生物醫學工程現狀范文
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篇1
生物醫學工程產業是目前全球發展最快、貿易往來最活躍的產業之一。20世紀80年代以來,全球生物醫學工程產業(醫療器械)銷售額年增長率一直保持在水平。BME產品的國際貿易額每年以25%的速度增長,銷售利潤可達50%以上。因此,美國、日本、德國和法國等發達國家投入了大量人力和財力,發展BME高科技產業,搶占國際市場。全球范圍內,BME產業的主要產地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。
2.我國生物醫學工程產業現狀
隨著電子技術、計算機技術與生物材料科學的發展及生物醫學工程學科的興起,我國BME工業獲得了進一步發展的理論基礎和技術源泉,從而帶動了整個產業的技術進步和新發展,走上了 BME科技產業的道路,但與國際先進水平的差距依然非常明顯,主要表現為民族產業不強,高、精、尖的BME產品依賴進口現象嚴重,加快了醫療費用的高速膨脹;由于我國BME產品檔次低可靠性不高、缺乏創新能力等原因,難與國外產品抗衡;BME產業雖然數量眾多、但組織規模不大和產品檔次低,難于參與國際競爭。但我國人口眾多,BME產品需求量又相當大。所以,發展中國的生物醫學工程產業,改革中國的生物醫學工程高等教育,已經刻不容緩。
3.生物醫學工程產業化與生物醫學工程學科教育
工程學突飛發展的今天,生命科學也在迅猛發展,尤其是近年來迅速興起的生物技術給BME以極大的推動。生物醫學工程作為典型的交叉、融合、邊緣性的學科,其含義更深更廣:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合,也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合,而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合。正是由于上述諸學科的相互結合和滲透,BME的研究已經深入到分子醫學水平。
可以說有多少理工科分支,就會有多少BME領域,這種多學科的交叉融合涉及到幾乎所有的理工學科和所有的生物學和醫學分支,沒有那一個學者、那一個科研結構可以涉足其全部。而且,BME所指的學科交叉,不是生物醫學同那一個工程學科分支的簡單結合,而是多學科、廣范圍、高層次上的融合。隨著科學的進一步發展,各類學科都有了迅猛的發展,不斷有新技術出現,而且專業基礎也在變化,這些發展變化給生物醫學工程學帶來了新的挑戰。我們有必要站在新的高度對生物醫學工程學科和教育的一些問題做進一步的探討和思考。
4.對我國生物醫學工程高等教育思考
我國已有的BME專業大致可以分為兩類:一類是理工科大學的BME專業,另一類是醫學院校的BME專業。理工科大學的BME專業側重點在于工科,以培養能從事BME研究、開發和生產的高級BME技術人才為主要目標,而醫學院校的BME專業則培養能將工程技術與醫學密切結合,能為醫療和醫學研究部門進行工程技術服務,能從事醫院醫療儀器設備的管理與質量保證工作的高級醫學工程技術人員為主要培養目標。
生物醫學工程學科在我國僅設一級學科,不設二級學科。我國生物醫學工程高等教育始于20世紀70年代后期,20多年來,我國生物醫學工程學科研究和高等教育已經取得了相當可觀的進步,但從總體水平上看,與國外相比仍有相當大的差距。與我國國情和經濟發展的需要很不適應,BME專業畢業生的社會需求缺口較大。
4.1 我國生物醫學工程高等教育存在的問題
我國生物醫學工程學科發展不平衡在研究方面,引進、消化、跟蹤研究多,創新性研究較少;理論方法等應用性基礎研究多,取得自主知識產權的應用研究較少。在學科建設和發展方面,主要集中在信息技術型生物醫學工程學科,對材料技術型生物醫學工程學科、生物技術型生物醫學工程學科和醫療器械型生物醫學工程等學科幾乎沒有涉足。
專業設置偏、少目前的生物醫學工程本科教育的專業設置面比較集中在信息技術型生物醫學工程專業,只有個別學校在培養目標中增加生物材料和人工器官方面的內容;各院校的研究生培養(科研方向)基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖像處理、醫學儀器研究為主,部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫學材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數大學比較集中在納米材料、生物醫學材料以及人工器官和生物醫學圖像處理。研究生培養的專業面相比本科生的專業面寬廣。
醫工結合不突出由于受到認識和理論上的因素、文化心理上的因素、管理體制上的因素以及國家政策上的因素等方面的限制,工程與醫學的有機結合在教學上體現的還很不夠,綜合院校往往具備更深的理工基礎而缺乏醫學背景,醫學院校與臨床結合緊密,但工程力量又顯得薄弱。雖然近年來,不少醫科院校與綜合性大學合并,為生物醫學工程專業工程背景的教育和研究提供了條件,但由于體制和教育模式的限制,學科的交叉和融合并沒有得到根本解決。
專業層次不合理目前我國舉辦生物醫學工程專業教育的各高校,生物醫學工程高等教育基本執行以本科教育為主體積極發展研究生教育的方針。然而,由于生物醫學工程學科自身的特殊性和學科自身的高度交叉、融合的特點,可以設想,四年制的本科教育又怎能實現真正意義上的醫工的交叉融合呢?生物醫學工程研究是其產業化的基礎,而研究必須通過產業化才能實現為醫學服務的目的,但是當前辦有生物醫學工程專業的大學,很多在基礎研究方面并不具備實力,所以對于本科教育而言,其研究和產業化的任務也很難實現。
4.2 我國生物醫學工程高等教育改革思考
學科發展與專業設置在歐美一些發達國家,無論本科和研究生教育的學科發展、專業設置以及培養目標都以社會需求為導向,緊密結合生產和科技發展變化的需要,及時調整學科發展方向和專業設置內容。在我國開設生物醫學工程專業經驗比較成熟的大學往往存在著偏重于理科或醫科的現象,沒有體現出生物醫學工程多學科交叉的特點。所以我國的BME高等教育首先要從社會需求的角度出發,拓展學科建設方向,逐步建立起適合于多學科合作發展的運行模式。其次要充分利用高等院校的科研優勢設置課程體系。美國生物醫學工程課程特別是專業課程既能體現學科本身涉及面廣的特點,又具有相當的靈活性,又能結合科研優勢,突出重點,是很值得我們借鑒的。
醫工結合與交叉復合型人才培養BME是多學科的交叉學科,專業人員需要同時具備醫學和工程技術兩類知識和經驗靠以往的醫生+工程師來組成專業技術人員隊伍是無法適應學科發展需要的。所以必須從現在起,特別重視BME教育工作,加強現有專業點的建設,提高教學質量,改革現有教材,制定科學的人才培養計劃。首先,各學科的交叉和融合是我們必須牢牢記住的關鍵點。以醫、工、理為基礎,為實現多學科的交叉和融合奠定堅實的基礎。其次,構建科學的教育體系結構。根據專業設置和學科研究方向確定知識結構的主干,同時注重拓寬知識范圍,使學生既能有相應的生物醫學工程專業知識又具備在其他領域中發展的基礎,從而實現真正意義上的理、工、生物醫學的交叉和融合。
積極擴大研究生教育,控制本科生招生數量 目前的生物醫學工程本科教育的專業設置主要集中在信息技術型生物醫學工程,然而依據生物醫學大市場的發展狀況來看,雖然信息技術型生物醫學工程已經在我國形成規模,但其就業市場還是相對較小,另一方面,由于學校幾乎沒有針對生物醫學工程產業化過程的知識能力進行培養教育,學生個人很難把生物醫學工程技術從教室或實驗室直接向市場和產業轉化。所以,生物醫學工程教育的發展應該積極擴大研究生教育,控制本科生招生數量和規模,學制可以考慮為五年,限制或減少專科層次以下的學生在校人數,生物醫學工程本科教育的重心應該是為研究生教育打好理工科、生物學和醫學基礎。
篇2
【關鍵詞】生物醫學工程 人才培養模式 研究與實踐
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)33-0001-02
生物醫學工程是一門理工醫相結合的交叉學科,主要是應用計算機和工程技術等現代先進的技術手段,研究醫學中防病治病的方法,從而保障人民健康的一門新興學科。它是從工程學角度運用高科技手段解決生物學與醫學基礎理論及臨床應用問題的綜合性專業。本文結合我校生物醫學工程專業十幾年的教學實踐,圍繞專業特色,以社會需求為導向,以人才培養為根本,以突出實踐型、應用型、創新型人才的培養為目標,根據學生的學習狀況和社會需求,在培養方案、課程體系、師資隊伍建設、實踐教學環節、課外科技競賽活動和校企合作等方面對生物醫學工程專業人才培養模式進行探索和研究。
一 中國高校生物醫學工程專業人才培養的現狀分析
隨著人民生活水平的提高,群眾對醫療保健的需求日益增長。作為醫療衛生事業的重要支柱的生物醫學工程產業,已成為中國生命健康產業中最具成長性的組成部分和國民經濟發展的重要增長點。根據生物醫學工程學科的特點開設的高等院校主要包括兩大類:(1)理工類大學;(2)醫學院校。理工學校注重工程技術的培養,其學生有較強的物理電子計算機知識,但對影像設備在臨床運用中的管理、操作、維修和開發能力欠缺;醫學院校則相反,注重醫學知識的培養卻忽略工程技術理論的學習,工程技術基礎相對薄弱。在當前社會形勢下,要求培養出一批具備醫學與工程技術相結合的科學研究能力,能夠在生物醫學工程領域對醫療儀器研究、開發、運行管理、維護的高級工程技術人才。
二 當前中國生物醫學工程專業人才培養模式存在的問題
目前,中國有一百多所高等院校開設了生物醫學工程本科專業。由于生物醫學工程是一門交叉性很強的學科,需要學生掌握豐富的理論知識并且具有很強的專業技能、實踐動手能力和創新能力,傳統的生物醫學工程專業的人才培養模式不能真正培養學生的創新思維和創新能力,不能滿足市場經濟下用人單位的需求,主要問題表現在:
1.專業培養目標和人才培養方案與社會需求存在一定程度的脫節
開設生物醫學工程專業的高校在專業設置及培養目標上沒有及時修訂和完善人才培養方案,沒有以社會需求為導向,沒有緊密結合生產和科技發展變化的需要而及時調整課程設置、更新課程內容和教學方法,未能使學生盡快地接受新技術與信息,不能很好地了解當前生物醫學工程領域發展的最新狀況和趨勢,不利于多學科交叉的生物醫學工程專業復合應用型人才的培養。
