生物医学工程就业方向实用13篇

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生物医学工程就业方向

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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;

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1.2研究资料的主要来源

南方医科大学的研究资料来源于该校生物医学工程学院提供的专业培养方案的电子版和该校特色专业建设点主页;湖北科技学院的研究资料主要来源于原咸宁学院教务处编印的本科人才培养方案(2010年版)、学院主页及其他查询调研。

1.3主要研究方法

基本研究方法参照笔者前期生物医学工程专业课程体系研究的思路[2],文献材料的收集研究采用系统研究法、比较法、统计法对院校专业、课程设置等多维要素进行多方面的比较分析,找出特点、规律,发现存在的问题,以求得启示。

2南方医科大学生物医学工程专业(医学物理方向)本科课程体系

2.1生物医学工程专业本科简况

南方医科大学(以下简称南医大)生物医学工程专业本科及其相关专业有医学影像工程、医学信息工程、医学仪器检测、医学物理、电子信息工程和计算机科学与技术等专业办学方向,还有“卓越工程师培养计划”。2007年成为教育部高等学校第一类特色专业建设点,并建设有国家级精品课程1门、省级精品课程和研究生示范课程多门,出版了国家级教材多部,多次获广东省教学成果奖。

2.2生物医学工程专业(医学物理方向)核心课程群

南医大生物医学工程专业的主干核心课程有高等数学、大学物理、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、微机原理与接口技术、人体解剖学、生理学、医用X线机系统原理、现代医学成像技术、数字图像处理、大型医疗设备质量保证、医学电子仪器原理与设计、放射物理与防护、放射治疗学、肿瘤放射物理学、医学影像学、核医学等。

2.3生物医学院工程专业(医学物理方向)课程结构

南医大生物医学工程专业的课程体系结构分为政治理论与人文素质课程、公共基础课、学科基础课、专业课四段式课程构架模式。课程总学分/总学时为150学分/2668学时,其中理论课与实验实践的学时比例为2199∶469(1∶0.21),必修课与专选课的学分比例为102.5∶47.5(1∶0.46),学时比例为1804∶864(1∶0.48)。

2.4集中实践训练环节

南医大的集中实践训练折合为32周、1280学时。其中,模电课程设计1周、40学时;数电课程设计1周、40学时;信息技术、放射治疗计划、软件工程等课程设计各2周,均为80学时;生产实习4周、160学时;毕业设计(论文)14周、560学时;军训与劳动2周、80学时;创新课程4学分、160学时。

2.5本科毕业生基本就业方向

课程体系中的主要课程及其相应目标决定毕业生未来的就业岗位和就业方向。南医大生物医学工程专业(医学物理方向)本科毕业生就业方向主要是在医疗卫生机构从事医学物理师的工作,也可在医学科研机构、高等院校、企事业单位从事医学物理方面的研究、教学、开发和管理工作,还可攻读本学科或相关学科硕士学位。

3湖北科技学院生物医学工程专业(医学物理方向)本科课程体系

3.1生物医学工程专业本科简况

湖北科技学院(以下简称湖科院)生物医学工程专业本科及其相关专业有医学仪器、医学影像工程、医学物理、医学信息工程、听力学、眼视光学(注:医学信息工程、眼视光学、听力学方向没有正式纳入人才培养计划实施中)6个培养方向。2007年生物医学工程专业获省级品牌专业,2009年成为教育部财政部高等学校第一类特色专业建设点,并建设有3门校级精品课程,出版了医用传感器、医学影像设备、医学物理学、医疗器械营销实务等多部国家级教材,多次获得湖北省教育厅、市级教学成果奖。

3.2生物医学工程专业(医学物理方向)核心课程群

湖科院生物医学工程专业的主干核心课程有高等数学、普通物理学、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理、医学图像处理、医学成像系统、基础医学概论、放射肿瘤学、生物物理学、放射物理与防护、医学影像学、核医学、医用传感器、放疗与核医学仪器、放疗物理与放疗技术等。

3.3生物医学院工程专业课程结构

湖科院生物医学工程专业的课程体系分为通识教育课(通识教育必修课、通识教育选修课)、学科基础必修课、专业课(专业必修课、专业选修课)三段式五层次课程构架模式。课程中的总学分/总学时为158学分/2810学时,其中理论课与实验实践的学时比例为2260∶550(1∶0.24);必修课与专选课的学分比例是121∶37(1∶0.31),学时比例是2180∶630(1∶0.29)。

3.4集中实践训练环节

湖科院的集中实践训练共47周,其中专业实习26周、毕业设计(论文)10周、就业实践8周、军训3周;而劳动教育、社会实践、课程实习分散安排,放疗技术、医学仪器设备、模电、数电等课程设计教学团队分散实施,没有记入训练周。

3.5本科毕业生基本就业方向

湖科院生物医学工程专业(医学物理方向)本科毕业生就业方向主要是在二级以上医院配合放疗医师制定放射治疗方案,实施治疗方案;在其他医疗卫生保健机构从事医疗仪器、设备使用维护与维修;也可攻读本学科或相关学科硕士学位。

4生物医学工程专业(医学物理方向)本科课程体系的比较分析

4.1专业课程体系架构的比较分析

南医大生物医学工程专业(医学物理方向)本科课程结构由政治理论与人文素质课程、公共基础课程、学科基础课程、专业课程四段式课程构成。公共基础课程只开设必修课,其他每段课程均开设必修课、选修课,段内必修课与选修课交织在一起。而湖科院生物医学工程专业(医学物理方向)本科课程结构由通识教育课程、学科基础课程和专业课程三段式五层次课程结构组成。学科基础课程没开设选修课,通识教育课程、专业课程均开设必修课、选修课二层次。南医大是为数不多的没有开设医用化学课,却把C语言程序设计课程纳入核心课程的院校,未开设医用化学课程表明专业远离生物或高分子材料类的发展方向。南医大将高等数学、大学物理学列入公共基础课程可能是因为该校属于单科性医科院校,故将其列入所有专业的公共课。南医大公共基础课程没有选修课,湖科院则是学科基础课程中未设选修课。这意味着在公共基础课、学科基础课段建立大一统的具有相对稳定性的课程教育平台有利于实现大基础、宽口径、后分流的人才培养模式的选择与创新,适合于拓展专业培养方向,而南医大更能体现出平台宽口径。从医疗市场及其个性化课程来看,湖科院没有开设临床医学概论课程,而南医大开了56学时,这显示出湖科院面向市场的个性化课程存在缺陷,没有很好地研究未来就业岗位需要的人才。两所院校的共同缺点是均没有开设放射治疗剂量学课程。

