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生物医学工程论文:生物医学工程应用特色分析论文
摘要：在对“网络及其医学应用”课程教学改革的实践中，在课程内容体系上提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设，注重培本论文由整理提供养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力，将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向，科学合理地培养大学生的IT知识结构，使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求，成为适应未来社会的合格人才。
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，其主要研究方向是运用工程技术手段，研究和解决生物学、医学中的有关问题。
多学科的交叉使它不同于那些经典的学科，也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用，世界各主要国家均将它列入高技术领域，重点投资、优先发展。
[1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代，目前已成为一个重要的研究和学习领域。
计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段，为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战，未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此，对计算机网络的学习是非常有必要的。
而要学好这门课程，不仅要学习一些概念，掌握计算机网络的基本原理，还要掌握一些技能，具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生，在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别，以体现出专业特色。
笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设，注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力，将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向，科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构，使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求，成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。
一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一，每天都有新的发展和应用，教师只有在教学过程中不断更新教学内容，才能跟上时代的步伐
[3]俗话说：你要给学生一勺水，那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课，教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书，对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入地把握，同时还必须通过承担相关的科学研究，能够通过自己的工作，理论联系实际，真正理解和掌握核心技术，了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习，了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。
针对网络技术发展的不断更新，在教学内容上应安排一些基础的理论内容，比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等，便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时，可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容，以乘飞机的过程举例，提出协议、服务和层次的概念，以此类比，可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程，因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识，使得学生只要具有物理学方面的基础，就能很好地接受这些知识，而不需要专门去补习这门课程。
二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中，要紧密结合专业的需要，克服过于偏理论的倾向，以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想，调动学生的积极性
例如，在讲授网络技术内容时，可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学，从物理层直到应用层，同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中，可以以学校校医院的信息系统为例，从整体上了解医院信息系统（HIS）的内容，学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以了解医院信息的流程和医院管理模式，为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中，以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容，突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点，应强调要放在应用上。
因此，在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程，强调知识点、技能点，从教学方法上进行改革，比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法，但还缺少互动讨论，其实对于小班的学生，这种方式更好推广，而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容，这和笔者之前的安排不同，在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象，而采取西安交大的这种方式，可以带着问题进行教学，通过案例，引导学生用理论知识解决实际应用问题，提高学生的学习兴趣。
三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂，在安排时不妨在灌输理论知识的同时，合理增加常识性的内容，这样一方面能够重点突出，另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态，对一些初学者是一个很好的知识补充
比如在讲传输介质时，前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识，有些是非常晦涩难懂的理论，同学们已经显出倦态，因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。
对于晦涩难懂的教学内容，应该注重学生的反映，通过举手的方式来了解学生理解的程度，比如在讲曼彻斯特编码技术的时候，先让一名同学画出波形图，然后让学生自己判断是否正确，通过了解可以看出学生的掌握情况，然后再进行讲解，反复几次，可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明，比如服务和协议，就可以用生活中的例子来解释；而对于有关的、好理解的内容，可以以自学的方法来学习，也可以在课堂教学中省略这方面的内容。超级秘书网
四、注重因材施教应该因材施教，针对理解力强的学生，可以把一些难点让他来讲述，以引发他的兴趣，比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念，可以留下疑问到下堂课让他来讲述；针对一般大多数同学，可以在他讲的基础上再讲一遍，用通俗易懂的语言来加深对概念的理解
教学过程应该把重点和难点讲出来，然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容，教师不必把所有的点都讲到，知识性的内容不用讲得太详细，因为大学生有这方面的素质，尤其小班上课，可以充分调动学生的积极性来投入到教学中，年轻教师不必拘泥于固有的模式，而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时，可以拿一个例子来讲述整个过程，因为专业的学生有电路的知识和软件的知识，可以理解得比较透彻。
同时配合Flash动画来进行教学，可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展，各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合，从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展，本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上，熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。
生物医学工程论文:生物医学工程专业实验课程考核
[摘要]
结合军事生物医学工程学科的特点，从基本思路、实施方法、实施效果3个方面分别加以阐述。提出了军事生物医学工程专业的教学改革重点应放在实验教学上，需以新的考核模式牵引实验教学改革的新方法，解决了以往如何改进教学方法、提高教学质量的棘手问题。该模式使学生的学习兴趣、动手能力、综合素质和创新精神得到显著提高，取得了良好的效果。
[关键词]
军事生物医学工程；实验教学；考核模式
近年来，第四军医大学生物医学工程专业立足军事和医学的双特色背景，率先提出了军事生物医学工程专业的概念[1-2]。该专业以培养面向军队现代卫勤保障任务需求的复合型、创新性人才为目标，构建了以生物医学工程系列课程为基础，医学电子、医学计量、卫生装备及医学影像4个模块为专业方向的特色专业课程体系[3-5]。该课程体系中的“电路原理”“模拟电子技术”“信号与系统”等专业基础课程，起着联结理论知识与工程实践的桥梁作用，在军事生物医学工程人才培养过程中发挥着重要作用[5]。然而，第四军医大学军事生物医学工程专业学生的专业基础课程学时有限，与专业人才培养的高需求构成了矛盾。因此，如何改进教学方法、提高教学质量，是目前亟待解决的问题。军事生物医学工程专业基础课程兼具理论性和实践性，通过实验教学可有效巩固基本概念和方法，提高学员的动手能力、综合分析能力及创新能力[6-8]。为此，我们借鉴国内外教学改革的经验，结合军事生物医学工程学科的特点，将该专业教学改革的重点放在实验教学上，以新的考核模式牵引实验教学改革。
1基本思路
在现代教育理念中，过程管理是实验教学区别于理论教学的较大特点。通过这一环节能保障每个学生的实验效果，切实达到知识理论和实践操作相结合的目的[9-10]。因此，军事生物医学工程专业基础实验考核必须既看结果、更注重过程，将过程考核作为实验课程考核模式改革的重要内容。当前国内外生物医学工程学科呈现出日新月异的特点，大量新理论和新技术的涌现和成熟，要求生物医学工程人才必须主动学习、不断提升自身各方面的能力，以便适应学科发展的需要[11]。针对这一现状，国际上许多知名大学的生物医学工程专业均以学生为主体作为提高教学质量的核心要素，强调对学生主动学习能力的培养[4]。军事生物医学工程与普通生物医学工程具有相同的专业属性，因而其实验课程的考核也应体现这一特点，充分激发学生的发现性、体验性和探究性。军事生物医学工程专业人才面向的是军队特殊功能群体，以解决军队现代卫勤保障中生物医学工程问题为主要任务[3-4]。随着新时期我军卫勤保障的领域不断拓展，特别是复杂化、多样化非战争军事行动实践的凸显，要求卫勤保障人才具备知识、技能、责任为一体的综合能力素质，才能跨越军兵种、部门界限完成保障任务[12]。因此，军事生物医学工程专业基础实验课程的考核必须跳出以实验结果作为指标的传统模式，要强调性评价观。
2实施方法
2.1分阶段考核，突出个别质疑实验过程考核具备实时性，课堂提问、查看预习报告和实验记录等传统方式能有效增强考核的真实性，但在启发学生思维、突出学生个性方面效果欠佳。为了有效地解决这一问题，我们根据军事生物医学工程专业特点设计相应的过程考核方案，主要在2个方面进行了探索和实践：一是考核过程的安排，二是特色考核方式的建立。（1）将专业基础实验课程的考核评价分为基础考核和综合考核2个阶段，体现对学生实验技能、态度、协作等情况的全程式评价。其中，基础考核主要对安排课时内进行的系列基础验证性实验进行考核评价，以实验报告为依据进行评价，记为平时成绩，占实验成绩的50%；综合考核主要对课外开展的综合设计性项目进行考核，以项目汇报的形式进行考核，记为期末成绩，占实验成绩的50%。（2）在分阶段考核的基础上，建立以个别质疑为核心的过程评价方式。研究和实践表明，教师对学生的一对一指导和质疑在众多过程考核方式中，最能体现考核评价的客观性，并且能够激励学生主动思考和探索[10]。军事生物医学工程专业在研究型军医大学内开设，专业规模小、学员人数少、师资力量强，因而特别适合采用这种方式。为此，我们在基础项目的实验报告中增加了拓展思考题并对其进行评定。这些思考题是教师针对每个学生的实验操作步骤提出的，因此题目和答案因人而异，从而杜绝了实验报告的抄袭，并体现出学生的个性和思考。
2.2开放考核资源，以问题为驱动自主学习模式倡导学生自主学习、把实验的主动权交给学生，使实验教学呈现出较强的开放性[11]。主要表现为不同学生个性和目标层次不同，导致实验内容、方法思路和结果结论存在差异。与之相对应，实验考核方案也应适应这一特点，并采取行之有效的措施。为此，我们主要对考核资源进行了分类设计和调整重组，主要从以下几个方面进行了实践：（1）考核题目开放。除教学大纲指定的基本项目外，综合考核题目由学生自主选择，实验任课教师只需根据教学大纲及实验条件明确实验教学情境，对实验内容、实验过程及实验要求等细节做具体规划、明确任务要求。近年来我校军事生物医学工程专业实施特色教学模式，大力推行教学与科研相结合、本科生导师制等，为专业基础课程实验考核提供了大量综合设计性题目。例如，实验课程任课教员承担的国家和军队教学或科研课题，经过加工、提炼后可用于考核；以本科生导师制为依托开展的本科生早期接触课外科研项目；军队和地方各种专业技能和创新大赛题目等。（2）指导教师开放。综合设计实验工程性强，学生能否在考核中取得好成绩，除了充分调动自身主观能动性以外，教师的科学指导也很重要。为了与开放化的考核题目相适应，我们允许学生自主选择指导教师。因而除了实验课程任课教师外，学生们还可以选择实验课对应的理论课程教师，以及自己本科阶段的导师。特别是采取一种形式，教师和学生相互了解程度深，教师能结合学生个性和特长，针对实验设计方案的可行性及结果提出预判，避免学生走弯路。（3）实验室开放。开放各种教学和科研资源，鼓励学生开展软硬件联调实验，将电路、模电、数电、信号等课程的实验内容结合起来，达到电子信息类专业知识和技能的融会贯通。为此，我们采用图书馆模式管理实验室，对电路、模电、数电、仿真等多个教学实验室实行全天开放，并且对相关实验仪器和消耗器材按需供应。除此之外，从查阅资料、选择元器件、构思实验方案，再到仿真、安装、调试电路，直到完成全部实验，学生均独立进行，教师只负责验收和考评，并对学习成绩或有特长的学生开展个性化培养。（4）人员组织开放。团队协作是现代工程技术人才必须具备的能力素质，也是军事生物医学工程专业人才培养目标的重要方面[13]。因此，在综合设计项目的研究过程中，学生既可自主探究，也可以寻找合作伙伴组成1～3人的项目小组，充分发挥团队协作的优势。与之相对应，考核也要求以项目小组为单位考察实验操作和任务完成情况，并在此基础上对每组的同学进行个别质疑和考察，得出个人评价。