2.專業課程體系設置不夠合理,工程與醫學的有機結合還不夠緊密
生物醫學工程是一門理、工、醫融合在一起的交叉型學科,部分高校或缺乏工程技術背景,或缺乏醫學背景,教師的知識結構很難融合多學科的知識,由于學科專業劃分過細、專業口徑狹窄,過分講究專業對口,使專業課程設置被局限在一個狹小的范圍,缺乏多樣性和適應性,這種現象嚴重阻礙了科學技術的發展,使得培養出的人才知識面狹隘,缺乏創新思路。
3.實踐性教學環節中理論知識與實踐脫節嚴重
由于專業建設的資金投入和實驗場所的限制而偏重理論教學,忽視了科學研究能力和實際操作能力。所開設的實驗絕大部分屬驗證性的實驗,很難培養學生的動手能力、創新思維和創新能力;實踐性環節不足,主要以醫院見習為主,不能充分調動學生的學習積極性和激發學生的求知欲望。沒有做到理論與實踐相結合,學生的應用能力、適應社會能力普遍偏低。
4.學生課外科技活動少,學生的動手能力和創新能力差
目前大學生以學習理論知識為主,課外科研活動少,科研活動的參與率較低,科研能力、動手能力和工程實踐能力較差,科研成果少,導致創新思維和創新能力較弱。
5.師資力量薄弱,“雙師型”教師隊伍的建設有待加強
教師在教學和科研中起主導作用,業務素質的高低將直接影響教學質量、教學水平及學生創新能力的培養。目前普遍存在生物醫學工程專業教師層次結構不合理,教師隊伍的綜合素質不高,單一的教學型教師已不能滿足當前生物醫學工程專業人才培養的需要。
6.學生自身的市場競爭力不強,校外實踐教學基地建設有待加強
生物醫學工程是一門醫學與各種工程理論相結合的新興學科。當前在人才培養方面,大部分高校與相關企業之間的聯系不夠緊密,使得學生很難到相關企業開展工程實踐活動,從而導致學生運用工程技術方法來解決醫學中實際問題的能力較差,在人才市場競爭中處于弱勢。
三 醫學院校生物醫學工程專業人才培養模式的探索
江西中醫藥大學生物醫學工程專業隸屬于計算機學院,創辦于2003年,同年開始招收本科生,于2010年獲批江西省特色專業。按照學校“建設以中醫藥教育為主體,多學科協調發展,產學研結合,特色鮮明的中醫藥大學”的辦學理念,密切聯系經濟發展的實際,立足江西省醫療儀器行業需要,確立以醫療器械、設備的開發、應用、管理為主,醫院信息管理、生物信息處理為輔的發展方向,突出計算機與中醫藥、生物醫學的交叉融合,構建了特色鮮明的生物醫學工程專業復合應用型人才培養結構體系。這些改革舉措有效地解決了當前生物醫學工程本科專業教學中普遍存在的諸多問題,為醫學院校生物醫學工程人才的培養提供了新思路。
1.明確專業培養目標,凝練專業發展方向
面向市場對生物醫學工程專業人才的需求,總結我校專業建設經驗,制定專業培養目標。堅持工程技術與中醫藥技術相結合的教學研究方向,突出計算機與中醫藥、生物醫學的交叉融合,培養具備生命科學、電子技術、影像技術、計算機技術及信息科學等有關的基礎理論知識以及醫學與工程技術相結合的科學研究能力,能在生物醫學工程領域,醫學儀器以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、制造、應用、維護及管理的復合型高級工程技術人才。
2.修訂和完善人才培養方案,提升就業競爭力
秉承培養“實踐型、創新型、創業型”人才的辦學目標,與時俱進地轉變人才培養模式,充分體現“厚基礎,寬口徑,強實踐”的特點,注重課內與課外、校內與校外相結合,設計結構合理的人才培養體系。“早科研、重實踐”是我校生物醫學工程專業人才培養的特色。在多年的教學過程中,形成了大一打基礎、大二熟技術、大三搞科研、大四出作品的學習模式,培養了師兄帶師弟、參加電子大賽同學帶其他同學的良好風氣。大三時相當部分的同學進入實驗室跟隨教師搞科研,在實際的科研工作中檢驗所學的知識,在實踐中成長提高,部分同學甚至在大二時就跟隨教師搞科研。大四時,所有的學生都要設計軟件作品或電子作品才能進行畢業答辯。因此,在四年的學習中,對學生的實踐動手能力培養一直沒有間斷,有效地提高了學生的動手能力,提升了就業競爭力。
3.優化課程體系,深化教學改革,提高人才培養質量
堅持“以學生為主體”的先進教學理念,注重學生素質能力的培養,改進教學內容,深化教學改革;加強基礎性與綜合性,重視多樣性與前瞻性,強化實踐性與應用性;課程結構做到平整、模塊清晰;課程內容和設置服從培養目標要求,實現知識結構、課程體系的優化;鼓勵教師們結合專業特點,努力尋找生物醫學工程專業與中醫藥的最佳切入點,立足地方當前和未來發展需要,結合國家改善民生相關工程的實施,加強生物醫學工程技術在醫療健康等領域的應用;通過課程結構和課程體系的整體優化,使培養方案在質量和可操作性上得到提高。
4.強化實驗、實踐教學環節,培養學生的創新能力
實驗、實踐教學是課程學習的重要教學環節,也是學生展示聰明才智的舞臺。分階段設置不同層次的基礎實驗、專業實驗,構建由驗證性實驗、設計性實驗和探究性實驗組成的系列化實驗體系,形成“啟發式教學、個性化培養、系列化實驗、開放式管理”的實驗教學管理體系;通過第一課堂和第二課堂的結合,設計實踐教學內容(如征集生物醫學工程、中醫藥領域的大學生科技創新項目,開展完整的項目實訓),制訂和完善大學期間全過程的實踐培養計劃,突出對學生創新思維和創新能力的培養。
5.組建教學科研團隊,加強“雙師型”教師隊伍建設
堅持把師資隊伍建設放在優先發展的戰略地位,有計劃地引進一批既有教師職務,又有實踐背景的教師,以進一步改善和提高教師隊伍中“雙師型”教師的比例。為進一步凸顯中醫藥院校生物醫學工程專業特色,發揮學科組、教學團隊的優勢,全面提高教師隊伍的綜合素質,使教師由單一的教學型向教學、科研、生產實踐一體化的“雙師型”目標轉變。
6.校企雙方共建專業,深化校外實踐教學基地建設
為了更好地探索生物醫學工程專業人才培養模式,學校于2012年9月與江西天越科技股份有限公司簽約合作辦學,啟動了“生物醫學工程專業卓越工程師計劃”,通過校企合作方式訂單式培養學生。校企雙方在社會調查、課程設計、實踐教學、畢業實習等實踐教學環節已開展了相應的合作。通過建立校外實踐基地,給學生提供良好的實踐環境,為學生提供實習就業平臺,提高了學生的動手實踐能力,增強了他們參與社會競爭的能力。
四 結束語
本文就利用學校醫學資源的優勢,結合當今醫療衛生事業現代化建設的需求,進一步完善生物醫學工程專業的課程設置,對醫學院校生物醫學工程專業人才培養模式進行探索與研究。經過十多年的教學實踐,形成了適合社會需要、深受學生歡迎、具有中醫藥院校特色的生物醫學工程專業人才培養新模式,即致力于培養具有良好的職業道德,掌握扎實的基礎知識,具備一定的醫學知識,并學會運用工程技術方法來解決醫學中的實際問題,能推動生物醫學工程在人類健康、醫療儀器研究領域的迅速發展,達到“醫為工用,工為醫服務”的創新型應用人才。
參考文獻
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篇3
關鍵詞: 傳感器 課程建設 生物醫學
隨著近年來科學技術的發展進步,生命科學已經處于從定性醫學走向定量醫學的嶄新階段。生物醫學工程即結合理、工、醫等各門學科的知識和技術手段解決醫學檢測、診斷、治療和信息化管理等問題,為醫學診斷和研究提供高科技含量的現代醫療裝備。縱觀我國的生物醫學工程領域醫療器械的發展,與世界先進國家的水平相比,仍存在非常大的差距,國內有近70%的醫療器械市場被發達國家的公司瓜分;在高檔醫療設備市場,更呈現出進口產品幾乎獨霸天下的局面,其中以GE、西門子和飛利浦三大醫療集團為突出代表。因此,發展我國的生物醫學工程,提高醫療儀器的研發技術水平是機遇與挑戰并存的;根據社會發展與市場需求,努力提高我國各個院校和科研機構生物醫學工程專業的人才培養,是發展我國醫療檢測設備研發水平的基礎和保障。生物醫學傳感器作為醫療儀器的第一個環節,延伸了醫生的感覺器官,可幫助醫生進行客觀正確的定量分析;同時生物醫學傳感器的靈敏度和可靠性決定醫學測量系統的精度和有效性,因此在醫學儀器設備的研制和開發及使用中都占據重要的地位。
對于生物醫學工程專業的本科生教學來說,《傳感器與醫學工程》在生物醫學工程專業的課程體系中起到承上啟下的作用,上承模擬電路、數字電路及生物醫學電子學課程,下接醫學儀器設計課程。傳感器與醫學工程不僅是對生物醫學電子學課程的必要補充,而且是生物醫學工程設計實踐課程的重要基礎,該課程的學習能夠有效加深學生在醫學電子系統設計中對傳感器這一關鍵部件的理解。學生通過生物醫學電子學的學習,掌握信號檢測與處理的電路設計;通過嵌入式系統課程的學習,提高信號處理的硬件編程能力;再經過傳感器與醫學工程課程學習,學生具有從信號采集、檢測、分析到處理等一系列系統設計與開發的能力。因此,作為一門重要的專業基礎課程,同時是一門能直接應用于工程實踐的技術課程,該課程的教學質量和效果直接決定該專業學生對傳感器和現代醫學檢測概念的理解及新型醫療裝備的使用與設計。
一、目前在課程的教學內容和教學體系方面存在的問題
1.生物醫學工程是一個年輕的專業,與傳感器與醫學工程相關的課程資源不夠豐富,現有的傳感器與檢測原理的相關教材對醫用傳感器的特色介紹不夠突出,不能滿足傳感器與醫學工程課程的教學需求。相關的網絡資源方面,大多只是對傳統傳感器的基本原理的介紹,特別針對生物醫學類傳感器特點的內容比較欠缺;僅有的教學資源以文字講解為主,即使有的內容配備一定的圖表,也顯得單一,不利于給學生以更直觀更深刻的理解。
2.對于本課程在內的任何一門課程的教學來說,教師的教與學生的學都應當以教會和學會為目的;然而,目前衡量教會和學會的程度一般都只能通過期末考試的成績,這種教學缺乏學生的日常反饋的環節,不能使教師隨時掌握學生的學習動態和學習當中遇到的困難,以及時調整教學進度和方法,勢必影響授課質量。
3.該課程的教學方式仍以傳統的課堂講授為主,偏重理論教學,缺乏實踐,不利于充分調動學生的動手積極性;學生只能紙上談兵,不能更好地解決具體的實際問題,因此教學與社會需求有所脫節,造成學生的考試成績很好,但是不被用人單位認可。
二、解決問題的若干改革方法
1.改善教學資源,提高授課對象興趣。充實和完善傳感器與醫學工程的教學資源,具體可以從教師的課件制作及豐富的動畫補充環節加以改善。優秀的教學課件能夠使教師以多種軟件工具為載體,圍繞知識點展開形象生動的講解,開展以教師制作為主、學生為輔的課件制作方法的嘗試,既可以提高課件的多元化內容,使學生更容易理解,又可以充分調動學生的聽課積極性,深化學生對知識的記憶和應用。