4.2课程体系教学任务备配的比较分析

4.2.1专业课程总学分、总学时、理论课与实验学时比例的比较分析经过比较可以看出,湖科院的学分、学时、理论课与实验学时比例分别高出南医大8学分/142学时,比例高出1∶0.03,但差异相差无几。上海交通大学的生物医学工程专业课程总学时为1831学时,实验课学时为243,占总学时的13.3%[3]。与上海交大相比,两所院校的比例均高于上海交大,这显示了211工程大学人才培养重理论教学与实践研发、重自主学习之源。4.2.2必修课与专选课的比较分析选修课是课程结构中必要的组成部分,是对必修课的优化性的适时、适宜性补充,可弥补教学计划中课程内容的不足,调和、衔接课程内容的顺序性,也可适应市场与社会发展的需要。南医大的必修课与选修课学分、学时比例分别是1∶0.46、1∶0.48,而湖科院则是1∶0.31、1∶0.29。这表明南医大的选修课学分、学时比例高于湖科院,且选修课偏重于学科基础课程和专业课,容易造成学科、课程与教材建设方向性不明,专业建设稳定性差。笔者建议,开设选修课学时数以不超过必修课的10%为宜,有些课程还可以专题讲座的形式进行[4]。学科基础课程不开选修课最适合建立宽口径的专业培养平台,以保持课程稳定,在这方面湖科院做得较好。4.2.3学科基础课程学分、学时、理论与实践学时比例的比较分析学科基础课程学分、学时分配数据从表1和表2中可看出,湖科院的学科基础课为67学分,高于南医大的54.5学分,高出12.5学分;湖科院的学时为1161,高于南医大的950,高出211学时;南医大的理论∶实践的学时比例是808∶142(1∶0.18),而湖科院的理论∶实践的学时比例是896∶265(1∶0.30),高出1∶0.12。如果从学科基础课的学分、学时占总学分、学时的比例看,湖科院为40.7%、41.3%,南医大是36.4%、35.6%,两所院校差异相差无几,但是理论∶实践的学时比例高出1∶0.12,有非常显著性的差异,显示出湖科院在学科基础课教学中重实践教学,着重培养学生的基本技能。这种差异性反映出湖科院是综合性院校,涵盖医学、理学、工学等十大学科门类,组建了18个教学院部,给实践教学创建了良好的条件和丰富的共享资源。4.2.4医学课程学时的比较分析南医大开设的医学课程是人体解剖学、生理学、病理学、放射生物学、放射治疗学、医学影像学、核医学、临床医学概论,总学时为336学时。湖科院开设的医学课程是基础医学概论(解剖、生理、生化)、细胞生物学、放射生物学、病理解剖学、病理生理学、核医学、放射诊断学,总学时是37时。从学时比较来看,湖科院的医学课程学时高出南医大43学时,两所院校开设的医学课程门数与学时数相差不大。两所院校的比较分析与赵娜等人报道的“医学院校开设的医学基础课程比例高于理工院校,能够为该专业的学生提供较为系统的医学类课程教育,完善学生的临床知识体系,有助于该专业教学和科研水平的提高”论点不符[5]。从邓军民等人的报道资料看,首都医科大学的生物医学工程学院开设的医学课程有6门,共472学时[6],远高于同质同类院校的南医大的260学时,也高于综合类院校的湖科院的175学时。

4.3专业课程与就业方向的比较分析

从整体上讲,主要课程的设置要面向社会、面向市场,在很大程度上决定、支撑着就业方向、就业岗位。两所院校对就业方向的总体整合表述主要是在医疗卫生机构从事放疗方案的研制与放疗技术工作,也可攻读本学科或相关学科硕士学位。南医大的就业方向偏重在医疗卫生机构从事医学物理师的工作,也可在科研机构、高等院校、企事业单位、医疗科研机构从事科研、教学、开发和管理工作。而湖科院则偏重于在二级以上医院配合放疗医师制定放射治疗方案,实施治疗方案;也可以在医疗卫生保健机构从事医疗仪器、设备的使用维护与维修。这些都是对各高校的办学特色的理性表述。

4.4集中实践教学环节的比较分析

实践教学环节是集中培养学生动手能力的主要措施。南医大的集中实践训练为32周,与湖科院的47周相比,从表面上看少了15周,但由于各校的集中实践教学环节方式、方法与途径各异,比较的实际意义不大。两所院校的集中实践教学环节虽各有长短,但都没有达到高等学校理工类人才培养的基本要求和标准。但与泰山医学院应用物理学专业(医学物理学方向)的实践教学环节为59个训练周相比,两所院校的实践教学环节训练周太少。湖科院的微机在医学仪器中的应用、放疗仪器设备的设计、放疗与核医学仪器、放射物理与防护、放疗物理技术等课程设计在操作层面上分别由医学仪器、医学物理教学团队分散安排,这也是一个值得探讨的问题。

5创新专业人才培养方案,优化课程体系目标的几点建议

通过专业课程体系的比较分析,依据生物医学工程专业人才培养的社会需要,借助生物医学工程教育专业本科国家标准建设的向导,配合专业评估与专业认证的实施为载体的课程体系,现提出以下几点建议。

5.1坚持办学理念创新,探究专业培养创新的前沿,明确专业培养目标

理念创新与目标要求可参照东北大学生物医学工程专业的培养目标,综合利用中外优秀的办学资源,发挥国内外企业、集团公司的科研、教学和市场优势,实现“产、学、研”合作与合作教育,培养适应生物医学工程学科前沿的科技领域的发展需要,精通专业基础理论、专业知识与技能,具有创新意识、创造能力的高级专业人才。

5.2深化课程体系改革,优化、纯化课程知识结构

(1)当代课程体系改革宜突破传统三段式的课程结构,建议建立新三段式九层次课程结构,每段课程均开设必修课和选修课。以西安交通大学的生物医学工程专业课程体系为例,通识教育课程分为思想政治教育、国防教育、大学英语、计算机等不断教育课程和公共基础通识教育课程;学科教育课程分为基础科学教育课程、专业主干课程、专业课程;集中实践教学分为毕业设计、课程设计、放疗技术实践、课外实践(社会实践、科技与竞技活动)。(2)必设临床医学概论、放射治疗剂量课程,且其课程教学时数不低于180学时,有利于提高放疗计划方案制定的参与性、科学性和临床放疗的合理性,提高放疗质量与效益。(3)学习清华大学,结合本校特点探索夏季小学期制,满足学生的个性化课程选修,拓展实践的时间、空间,采用多元教学及实践活动设计,全面提高人才培养质量。

5.3明确课程体系改革思想,规范课程主导原则

课程体系设置可参照浙江大学的生物医学工程专业,主要课程设置有计算机与网络技术、电子电路设计、传感器与仪器设计、信息与图像处理、生命科学类五大模块。要求在课程体系的结构、内容之间,其知识容量应该有合理的比例,淡化学科自身的重要性,打破学科界限,避免结构与知识出现较大的偏颇局面,也应避免面向市场、就业岗位的选修课冲淡学科基础或主干课程,对开设的选修课一定要突出个性化。另外,鼓励将学科前沿的新知识、新技术、新成果快速引入主要课程内容中,拓宽学生的知识视野。