2.3创新考核方式，丰富评价指标军事生物医学工程专业要求培养高素质复合型现代卫勤保障人才，实验考核要体现这一目标就必须在考核方式上有所创新。为此，我们借鉴科研工作汇报的经验，在综合考核中采用以项目答辩为主要形式的考核方案。整个答辩过程以项目组为单位进行，分为3个环节：（1）口头汇报。以培养学生制作多媒体课件、口头表达及总结提炼的水平和能力，要求利用多媒体素材进行一次时间为5min的汇报。（2）成果演示。以培养学生熟练操作技能和良好实验习惯为目的，对提交的仿真程序或电子电路进行现场演示和测试。（3）提问互动。以培养学生沟通应变能力和考察项目组内各成员参与实验情况为目的，由评委根据汇报和演示情况随机选择学生提问。在上述考核方式的基础上，我们采用专家讨论和问卷调查的方式，建立了军事生物医学工程专业基础实验考核的评价指标体系及其指标权重。该指标体系涵盖了学生基础知识、实验技能、能力素质、情感态度和作风纪律5个I级指标，以及实验内容、实验仪器的熟练程度、答辩表达和课件制作等15个Ⅱ级指标，不仅对学员的理论基础和实践能力做出考核，而且对学生在工程实践过程中的思路、态度、协作、军人作风等多方面情况进行了评价。
3实施效果
上述考核模式已在2014年度秋季学期对第四军医大学2012级生物医学工程专业本科15名学员进行了试点实施。我们根据军事生物医学工程专业本科人才培养方案对实验教学的要求，对“信号与系统”实验课程进行了基础考核和综合考核，取得效果如下：（1）杜绝了实验不预习和准备不充分的现象，学员学习的自主性明显增强，部分同学在实验过程中能提出独到的设计思想，实验效果明显提高。（2）提升了学员多媒体课件制作、总结提炼、口头表达、文字组织、沟通交流和团队协作的水平和能力，为他们今后的科研工作打下了良好的基础。（3）充分展现了学员的兴趣、特长和作风纪律等非专业知识技能的情况，为在“信号与系统”理论教学中实施因材施教的个性化教学提供了信息。（4）重点培养了3~5名学员的工程实践和科研创新能力，组织他们参加了第九届全国信息技术应用水平大赛，并取得了好成绩。
4结语
军事生物医学工程作为生物医学工程与军事医学交叉融合的产物，是以服务军队卫勤保障现代化为目标的特殊专业。我们围绕该专业基础课程实验教学的考核，研究了全程性、开放式、多样化的考核新模式并取得了良好效果。该研究进一步丰富了军事生物医学工程专业特色教学模式，对于提高军事生物医学工程专业人才培养质量具有重要的现实指导意义。我们将以此为起点，继续深化该专业实验教学改革，坚持教员为主导、学员为主体的教学理念，渗透教育观、精英教育观、创新教育观、开放教育观等现代教育思想，为培养现代化卫勤保障急需的高素质人才不懈努力。
作者：吕昊 张华 张杨 薛慧君 焦腾 王健琪 单位：第四军医大学生物医学工程学院
生物医学工程论文:生物医学工程实践教学改革
摘要：
本文基于生物医学工程工程师培养的特点，介绍了我校构建立体化、多层次实践教学平台，加强实践内容整合及“双师型”教师队伍建设，推进实践教学方法和考核方式等方面的改革探讨和实践。
关键词：
生物医学工程；工程师；实践教学
一、引言
“工程师培养计划”是高校工程教育改革的一项重大举措，其目的重在培养一批创新能力强、适应经济、社会发展需要的工程技术人才，为我国建设创新型国家和人力资源强国、提升国家核心竞争力提供坚实的人才支撑和智力保障。多年来南方医科大学生物医学工程学院以《教育部关于实施工程师教育培养计划的若干意见》（教高〔2011〕1号）为指导，通过改革建设符合工程师培养计划要求的生物医学工程专业培养模式和体系，突出我校理医工结合的鲜明专业特色，进一步探索在医科院校开办工科专业的规律与特点。坚持以培养学生实践能力、创新能力为核心，通过建设生物医学工程广东省级示范教学实验中心、大力开展综合设计性实验等途径，我校生物医学工程实践教育改革取得了一定的成效。在多年的教学改革实践中，探索以培养创新能力为核心的立体式、多层次实验教学平台，深化教学体系改革，逐步研究和探索出了一些行之有效的新理念和模式，使学生在综合素质增强的同时，工程理念和素养得到提高，为保障工程师培养计划的贯彻落实奠定基础[1-3]。
二、传统实践教学中存在的主要问题
1.实践教学内容和方法。
传统实践教学内容的设置存在与人才培养目标结合不够，验证性实验内容比重偏大，缺乏系统性工程实践训练内容，导致学生不能利用所学理论知识解决工程实际问题。在实验教学中，教师普遍采用灌输式教学方法，即实验前实验讲义，讲义包括实验内容、操作方法与步骤、每一步预期结果、实验报告格式等，学生机械性按照讲义完成操作，缺乏主动思考，扼制了学生的创造能力。
2.实践条件建设方式。
实验室、实践基地包括学生实践的场地、设备和工程环境，对学生的实践教学质量起着举足轻重的作用。目前，我国高校教学实验室一般是根据理论课程的教学内容而设置的，其功能是辅助理论教学，其特点是课程专用、功能单一、实验室规模小、利用率低，不利于学生实验技能、综合能力、创新能力以及工程素养培养；实践教学基地一般是建在与学校有业务往来校外企业，但是大多数企业在安排学生实习实践方面积极性并不高，多流于形式，甚至有企业将来实习基地实习的学生作为廉价劳动力使用，并未达到系统工程训练的目标。
3.师资队伍知识结构。
目前高等院校特别是研究教学型高校的教师大多具备良好教育背景、名牌大学毕业并具备博士学位，具有良好的科学研究经历，参与过高水平科研项目并发表过高水平科研论文，但大多数缺乏工程实践经历，因此高校教师中具有企业经历的“双师型”的教师数量不足，知识结构不合理。实验教师缺乏工程实践环节的专门训练，因此难以胜任相关的实践指导工作。
三、基于工程师培养计划的实践改革措施
1.加强实验室和实习基地建设。
根据“计划”培养目标，进一步加强实验室和实习基地建设。扩大实验室开放力度，加大专业实验室投入，提高实验室综合利用率；引进企业的资源和设备，与企业合作共建实验室；利用省级实验教学示范中心平台，为工程师的培养搭建具有工程环境的实践教学平台。具体措施包括以下几个方面：（1）教学实验室建设。①近年来生物医学工程学院在省级实验教学示范中心建设项目经费的支持下，大大改善了实验教学条件，并取得了丰硕的建设成果。为此我院将在此基础上进一步加强实验中心建设，充分发挥其示范带动作用，推进广东省高校生物医学工程专业实验教学迈上新台阶。②充分利用社会资源进一步加强实验室建设。我院先后和北京微信斯达科技发展有限公司联合建立了“医学信息检测联合实验室”，和无锡祥生医学影像有限公司建立了“医学影像联合实验室”，这些公司无偿提供实验设备，这些实验室投入使用，大大增强了我院实验室实力。为此我院将充分调动全院教师的积极性，充分利用我们学校和学院的社会影响力，争取更多的社会力量投入到教学实验室的建设中。③通过自主研制实验设备以及联合研制实验设备，大大降低实验设备成本，提高了实验室设备数量并且锻炼了教师队伍。④通过整合学院内部教学资源，组建综合实验室及大学生创新实验室，这些实验室不仅能进行认识、验证型和综合型实验，而且能完成设计型和创新型实验，实现实验设备资源的交叉综合利用，充分提高实验室装备的使用效率。（2）教学科研共用实验室建设：我院科研力量雄厚，科研实验条件优越，建有数字化诊断治疗设备教育部工程研究中心、医学图像广东省重点实验室、广州市大型医疗设备质量检测工程中心。面向工程师培养的创新实验基地建设，需要大量的科研项目来支撑，因此在这些重点实验室和工程中心的建设中既兼顾科研的需求，又充分考虑实验教学的需要，建成科研和学生实验教学共用模式。达到科研促进实验教学的目的，并且把这种模式拓展到校外实践基地的建设中。（3）实习基地建设。筛选具备带教师资力量和实习条件、管理规范，并在医疗器械行业内具有一定影响力的公司确定为工程师培养基地，我院先后和飞利浦（PHILIPS）、西门子（SIEMENS）、杉山医疗器械有限公司、深圳新开元信息技术有限公司、雅培中国诊断部签订了工程师联合培养协议，确定为我院的校外实习基地。充分利用附属医院和教学医院的资源，建立稳定的校内外实习基地；为学生的课程实践、实习、课程设计、学科竞赛、科研实践等创造良好的工程实践环境，培养学生的工程素质和实践能力[4]。
2.加强实践教学内容整合。
（1）教学内容改革。整合传统实验内容，将单一性、验证性实验整合为综合性、设计型实验，结合企业项目补充工程训练内容，强化课程设计，将各种部级、省级设计大赛内容纳入综合分析能力培养的实验项目。在毕业设计前必须完成一门综合实践必修课，综合实践题目由学校老师和企业老师联合设置，学生可以根据自己的兴趣及特长选择，形成具有产学特色的实践教学培养模式。（2）推进实践教学方法和考核方式改革。为适应工程师培养的需要，必须改革传统的实践教学方法和考核方式。在教学方法改革中，大力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，调动学生的学习兴趣和学习热情。老师只给出实验项目的技术指标要求。要求学生完成原理方案设计、理论计算与分析；经与带教老师讨论通过后完成硬件实验样机搭建、样机性能指标测试等环节，形成完整的工程化的训练过程。在考核改革中，改变传统的实验结果加实验报告评价方式，采取考察实践全过程、实作作品展示、现场答辩、实践总结分析等方式，重在考核学生的知识应用能力和创造性思维[5]。
3.加强双师型教师队伍建设。
参与“计划”实践教学的教师应具有在企业、医院工作或培训的经历，熟悉工程实践环境和过程。没有相关经历的新任教师必须到企业或者附属医院相关科室顶岗工作一年，提高工程实践能力；专业教师利用科研合作机会去合作企业与企业工程师共同指导学生，了解工程环境和生产过程，积累工程经验；聘请医院工程科室、企业中技术水平高、实践工作经验丰富、综合素质好的高级技术人员作为兼职教师，开设实践性强的课程。推动附属医院设备科、信息科成立教研室，充分利用附属医院工程科室的人员力量，直接参与专业实践课教学。加强产业技术高级研究人才队伍建设，大力引进海内外高层次创新创业人才，探索实施选聘科技企业家、高级工程师担任“兼职教授”，推行产学研联合培养研究生的“双导师制”[6-7]。
四、结束语
针对工程师培养计划，构建立体化、多层次的实践教学平台，在实践教学中以学生为主体，充分调动学生的主动性和探索兴趣，注重学生实验思想、实验方法和实验技能的培养，提高学生的动手能力；实践教学与科技创新实践结合，注重学生创新能力和创新精神的培养，提高学生的综合素质；实践教学过程中注重学生团队合作意识以及学术交流能力的培养；在实践教学过程中注重学生工程意识、环境意识和社会责任感的培养，培养出更多合格的生物医学工程工程师。
作者：余学飞 余晓锷 张宁 郭淑艳 张志德 单位：南方医科大学生物医学工程学院
生物医学工程论文:生物医学工程学科发展的思考
生物医学工程学是融合理工科学和生物医学的理论和方法逐步成长起来的边缘性学科，其基本任务是运用理工科原理和工程技术方法，研究和解决医学和生物学中的相关问题。作为一门独立学科发展的历史尚不足50年，随着现代科学技术的进步，生物医学工程学科得到了长足的发展。它在保障人类健康和推进疾病的预防、诊断、治疗、康复等技术进步所起的作用日益增强，已经成为当前医疗卫生健康发展的重要基础和有力技术支撑。20世纪60年代，美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设，相继启动了生物医学工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身特性，且反映了生物医学工程学科建设与发展的前沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的特色，但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六类。
不同学校本科课程的主要差异体现在专业选修课程及其他选修课程的设置上，各个学校根据自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特点开设一些相应的选修课程，并培养学生在相应方向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程本科教育的基本特点。我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80年代，主要发源于著名工科院校的信息技术类专业和力学专业，进而逐渐形成的生物医学工程专业教育，后来，一些医学院校在医学物理和医用计算机技术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育，于是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工程学科。上述两类院校的生物医学工程学科建设发展模式各具侧重，遵循了共同的学科基础，在培养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特点。相对来说，工科院校的生物医学工程培养模式注重工程技术的开发和功能拓展，医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。
1中国生物医学工程学科发展思路
生物医学工程是一种交叉学科，交叉的学科基础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的发展水平，交叉的学科发展推动着生物医学工程学科的发展，并且使得生物医学工程学科研究领域变得十分广泛，而且处在不断发展之中。
1、1学科发展轨迹在中国，基于电子信息工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物医学仪器、生物医学信号检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及图像导引手术及放疗优化等；有基于力学发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物流体力学、生物固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度的细胞生物力学等；基于化学材料工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物材料学、组织工程与人工器官、物理因子的生物化学效应等。
1、2学科发展特点作为交叉学科的生物医学工程学科，其发展的关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的交叉结构，对推动交叉学科的发展具有至关重要的作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的交叉学科的描述有一个形象的说法：交叉学科如同在不同学科之间建立起连接桥梁，如果在河两岸没有坚实的基础，桥是无法建立好的，对于生物医学工程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说，它的发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交叉结构，需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉，凝练学科方向，不能大而全，过于宽泛。目前，医学仪器和医学成像技术具有良好的应用和发展前景，应该成为生物医学工程学科的重点发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医疗器械产业中的主流产品，在产业发展中起着主导和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是学科发展的一种动力，也为学生未来职业发展奠定良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命科学发展的大趋势，生物医学工程学科应大力促进医学仪器和医学成像方法的学科建设，从而提升整个学科的发展水平。生物医学工程学科的建设离不开的学术研究和学术成果的应用。的学术研究不但能提升学科的发展水平，而且能开拓学科纵深发展，产生良好的经济效益和社会效益，进而增强学科服务社会发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替代性程度越高，交叉学科存在的必要性就越小。如何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深入思考的，是需要提升学科的特异性的。生物医学工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应用研究，应用理论研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学问题，开展新理论、新方法的研究。理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学和技术问题，借助理工科的相关理论和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研究是理论驱动型的学术研究，理论应用研究是应用驱动型的学术研究。理论驱动型和应用驱动型是生物医学工程学科学术研究的两种主要模式。理工科大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科背景，开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院校具有丰富的医学资源，面临着大量需要应用理工知识解决的医学问题，开展应用驱动型研究，将很好地实现与医学的应用融合，具有较好的临床应用价值，有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势将有利于生物医学工程学科特色发展，从而增强其不可替代的程度，实现学科可持续创新发展。