2.改進教學方法,注意效果反饋。搭建網絡平臺,方便學生學習,并且將教師與學生的距離拉近,隨時隨地展開提問與討論,教師可從中獲知學生的學習動態和教學效果,并找到教學方式的改進辦法。實時的教學反饋是教學過程中非常重要的一個環節,以網絡平臺為媒介,建立學生的反饋機制有利于教師實時地調整授課內容和授課進度。
3.加強實驗環節,提高動手能力。加強實驗環節,例如動手設計試驗箱。目前市場上可購買的傳感器試驗箱很多,但大多集成度較高,不利于學生了解傳感器的測試原理和嘗試基本測量電路的搭建。因此,試驗箱的設計和搭建既是對學生動手能力的培養和鍛煉,又是彌補上文所述現狀分析中教學資源不足的一種重要手段。
三、結語
對于傳感器與醫學工程的授課過程,通過提出如上的教學改進思路,通過改善教學資源、改進教學方法、加強實驗環節等途徑保證課程的有效講授,使該課程在生物醫學工程專業建設中發揮良好的作用。在教學中要重視培養學生對人體生理信號特征和測量基礎知識的理解,解決實際問題的能力,充分調動學生的學習積極性,以增強整體教學效果。
參考文獻:
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篇4
理工類院校生物醫學工程專業的教育,主要體現于理學、工學及二者有機結合的特色和優勢,如理工類院校在數學、生物、材料、機械、電子、計算機、自動控制、組織工程等學科,具有堅實的教學基礎、豐富的教學經驗、良好的教學資源與條件。研究和解決生命科學及醫學中的重要問題,是生物醫學工程學科教育與發展的宗旨,因此,利用理工科院校的教學資源優勢,培養能利用工程學手段,解決人類生命及健康問題的研究和應用型人才,是理工科院校生物醫學工程專業教育的重要目標。因教學資源與條件的不同,理工科院校與醫科院校、綜合性大學的人才培養目標亦相異。理工科院校側重于培養學生具備扎實的基礎知識,包括數學、物理、電子、機械、生物等學科;熟悉醫學電子儀器、生物醫學信息、計算機、生物材料等相關學科專業知識;善于利用工程學方法與手段,解決專業相關領域的問題。培養目標具有準確的定位與時代性,即一方面能充分利用理工科院校的優勢,體現其在工程學科方面的特色,另一方面,根據學科的交叉性與涉及領域的廣泛性,密切跟蹤學科的發展與社會需求變化,從而培養高素質的復合型高級專業科技人才。
根據教學與科研條件、研究方向的不同,國內理工類院校關于生物醫學工程專業人才的培養目標既具有上述共性,又各有側重與特色。如清華大學提出旨在培養能將現代電子、信息技術、物理、化學、數學和其它工程學原理,應用于研究生命科學的基本問題,能利用工程技術方法解決疾病預防、診治及改善健康、提高生活質量等的高級專業人才;浙江大學則明確培養具有生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學等理論知識、醫學知識和工程技術緊密結合的科學研究和技術開發能力,能在生物醫學電子、醫療儀器、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、教學及管理的高層次創新型人才;東南大學強調以電子、信息技術生物學、化學和材料學為知識基礎,使學生具備開展與人類健康相關的科學研究及應用開發能力,重點培養學生的研究能力和創新能力,培養具備寬闊視野、思維活躍的精英人才和領軍人才;上海交通大學依托其強大且基礎雄厚的工科和醫學背景,重點培養在生物、醫學和工程技術領域中具有開展交叉研究能力的有創新精神的,能應用物理、化學、材料、電子信息和工程等領域的技術解決生命科學問題的創新型交叉學科人才。華中科技大學生物醫學工程專業培養具備生命科學與光、電、計算機等信息科學有關的基礎理論知識,以及醫學與工程技術相結合的科學研究能力,能在醫療器械、電子技術、計算機技術、信息等產業部門從事研究、開發、教學及管理的高級工程技術人才。
華南理工大學生物醫學工程專業,始于從碩士研究生人才的培養,我校于1993年獲生物力學碩士學位授予權,1998年,將生物力學碩士點(生物科學與工程學院)與生物電子學碩士點(電子與信息學院)整合為生物醫學工程一級學科專業碩士學位授權點,并開始正式招收碩士生,2002年招收生物醫學工程專業本科生,2004成立生物醫學工程系,2006年獲生物醫學工程一級學科博士點。根據我校生物、電子、材料等學科在科研教學方面的多年積累的與優勢,結合廣東省生物醫學工程產業的發展與需求,將生物醫學工程專業本科培養目標,按要求掌握的知識與具體的能力確定為:
目標1(扎實的基礎知識):培養掌握扎實的專業基本原理、方法和手段等方面的基礎知識,包括生物醫學、電子技術、信息科學、計算機技術、生物材料、生物信息等相關學科基本知識、基本理論和基本技能的復合型高級科技人才。
目標2(解決問題能力):培養學生能夠創造性地利用生物醫學與工程技術相結合的研究開發能力,以服務于國內外生物醫學工程產業快速發展的需求。
目標3(團隊合作與領導能力):培養學生在團隊中的溝通和合作能力,學會按分工要求在團隊中從事具體工作,完成指定任務,進行組織協調,進而能夠具備生物醫學工程領域的領導能力。
目標4(工程系統認知能力):讓學生認識生物醫學工程的多學科交叉特性,從系統的角度認識與領會生物醫學工程學科的核心與特點。要求從工程系統的角度,運用多種工程技術手段與方法,尋求解決實際問題的方案。
目標5(專業的社會影響評價能力):培養學生正確理解生物醫學工程對人們日常生活、人類健康所產生的重要影響。
目標6(全球意識能力):培養學生能夠在全球化的環境里保持清晰意識,積極跟蹤新理論方法、技術的發展,在全球化的背景下認識與把握生物醫學工程學科的現狀與發展。
目標7(終身學習能力):生物醫學工程畢業生在職業生涯中,需要根據學科、行業發展與崗位要求,不斷更新知識,提升自己的綜合素質,并具備終身學習的能力。
綜觀理工科院校生物醫學工程專業本科生的培養目標,既反映了各校的學科優勢、特色與定位,又具明顯的共性,即強調學科的交叉復合特性,培養能將工程技術和醫學、生物等基礎理論相結合,解決人類生命健康中的問題、提高生活質量的綜合性人才,尤其注重學生的實踐能力與創新能力。
理工類院校的生物醫學工程專業培養特色
在專業特色建設方面,各高校依托各自的學科建設與教學資源優勢,逐漸形成自己的辦學特色。如清華大學持之以恒地進行教學建設與改革,形成了"注重質量,強調實踐,緊密結合科研"的教學特色,清華大學生物醫學工程學科2001年被評為全國重點學科,2006年被評為國家重點一級學科;浙江大學則強調系統掌握計算機技術、信息處理技術、電子技術、儀器技術和生命科學相關的基礎理論知識具有多學科交叉應用能力和國際競爭力的復合型人才培養,為國家級生物醫學工程特色專業建設點;東南大學從1988年開始與南京醫科大學合作,進行7年制工醫雙學位人才培養,2000年開始進行生物醫學工程專業(七年制)本碩連讀人才培養。2007年建立醫工結合生物醫學工程長學制創新人才培養國家人才培養模式創新實驗區,2008年成為生物醫學工程國家特色專業建設點,形成了工醫復合型人才培養的特色,并形成了生物醫學電子學和現代生物技術兩個重要的特色方向;上海交通大學則充分利用附屬醫院的臨床資源,建立與基礎課程相適應的實踐教學體系,強化學生實踐訓練,培養動手操作與創新研發能力,大力推進醫工(理)交叉學科人才培養,積極推進國際合作與交流;華中科技大學華中科技大學自1997年起系統地開展了生物醫學光子學特色方向本科教學體系建設的探索與實踐。基于生物醫學工程學科的特點,借鑒國內外最新教學成果,建立了一套具有生物醫學光子學特色方向的本科教學體系。2011年開始招收“醫療器械”卓越工程師實驗班,按照全新的教育大綱和創新的實驗模式培養面向醫療器械產業發展需要的高端領軍型人才。
華南理工大學生物醫學工程專業經過近10年的本科教育實踐,以電子技術為基礎,以生物醫學電子儀器與生物醫學信息為主,兼顧生物醫學材料、分子生物學及生物信息學,基本形成了多學科方向交叉的知識體系。尤其注重學生基礎知識、實踐能力和創新能力的培養,根據廣東地區生物醫學工程產業的優勢與市場需求,著力培養具有生物醫學工程專業基本素養、基礎扎實、專業知識面廣的復合型高級技術和專業管理人才。近年來,積極與廣東省生物醫學工程領域領軍企業、醫療、科研機構開展聯合培養人才的改革,如自2009年開始,華南理工大學與深圳華大基因研究院共同成立了華南理工大學-深圳華大基因研究院,并開設基因組科學創新班,生物醫學工程專業部分優秀學生從大學三年級開始,即有機會進入深圳華大基因研究院從事生命學科的學習與科學研究;2011年,華南理工大學攜手中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院,共建“華南干細胞與再生醫學英才班”,實行“2.5+1.5”的培養模式,“英才班”將根據學生所屬專業本科培養計劃和干細胞與再生醫學的專業培養要求,為學生制訂個性化的培養方案,將專業理論知識與實踐、學習和科學研究相結合。此外,生物醫學工程專業與深圳邁瑞電子有限公司、汕頭超聲儀器研究所、廣州總院、南方醫院、廣東省人民醫院、中山大學附屬腫瘤醫院和廣州醫學院附屬腫瘤醫院等單位建立了密切的聯系,為學生的實踐、實習提供優越的資源和條件,同時,為學生的就業不斷開拓新的渠道;從大學二年級開始,學生即有機會加入“學生研究計劃SRP(StudentResearchProject)”,參與老師指導的科研實踐,進入實驗室與研究生共同學習研究。學習、研究期間,取得優異成績或成果的學生,推薦參加“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽。華南理工大學生物醫學工程專業,近年來進行各種新的人才培養模式的有益探索與實踐,進一步擴寬學生的知識面,顯著提高學生的實踐能力,激發學生學習熱情,培養學生的創新能力。
生物醫學工程專業人才培養模式