5.4谋划课程体系策略,控制课程教学时数比例

根据国家级特色专业建设质量工程评估体系的要求,四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要,课程总学时应控制在2600~2800。课程学时分配应适度减少专业课学时,相对增加实践教学学时,适量增加选修课和学生自主学习的时间和空间,减轻学生负担。对理论与实践课学时的比例控制,原则上要求研究型高校在增加学科基础课理论学时的同时,宜将理论与实践课程的学时比例控制在1∶0.3左右,专业课控制在1∶0.4左右;而教学型高校宜适度减少学科基础课,把理论与实践课程的学时比例控制在1∶0.35左右,专业课控制在1∶0.45左右。专业课程体系中的所有课程都必须以不同程度、形式、方法开展实践教学,尤其是要注重专业课。

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2.我国生物医学工程产业现状

随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及生物医学工程学科的兴起,我国BME工业获得了进一步发展的理论基础和技术源泉,从而带动了整个产业的技术进步和新发展,走上了 BME科技产业的道路,但与国际先进水平的差距依然非常明显,主要表现为民族产业不强,高、精、尖的BME产品依赖进口现象严重,加快了医疗费用的高速膨胀;由于我国BME产品档次低可靠性不高、缺乏创新能力等原因,难与国外产品抗衡;BME产业虽然数量众多、但组织规模不大和产品档次低,难于参与国际竞争。但我国人口众多,BME产品需求量又相当大。所以,发展中国的生物医学工程产业,改革中国的生物医学工程高等教育,已经刻不容缓。

3.生物医学工程产业化与生物医学工程学科教育

工程学突飞发展的今天,生命科学也在迅猛发展,尤其是近年来迅速兴起的生物技术给BME以极大的推动。生物医学工程作为典型的交叉、融合、边缘性的学科,其含义更深更广:不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合,也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合;不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合,而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合。正是由于上述诸学科的相互结合和渗透,BME的研究已经深入到分子医学水平。

可以说有多少理工科分支,就会有多少BME领域,这种多学科的交叉融合涉及到几乎所有的理工学科和所有的生物学和医学分支,没有那一个学者、那一个科研结构可以涉足其全部。而且,BME所指的学科交叉,不是生物医学同那一个工程学科分支的简单结合,而是多学科、广范围、高层次上的融合。随着科学的进一步发展,各类学科都有了迅猛的发展,不断有新技术出现,而且专业基础也在变化,这些发展变化给生物医学工程学带来了新的挑战。我们有必要站在新的高度对生物医学工程学科和教育的一些问题做进一步的探讨和思考。

4.对我国生物医学工程高等教育思考

我国已有的BME专业大致可以分为两类:一类是理工科大学的BME专业,另一类是医学院校的BME专业。理工科大学的BME专业侧重点在于工科,以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标,而医学院校的BME专业则培养能将工程技术与医学密切结合,能为医疗和医学研究部门进行工程技术服务,能从事医院医疗仪器设备的管理与质量保证工作的高级医学工程技术人员为主要培养目标。

生物医学工程学科在我国仅设一级学科,不设二级学科。我国生物医学工程高等教育始于20世纪70年代后期,20多年来,我国生物医学工程学科研究和高等教育已经取得了相当可观的进步,但从总体水平上看,与国外相比仍有相当大的差距。与我国国情和经济发展的需要很不适应,BME专业毕业生的社会需求缺口较大。

4.1 我国生物医学工程高等教育存在的问题

我国生物医学工程学科发展不平衡在研究方面,引进、消化、跟踪研究多,创新性研究较少;理论方法等应用性基础研究多,取得自主知识产权的应用研究较少。在学科建设和发展方面,主要集中在信息技术型生物医学工程学科,对材料技术型生物医学工程学科、生物技术型生物医学工程学科和医疗器械型生物医学工程等学科几乎没有涉足。

专业设置偏、少目前的生物医学工程本科教育的专业设置面比较集中在信息技术型生物医学工程专业,只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容;各院校的研究生培养(科研方向)基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图像处理、医学仪器研究为主,部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向,只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料以及人工器官和生物医学图像处理。研究生培养的专业面相比本科生的专业面宽广。

医工结合不突出由于受到认识和理论上的因素、文化心理上的因素、管理体制上的因素以及国家政策上的因素等方面的限制,工程与医学的有机结合在教学上体现的还很不够,综合院校往往具备更深的理工基础而缺乏医学背景,医学院校与临床结合紧密,但工程力量又显得薄弱。虽然近年来,不少医科院校与综合性大学合并,为生物医学工程专业工程背景的教育和研究提供了条件,但由于体制和教育模式的限制,学科的交叉和融合并没有得到根本解决。

专业层次不合理目前我国举办生物医学工程专业教育的各高校,生物医学工程高等教育基本执行以本科教育为主体积极发展研究生教育的方针。然而,由于生物医学工程学科自身的特殊性和学科自身的高度交叉、融合的特点,可以设想,四年制的本科教育又怎能实现真正意义上的医工的交叉融合呢?生物医学工程研究是其产业化的基础,而研究必须通过产业化才能实现为医学服务的目的,但是当前办有生物医学工程专业的大学,很多在基础研究方面并不具备实力,所以对于本科教育而言,其研究和产业化的任务也很难实现。

4.2 我国生物医学工程高等教育改革思考

学科发展与专业设置在欧美一些发达国家,无论本科和研究生教育的学科发展、专业设置以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,及时调整学科发展方向和专业设置内容。在我国开设生物医学工程专业经验比较成熟的大学往往存在着偏重于理科或医科的现象,没有体现出生物医学工程多学科交叉的特点。所以我国的BME高等教育首先要从社会需求的角度出发,拓展学科建设方向,逐步建立起适合于多学科合作发展的运行模式。其次要充分利用高等院校的科研优势设置课程体系。美国生物医学工程课程特别是专业课程既能体现学科本身涉及面广的特点,又具有相当的灵活性,又能结合科研优势,突出重点,是很值得我们借鉴的。

医工结合与交叉复合型人才培养BME是多学科的交叉学科,专业人员需要同时具备医学和工程技术两类知识和经验靠以往的医生+工程师来组成专业技术人员队伍是无法适应学科发展需要的。所以必须从现在起,特别重视BME教育工作,加强现有专业点的建设,提高教学质量,改革现有教材,制定科学的人才培养计划。首先,各学科的交叉和融合是我们必须牢牢记住的关键点。以医、工、理为基础,为实现多学科的交叉和融合奠定坚实的基础。其次,构建科学的教育体系结构。根据专业设置和学科研究方向确定知识结构的主干,同时注重拓宽知识范围,使学生既能有相应的生物医学工程专业知识又具备在其他领域中发展的基础,从而实现真正意义上的理、工、生物医学的交叉和融合。

