生物医学工程人才培养研究

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生物医学工程人才培养研究:中美生物医学工程人才培养对比

1培养目标之比较

美国生物医学工程本科教育注重学生生物医学以及相关的工程学背景双方向的培养，使学生不仅在生物医学工程、生物医学科学及其相关领域内可以继续深造，同时能为在医学、管理和法律等方面继续谋求发展打下坚实基础[2]。通过分析约翰霍普金斯和凯斯西部保留地2个美国具有代表性的大学的学生毕业情况，发现在过去几年里约有2/3生物医学工程本科毕业生选择继续深造，研究方向涉及医学、生物学和工程学在内的各个领域。美国生物医学工程本科教育的培养目标集中在如何提高学生运用数学、物理学、工程学的原理去解决医学问题的能力，培养学生在相关研究领域的学习兴趣，筑牢学生在职业中的实践基础抑或拓展其未来继续深造的可能性，加强学生对职业操守与伦理责任的认识。我国生物医学工程本科教育的培养目标相比美国较具体，主要是以适应岗位需求导向为教育思路，注重培养学生的专业性，毕业生所从事的研究及工作领域相比之下较为局限，缺乏为毕业生后续发展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物医学工程本科教育培养目标出现如此的差异化，主要因为两国在生物医学工程领域发展的阶段、程度及背景上存在差距，这重点反映在教育理念上的不同：美国更加注重本科通识性教育和职业素质的培养，特别是学生可持续发展能力和产业服务技能的培养；中国仍然是以专业化的教育为主，更加注重培养学生在具体专业领域内从事具体工作的技能。

2师资队伍之比较

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。

6结语

我国生物医学工程专业自20世纪70年代创建以来，其发展速度迅猛，学科定位、产业效益和发展前景越来越得到社会的认同和重视。但是，我们要在肯定自身成绩的同时善于发现问题，敢于查找不足。与美国相比，在生物医学工程本科教育方面我们还有很长的一段路要走，这个专业在中国的发展可谓任重道远。作为医工人，我们要继续努力，在各自的岗位上贡献力量，勇于挑起重担，敢于面对挑战，共同促进我国生物医学工程专业的发展水平走上新的台阶。

作者：董旭 张晓玲 工作单位：济南军区青岛第一疗养院器材科

生物医学工程人才培养研究:生物医学工程硕士培养方式

一、优化课程设置和教学内容

课程教学是工程硕士培养的重要环节，是知识再积累和知识更新的基础环节，在整个研究生培养过程中，是学校可控时间最长，影响最大的环节［3］。因此在课程设置和教学内容上，考虑工程硕士的特殊性，才能培养出高质量、特色鲜明的工程硕士。在进行生物医学工程硕士培养模式探索期间，我们通过对生物医学工程专业的工程硕士进行了问卷调查及现场调研，并对调查及调研结果进行总结分析，对课程设置和教学内容进行了优化。在课程设置上增设了实用设备类课程的讲解，针对工程硕士要求动手能力强等特点，加设了与医疗相关的设备维修理论及实践课程和相关实用性较强的应用类课程。同时，在教学内容上也进行了优化以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式探索张鑫，曾碧新，黄敏，陈付毅（温州医学院，浙江温州325035）摘要：结合医学院校特点，探讨了以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式的创新与优化，从培养目标、课程设置、教学内容、学位论文等方面进行了探索和优化，以不断完善和规范生物医学工程专业工程硕士的培养过程。关键词：生物医学工程；工程硕士；培养模式调整，主要表现为：

1.在讲解基本理论的基础上，增加如电子病历等热门话题的开放式教学模式探讨；

2.攻读工程硕士学位的学生已经具有一定的工作经验及在某一领域已经有一些独到见解，在教学内容上可以安排一些学生讲座，让学生针对自己所熟悉的领域与班级学生进行讲解与互动，从而扩大工程硕士在教学内容上的局限性；