我國高等工程教育強化主動服務國家戰略需求、主動服務行業企業需求的意識,確立以德為先、能力為重、全面發展的人才培養觀念,創新高校與行業企業聯合培養人才的機制,改革工程教育人才培養模式,提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力。主要體現于四個方面:(1)工程教育服務國家發展戰略;(2)加強與工業界的密切合作;(2)重視學生綜合素質和社會責任感的培養;(4)注重工程人才培養國際化。近年來,各高校都在進行專業人才培養模式的改革、探索和實踐,主要包括(1)重基礎、寬口徑、強能力、高素質的大類培養模式。如上海交通大學實行按院系招生、學生入校兩年后再分專業的培養模式,從而有利于學生根據個性、特長選擇專業,增強學生的競爭意識,有利于資源的優化整合;中國科技大學秉承“基礎與創新并重”的辦學理念,實行重基礎、“輕”專業,注重基礎“寬、厚、實”,專業“精、新、活”的寬口徑個性化培養模式。浙江大學提出“以人為本、整合培養、求實創新、追求卓越”的教育理念,確立的人才培養模式是以3M(多規格、多通道、模塊化)和“寬、專、交”為特征的KAQ(知識、能力、素質)并重,將本科專業分成若干學科大類,實行前期按大類培養,實施通識教育,后期實行寬口徑專業教育的新模式。華南理工大學的培養模式與浙江大學既具相似性,又各有側重。華南理工大學以注重精英人才與個性化人才的創新能力培養為特色,如按大類分電子、機械、化工、材料、經貿等各大類專業精英班,“基因組科學創新班”和"華南干細胞與再生醫學英才班"等。
(2)注重創新與實踐能力培養,如卓越人才培養、產學研相結合人才培養、交叉復合型人才培養。近幾年,各高校均十分注重學生的創新能力和實踐能力的培養,通過卓越人才計劃旨在提高學生的科研能力與解決實際問題的能力。卓越工程師教育培養計劃的遵循“行業指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則,其特點包括:行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。其中,首批“卓越工程師教育培養計劃”高校包括清華大學、浙江大學、上海交通大學、華中科技大學、東南大學和華南理工大學等61所高校,第二批共有133所年高校加入“卓越工程師教育培養計劃”。
(3)國際化人才培養,通過與國外知名高校建立人才培養合作項目,進行聯合培養。如教育部中國教育國際交流協會(CEAIE),中教國際教育交流中心(CCIEE)和美國州立大學與學院協會(AASCU)共同合作的“1+2+1中美人才培養計劃”,積極推動中美高校學分學歷互認,促進中美高校師生雙向交流、共同制定大學本科專業教學計劃等。此外,近年來,各校紛紛與歐美、澳洲著名大學建立了各種靈活的本科人才聯合培養機制,推進教師雙向交流,專業課程實行雙語教學或全英教學等。
(4)個性化人才培養,華南理工大學生物醫學工程專業培養學生過程中,根據學生知識結構與特長,注重個性化培養,如,一方面鼓勵生物醫學工程專業學生修讀“雙學位”,另一方面,也接受其它專業學生修讀生物醫學工程專業“雙學位”;通過“學生研究計劃(SRP)”,“百步梯攀登計劃”、“挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽和創業計劃大賽”等,培養學生的創新、創業、科研能力。
課程建設
生物醫學工程專業教學指導委員會,為生物醫學工程學科人才培養的規范化提供重要的指導性意見。根據生物醫學工程學科的發展趨勢與社會需求、以及各高校的教學和科研優勢,理工科院校設置的生物醫學工程專業本科的課程體系,既存在共性,又各具特色。其中,理論教學部分,主要包括公共基礎課、學科基礎課和專業領域課,實踐部分,包括實驗課程、課程設計、認識實習、工程實習、生產實習和畢業實習等。各理工院校生物醫學工程專業本科培養計劃中的公共基礎課頗為相似,主要有政治類課程、大學英語、大學物理、大學化學、數學(微積分、線性代數、概率論與數理統計)、工程制圖、大學體育,以及人文、社會和技術類通識教育課程;學科基礎課程,大多數高校以生物醫學電子與信息為主,包括電路、數字電子技術、模擬電子技術、信號與系統、數字信號處理等主干課程,并設置解剖生理學、臨床醫學概論、普通生物學、生物化學與分子生物學等重要基礎課程;各校的生物醫學工程專業本科課程的差別,主要體現在專業領域課,同時也最能體現其專業特色。一般以其優勢學科方向開設不同的專業必修或選修課程,如浙江大學按數字醫學信息、生物傳感器與醫學儀器、定量與系統生理學三個方向設置專業課程,東南大學則分生物傳感與生物電子學、生物信息學、生物醫學材料與納米技術、醫學信息工程等四個方向,上海交通大學包括生物醫療儀器、神經科學與神經工程、醫學成像與圖像處理、生物材料與納米生物醫學等幾個方向課程;清華大學按學科方向分為醫療儀器、神經工程、醫學影像和微納醫學等四個主要方向,分別設置不同的專業課程。
華中科技大學則包括按生物醫學光子學、醫學影像學、生物信息學、納米生物材料和組織工程等方向的專業課程;華南理工大學生物醫學工程專業的本科課程,主要涵蓋了醫學電子儀器、醫學影像、醫學信息、生物力學和生物醫學材料等五個方向,分別開設了醫學傳感器、醫療儀器設計、生物醫學測量、醫學超聲學、生物醫學信號處理、醫學成像技術、醫學圖像處理、醫院信息系統、遠程醫療、生理系統仿真建模、生物力學、生物醫學材料等重要課程。
實踐環節主要包括綜合實驗、課程設計、臨床實習、金工實習、電子工藝實習和畢業實習等。其中綜實驗包括工程生理學、生物醫學工程、醫學儀器與信息工程3門綜合實驗課程,設置了數字電路、微機原理與應用、醫學儀器等3門課程設計。由于廣東省醫學資源和生物醫學工程產業具有較強的特色和優勢,尤其在醫療儀器行業擁有一批實力雄厚的企業,華南理工大學充分利用這種地域的產業優勢,知名企業聯合建立了本科實習基地,和具優越醫療資源的醫院建立了良好合作關系,為本科生的臨床實習與畢業實習提供強有力的支持。此外,華南理工大學積極鼓勵學生參與“暑期實習計劃”,即由老師或學生自行聯系實習單位,經院系和老師推薦,學生有機會在暑期到相關高校或科研院所實驗室、企事業單位實習。
在雙語課程、全英語課程、新型課程和特色課程方面,華南理工大學生物醫學工程專業也正在積極進行建設,如《醫學圖像處理》和《醫院信息系統》已經實行雙語教學,正在為全英文授課做準備;不定期地邀請國內外有影響的專家和企業負責人進行專題講座或創業教育;為新生開設《生物醫學工程概論》課程,計劃進一步開展新生研討課、系列專題研討課。
總結
生物醫學工程學科具有鮮明的交叉與復合特性,它對解決人類生命與健康中的問題具有十分重要的作用,生物醫學工程學科與相關產業發展亦極為迅速,如何培養適應學科發展需求和符合社會需要的專業人才,是各高校生物醫學專業面臨的重要問題。理工科院校在電子、計算機、信息、生物、材料、制造等學科具有一定的優勢,充分利用理工科的資源優勢,培養研究與應用兼顧的高級專業人才,亦是理工科院校本科教學的重要目標。
華南理工大學生物醫學工程本科專業,經過近十年的教學實踐,逐漸形成以生物醫學電子、醫學信息工程、生物力學為主導的培養體系,十分注重學生的實驗能力和創新能力的培養,并充分利用廣東省的醫學資源和生物醫學工程產業的地域優勢,努力培養適應社會需求的專業人才。近年來,華南理工大學生物醫學材料方向發展迅速,先后成立了國家人體組織工程重建工程中心、特種功能材料教育部重點實驗室、廣東省生物醫學工程實驗室,在生物醫學材料方面取得了一系列成果。為此,華南理工大學正在為利用生物醫學材料方面的優勢,加強生物醫學材料方向的本科專業人才的培養,積極地進行探索。
篇5
關鍵詞: 高職高專 醫用電子儀器與維護專業 培養模式 可行性
1.醫療儀器發展現狀及人才需求
醫療器械產業是關系到人類生命健康的新興產業,在世界發達國家近十余年來一直保持著很高的年增長率,被譽為朝陽產業。隨著經濟社會的發展,我國對醫療器械產業的投入不斷加大,“十一五”期間數字化醫療設備被列入重點發展項目,并把醫療器械產業的發展列入國家中長期規劃之中。醫療器械產業的主流產品是醫療儀器,它在整個醫療器械產業發展中起著主導和引領作用。作為現代醫療技術的一個重要組成部分,醫療儀器聚集和融入了大量現代科學技術的最新成就,是醫學與多種學科相結合的高新技術產物,是把現代計算機技術、精密機械技術,激光技術、放射技術、核技術、磁技術、檢測傳感技術,化學檢測技術和生物醫學技術、信息技術結合在一起構成的現代高科技產品,數字化和計算機化是其基本特征[1]。
醫療儀器的生命周期大致可分為六個階段(如圖1所示),每個階段所需要的人才不同。第一個階段需要高校和企業生物醫學工程研究人員進行源頭技術的研究;第二階段是技術轉移和產品開發階段主要是由醫療儀器生產企業的研發工程師來完成的;接下來醫療儀器進入市場流通,這一階段由企業的銷售人員完成。醫療儀器的使用主體為醫院,現在也出現了很多家用診斷保健醫療儀器。為了提高醫療儀器的運行效率和使用壽命,在醫療儀器的使用過程中必然要進行日常的管理、保養和維修,在該階段就需要專業的醫療儀器維修人才。在我國6.6萬多所醫院中約有1.6萬多所縣級以上醫院,擁有醫學工程技術人員(即從事醫療儀器管理、保養和維護專門人員)10萬余人。其中,省市級以上大醫院5.5萬余人,縣級醫院約4.5萬余人,縣一醫以下五萬多所醫院基本上沒有醫學工程技術人員。據有關資料統計,國外醫院的醫學工程技術人員占醫院科技人員的15%―20%,而我國三甲醫院的工程技術人員卻僅為1%-3%;從醫療設備資產配置的比例上看,發達國家的醫院是每100萬元醫療設備資產配備1人,而我國醫院一般在300萬元以上醫療設備資產的配1人,地市級三甲以下(含三甲)醫院1000萬元設備資產配備不到1人[2]。此外,醫療器械生產廠家和銷售公司生產、售后服務,技術監督等也需要專業的醫療儀器維修人才,可見,我國醫療儀器維修人才數量需求量非常大。如何加快醫療儀器維修專業人才培養,成為我國高校關注的熱點問題。
2.國內醫用電子儀器與維護專業教育發展的基本概況