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一旦提及医学,让人第一时间想到的就是疾病,医院,健康,病人等等。现代生物医学工程也不例外,作为一个多学科交叉的综合性学科,现代生物医学工程也在为人类的健康事业默默地奉献着。

随着社会水平的极大提高,人们把视角从生存转移到生活上来,进而就是思考如何更好的生活。不言而喻,一个健康的身体是一切生活活动的前提和保证。如何健康的生活,如何准确及时地检查出病人的疾病,如何将现有的医疗设备改进,如何开发出更具使用价值的医疗器械等等,都成为生物医学工程所要考虑的问题。

生物医学工程学是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的边缘性学科,其基本任务是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题。生物医学工程学的研究是以应用基础性研究为主,其领域十分广泛,并在不断扩展之中。就现阶段而言,生物医学工程学的研究主要涉及生物力学、生物材料学、人工器官、生物系统的建模与控制、物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递、生物医学信号的检测与传感器原理、生物医学信号处理方法、医学成像和图像处理方法、治疗与康复的工程方法等。

1.国内发展现状

1.1发展还不完善

中国的现代生物医学工程学科发展较晚,相对于国外一些发展较早的国家来说,我们对它的认识还很浅显,跟国外一些技术先进国家的距离还很远,很多人包括一些从事其研究的人对它都有或多或少负面的评价,他们普遍认为现代生物医学工程是一个生物、医学、工程学的交叉学科,但实际的培养计划中生物、医学学的很少,电子学得多些,学科广而不专,就业不好。它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系,以融合各交叉学科知识为自己的基础 ,缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标,随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。很多学习现代生物医学工程的人对自己的专业抱有消极的态度,对自己的前途感到渺茫,就业形势不是很乐观,这也反映了现代生物医学工程发展不完善,没有形成很好的体系,没有在国内高校中产生普遍影响力。

1.2发展方向不够全面

现代生物医学工程就目前的情况来看,还主要将目光着眼于医疗器械的研发和使用,发展方向比较单一。仅仅着眼于医疗器械而不是全面的发展,就会产生很大的局限性。这也深深影响着在这一领域学习的学生,不能使他们从一开始就形成一种将自己的研究全面化的思想,使学生的学习变得保守,进而失去学习的动力,这样就不利于生物医学工程更好的发展。

1.3包含的学科多杂

我们知道,现代生物医学工程是综合了生命科学和工程技术,理、工、医相结合的新兴交叉学科,是一门多学科交融的边缘学科,其中工程学又包括电子学,计算机科学,力学,材料科学,机械制造学等。生物医学包括生物学,神经科学,内科学,外科学,矫形科学等。现代生物医学工程学习的重点是生物医学,但是在解决一些生物医学问题的时候往往要借助于工程学的知识,掌握工程学的知识对于更好的掌握生物医学又起着至关重要的指导意义。

1.4发展前景广阔

正因为现代生物医学工程在我国起步较晚,发展还不完善,他本身就有很多空白领域可以开拓。

21世纪是生命科学大发展的时代,工程技术与生命科学进一步地互相渗透结合,必将推动医学跨入一个崭新的时代。大家都知道看病治病离不开医疗器械,现在是,将来也是,但如何将未来的诊疗仪器实现智能化,检查结果,治疗程序均可实行人机对话都是我们所要研究的问题。另外中国目前大部分医院设备陈旧,而且高端医疗设备更是几乎全部进口,所以说市场是庞大的。更好地提高国内在生物医学工程方面的研究水平和深度,增强人们尤其是大学生对生物医学工程的了解程度,培养出一批在这方面的专业人才,具体来说就是能够研发制造出属于我们自己的高科技医疗器械也是有待发展的。

由于现代生物医学工程是一门多学科交叉的学科,我们就很容易理解,各个学科的发展都将影响到生物医学工程的发展。因此生物医学工程并不是一个学科在发展,其他学科,其他领域的发展,产生得一些成果都可以为生物医学工程服务。这就好比各个学科,各个分支都在无形中为生物医学工程的发展默默贡献力量。由此可见,生物医学工程汇集了各个领域的尖端技术,这也就为生物医学工程更好更快的发展奠定了良好的基础。

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在美国高校的生物医学工程专业,不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师,还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例,它的生物医学工程专业拥有100多名教师,但其本系的教师只有42名,其他均为外系教师,这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富,涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面,这种充分利用学科间的优势进行教学的模式,不仅丰富了生物医学工程专业,更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展,我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比,在联合培养方面还有一定的欠缺,在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够,各高校间的交流程度有待提升。

3课程设置之比较

美国高校的本科课程突出通识化、职业化,学制采用四年制,课程主要分为5个方面:(1)科学基本知识;(2)工程类核心课程;(3)生物医学类核心课程;(4)人文与社会科学;(5)工程类选修课程。其中工程类核心课程类似于国内的专业基础课,而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中,第1a主要进行通才教育,学习基础知识;第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业,学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导;最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向,特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性,重视人文、社会科学等方面的教育,为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上,基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育,在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高,能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见,我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性,学科之间的跨度不够,学科交叉性不足,很难实现学科间的共同促进和发展,导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展,联系实际不够紧密,过分强调专业型技术人才培养,一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。

4实验实践能力之比较

美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展,积累下了丰厚的科研基础力量,并且大多高校具备条件优越的实验室,且实验室资源十分充足,为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如,哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中,实验室课程占很大比例;杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力;弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚,目前各高校的专业实验室资源有限,并且对本科生不完全开放,实验条件相对落后,因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外,在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高,设置的实验课多半是验证性实验等,缺乏创新性,不能充分调动学生的积极性,也不能发挥学生的主观能动性,因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计,我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6,较美国高校水平差距较大。

5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示

通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式,发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养,更好地发展我国生物医学工程教育,总结了以下感受与启示。(1)结合我国生物医学工程的发展趋势,确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前,我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段,但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步,该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此,我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式,更加注重为研究生培养打下坚实基础,而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上,从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时,我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合,致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才,为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。(2)根据学科发展的规律及特点,逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科,是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物,将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律,发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展,目前国内也有一大批该领域的专家学者,他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩,掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术,对临床需求有着深刻的认识与理解。因此,各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律,真正理解交叉学科的内涵,一方面通过高校联合优势,集中解决各个分支专业的教学问题;另一方面,尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中,高效整合师资队伍,使其充分体现医工融合的特点,从而为学生提供优质的教学资源,使其真正领会医工结合的真谛与内涵,那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。(3)筑牢学生人文素养基础,强化学生实践能力,课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点,同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼,具有相当的灵活性,并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法,并结合各高校的实际情况,贴合自身的科研方向与优势,有针对性地指导学生进行科研实践,提升学生的实验实践能力。同时,要强化研究与产业的双方面发展,将市场需求纳入课程设置的考虑因素,并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面,灵活创新地设计课程,争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。