1、3学科体系作为一级学科的生物医学工程，包含学科的理论体系和技术体系，且该体系离不开所交叉的学科的理论体系和技术体系的支撑，此外生物医学工程学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色，又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性，这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位，形成自己的理论体系和技术体系。
2大数据时代的生物医学工程学科发展
守正创新是生物医学工程学科发展的必由之路，人类已进入大数据时代，所谓大数据（bigdata），或称海量数据，是指由于数据容量太庞大和数据来源过于复杂，无法在一定时间内用常规工具软件对其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘和分析处理的数据集。大数据具有“4V”特征：①数据容量（volume）大；②数据种类（variety）多，常常具有不同的数据类型和数据来源；③动态变化（velocity）快，如各种动态数据，非平稳数据，时效性要求高；④科学价值（value）大，尽管目前利用率低，却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘分析出其蕴藏的重要特征信息［6］。人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的生物医学大数据发生源，这种源源不断的生物医学大数据的检测、处理与分析，将给生物医学工程学科的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据处理技术的进步。
生物医学大数据广泛涉及人类医疗卫生健康相关的各个领域：临床医疗、基础医学、公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、健康网络信息等，可谓包罗万象，纷繁复杂。生物医学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息，研究有效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法，对生物医学大数据进行关联和融合计算分析，充分挖掘生物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间映射关联，既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治疗康复提供系统化的全新的认识，有利于深入疾病机理研究分析，开展个性化诊疗。还可以通过整合系统生物学与临床数据，更地预测个体患病风险和预后，有针对性地实施预防和治疗。生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的应用前景，从三个方面应用将推动生物医学工程学科的发展。
（1）开展多模态影像大数据计算分析。医学影像学科的发展从早期看得到，到看得清，目前的看得准，未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才有利于临床早期干预，提高治疗预期。医学影像大数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值计算方法，挖掘多模态影像数据的特征数据和特征关联，将会提供强有力的影像诊断分析手段，极大地推动影像技术的发展，具有重要的临床应用价值和科学价值。
（2）开展多种类医学信号大数据计算分析。医学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号，能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融合多种医学信号的大数据计算分析，能对生理病理过程进行更好更的阐释，不仅能深入了解生理病理的状态特征和过程特征，而且能实现个体健康监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性研究，推进系统化的医学应用研究。实现强大的多种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。大数据挖掘能够增加度和发现弱关联的能力，能更好地认识生理病理现象和本质。
（3）开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析的生物信息数据，已进入计算系统生物学的时代。开展生物信息大数据计算分析，可以拓展组学研究及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活方式、心里行为等暴露组学，至细胞分子水平上的基因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因蛋白质调控网络，再到人类健康和疾病状态的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关联计算分析，可以阐述生命过程机制，挖掘生命过程特征及关联特征。
3结论
医学和生命科学的不断进步与发展，需要生物医学工程学科的深度介入和支撑。开展理论驱动型和应用驱动型生物医学工程学科学研究，将更好地促进生物医学工程学科发展，增强生物医学工程学科的生命力。发挥工程优势，加强医工结合，支撑医学发展，将增强生物医学工程学科的科学价值和医学价值，更好地开展生物医学工程技术向更深层的临床医学基础医学实践服务，进一步推动临床医学诊疗及康复水平的提高。生物医学大数据时代的到来，迫切需要生物医学工程学科的特色发展。在大数据时代生物医学工程学科的科学研究方式将从假设驱动转变为数据驱动，将有利于医学和生命科学的数据特征关联研究。
作者：李海云 景斌 于红玉 单位：首都医科大学生物医学工程学院
生物医学工程论文:生物医学工程实验教学的研究
生物医学工程学（BiomedicalEngineering，BME）是综合物理学、生物学、医学和工程技术科学的理论和方法，多层次研究人体结构、功能和各种生命现象的理、工、医密切结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物。21世纪是生命科学与医学的世纪，随着知识时代的来临，生物医学工程技术得到了日新月异的发展，正以前所未有的迅猛态势渗透于社会的方方面面。如何培养“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的医工结合人才是生物医学工程学教育迫切需要解决的重要课题，但是传统的实验授课方式与培养创新型高素质医工结合人才的目标严重冲突，只有改进实验教学方法，才能达到实验教学效果的化，促使学生智力和多种能力不断发展，满足时代的要求。
1.实验教学现状分析
目前，在国内开设生物医学工程专业的高校仍然主要以传统授课式讲解（Lecture-BasedLearning，LBL）的实验教学模式为主，实验教学中存在如下问题：（1）实验教学由教师做主角，实验设备、实验材料、实验设计，甚至于实验记录都是老师早就准备好的，实验结果也是教师了然于胸的。学生缺少自主性，抹杀实验课的学生主体地位［1］。（2）传统实验教学内容偏重验证型实验，综合型、设计型、创新型实验较少。实验项目的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定，忽略实验项目之间的有机结合性和连贯性，存在实验项目之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。（3）传统实验教学没有考虑学生的学习兴趣，学生通常没有积极参与解决问题的意识。（4）原有实验教学大纲中设置的演示性、验证性实验比较多，不仅造成课程拥挤，而且使基础学科与实践脱节，学生对知识的运用能力差，缺乏横向思维。因此，在生物医学工程实验教学中引入国际上先进的PBL（Problem-BasedLearning）教学模式，结合传统LBL学习策略，探索PBL+LBL教学法，是一个达到师生双赢的教学设计［2］，必将在促进高等教育实验教学改革、实验室管理改革与发展、培养具有实践能力的复合型医工结合人才等方面具备重要意义。
2.实验教学改革的研究方法
温州医科大学作为浙江省省属高校里最早开设生物医学工程专业的学校，越来越重视生物医学工程专业实验课程的改革。我们在着手分析各门实验课程特点的基础上，寻找PBL与实验课程的结合点，辅以LBL实验教学模式，并在日常实验教学中进行实践，在这一框架下重新组织实验教学内容并进行实验教学模式改革。
2.1实验教学模型的构建本课题研究组根据我校生物医学工程实验教学的师资力量和现有实验室资源，按照专业教育人才培养目标，引入PBL教学模式，结合传统LBL教学方法，分教学内容、教学目标、教学活动、教学环境、教学评价5个方面提出基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式的理论模型。
2.2实验课程设计及应用研究为了使PBL+LBL教学模式在生物医学工程实验课程中实施的效果可以更直观，笔者以生物医学工程专业实验课程当中重要的一门专业基础实验课程《医学电子仪器实验》其中一个实验项目“心电信号的测量”为例，根据提出的基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模式理论模型进行应用研究。《医学电子仪器实验》教学内容设计：①实验的系统知识：学生进行PBL+LBL实验教学模式后，可以习得生理学、信号与系统、数字信号处理、电子技术基础、医学传感器等一系列内容，增加知识覆盖面。②实验的问题设计：在实验室现有设备基础上，如何进行心电信号测量、血压信号测量和血氧饱和度测量？《医学电子仪器实验》教学目标设计：①实验前需要掌握的知识：导联组合方式、人体心电信号提取、过压保护电路设计、电极和导连线串入的高压信号处理、导联切换电路、前置放大电路、多级放大电路、模数转换电路，等等。②实验的能力培养：可以充分调动学生的学习热情和求知欲，培养学生的创新和自主学习能力，让学生掌握更多电路设计知识和综合检测等技术。③实验后的习惯培养：培养学生解决问题的能力、习得系统化的文化知识并培养良好的学习习惯，为终身学习奠定基础。《医学电子仪器实验》教学活动设计：①实验前资料搜集：实验前，实验教师通过LBL教学方法讲解实验的基本原理和要求后，学生首先通过查阅有关参考书和利用图书馆资料，结合实验课程网络资源的资料，了解心电信号的特点，明确测量心电信号的临床意义，独立设计详细的实验操作方案。其次教师要求学生查阅实验有关的文献资料，让学生了解心电信号的采集过程，比较不同参考资料的实验方法，在本实验室现有条件下选择适合的仪器，设计心电信号采集电路。②实验中的小组讨论：学生分组讨论是PBL+LBL教学法的关键。笔者让学习成绩较好的与较差的学生混合编组，每组5～8人，使大家相互带动，共同提高。通过小组讨论和实验指导教师引导使学生认识实验中必须解决的关键问题。在以上问题的基础上，各小组对实验如何操作进行讨论，形成实验的初步方案。然后教师对各小组实验操作方案点评，确定最终的实验操作方案。③实验的操作与总结：各小组学生将依据讨论制订的最终方案进行实验。在实验操作结束后，由教师组织全班学生对各小组实验结果进行比较、讨论，对实验中未解决的问题和新发现的问题进行探讨、交流，将《医学电子仪器》的理论知识与实际临床问题联系起来，进一步深化学生对理论知识的掌握。
2.3实验教学考核评价机制改革实验成绩包含如下几个部分：资料搜集、小组讨论情况、参与实验方案制订、实验操作、实验结果的分析处理。本课题组将以上实验成绩有关的几部分效果评价权重分配为（过程评价：资料搜集（5%）、小组讨论情况（10%）、参与实验方案制订（15%）、实验操作（20%）；结果评价：实验结果的分析处理（50%）），实施考核实验过程评价与实验结果评价并重的评价方式。这样的设计有利于对教学效果和教学目标的实现情况进行随时评估，学生根据评估结果可以随时反思自己仍存在的问题。
2.4实验教学考核方法评估笔者选择生物医学工程专业2012级学生开展实验研究，共4个班级120名学生，在2013~2014学年第二学期和2014~2015学年及时学期进行实验课程教学中应用PBL+LBL实验教学模型，对实验前后得到的实验成绩数据进行统计，并用SPSS10.0软件进行分析和T-student检验，P<0.05为统计学差异显著性。笔者通过设计问卷调查及组织访谈的形式，在实验教学活动结束后，采用不记名的方法，从如下几个方面调查学生对PBL+LBL实验教学模式的效果评估。共发出调查问卷120份，回收率为。在PBL+LBL实验教学模式给学生带来的收获方面的问卷调查中，问卷中有96.5%的同学表示解决实践问题的能力得到了提高，只有2.5%持不确定的态度，1%的同学认为自己并没有什么收获；在PBL+LBL实验教学模式对增强自学能力、拓宽知识面及增加信息量有多大影响的问卷中，95%的同学表示各方面能力得到了一定的提高，收获颇丰；在PBL+LBL实验教学模式对学生以后学习和工作的帮助方面，表明大约91%的学生认为该课程对今后学习和工作非常有帮助、有帮助和有一定帮助；大约87%的同学对应用PBL+LBL实验教学模型感到非常满意、满意和基本满意，表明实验教学模式的设计获得了学生的普遍认可；大约84%的同学对实验教学的评价方式持非常满意、满意和基本满意的态度，表明PBL+LBL实验教学模型评估方式获得了学生的认可。
3.结语
基于以上数据及分析，本课题研究组认为基于PBL+LBL生物医学工程实验教学模型及教学模式的教学效果在实验班级得到证实，该理论模型可以在本校其他专业的实验课程教学进行实践和进一步完善，然后在其他院校的专业实验课程教学进行应用、推广，具有很强的实践推广价值。
作者：郑万挺 陈亮亮 单位：温州医科大学 信息与工程学院
生物医学工程论文:生物医学工程专业教学探索
一、将PBL教学方法引入生物化学教学中
