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生物醫學工程的特點精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的生物醫學工程的特點主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

生物醫學工程的特點

第1篇:生物醫學工程的特點范文

1生物醫學工程專業內容特色概述

生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。

1.1醫學影像技術

即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應設備進行成像的技術,現還有正在興起的阻抗成像技術等。

1.2醫用電子儀器裝備

分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號,現在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數的監護儀等,而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備,如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監護儀、X射線電視等?,F代化醫療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。

1.3生物力學

主要是研究生物組織和器官的力學特性,人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學(血液流變學)、軟組織和骨骼力學、循環系統動力學和呼吸系統動力學等。

1.4生物材料

即人工器官、組織工程所需要的物質與材料,其大多數是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學穩定性,需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據所需還應滿足各種器官對材料的各項要求,包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。

1.5生物效應與生物控制

生物效應是指在醫療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節控制現象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫學工程最為競爭激烈的領域在醫學成像技術上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統為主。而對醫學信號的處理分析,包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析,以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫學工程專業的本科學生,將從業于該領域的研究、設備研發及制造、使用、維修養護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫學,十分廣泛,僅四年內進行如此龐大的知識學習,學生將會呈現基礎知識欠缺而專業知識也不深入的問題。為此,我們就醫科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析,在此基礎上,提出了生物醫學工程本科學習建立特色課程體系的見解。

2生物醫學工程專業人才的培養特色的研討

我國生物醫學工程本科專業分別在醫科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫學工程具有典型交叉特性,該專業的畢業生的就業方向有運用醫學影像學技術、醫學信息學技術等在醫院進行疾病診斷及治療,有運用基礎數學、物理、化學知識進行理論創新與實踐,更多的是運用工程技術進行醫療器械、設備裝備的研發、制造與維護管理等。由于生物醫學工程龐大的知識體系,無法由某一個從業人員掌握,需要各方向的協作與合作,由此認為,設置于醫科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫學工程專業應有各自的特色。

2.1醫科類大學生物醫學工程專業人才的培養特色

2.1.1人才培養目標

作為醫科大學,其專業人才培養具有鮮明的醫學特色與優勢。醫科類大學生物醫學工程相關專業的人才,其就業方向更多應以進入醫院從事常規放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作,運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療,所以其培養的人才首先應學習并具備醫學的專業知識,然后才是具備基于醫學專業領域需要的現代醫療儀器的研發與使用、管理能力的知識體系的學習,成為擁有工學知識及應用能力的醫學應用型、復合型高級人才,畢業后所從事的仍是醫藥衛生領域工作,在醫院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫學工程側重點不同。如在一般醫科大學中都設有生物醫學工程專業,以及與此相關的醫學影像學專業、醫學信息學專業等,其培養目標就應以“培養具有基礎醫學、臨床醫學和現代醫學生物醫學工程(如影像學、信息學等)的基本理論知識及能力,能在醫療衛生單位從事醫學診斷、治療(或信息管理等)和醫學成像(或醫學信息等)技術等方面工作的醫學高級專門人才”為主。相應的培養要求應在于“學習基礎醫學、臨床醫學、醫學影像(或信息學、醫學超聲學等)的基本理論知識,受到常規放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫學影像學、信息學、醫學超聲等操作技能的基本訓練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養能力”上。

2.1.2課程設置

基于醫科大學的特色,其主干課程應注重基礎醫學、臨床醫學,同時開設基于醫學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數學類、物理類、化學類、計算機類,如高等數學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程,基礎和臨床醫學類課程,如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫學、中藥學、衛生管理等課程,然后按照各高校側重設置傳統生物醫學工程的工學類、工程類課程,如模擬電子、數字電子技術、傳感器、數字信號處理、醫學圖像處理、醫用儀器原理、醫學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態學等,部分專業可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫學工程專業,但需要按照本校特色來設置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫學工程高度交叉學科的學科特色的。

2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫學工程專業人才的培養特色

2.2.1人才培養目標

現今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫學工程專業,如北京大學工學院、浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫學工程學院,四川大學高分子科學與工程學院等,各具特色。以東南大學生物科學與醫學工程學院為例,其前身是生物科學與醫學工程系,創建于1984年。學院的科學研究及學生培養方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透,應用電子信息科學理論與方法解決生物醫學領域中的科學問題,發展現代生命科學技術。其人才培養目標在于“培養掌握生物醫學工程專業知識,掌握分析與健康相關的生物醫學工程問題的方法,并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠大理想的工醫結合復合型優秀人才”。即更加注重于培養工程與醫學相結合的復合型人才,這些專業人才的從事的工作更多是在用于醫學診斷、治療的儀器設備的設計、研發及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫學工程專業的培養目標,按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫學工程教學科研的相關學科為依據,培養從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發、生產的高級專門人才?!保蛴诓牧瞎こ虒W。由此可知,在綜合性大學工科以及理工科大學中,生物醫學工程專業應更注重工學、工程學內容,其培養目標就應以“培養具有現代醫學生物醫學工程(如機械、電子、材料、計算機在醫學中應用等)的基本理論知識及能力,能在醫療設備相關企事業單位從事設備(或裝備)設計研發、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養要求應更多的學習工學的基本理論知識,受到常規醫療裝備、設備等設計、研發、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。

2.1.2課程設置

基于工科特色,其主干課程應注重工科基礎理論的學習,了解醫學基礎知識,同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫學中而派生的專業課程。如將特色定在醫療設備制造等方向上的生物醫學工程專業,其基礎類課程更加強了基礎數學、物理的學習,設置了較多學分的高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及實驗等,醫學類課程設置了基礎醫學與實驗,涵蓋人體解剖學知識,專業基礎課和專業課設置了生物醫學數學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫學成像原理、醫學影像系統、生理信號檢測、生理信號處理、醫學圖像處理、醫學儀器設計與實現、醫學傳感器、醫學光學、醫學超聲、醫學材料等,同樣,課程設置也應按照本校特色加以取舍。

第2篇:生物醫學工程的特點范文

關鍵詞:生物醫學工程;專業建設;問題;對策

我國生物醫學工程自上世紀70年代創建以來,發展相當迅猛,其學科定位、產業效益和發展前景越來越得到社會認同和重視。截止目前,全國約90余所高校設有生物醫學工程專業,其中醫學院校約13所。如何充分發揮醫學教學資源優勢,積極探索適合生物醫學工程專業的教育培養模式,建設具有鮮明醫學院校特色的生物醫學工程專業,培養復合型高級工程技術人才,是醫學院校值得思考和探討的重要問題。

1 生物醫學工程學科特點

生物醫學工程學科是運用現代自然科學和工程技術原理與方法,從工程學的角度研究生物體(特別是人體)的結構、功能及其相互關系,揭示生命現象、探索生命本質,研究和開發用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置、系統和工程技術的一門綜合性學科,是理工類學科與生物醫學學科深度交叉、高度融合的邊緣性學科,所涵蓋的領域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發展快、變化多”等其他學科不具有的特點。

2 當前我校生物醫學工程專業情況

1)招生情況

我校2010年4月申報生物醫學工程專業,2011年正式招生。2014年首屆生物醫學工程專業學生順利畢業,到2015年本專業在校生共169人。

2)主要專業課程

生物化學、人體解剖生理學、生物醫學工程導論、C語言、電工學、信息技術、模擬電子技術、機械制圖和AutoCAD、數字電子技術、計算機原理與接口技術、臨床醫學概論、信號與系統、醫學影像技術學、醫學檢驗儀器、醫學圖像處理、醫學影像學、醫學傳感器、醫學影像原理與設備、醫學電子儀器原理與設計、醫用激光儀器、放射物理原理與腫瘤治療技術等。

3)就業方向

本專業學生畢業后適合從事醫院設備的操作、管理和維護,在醫學設備經營公司從事經營管理和技術服務,以及在相關的研究機構、生產企業從事產品的輔助開發、制造和技術管理等等工作。