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1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术,现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号,现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等,而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备,如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性,人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学(血液流变学)、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料,其大多数是需要植入人体,需要具备耐腐蚀、化学稳定性,需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料,根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求,包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中,光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上,其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析,包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析,以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生,将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学,十分广泛,仅四年内进行如此庞大的知识学习,学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此,我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析,在此基础上,提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性,该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗,有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践,更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系,无法由某一个从业人员掌握,需要各方向的协作与合作,由此认为,设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学,其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才,其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作,运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗,所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识,然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习,成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才,毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作,在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业,以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等,其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程(如影像学、信息学等)的基本理论知识及能力,能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗(或信息管理等)和医学成像(或医学信息等)技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像(或信息学、医学超声学等)的基本理论知识,受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练,具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力,基本的仪器(装备)维修保养能力”上。

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色,其主干课程应注重基础医学、临床医学,同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类,如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程,基础和临床医学类课程,如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程,然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程,如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等,部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业,但需要按照本校特色来设置课程,切忌大而全无特色,或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业,如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院,四川大学高分子科学与工程学院等,各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例,其前身是生物科学与医学工程系,创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透,应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题,发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识,掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法,并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力,具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才,这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标,按照其特色制定为“以工程为主,以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据,培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”,偏向于材料工程学。由此可知,在综合性大学工科以及理工科大学中,生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容,其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程(如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等)的基本理论知识及能力,能在医疗设备相关企事业单位从事设备(或装备)设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识,受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.1.2课程设置

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从以上的分析可以看出,社会对生物医学工程专业的专业人才需求还有很大的空间。我校开设生物医学工程专业,既有利于江西医疗仪器设备工业的发展,又能满足周边省份对这类人才的需求。通过我们对厂家和医院的调查,以每年招生50人计年2月中算,5年内仍不能满足人才市场需求,毕业生就业形势看好。

二、生物医学工程专业培养目标

培养目标是一个专业规定的人才培养方向和标准,是培养人才模式的重要内容。根据社会需求和我院的实际情况,我们将生物医学工程专业的培养目标定为:培养具备医学基础知识、电子技术、医疗仪器设备技术和信息系统的基础知识,掌握医学影像技术、计算机技术和各种医学仪器设备的专业知识,能在各企业从事各类医学仪器设备系统的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理、维修和应用的技术人才。要求学生主要学习医学基础知识、电子技术、计算机技术、信息科学的基础理论和基础知识,接受电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用等技能的基本训练。毕业生必须具有以下几个方面的专业技术和能力:掌握电子技术的基本原理及设计方法,掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论,具有生物医学的基础知识,具有微处理器和计算机应用能力,具有医学影像诊断方面的应用能力,具有生物医学工程研究与开发的初步能力,掌握医学电子仪器和影像设备维护与管理技术,具有医院信息化管理、医学图像传输和处理、医院办公自动化、远程医疗技术,了解生物医学工程的发展动态。

三、生物医学工程专业课程设置

学科的高度分化和高度综合是现代科学技术发展的重要特征之一。生物医学工程是运用工程技术的理论与方法解决医学中的实际问题。因此,生物医学工程应在现代医学理论和工程技术理论及相关学科的基础上,建立起自己的专业学科课程)体系。要培养复合应用型生物医学工程人才,使之适应当前社会的要求,就必须对传统的教学模式进行改革。而我们教学改革的原则是“拓宽专业、加强基础、增多方向”,正确处理规模、结构、质量、效益的关系,从变革和发展内涵入手,在扩大专业基础面的同时,分类加深加细应用型人才的培养,主动适应社会的实际需求。

生物医学工程专业在我国开办较晚,没有现成的培养模式,也没有配套教材。为了达到培养目标,确保培养规格,我院对生物医学工程专业课程设置和教材选用十分慎重,尤其是课程设置方面。经过近十年的探索和实践,我系已初步形成了一套科学完整的课程体系,其中学分为170分,学时为2500个左右,课程有40多门,主要课程如下:

1.通识课模块。主要包括政治、体育、大学英语、大学物理、高等数学、计算机基础、C语言程序设计、线性代数、大学物理实验等课程。这些课程的设置是为学生的德智体全面发展和进一步学习专业基础课及专业课奠定基础。

2.医学基础课模块。主要包括基础医学概论含人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学)、临床医学概论含诊断学、内科学、外科学)等课程。通过上述课程的学习,使学生较系统地掌握基础医学的基本知识和基本技能,为学生今后进一步学习专业知识,向医学交叉学科方向发展提供知识储备。

3.专业基础课模块。包括模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析基础、电子测量与工艺、单片机及其应用、汇编语言、微机原理与接口、医用传感器原理、工程制图、Matlab应用等课程。通过上述课程的学习,使学生能够掌握电子技术、计算机技术、信号检测和信号处理的基本原理及应用,为进一步学习专业课奠定牢固的基础。

4.专业课模块。主要包括超声诊断仪器原理、X射线设备、医用检验仪器、医用电子仪器、医用电动仪器、现代医学影像技术概论、医学图像处理、医用制冷设备、生物信号处理、临床医学工程技术等课程。通过这些专业课程的学习,使学生能掌握医学影像技术和各种医学仪器的专业知识,能成为在各企业从事各类医学仪器的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理和应用的技术人才。

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    1.2专业课程以原理为基础,兼顾应用坚持“重人品,厚基础,强能力,宽适应”的人才培养模式[5],接受先进的理论和技术。专业课程设置可分以下几大类:医学仪器与图像处理类,包括电路、数字图像处理、传感器等;微机原理以及应用类,包括单片机、计算机原理及应用、医学信息系统等;医学基础类,包括系统解剖学、生理学等;生物医学工程专业课程,包括生物力学、生物材料、医学传感器等。教学以“学为主,教为导”的方法,采取启发式、讨论式教学[6]。授课以原理为基础,不要求复杂的公式推导,但是要有定性的概念,例如超声探头高频低频的应用差别。由于设备更新换代很快,无需纠结于某个特定型号的设备并研究其具体功能,应概括性介绍医学设备的应用。开设理论教学与实地教学相结合,与医院合作,组织学生到医院参观学习,请相关业务人员介绍医疗仪器和系统的软件以及硬件设备,及其实际运行情况,使学生有更直观的认识。

    1.3引入医疗器械风险管理的概念,加强学生医疗风险意识在基础专业课程教学的同时,引入医疗器械风险管理的概念。表1为制造商对某设备风险的可能性评估。表格左列为危险的可能性分类,首行为危险的严重性分类,阴影区是可用性测试工程师优先考虑的内容。风险分为R1、R2、R3、R4、R5、R6等6个等级。医疗器械的风险管理贯穿于产品的整个寿命周期,在设备的使用过程中仍可能存在,因此医疗工程人员需要具有医疗风险意识。在教学中,引入医疗器械风险管理的概念,让学生了解医疗环境下多种因素都有可能造成医疗设备的使用风险,同时让学生感到学习临床医学工程在医院工作“有用武之地”。