醫用電子儀器與維護專業起源于生物醫學工程。我國的生物醫學工程專業教育始創于20世紀80年代,主要集中在工科院校的信息技術類的生物醫學工程專業教育,此后,一些醫學院校也相繼開展了生物醫學工程專業教育。截止到2004年9月,有80所高校陸續開設了生物醫學工程學科相關專業。其中醫科院校27所,工科院校40所,高職高專大約5所。根據學校層次的不同,本科以上專業稱“生物醫學工程”,專科專業稱為“醫療儀器維修專業”或“醫用電子儀器專業”等。根據人才培養的側重點不同,上述高校可大致分為三類:(1)培養研究型、學術型和技術型人才的實力較強的工科院校(清華大學、東南大學等)。(2)以培養能將工程技術與醫學密切配合的高級臨床醫學工程技術人員為主要目標的院校。如上海交通大學醫學院、第三軍醫大學等,大多為醫學院校。(3)側重醫學儀器設備管理,技術服務和維修的院校,如上海理工大學醫療器械學院、西安航空技術高等專科學校等,多為高職高專學校。其中,第一種類型院校的畢業生理想的就業層次較高,一般從事醫療儀器研發類工作,這類院校的畢業生大多不愿意從事醫療儀器維修工作;第二種類型主要是偏重醫療儀器在臨床上的應用,該類型院校畢業生一般從事醫院醫學儀器的操作或相關醫學信息處理。就第三種類型中高職高專層次的院校的辦學的情況看,上海理工大學醫療器械學院(原上海醫療器械高等專科學校)各醫療儀器相關專業發展狀況較好,共設有醫療器械工程系(下設精密依賴器械、醫療器械檢測、臨床工程技術、藥劑設備等專業),生物醫學工程系(下設醫用電子儀器專業、計算機及應用/數字醫療技術、計算機網絡技術/遠程醫療、計算機軟件技術/醫用軟件、計算機信息管理/醫用信息系統);醫學影像工程系(下設醫學影象設備專科)。
3.醫用電子儀器與維護專業的人才培養模式
參照國內部分高校對醫用電子儀器與維護專業的培養目標,我們將醫用電子儀器與維護專業的培養目標定為:從事醫療儀器安裝、維修、計量與管理的高級專門人才。它作為生物醫學工程學科范疇,是以理工為基礎,電子學為主體,維修技術為應用的高等專科教育。
依據本培養目標建立以電子技術和微機應用技術為主線,醫工結合的理論課程體系。其中專業基礎課以電工電子類為主,機械類和醫學類為輔,專業課以電子類醫療儀器為主,醫用制冷和電動設備為輔。在該理論教學體系中,電子技術學習是貫穿全程的主線,是專業學習的起點和基礎,并由此延伸到機械和基礎醫學的初步知識的學習。醫用電子儀器是一種特殊的電子儀器,它具有一般的電子儀器特性,又因其應用目的是對疾病的治療和診斷,使其本身的設計原理有別于一般的電子儀器。如前所述,醫用電子儀器集合多門學科的知識,其理論基礎是非常龐雜的。按照專科教育培養高級技術型應用人才的基本要求,在專業課設置中,以“必需、夠用、專門”為前提,專業課的設置主要強調應用性,注重基本概念,避免過于繁瑣的理論推導。強化技術應用,加強了整機基礎電路、典型電路和與維修工作關系密切重要電路,削弱醫用電子儀器具體電路的分析及理論計算等偏重理論的內容。
4.開辦醫用電子儀器與維護專業的可行性
醫用電子儀器與維護專業雖屬新設專業,但它建立在電子信息技術專業基礎上,從師資力量、教學設備、圖書資料到實驗器材等各個方面都可以利用我校現有條件,而不必一切從頭開始。具體而言,我校現有電子工程系和信息工程系,有一支結構較為合理的電子信息專業教學隊伍,在電子信息專業教育教學中,均已積累豐富的辦學經驗,同時配備有較為完善的電子信息實驗設施,足以開展醫用電子儀器與維護專業的基礎課程的理論和實踐教學,這些都是我校開辦醫用電子儀器與維護專業的辦學基礎和有利條件。此外,由于該專業是從電子信息技術和醫學工程專業結合分化而來的,其專業課程與電子信息技術專業有所區別,以醫學電子儀器為主。專業課體系中還包含基礎解剖學、生理學及醫學物理學等課程,所需師資可通過引進相關醫學專業人才或與本地醫學院校開展合作教學實現。
近10年來,我國醫用電子儀器一直保持很強的發展勢頭,該產業對醫用電子儀器維修人才的需求也在不斷地增長。且目前國內開辦醫用電子儀器維修專業的高職高專學校還很少,其培養的人才也遠未滿足醫用電子儀器行業的需求。綜上所述,我校具有開辦醫用電子儀器與維護專業的基礎條件,也迎合了當前就業市場的需求,具有可行性。
參考文獻:
篇6
本文結合生物醫學工程專業的特點和理論課的教學情況,針對目前實驗課教學過程中所存在的問題,通過從課程設置、教材建設、教學方法、教學內容等幾個方面對生物醫學工程的實驗課進行了探討,目的是改進實驗課教學質量、培養學生創新能力和實踐能力,為學生日后的專業發展打下堅實的基礎。
【關鍵詞】生物醫學工程,實驗課教學,教學方法
0引言
生物醫學工程專業是一門多學科相互融合,實踐性很強的學科,因此實驗課就顯得尤為重要,通過設置實驗課程可以幫助學生更好地理解和掌握本專業的理論知識,同時也是對學生的邏輯思維能力、實踐能力和創新能力的一種培養。我們針對在生物醫學工程實驗課教學過程中存在的問題,對本專業的實驗教學模式進行了改革與實踐,以滿足市場對高素質人才的需求。
1目前實驗課教學中的問題
首先,目前我校的生物醫學工程專業的大部分實驗課程的教學處于輔助理論教學的地位,實驗課程成績僅占課程總成績的20%左右,因此很多學生存在著較為重視理論課程,而對實驗課程較輕視的現象。長此以往的結果就會使得學生缺乏動手能力和分析解決問題的能力。其次,目前的實驗課教學不能夠發揮學生的主觀能動性,不能夠培養學生實際動手操作的能力及創新意識。很多數學生在實驗課上只是被動地按照實驗指導書的實驗步驟機械地操作,對實驗的原理不能夠充分理解。再次,目前實驗課的教學不能夠根據學生的特點進行因材施教。由于每個學生的動手能力不盡相同,在規定的實驗課的時間內,有些動手能力強的學生會較好的完成實驗內容,而基礎較差,動手能力較差的額學生到了下課時間并不能順利的完成實驗任務。目前的實驗教學模式使得不管本次實驗完成與否,學生都要離開實驗室,而下次實驗課又會開始新的實驗內生物醫學工程專業實驗課教學方法探討趙曉磊齊秋菊霍旭陽*吉林醫藥學院吉林132013郭春超吉林醫藥學院附屬醫院吉林132013容,從而導致動手能力差的同學對實驗課逐漸失去了興趣,不利于培養學生的創新意識和實際解決問題的能力,使得我們并沒有達到開設實驗課的目的。
2實驗課教學的改革措施
針對目前生物醫學工程專業實驗課存在的問題,結合我校生物醫學專業實驗課設置的實際情況,按照實驗教學的目的的要求,對本專業的實驗課教學考核方法,教學內容以及實驗室的建設等幾個方面進行了一系列的探索。
2.1實驗教學內容的改革
在實驗內容的設置上需根據教學大綱要求,以學生為主體,旨在實驗教學的過程中重點培養學生實際動手操作的能力及提高學生的綜合素質。要不斷的對實驗內容進行優化,強調實驗內容的綜合性,注重各學科之間交叉的特點,從而將實驗內容分為礎實驗訓練階段、綜合應用實驗階段和創新設計型實驗階段。減少以驗證理論知識為主的基礎性實驗的比例,在基礎試驗階段主要以培養學生掌握基本的實驗技能為主要目的并進一步鞏固理論課上的知識點;相應的增設綜合應用性實驗和創新設計性的實驗。在這類實驗的過程中,要以學生為主體,指導教師提供給學生實驗的任務和要求,并給出一些相關的電路和參考資料,學生進行自主設計實驗方案并完成實驗,指導教師在實驗教學過程中起到輔助作用。目前我校生物醫學專業的實驗課都開設了綜合性、設計性實驗。使綜合應用性實驗與實際生活相聯系,以此提高學生的學習興趣,充分調動了學生的主觀能動性。使學生具有初步的科研意識和創新能力。
2.2改進實驗教學方法
實驗課一直以來都是培養學生實踐創新能力的一個至關重要的環節,在整個教學體系中的作用是不可替代的。為了使學生在實驗課上更好地發揮主觀能動性和調動學生的積極性,改變學生輕視實驗課的現狀,因此就要求指導老師要根據專業課程的教學規律和特點,,在實驗課教學的過程中不斷改進教學形式,應在一部分的專業課程中將實驗課獨立出來,改變實驗教學通常依附于理論教學的傳統教學理念給學生創造更多發揮主動性的條件,引導學生關注自身的實踐創新能力的培養和綜合素質提高。另一方面任課教師要在總結以往教學經驗的基礎上,采取多元化的,,適合各門實驗課的考核方式,從多個角度考察學生的實驗能力。可以適當提高實驗課成績在總成績所占的比重,并結合學生在整個實驗的過程的表現,包括對實驗的預習,實驗的操作,實驗的結果及實驗報告的完成情況都記入學生的實驗成績當中,從而以充分調動學生對實驗課的積極性和主動性,有利于提高實驗課的教學質量。
2.3實驗室的建設和管理
實驗室作為教學和科研的重要場所,要充分利用我校的教學資源,設立各門課程的固定實驗室,如電子實驗室、醫學儀器實驗室、微機原理與接口技術實驗室等。在實驗課的教學過程中要有固定的實驗小組和實驗臺。將各班學生進行,每組都有固定的實驗,這樣有利于實驗教師對每組學生進行有針對性的輔導和管理,同時也有利于實驗室的器材與設備的管理。同時建立開放式的實驗教學模式,學生可以在課外時間通過預約的方式使用實驗室,實驗教師為學生提供欲做的實驗所需要的設備和資料并配備專門的實驗教師解決學生實驗過程中所遇到的問題,給以相應的指導,這樣可以有效的提高實驗室的利用率并進一步減少傳統實驗課所帶來的缺陷。
3小結
生物醫學工程專業實驗課教學是一項長期的任務,應以培養本專業學生的實踐動手能力和創新思維能力為主要目標。通過不斷的對實驗課教學模式進行改革和時間才能夠,提高實驗課教學的效果和質量。為培養具備醫工結合的實用型、創新型人才打下基礎。
【參考文獻】
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篇7
關鍵詞:工程制圖;生物醫學工程;實踐與探討
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)29-0160-02
正確規范的繪制和閱讀工程圖是一名工程技術人員必備的基本素質。《工程制圖》作為我院生物醫學工程專業的必修基礎課課程之一,主要涵蓋了制圖的基本知識、基本技能、基礎理論,圖樣表達知識、零件圖、裝配圖的讀圖與繪制能力。工程制圖作為一門世界性的工程通用語言,同時結合我院作為醫科院校生物醫學工程學科特點,通過該課程的學習,目標是讓學生能夠掌握并且理解工程制圖的基本知識而且可以熟練運用初步這門工程技術語言,在以后的醫院或者企業研發的工作中可以得到有效的運用。
在我校的課程設置中,該課程設為醫學物理、X線機、CT[1]、MR等專業課程之前,在大一第一個學期開課,作為學習專業課之前非常重要的一門專業課程學習。為此,本課程的培養目標是塑造學生的空間想象和思維能力,引導學生把空間思維變成實際的圖像和立體,同時培養學生使用儀器繪圖、徒手繪圖以及通過計算機軟件繪圖的能力。所以我校結合醫學院校的特點[2],在工程制圖中融入醫療儀器相關制圖的內容和特點,貫穿學生的建模意識,加強學生的三維圖形表達能力及其夠形訓練,擴寬傳統的工程制圖課程范圍。針對該課程的特點和目標,本文中,我們通過近年來的教學實踐,總結了在理論教學、多媒體教學、第二課堂、考試考核等方面的工作,希望能夠提高當前的教學質量,實現教學相長。