3 我校生物醫學工程專業建設的問題分析

醫學院校具有很深厚的醫學大背景,具備豐富的醫學類學科教學資源和優越的臨床設備實踐條件等優勢,生物醫學工程學科和臨床醫學能緊密結合,但同時因學科體系不完善、教學師資力量比較薄弱、專業實驗室建設投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫學工程學科專業的高效快速發展。

1)理工學科體系不完善。我校是地方性醫學院校,王牌專業當然是基礎醫學和臨床醫學等醫學類專業,而工科專業都相當“年輕”。而生物醫學工程專業學科涵蓋面非常廣,幾乎可以用“包羅萬象”來形容,如果用“學科頻譜”來描述學科涵蓋面寬度,生物醫學工程無疑是88個一級學科中“頻譜寬度”最寬的學科。我們學校盡管針對醫學類專業的學生一直有開設了醫用物理、醫用高等數學等基礎學科,但相比理工科院校要薄弱很多,而且缺乏材料、自動化、電子等重要工程學科的有力支撐,這些支撐學科的缺少會導致相應課程設置不完善以及綜合性實踐訓練平臺缺乏,學生無法系統地學習工程類課程,得不到系統扎實的工程技術訓練,影響人才培養目標的整體實現。

2)復合型師資嚴重缺乏。要實現培養醫工結合與交叉的復合型高級工程技術人才目標,首先要建設一支醫工結合與交叉的復合型師資隊伍。在我校,具有醫學教育背景的教師資源比較多,而具有理工科教育背景的老師卻不多,既懂醫學又懂工程技術,能將工程技術與醫學需求緊密結合起來的復合型、交叉型、融合型師資就更加少之又少,教師隊伍知識結構普遍不夠合理,與各相關學科交叉融合能力弱,這些現狀一定程度上影響了課程體系構建以及教學質量和人才培養質量。

3)學生專業思想不牢固。生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科,知名度不高,社會、家長、學生都不是很了解生物醫學工程是個怎樣的行業,甚至容易和其它名字相近的專業如:生物工程、醫學工程、生物技術等專業名稱混淆,導致第一志愿填報的學生寥寥無幾,第一志愿填報醫學院校的生物醫學工程專業的更是幾乎為零。統計我校幾年來招生情況可見,幾乎所有的生物醫學工程專業的學生都是調劑生,也就是入學時專業思想就不太穩定。加之其專業知識覆蓋面廣,涉及領域跨度大,專業知識體系復雜,專業課程內容在各學科之間交叉頻繁,本科學生對本專業缺乏深入的了解、足夠的信心和學習熱情;生物醫學工程專業學生所學知識普遍存在“寬瓜不精”,“廣而不細”等問題,相比醫學影像技術學專業,就業時處于劣勢;部分學生由于學習任務重、壓力大,導致學習積極性、主動性不高,專業思想不夠牢固,甚至影響到專業整體的學習風氣。

4 對策初探

醫學院校要緊扣醫工結合的復合型高級工程技術人才培養目標,突出學科交叉綜合培養、工程技術意識培養、創新能力素質培養,加強學科之間的有科學融合,深化教學改革,加大教學投入,改善教學環境,加強隊伍建設,充分發揮醫學院校資源優勢。積極探索具有醫學院校特色的生物醫學工程專業教育培養模式,構建科學合理的課程體系和實踐教學體系,不斷提升生物醫學工程人才培養質量。

1)積極探索與理工院校聯合培養的教育模式。綜合性大學與醫學院校在生物醫學工程專業學科建設方面優勢互補、劣勢互存。綜合性大學具有完善的理工類學科體系,工科師資隊伍力量比較強,基礎課程比較成熟,實踐教學條件平臺比較完善,在工程技術人才培養方面具有完善的培養體系和成熟的培養經驗,但缺乏醫學類學科教學資源和臨床實踐條件,缺乏與臨床需求緊密結合的先決條件。因此,醫學院校要在充分發揮自身資源優勢的基礎上,積極探索與理工院校聯合培養的教育模式,實現優勢互補。校校聯合培養實現資源共享、優勢互補,提高育人質量。

2)積極探索與知名醫療企業聯合培養的教育培養模式,實現產學研相結合。與醫療企業聯合培養本身就可以很大程度上擴大專業的影響力,同時優化教學體系,解決學生實習就業等問題。學校有諸多附屬醫院,為醫療企業提供更多的產品使用方,同時為企業輸送專業人才。是一個雙贏的合作培養模式。另外,通過實施產學研相結合的培養模式,醫學院校可強化與科研院所和醫療衛生機構的聯系和溝通,充分發揮產學研各方主體優勢,有效解決師資力量不強、支撐學科不完善、創新能力培養不扎實等瓶頸問題。實踐證明,實施產學研結合,是生物醫學工程高等教育的成功經驗,也是培養高素質生物醫學工程技術人才的必由之路。高等醫學院校應樹立研究與產業化并舉的教育培養理念,深化教學改革,積極探索產學研相結合的教學培養模式。構建產學研一體化的最佳運行機制。

參考文獻

[1] 中國科學技術協會,2008-2009生物醫學工程學科發展報告[M].北京:中國科學技術出版社,2009.3期。

第3篇:生物醫學工程的特點范文

關鍵詞:工科院校;生物醫學工程專業;生物實踐教學;教學改革

生物醫學工程(BiologyMedicalEngineering,BMI)是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的,其主要是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示生命現象,為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科,多學科的高度綜合交叉是生物醫學工程的特點[1]。自上世紀70年代末以來,國內許多醫學院校、綜合性大學、理工科大學及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業,涵蓋了生物信息、醫療儀器、生物材料、生物工程等多個專業方向,課程設置主要包括工程類課程和醫學類課程,旨在培養具有各方面能力的復合型人才[2]。在生物醫學工程專業的培養體系中,實踐教學是培養大學生的創新意識、創新思維和創新精神、提高整體教學質量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學生物醫學工程專業是在學校原來的信號與信息處理等優勢學科的支撐下發展起來的,因此在醫學信號處理、醫學圖像處理、生物傳感和生物信息學等領域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領域的實踐教學體系完善、教學平備。比較而言,學校在生物醫學領域的教學和科研上相對薄弱,特別是在生物醫學方面的實踐教學有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學平臺薄弱、課時有限等問題。針對上述問題,我們從師資隊伍建設、資源優化配置、教學內容改革和教學方式更新等方面入手,對生物醫學工程專業的生物學實踐教學提出一系列改革措施,取得一定的效果。

一、生物學實踐教學存在的問題

南京郵電大學是傳統的工科院校,信息學科是學校的辦學特色。在工學為主體,以及“大信息”的背景下,學校的通信、電子、圖像和計算機等學科的科研氛圍濃厚、師資力量較強,相關課程的教學體系成熟、教學特點鮮明。上述相關學科的實踐教學已經構建了包括課內實驗、專題實驗、綜合訓練和生產實習一系列完善的實踐教學體系結構。但隨著我國生物醫學工程學科建設工作的開展,以及生物醫學領域研究和應用的快速發展,迫切的需要將更多的生物醫學知識融入到工程學知識中。為了擴展生物醫學工程專業學生在生物醫學領域的知識,激發學生的學習興趣,在生物學教學方面,我校目前開設了幾門生物學領域的課程,包括現代生物學、定量生理學和解剖生理學等。由于學校在生物醫學相關學科的科研和教學缺乏基礎,因此這些課程的師資力量較為缺乏,實驗教學平臺也比較薄弱。此外,生物醫學課程多屬于理論加上實驗的課程,要求課時較多。以解剖與生理為例,理論課要講51個學時,實驗課也需要51個學時[4,5]。但我校生物醫學工程專業大綱,對解剖與生理課程只設置了36個學時的理論課以及4個學時的實驗課。因此,在這些課程的理論課教學上,需要大幅的調整以適應本專業學生的培養要求[4,5]。在實驗教學上,由于課時的限制,大多為演示實驗或參觀,學生缺乏動手實踐機會[6]。筆者在調研學生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時,有68.1%的同學表示對這門課程感興趣或非常感興趣,并且有30%的同學希望能有動手實踐的機會(表2)。但我校目前現有的師資力量、實驗教學平臺和課時設置都不能滿足學生的這一要求,因此,必須采取有效的改進措施提高教學平水,滿足學生的學習要求。