PBL模式，即基于问题的学习（Problem-basedLearningorProject-basedLearning），最早是1960年由加拿大学者提出，并于90年代进入中国。其教学过程，简单来说，就是改变了传统课堂讲授的方式，而是由教师提供与专业知识相关的、有一定难度的问题，并将学生分组，团队合作来解决问题。该方式增加了教师与学生的互动，引导学生进行自主学习，使学生由知识的被动接受者变为主动探索者，可增加学生学习的主动性，在教学方法上具有一定的先进性。对生物医学工程专业的学生来说，由于学习的知识领域多而杂，如何将在学习生物化学知识的同时把已经学和要学的知识融会贯通、承上启下，就可以使用PBL模式来进行。但是，在实践中开展并不顺利。这是因为首先该教学方法是基于问题的教学方法，授课教师提出的问题是否合理直接决定了授课效果。而我们教师大多已经习惯了传统的教学方法，甚至本身就是受传统教育的熏陶，所以在思维模式上会受到局限。通常给出的问题并不，或不具有引导性。其次，中国学生已经习惯了被动接受知识，特别是低年级的学生，性格腼腆，大多不愿开口讨论，积极性很难调动。根据存在的问题，我们将PBL教学的理念与传统教学相结合。首先，在传统授课的同时，穿插一些小问题，逐渐引导学生进行思考、讨论。比如，在讲授蛋白质这章时，可引导学生思考自己生病时血液化验单中有哪些蛋白，都代表什么，再让学生自己在课后查找资料，课堂讨论。这样的教学效果明显要好于传统授课，又解决了单一PBL授课存在的问题。其次，针对教学难点和重点进行定期和不定期的课堂讨论，对部分难点重点问题请学生上讲台发表见解，加深了学生对所学知识的理解，得到了很好的效果。例如，在物质代谢这部分的教学中，该部分涵盖多个章节，知识点前后贯通，是生物化学这门课程的重点和难点章节。因此，可设计一些问题，让每个学生都有机会上讲台发表自己对关键知识的见解，进行讨论。将课堂讨论形式设计得具有多样性，且定期的课堂讨论采用预先将题目分给每个学生，请他们做好准备，用多媒体形式进行讨论和提问；不定期的课堂讨论安排在部分难点重点教学以后，组织学生发表见解，进行讨论。课题讨论的成绩计入学生的平时成绩，使课堂不再局限于传授与接受，而是引导学生主动探索知识，老师从旁指导、解惑。
二、鼓励学生自主学习
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。，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。
三、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。
四、结论
生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理、医学仪器等研究方向，具有复杂性和高度的交叉型。在进行生物化学授课时，应考虑该专业特点。我们在授课中探索出将PBL教学、自主学习和实践型教学引入生物化学传统教学中，提高了授课质量，并摸索出一套适合本专业的授课方式。
作者：赵晨 倪原 陆文总 贾光锋 单位：西安工业大学 电信学院
生物医学工程论文:生物医学工程专业科研培育
1我校生物医学工程本科生科研能力培养的现状
1.1教学与科研第三军医大学开展生物医学工程本科教育的时间不长，主要培养应用型人才。由于生物医学工程专业覆盖知识面宽，目前尚未建立一套完整的教学体系，缺乏足够的教学经验。教学内容重理论、轻应用，不能满足医院和用人单位的需要；教学方法传统，偏重于灌输式的教学，研讨课的开设比例较低，难以调动学生课堂的积极性和主动性；虽然已从国内外知名大学特聘了几名专家和教授，招聘了多名博士毕业生，使得教师队伍的整体素质得到显著提高，但教师队伍中年轻教师较多，同时精通工程技术和生物医学知识的教师较少，部分教师满足于现状，不思进取，对教学缺乏足够的激情和热情。相对于理工院校，第三军医大学的生物医学工程专业在科研方面与医学结合较紧密，医学大背景深厚，能从临床中发现一些有实际意义的课题，但工程力量相对薄弱，科研投入不足。科研目前还处于引进、消化、跟踪较多而创新性研究较少，同时理论方法等应用基础研究较多而具有自主知识产权的应用研究较少。虽然近年来青年教师的科研水平在逐年提高，但总体而言，科研整体能力和水平有限，科研项目申请的命中率较低，科研经费不足，投入产出效能低，部分教师的科研能力有限，对科学研究和指导学生进行科学研究缺乏耐性。有些教师对科研急功近利，认为对本科生精力投入多但科研产出少，不具备科研培养的价值。
1.2学生方面第三军医大学学生的整体素质良好、基础扎实。进入大学后，部分学生沉浸于考上大学的喜悦之中，没有了明确的学习目标和兴趣。由于习惯了中国式的传统教育方式并且缺乏针对新生的研究型课程设置，很多新生还在沿用高中的学习方式，机械呆板地学习，一切学习以考试为导向，缺乏正确的学习目标和动力。此时如果再加上教学方法不当，很多新生会产生厌学的情绪。由于是军队院校，第三军医大学生物医学工程专业研究生录取名额受限，很多学生即使非常也不能顺利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。随着目前我国就业难度的加大和军队分配形式的日益严峻，很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作，于是部分成绩较差的高年级本科生在学习方面的信心动摇，甚至有些学生产生了极强的厌学情绪，认为学习无用，从而破罐子破摔，在学生中间产生不良影响，也严重影响了教学质量；部分成绩较好的高年级学生为了实现保送研究生的目的，更加注重考试成绩，而不愿意花时间和精力参加科研实践活动，从而忽视了实际动手能力和实践技能的提高，阻碍了创新意识和科研能力的培养。
1.3体制方面第三军医大学近年来也开始重视本科生科研创新实践能力的培养，生物医学工程学院开始试行导师制，具体分两个阶段实施，及时阶段针对低年级本科生，侧重于任命教学经验丰富的教员为导师；第二阶段针对高年级本科生，侧重于任命科研经验丰富的教员为导师。学生可根据自己的兴趣选择导师，导师则应履行自己的职责，即鼓励学员自主开展科研试验研究，积极引导学生参与教研室科研工作等。试行导师制规定了导师每月指导学生的低次数，对的学生和导师给予一定的奖励，对未达标的导师和学生实施相应惩罚。目前，第三军医大学生物医学工程学院的试行导师制已经初具规模，但还不够完善，在及时阶段培养方案中没有针对教学的具体措施，因此在实际实施过程中这一阶段的导师制形同虚设，导致学生的科研能力并未得到进一步提升；在第二阶段培养方案中，导师将引导学生参与教研室科研工作，由于没有具体规范措施，可能有些导师会倾向于让学生做重复性的简单工作，从而导致学生对科研的整体流程不熟悉。另外，目前没有建立起专门面向本科生的科研专项资金，可能会导致科研进展缓慢。为了有效整合创新资源和创新力量，实现资源共享、优势互补，2012年7月，第三军医大学与重庆大学成立了生物医学工程联合学院。自联合学院成立以来，两校共同培养生物医学工程专业本科生，瞄准生物医学工程发展前沿和热点研究领域，实质性推进生物材料与创伤修复等5个研究中心建设进程［4］。
2加强生物医学工程本科生科研能力培养的建议
2.1构建校园文化现在的本科生大都是90后，他们好奇心强，容易接受新生事物，但当今社会环境浮躁，人生观、价值观取向多元化，过分强化名利，而大学的人文环境应该培养出有思想、有学问、有高尚道德情操、有科研创新能力、有责任感的公民。第三军医大学更是肩负着培养忠诚于党、热爱人民、报效国家、献身使命、崇尚荣誉的当代革命军人的使命，因此要特别加强对本科生的思想品德教育，通过构建积极健康的校园文化，营造浓厚的学术科研氛围，以培养学生高尚的情操和探究科学的兴趣。教育和引导全体学员铸牢军魂意识、坚定理想信念，争做“对党忠诚、爱兵为民、品德高尚、敬业奉献、追求”的红色军医，着力用好驻地丰富的红色文化教育资源，积极开展当代革命军人核心价值观教育。有必要在本科生中强调并非考上研究生就能确保获得较好的工作，而应注重自身人文素养、交流能力和科研能力等综合素质的提升。因为现代社会要求人的发展，用人单位更多考虑的是应聘者实际解决问题的能力；随着研究生数量的增多，研究生们找工作同样面临较大的压力，只有具备更好的综合素质，才能在以后的工作竞争中处于有利位置。另外，浓厚的学术氛围对学生们科研兴趣和科研素养的形成有着潜移默化的影响。可以适当开展专题学术讲座、学术交流活动和丰富多彩的科研文化活动。学生通过听取不同研究领域学者讲述各自的研究思路与成果，体会他们探求未知的执着和收获成功的喜悦，可以激发对专业的热爱，培养严谨的治学态度和踏实的研究作风，提升科学素养；学生通过参加科研文化活动，如研究生学术报告会、科技文化节系列活动、创新论坛等，可以活跃其思维，激发创新火花，开动脑筋、发挥才智、挖掘创新潜能。
2.2从教学入手古人云“授人以鱼，不如授之以渔”，教学过程中应体现以学生为主体、教师为主导的教学思想，教师通过讲课、传授知识的途径达到培养学生学习能力的目的。教学方法应多样化，将启发式、讨论式、交互式等方法融会贯通地应用于课堂教学，引导学生主动学习、带着问题学习，在课堂上应给学生留有一定的思考时间，尽量让学生主动提出问题；在传授知识的同时，还需要开拓学生的视野、拓宽知识面，并注重学生个性的发展，在这样的过程中不断提高学生的独立学习和思考能力。从新生入学就开始建立年级研讨班，由个人选择自己感兴趣的课题，按课题类型分小组；学生可选择相关课程听课，可采取各种方式独立学习、进行社会调研等，学期末交出研究论文或研究报告；教师指导和组织学生课外查找资料以及定期进行小组讨论，并给出成绩，对研讨课和选修课程记学分。研讨课的教师应尽量选定为教授，这样可为本科生提供多与教授接触的机会，让他们感受到学术魅力，初步了解科研的含义以及对某一专题进行重点研究和探索的基本方法，促进本科生科研能力的培养。科研方法是大学生科研能力培养的关键环节，而毕业设计是教学过程中本科生科研能力培养的关键途径。本科生通过完成毕业设计的工作可以初步了解科研活动的实施过程，学生一般能够做到在教师的指导下收集查阅资料、分步实施研究内容，但为了更好地锻炼学生的创新思维、逻辑思维、总结分析能力，教师应该在研究设计工作和论文撰写方面给予学生更多的指导和独立完成的机会，传授更多的科研方法。
2.3完善导师制本科生导师制的核心是由导师引导学生自主学习，培养学生独立思考和解决问题的能力。本科生导师制的关键在于教师，教师应适应时展的需求，积极主动转变教育理念，提高自身业务能力和综合素质，不断更新知识储备，站在学科发展的前沿。为了能够衡量研究型高校科研能力的培养水平，对于本科生导师制，应建立完善的本科生科研能力培养评价体系，给出量化指标，定期定量检测。把本科生的科研能力融入评价体系，提高本科生参与科研活动的积极性，设立相应的科研学分，学生只有获得规定的科研学分才能毕业，并对科研能力突出的学生给予相应物质和精神奖励。在教师职称评定过程中，除了教师个人科研成果的评定外，应将对学生科研的贡献作为重要的参考指标。学校和学院应努力创造条件争取促使政府、企事业单位、学术团体和个人在大学设立资助机会，形成多途径、多形式支持学生科研发展的格局，加大对本科生导师制的资金支持，建立起专门面向本科生的科研专项资金，以使更多学生获得独立科研课题的机会。
2.4整合资源，联合办学联合办学可以有效整合创新资源和创新力量，实现资源共享、优势互补、相互促进、整体提升，可进一步提升生物医学工程本科生科学研究的能力水平、完善协同创新机制。为此，联合学院应立足于学科资源特色优势，认真总结联合办学经验，转变思想观念，加强与国际学术机构的合作与交流，提升知名度和影响力，吸引人才来院工作；探索与国际接轨的人才培养模式，制定统一的人才培养方案，瞄准生物医学工程学术前沿以及国家、军队和地方的重大需求，搭建研究平台，培育新兴学科，拓宽研究领域，为本科生创新精神和科研能力的培养打造良好的软件和硬件平台。
作者：何密李永勤陈碧华李懿单位：第三军医大学生物医学工程学院
生物医学工程论文:生物医学工程教学的革新
1实践教学模式探讨
1.1拓展实践教学基地目前,高校的实践教学基地主要包括课程的实验教学平台和校外见习、实习教学基地。实习基地一般是指具有一定规模并相对稳定的高等学校学生参加校内外实习和社会实践活动、实现人才培养目标的场所;实习基地的建设直接关系到实习教学的质量,对于培养学生的实践技能、创新意识、创业能力有着十分重要的意义。然而,在市场经济的发展与推动下,大多数中小型国有企业进行了改制,导致高等学校的很多专业在工厂实习的机会大大减少,并且教学体系中的“金工实习”几乎消失。由于生物医学工程专业与医学密切相关,并且医院具备大量的医疗仪器与设备,因此,医院成为生物医学工程专业校外见习、实习的主要基地。为了让学生更深入、更广泛地认识本专业以及本专业的市场需求与发展,校外见习、实习基地应该涉及多个单位与部门,比如：医院、生物医学工程专业相关企业、医疗器械检验与销售部门、电子产品生产企业等。目前,我校的生物医学工程专业改变了以往只在医院实习的状况,同学现在可以选择在医院或医疗器械公司实习。此外,我们还可以不断开拓校内见习和实习基地。校内见习与实习不仅节约了带教老师和学生的时间,还降低了见习、实习费用,同时也达到了实践教学平台共享的目的。比如我校的生物医学工程专业就可以选择临床技能中心之类的部门进行见习或实习。
1.2改进实践教学内容实践教学主要包括课程的实验教学、见习、实习、毕业设计等部分。为了训练学生形成由单一到综合的实践能力,加强学生对相关专业课程知识的综合理解和运用的能力,专业课程的实验除验证性实验外,还包括设计性和综合性实验及课程设计。在应用型人才的要求下,目前设计性、综合性实验及课程设计占专业实验的比重要求越来越大。作为生物医学工程此类交叉学科,毕业设计选题也应该突出专业特色,将工程技术应用到医学、药学、生物学等领域。对于中医药院校的生物医学工程专业而言,可以利用掌握的工程技术来解决中医中难以解释与实现的问题,比如:影像图像分析、脉搏仪、舌诊仪的设计等。在设计性与综合性实验中,可以借助虚拟仪器软件,进行虚拟与仿真实验,这样不仅可以提高学生的实践能力,还能够减少购买实验设备的成本。对于生物医学工程专业的学生,可以利用Labview软件自行设计体温、血压、心率等测试系统,不仅锻炼了自己的软件硬件设计能力,还能够利用自己设计的虚拟仪器进行生理参数采集等实验。目前已经有高校在尝试这种实践教学改革,本学科组也正在开展这方面的教学研究工作。为了巩固学生的理论知识,提高学生学习的兴趣和热情,对低年级学生在课堂之外可以成立兴趣小组,开展电子电路的初步实践,培养学生的动手能力。对于高年级的学生,可以设置开放性实验,培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。此外,也可以像过去的金工实习一样,让学生在大学二年级就有实习的机会,可以设计短期的校内或校外实习。对生物医学工程专业的学生可以选择校内的临床技能中心之类的部门进行实习,或者选择到校外的医院与企业进行短期的基础实习。
1.3建立校企合作平台校外实习基地虽然为学生提供了认识社会、了解专业的机会,但是实习提供动手锻炼的机会有限,而且学生不能够针对某一个问题进行深入探究。如果学校能够和企业合作,建立长期有效的实践教学体系,让学生在大学三年级就进入企业,开始特定目标的实践活动,这样可以更加有效地提高学生分析问题、解决问题的能力。
1.4拓展其它实践体系除了专业培养方案中设计的实践教学体系外,我们还可以拓展其它实践体系,比如鼓励学生积极参加各类大学生竞赛和参与教师的科研课题等,培养学生的自学能力、创新精神和团队意识。为了能让学生在参加竞赛的过程中真正地提高工程素质和专业技术应用能力,需要建立完善的辅导体系和鼓励措施。在学校方面,除了对获奖的同学进行奖励外,对所有参加比赛的同学应该给予学分鼓励;在学科方面,应该建立一种长期有效的专业辅导体系,每年将选派专业老师参加一些学术会议,并定期安排专业老师对学生进行指导,让学生能够更好更充分地准备各种电子设计大赛。此外,我们还可以开展课外科技活动,培养学生创业能力。鼓励学生组织、策划、参与各类科技活动,优化学生的思维方式,培养学生的创业能力及组织协调能力。比如:组织学生参加专业相关的国际、国内会议,了解本专业的发展动态;举办一些电子作品展,向本校其它专业的同学介绍我们的专业和特点等。
2结语
本文根据多年的教学经验,并结合当今医疗卫生事业现代化建设的需求,对生物医学工程专业的实践教学模式的改革进行了探讨。为了实现复合型应用型人才的培养目标,培养学生的自学能力和创新意识、提高学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力尤为重要。针对传统实践教学模式的不足,提出了新的实践教学改革模式,对实践教学基地、教学内容、课外活动等提出了改革方式。这种实践教学模式的改革立足生物医学工程专业的办学特色,充分体现复合型应用型人才培养的目标。
作者：陈庆梅付昕金石单位：江西中医药大学
生物医学工程论文:生物医学工程动物学教学探索
1实验动物学教学存在的问题
生物医学工程专业的实验动物学教学中存在很多问题，主要表现在以下几个方面:
(1)本专业的学生基础课程设置跨度大，而且学了很多工程专业的基础课，不同于医学和生物专业的学生有医学背景和生物基础，他们不能够很快掌握很多实验动物的基本概念和词汇，因此给教学带来很多困难。