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我们坚持“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养模式[1],要求学生在学习期间能接受先进的理论和技术,培养较强的分析、解决问题能力。课程设置除学校规定的政治理论、外语等公共课程外,专业课程分为四条主线:1)医学仪器与生物医学信号处理,还包括:电子技术、电路分析、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、医学图像处理等;2)微机原理及其应用,还包括:单片机(ARM、MCU、DSP)技术、算法语言、网络技术、计算机在生物医学中的应用等;3)医学基础知识,包括:解剖与生理学、临床医学概论等;4)生物医学工程专业课程,包括:生物医学测量、医学传感器原理及应用、生理系统建模与仿真、医学成像技术、生物力学、生物材料等,以医学仪器与信息为主轴,兼顾力学、材料等其他主干领域,满足涉及面广的生物医学工程综合人才培养的要求,让学生在接受多方面全方位专业基础教育的同时,也可以根据自己的喜好选择在感兴趣的领域继续深造。

3开展教学改革生物医学工程专业注重培养复合通用型的应用人才,这就要求我们在教学过程中必须方式多样,注重培养学生的实践能力。

3.1采取多种教学方法

改变过去单纯的“教师讲、学生听”的注入式教学方式,转变为“学为主,教为导”的方法,课堂多以启发式、讨论式教学[2]。这样可以活跃气氛,教会学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。

3.2采用多媒体和板书教学结合使用

多媒体的使用可使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得直观、形象、生动,但单纯的多媒体教学可能会造成学生产生偷懒情绪,一晃而过的幻灯片并不能让学生印象深刻,因此在课堂教学中应适当结合黑板书写,加深记忆并鼓励学生适当笔记。

3.3加强教材建设,整合课程及网络资源

我们在课程教学中以书本基础理论为主线,辅以参考资料和自编讲义,并开发了一个生物医学工程专业的网络教学平台,以信息技术为手段,以优化课堂教学、提高课堂教学的效率为目标,在网络环境下进行了生物医学测量、医学成像技术等部分专业课程的辅助教学。我们充分利用和整合网络资源,在教学平台上开设了包括课程讲义、答疑讨论、在线测试、试题试卷库、参考资料下载等教学内容,教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流,培养了学生自主学习、协作学习,创新学习、学会质疑、学会探讨以及终身学习的能力,大大调动学习兴趣和积极性。

3.4重点突出实验、课程设计、毕业设计和实习等实践环节

我们将实验分为基础性实验(如工程生理学实验)、综合性实验(如医学测量与传感器实验、医学仪器与信息处理实验等)和创新性开放实验,分阶段、分层次锻炼学生的实践能力,例如综合性实验将几门课程的知识融合在一起,提高学生的综合应用能力;创新实验由教师拟定实验目标,实验过程由学生自己设计和动手创造,改变过去学生盲目被动的按照规定步骤进行实验,缺乏思考,不能达到实验目的的情况,真正培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力,并安排时间让学生分组讲述本组实验或设计的思路和过程,以及遇到的问题和解决方案等,这样的方式不仅能让学生相互交流心得体会,而且学会总结经验,锻炼逻辑思维和语言表达,真正突出学生综合能力的培养。

3.5注重产学研的结合

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工程能力培养的条件包括工程实践基地、工程实践项目、工程实践教学条件。生物医学工程学科这一交叉学科,需要大量的工程时间基地,包括医院、医疗器械生产销售商、医疗器械检测管理部门。还需要提供大量的工程实践项目,以提供项目、资金的支持。一些高校缺少这些资源,不能够提供基本的研究生工程能力培养的硬件条件。

生物医学学科研究生工程能力培养的建议

针对以上分析的5个问题,我们提出以下的解决策略

1重视生物医学学科研究生工程能力培养

二级学院领导、导师应重视生物医学学科研究生工程能力培养。近年来工程硕士的扩招,目前,我校的工程硕士与科学硕士的比例达2:1,工程硕士培养的重点是工程能力,因此工程能力的培养显得非常重要。另一方面,工程能力是一种需要不断培养和开发的能力素养,要培养研究生对工程实践的兴趣,让他们发挥从事工程实践的主动性,自觉地投身工程实践活动。

2提高生物医学工程学科优秀研究生比例

采取各种方式,吸引优质生源报考生物医学学科研究生。首先在本校的本科生中进行宣传,鼓励本校学生报考本校的研究生。这要在大二、大三和大四时多做工作。例如我校实行多年的大二本科生导师制,本科生从大二起,就进人导师实验室,与导师一起进行科研。这样学生和老师交流的机会更多,学生老师有更深的感情,能够使一批学习成绩好,科研能力强的本科生报考本校研究生。也可到本校别的相关专业,如机械、电子、化学等本科班级宣传,吸引优质生源。

3研究生导师队伍的建设

目前研究生的培养是采取导师责任制。但对生物医学工程交叉学科研究生,特别是工程硕士而言,应实行由不同单位、不同研究方向组成的双导师对研究生进行指导。导师的科研水平、科研课题、科研经费都会直接影响着研究生是否有机会参与好的课题的研究,制约着硕士研究生工程能力的培养,导师在硕士研究生工程能力培养中起至关重要的作用。因此,加强研究生工程基金项目:重庆理工大学基金项目(20102013);重庆市教委基金项目(KJ120807);重庆理工大学研究项目(2009026)作者简介:王洪(1966一),男,四川乐山人,重仄理工大学药学与生物工程学院副教授,从事生物医学工程研兄;能力的培养需要应转变导师的观念,强化导师工程实践意识。导师应在工程实践方面给予研究生更多的指导,尽量给研究生提供更多的工程实践机会,例如给研究生提供参与课题的机会,提供企事业工程实践的机会等,帮助硕士研究生提高工程能力。重庆理工大学生物医学工程学科建立于2002年5月,现为重庆理工大学校级重点学科。从2006年开始本科生和研究生招生。经过10年多的学科建设,引进了一批来自国内外著名大学的生物医学工程学科学术带头人,组建了一支在教学和科研方面实力雄厚、结构搭配合理的师资队伍,具备良好软硬件条件。大多数老师具有工程背景,一些老师在公司兼职,与企业联系广泛。这就为我校的生物医学工程学科的工程教学和工程实践提供了很好的平台。