3.在时间充裕的前提下可以尝试邀请相关医院及厂家的专家进行专题讲座，可以增加解决某一专业问题的针对性。

二、优化学位论文指导与评价体系

工程硕士学位论文是工程硕士培养的主要环节，也是最终环节。与工学硕士不同，生物医学工程领域工程硕士的选题应来源于医院及相关部门的实际需要或具有明确的生物医学工程背景，研究成果要有应用价值。因此，在学位论文指导方面可以实施由学校具有工程实践经验的教师与医院相关部门的技术人员联合指导，医、校双方导师发挥各自优势，共同指导。为制定更具实用性的论文指导与评价体系，我们调研了省内10余家附属医院和部分相关企事业单位的相关科室，了解附属医院及相关科室对人才的需求情况，根据相关部门及临床医生提出的意见进一步完善生物医学工程领域工程硕士的毕业论文制订及相关评价体系。在充分调研的基础上，制订了工程硕士论文学位论文质量参考标准，并在多家培养单位中应用，取得了较好的效果。

三、构建适合医学院校生物医学工程领域工程硕士培养的模式

生物医学工程的研究是电子技术、现代通讯技术、计算机技术、生物技术以及材料科学、数学、化学、物理学等新技术的飞速发展和研究的深入，由多学科的渗透与综合作用于传统医学领域而形成的一门新型的交叉的边缘学科。生物医学工程专业具有跨学科、交叉的学科特殊性，在培养模式方面会出现偏重于工科或医科的现象，没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。那么如何更好地将理、工、医三者有机的结合在一起，使得培养出来的学生的知识结构和基本素质更加完善，这已成为我们在人才培养方面的一个突出问题。为了更好地构建适于医学院校生物医学工程领域工程硕士培养模式，应重视以下几个方面［4］：

1.以社会需求为导向专业设置及培养目标都以社会需求为导向，紧密结合生产和科技发展变化的需要，及时调整课程设置，不断更新课程内容和教学方法，使学生能够尽快地接受新技术与信息。

2.重视实际能力在教学过程中可以开展课程讨论会，重视学生实际操作能力，培养创造精神与创新意识。

3.师生共同参与课程设置课程目标由侧重传授知识转向培养探究能力，由片面增加学生认知成长转向兼顾学生情感发展，课程内容由静态的稳定划一走向动态的开放灵活，课程不再仅仅作为面向过去知识的载体，而更多地呈现为面向未来发展的过程；课程设计趋向更大的弹性，在必修课的基础上，增加了选修课的数量，多方位地开拓学生的知识面，激发学生的想象力和创造力。

鼓励学生积极参与课程设置与发展，通过学生在学习过程中的感受与需要，由学生和老师共同参与课程的设置与修改，而不仅仅是由学校单独制定，课程的组织不再限于学科界限而是面向跨学科和综合化的方向发展。培养模式的创新主要表现为：

1.由学校教师和医院临床医生共同承担教学任务，真正实现理、工、医的有机结合。

2.以培养复合型人才为目标，真正做到与实际相结合。针对医生在诊疗过程中对现有仪器设备的看法和改进意见以及病人的需要建立起一个良好的沟通环境。

3.引进先进的教学理念与方法。

四、结语

生物医学工程领域是一个典型的交叉科学技术领域。生物医学工程领域是生物医学信息、医学电子、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新的基础。生物医学工程专业工程硕士的培养目标就是为医院及相关企事业单位培养复合型的高级技术人才。本文通过对生物医学工程领域工程硕士培养模式的探讨，包括从课程体系的建设、论文评价标体系优化等，不断完善培养模式。以医学院校为背景的生物医学工程专业工程硕士的培养工作既有优势也有局限性，具有创新性和实用性的培养模式还需要不断探索研究，希望能够不断探索出培养该工程领域高素质、创新型工程硕士人才的新实用模式。