(2)应用传统的实验动物学的教材要讲58个学时的课，还有32学时的实验课，而本专业的学生，实验动物学课程设置只有32个学时，而且目前还没有设置实验课教学，因此课程的讲授内容需要做很大的调整和缩减，才能适应本专业的学生的教学要求。
(3)本专业的学生对实验动物学的兴趣不大，上课的时候，同学由于初次接触医学和生物类的课程，所以很多对这些不熟悉，也没什么兴趣。课堂效果不好，学生互动较少，因此这是教学中重要的教改内容。
(4)作为新开课程，教师授课时教学经验不足，不能充分调动学生的积极性，照本宣科地去讲课，不结合实际科研工作和应用去讲，讲课的幻灯做的也欠图文并茂，给教学带来很多问题。
(5)实验动物学是一门传统的基础研究课程，是一门以操作技术为主的学科，实验教学应是整个教学的重要组成部分，而我们的教学体系中没有设置实验课程，是我们教学改革的主要环节。
2实验动物教学改革的内容
鉴于本专业的交叉学科特点，我们采用如下方法进行教改实践:
(1)对本学科专业的26名学生进行无记名问卷调查，经统计发现76%的学生对本课程兴趣不浓厚，58%的学生讲到授课教师的教学经验不足，83%的学生对实验动物学中的疾病动物模型和动物实验设计方面的内容比较感兴趣，66%的同学希望以后开设实验动物学的实验课，提高自身的动手能力。
(2)采取责任教授引导，主讲教师讨论的方法，对实验动物学的教学内容进行规划，减少了很多与生物医学工程关系不大的授课内容，这样可以使得学生在短时间内有效地掌握相关知识。
(3)课堂讲授时，通过生动的幻灯和教学录像代替死板的文字，用实际的研究经验去代替书本的照本宣科，以诱发学生的学习兴趣，取得了很好的教学改革效果。
(4)在教学同时，让学生走进实验动物房，进行参观和实际动手操作训练，而且开展了本科生导师制，让学生跟着老师去掌握动物实验的基本操作。
(5)我们开展了学生展示，让学生自己在课堂上设计动物实验，把常见的一些疑难杂症带到课堂，学生对肿瘤、癌症等热点问题有很大的兴趣，亲自设计实验，课堂互动很好，取得很好的教学效果。
(6)在教材的选取上，以前的教材文字太多，图片太少，不太适合学生使用。因此，需要选用图片多的教材来激发学生的兴趣，更适合交叉学科的学生使用。
(7)加强了教师队伍的技能培训，主讲教师均参加了中国实验动物学会举办的实验动物从业人员培训，培训合格均获得实验动物从业人员上岗证书。通过培训，听到了教学经验丰富的专家们栩栩如生的实验动物教学，受益匪浅，并且把这些学到东西传授给学生时，取得很好的教学效果。
(8)开展了学生实地参观北京大学医学部实验动物中心，还有我们学院的实验动物房，让学生近距离接触实验动物，亲自抓鼠、注射等，大大提高了学生的兴趣。
3结语
针对生物医学工程专业的本科生的实验动物学教学中存在的问题，我们开展一系列的教学改革与实践，取得了很好的教改效果，极大地激发了学生的学习兴趣，并且为学生今后的工作和科研奠定了坚实的基础。希望能在此基础上，申请教改项目来完成实验动物学的更多实践教学，建议增设实验动物学的实验课程设置，更大程度上促进实验动物学的课程建设和发展，进一步推进产学研一体化，培养出真正有用的合格大学生。
作者：刘美丽王江雪周钢樊瑜波单位：北京航空航天大学生物与医学工程学院教育部生物力学与力生物学重点实验室
生物医学工程论文:生物医学工程专业教课方式探新
信号是信息的载体，具有多种形式，如声音、图像、光、电等。不论是CT图像、MRI图像、超声图像还是心电信号、脑电信号，都是信号的一种。我们通过各种手段和途径获得人体信号之后，需要对其进行一系列的信号处理操作才能得到相关的医学信息。例如，从母体腹部采集到的胎儿心电信号仅10~50μV，脑干听觉诱发响应信号＜1μV，如何将这些微弱信号从噪声和干扰中提取出来，是我们需要思考的问题。实际上，我们可以利用《信号与系统》的相关理论和算法对这些微弱的人体信号进行滤波、分解、增强、变换、检测、特征提取等分析，削弱信号中的多余内容，滤除目标信号中混杂的噪声和干扰，进一步将目标信号变换成容易分析与识别的形式，以便于辅助医生进行临床诊断与治疗。
由此可以看出，《信号与系统》这门专业基础课在BME本科教育的过程中起着举足轻重的作用。同时，《信号与系统》要求学生具备一定的数学基础和电路分析基础。因此，我们在制定教学计划时，应该针对不同基础的学生制定不同层次水平的教学计划，以课堂教学与实践并重，以由浅入深、由粗到细、重点突出为原则，建立在实践中发现问题，在课堂中探讨问题，再回到实践中解决问题的教学模式，以利于学生更好地掌握课程的知识要点，为他们今后的工作和研究打下良好的基础。
把握课程思想，创新教学方法
《信号与系统》既承接了先修课《电路分析》等课程，又为《数字信号处理》、《医学图像处理》等后续课程奠定了基础。主要讨论连续时间信号与系统，研究确定性信号经线性、时不变系统传输与处理的基本理论。此课程由《电路分析》中的微观电路过渡到宏观系统，以系统的观点来研究信号处理过程及结果。因此，如何创新教学方法，以培养学生的整体系统思维方法，让学生理解课程理论知识在实际中的应用，提高学生的学习兴趣，成为我们的课程重点。我校坚实的医学、生物学研究基础，为BME专业的本科生提供了大量的研究问题与数据。2011年，我校BME系与美国通用电气公司（GeneralElectricCompany，简称GE）建立联合培养基地，加强BME专业理论及技术交流。
我们通过邀请医学、生物学和GE公司的相关专家针对医学信号问题、显微镜下的生物图像问题以及CT、MRI等设备的图像处理系统问题做报告，让学生了解《信号与系统》的应用领域，以及在此领域中可以解决哪些具体问题、如何解决这些问题，让他们带着问题去学习。在讲授课程的过程中，教师除了讲解一些重要基础理论之外，还要强调课堂互动，以某一信号的处理为例，激发学生们的小组讨论热情，在无形之中培养他们的动脑解决问题的能力和动口表达交际的能力。除了课堂授课之外，我们也需要重视课下交流，鼓励同学们针对自己感兴趣的问题提出一些想法，也可以通过电子邮件、群讨论、博客、论坛等形式增强交流沟通，让课堂学习与实践应用相结合，促进同学们对此门课程学习的积极性和主动性。
丰富教学手段，重视专业术语
《信号与系统》课程的突出特点是数学公式多，利用数学工具解决生物医学问题。如何把枯燥的理论学习和公式推导转化成易于理解的形象思维过程是我们需要探索的方向。我们根据课程特点，重视课件制作，适当地利用声音、动画等手段，增加课件的生动性。另外，可以结合教学软件的应用，实时演示一些计算过程或理论，如信号的相乘、相加、分解等，加深同学们对课堂内容的理解。为了更好地发展BME这一新兴学科，积极应对经济全球化、教育国际化挑战，培养适应地方经济发展和社会进步要求和具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的复合型、外向型人才，提高人才培养质量，我们需要尽快转变传统的教学思想和育人理念，融会中西方先进文化和科学成果。因此，在《信号与系统》的教学过程中，有意识地让学生掌握一些信号处理方面的英文专业术语，为他们今后的学习、研究和工作打下一个良好的基础，是十分必要的。一方面，教师可以在课件制作上下功夫，将教材中出现的与BME相关的专业名词以图像加文字的方式加以显示，有利于学生对专业词汇的理解和记忆。另一方面，由于本课程的课时限制，课堂上只能分配少量的时间来学习英文专业术语，教师可以鼓励学生在课外阅读英文原版教材AlanVOppenheim的《signals&systems》（第二版），并结合麻省理工学院《信号与系统》公开课，边学习边思考，培养学生的思维方式，也可以鼓励学生阅读外文文献或心电图机、B超等医疗仪器说明书的形式来进一步学习，使学生初步具备检索、阅读国外专业书籍和文献的能力，拓宽BME本科生的学习视野，为将来先进医疗仪器的研发储备知识。
挖掘应用实例，强调实践教学
《信号与系统》教学离不开医疗仪器实验室。我校各大附属医院拥有先进的医疗设备，为BME专业的学生提供了得天独厚的资源优势。通过“看”各种医疗仪器如何采集人体信号，经过哪些变换之后显示在电脑屏幕上，来了解信号的产生过程，以及信号在各个系统中的处理过程。通过“听”医生对各种医疗仪器原理、使用方法及需要改善的功能等问题的介绍，了解信号处理领域亟待解决的问题，并在学习课程的过程中，分析问题、解决问题，提高科学研究的素质和开拓创新的意识。通过动手“做”各种小仪器，如便携式生理信号检测仪等，将课堂所学的理论知识与实践应用相结合，提高自主解决问题的能力。在进行此类设计性、综合性实验时，一方面可以巩固《电路分析》、《模拟电子技术》等课程中的硬件设计知识，另一方面可以学习Matlab和Labview等仿真软件，以此构筑软硬结合的实验教学模式，与实际应用紧密联系，在夯实学生的理论知识的同时，增强他们的实践技能和创新能力。
结束语
我国生物医学工程产业2020年发展目标：“形成企业主导、医产学研相结合的生物医学工程产品创新体系和新产品开发能力；高性能诊断治疗设备关键技术自主发展能力大幅提升，产品质量和技术水平达到国际先进水平，规模化进入国际市场。”这给广大教育工作者们带来了更大的挑战。我们需要紧跟社会需求的脚步，利用多种渠道和资源，从教学实践中总结经验，探索医科院校该课程的教学模式、思路和方法，充分调动学生的积极性，提高学生的创新能力，为后期专业课学习和专业人才培养奠定基础。
作者：孟雪陈月明何文胜梁振高天昀袁媛王奕单位：安徽医科大学生命科学学院安徽医科大学及时附属医院医学工程部
生物医学工程论文:生物医学工程学科建构路径探讨
我国生物医学工程学科的发展现状及存在的问题
由于我国起步较晚，目前我国医院中生物医学工程的作用和能力远远落后于发达国家。多数医院设备科（器械科、仪器室等）的功能只是局限于仓库保管、医疗物资的采购、设备的维修等一些被动工作。以下几方面的问题制约了生物医学工程学科在医院的存在和发展。
1历史遗留的体制问题
各家医院的生物医学工程科室名称不一，有的叫设备科、仪器室、医工处等。各家医院该部门的职能也不同，有的只负责采购医疗设备，有的还负责采购冰箱等生活用品；有的负责维修，有的不负责维修；有的隶属于医务处，有的隶属于后勤保障处等。名称和职能各式各样，都是按照各家医院的习惯和流程来工作，最终限制了这个学科的发展。在日常管理中，很多医院只重视医疗设备的采购，忽略了维修和管理，忽视了医院的软硬件结合等问题，使这个部门成了一个纯采购部门。
2人员编制的问题
我国医院最初建立生物医学工程学科时，从事该项工作的人员多是电工、钳工等维修工人。随着医院的发展，后来从事该项工作人员很多都是本科生，但是由于体制的问题很多人因得不到晋升和提高，最终导致人才流失。
3现代化医院中生物医学工程面临的新问题
很多大医院都意识到生物医学工程的重要性，该部门的工作人员也同医生和护士等技术人员一样得到了晋升，但是由于很多大型设备厂商将售后服务（含维修保养等）作为一项重要收入，使生物医学工程又陷入了一个低谷。
改变生物医学工程学科发展的措施
以我院器材处为例探讨改变生物医学工程学科发展的措施。
1改变观念、工作模式、明确职责
现在医疗、护理、医学工程作为现代医院三大部门的观念还没有形成，医疗、护理仍是医院工作的两个重头戏，而器材科、设备科或物资科仅仅是购买物品、发放耗材的机关性质的职能科室，医学工程学科的应有职能几乎得不到体现。为了医院和生物医学工程学科更好的发展必需改变这种传统观念，强化管理意识，参与医院发展工作。我院器材处的改变除了设备的招标组织、论证、采购、安装、验收、档案管理等外，还要做好以下工作[5]：在用设备的质量检查、质量保障和质量评估；医疗设备的安全性能测试、监管和保障；预防性维护、保养和故障维修；医疗设备的医学计量及维修后的计量与性能测试等。（1）医疗设备的计量管理。根据计量管理要求，大多数医疗设备都要进行计量检定、维护（有的甚至是强制执行）。的医疗设备可以提高诊断治疗水平，保障医疗质量。因此，我们要求在设备进行安装使用之前必须进行计量检测，医院建立一整套完备的计量管理制度，并由工程技术人员专人负责。（2）安全性能测试。如①插头标准不同：目前国内很多购置的医疗设备都是进口品牌，在采购的过程往往只关注技术和价格，忽略了不同国家的插头标准不同，因此除了在采购时特意提出插头标准的要求外，在到货安装时需要进行核对查看，如不一致需要进行替换。我们将插头标准要求详细列明在招标文件范本中；②安全等级不同：医院在使用医疗器械时，对电击安全有着严格控制的等级要求。在电击安全等级要求较高的情况下，决不能使用防电击安全等级低的医疗设备，这一点也需要生物医学工程人员的把关和负责；③新设备的干扰：新设备进行安装时需要考虑是否对现有设备造成影响，需要医院的生物医学工程人员监督设备厂家的安装工程师进行测试，如果造成影响需要分开使用，否则后果不堪设想。（3）医疗设备的保养。①静态保养：购置情况、价格等资料；②动态保养：设备的使用、消耗，故障等运行情况分析，根据实际情况制定定期维护方案，由被动维修变为主动维修，最终上升为改善维修。（4）新设备功能的临床合理应用。新设备引进时都要对临床使用人员进行培训，但有一些功能由于不常使用，平时操作较少，偶尔使用时不恰当的操作会引发设备故障，这时就需要生物医学工程人员来扮演“临床工程师”的角色[6]。为了更好的完成自己的职能，生物医学工程人员要积极参与设备使用的培训和常用故障的排除。（5）售后服务的协调。售后服务不只是设备损坏的即时修理，还包括日常的保养维护。可以通过让公司的工程师增加回访次数来及时发现设备的问题，积极学习排除故障的方法，使生物医学工程人员掌握处理简单问题的能力，从而方便临床医疗的使用。
2改变现有设备的管理体制，使医疗设备效能较大化
现在很多大型医院的医疗设备固定资产都已达几亿元，但大多医院都是重采购、轻管理，使医院耗重资购买的医疗设备不能发挥较大的效能，使用率下降或闲置损坏。我院针对此项弊端采用了租赁制，有的设备不再归属各个科室，而由医院统一管理，科室根据实际临床需要进行租赁，对科室进行成本核算，这样避免了同一种设备（例如呼吸机、输液泵、注射泵等）在有的科室闲置，有的科室不够用的现象[7]。
3加强人才培养，健全体制，提高学科地位
为了在日常工作中不断地加强人才队伍的建设，我院通过各种培训（器材处内部培训和对临床医疗设备的使用培训）、业务讲座、进修等途径，提高生物医学工程队伍的业务技能。同时，通过调整人才梯队、整合岗位编制、岗位轮换等措施，建立一支高素质、高水平的生物医学工程人员队伍[8-9]。我院器材处现有42人，其中，高级职称3人、中级职称9人、副主任科员及以上17人；设备中心19人、物资中心18人、服务办公室5人，基本能满足我院的需求。为了引起医院高层管理人员对生物医学工程的重视，除在医学工程学术会议等场合要更多地讨论和呼吁外，还要在全国性医院管理会议上进行反映和呼吁，使生物医学工程人员不再是医疗和护理等一线人员的辅助人员，而是可以与之共同构成三足“鼎立”局面的学科。
生物医学工程学科未来的发展
生物医学工程从20世纪70年代初的建立到现在经历了从业人员和工作职能等很多转变，随着科技和医院的发展，为了其自身的发展，这个学科也需要进行一些改革和创新。生物医学工程不仅仅局限于为现有临床设施服务，而且可根据医院的发展方向、现有优势和问题提出未来医院需要引进哪些方面的技术和相关设备，为医院的发展提供战略性的技术规划理念，为医院领导的决策提供技术支持，提高生物医学工程学科在医院和社会的地位，最终推动这个学科的不断发展壮大。（本文作者：王慧单位：北京协和医院）
生物医学工程论文:培育合格的军事生物医学工程人才
1引言
生物医学工程（biomedicalengineering，BME）是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法，多层次研究人体结构、功能及其生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合，工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才，必须要改变原有培养医科学生的模式，采取适应工程技术人才培养特点的教学体系，突出工程性，强调实践性教学。改变现有实践教学模式，构建新的实践教学体系，是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。
2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验
