生物化学教材内容,调整重、难点,将教学内容精简为基本原理,并更新补充学科发展的前沿理论和技术。世界医学教育会议发表的《爱丁堡宣言》在谈到医学院校需要改进教学法时指出:“把现在广为采用的被动学习方法改变为更加主动的学习,包括自我指导的独立学习以及导师辅导等方法,以保证终身连续的学习[2]。”在讲授过程中除了讲授知识点,更应强化学习内容的结构层次和逻辑联系,培养学生学会梳理教材,增强其自学能力。例如在开篇即告诉学生全书总的来讲可分为三大部分[3],第一部分即生物大分子的结构与功能,生物化学也称为生命的化学,那么这些化学反应的物质基础必然包括各种生物大分子,因此这部分将重点讲授生物大分子的结构特点、生理功能及基本理化性质与应用;第二部分为物质代谢及其调节,使学生重点掌握各类物质代谢的基本反应途径,主要调节环节,重要生理意义,各种物质代谢的相互联系以及代谢异常与疾病之间的关系等;对第一、二部分,强调生物化学的基础知识,不求过深、过难,抓住主线、框架和基础知识,按层次展开,既可以在有限的课时数中从容的执行教学进度,又培养了学生抓结构体系的学习方法。第三部分即基因信息的传递,以及基于基因信息传递的基本原理而发展起来的基因工程技术,针对生物医学工程专业特点,第三部分将比其他专业讲授更为详细。而细胞信息传递、肝脏生物化学与血液生物化学等专题部分则删除不讲。
2.2补充课外阅读,培养学生兴趣
“兴趣是最好的老师”,对于生物化学这门枯燥繁杂的课程,尤其需要培养学生的学习兴趣。为了兼顾有限的课时数,由教师选择合适的课外阅读材料,打印并发放给学生,要求课外阅读,并在下一次课上进行讨论。如疯牛病,从热带丛林食人部落的“库鲁病”,羊瘙痒症,克雅氏病,到对于疯牛病疾病本质的认识,长达100多年的研究历程,又或者如诺贝尔获奖者故事,重大理论的研究思路和创立历程,这既能引起同学们的兴趣,初窥神秘的科研世界,也在无形中培养了他们严密求证的科学精神。另一方面,生物化学作为生命科学的基础学科之一,自20世纪50年代以来,得到快速迅猛的发展,而生物医学工程本身就是生命科学高度发展、多学科交叉融合而催生的一门新兴学科,因此在对该专业的学生授课时可适当介绍生命科学的前沿,培养学生主动追踪最新进展的学习意愿。
2.3考核形式多样化,利用分数的杠杆调动学生学习兴趣
将课程的考核评价体系拆分,将传统的闭卷考试方式与试验成绩、论文报告相结合,考核形式更为丰富合理。课程的考核评价体系分为平时成绩和期末考试两个部分,书本知识采用传统的闭卷考试方式,占70%;而平时成绩又分为试验成绩与论文报告,共占30%。为了检验学生课外阅读的效果,增加了论文报告这一考核内容,论文报告要求学生利用图书馆和互联网对某一种现代生物化学与分子生物学技术或者热点方向的研究进展作一综述,以论文形式提交,对写作优秀者加分,还可帮助修改和鼓励发表。通过考核评价体系的改革,可以激发学生的学习热情,促使学生学会通过各种途径查阅资料,敏锐把握学科动态,获取和分析信息,培养初步的科研思维和论文写作能力,并且这种考试方式能更真实的反映学生的综合素质。
在尝试进行以上教学改革时,还应注意3方面问题:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化学的学科特色与要求,授予足够的基础知识,又因材施教、合理的删减教材内容,处理好重、难点。第二,在引入课外阅读和论文写作上,如何循序渐进的选择材料和内容,逐步培养学生对科技论文的阅读理解和写作能力,不至于使学生被畏难情绪打击,产生厌学情绪。第三,应当建立反馈机制,通过发放学生调查问卷,适时把握学生诉求,及时了解学生感兴趣的问题、内容或者学习中的难题,便于客观评价和改进教学方式。
总之,随着学科的发展和社会需求的变化,针对不同学生特点,生物化学的教学工作必须做出相应的调整,更新教学内容,优化教学方法,改革培养模式,调动学生的学习积极性,拓展眼界,开阔思路,激发其科研兴趣,培养其科学思维和创新能力,为今后的工作或进一步深造打下一定的基础。
[参考文献]
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论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新仪器设备 ,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。
本文就其目前发展情况进行分析讨论。
生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国着名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
一、显微镜的发明
“解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来,其意思是用刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。
二、影像学诊断飞跃进步
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。