生物医学工程人才培养研究:联合办学生物医学工程人才培养研究

[摘要]介绍了第三军医大学与重庆大学在大学联盟的名义下通过组建生物医学工程联合学院，实现整合理工科大学和医科大学2种院校各自优势，共同培养两校生物医学工程专业学员的目的。两校在共同制订人才培养方案的基础上，又针对各自不同的要求，拟定了个性化的课程设置，实现了优势互补、各取所长的联合办学模式。指出了联合办学在具体操作中暴露出的一些问题，并提出了一些建议，以期不断改进和完善联合办学的模式。

[关键词]生物医学工程；联合办学；人才培养

0引言

当今世界正处于大发展、大变革、大调整时期，世界多极化和经济全球化深入发展，各国之间综合实力竞争更趋激烈，创新依然是经济社会发展的主要驱动力，知识创新也已经成为国家竞争力的核心要素。中央领导特别指出：高等院校特别是研究型大学，既是高层次创新人才培养的重要基地，又是基础研究和高技术领域创新成果的重要源泉，要提升原始创新、集成创新、引进消化再创新的能力，积极推动协同创新，通过体制机制创新和政策项目引导，鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作，建立协同创新的战略联盟，促进资源共享，联合开展重大科研项目攻关，在关键领域取得实质性成果，努力为建设创新型国家作出积极贡献。近2a来，围绕国家科技发展战略需求和创新型人才培养需求，许多高校逐步展开了很多协同创新的探索和尝试，如在高校内部设立学科交叉研究中心、培育新兴的学科和研究领域、组建跨学科的研究团队、建立共享研究平台；高校与高校之间根据地域等相关因素成立了许多大学联盟，如北京高科大学联盟、C9联盟、卓越联盟、重庆高校联盟等；高校与企业之间也成立了联盟合作组织，如北京协同创新服务联盟等。这些举措以国家重大战略需求为牵引，以开放、需求、融合、引领为原则，有效地推动了合作研究以及应用，取得了显著成效。由此可以看出，协同创新已经成为当今科技、教育发展的主题[1-6]。

1第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的工作思路

重庆大学生物医学工程学科专业优势明显，工程技术实力雄厚，科研技术成果丰硕；第三军医大学生物医学工程学科临床教学条件优越，医学教育背景深厚。二者在推动人才教育培养、科研成果产出、学科专业提升等工作中各具独特的优势。2011年以来，为推进重庆市大学联盟合作进程，有效加强理工医学科交叉融合，实现资源共享、优势互补，联合育人、协同创新，建设世界一流的生物医学工程学科和国际知名的生物医学工程学院，第三军医大学和重庆大学以建立生物医学工程联合学院为切入点，以协同创新、提升学科水平为目的，开展了多次战略研讨会。两校就战略合作、协同创新的运行机制和构架进行了多次的协商沟通和讨论，深入分析2个学校的学科分布特点和资源优势，并就联合学院筹建工作领导小组、协调小组的成员组成与职能作用等进行了充分酝酿和友好协商，形成了初步意见，达成了基本共识，明确了联合学院建设发展起步阶段的主要方向。第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院，按照“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则，通过深入实地调查和理论研究，分析影响高等院校协同创新的主要困难问题，探索高校与高校之间、高校与企业单位之间开展战略联盟协同创新的运行模式与机制，为我国高校实施战略联盟、开展深入合作、建设联合学院、开展协同创新提供了新探索。