我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是：“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展，培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识，具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力，能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程，这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科，其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此，实践教学占据着战略性地位，是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标，突出工程特性，培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务，学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养，更要通过实践教学各个环节来锻炼，以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法：
2.1注重基本实验技能训练，重组课程实验教学内容电子技术与信息技术教学包含了一系列课程（电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等），对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造，实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合，主要目的是配合理论教学，使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能，提高教学效益，在不增加现有实验课学时的前提下，适当开设综合性实验。
2.2培养综合运用知识能力，强化综合性设计性实验在专业基础课实验中，将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验，主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力，以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目，提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应，题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题，通过查阅文献资料，优化技术路线，独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试，到的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革，有效调动了学生学习的积极性和主动性，培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。
2.3开展多层次第二课堂活动，培养分析解决问题能力开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动，这既是课程教学内容的补充，也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动，内容力求覆盖面广、应用性强，既有教师选题，也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织，有效地丰富了学生视野，拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动，对学习成绩、钻研精神强的学生实行导师制，组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学，让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能，变被动学为主动学，培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。
3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足
目前，我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括：公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看，目前这种模式存在2点不足：一是课程设置不科学，体系不完整，与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2]；二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起，由低到高逐次递进，以电子技术综合设计为例，在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上，但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实，一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现，从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求，从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养，是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程，绝非一朝一夕之功，也不是某一门课程所能解决的，必须将其作为系统工程搞好顶层设计，在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训，需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间，乃至研究生阶段，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动，这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识，提高独立分析问题和解决问题的能力，提高团队合作意识，提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力，能够有效地通过工程技术手段解决实际问题，从而满足用人单位和部队建设的需要。所以，建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革，加强顶层设计的重要工作之一，必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。
4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议
创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次，不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法，通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的培养，必须改变传统的实践教学模式，把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案，调整实践教学组织结构；安排大型综合实验设计课程和实践训练，形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式；构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动，使其创新实践能力不断发展，从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力，提高创造性和竞争能力，这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。
4.1实践课程体系建设
为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求，根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验，我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。
4.1.1基础课程实验
这一类实验的内容和方式比较传统，实验和课程内容的联系紧密，每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析，帮助学生掌握基本理论和方法，锻炼学生动手能力，培养学生的基本工程素质。除基本实验外，一般要求至少安排一个具有综合性质的实验，能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容，都需要进行充分的论证，以保障每门课程实验内容的合理性。
4.1.2综合实践课程
这个训练层次的重要性体现在，使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法，同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础，如果基础不牢，所谓创新是没有保障的，即便有非常新颖的想法，但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上，充分了解各种方法的特点，并根据对实际问题的分析提出有价值的建议，创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用，掌握工程技术解决问题的程序和方法，突出工程实践中关键环节的训练，实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训，使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排，将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成，余下的2～3周时间用于开设独立的综合实践课程。其具体设置安排见表1。
（1）电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力，组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的，主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能，如果没有这个过程，直接进入电子技术课程设计阶段，就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题，为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程，以保障在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力，而尽量避免因为工艺问题造成的失败。
（2）电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上，进行综合能力培养的实践训练课程，以电路设计为重点，内容侧重综合应用模电、数电知识，完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统（例如心电信号放大器）。一般是给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。
（3）虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用，侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。
（4）生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上，把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来，掌握常见的生物医学信号采集方法，医学信号传感器、采集仪器的使用，利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程：医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断，培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力，并强调各种处理方法的硬件实现。
（5）现代医学仪器综合设计。在学生学部课程进入毕业设计前一个学期进行，学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能，融合医学仪器课程内容，独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试，完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理，通过对专业课实验进行的高度整合，让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择，或者自己拟定题目，独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统，并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术，在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到训练，对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解，从而在综合能力上得到培养，同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。
4.1.3创新性课外科技活动
开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动，其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上，了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识，充分发挥和调动学生创新实践的潜能，结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求，应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法，有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员，培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力，以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养，主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展，也可以围绕专业选修课开展，并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金，开展进一步的深入研究，并指导学生发表学术论文，申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员，可在此基础上直接进入毕业设计环节，并给予他们优先报考硕士研究生的资格。
4.1.4实习