二、生物醫學實驗教學改進辦法

1.培養專任教師隊伍。為了提高我校生物醫學領域的教學和科研水平,近幾年來,已引進多個生物醫學相關專業的博士和高級人才,構建了一個高學歷的教師隊伍。教師的專業和研究方向包括了分子生物學、蛋白質工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業背景和知識體系完全滿足了現有的生物課程教學和實驗教學的需要。

2.完善實驗教學條件。為了提高實驗教學水平,同時為了滿足學校科研項目發展的需要,我校已于近幾年建設完成了生物醫學實驗室。實驗室的建設目標是建立一個以生物技術為核心,結合醫學診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實驗基地,使學生系統化地學習和掌握全面的生命科學綜合實驗技能,以培養生物醫學工程領域創新性人才,同時為生物醫學工程專業的師生提供一個高水平的細胞、分子生物學實驗研究平臺,以加強不同學科間的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學、細胞生物學操作平臺和蛋白結構測試和信息處理的表征平臺。在此平臺上,我們為學生設立了核酸分離和檢測,核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標測定等一系列的實驗。讓學生走進實驗室,觀看并親自動手操作,極大激發了學生的對生物學課程的學習興趣。

3.改革實驗教學內容和方法。除了加強教師隊伍和實驗平臺的建設,我們還通過多種教學方法和途徑改革實驗教學內容。針對生物類課程實驗課時不足的問題,許多教師針對生物領域的熱點方向開設了一系列的開放實驗項目,通過開放性實驗,讓學生走進實驗室和動物房,讓學生跟著老師學習一些基本的生物學實驗以及動物實驗的操作技能和方法[7-9]。在教學中,教師積極鼓勵對生物醫學相關實驗有興趣并且有能力的本科生申報創新項目,鼓勵教師和學生并將畢業設計與創新項目相結合,以教師的科研項目為載體,讓學生在實踐中創新[10]。實踐以學生為主體,讓學生獨立查閱中外文獻,了解項目最新的國內外研究進展,設計實驗方案,學習各種新的實驗技術,掌握科學研究方法,這不僅有利于學生自主學習、解決問題的能力,培養創新思維,同時還加深例如學生對各種專業課程的理解以及對生物工程專業的認識。實踐證明,上述教學方法激發了學生的學習興趣,提高了學生的動手能力和操作能力,并培養了學生的團隊精神,取得了良好的教學效果。同時學校還積極與南京大學、南京中醫藥大學、江蘇省中醫院等單位建立合作關系,帶領學生參觀實驗室,讓學生對生物醫學各領域的實驗室構成、具體運作有更直觀的認識。通過在大學和醫院等實習基地的參觀和關系,讓學生充分認識到生物醫學工程專業的學習目的和專業知識的應用價值。生物醫學工程專業作為一門為生物學和醫學服務的交叉學科,生物學實驗課對生物醫學知識的學習和理解掌握領域非常重要。針對我校生物醫學工程專業的生物學實驗教學中存在的問題,我們開展一系列的教學改革與實踐,取得了很好的效果。極大地激發了學生的學習興趣,調動了學生的參與熱情,提高學生的實踐能力,并且為學生今后的工作和科研奠定了堅實的基礎。希望能在此基礎上,繼續完善現有的生物學實驗教學體系和教學方法,從而更好地促進生物學實驗課程建設和發展。

參考文獻:

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第4篇:生物醫學工程的特點范文

生物醫學工程是現代工程技術與醫學相結合形成的一門綜合叉學科,其利用生物學、醫學和工程的原理和方法,從事生命科學的理論與實踐研究,研究領域極其廣泛,實踐性很強。生物醫學工程專業教學實驗平臺以科學教育理論為指導,以人為本,科學設置實驗項目,合理配置,資源共享,從而培養具有較強的實踐能力和創新思維能力、具有醫學背景的醫學工程技術人才。以醫學院校生物醫學工程省級特色專業建設項目為基礎,以體制和機制創新為保障,做好實驗室建設規劃,不斷優化實驗室建設布局,規范和加強實驗室的管理,把實驗室建設成為培養具有創新能力的高水平生物醫學工程人才的重要培養基地。

1實驗室建設理念與改革思路

為了培養學生熟練的實驗操作能力和良好的實驗設計能力,我校確立“三模式(基礎實驗教學、基本技能實驗教學和專業提高實驗教學模式),一體化,三層次(基礎性實驗、綜合性實驗和設計創新性實驗)”的實驗教學體系?,F已開設的基礎實驗有數字電路系列實驗,醫學電子學基礎系列實驗,模擬電子技術系列實驗,Matlab仿真實驗等;綜合性實驗有DSP系列實驗,THDGP-2單片機系列實驗,THQC-1傳感器特性綜合實驗等;創新性實驗有醫學儀器設計系列實驗,超聲設備設計及故障排除系列實驗等。以學生為本,進一步強化實驗技能的訓練,加強啟發式、互動式、研究式的實驗教學方法。適當加大綜合性、設計性實驗的比例,進一步提高綜合性實驗的質量,進一步強化學生的實驗教學與科研實踐環節的聯系,形成具有醫、工特色的創新型實驗教學模式。在實驗進行中,充分發揮學生的主觀能動性,培養學生分析實驗中出現的各種現象,自己解決實驗過程中遇到的具體問題,評價實驗結果的可靠性。

2實驗教學特色、成果

2.1建立體現生物醫學工程特色的實驗室

我校依據工程學、生物學和醫學學科相互滲透、支撐的專業建設理念,共建有醫學信號及圖像處理、普通醫療儀器、醫學傳感器與信號測量等5個專業實驗室和1個醫學圖像處理研究室,擁有的儀器設備價值約200萬元。正在建立基于虛擬儀器的醫療儀器設計實驗室、醫學傳感器實驗室、醫學信號分析實驗室、影像設備實驗室、醫學物理實驗室,建成的實驗室為我校生物醫學工程專業及其他相關專業的學生增加動手實踐能力提供良好的實驗平臺。

2.2優化生物醫學工程實驗課的內容,構建醫工特色的課程體系

目前大多數綜合性院校生物醫學工程專業的畢業生缺少醫學知識,不能很好地滿足醫學領域技術要求。依據醫學院校生物醫學工程專業特點,結合我校學生實際情況和實驗室現有條件,自編一系列具有醫工結合特色,符合醫學院校生物醫學工程專業學生特點的實驗教材,如《醫學儀器原理實驗指導》《醫學超聲技術學實驗指導書》《醫用傳感器實驗指導書》等與生物醫學工程專業密切相關的綜合性實驗和研究性實驗的學生用書,培養學生的實踐能力和創新能力,為開設綜合性和研究性實驗提供重要資料。