50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于x线ct技术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography ct),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。x线ct片提供给医生的信息量,远远大于普通x线照片观察所得的信息。目前,螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已经问世,能快速扫描和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的ct,提高了诊断准确率。
医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(mri),它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为mri工程的进步,促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态mri、mra、fmri、mrs发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18f,11c,13n)的原理,创造 的正电子发射体层摄影(pet),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把pet列为十大医学生物技术的榜首。pet问世不过30年历史,但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值。影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。
三、介入医学问世
介入医学是一种微创伤的诊疗技术。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功。1967年margulis首先使用过介入放射学,这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(dsa)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的临床医学新领域--介入医学。
四、人工器官的应用
当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们称这种装置为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材料、新技术的结果。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上可见,20世纪生物医学工程的发展,显着提高了医学诊断和治疗水平,有力地推动着医学科学的进步。
五、生物医学工程展望
纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现x线到今天x射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天b超诊断的广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天mri的问世,从赫斯费尔德发明ct到今天ct成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。
(一)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。
(二)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(三)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着pet的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(四)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。
(五)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效缓释材料,药物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有新突破。
关键词：生物医学工程；考核；电子类课程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）06-0239-02
广东医学院生物医学工程专业于2003年开始第一届本科招生，针对如何进行具有生物医学工程专业特点的教学改革进行了大量的研究和实践。作为工科专业，电子类课程是专业的基础课程，与电子信息专业要求不同，生物医学工程专业以小信号、低频率电路为主要研究对象。本专业侧重培养高水平的应用型人才，毕业生要能够快速开展医疗仪器方向的研发、测试等工作。因此，我们从2008年开始着手进行了相关电路课程的改革和探测，下面针对专业特点和考核方式进行讨论。
一、生物医学工程专业课程特点分析