1.1联合办学面临的主要教学问题和目前采取的措施

生物医学工程学科“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”的特点，使开设生物医学工程专业的综合型大学和医学院校都面临着以下问题：（1）学科资源不均衡。高等医科院校医学大背景深厚，拥有丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件，但缺乏材料、自动化、通信、机械等重要工程学科的有力支撑；理工类综合性大学工程学科体系完善，师资力量比较强，但是缺乏医学教育资源和学科体系支撑。（2）复合型师资比较缺乏。师资队伍中具有理工科教育背景和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、融合型师资比较缺乏。教师队伍知识结构普遍不够合理，与各相关学科交叉融合能力弱。（3）课程体系不够完善，由于生物医学工程学科面广，各高校自主设立的培养方向多，没有相对科学完善的课程体系。（4）学生专业思想不牢固。生物医学工程专业的课程内容在各学科之间交叉频繁，相对材料、自动化、机械、通信等工科专业，生物医学工程专业学员所学知识存在“宽而不精”“广而不细”等问题，就业时处于劣势；部分学员由于学习任务重、压力大，导致学习积极性、主动性不高，专业思想不够牢固，甚至影响到专业整体的学习风气。针对以上问题，通过筹建生物医学工程联合学院，充分发挥重庆大学和第三军医大学各自的学科优势，解决以下教学问题：（1）联合制订人才培养方案和课程体系；（2）共享课程实验教学平台；（3）加强师资的交互培养，切实改善师资队伍的知识结构，提升师资队伍多学科的交叉融合能力、意识和素质，培养一大批复合型教师；（4）建立师资共享共用机制，根据课程特点，统一调配师资力量，提高教学质量；（5）加强实习基地建设，拓展实习教学平台。

1.2人才培养方案与课程体系设置

联合办学实施的总方针是充分发挥重庆大学理工学科资源和第三军医大学医学学科资源优势，实现资源共享、平台共用、优势互补，围绕培养复合型工程技术人才确定人才培养目标，构建发挥各自所长的课程体系。广泛开展创新教育，遵循学科特点，突出学员工程技术技能、交叉融合意识和自主学习能力，提升学员创新素质，深入推进教学改革，提高综合实践课程教学比重，加强学员学习能力、创新能力和批判性思维能力培养，实现传授知识、启迪智慧和培养能力的有机结合。开展形式多样、内容丰富的科研创新类第二课堂活动；设立本科生科研创新基金，结合国家大学生创新创业训练计划，引导部分学有余力的学员参与教员的科研工作，早进课题、早进实验室、早进团队；选拔个别拔尖学员，开展全程系统科研训练，打牢理论基础、掌握科研方法、产出科研成果。联合办学拟订的课程体系主要分成必修课程和专业选修课程2个模块，分别完成生物医学工程专业的通识教育，以及结合学科方向和个人兴趣的专业化教育。其中，政治理论课310学时，军事基础课170学时，公共基础课988学时，专业基础课1080学时，专业课668学时，军事医学课38学时；集中实践环节10周，专业实习（毕业设计）20周。在两校的公共基础课中增设了医学化学、医学文献检索等课程；在专业基础课中强化了人体解剖学、组织学与胚胎学、生物化学、生理学、病理学、临床医学概论、现代生物医学工程概论及前沿技术讲座等医学课程。上述课程以两校学员合班的形式由第三军医大学负责授课，以保证课程教学的质量和医学教学资源的充分利用。在专业课程中，例如《生物医学电子学》《医学仪器原理与设计》《医疗器械的质量控制与检测》《医疗电子仪器的电磁兼容性设计》《医疗电子仪器测试与测量技术》《嵌入式系统及其在医学仪器中的应用》《医学信号处理》《医学影像设备学》《医学装备管理与维护》《医学图像处理》等课程，则构建两校的联合教学组，通过取长补短的方式开展教学。在集中实践环节中，分别安排了《电子设计自动化技术基础》《模拟电子技术课程设计（线性部分）》《数字电子技术课程设计》《可编程的逻辑设计》《生物医学电子综合设计》《医学仪器原理及设计课程设计》。上述课程则充分利用重庆大学完备的工程教学资源和实验室条件，以两校学员合班的形式由重庆大学负责授课。选修课程包括医学人文、通识教育、军事体育和专业拓展4个模块，学员毕业前必须修满相应学分，同时要完成5门自修课程学习。与此同时，还应该注重以下几个方面：（1）注重医学人文教育。组织开展人文教育活动，在专业课程教学中渗透医学人文教育，在人才培养全程中引导学员坚守职业道德、体现人文关怀。（2）注重思辨能力培养。开设《现代汉语》《形式逻辑》等课程，组织演讲比赛、辩论赛等各类活动，使学员具备较强的语言表达能力，掌握思维的一般规律和思考问题的基本方法。（3）注重国际化视野的拓展。加强公共英语和专业英语教学，开设《世界文明史》《中西方文化比较》《世界医疗卫生状况》等课程，开拓学员视野，让学员认识世界、关注世界，具有全球眼光，适应未来在全球范围履行使命任务的需要。