2.3加強實驗技術隊伍建設

培養理工醫結合的復合型人才,必須有一支與培養任務相適應的高素質教師隊伍。我們采取的措施是雙向融合。在師資隊伍整體建設上,實現理工醫的整體規劃。目前由醫學背景,工學背景的混合結構組成的教師隊伍,保證了實驗教學與理論教學相互促進、共同發展,提高了實驗教學與管理的水平,促進了實驗教學的改革,有效地提高了實驗教學資源的使用效率。生物醫學工程專業現有專任實驗教師9名,其中省學術與技術帶頭人、省優秀教師、省教學標兵1人。教授1人、副教授1人,高級職稱教師比例占33.3%,具有碩、博士學位者6人,占教師總數的67.7%。本專業全部師資可以按照學歷教育背景劃分為:醫學類師資,如影像診斷、放療醫師等;理工基礎類師資,如生物醫學工程基礎課教師等;理工醫結合類師資,如影像設備學專業教師、影像技術專業教師、放療技術專業教師等。由這些教師組成復合型師資隊伍群體,來完成復合人才的培養任務。融合的原則是:脫產培養與在職培養相結合、短期培訓與長期培養相結合、國內培養與國外深造相結合、崗位培養與人才引進相結合。鼓勵青年教師跨專業考研、考博。對理工畢業的中青年教師,制定制度、實施醫學再教育。根據專業需要,安排理工類教師和臨床教師共同參加科研課題研究。我系與護理學院臨床專業長期建立合作關系,共同研發了基于Labview的分娩機制系統,靜脈注射速度控制儀等。通過這些雙向融合過程,培養一批達到理工醫知識融會貫通、具有復合型知識結構的優秀師資。

2.4建立4個多媒體實驗室

為滿足現代化、信息化實驗教學的需求,建立多媒體實驗室可以較好地演示實驗教學信息,把微觀的知識形象地展示在屏幕上,形象生動,學生便于理解。在實驗室內配備投影儀,教師可以方便地使用各種多媒體設備進行現場演示,使講課、參觀、演示、實驗等均在實驗室內進行,形象化的教學既激發了學生的學習興趣,又為教師授課提供了方便。目前,實驗室運用紅蜘蛛軟件,在局域網上實現多媒體信息的教學廣播,集同步教學、控制、管理、音視頻廣播、網絡考試等功能于一體,并同時實現屏幕監視和遠程控制等網絡管理的目的,提高了教學效果。

第5篇:生物醫學工程的特點范文

[關鍵詞]生物醫學工程;影像技術學;教學體系;實踐教學

生物醫學工程專業是一門現代醫學和醫學工程技術相互結合的學科,主要在理工科院校開展,作為一所以醫學教育為主的高校,在生物醫學工程專業培養中,注意與醫學臨床實踐緊密結合,側重醫療器械實踐培養。該校生物工程專業前身為醫學影像學(工程方向),自1999年開辦至今,根據實際情況,不斷修正培養培養,重視理論與實踐相結合,不斷提高學生的實踐能力,以“工程素質高、實踐能力強”的應用型專業人才培養,為培養目標。

1該校發展歷程

牡丹江醫學院自1958年創立以來,目前已經擁有近60年的教學歷史,1997年6月,學院通過了原國家教委本科教學評價,成為全國首批本科教學評價合格院校。從最初的名不見經傳到現如今的發展壯大,牡丹江醫學院在學科建設、師資力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重視實踐教學環節,在教學、科研、實習和就業方面均走在了同級別院校的前列。

2生物工程及影像技術的發展背景

生物醫學工程(BiomedicalEngineering,BME)是結合物理、化學、數學和計算機與工程學原理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念,產生從分子水平到器官水平的知識,開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法,用于疾病預防、診斷和治療,患者康復,改善衛生狀況等目的[1]。近幾年來,我國的醫療體制變革正處在快速時期,理工類科學技術在醫學領域,尤其是生物醫學中的應用范圍也越來越廣,因此對于具有較高專業素養和應用能力的人才需求就更加急迫?!白吭焦こ處熃逃囵B計劃”(簡稱“卓越計劃”)是國家教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重點大力項目[2],同時也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的一項重要措施,該政策旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導。醫學影像技術是醫學專業其中一門[3]。我國在2006年時出臺了改革政策,將醫學影像學專業區分為兩種學制不同的專業進行教育,此教育模式早在上世紀西方某些發達國家就已經出現,并取得了較好的教育結果。4年制醫學影像技術是專門從事影像技術與操作方面的工作的一類高精尖技術人才,在儀器操作及治療劑量控制方面的能力水平要明顯優于五年制的醫學影像學專業學生[4]。

3該校學科建設情況

該校擁有較高規格的影像實踐基地,該基地初建于2003年,現擁有6個實驗區,47間實驗室,建筑面積達3000㎡;配備X線機(常規X線機、程控X線機、高頻X線機)、CT(螺旋CT、往復式CT)、MRI(超導MRI、小型MRI教學儀)、ECT、DSA、超聲(彩超、黑白超、數字超聲教學儀)、直線加速器、模擬定位機、麻醉劑、體外碎石機、血液透析機、激光相機、洗片機、高壓注射器等50余臺設備,總價值達1000余萬元。可滿足生物醫學工程、醫學影像技術專業的專業課的實驗課、實驗室開放等教學活動,可以為學生提供大量的實踐動手機會。亦可帶領學生參與醫院大型設備的拆卸、搬運、安裝、維修等工作,讓學生得到“實戰”的機會。該校于2013年在醫學影像學院增設4年制生物醫學工程專業、醫學影像技術專業,培養方案與原醫學影像學專業(工程方向)(5年制)不同,《醫學影像設備學》作為重要的專業課之一,教學大綱亦作調整。根據醫學生物工程專業、醫學影像技術專業的特點,進行教學改革。理論課刪減部分陳舊設備相關知識,如壓縮常規X射線機結構、功能、工作原理及電路分析的講解,由學生課余時間自行學習討論。在實驗課改革方面,刪減部分陳舊實驗項目,讓學生多多地參與實驗課教學互動中,增加學生實踐動手機會,鍛煉學生獨立分析問題、解決問題的能力。同時針對醫學生物工程專業、醫學影像技術專業每學期均進行實驗室開放,由老師指導學生進行DSA設備的安裝,X射線機設備的局部改進設計等。積極組織指導生物醫學工程專業、醫學影像技術專業學生進行大學生科研立項,近幾年該教研室共指導黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目、牡丹江醫學院大學生科研項目共6項,例如:“常規X線機燈絲加熱電路改進”。該校積極開展校企合作聯合培養學生,2016年1月,醫學影像學院經實地考察,與北京威格瑞技術服務有限公司等8家醫療器械公司達成合作。2016年7月,首屆2013級醫學生物工程專業、醫學影像技術專業學生進入公司進行生產實習。2017年7月,經調查反饋,一年來各家醫療器械公司均能按學校要求培養學生,實習效果非常理想,多位學生實習表現優秀,被實習公司正式錄用。校企合作模式將繼續開展。醫學影像學院于2013—2014年編寫的高等學校改革創新教材、醫學影像專業特色系列教材中,影像設備教研室針對生物醫學工程專業、醫學影像技術專業編寫了《醫學影像設備學實驗指導》《醫用常規檢驗儀器》《醫用傳感器》《臨床設備學》4本理論及實驗教材,并已投入使用。該?,F已將生物醫學工程專業、醫學影像技術專業培養方案的修訂已提上日程。

4未來學科發展模式

4.1加強實踐教學環節

以教學改革為中心,以培養學生的創新實踐能力為只要目的,在不斷提升實踐教學設施基礎的同時,堅持理論教學為基礎的主要宗旨[5],讓學生在扎實掌握理論基礎后,運用先進的實踐教學來不斷地提升、完善自己的綜合技能[6]。使學生在此教學模式下,可以將專業發展為:擁有扎實的理論基礎、培養良好的專業素養、形成獨特的專業特色的優秀學科[7]。

4.2確立學生在實踐教學中的主體地位

無論在學科建設中進行怎樣的改革,其宗旨都是培養優秀的畢業生能被社會所用[8]。因此學生在實踐教學中的主體地位就顯得尤為重要[9]。因此讓學生提早進入醫院及工廠進行實習,不僅可以開闊學生的視野,而且可以使其在即將進入工作崗位前掌握一定的基本操作技能,在今后的工作中更早上手,從容地應對工作中的一系列問題。在教學中主動聆聽學生的意見,根據學生的不同呼聲對于教學方案進行及時的調整,盡最大可能地覆蓋盡量多學生的特點,提高教學效果[10]。

4.3加強師資隊伍建設

學校通過多種途徑提高青年教師的學歷及教學水平,并在教學實踐中不斷地提高,逐步培養一支結構合理、理論基礎扎實、實踐能力過硬、教學效果明顯的優秀教師隊伍[11]。

4.4建立教學評估及監控體系

完善的一套教學評價及質量監控系統是保證人才培養質量的一項重要措施[12]。建立一套過硬的實踐教學基礎、完善的實踐教學過程、科學的實踐教學效果評價、嚴格的教學質量監控體系,對于加強對整個實踐教學工作的宏觀調控、保障實踐教學體系的落實、高素質應用型創新人才的培養都起到了十分重要的作用[13]。

[參考文獻]

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[2]王能河,但漢久,張志德.生物醫學工程專業(醫學影像工程)本科課程體系比較研究[J].現代儀器與醫療,2013,19(2):70-74.