生物医学工程是以技术与工程的手段研究和解决生物和医学中的相关问题，并综合了生物学、医学和工程技术学的交叉学科[1-3]。它要求学生掌握物理学、数学、电子学、医学等相关基础知识，并能够融会贯通[4-5]。其中电子技术的相关知识是生物医学工程专业课程的主要内容。与普通高校电子信息专业和自动化控制专业不同的是，本专业电子类课程内容局限在低频、弱电范围内，同时要求学生具备较强的操作和分析能力。因此，在课程教学和考核中应该更加注重与本专业特点相结合，发展具有专业特色的考核评价体系。作为课程发展的导向，考核方式是课程建设水平的集中体现，也是评价教学质量的重要手段和课程改革的参考依据。在本专业发展初期，电子类课程的考核主要体现在：（1）一考制，即将期末考试成绩作为学生的最终成绩，方式比较单一，特点不突出，忽视了学生在实验技能、创新设计方面的评价；同时在期末考试中所暴露出来的问题也来不及纠正。（2）与专业领域衔接不够紧密。考核内容只强调基础知识的掌握，考核内容与普通电子工程专业内容一样，忽视了生物医学工程专业的特色；（3）考试题型单一。最初的考试题型也只有计算分析一种，覆盖面较窄，考试评价主观性较强，难以全面评价学生的综合能力。
二、考核方式的改变与实践
从2008年开始，我们便针对电子类课程存在的问题进行了专项研究，提出考核改革的目标，即把教学作为提高学生综合素质的关键环节，将考核向过程考核转移。课程组从2009级本科生开始推行一系列课程改革措施，目前已经进行了三届改革试验。逐步形成了一套具有生物医学工程专业特色的考核方式。考核方式改革具体内容是：（1）专业基础课的考核由平时作业和阶段测验成绩、实验课成绩和期末成绩组成。①平时作业由主讲教师根据教学计划通过在线课程网站布置，学生在学习完一章内容后在一周以内提交作业。该项成绩占总评成绩的10%。②阶段测验包含两种形式，一种是传统的随堂测验，另一种是在线测验，即由测验系统给出成绩。阶段测验根据学习内容，安排2～3次，占总评成绩的5%。③我们特别加强了对实验课程的考核力度，实验课成绩包括实验完成情况和实验报告的撰写两方面，占总评成绩的15%。④期末成绩则延续传统闭卷考试形式，在统一阅卷的基础上给出，占总评成绩的70%。考试题型更加丰富，一般不少于四种类型题，客观题占50%左右。考试难度适当降低，但是知识覆盖面增加到了课程内容的80%以上。（2）电子类专业课程考核则注重课程设计、大作业（或课程论文）等更加自由的形式。①考核也贯穿于整个教学过程。以综合设计课程为例：教学和考核都是以分组方式进行，电路设计为主要教学内容，设计结果和课程论文则是考核依据。这里还强调了团队合作，同一小组成员的考核成绩是相同的。②通过计算机辅助进行。在电路设计软件课程中，学生在课程学习中除了要掌握软件的基本知识外，综合能力的提高也是主要的一个方面。考核也是通过计算机完成的，教学可以为每位学生设置不同的题目，内容更加灵活多变。我们进行考核方式改革的方针是以学生为主体，注重培养学生兴趣和综合能力，在教学过程中也尽量增加小组讨论和团队项目。总之，考核方式的改变就是力求做到全面、有效，能够在学习过程中对学生进行促进。
三、网络平台的建设和作用
专业课程学习网站的建设是教育教学改革的重要内容，在电子类课程的改革中成为了重要的工具。截止到2011年，生物医学工程专业的专业基础课已经陆续完成了网络课程的组建工作并迅速投入到教学中。在线网络课程建设为考核方式提供了更多的选择，已经逐渐成为改革成功的关键一环。我们在网络课程建设中，特别强调了其参与考核的功能。因此，将题库建设作为重要的一环。目前，已将完成了500道网络习题的初等规模题库，包括在线自测试题10套，为课程考核方式改革提供了重要的硬件支撑。学生在线考试的形式反应积极，认为形式新颖、操作方便。目前，我们在过程测试中至少包含一次在线考试，平时的作业布置和提交也都通过在线网络进行，也就是说约40%的平时成绩是通过网络考核获得的。除此之外，网络课程还为教学提供了重要的支撑平台，这主要体现在两方面：（1）扩展了教学内容，丰富了学生的知识面。以往学生获得知识的渠道单一，枯燥的内容制约了学生的学习积极性。我们在网络课程中提供了大量的相关资料，包括文献、新闻、图片、视频等，充分延伸了教材内容，满足了学生多元化的学习需要；（2）提供了交流的平台。我们同样组建了学习小组，小组成员作为团队活跃在网络中。教师为各个小组布置了不同的讨论题目，有的作为作业成为考核的一部分。在网络环境中，学生拥有了充分的发挥空间和自由，能够以更加放松的心态融入到学习中。
生物医学工程专业电子类课程考核方式改革是新时期人才培养模式改革的重要组成部分。是在培养创新性人才的指导思想下进行的有益的探索和尝试。根据三年来的教学实践，改革获得了任课教师的支持，得到了学生的认可。我们所提出的综合型的过程考核思想正在切实地促进教学质量的提高。我们下一步的工作重点是继续深化考核方式改革，使其不流于形式并带动整个课程的建设，不断地提高教学质量和学生的综合应用能力。
参考文献：
[1]陈超敏，周凌宏，龚剑，等.新时期生物医学工程专业人才培养模式的改革与探索[J].中国高等医学教育，2005，（1）：22-23.
[2]张守华，叶亚林，腾理知，刘志成.医学院校培养生物医学工程人才的特点[J].中国高等医学教育，2003，（5）：59-60.
[3]陈其荣，殷南根.交叉学科研究与教育：21世纪一流大学的必然选择[J].研究与发展管理，2001，（13）：44-48.
[4]邹慧玲，董秀珍.美国优秀生物医学工程本科教育特点分析[J].中国高等医学教育，2003，（5）：6-9.
[5]董秀珍，邹慧玲，杨国胜.对生物医学工程学科的几点认识[J].医疗卫生装备，2003，（3）：3-5.
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