一、明確教學目標,精選教學內容
課程學科的設計要求是教學內容應當新穎翔實,知識結構相對合理,能夠體現本學科最新的科研成果和應用方向,課程結構清楚,各知識點相互聯系并且聯系緊密,能放映體現學科的自身特點。在教學教材的選擇上,工科教材版本和材料選擇余地交大,但是專門針對高校生物醫學工程專業課程的兼具典型性與先進性的內容還不是很多。針對該問題,我院周凌宏教授、陳超敏教授在數十年對工程制圖教學基礎上,總結了以下五方面的課程主要教學內容:①投影的基礎;②構型設計;③表達方法;④制圖規范。在具體的課程教學中,堅持以基礎、概念、原理知識教學為主,同時以兼顧醫科院校生物醫學工程學科的特點,在教學內容和形式上,逐漸引入生物醫學其他學科的需求和內容的表達。比如,除了對基礎知識的學習之外,在教學內容上適當補充當前生物醫學工程中涉及工程制圖學科內容的前沿應用及發展趨向,比如3D打印在醫學中的應用以及和工程制圖的聯系,一則為了拓寬學生視野,二則提高學生學習興趣,激發其探索的欲望。
二、合理利用多媒體教學手段
在《工程制圖》的教學中,在講解基礎的理論知識需配合大量的圖片和圖畫,如在講解三視圖的投影法概念時,要求在三維空間投影到二維平面的方法和原理。那么如何讓學生直截了當理解的三視圖構成、表現的形式,空口的語言表達似乎顯得蒼白無力。又比如在介紹組合體和零件圖時,會有大量的空間圖形。如果采用板書或者畫圖的方式,一是無法保證圖像的準確性,二是浪費課堂的時間。所以,多媒體教學是一種有效而且必要的教學技術。通過多媒體動畫的模擬和表達等手段將投影過程中比較復雜、枯燥的內容通過直觀、形象、而且富有動感的方式和學生交流,可以達到立竿見影的效果,同時也充分調動學生在課堂教學中積極性,促進學生積極思考和探索的主動能動性。同時,對于教學中知識和內容,可以讓學生將復制,方便他們課后繼續學習,培養他們的自學能力。通過多媒體技術,互動教學成為了一種簡單有效的交流方式,突破了單純課堂教學的限制,形成良好的補充和反饋作用。比如學生們除了課堂的學習之外,還可以充分利用郵件,QQ或者微信的互動交流,實現答疑解惑的目的。
三、實踐與理論課程緊密聯系
《工程制圖》課程作業內容的配置要有利于創新精神和實踐能力的培養。如制圖大作業是給出一組醫療儀器零件平面圖.要求學生從一組平面圖任選一個方案.結合前面所學的制圖基本知識,查閱資料,確定設計方案.同時要求學生選擇自己熟悉的零件完成工程制圖大作業[3-4]。對此學生表現出極大興趣,將所學知識直接在作業中得到體現[4]。在具體課程講授過程中,通過討論生活中的具體工程制圖難題展開,從而引發學生主動思考解決問題的方法,帶著實踐中的疑惑開展理論學習,從而增強學生探索知識的好奇心和欲望,創造學生解決問題的能力。同時通過生活中實際難題與課堂理論的相結合,增強了學生學習理論知識的源動力。
四、堅持開放第二課堂
考慮到課堂的課時有限,針對學有余力,以及對工程制圖感興趣的學生。我校陳超敏教授在全校范圍開設了工程制度CAD選修課[3-5]。該選修課可以作為常規課堂教學的輔助和延伸。而且可以根據學生在日常生活和學習中遇到的相關工程制圖問題,自身自主性探索的同時,通過選修課老師的幫助和引領,得到完美的解決。比如,在此選修課學習中,我校中西醫的醫學生通過選修課的學習,在其醫學論文中通過AutoCAD軟件的表達來展示其使用的設備結構和原理,其的醫學課題研究提供極大幫助;也有醫學生在臨床業務中發現當前的手術剪存在可改進和提高的方面,通過工程制圖和CAD的學習,幫助他很形象展示了自己的創造和發明,并且使他的設計和思想變成實物。通過類似的良性循環,吸引對工程制圖剛興趣以及有需求的學生進一步對工程制圖的基礎概念和思想進行鍛煉,同時深化他們的實際動手能力。
五、結語
生物醫學工程專業涵蓋了工程技術、圖像處理和醫療儀器的眾多方向,具有高度交叉綜合的特性[2]。由于生物醫學工程具有特殊的復雜性且在我國的發展時問較短,如何將現有的教學模式與我同的醫療研究現狀相結合,培養出一批兼具工程技術研發和生物醫學基礎能力的專用及研究人員,是該學科發展中的重要課題之一。工程制圖作為我校生物醫學工程專業必修的一門基礎課,在教學上必須結合專業特點,從基礎知識到理論應用,環環結合,以學生的實際知識水平為基準,擴展思路,開發新的教學模式,提高教學質量。本文中,我們介紹了我校在授課內容、教學方式及實踐環節的實踐與探索,有效地提高了教學質量,激發了學生的學習興趣。
⒖嘉南祝
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篇8
關鍵詞:衛生職業技術教育醫學工程專業創建與發展
目前,隨著教育體制的改革,高等教育分為普通教育和高等職業教育兩大塊。全國各地的教育體制要做相應的調整,我省也不例外。衛生職業技術學院的建立,給我省原有醫療器械維修專業的發展帶來一次新的飛躍,一個高的起點。因此,我省應看準這一時機,抓住這一機遇,在保證衛生專業的 前提下,首先在現有醫療器械維修專業的基礎上進行調整,在衛生職業技術學院創辦醫學工程系(或開設醫學工程專業),力爭取得教育部、衛生部、國家醫藥管理總局有關部門的重視、關心與支持。下面就此談一點想法:
1 全國醫學工程專業的情況
1.1 存在的問題和矛盾
根據湖南醫科大學儀器培訓中心在近幾年對百余家不同級別、不同地域的一般性醫院的醫療裝備管理和維修人員的調查報告來看,當前醫學工程技術隊伍的知識結構和人才需求存在的問題和矛盾,同時也表達了工程技術人員的愿望和要求。
1.2 醫學工程技術隊伍人才建設的現狀
1.2.1 人員缺乏
從調查結果中可以看到,不管是拿一級醫院都反映工程技術人員的缺乏,有的基層醫院甚至沒有維修人員或由總務科的電工兼管,這主要是與醫學工程專業起步晚,開設這個專業的學校少,培養出來的工程技術人才趕不上社會的需求有著直接的關系。
1.2.2 水平偏低
人員編制比例低“半路出家”和學歷偏低者在哪一級醫院都存在著相當的比例,雖然在長期實踐中積累了大量的經驗,但由于基礎差、知識較陳舊,外語水平低,因此對新設備、新科技接受較慢較難,維修水平明顯偏低。有的畢業分配到醫院后,技術水平不高,動手能力差、長期不能獨立勝任工作,這與學校的辦學條件和經驗有關,也與專業課程的設置和師資力量、實習、實驗條件有關。還有個別學生在校學習時繩屬是混文憑。
我國醫院一般在300萬元以上醫療器械設備資產的配1人,而發達國家的醫院配置的比例是每100萬元醫療器械設備資產配備1人,可見人員編制比例明顯偏低。
1.2.3 職稱晉升難、留住人才難
醫學工程技術人員和醫學工程專業教師因在醫院和衛生職業學校都誤認為不是主要學科,得不到重視。例如:部分醫院(其中包括三甲級醫院)把醫學工程技術人員化歸后勤科、總務科、藥材科或醫務科代管;學校把從事醫學工程專業教學人員化歸數學物理教研組。同等條件或高于臨床醫生和臨床教學教師晉升條件,他們能晉升而從事醫學工程專業的卻不能晉升。而那些學歷低沒文憑、外語應試和口語能力低、基礎理論知識不系統,寫論文困難的維修人員晉升就更困難了。由此引出留住人才難。具有本科和本科以上學歷的高層次人員到了醫院或衛生職業學校認為屈才,除了社會地位、經濟收入、職稱、住房等不公外,還有更大的抱負,有的到了科研部門,有的到了國內外大的醫療器械公司,有的考了研究生。
1.2.4 人員來源不一、知識結構不一、人員所在的學科不一
醫學工程技術人員大致由經過醫療器械設備培訓班培訓(1980年前工作)的工人、相近專業(自動控制、無線電、電工電子、計算機)改行和80年以后畢業生物醫學工程、醫療器械維修專業的大、中專畢業生組成。因此他們只能根據各自的情況來從事不同難度醫療器械的維修。把醫學工程技術人員化歸后勤科、總務科、藥材科或醫務科,造成人員所在的學科不一,這樣很不利醫學工程隊伍的發展。
1.3 醫學工程專業的教育基地的現狀和矛盾
80年代后期,衛生部在全國五所醫科大學(北京醫大、上海醫大、華西醫大、中山醫大、湖南醫大)建立了五個儀培中心。五個儀培中心的創辦和開展,為我國醫學工程技術隊伍的狀大作出了極大的努力和積極的貢獻。近幾年雖然先后在清華大學、浙江大學、天津醫科大學、西安醫科大學、一軍醫大學、四軍醫大學、華中科技大學等十幾所高校陸續開設了生物醫學工程或醫學裝備工程專業的本科班。但這些學校培養的是學術型人才、工程型人才和技術型人才。其畢業生不樂于從事維修工作。而湖北省荊州衛生學校、云南省衛生學校、南京市第二衛生學校、杭州市第二衛生學校、河南洛陽市衛生學校、陜西咸陽市衛生學校、湖北咸寧地區衛生學校、湖北恩施州衛生學校、湖北沙市電子工業學校等中等職業學校開設醫療器械維修中專班,培養的是技能型人才。其畢業生只能對低、中檔器械進行維修,對高、精、尖的大型器械又不太勝任。鑒于上述情況,高職教育方可解決這一問題。
湖北省荊州衛校自1986年開辦醫療器械維修專業到目前為止,共有14屆。已畢業走上工作崗位的12屆,在校就讀和正在實習的2屆。據我了解的情況來看,該專業的生源及畢業的學生共分布在廣東、福建、河南、山東、新疆等省(自治區)和我省各級醫療衛生單位,表現很好,已成為主要技術骨干,有的還走上領導崗位。僅這個專業就說明了該校已經培養了不少的初級實用性的技能型人才,作出了一定成績和貢獻。這為湖北省衛生職業技術學院開辦醫學工程系(或專業)奠定了一定的基礎。但由于各自為陣、辦學分散、經費不足、師資力量缺乏、教材和實驗室等種種問題,制約了本專業的發展,導致湖北省開辦的此專業遠遠不敵云南、江蘇等省辦的中職水平。
1.4 發展醫學工程專業是現代化醫院建設的趨勢
當代醫學的發展極大地取決于工程技術進入醫學領域的程度。隨著科學技術和現代工業的飛速發展,現代醫學已把幾十門學科匯集一體。80年代以來,在醫學診斷過程中廣泛使用了醫學成像技術(X線、同位素、超聲學),內鏡技術、核醫學技術、生理工能檢測技術、免疫診斷技術、人工臟器等先進技術。正是有了這復雜且相互滲透的先進技術和相應設備,才使現代醫學發展如此之快。俗話說工欲善其事,必先利其器。靠誰利其器?靠技能型工程技術人員。因此,現代醫院建設,工程技術人員必然進入醫院,因而發展醫學工程專業是現代化醫院建設的趨勢。
1.5 醫療裝備水平是衡量醫療水平的重量標志之一