[3]寧旭,金貴,許佳,等.生物醫學工程專業電子信息類課程實踐教學體系的探索[J].現代醫藥衛生,2012,27(22):3512-3513.

[4]陳月明,孟雪.基于工程性和實踐性的課程設置模式探索與實踐—以安徽醫科大學生物醫學工程專業為例[J].安徽廣播電視大學學報,2017(1):87-91.

[5]吳凱,吳效明.生物醫學工程專業創新性人才培養的探索與實踐[J].醫療衛生裝備,2016,28(9):80-81.

[6]王岫鑫,龐宇,冉鵬,等.“三位一體化”創新型數字醫療人才培養模式研究—以生物醫學工程專業為例[J].教育教學論壇,2016(15):134-135.

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[8]張歲霞,杜守洪.生物醫學工程(臨床工程方向)專業應用型人才培養模式研究[J].新疆醫科大學學報,2017(9):147-150.

[9]王洪凱,劉惠,邱天爽.《醫學圖像處理》課程實踐性教學研究與探索[J].教育教學論壇,2017(3):132-133.

[10]陳瑛,龔著琳,蘇懿,等.以能力培養為導向的“醫學圖像處理與分析”研究生課程教學改革初探[J].中國高等醫學教育,2010(6):79-80.

[11]李鑫,王愛英,閆潔.以培養學生創新思維能力為導向的實踐課程教學改革研究初探[J].教育現代化,2016(26):357-359.

[12]王境生,袁力,袁聿德,等.國內影像醫學(技術)教育現狀及對策[J].實用放射學雜志,2015,21(9):987-990.

第6篇:生物醫學工程的特點范文

關鍵詞:生物醫學工程專業;理工院校;解剖生理學

作者簡介:李小慧(1980-),女,黑龍江鐵力人,南京郵電大學地理與生物信息學院,副研究員;吳建盛(1979-),男,江西撫州人,南京郵電大學地理與生物信息學院,講師。(江蘇 南京 210003)

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0161-02

生物醫學工程(Biology Medical Engineering,簡稱BMI)是綜合生物學、醫學和工程學的理論與方法而發展起來的新興交叉學科,其主要是運用工程技術手段,在多層次上研究生物體特別是人體的結構、功能和其他生命現象,研究用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置和系統的工程原理的學科。[1]自20世紀70年代末以來,國內許多綜合或理工科大學、醫學院校及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業,涵蓋了生物信息、醫療儀器、生物材料、生物工程等多個專業方向,課程設置主要包括工程類課程和醫學類課程,旨在培養具有各方面能力的復合型人才。[2]

生物醫學工程專業作為一門為生物學和醫學服務的交叉學科,生物學和醫學知識的學習就具有非常重要的作用。現在大多數院校的生物醫學工程專業都開設了解剖學、生理學、生物化學、分子生物學、基礎生物學等必修基礎生物學或醫學課程,旨在讓學生了解生物體的基本構造及生命現象的本質,掌握一定的醫療常識,為學習如何把工程技術應用于醫學領域打下基礎。

人體解剖生理學是研究人體各部分正常形態、結構及人體生命活動的規律或生理功能的科學。[3]作為生物醫學工程專業的一門重要專業基礎課,它包含了解剖學和生理學兩門學科的內容,并且涉及到組織學、胚胎學、細胞學和分子生物學等多個學科的知識,內容廣泛并且復雜抽象,對于缺乏生物學相關知識基礎的生物醫學工程專業的學生來說,是一個難題。南京郵電大學是以工科為主,信息科學為特色的理工科院校,生物和醫學知識的教學相對薄弱。如何揚長避短,使解剖生理學知識與學生工程類的專業知識有機融合,是擺在教師面前的一項重要任務,也是教學過程中需要不斷思考和努力解決的問題。

一、教學現狀及存在問題

1.教學基礎薄弱

南京郵電大學是以理工科為主的高校,生物醫學工程專業在南京郵電大學起步較晚,工程類課程依托南京郵電大學理工教學和科研的工作積累,具有良好的基礎。然而,生物和醫學類課程基礎較為薄弱,教學基礎和實驗條件與醫學或者綜合院校相比都有很大差距。

2.課時有限

生物醫學工程專業屬于前沿的交叉學科,專業囊括的知識面廣,專業所學課程較多,數學、電學、計算機科學相關課程占了很大比例的學時,給生物和醫學理論知識分配的學時有限,例如人體解剖生理學課程只有48個學時,但這門課程包含了解剖和生理兩門學科,教學內容豐富,學時相對不足。學生的生物和醫學類知識薄弱,也給教學帶來了一定困難。

3.學生興趣缺乏

信息科學是南京郵電大學的特色和優勢,生物醫學工程專業正是依托于南京郵電大學通信與信息工程學院的教學和科研基礎而創建的,學校通信、電子和計算機等信息領域的學習與研究氛圍濃厚,加之上述專業找工作容易,在這種環境下,學生會自覺將興趣轉移到通信、電子和計算機等方向,無法建立對人體解剖生理學的學習興趣。另外,人體解剖生理學知識多、復雜抽象的學科特點,也容易讓學生產生畏難和厭學的情緒。

二、教學體會和思考

在學時有限和學生興趣缺乏的情況下,如何利用有限的課堂講授時間,使學生更好地掌握解剖生理學知識,是擺在授課教師面前的突出問題。筆者針對在人體解剖生理學教學中遇到的實際問題,結合南京郵電大學生物醫學工程專業的培養目標,根據教學過程中的體會,提出以下幾點思考。

1.引導和培養學生興趣

解剖生理學是專講正常人體形態、結構和功能的課程,向學生強化學習解剖生理學就是認識自己、了解自己的觀念。但是如果單純講解課本上解剖和生理學的知識,學生仍然是被動接受,缺乏興趣。因為解剖生理學的一些知識與學生日常生活密切相關,在課堂教學中可以穿插講授一些衛生保健的知識或者一些學生感興趣的問題,讓學生知道課堂知識能夠在日常生活中學以致用,自然而然會產生興趣,主動去學習。例如,在講到呼吸系統時,就結合生活現狀,介紹吸煙的危害、霧霾天氣呼吸系統疾病的預防等;在講到循環系統時,可以介紹如何預防心血管疾病。對于女生感興趣的減肥和護膚的話題,在講授消化系統和皮膚章節時,適時介紹節食減肥的危害和正確保養皮膚的方法。此外,身體是解剖生理學最好、最直接的“教具”,在課堂教學中,可以增加互動,讓學生參與進來,這樣不僅可以加深學生的直觀印象,還可以活躍課堂氛圍,從而激發學生的興趣。例如,在講授解剖學知識和常用方位術語時,可以請學生到講臺上來做示范,使學生輕松掌握這些知識。