临床工程实习是理论联系实际，培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习，使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握，了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养，熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题，建立医疗卫生装备体系的基本知识架构，培养学员运用已学基础理论知识，初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力，为毕业后从事医疗设备专业工作，提升任职能力打下基础。
4.1.5毕业设计
毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平，是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题，把重点放在学员创新思维和能力的培养，充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养：（1）调研、查阅中外文献和搜集资料的能力；（2）理论分析、制定或设计实验方案的能力；（3）实验研究、综合分析和数据处理的能力；（4）交叉融合理工医等学科综合知识的能力；（5）外语、计算机应用和论文写作的能力；（6）综合应用工程技术手段解决实际问题的能力；（7）团队合作的能力。方法上让学生自由选题，独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题，指导学生通过查阅资料，以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路，要求学生利用计算机进行理论设计，并进行虚拟实验和仿真分析，经过比较挑选出方案，进而设计出实用的电子系统，完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标；提供设计报告，接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤，增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神，真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。
4.2创新实验室建设
创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务，满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要，从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手，与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合，以电子技术应用、装备教学实训为基础，培养应用军事生物医学工程的技术方法，解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段，在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发，使其在学习训练中了解军事医学的主要问题，学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题，同时提高创新实践能力，在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的，这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。
5结语
军事生物医学工程本科人才培养的目标要求我们培养的人才不仅具备扎实的理论知识和较强的实践能力，而且应该具有应用相关工程技术解决军事医学和部队卫勤保障中问题的能力。生物医学工程专业学员的创新实践能力的培养必须围绕这个总原则设计好实践教学的课程体系，并在探索中不断总结和完善。
生物医学工程论文:生物医学工程中的图像分割
1图像分割
现今,生物医学图像在医疗诊断中起着不可低估的重作用。核磁共振(MagneticResonance,简称MR)、计算机X射断层扫描(ComputedTomography,简称CT)、超声波(Ultrasound)以及其他的成像技术等,都是无侵害性的器官体外成像的力手段。这些技术丰富了正常的以及病状的解剖知识,同它也成为了诊断和治疗体系重要的组成部分。随着医学图像在数量和大小上的增加,越来越有必要用计算机处理并分析这些图像。有一种算法用于找出解剖构和其它感兴趣的区域,这种算法叫做图像分割算法(imagsegmentationalgorithms)。图像分割是由图像处理到图像分的关键步骤[1],它在大量的生物医学图像的应用起着至关重要的作用,比如:解剖结构的研究、诊断等。在承担自然科学基金项目的过程中,为研究分割算法在医学图像中的应用,我们对过去国内外二十多年里医学图像分割算法的发展和现今广泛使用的分割法进行了较详细的调研,感到国内在这方面的文献和研究还比较少。为进一步推动图像分割在生物医学工程中的应用,本文结合我们目前的研究结果,对医学分割算法、特别是其应用做了介绍。
2现今广泛使用的生物医学图像分割方法
利用“区域间不连续性”和“区域内相似性”两个准则,分割算法可分为的“基于边界的算法”和“基于区域的算法”。另外,根据分割过程中“判断和决定是否可独立地和同时地做出”的处理策略,分割算法又可分为“并行算法”和“串行算法”。所以分割算法可根据这两个分成四类[1]。那么对于生物医学图像,也有相应的四类分割法。图像、成像方式以及其它因素。比如:对脑组织分割的要求就不同于对肝脏的要求,MR图像有异于超声图像。更进一步的情况,成像中的人为和不可抗拒的天然因素(例如噪声和物体的运动等)也会在很大程度上影响后继的分割。所以,至今没有一种适用于任何医学图像的通用的分割技术。我们总结了现今国内外广泛使用的生物医学图像分割方法。重点放在对方法的介绍上,和使用时会面临的具体问题上。方法的详细数学推导超出了本文的范围,读者可以查阅参考文献。虽然这些方法是分开描述的,但在实际应用中,很多复合法也用于解决各种不同的实际分割问题。我们将这些方法分为四类6种:1)并行区域法:阈值法。2)串行区域法:区域生长法。3)结合特定理论工具的方法:①模式识别法(分类器法,聚类法);②人工神经网络法;③可变模型法。4)其他方法。
2.1阈值法
阈值分割法是将灰度图像变为二值图像以达到分割目的的方法[4],它是一种PR(并行区域)法。阈值法的过程是决定一个灰度值,用以区分不同的类,这个灰度值就叫做“阈值”。把灰度值大于阈值的所有像素归为一类,小于阈值的所有像素归为另一类。阈值法是一种简单但是非常有效的方法,特别是不同物体或结构之间的有很大的强度对比时,能够得到很好的效果。此分割法通常是交互式的。因为阈值法能够实现实时操作,所以它更能够建立在用户视觉估计的基础上。阈值法一般可以作为一系列图像处理过程的及时步。它的主要局限是,最简单形式的阈值法只能产生二值图像来区分两个不同的类。另外,它只考虑像素本身的值[1],一般都不考虑图像的空间特性,这样就对噪声很敏感。针对它的不足,有许多经典阈值法的更新算法被提了出来[5]。
2.2区域生长法
区域生长法是根据预先定义的标准,提取图像中相连接的区域的方法[4]。这个标准可以是灰度信息,也可以是图像的边界,或者是两者的联合。在此法的最简单形式中,先人工给出一个种子点,然后提取出和种子具有相同灰度值的所有像素。和阈值法一样,区域生长法一般不单独使用,而是放在一系列处理过程中,特别用它来描绘诸如肿瘤和伤口等小而且简单的结构。它主要的缺陷是,每一个需要提取的区域都必须人工给出一个种子点,这样有多个区域就必须给出相应的种子个数。此法对噪声也很敏感,会造成孔状甚至是根本不连续的区域。相反的,局部且大量的影响还会使本来分开的区域连接起来。为减轻这些缺点,产生了诸如模糊分类的区域增长法[6]和其他方法。
2.3模式识别法
2.3.1分类器法
分类器法是一种统计模式识别的方法[7],用以区分从已知标记的图像数据衍生而来的特征空间。灰度直方图,就是最常见最典型的一维特征空间的例子。因为分类器法需要用已知的人工分割结果作为训练样本、对分类器进行训练后才能自动分割新的数据,所以它是有监督的模式识别方法。它的训练方法有很多种,其中,最简单的一种是“非参数最近邻”分类器。它将像素或者体素划分在与其灰度值最接近的那一类中。而参数分类器中,使用得最多的是贝叶斯分类器(Bayesclassifier)[5]。标准的分类器要求被分割的结构具有明显的定量特征。因为如果训练样本数据能够被标记,分类器就能够将这些可以明显区分的标记转化为新的数据而不需要反复迭代。所以相对于阈值法,在区分多区域图像时它有较高的计算效率。它的缺点是是,需要人工交互方式获得训练数据。另一方面,对于大量的生物图像使用相同的训练样本,会因为没有考虑不同物体的解剖特性和物理特性而导致不的结果。
2.3.2聚类法
聚类法的基本原理和分类器法大体是相同的,不同点在于它不需要训练样本数据。所以它是无监督的模式识别方法。为了弥补没有训练数据这一点,聚类方法反复做两件工作:分割图像和刻画每个类的特征,从而使用已有的数据训练自身以达到分割的目的。最常用的聚类方法是模糊C-均值算法[1],它通过对目标函数的迭代优化实现集合划分,并且可以表示出各个像素属于不同类别的程度。虽然聚类算法不需要训练样本数据,但是它需要一个初始的分割。和分类器方法一样,聚类法同样不考虑空间建模,所以对噪声和非同质的灰度很敏感。然而,这一缺陷却加快了计算速度。
2.4人工神经网络法
人工神经网络法是使用大量的平行的神经网络达到对图像分割的目的[8]。这些网络由模拟生物学习机理的节点或者元素组成,网络中的每个节点能够执行最基本的运算。通过调整节点之间的权值可以达到网络对生物机理的学习。比如,用它实现图像的边缘检测[8]。文献[9]局部兴奋全局抑制振荡网络(LEGION,LocallyExcitatoryGloballyInhibitoryOscillatorNetwork)就是一种基于人类视觉特性的人工神经网络方法。LEGION是一个由张弛振子构成的网络,每个振子皆由一个兴奋单元x和一个抑制单元y组成(图2)。分割结果见图3。可以看出,与LEGION分割所得图像相比,单阈值法所得图像区域单一,细节较差,一些细小结构未能表现出来。将LEGION这种算法完善,自适应设置神经网络中的参数,并且将它应用在彩色图像上。使用神经网络法的时候,因为网络中有许多相互连接,所以空间信息就能很容易包涵在分类过程中。虽然神经网络法具有平行继承性,但是它的处理过程和标准的串行计算机很类似,这样就降低了它计算方面的潜在优势。
2.5可变模型法
可变模型法是基于模型的、使用闭合参数曲线或曲面描绘边界的分割方法[3]。它的最初思想来源于物理概念:为了描绘出物体的边界,首先设置一个离真实曲线或曲面不远的初始曲面或曲线,在外力和内力的作用下,推动这个曲面或曲线移动,在图像能量低处停下来。因为曲线或曲面的移动类似于蛇,所以这个模型又叫做Snake模型,曲线或曲面叫做Snake。在图像轮廓处灰度变化率(即梯度)较大,定义此处能量最小,那么Snake停下的地方就是真实边界。由于1988年Kass首次提出的经典Snake的外力场捕获区很小[3],这就使得初始化和进入凹陷区很困难。为此,科学家们多次改进这一算法。其中,1998年Hopkins大学的ChenyangXu和JerryL.Prince[12]用梯度矢量流代替经典外力场,这就是有名的GVF理论(GradientVectorFlow)。它很好地解决了经典Snake中的初始化问题和凹陷区问题。[12]是采用GVFSnake对左心室核磁共振图像的腔体分割。
2.6其它方法
还有一些生物图像的分割方法,比如:微分算子的边缘检测[1],Hough变换[4],它们均属PB法(并行边界)的范畴;用样条进行曲线拟合,它是一种SB法(串行边界)。因为生物医学图像中软组织的物理和解剖特性,以上的方法一般不单独使用,而是融入其它的方法里。此外,基于信息论[9]和基于小波分析[1]的分割技术也逐渐被应用在生物图像中。
3展望
今后的图像分割会朝着更、更快速的方向发展。生物医学图像分割作为一种特殊的图像分割领域,除了有上述的趋势以外,围绕的它另一重要发展是临床上的应用。计算机分割方法在辅助诊断和放射疗法中已经显示出了它的作用。虽然全自动的分割方法永远不会取代医生的地位,但是它渐渐成为了医学图像分析中的至关重要的部分。这一领域的研究还面临着诸多的挑战。首先,我们希望这些分割方法不仅能够分割正常的组织结构,还要能够处理反常和病变的状态。但是在实际的研究中,后一个问题常常被忽略。并且,随着基因工程的发展,微观结构的分割也提上了日程,而不能仅仅局限于现在的“器官”层次上的处理和分析。总的来说,生物医学的图像分割不仅同分割方法这种软件因素相关,也和成像仪器、成像方式、外界环境等硬件技术有关。随着众多专业分割算法的研究,以及硬件设备的不断更新,这一领域会有更大的发展。致谢:感谢美国UniversityofLouisiana计算机学院的陈冠饶博士和UniversityofIllinois生物工程学院的王章伟博士在繁忙的学习工作中抽出时间提供了近期的检索资料。
生物医学工程论文:生物医学工程专业毕业设计质量思考
提要:毕业设计是大学本科教育中的一个环节，也是检验学生在本科阶段学习成果的重要手段。毕业设计的质量能较为客观地反映学校的教学水平。针对生物医学工程专业的自身特点及学生毕业设计中存在的问题，该文提出了切实可行的解决措施，旨在提高本科生的毕业设计完成质量，为部队输送高质量的军事医学应用型本科毕业生。
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，切实保障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]。，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，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，能够较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。要充分保障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。，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，为了保障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，从而保障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、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
生物医学工程论文:浅析生物医学工程专业人才培养模式的不足与改进
【分类号】R318-4
生物医学工程（Biomedical Engineering， BME）是将工程学与生物、医学紧密结合而形成的新兴的交叉学科，旨在利用工程技术手段开发各类以高新技术为特征的现代医疗器械及系统，为疾病的诊断、监测、控制、预防和治疗提供有效的解决方案[1]。生物医学工程主要的研究领域包括：人工器官及生物材料、医疗仪器及设备、电子信息技术、医学影像技术等[2]。从其研究领域可以看出，生物医学工程是现代工程技术与生物医学相结合形成的交叉学科，涉及生物、电子、信息、材料、药学等多个领域，具有很强的交叉性和综合性[3]，同时由于生物医学工程在我国的发展时间较短，如何培养出兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专业人才，已成为本学科发展的重要课题之一。
一、我国生物医学工程现有培养模式的不足
生物医学工程学在我国发展于20世纪70年代，目前，我国高校中的生物医学工程专业设置分为两种：①设置在理工科大学;②设置在医学院校。据不统计，我国已有60余所综合或理工科大学和30余所医学院校设立了生物医学工程专业，培养从本科到博士各层次的专业人才。由于是新兴学科，我国的生物医学工程专业现有的培养模式通常存在以下不足[4]。
（一）理论与实践脱节