2问题与建议

事实上，在推进协同创新、联合办学的过程中，不同院校仍然面临着利益失调、需求各异、难以协同等困难问题，严重地制约着协同创新的深入化、密切化、广泛化、实质化、高效化[7-10]。在拟订人才培养方案的过程中，为了协调各部门的意见建议，两校的专家组和国际顾问开展了大量细致、艰苦的工作，对某些具体的操作方案进行了反反复复的沟通，目前提出的联合办学方案虽然不是最理想的方案，但却是在当前条件下能够实现的适合方案。由此可见，深入分析影响和制约协同创新密切化、实质化、高效化的困难问题，探索高等院校协同创新的规律和运行机制，是摆在联合办学能否长期进展和持续深入面前的现实问题。建议采取的对策：（1）组织开展学科建设和联合办学的高层论坛，从思想上统一认识，从组织上采取有力的保障，从实际行动中研究探索高校协同创新的新思路、新方法、新举措；（2）成立相应的专家组，定期就联合办学的组织构架、运行机制、平台建设、人员配备等方面问题实施沟通，探索运行机制；（3）通过学术交流和实地调研，全面了解国内一些高校协同创新的组织经验；（4）尤其是美国佐治亚大学和艾莫瑞大学建立生物医学工程联合学院的成功经验。及时总结第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院组建过程中的经验和心得体会，加以研究，同时将研究成果及时应用到联合学院的组建推进进程中。

3结语

重庆大学和第三军医大学的联合办学对生物医学工程专业建设和人才培养是一项有益的尝试，双方围绕国家重大科技战略需求和一流创新性人才培养为目标，体现出了“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则，有力地促进了第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的建设，同时也为其他高校的联盟创新提供了经验和参考。与此同时，研究、创新具体的工作方法，科学、合理地构建联合办学的最佳模式，必须要走理论与实践相结合的道路，在实践的基础上不断总结、完善、应用，确保联合办学效益的最大化。

作者：宁旭 秦明新 李晓寒 李懿 单位：第三军医大学生物医学工程系

生物医学工程人才培养研究:生物医学工程创建及人才培养

1明确专业方向和目标

由于生物医学工程专业是新兴发展起来的新学科，大众缺乏对其的了解，因此实际工作中我们发现，部分考生报考专业时带有盲目性，往往对专业的名称产生误解，致使入学后发现专业与自己所期望的不符而产生迷茫和厌学的状况；另外，由于全国的生物医学工程专业毕业生比例较小，社会知名度不够高，学生入校后也容易产生消极心理，不知道学了有什么用，将来到哪里就业等等疑问，因此我们除了加大宣传力度，在招生时将学科的发展规划、课程设置、社会需求等作大力宣传，使学生真正了解专业的定位而根据自己的兴趣和特长选择报考外，更注重对入校后学生的思想教育，如定期开展一些交流活动，请一些专业领域的专家学者作学术报告，使学生了解生物医学工程领域的前沿发展方向；邀请已经毕业的生物医学工程专业的本科生、研究生以及博士生等与同学们座谈，了解他们现在从事的职业、研究的内容等，提供给学生一个发展的目标和方向；带领学生到一些与生物医学工程产业紧密相关的公司、企业、医院等参观，组织学生参加深圳每年一届的医疗器械博览会，让他们通过实地感受和了解，从而热爱生物医学工程专业，增强信心，也极大提高了学习兴趣，学习更有了动力和目标。