2.課程教學與專業結合

生物醫學工程專業的目的是運用工程技術手段解決醫學中的有關問題,保障人類的健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。在講解解剖生理學知識的同時,一定要將生物醫學工程專業的目標和意義貫穿其中,不僅能加深學生對專業的認可度,而且有助于對解剖生理學知識的鞏固。例如,在講解運動系統的關節內容時,介紹完關節結構和功能后,可以向學生系統介紹人工關節的相關知識,包括人工關節的發展歷史、使用的材料及應用疾病等。在講解呼吸系統和循環系統時,可以介紹人工心肺裝置的構造以及在外科手術中的重要意義。總之,在解剖學教學中,應結合知識點介紹相應的器官是如何人工制備,如何實現相應的解剖和生理功能等內容。通過將解剖學知識與工程學知識有機結合,不僅可以拓展學生的知識面,還可以促進學生對專業方向的理解,培養學生發現問題和解決問題的能力。

3.簡化課程內容

解剖生理學課程存在學時少、實驗少、內容多等問題,在課時的安排上要符合生物醫學工程專業的需求?;谏鲜隹紤],將課程重點放在解剖學上,有選擇地介紹生理學內容,對于未介紹的知識,建議學生自學。對于解剖學部分,對運動系統、內臟學和心血管系統重點講授,對神經系統、感覺系統和內分泌腺部分有所刪減,目的是為了加深學生對人體結構的掌握和了解。此外,我們精心鉆研教材并設計教學大綱,了解課程的教學重點、難點,在課前對學生較難理解的部分設計好教學方法和模式,力爭用簡練、易懂的語言講解課程內容,消除學生畏難、厭學的情緒。

4.充分發揮多媒體教學的優勢

解剖生理學教學需要向學生展示很多人體結構,涉及名詞非常多,很多學生反映較難記憶。制作集合聲音、文字、圖片、動畫、視頻等多種媒體信息的課件來輔助教學,可將人體結構直觀化,人體功能原理圖像化和動態化。從視聽的角度強化學生的理解和記憶,提高學生課堂的學習效率。另外,使用多媒體課件也能彌補理工科院校實驗條件的缺乏和教學標本的不足。但在使用多媒體教學方法的時候,教師不能脫離傳統的教學方式,因為多媒體教學資料雖然直觀易于理解,但知識零散且容量大,會影響學生的系統理解和記憶。教師應適時進行必要的講解, 對于重點、難點應在課堂上充分討論,并征求學生意見,控制好教學的節奏。

參考文獻:

[1]鄧玉林,李勤.生物醫學工程學[M].北京:科學出版社,2007.

第7篇:生物醫學工程的特點范文

【關鍵詞】案例教學生物醫學工程工程倫理

一、案例教學法簡述

案例教學法顧名思義,是基于案例分析的一種教學方法,最早起源于二十世紀初的哈佛大學[1],如今被廣泛的應用在金融、法律、心理學、和建筑等工程學專業領域的教學中。通常采用的方式是教師設計或根據真實事例展示一個從不同的出發點考慮會帶來爭議的困境(一個案例),然后將學生置于決策者的角色,通過學生的個人思辯和開展團隊討論,引導他們得到解決方案。案例方法與其他教學方法截然不同的是,案例教學法要求教師不再一味的灌輸給學生知識或者對問題的見解,教師的主要任務是引導和激勵學生自己設計每個案例中問題的解決方案并為自己的方案辯護,充分調動學生的積極主動性。案例教學法的優勢顯而易見,因為案例源于現實事例,為抽象的概念和理論提供了應用的實體平臺。學生通過整理和分析案例中提供的數據,快速檢索相關理論,得出結論并提出各自的解決方案,再通過團隊合作和集體討論探索不同的解決方案并權衡每個解決方案的利弊。這整個過程強化了學生理論知識的同時,鍛煉了學生調研的能力(主要指搜集和分析數據來支持自己的觀點)、評估和審辨對立觀點的能力、公正的從多角度考慮問題的能力、合成不同角度的信息經過權衡得到折衷解決方案的能力[2]。最終對問題解決方案的提出更是給學生帶來學習的正向反饋,促進學習過程的良性循環。為了達到預期的教學效果,案例教學法的實施其實對教師提出了更高的要求,需要任課教師對每個案例做深刻的分析,在案例的選取、展示方式、引導案例分析的走向上都要做好充分的準備工作。

第8篇:生物醫學工程的特點范文

生物醫學工程(biomedicalengineering,BME)是應用自然科學和現代工程技術的原理與方法,多層次研究人體結構、功能及其生命現象,研究用于防病、治病、人體功能輔助及衛生保健的制品、材料、裝置和系統的交叉性邊緣學科。其主要的特點是多學科交叉、理工醫結合,工程性和實踐性很強。在軍醫大學這樣的醫科院校中培養工程技術人才,必須要改變原有培養醫科學生的模式,采取適應工程技術人才培養特點的教學體系,突出工程性,強調實踐性教學。改變現有實踐教學模式,構建新的實踐教學體系,是生物醫學工程專業建設和人才培養中需要體現的重要內容[1]。

2生物醫學工程專業學員創新實踐能力培養的探索與經驗

我校生物醫學工程專業五年制本科人才培養的目標是:“面向我軍衛勤保障的需要和軍事醫學的發展,培養具有生物醫學、電子技術、信息技術和軍事醫學電子衛生裝備等專業知識,具備將生物醫學與電子信息技術相結合的能力,能夠從事軍事醫學電子衛生裝備研究、設計、管理、使用和維修工作的高級工程技術人才。”由于我校生物醫學工程專業的培養方向是生物醫學電子工程,這是一門科技含量高、技術密集、應用性強的學科,其基礎理論、創新探索都必須依賴實踐來驗證。因此,實踐教學占據著戰略性地位,是培養創新型人才的關鍵環節。根據我校生物醫學工程人才培養目標,突出工程特性,培養具有電子技術創新精神和實踐能力的人才是該專業建設的基本任務,學生的綜合素質和創新能力不僅需要通過基礎理論和專業理論的學習來培養,更要通過實踐教學各個環節來鍛煉,以使學員不斷提高創新實踐能力并將所學理論知識和實踐技能應用于實際醫學問題的解決中。我們主要采取了以下做法:

2.1注重基本實驗技能訓練,重組課程實驗教學內容電子技術與信息技術教學包含了一系列課程(電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、數字信號處理、傳感器原理、醫學電子儀器等等),對這些課程的實驗項目進行精選、整合、改造,實現以基礎性實驗、綜合性實驗教學模塊為基礎的分層遞進的實驗教學內容。對現有的實驗進行優化整合,主要目的是配合理論教學,使學生熟悉理論知識和掌握基本實踐技能,提高教學效益,在不增加現有實驗課學時的前提下,適當開設綜合性實驗。

2.2培養綜合運用知識能力,強化綜合性設計性實驗在專業基礎課實驗中,將過去模擬電子技術、數字電子技術等課程中的設計性實驗設置為相對獨立的綜合設計性實驗,主要通過自主探索的形式培養學生獨立思考、協作攻關的精神以及解決實際問題的能力,以達到知識和能力綜合訓練的目的。具體方法是教師編列實驗題目,提出技術要求。題目的難度與學生的水平相適應,題目的內容與專業方向及學生興趣相吻合。學生以小組為單位自行選題,通過查閱文獻資料,優化技術路線,獨立開展實驗等環節實施綜合訓練。使學生能夠較系統地掌握從選題、方案論證、電路設計、電路實現以及裝配調試,到最后的總結報告和文檔整理等全過程的各個環節。通過上述實驗課教學改革,有效調動了學生學習的積極性和主動性,培養了學生綜合運用知識的能力和動手能力。