在国外，生物医学工程专业在课程设置上十分注重多学科的交叉以及理论与实践的结合。我国高等教育中传统的教学是以理论为基础、以课堂讲授为主的一种重理论轻实践，或是实践缺乏实用性，局限于书本的教学模式。这种教学模式的弊端是，学生在实践中不能很好地将专业理论知识同实际应用相结合，造成理论和实践脱节;同时部分高校开展的实验方法和手段陈旧，内容简单孤立，绝大部分属验证性的实验，缺乏综合性、设计性实验，最终均导致的学生的创新能力以及实践能力的难以满足于市场的需求。
（二）培养模式差异较大
从20世纪60年代初美国大学开设生物医学工程本科教育至今，大约有70余所高校通过了美国工程与技术认定委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）的评估获得授予生物医学工程学士学位的资格。ABET的准则鼓励各种教学计划的一致性，这对于推动生物医学工程学科的发展具有极其重要的作用。而我国生物医学工程发展时间相对较短，专业培养方向较多，不同院校的生物医学工程专业又由分别来自不同学科和专业的教师组建，因此造成不同院校的专业建设基础、人才培养目标、课程体系及培养模式均各有差异。工科背景较强的院校以工程学为基础，辅以少量医学课程，这类院校的学生工程学知识相对稳固，而医学知识相对薄弱;医科院校则多以医学为背景，工程学知识教授相对较少。这种医工结合不紧密的问题造成了学生的专业素质和创新能力与社会要求差距较大的弊端，同时又进一步导致了生物医学工程专业招生和就业难等一系列问题。
（三）实验设备相对落后
医学专业同工科专业一样，均须以实验为基础，否则开设生物医学工程专业如纸上谈兵，教师无从教学，学生也无法学习和理解。而专业实验室建设要求高，建设经费投入多，实验室的建设、设备的更新换代均需要大量的经费和专业技术人员的支持，而一些高校实验经费紧张，仪器台套数不够，特别是在初始发展阶段，困难较多，专业培养往往出现投入大产出少的现象，给经费有限的高校带来了建设上的困难。
（四）师资力量薄弱，缺乏复合型师资
生物医学工程作为“朝阳学科”，师资力量相对薄弱，很多教师都不是生物医学工程专业出身，虽然对所授课程知识驾轻就熟，但其知识领域相对于生物医学工程这样一个交叉性很强的学科而言，仍旧过于窄浅，对如何带动学生实现专业知识的融会贯通还缺少丰富的经验。与此同时，目前国内高校生物医学工程专业师资队伍中，具有理工科教育背景或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、交叉型师资比较缺乏，教师与各相关学科交叉融合能力较弱，这一状况一定程度上影响了专业课程体系的构建以及教学和人才培养的质量。
（五）学校、社会对专业的了解与重视不足
一些医学院校的教师对此专业的了解就是把它分类在工科，这就导致传授医学、生物学知识的教师对待此专业的课程重视不够，认为学生的任务就是学好电子、工科类课程就够了。而学生也并未得到工科的专业教学，与科班的工程类学生同样存在差距。这样的恶性循环，使得本来应形成优势与合力的“生物”、“医学”与“工程”专业，非但不能很好地融会贯通，反而处于“两不管”或者“两不精”的尴尬境地。而社会对于此专业的认知也很有限，有相当多的人把此专业简单理解为维修、销售仪器，仅把毕业生当作技术工来看待。
（六）学生思想不稳定
生物医学工程在我国作为一门全新的专业，其涉及的学科领域跨度大，专业知识体系复杂，就业方向不确定。很多本科生对所学专业缺乏深层次的认识，对自己的前途也缺乏一定的自信，部分学校也只是按照固定思路教学，导致学生思想不稳定，学习积极性、主动性不高，使学生在就业时处于劣势。
三、培养模式改进措施
（一）积极尝试多种教学方式
美国生物医学工程从基础教育到研究生培养，从理论教学到职业培训，均有一套较为完善的制度以及多种多样的教学方式，如探究式学习、发现式学习、基于问题的学习、基于项目的学习、案例教学以及任务驱动型教学等，这是美国在全球生物医学工程领域始终经验丰富的基础。我国的生物医学工程专业教育可借鉴国外的经验，教师在教学过程中不能仅仅采用单一的教学模式，而应该采用综合型的教学模式，通过多种教育方式提高学生的综合能力与总体素质。
生物医学工程论文:关于生物医学工程与医疗器械产业的发展分析
摘要：
从我国生物医学工程与医疗器械产业的发展现状来看，由于我国在该领域的发展较国外晚，使其在实际的发展中还是存在许多需要完善与改进的地方。基于这种现状考虑，我们必须要提高对生物医学工程与医疗器械产业的完善、优化与创新意识，并通过各种有效性措施的大力落实，促进生物医学工程与医疗器械产业的健康、稳定、长效发展。
关键词：生物医学工程；医疗器械产业；发展
1 前言
生物医学工程（Biomedical Engineering，BME）主要是指结合了化学、物理、数学、计算机与工程学原理，从事医学、生物学、卫生学以及行为学等方面的一种研究。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，其应用工程技术手段，可以有效的解决目前医学中的一些问题，从而为各类疾病的诊断、治疗与预防，保障人们的健康起到积极的作用。而医疗器械产业主要是指在疾病预防、诊断与治疗中所应用的电子医疗设备、内外科器械、离体诊断设备、牙科器械、整形设备以及医院供应品等等。生物医学工程与医疗器械属于医院诊治疾病中不可或缺的一部分内容，也是现代医药产业发展的两大支柱。基于生物医学工程与医疗器械产业的重要性，本文就以我国的生物医学工程与医疗器械产业作为研究方向，论述其发展现状，并对生物医学工程与医疗器械产业的发展前景展开探讨。
2 生物医学工程与医疗器械产业的发展现状
2.1 生物医学工程的发展现状：
生物医学工程专业作为一项研究方向诸多、内容复杂、要求极高的专业，其在我国的发展已经经历了36年，但是，我国生物医学工程较国外相比，其起步还是较晚，综合来看，其与国外的发展还是具有一定的距离。而从我国生物医学工程的发展现状来看，其对于人才的培养目标及研究成果，主要体现在以下几个方面：
⑴人才的培养。其一，培养能从事医疗设备管理、医疗器械质量控制与管理、医药市场营销、医学技术服务等方面的人才；其二，将生物医学工程专业将医学技术与工程技术相结合，并以此为目标来培养高级临床医学工程技术型人才；其三，培养出综合能力较强，能够从事生物医学工程研究、开发与生产的高级人才。⑵研究成果。我国生物医学工程目前的研究成果主要有：人工关节、人工晶体等功能性假体；人工心脏瓣膜、人工心脏起搏器等人工器官；不同规格、不同种类的电磁与激光治疗设备；超声成像、磁共振成像、X射线计算机断层扫描、生化分析仪等新型临床诊断与监护技术、监护设备等。
2.2 医疗器械产业的发展现状：
生物医学工程在我国的发展，不仅促进了临床疾病的诊治效果，还推动了医疗器械产业的发展，而当前我国医疗器械产业的发展情况，主要体现在如下几方面：⑴医疗器械工业现状。由于国外医疗器械对国内医疗器械市场造成的冲击，近年来，我国已开始重视对医疗器械的自主研制与创新。例如，在“十二五”规划中，特别强调了我国自产医疗器械的应用与普及、产品创新。并在着力突破高端装备大多引进国外的问题。力求实现高端主流装备、医用高值材料、核心部件等医疗器械的自主制造，以实现降低医疗费用、打破进口垄断的问题。⑵医疗器械营销现状。我国的医疗器械生产销售企业诸多，尤其是近年来，在科技的快速发展下，使得我国医疗器械的营销势态良好，例如婴儿培养箱、心电图机、高压氧舱、磁共振成像系统、体外诊断试剂、各种敷料及卫生材料等数千种大小不一，规格不一的医疗器械在全国各医院的应用是非常广泛的。⑶医疗器械技术现状。在科技的快速发展下，医疗器械的性能与质量也得到了不断升级。而我国各大小型医院，在先进性医疗技术的驱动下，所应用的医疗器械也在不断升级和完善，例如，基层医疗卫生机械对采色超声成像仪、生化分析仪、免疫分析仪、多参数监护仪、心电图设备、耗材等医疗器械的配置与升级。一些大型、综合性医院对实时三维彩色超声成像仪、全自动生化分析仪、64排螺旋CT等先进性医疗器械的应用。
3 生物医学工程与医疗器械产业的发展前景
3.1 生物医学工程的发展前景：
虽然生物医学工程在我国的发展比较迅速，但其与国外的发展相比，还是存在一定的差距，基于这种现象，我国对于生物医学工程的持续发展也十分重视。而在分析目前我国生物医学工程的发展情况与研究成果之后，笔者认为，我国今后生物医学工程的发展前景，将会体现在以下几方面：⑴纳米技术、介入性微创技术、激光技术以及植入型超微机器人，将是未来生物医学工程的研究重点。⑵生物型人工器官、生物机械结合型将会有新的突破，各种高质量的人工器官将会广泛应用于临床。⑶药物与材料相结合的新型给药装置或技术将得到有效发展。⑷所应用的各种诊疗仪器与装置，将会逐渐朝着远程医疗信息网络化、智能化的方向转变，其诊疗所用机器人会在临床上得到广泛的应用。
3.2 医疗器械产业的发展前景：
我国目前的医疗器械市场规模占医药总市场规模的14%，这也表现出我国的医疗器械产业虽然发展迅速，但与全球水平比还相差甚远，不过，这种现象也给投资者们看到了该领域更大的发展空间。在技术的不断升级下，国产高端医疗器械将会逐渐替代国外进口器械，随着机械器智能与生物智能技术的发展，我国在未来必将不断研发高科技医疗器械。此外，由于国民生活水平的不断提高，之后的医疗器械产业还会以家庭会对象，研发生产出一系列适用于家庭自我监护、诊断的高科技医疗器械产品。
4 总结
通过以上分析可见，生物医学工程与医疗器械产业在医学领域占据着举足轻重的位置，而近年来在科技的快速发展下，我国对生物医学工程也越来越重视，且医疗器械产业也得到了长足的发展。相信在未来医学技术的不断完善下，我国生物医学工程与医疗器械产业也会有更加良好的发展前景。
生物医学工程论文:具有核医特色的生物医学工程专业人才培养方案探索
【摘 要】培养目标和方案设置对专业人才培养具有重要意义。在我国物理师和医学仪器开发人才紧缺的背景下，本文结合南华大学近年来具有核医特色的生物医学工程专业人才培养的实践，对四年制具有核医特色的生物医学工程本科专业的培养方案进行了探讨。
【关键词】生物医学工程 核医特色 人才培养
生物医学工程学科是生物医学、理工学相结合而发展起来的交叉边缘学科。众多学科的交叉融合涉及理工学科和生物学与医学分支，但没有一所高校（研究所）能够涉足其全部领域，一般都依托本校（研究所）的优势学科侧重发展。
我国现在急需医学物理师和医学仪器研发人才，目前我国每百万人口中的医学物理工作者不到1人（发达国家已达到13人），医院中医师与物理师的比例是8∶1（英美等发达国家的某些科室内，该比例已经达到1∶1），综合素质也急需提升。这说明生物医学工程专业的核医结合人才培养方式仍然大有可为。
在医学仪器研发方面，我国目前的自主研发大多局限于技术已经很成熟的中低端设备。国内很多医疗仪器公司和研究单位在近几年大量投资，力求自主开发国产高端设备。这说明国内医学仪器设备研发人才供不应求，而且在较长一段时间内这种情况不会发生很大变化。
就国内情况而言，生物医学工程专业人才培养方案的大多数研究限于普通生物医学工程专业的培养模式的探索及改革，以及医学院校如何培养生物医学工程人才等方面，对于核医结合的生物医学工程专业人才培养方案几乎没有文献提到。医学院校开设的与物理师相关的专业往往不属于生物医学工程范畴，但其人才培养的目标与本校生物医学工程专业部分相似，可作为借鉴。
一 南华大学核医特色的生物医学工程专业背景和培养目标
南华大学的核技术学科是湖南省重点学科，生物医学工程专业是湖南省特色专业。生物医学工程于2000年在核科学技术学院成立。在专业发展过程中，始终发挥学校核学科优势，坚持核医特色，将传统的生物医学工程专业与核科学技术结合起来，取得了很好的成绩。许多毕业生在各级医院里从事物理师、放射医疗设备维护等工作。2009年生物医学工程专业调整到电气工程学院后，在电子信息领域又有了新的学科优势。
面对这样的机遇与挑战，南华大学在生物医学工程专业人才培养过程中，较大限度地发挥本校专业优势，在坚持核医结合特色的同时，大力发展医学仪器方向，实现重基础、宽口径、注重实践能力的人才培养。这对于本专业的生存与发展、人才素质和竞争力的提高具有极其重要的意义。
核医特色生物医学工程专业人才培养目标在于让学生成为掌握传统生物医学工程的理论、技能和方法，以及核科学技术、生物物理、放射生物学基础知识，具有发展潜力、创新精神和工程实践技能，适用面广、素质良好的理工医结合的复合型高级技术及管理人才。学生具备生命科学与电子、计算机等信息科学、核科学技术相关的知识理论，以及医学与工程技术相结合的科学研究能力，能胜任生物医学工程师和放射物理师的工作。
二 核医特色人才培养模式的探索
1.核医特色的教学计划
教学计划是一个学校教学工作的纲领性文件，是指导教师进行专业教学和学生进行专业学习的指针。结合南华大学生物医学工程专业多年的发展经验，以及新形势下的学科优势，借鉴国内高校生物医学工程专业课程体系建设经验，力求解决基础与专业、理论与实践、主干学科与相关学科的关系，优化教学计划与结构，开展新型教学和实践模式。
在教学计划中，兼顾电子信息、核物理及医学生理等方面，开设有生物医学信号处理、医学成像技术与图像处理、核医学仪器与方法、医学电子仪器原理、系统解剖学、生理学、放射生物学、肿瘤放射治疗剂量学、医学影像设备学，其中肿瘤放射治疗剂量学、核医学仪器与方法为特色课程。根据现有专业学术背景、用人单位和学生的反馈以及一线教师的意见，对教学计划进行合理设置，是核医特色生物医学工程人才培养方案改革的一个重要方面。
根据核医特色培养方案，毕业生应具备较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字表达的能力；熟练掌握模拟电子技术、数字电子技术和计算机技术的基本原理及设计方法；掌握医学、核科学技术基本理论和基本知识、医学仪器的构成原理；掌握肿瘤放射治疗方面的基本理论和基本知识，具备医学与工程技术相结合的科学研究和运用现代信息资源的能力。
2.探索专业课分类选修模式
开展指导性分类选修的教学模式，注重复合应用型人才的培养。根据学生自身兴趣，高年级专业课将按物理师和医学仪器两个方向进行分类教学，其教学重点各有侧重。物理师方向专业教学将侧重于放射生物学，肿瘤放射治疗剂量学、核医学仪器与方法等课程；医学仪器方向则侧重于医学电子仪器原理、生物医学信号处理、医学成像技术与图像处理、计算机程序设计等课程。将专业选修课进行分类，是为了让学生对未来从事的工作或研究的方向有清晰的定位，同时也将不同专长的学生未来的就业方向进行了均衡，拓宽了专业口径，避免专业面过于单一而影响就业。
3.改革原有的实习方法，探索新的实践教学模式
在校大学生实践能力的高低很大程度上取决于实践教学的质量。实践教学包括：金工实习、电工电子实习、CAD训练、与理论课程相关的实验教学、课程设计、生产实习和毕业设计。对一些实践性较强的课程，如单片机原理，增加实验课时，课程成绩评估中加大实验成绩比例。根据指导老师的专长精心设计重点专业课程的课程设计，并单独列入教学计划。生产实习是学生综合能力锻炼的一个重要环节，同实习单位一起探索更加有效率的实习方式十分重要。毕业设计选题兼顾指导教师学术专长、学生个人兴趣及其意向的工作领域，提高学生做毕业设计的热情和主观能动性，提高本科生毕业论文的质量。
除了传统实践课程外，根据专业方向的不同再进一步细化实践内容。建议与多个医院和医学仪器公司联合建立实践教学基地。物理师方向的实践内容加入放射治疗计划设计实践，生产实习和毕业设计在医学放射科系完成；医学仪器方向的实践则在电子系或与医学仪器公司合作完成。
4.逐步发展产学研结合的人才培养模式
产学研结合人才培养模式与常规教育模式相比较，在其实现的主要目标上具有更深刻的内涵与扩展的外延。将产学研结合运用到人才培养中，以培养具有一定生产实践经验的实用型人才为主要目的，开展以教学育人为核心的产学研结合的人才培养模式。
核医特色生物医学工程专业以培养学生的素质、综合能力和就业竞争力为重点，充分利用学校、科研院所和企业不同的教育环境和教育资源，采取课堂教学、探索研究与学生参加实际工作有机结合的方式，培养适合不同用人单位需要的、具有素质和创新能力的人才。人才培养与医院、科研单位有机结合、协调发展。
三 结束语
在坚持核医特色的基础上，做到依托学科优势，以学生为本，体现重基础、宽口径，交叉复合、强化专业的特点，特别注重实践能力的培养，使学生具有很强的适应性；通过人才培养模式的探索和实践，发挥南华大学核技术和电子信息学科优势，拓展新的发展方向，取得了一定的成果。进一步深化教学改革和创新型、实践型人才培养，形成专业特色和优势，得到了学生和用人单位的认可。在我国缺乏物理师人才的背景下，核医特色生物医学工程人才的培养方案探索具有重要意义。