醫學工程學是近幾十年發展起來的新興的交叉邊緣性學科。為了生存和發展,世界各國都把最高、最新、最精、最尖的科學技術應用于生命科學。高、新、精、尖的科學技術在生命科學上的應用給醫療衛生科學的發展帶來了新的飛躍,全國的醫療儀器裝備近十年來以幾倍甚至幾十倍的速度增長。醫療儀器裝備的優劣已成為現代化醫院等級評定的主要標準之一,裝備水平已經是衡量一個國家醫療水平的重要標志之一。
1.6 醫學工程的發展給醫學工程人員的素質提出更高要求
醫學工程技術人員的素質趕不上發展的需要,表現為:現有醫療儀器裝備的功能開發沒完全達到設計要求,有的儀器設備的應用只占其全部功能一半,甚至只有全部功能的五分之一,造成儀器裝備的極大浪費,儀器裝備的安裝和使用達不到儀器裝備的基本要求而造成人為的損壞;維修力量缺乏,有的儀器出現故障不能及時排除,壞了無人修,或越修越壞。所以,提高全國醫學工程技術人員的素質,提高質量是全國醫學衛生事業建設的需要。 2 衛生職業技術學院開設醫學工程系應解決的問題
2.1 辦學力量問題
1991年我第二次應邀參加在南京大學召開的全國高、中等院校“生物醫學工程”、“醫用電子儀器”、“醫療器械維修”等專業的大、中專教材編寫會議時,了解的全國六所中等職業學校開辦醫療器械維修專業的情況條件都不太好。十年后的今天,基本照舊。只不過是有的生格為衛生職業技術學院,因此,我建議:我國衛生職業技術學院在開設醫學工程系時應吸取原先辦醫療器械維修專業時的經驗教訓,應集中精力在全國有代表性、有一定基礎的省市開辦幾所,把所有的財力、物力、人力集中投進去,把此系或專業辦好。
2.2 專業名稱問題
醫療器械維修專業實際上就是醫學工程專業。“維修”一詞給人的印象或一般看來就是修修補補,技術含量不高,所以此名稱招生時就不吸引人,畢業后就業也難。據我對全國20多所高等院校辦此類專業情況的了解,其名稱均為醫學工程、醫用電子儀器、電子技術應用、生物醫學工程等。基礎課和專業基礎課一樣,只是專業課作一下調整就行了。建議醫療器械維修在衛生職業技術學院的專業名稱應改為“醫學工程”專業。
2.3 課程設置問題
醫學工程,顧名思義就是醫學與工程技術結合,使診斷工程化。當代醫學的發展極大地取決于工程技術進入醫學領域的程度,隨著科學技術和現代工業的飛速發展,現代醫學已把醫學、藥學、數理化、電子學、機械學、分子生物學、精密儀器、激光、超聲、射線、遺傳工程學、材料工程學、信息工程學、計算機技術等匯集一體,構成了縱橫交錯的綜合學科,其廣度和深度已經遠遠超過了對傳統醫學的認識范疇。因此,醫修專業的專業基礎課教材選的是非電專業教材是極不合理的。專業課的名稱也過于陳舊。例如“常備”、“醫電”。“常備”原先講的是鉗工、電氧焊接、顯微鏡和581光電比色計一類簡單分析儀器的內容,而現在的內容全是現代的醫用檢驗儀器,所以應改為“醫用檢驗儀器”。“醫電”實際上是大學的一門專業,而不是一門課程。它是“心電圖機、腦電圖機、胃電圖機、肌電圖機、心向量圖機、超聲診斷儀、核醫學診斷儀”等醫用電子儀器的總稱。如果課程名稱和課程設置不改,這將會給招生和學生畢業后就業帶來不利。
建議應設置為基礎課:高等數學、英語、醫用物理學、普通物理學、機械制圖等。專業基礎課:電工學、電路分析、模擬電子線路、數字與脈沖電路、計算機原理(注:這五門必須是電子專業的課程)、生物醫學電子學等。專業課:生物電測量儀器、超聲診斷儀、醫用檢驗儀器、X射線機原理、X線影像設備原理與應用、制冷設備等。選修課:黑白電視機原理、彩色電視機原理、音響設備原理(VCD、DVD)、市場營銷等(這些課程必須再根據設置的專業再定)。如果在職業技術學院開設“醫學工程系”,這些專業課可開3—5個專業。
2.4 教師隊伍的建設問題
在衛生職業技術學院內開設醫學工程系,除了專業名稱、課程的設置要改,還必須加強該專業教師隊伍的重視和建設。即要有一支精兵強將(工學博士、碩士、學士各種知識結構齊備和高級工程師、副教授、工程師、講師)組成的專兼教師隊伍。在現在暫不具備條件的情況下,可把原有從事醫學工程的高級工程技術人員充分利用起來,過渡一下。同時該專業的教師必須和臨床醫學、護理等專業的教師一樣,均屬于主科教師,而不應該附屬數學物理教研室,應單獨成立醫學工程教研室。其教師的專業職稱應是“醫學工程”或“生物醫學工程”專業。這樣,可增強教師的敬業精神并調動其積極性。
2.5 實驗室建設問題
在衛生職業技術學院時,教育部、衛生部計財司應和地方財政聯合起來進行扶持。可以事先把醫學工程專業的幾個實驗室的計劃提出來,力爭開辦醫學工程系時和它所配套的實驗室能夠一起建起來。醫學工程專業應裝備五個實驗室,用以解決“醫用電子專業”和“醫用檢驗儀器專業”專業基礎課:“電工學”、“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”和“微機”等幾門課程開設多項學生實驗課的問題;而對臨床醫學儀器(內含X線影像專業)中幾門專業課的實驗應建一個“臨床電子儀器實驗室”;對制冷設備專業還要建一個“制冷設備維修實驗室”。在財力不足的初期,后兩個實驗室可在臨近有實力的醫院內醫學工程科(器械科)作為實習基地,而后逐步過渡。
2.6 教材建設問題
我國從事醫療器械維修的專家、教授不少,但著書立說的不多。據我了解情況是正式編輯出版此專業書籍的有:大連第一療養院的師宇東等人編著的《醫用診斷電子儀器與技術》(上、下冊);原武漢軍區總醫院的陳智文等人編著的《進口心電圖機原理與調試》和《B型超聲診斷儀原理》;南京大學電子系以甘心照等人編寫的《常用醫療診斷電子儀器》、《醫用B超與超聲多普勒系統》等七本書;湖南醫科大學徐棟國等人編著的《X線影像設備原理與技術》;雷元義編著的《心電圖機原理與維修》、《A型超聲診斷儀原理與維修》和《單導心電圖機使用與維修手冊》、與甘心照等人合作編著了兩本書、獨著的《中外心電圖機實用技術》(這六本書一直都是全國二十多所高中等院校醫學工程專業的學生、醫學工程技術人員、計量人員的教科書和參考用書)。其它的人編著出版發行著作的很少,這不利我國醫學工程隊伍的發展。建議衛生部科教司應組織全國從事醫學工程專業的專家、教授、學者和技術人員一起合作編寫一套此專業的書籍。其理由是抓好教材建設是辦好這個專業的重要環節,也可以說是對我國開辦衛生職業技術學院醫學工程系的一個支持。
2.4 生源問題:
篇9
關鍵詞:軟件工程 生物醫學工程 教學方法 工具軟件 案例開發實踐
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0152-02
1 研究背景
當今,軟件產業已經滲透到幾乎所有的生產生活領域,軟件開發和管理人才緊缺的狀況非常嚴重[1]。然而,當前嚴峻的就業形勢與軟件人才特別是軟件開發人員中高級人才的匱乏與之形成了鮮明對比。軟件工程是大學培養軟件人才的必修課程,更是中高級軟件人才必須具備的重要基本專業素質之一。在生物醫學工程專業中,從大型醫療設備(如核磁共振成像MRI,計算機斷層掃描成像CT,正電子發射體層成像PET,到小型醫療設備(如彩超/B超,心電監護儀),都必須要集成對采集的醫學圖像或信號的顯示、分析和診斷軟件。因此,對于生物醫學工程專業的學生也必須具備軟件工程的知識,以便為高端的醫療影像設備、監護設備和醫學分析儀器設計優秀的顯示、分析和診斷軟件奠定基礎。由于軟件工程課程講授的概念、原理、技術和方法都比較抽象,國內高校的軟件工程課程理論與實踐教學尚處在一種探索和發展階段。其教學方法以教師帶領學生進行知識學習的思路為主,即教師講授,學生被動接受知識的模式。在這種教學方式下,通常導致培養的學生,在實際工作中缺少獨立思考的能力,不知道如何利用相關的專業工具軟件和所學理論知識來實質性地開展項目,推進項目和維護項目,即實踐能力不足。
軟件工程是一門實踐的課程[2]。為了讓學生能夠活學活用軟件工程的概念、原理、方法和技術,在教學過程中我們采用了將一套專業工具軟件的實踐使用、案例分析和抽象的理論學習緊密結合起來,讓學生在運用工具軟件分析和設計具體案例中,更深刻和更全面地理解和運用軟件工程中的概念、原理、方法和技術。我們的目標是:提高學生運用軟件工程知識來管理和開發軟件項目的實踐能力。根據軟件工程課程的主要內容,我們有選擇地集成了數個當前軟件工程領域內流行的專業軟件分析工具,并讓學生使用這些工具來分析和設計具體的項目案例,從而使學生獲得實踐軟件生命周期中各部分相關知識的機會。這種教學方式讓培養的學生既熟悉實際工作中的各種主流分析工具,又能深刻地理解和掌握各種復雜概念、原理、技術和方法等相關知識點,并使之融會貫通。我們認為通過使用相關的具體軟件工具,來一步一步實現案例分析的整個過程,將獲得比僅僅停留在紙面上的案例分析方式更好的、更生動的教學效果。此外,熟練掌握這些專業分析工具本身也是提高學生專業素質的重要一環,讓培養的學生更易適應未來的實際工作環境,增強就業競爭力。
2 基于工具軟件實踐的教學方法
我們認為高效的實踐活動是掌握軟件工程課程中概念、原理、方法和技術最佳途徑[3]。而如何保證實踐活動的高效率呢?在我們這個基于工具軟件實踐的教學方法中采用了以下兩個方面來保證:(1)選取當前軟件工程領域最流行的軟件設計和分析工具。通常這些軟件管理和開發的專業工具已經將軟件工程領域業界的通用概念、原理、方法和技術融入其中,這樣學生在使用這些工具中,就會不知不覺地以軟件工程的思維方式和開發模式來管理、分析和設計軟件,從而實現了將軟件工程的概念、原理、方法和技術貫穿于學生開發實踐的全過程。(2)選擇由簡單到復雜的軟件開發案例集合。這些案例的選擇使得學生在實踐過程中有了具體的目標。在管理、分析和設計這些軟件開發目標中,學生將掌握這些案例是如何從需求一直做到測試的,理解每個步驟之間的演變過程,弄清楚軟件生命周期各階段具體要完成的工作,掌握這些階段的模型是如何推導的,并且是如何保證可回溯的,軟件開發過程是如何管理的。
2.1 專業軟件工具的選取
依據軟件工程這門課程的教學大綱內容和當前軟件工程鄰域的流行的專業分析設計工具,我們為學生選擇了三種軟件工具:IBM公司的Rational Rose、Sybase公司的PowerDesigner和HP/Mercury Interactive公司的功能測試工具WinRunner。各軟件工具描述及使用工具的教學目的如表1所示。這三種軟件工具的學習使用可以讓學生深刻理解軟件工程的各種復雜概念、原理、技術和方法等相關知識點,參考工具中的開發案例,了解該領域最新的發展成果。