2.3開展多層次第二課堂活動,培養分析解決問題能力開展了多種類型和內容豐富的第二課堂活動,這既是課程教學內容的補充,也是實踐教學不可缺少的環節。一種是普及性的第二課堂活動,內容力求覆蓋面廣、應用性強,既有教師選題,也有學生自主選題進行實驗研究。從專業基礎課開始組織,有效地豐富了學生視野,拓展了學習內容。另一種是提高性的第二課堂活動,對學習成績優秀、鉆研精神強的學生實行導師制,組織他們參加課外科技活動和全國性大學生創新設計競賽等實踐教學,讓學生直接介入實際的科研活動中。通過第二課堂活動有效地發揮了學生學習的潛能,變被動學為主動學,培養了學生邏輯思維能力和分析解決問題的能力。

3我校生物醫學工程學員實踐能力培養模式的不足

目前,我校生物醫學工程專業課程體系設置主要包括:公共基礎課程、醫學基礎課程、工程專業基礎課程、專業課程等4類。從實踐教學的效果來看,目前這種模式存在2點不足:一是課程設置不科學,體系不完整,與國內外其他生物醫學工程院校相比缺少專業選修課程、綜合實踐課程這2類課程[2];二是實踐教學沒有按照實踐能力培養的規律進行設計。實踐能力的培養必須從基礎做起,由低到高逐次遞進,以電子技術綜合設計為例,在設計性實驗中應當將主要精力用于方案設計和技術指標的實現上,但是部分學員由于電子工藝基本功不扎實,一些原本不應該出現的問題卻由于焊接加工水平欠佳反復出現,從而影響了設計性實驗的整體效果。由于工程實踐能力包含了方方面面的素質要求,從設備使用、工藝掌握、器件選擇、方案設計等等由低到高的各項能力的培養,是需要一點一滴積累并逐漸形成經驗的一個長期過程,絕非一朝一夕之功,也不是某一門課程所能解決的,必須將其作為系統工程搞好頂層設計,在整個課程體系之中加以解決。創新實踐能力的培訓必須是多層次的并且貫穿始終的完整培訓,需要完成包括基礎電子工藝掌握、基本實驗設備操作到復雜醫學電子系統的設計等一系列階梯式的體系化訓練。使學生在大學期間,乃至研究生階段,不間斷地進行傳統型、綜合型、設計型和創新型等各種實踐環節和各種社會實踐活動,這對學生掌握扎實的基礎理論知識和專業知識,提高獨立分析問題和解決問題的能力,提高團隊合作意識,提高創造性和競爭能力都大有益處[2]。只有經過這樣訓練的學生才能具備比較強的實踐動手能力,能夠有效地通過工程技術手段解決實際問題,從而滿足用人單位和部隊建設的需要。所以,建立健全完備的實踐教學體系是當前深化教學改革,加強頂層設計的重要工作之一,必須按工程人才的培養規律設計科學合理的實踐教學體系。

4構建生物醫學工程專業學員創新實踐能力培養體系的設想與建議

創新實踐能力可分為基本技能—綜合技能—設計技能—創新技能4個層次,不同層次的能力培養要有相對應的教學內容和訓練方法,通常需要采用驗證性實驗—綜合性實驗—設計性實驗—研究性實驗等有針對性地加以訓練。為實現創新實踐能力的全面培養,必須改變傳統的實踐教學模式,把培養學生的創新精神和實踐能力放在首位。以優化知識結構、提高綜合素質為指導制定實踐教學計劃和方案,調整實踐教學組織結構;安排大型綜合實驗設計課程和實踐訓練,形成科學合理、內容完備的教學體系和培養模式;構建良好的實踐教學支撐環境。使學生在學校期間,不間斷地進行傳統型、綜合型、設計型和創新型等各種實踐學習環節和各種社會實踐活動,使其創新實踐能力不斷發展,從而真正提高學生獨立分析問題和解決問題的能力,提高創造性和競爭能力,這也是提高專業教學水平和與國際教育接軌的必然選擇[3]。

4.1實踐課程體系建設

為了更好地適應軍醫大學對生物醫學工程人才培養的要求,根據培養生物醫學工程專業學員創新實踐能力的探索并結合其他院校在實踐體系建設上的經驗,我們認為生物醫學工程專業課程體系設置應當涵蓋公共基礎課程、醫學基礎課程、工程專業基礎課程、專業課程、專業選修課程、綜合實踐課程等6類課程。其中對于實踐能力的培養應構建4個層次、5個類型的課程培訓體系。

4.1.1基礎課程實驗

這一類實驗的內容和方式比較傳統,實驗和課程內容的聯系緊密,每門課程課內安排實驗18學時。通過對授課內容的驗證、實現與分析,幫助學生掌握基本理論和方法,鍛煉學生動手能力,培養學生的基本工程素質。除基本實驗外,一般要求至少安排一個具有綜合性質的實驗,能夠對整門課程起到融會貫通的作用。對每一門課程的課內實踐環節的安排和內容,都需要進行充分的論證,以保證每門課程實驗內容的合理性。

4.1.2綜合實踐課程

這個訓練層次的重要性體現在,使學生掌握應用工程技術解決實際問題的基本方法,同時培養其初步的創新能力。創新能力的獲取必須要擁有扎實的基礎,如果基礎不牢,所謂創新是沒有保障的,即便有非常新穎的想法,但是無法實現也是枉然。創新的方法往往產生于對傳統既有方法的熟悉上,充分了解各種方法的特點,并根據對實際問題的分析提出有價值的建議,創造性地采用不同以往的方法和手段處理和解決問題。創新一定是無限的想像與有限的技術選擇相結合的產物。通過這類實踐課程訓練學生對知識的綜合運用,掌握工程技術解決問題的程序和方法,突出工程實踐中關鍵環節的訓練,實現對不同學習階段的學員工程實踐能力的綜合培訓,使其具備工程技術人員基本的實踐能力。綜合實踐課程在進入專業基礎學習階段以后安排,將每學期的所有理論教學及考試在前18周內完成,余下的2~3周時間用于開設獨立的綜合實踐課程。其具體設置安排見表1。

(1)電子工藝實習。主要培養學生在電子線路焊接、裝配、調試、元器件識別、選擇、基本儀器使用等方面的能力,組裝具有實用價值的小型電路。安排這個訓練的目的,主要是鍛煉學員在電子技術應用中的基本操作技能,如果沒有這個過程,直接進入電子技術課程設計階段,就會出現因為電子工藝不過關造成的各種各樣的問題,為電路設計和調試帶來層出不窮的障礙。所以必須要有這個訓練過程,以保證在后續課程中學生具有比較熟練和穩定的電子工藝能力,而盡量避免因為工藝問題造成的失敗。

(2)電子技術課程設計。是在具備電子學基本實驗技能的基礎上,進行綜合能力培養的實踐訓練課程,以電路設計為重點,內容側重綜合應用模電、數電知識,完成制作較為復雜的帶有生物醫學功能的電路或者小型電子系統(例如心電信號放大器)。一般是給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。

(3)虛擬儀器技術課程設計。掌握LabView在信號采集、處理、分析以及功能電路整合方面的應用,側重于生物信號的處理及其虛擬儀器系統的設計。

(4)生物醫學信號檢測與處理綜合實驗。其目的是使學生在熟悉電子系統基本設計和數字信號處理主要方法的基礎上,把現代信號處理理論與臨床醫學緊密結合起來,掌握常見的生物醫學信號采集方法,醫學信號傳感器、采集儀器的使用,利用各種信號處理手段解決臨床診斷與治療方面的信號分析與處理問題。使學生了解醫學信號處理系統的實現過程:醫學信號信號采集信號處理信號識別與特征提取臨床診斷,培養學生應用Matlab和LabView提供的各種處理方法解決醫學問題的能力,并強調各種處理方法的硬件實現。