4建立更多的工程实践基地,获取更多的工程实践项目,支撑研究生的工程实践

产学研一体化的研究生培养模式是建立企业和高校之间密切合作的基础上,集研究生教学、实习、课题研究、企业的产品开发、就业于一体,随着研究生培养规模的日益扩张,特别是工程硕士的大规模招生,产学研这一非常优质的研究生培养资源可以充分利用。在生物医学工程学科研究生工程实践能力培养上可以利用企业在生产实践、资金、管理等方面的优势,通过产学研合作建立起来的实践基地,采用学校、企业双导师制加强对研究生的工程能力培养。生物医学工程学科研究生也可在这种产学研一体化培养模式的培养下,在知识结构、实践能力和科研能力上满足社会化的要求,同时更加贴近实际。产学研培养基地可以充分吸纳社会科技教育资源,为研究生工程能力的培养服务,有效地节省研究生培养的社会成本。

这方面我校也取得了一定的成果。从硬件条件看,我校的生物医学工程学科拥有各种相关的高端仪器设备和实验室,能够满足研究生实践教学和科研的需求。建有“重庆市现代中药制药工程技术研究中心”和“重庆市中英数字医疗中心”两个省部级工程中心。现有设备551件,总值1509.40万元,实验场地3600m2。建有4个产学研示范基地和2个企业联合实验室,与10余家企业建立了技术和人才培养合作关系,搭建了良好的生物医学工程学科平台;从软件条件看,本学科有生物医学工程学科学术带头人及高水平的教师队伍,在国内外核心期刊180余篇,SC工、E1收录36篇,获得专利10余项,省部级科技成果奖10项。承担国家自然科学基金、省部级项目等100余项,科研经费3000余万元。

5加强工程实践管理,完善工程能力培养体系

首先制定具体的研究生工程实践能力培养实施细则,在培养方案和制度设计上明确要求。其次,配备足够的管理人员,为研究生的工程能力培养服务,一切以研究生为中心的管理模式,建立科学、高效的研究生管理体系,保障生物医学学科研究生工程能力培养环节的落实。

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生物医学工程本科专业培养目标设定在为医疗机构提供医疗仪器设备的研发和维护人员,但经过近50年的发展,四年制本科教育只能为毕业生提供一个该专业的入门引领,或是提供了理工科和医学学习经历,将各学科知识叠加,学生很难将各学科融会贯通,并应用于实际工作中。为此,如何让医学院校的生物医学工程本科生在面临就业时突出专业特色,脱颖而出是值得我们思考的问题,课程建设是专业培养的基础,在生物医学工程本科教育上显得尤为重要。

生物医学工程专业众多门专业基础课中,电子类课程与计算机类课程、自动控制技术、医疗仪器原理类课程都有着密不可分的联系,本科生只有掌握电子技术才可以为日后从事生物工程相关研究打下良好的硬件和软件基础。因此,电子类课程在众多基础课程中有着不可替代的重要性,现根据我校电子类课程教学情况中存在的不足,提出几点思考与建议。

一、电子类基础课程特点

电子类基础课程包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术和电工学等。这些课程是生物医学工程专业的专业基础课,也是多门专业课程的先行课,为生物医学电子学、自动控制原理、单片机技术与应用、医用仪器原理、检验分析仪器和医用影像设备学等课程奠定理论基础。该类课程具有如下特点:第一,具有承前启后的特点。针对生物医学工程专业的学生必须具有扎实的大学物理、高等数学等理论支撑才能学好电子技术课程,并为后续医学仪器的原理分析和设计打好坚实的基础。第二,课程内容抽象,理论知识复杂,实践性强。这一特点导致学生出现两极分化,理论扎实的学生,学习兴趣越来越浓;而理论知识学的不好的则厌倦电子类课程学习,实践动手能力也得不到提高,更缺乏对课程中各种电路的理解和设计制作能力。

二、教学中存在的问题

1.学生缺乏学习兴趣

由于学生报考时对所报专业不了解,盲目选择,使得原本爱好医学的学生选择了该专业,入学后开始抱怨选错了专业,继而也把这种情绪带到了学习中;另外,电子类知识都是各种复杂难懂的、功能各异的典型电路,以及对各种电路的结构和工作原理分析,电子类课程各学科之间以及每门课程的各章节之间都是环环相扣的,如果学生电子类某一科学习不好,会影响到后面其他电子类课程乃至专业课的学习。

总之,一些学生对错选专业的负面情绪和电子类课程知识复杂难懂的特点,使得他们对电子技术类课程缺乏学习兴趣,甚至在学习中出现倦怠情绪,要想改变这种情况不是一朝一夕就能完成的,对于专业的培养目标和就业去向已经明确的前提下,我们更应该思考的就是如何从教学中激发学生的学习兴趣,使他们对这个专业充满希望,对电子技术类课程提高重视程度。

2.教材选择对电子类课程的影响

生物医学工程专业具有知识覆盖面广,但每科研究深度浅等特点,因此在教材的选择上也要配合专业特点,选择难易程度适度,能为专业课服务的合适教材。

我校电子类课程的教材选择普遍偏难。虽然教材知识覆盖面够用,但知识的深度和难度偏大,学生在计划学时内很难消化理解。课时少,授课内容多,难度又大,无疑加重了学生的学习负担和厌学情绪。可见,教材的选择对于适应教学需求,学科体系的建设,学生学习兴趣的培养都很重要。

3.医学院校理工科教师医学知识薄弱

医学院校的工科专任教师多数没有医学相关知识的学习背景,而且我校电子类专业基础课所选教材几乎与医学无关,导致电子类课程授课内容与医学联系不紧密。因此,医学院校理工科教师应该普及医学知识,这样理工科教师授课时才能更恰当的引入典型医学实例,为医学仪器课程的开展做好准备,为专业课奠定基础。

三、结合课程特点与专业培养目标改进教学方法

1.采用多种教学方法相结合

对于电子类课程,由于具有课程内容抽象,理论知识复杂,实践性强等特点,采用传统启发式教学会使得理论知识的传授枯燥无味,教学效果不明显,教师可根据教学内容采用任务驱动式教学方法、案例教学法和答辩式教学法等多种教学方法结合使用。把课堂翻转起来,尽量让学生在课后完成资料查阅和教学内容的学习,教师在课堂上只解决学生自学后提出的或未能解决的问题,教师仍然是课堂的主导,学生根据老师每次有针对性的任务去自行学习,既完成了任务,达到教学要求,又提高了学生学习和思维能力。

2.实验课程采用项目教学法,激发学生学习兴趣

与其他学科不同,每一门电子类课程都有相关的实验课程,学生在完成与理论知识相对应的验证性和设计性实验外,还需要开展一些综合性实验环节,以提高学生对于小型医疗仪器的理解和研发能力。我们可以针对生工学生设计小型的综合实验项目,如把电子血压仪等小型医学设备拆分成若干部分,各部分再组成一个设计项目,有能力的学生任项目组长,其他学生根据掌握知识的情况和个人喜好选择完成某一部分的电路,由任课教师统一指导。这样在有任务驱动、有完成目标、有时间限制、有指导教师和有合作伙伴的前提下,学生学习的积极性会被充分调动,实践动手能力也会在项目的驱使下逐步提高,为日后走向工作岗位积累经验。