2合理设置专业课程

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

我们秉承“科研带动教学，研究带动教育”的理念，积极与省内有关医疗器械公司、医院、生产厂等密切联系，建立良好合作关系，加强了实习基地建设，为学生提供良好的实践机会。与美国NationalInstrument公司合作建立“华工-NI虚拟仪器联合教学实验室”,有效地提高了学生参与课外实践的积极性。同时积极组织引导学生参与教师的课题研究中，学生从大学一年级开始就可以进实验室参与项目，同时鼓励学生发表学术论文，使学生的综合专业技能得到极大锻炼。

4改进考核方法，全面客观评价学生成绩

在考核方式上改变过去传统的“一纸定乾坤”的考试模式，在总评成绩中加重平时实践环节的比重。例如，关于生物医学工程各领域发展的综述报告、各种观摩、实验、设计、实习等都体现在期末的各科考试总评成绩中，并加大其比重。考试的形式也多样化，我们在部分专业课程的考试方式上还采取了一种半开卷的形式[3]，所谓半开卷考试就是在考前准备一张与试卷等大的16K纸，学生可以事先在这张纸上摘抄（必须手写）书上的概念性理论和重点难点，并且准许学生将其带进考场，考完后将这张纸同试卷一并交上，作为考评成绩的一部分。学生在考前亲自抄写一遍这些内容是对这些知识的一种复习和回顾，同时要自己整理这些重点难点就必须平时注意学习和听讲，因此这种方式不仅极大提高学生的学习热情和积极性，也使学生真正通过考试来及时发现和补救学习上的漏缺，同时也使考核方式更灵活，结果更客观。对我校生物医学工程专业人才培养模式改革的实践结果表明，学生乐于接受，教学效果也令人满意，03、04级同学在校期间已在国内外学术会议及学术期刊上3篇，学生就业情况良好，用人单位给予了较高的评价和肯定。学生的学习积极性也高涨，社会影响力正在不断扩大。不足之处在于，学科建设中仍存在一些问题，比如：缺乏适合的专业教材，如何在工科院校有效开展医学课程教学等，我们将继续在教学中不断探索和完善，培养出满足社会需求的生物医学工程专业人才。

生物医学工程人才培养研究:应用型生物医学工程人才培养模式

摘要：

科研与教学的互动是高校的重要特征，是提高人才培养质量的重要手段。针对当前高校科教融合中所存在的问题以及生物医学工程学科背景与特色，桂林电子科技大学依托生物医学工程领域的优势科研资源，凝聚老师与学生的科教相融的共识，将老师的科学研究与本科教学过程、学生第二课堂紧密结合，培养学生的专业实践能力，探索并实施科教融合的应用型生物医学工程人才培养模式，取得了良好的成效。

关键词：

生物医学工程；科教融合；人才培养模式

全面提高教育教学质量，必须不断拓展人才培养资源与渠道，将多方面的办学优势转化为人才培养的优势。人才培养与科学研究是高校的主要职能，实现两者的有机融合，对于提高人才培养质量具有重要的意义[1，2]。科教融合是指科学研究与教书育人有机地结合，充分发挥高校科学研究的优势培育高素质专业人才。生物医学工程是一门理、工、医高度融合与交叉的学科，应用型生物医学工程专业主要培养具有扎实的生物医学、电子技术理论基础以及医学与电子信息相结合的工程技术能力，能在医疗器械、医疗卫生等相关行业从事工程技术开发、服务、管理和教育等工作的应用型人才[3]。全面推进科教融合，可以有效地培养生物医学工程本科生的创新能力和动手实践能力，进而提高其专业基本能力与素质。但在高校人才培养过程中，科学研究与人才培养往往没有得到很好地结合，主要表现在三个方面。一是学校重视科研而轻视教学，提升高校科学研究能力与水平，学校可以获得更多地经费、吸引大量地生源、获得更高的声誉。同时，在教师职称评定、岗位聘任、年终考核，甚至资源分配的过程中，以承担科研项目的数量、的情况等作为考察重点，而授课内容、课时量甚至教学方式和效果仅仅作为参考方面不起决定性作用。二是老师往往重视科研、忽视教学工作。部分老师教学热情不够，为教学而教学，没有站在人才培养的高度去教学，由于科研任务繁重，占据了大师的工作时间，在教学上面所花的时间与精力相对较少。三是本科生参与科研项目的机会相对较少[4]。一方面大学期间学生的课程学习压力比较大，很难有地时间参与专业方面的科学研究；另一方面本科期间在专业知识的掌握程度还不高，基础还不扎实，在老师的科研项目中所起到的作用甚少，老师更希望研究生来参与科研项目。针对当前高校科教融合所存在的普遍的问题以及生物医学工程学科背景与特色，我校生命与环境科学学院利用广西生物医学工程重点学科、八桂学者岗位、广西工程技术研究中心等生物医学工程专业相关的优势学科研究平台，以及以国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目等主要的重大科研项目和以广西八桂学者为带头人的高端师资队伍为主的科学研究资源，积极制订相关措施与政策，将学科平台和科研资源带入到人才培养过程中去，切实提高人才培养质量。