2.2 軟件開發案例的選取
軟件開發案例需要精心地選取,選取的原則是“由簡單到復雜,由局部到整體”。案例又分為教學案例和實踐案例。教學案例,即在教學過程引入軟件開發的實際案例,將抽象復雜的理論知識用生動具體的實例進行講解,能夠收到事半功倍的效果。案例教學應以應用軟件工程的概念、原理、方法和技術分析和解決案例為主線,以工具軟件的學習和使用為輔線,通過分析實際案例,提高學生的興趣,從而激發學生的積極性和主動性。選擇的教學案例最好來源于教師自己熟悉的軟件項目,將一個典型的、完整的、易于理解的并貼近學生的實際生活的案例引人教學中,將復雜抽象的概念用具體生動的案例進行詮釋,從而提高了教學效果。實踐案例,即學生在實驗課中及課后需要完成的軟件開發實際案例,可以根據學生的興趣,選定數個復雜度中等的實際案例。根據生物醫學工程專業的特點,教學和實踐案例可以選擇心電監護儀、MRI圖像重建和顯示、醫院信息化系統HIS、醫學圖像顯示和分析軟件等具體的實際案例。在這些實際案例中,由學生們自由組合的小組任意選其一來在規定的時間內實現開發,并上交開發的實際成果,如軟件規格說明書、分析設計中的各種文檔視圖、獨立運行的開發軟件和源代碼、測試規格說明書和使用說明書等等。這種將感興趣案例和分組實踐相結合的方式可以讓學生們集思廣益,相互學習,又體會到軟件工程中的項目組織管理方面知識的重要性。
2.3 軟件生命周期與軟件工具相結合
軟件工程的概念、原理、方法和技術均可納入每個軟件的軟件生命周期中。而在軟件工程業界各種軟件工具中,某一些完整涵蓋了軟件生命周期中各項開發活動,如Rational Rose和PowerDesigner,而另一些則專注于某一項軟件開發活動,使該項軟件開發活動功能更專業更強大,如Win Runner。這些軟件工具都提供了軟件項目開發的完整的建模解決方案,都支持統一建模描述語言(UML),包含各種軟件工程建模的動態或靜態視圖。在選定了具體開發案例后,讓學生以開發組的形式,運用這些軟件開發建模、測試工具來完成相關軟件開發案例的開發工作。學生在開發過程中,鼓勵閱讀這些軟件工具的幫助文件,這不僅有利于對書本上各種復雜概念、原理、技術和方法的進一步理解,而且讓學生們主動思考如何解決開發過程中的實際問題。在這種具體的實踐中,學生的學習興趣得到提高,學生的成就感得到滿足,最終學習效果明顯提升。每一個軟件的熟練使用本身就是需要對軟件工程專業鄰域知識牢固掌握和相關開發案例的詳細分析,需要大量的實踐時間。因此,應該要求學生先抓住軟件生命周期模型這條主干,完成對軟件開發各項主要開發活動的學習理解。其它更深的問題及細節可讓感興趣的學生課后學習完成。
3 實踐過程中應注意的問題
在軟件工程教學和實踐過程中,將軟件工程知識、案例實踐和生物醫學工程專業知識緊密結合,提高教學效率,增加專業針對性,應該注意以下方面。首先將本課程與學生已學過的其他計算機類課程聯系起來。學生應初步具備程序設計(如面向對象的C++語言設計)、數據庫、操作系統、軟件圖形化界面設計等相關知識;其次要讓學生將理解、掌握與軟件工具實踐運用有效結合。在軟件工程開發實踐中,深刻理解什么是軟件工程,為什么需要軟件工程,軟件工程需要解決哪些問題,軟件工程涉及哪些方面的內容;牢固地掌握軟件工程的概念、技術、過程、手段及工具軟件;體會運用工程化思想進行軟件開發,進行需求分析、軟件設計、軟件實現、軟件測試、軟件維護的重要性;再次,教師應該在學生的實際學習過程中將“課堂講授、案例的工具軟件實踐、課后進一步思考和閱讀”三者緊密結合。“課堂講授”主要是讓學生切實理解課程中的知識點和軟件工程思想,無需死記硬背。“案例的工具軟件實踐”是根據具體的軟件開發案例在實踐過程中體會軟件工程的原則、方法和技術;在掌握高效軟件工具的過程中,提高抽象思維的能力、培養獨立解決問題的能力、培養合作精神。“課后進一步思考和閱讀”是進一步閱讀相關的軟件工程及項目開發方面的書籍,軟件工具的幫助文件,了解先進設計方法和最新技術,開拓學生的視野,提高學生的興趣,為后續專業方向課程的學習打下堅實的基礎。最后,要引導并鼓勵學生將所學的軟件工程的概念、技術、過程、手段及工具軟件運用與生物醫學工程專業相結合。這可以通過選取具有該專業背景的教學案例和實踐案例來實現軟件工程知識在此專業軟件開發中的應用。此外,以介紹國內外生物醫學工程領域中相關專業軟件的設計特點為輔助,使學生了解當前軟件工程在生物醫學工程軟件開發中的最新成果。
4 結語
軟件工程是門綜合性很高的課程.理論性和實踐性都很強,本文闡述了一種新的軟件工程教學方法,該教學方法將軟件生命周期模型中的開發活動、多種軟件工程領域的軟件工具使用和具體的軟件開發案例實踐緊密結合。此外,本教學方法緊扣生物醫學工程專業培養的目標和要求,選擇具有該專業背景的開發案例,有效地融合了專業知識和軟件工程知識。本教學方法的最終目的是讓生物醫學工程專業的學生深刻牢固地掌握軟件工程的概念、原理、方法和技術,能做到學以致用,提高學生的學習興趣,擴展學生的視野,為培養醫療設備及儀器的軟件開發人員,特別是高端大型醫療設備的軟件開發高級人才做準備。本教學方法已在教學實踐中取得了學生的好評,當然本教學方法還需在實踐中不斷加以完善和調整。
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篇10
一、我國醫療器械產業發展現狀及問題
近年來,我國醫療器械產業一直處于快速發展的時期,銷售額自2001年的179億不斷攀升,截止至2014年,銷售額已上升到2556億元[1]。鑒于政府政策的扶持以及人民健康意識的不斷增強,我國醫療器械市場的發展仍有很大的增長空間。在這樣的發展趨勢下,先后涌現出一批優秀的醫療器械公司,國產醫療器械的市場占有率越來越高。
盡管如此,我國的醫療器械產業仍然存在很多問題。首先,國產醫療器械多為技術含量較低的儀器,醫院內使用的高端醫療設備主要依賴進口。其次,高端醫療儀器的核心技術仍掌握在國外廠商手中,國內多數廠商處在產業鏈下端。最后,國內相關專業的大學多注重于理論研究,研究成果不能盡快轉化,這也是我國醫療器械設備技術落后的一個原因[2]。要升級、優化我國醫療器械產業結構,加強自主創新,必須調整產業人員結構,解決創新型人才急缺的問題。
二、生物醫學工程專業人才發展
生物醫學工程(以下簡稱BME)專業是電子與醫學結合的混合專業學科,以培養具有醫學與工程交叉研究能力的,能在生物醫學工程領域以及醫療器械領域從事研究、生產、設計等工作的高級工程技術人才為目標[3]。每年都有大批BME專業學生投入到醫療器械產業,是我國醫療器械產業從業人員的重要組成部分。為了了解本科專業教學對BME專業的教學效果,以我校BME專業的四屆畢業生為調查樣本進行了問卷調查。將回收的調查問卷做統計分析后發現,BME專業教學存在的問題主要為以下幾點:
第一,所學知識過于理論化,缺乏實際動手能力。很多畢業生反映,在工作后發現很多知識用不上,甚至已經落伍,需要從新學習。所開設的實驗課程多是在實驗箱上進行,無法培養學生解決實際問題的能力。
第二,缺乏查閱資料、獨自解決問題的能力。在我們傳統的教學方法中,學生在課堂上一直處于被動接受的狀態,甚至形成了“為老師學習”的觀念,在學習過程中有很強的惰性。
第三,團隊合作精神差。現階段的大學生個性張揚,缺乏團隊合作精神,尤其表現在學習、科研方面,缺少團隊合作的想法及行動。
三、《智能儀器》課程的重要性及教學中的問題
《智能儀器》課程將工科基礎類課程內容整合應用,與產品研制過程緊密結合,具有較強的綜合性以及實用性的特點。通過本課程的學習,學生能夠解決現代電子儀器開發過程中的實際問題,掌握智能儀器軟件及硬件的設計方法,能夠對學生的研究或工作起到積極的促進作用。因此,《智能儀器》課程對BME專業學生的培養具有重要作用。
就近4年教學效果看,在我校該課程的教學存在較大問題:學生基礎差,積極性差,無法快速接受課堂教學內容,并且教學內容與實際情況脫節,知識點陳舊。
四、《智能儀器》課程改革措施
為了有效的提高《智能儀器》的教學效果,經過反復的研究,我們擬實行項目化、層次化的教學方法[4]。項目化教學是由學校和企業共同組成項目小組,深入實際,在解決問題的同時,使學生應用已有的知識,在實踐的第一線培養解決問題的能力,非常適合對動手能力要求高的專業。《智能儀器》課程的應用型很強,適合項目化的教學方法。但這種教學方法對學生自身自學欲望有所要求,容易出現學生兩極分化的情況,因此我們增加了層次化教學的部分,從以下幾個措施改革目前的教學方法:
(一)調整課程內容。改革前教學按照智能儀器的硬件、軟件算法、產品性能以及產品指標的制定的順序進行,改革后按照產品的市場調研、研究、生產過程進行教學,更加貼合實際研發流程。
(二)改變教師和學生角色。傳統教學方法完全由教師主導整個教學過程,將知識解釋灌輸給學生,學生在這種模式下形成了惰性心理,缺乏獨立思考、獨自解決問題的能力,并且缺少對知識學習的熱情。教學方法改革后,教師負責問題的提出,引導思考方向,學生翻閱資料、集體討論等方法解決問題,促使學生養成獨立思考的習慣,學習方式由被動轉為主動。
(三)制定適合的教學方案及內容,分層次進行。為所有學生設計必選項目,保證基本功能的實現;另外開設選修部分,以便于高水平的學生提高。學生在產品研發過程中,不斷查閱資料,有助于接受新技術。研究過程中,有利于創新意識的培養。小組共同完成一個產品的研發,每個人根據自身特點,做適合自己的工作,有利于團隊合作。
(四)校企聯合,制定針對項目化教學的考核方法。各模塊及樣機作為成績評定一句,并邀請公司的檢驗人員進行真正的產品檢驗,給學生以更真實的教學環境,激勵學生不斷地提高。對于一些優秀的產品,可以與企業商討其商業化。
五、總結
項目化、層次化的教學方法能夠極大地增強學生的學習積極性,提高他們翻閱資料,獨自解決問題的能力,在增強學生團隊意識的同時,使其能夠找出在團隊中的角色,對后期的就業有一定的指導作用。此種教學改革方法對教師能力水平和學生的綜合素質提出了極高的要求,在執行過程中,教師要不斷地與學生交流,修改教學計劃,調整教學內容,更新自身的知識、技術與信息,以取得更好的教學效果。
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