四、结论

本文针对电子类课程阐述了教学中的问题和对策,实际上生物医学工程专业在课程建设与培养目标上还有许多不足之处,该专业的本科毕业生在择业时缺少和其他工程专业毕业生竞争的优势。因此,生物医学工程专业在专业方向设定上应向着多元化发展,借鉴国外对生物医学工程的人才培养模式,实现生物医学工程专业方向上理工科和文科并行发展,为生物医学工程毕业生就业打开更广阔的突破口。

参考文献:

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一、核心课程群初构

医疗设备管理维护方向的培养目标是培养既满足临床需要的工程人员,又能够从事医学仪器的研究、设计、制造以及能够从事医疗器械产品的经营、技术服务[3]等工作的人才。根据本专业方向的人才培养目标、企业对本专业学生的基本要求、已毕业学生对本专业课程设置的反馈及就业情况,我校设置了相互衔接,但各有侧重、特色突出的核心课程群。按照本专业方向课程之间的互通性、独立性及综合性,我校将本专业方向课程划分为基础医学课程群、医疗设备课程群及医学信号课程群,每个课程群所包含的课程如图1所示。基础医学课程群是本专业方向学生了解、掌握基础医学的入门课程,学生通过学习医学方面的基本理论,基础知识和基本技能,掌握人体正常功能活动的基本规律、了解生物体的代谢规律及其与各种生命现象之间的联系,为后续医疗仪器在临床上的使用及临床上各类医学信号的分析处理奠定基础。医疗设备课程群是上述三大课程群中的核心,具体包含两方面的内容:一方面介绍影像类仪器(如X线机、超声、MRI、CT等仪器)、检验类仪器(如光谱分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪等)及测量与监护类仪器(如心电图机、呼吸机、病房监护系统等)等设备的结构、工作原理、性能、使用方法、故障分析处理以及仪器的设计;另一方面介绍如何购置医疗仪器、购置完成后仪器设备的验收及安装、临床使用过程中设备的维护保养、管理及质量控制。[6]医学信号课程群着重培养学生掌握医疗仪器采集生理信号的原理、过程,以及对采集到的医学生理信号进行分析处理,从而辅助医生完成对疾病的诊断治疗。为打破各核心课程群之间的壁垒,加强核心课程群之间的联系,我校在开设各核心课程群之前,首先开设了生物医学工程导论课程作为本专业方向的学科概论课。一方面,该课程为学生介绍与本专业方向相关的基本理论、本专业方向的发展现状、应用领域及发展方向;另一方面,通过该课程的学习,学生可以了解各个核心课程群在本专业方向中所起的作用及相互之间的联系。

二、核心课程群的教学改革

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生物医学工程专业英语是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一,课程内容包括本专业知识和英语知识,与学生在大一大二时上的大学英语课有所不同。笔者根据近年在河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语课中的教学经验,结合大多数学生的反馈,总结生物医学工程专业英语课程教学过程中的缺点与不足,并在教材编写、教学方式、学习方法和技巧等方面提出改革措施。

1 教学中存在的问题

1.1 教材老化

河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语一直使用几年前的自编教材,教材内容单调,没有系统性。生物医学工程领域的发展日新月异,教材无法紧跟时代,显得有些老化,需要选择更合适的教材。但目前生物医学工程专业英语缺乏统一的教材,难以满足教学要求,更达不到培养既通外语又懂专业的复合型人才的要求[1]。

1.2 教学方式落后

目前高校对专业英语的教学并没有足够的重视,教学方式大部分仍然是传统的板书,而生物医学工程专业英语的特点是医学名词多,合成词多,单词长,拼写难,长句较多,但句子结构并不难,语法较简单。以板书的方式教学,形式单一,实际讲授内容较少,学生感觉枯燥而且难学,普遍不感兴趣,因此急需改革教学方法,调动学生的积极性。

1.3 考核方式单一

专业英语期末考核往往是由任课教师从教材或其他英语文献中摘取几段让学生翻译成汉语,这种考核方式太单一,与一般的英语考试也有所区别,而且与学生听说读写的英语综合能力考核的要求相差甚远。

2 教学改革的3个方面

针对以上教学中存在的问题,结合学院的实际,在生物医学工程专业英语课程的教学改革中应明确:以提高学生专业英语水平为目标,重新编写教材,改革教学方法,引入多媒体教学,提高学生的学习兴趣,并改革课程考试方法,真正考察学生对课程掌握情况及英语水平的进步程度。

2.1 重新编写教材

针对生物医学工程专业已学完公共英语的大三学生重新编写一本专业英语教材。生物医学工程是运用工程技术手段解决生物学及医学上的问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的一门交叉学科,内容广泛,因此在选材时要充分考虑专业领域最新的发展方向,系统规划,利用各种资源开发教材,确保章节、单元内容适应专业课的教学需求。所编教材共有6个单元的内容:第一单元是生物医学工程专业简介,包括专业发展历史及现状、具体涉及的领域及生物医学工程师的具体工作;第二单元是常用生物医学仪器的介绍;第三单元是医学影像学的各种方法、目前医院及科研中常见的各种影像仪器的原理与使用等;第四单元是医院管理,主要介绍医院管理系统HIS及其下属的各个小系统,以PACS为重点进行分析;第五单元是生物材料和组织工程;第六单元是康复工程和生物力学。

2.2 使用多媒体教学方式

专业英语课程使用板书的教学方式会因为书写板书而浪费很多时间,课堂教学效果也不是很好。而采用多媒体教学,教师可以充分地利用课堂时间为学生讲解课文中的生词、长句,通过多媒体教学软件的演示,将语言、文字、图像等多种与课程内容相关的信息显示在屏幕上,使原本枯燥的内容变得有声有色,大大提高了学生学习的兴趣,激发了学生学习的积极性、主动性,授课效率大有提高。比如较长的专业词汇,学生刚学时感到很吃力,教师可以通过多媒体教学声音与动画结合的演示,将单词的拼写以动画的形式在屏幕上演示,并在课件中加入单词的读音;而文中的长句则可以用不同的颜色标出句子的主干及关键词,这样加深学生对生词和长难句的理解和记忆,教学效果很好。

2.3 课程考核方法的改进

尽管目前已有很多高校取消了英语四六级考试与毕业挂钩的要求,但由于就业困难,许多大学生仍然十分重视四六级考试。因此,在专业英语的课程考核当中,可以考虑使用四六级考试的多样化题型来考查专业英语的内容,而不仅仅像以前那样简单地出一些翻译题型。这样不仅考核了专业英语的学习情况,对学生来说也是一次四六级考试的实战练习,引起学生的重视,也提高了积极性。

3 总结