一、定期举办以科教融合为主题的讨论活动，凝聚专业老师与学生的共识

科教融合，思想先行。不仅要让专业老师认识到科教融合的重要性，更要让学生在思想上认识到科教融合是提升学生专业实践能力，提高人才培养质量的重要途径。因为学生是科教融合的主体，只有学生愿意参与，老师愿意参与指导，才可能实质性地提高人才培养质量。学院定期举办学院层面的专题讨论，围绕科研服务本科教学的模式与途径这一主题展开讨论，甚至将一些典型案例在会上进行分享。在讨论会上，除了专业老师参与外，学生代表也应出席，通过老师与学生面对面的交流，可以逐步凝聚大家对科教融合模式的共识，还可以让老师与学生进行相互地了解，为更好地贯彻科教融合专业实践活动奠定基础。科教融合对于老师与学生双方面都是受益的。一方面，科教融合可以让学生接受到最新的前沿专业知识，既可以培养学生创新能力和专业实践能力，还可以培养学生的社会适应能力，可以成为课堂教学的有效或者不可或缺的补充。另一方面，学生的思维方式比较活跃，跳跃性较强，老师可以在与学生的交流过程中获得新的科研思路。科教融合的实施不仅是提高人才培养质量的有效途径，更是推动“大众创业、万众创新”的重要举措和动力源泉。

二、将老师科研成果引入理论与实践教学，实现科学研究与教学过程的有机融合

课堂教学是实施专业教育的主要阵地，是教师给学生传授知识和技能的全过程。要求任课老师在课程教学内容上进行改革，结合自身的科学研究实施课堂教学和专业教育，既可以提高学生的学习兴趣，同时增强的课堂教学效果[5]。我校生物医学工程专业定位于培养生物医学电子仪器行业的工程应用型人才，在课程教学内容上要求老师围绕这一核心安排教学内容。在教学计划的制定和实施中，结合老师的科学研究，充分体现解决医疗器械产业关键工程技术问题能力的培养要求，在课程体系设计、教学活动组织、教学方式的探索、学生成绩的考核等方面，增加科教融合方面的内容。比如在有限的课时内，改革了生物医学工程专业基础课《算法与数据结构》的授课内容，增加与生物医学仪器研制直接相关的算法方面的知识点，如插值、拟合等，在课程教学过程中结合老师在生物医学信息检测方面的科学研究组织教学内容。又比如在《传感器原理》、《医学仪器原理》等专业课程的教学中，要求老师有一定的科学研究的经历，并在医学仪器的研究中取得了一定的科学研究成果。改革实验课堂教学和课程设计的组织形式，要求教师在教材的编写与选择、教学内容与方法、作业布置与评改等环节与领域贯彻工程实践能力培养要求，注重理论与实际的紧密结合，特别鼓励专业老师结合科学研究中的关键技术问题设计实验项目，在实践教学环节培养学生的科学素养。

三、让学生参与科研项目研究，实现科学研究与学生第二课堂的有效融合

第二课堂的作用是培养学生专业兴趣，拓宽专业知识面，培养专业思维能力、动手能力和创新能力。第二课堂的开展必须遵循适应性、创新性和主体性原则，即第二课堂应当与大学生的专业培养目标相适应，要以提高人才培养质量为目标，同时应注重培养学生的创新性，过程应有一定的挑战性。老师的科学研究与学生的第二课堂活动有效融合，对于提升学生专业工程实践能力具有重要的意义[6]。它既体现了“教师主导，学生主体”的指导思想，也由于科研项目本身具有一定的创新性，学生实质性地参与老师科研项目的过程具有一定的挑战性，对于培养学生创新能力和专业素养具有重大地促进作用。我校生物医学工程专业的第二课堂活动的开展主要是围绕学生参与生物医学传感与仪器、生物医学信息处理等方面科研项目的研究。第一，定期向学生公开教师科研课题，让学生选择参加老师科研项目。要求老师认真指导学生专业科技活动，让学生实质参与。要求大学一、二年级的学生以阅读文献、参与学术讨论等方式参与课题，大三和大四学生可以参与科学实验、数据分析等项目研究过程。第二，鼓励老师从科研项目中凝练大学生创新项目由学生承担，除了承担国家级和广西自治区级大学生创新项目外，学院还设立专项经费，定期支持一批院级大学生创新项目，并明确鼓励学生结合指导老师承担的科研课题的研究内容组织申报。第三，鼓励老师从科研项目中根据毕业设计的要求，拟定毕业设计题目，供学生承担。在2015届本科毕业设计题目中，有超过50%的题目与老师的科研项目有关，还有20%左右的题目与学生承担的大学生创新项目有关。第四，积极组织学生参加学校组织的科协协同育人计划项目。依据我校《科教协同育人计划项目管理办法》的规定，学生参与老师主持的科研项目，完成一定的科研工作，通过学校的考核后可以替代部分课程设计、实习甚至毕业设计的学分。一方面大大地激发了学生参与科研项目的兴趣，另一方面由于需要完成一定的科研任务才能获得相应的学分，这给了学生一定的责任与任务，同时也可以协助老师完成科研项目的研究。第五，依托生物医学电子领域的企业和大型医院建立完善的专业实习实践基地，为学生提供更多地来自于生产实际的科研资源，依托合作企业或医院的专业技术人才，建立指导学生科学研究的专业师资队伍。加强校企医合作，充分利用企业和医院的资源培养学生的专业工程实践能力，派出学生到企业或者医院通过实习、做毕业设计等方式实质性参与专业领域的科学研究。

四、扩大学科科研平台的开放，实现科学研究与人才培养过程的无缝对接

对于生物医学工程这一工科专业来说，实验室既是实验教学的重要阵地，也是培养工程实践创新人才的基础平台。学科科研平台面向本科生开放，建立健全实验室开放机制，切实增加学生专业工程实践的机会，是实施科教融合过程，保障科教融合效果的重要手段[7]。学院立足专业办学实际情况，加强实验平台硬件保障，构建实践教学共享平台，出台了《实验室开放的管理办法》，完善了学院的实验室管理制度，规范了本科生进入实验室的管理，既为学生进入实验室从事专业实践活动提供了方便，也加强了学生的安全责任意识以及实验室的有序管理。经过近几年的实践，已经构建并形成了符合学院学科专业特点的学生进实验室模式与制度。在周末、在晚上都会有学生在实验室进行实验。专业老师经常在实验里直接指导学生参与专业实践活动。总之，通过近几年鼓励生物医学工程专业学生融入老师的科研项目研究活动中，取得得了良好的成效，提升了学生的专业实践能力。学生参与科研项目研究的积极性得到了大大地提高，直接参与老师科研项目的比例达到了30%以上，还有大约40%的学生通过大学生创新项目、毕业设计的形式参与了科学研究。学生在科学研究的过程中取得了良好的研究成果，近3年，本科生发表科研论文30余篇，申请各类专利15件，获得各类科技竞赛奖励20余人次，而且这些本科生研究成果在逐年提高。