(5)現代醫學儀器綜合設計。在學生學完全部課程進入畢業設計前一個學期進行,學生綜合應用所學過的基礎課、專業基礎課和專業課的基礎理論、基本知識和基本技能,融合醫學儀器課程內容,獨立完成一個醫學信號檢測、處理、控制系統的設計、安裝、調試,完成醫學信號的數據采集和存貯、數據顯示、數據分析和處理,通過對專業課實驗進行的高度整合,讓學生對所學知識進行高層次的融合。學生從本課程擬定的題目中選擇,或者自己擬定題目,獨立完成一個檢測人體信號的小型醫學儀器系統,并使所設計的軟硬件系統達到要求的各項技術指標。學生通過該課程較系統地學習生物醫學信號處理和控制方面的方法和技術,在生物醫學信號處理技術、計算機技術、測量技術、控制技術及實驗技能等方面得到全面訓練,對醫學信號的拾取、測量、處理、應用有一個系統地了解,從而在綜合能力上得到培養,同時為完成畢業設計打下堅實的基礎[4]。

4.1.3創新性課外科技活動

開展豐富多彩和形式多樣的創新性課外科技活動,其主要目的是使學生在完成第二層次訓練的基礎上,了解學科前沿、開闊科技視野、激發創新意識,充分發揮和調動學生創新實踐的潛能,結合軍事醫學應用和實際問題的解決開展研究性實踐活動。結合我軍衛勤保障和軍事醫學的需求,應用電子信息技術和電磁檢測技術等生物醫學工程學方法,有針對性地開展創新實驗活動。從軍事醫學電子衛生裝備設計思想的提出、技術指標的設定、研究方案的形成、工程設計的優化等方面訓練學員,培養他們在我軍軍事斗爭衛勤保障條件下解決軍事醫學問題的創新思維和創新能力,以此提高軍事生物醫學工程專業人才的綜合素質。該層次的訓練側重于創新能力的培養,主要以第二課堂的形式圍繞科研方向開展,也可以圍繞專業選修課開展,并鼓勵學有所長的學生積極申報學校創新實驗基金,開展進一步的深入研究,并指導學生發表學術論文,申請國家專利。在條件成熟的情況下推薦他們參加各種類型的全國大學生科技競賽。對于部分已取得較好成果的學員,可在此基礎上直接進入畢業設計環節,并給予他們優先報考碩士研究生的資格。

4.1.4實習

臨床工程實習是理論聯系實際,培養學員分析問題、解決問題能力的重要階段。通過臨床實習,使學員進一步加深對專業課程理論知識的理解和掌握,全面了解現代化醫療儀器設備的基本原理、安裝調試、維護保養,熟悉部分醫學儀器結構特點和工作原理及存在問題,建立醫療衛生裝備體系的基本知識架構,培養學員運用已學基礎理論知識,初步分析和解決醫學儀器設備實際問題的能力,為畢業后從事醫療設備專業工作,提升任職能力打下基礎。

4.1.5畢業設計

畢業設計的質量可以衡量專業教學的水平,是學生畢業與學位資格認證的重要依據。畢業設計的開展將緊密結合學科研究方向和實際科研課題,把重點放在學員創新思維和能力的培養,充分發揮學員的主動性和創造性上。畢業設計注重以下能力的培養:(1)調研、查閱中外文獻和搜集資料的能力;(2)理論分析、制定或設計實驗方案的能力;(3)實驗研究、綜合分析和數據處理的能力;(4)交叉融合理工醫等學科綜合知識的能力;(5)外語、計算機應用和論文寫作的能力;(6)綜合應用工程技術手段解決實際問題的能力;(7)團隊合作的能力。方法上讓學生自由選題,獨立完成畢業設計課題。針對要解決的實際問題,指導學生通過查閱資料,以互相討論的形式逐步總結出解決問題的思路,要求學生利用計算機進行理論設計,并進行虛擬實驗和仿真分析,經過比較優選出最佳方案,進而設計出實用的電子系統,完成系統的軟硬件調試并達到設計技術指標;最后提供設計報告,接受專家組考評并通過答辯。通過畢業設計使學生了解科研的方法、程序和步驟,增強科研意識。這種對科學實踐全程參與的教學方式可以全面培養和提高學生的科研素質、工程意識和創新精神,真正實現了理論和實際動手能力相結合的創新實踐能力培養。

4.2創新實驗室建設

創新實驗室建設旨在針對我軍面臨的多樣化軍事任務,滿足我軍衛勤保障需求和軍事醫學發展需要,從軍事醫學電子技術教學與訓練、軍隊衛生裝備教學與訓練等方面入手,與燒傷外科學、防原醫學、野戰外科學、野戰內科學、軍事預防醫學、高原軍事醫學以及新概念武器防治學等軍事醫學緊密結合,以電子技術應用、裝備教學實訓為基礎,培養應用軍事生物醫學工程的技術方法,解決部隊衛勤保障和軍事醫學問題的創新實踐能力。創新實驗室主要服務于學員專業學習階段,在第二課堂、創新實踐、綜合實驗、軍事醫學課程設計、畢業設計、專業實習以及衛勤演練中對學員實施相關訓練活動。從培養軍隊院校學員為軍服務的意識出發,使其在學習訓練中了解軍事醫學的主要問題,學會應用軍事生物醫學工程方法解決相關問題,同時提高創新實踐能力,在這一過程中軍事生物醫學工程專業綜合創新實驗室的建設是必不可少的,這對于軍事生物醫學工程專業學員開展相關學習實踐以及任職訓練是必須要具備的一個基本條件。

第9篇:生物醫學工程的特點范文

1.1拓展實踐教學基地目前,高校的實踐教學基地主要包括課程的實驗教學平臺和校外見習、實習教學基地。實習基地一般是指具有一定規模并相對穩定的高等學校學生參加校內外實習和社會實踐活動、實現人才培養目標的場所;實習基地的建設直接關系到實習教學的質量,對于培養學生的實踐技能、創新意識、創業能力有著十分重要的意義。然而,在市場經濟的發展與推動下,大多數中小型國有企業進行了改制,導致高等學校的很多專業在工廠實習的機會大大減少,并且教學體系中的“金工實習”幾乎消失。由于生物醫學工程專業與醫學密切相關,并且醫院具備大量的醫療儀器與設備,因此,醫院成為生物醫學工程專業校外見習、實習的主要基地。為了讓學生更深入、更廣泛地認識本專業以及本專業的市場需求與發展,校外見習、實習基地應該涉及多個單位與部門,比如:醫院、生物醫學工程專業相關企業、醫療器械檢驗與銷售部門、電子產品生產企業等。目前,我校的生物醫學工程專業改變了以往只在醫院實習的狀況,同學現在可以選擇在醫院或醫療器械公司實習。此外,我們還可以不斷開拓校內見習和實習基地。校內見習與實習不僅節約了帶教老師和學生的時間,還降低了見習、實習費用,同時也達到了實踐教學平臺共享的目的。比如我校的生物醫學工程專業就可以選擇臨床技能中心之類的部門進行見習或實習。

1.2改進實踐教學內容實踐教學主要包括課程的實驗教學、見習、實習、畢業設計等部分。為了訓練學生形成由單一到綜合的實踐能力,加強學生對相關專業課程知識的綜合理解和運用的能力,專業課程的實驗除驗證性實驗外,還包括設計性和綜合性實驗及課程設計。在應用型人才的要求下,目前設計性、綜合性實驗及課程設計占專業實驗的比重要求越來越大。作為生物醫學工程此類交叉學科,畢業設計選題也應該突出專業特色,將工程技術應用到醫學、藥學、生物學等領域。對于中醫藥院校的生物醫學工程專業而言,可以利用掌握的工程技術來解決中醫中難以解釋與實現的問題,比如:影像圖像分析、脈搏儀、舌診儀的設計等。在設計性與綜合性實驗中,可以借助虛擬儀器軟件,進行虛擬與仿真實驗,這樣不僅可以提高學生的實踐能力,還能夠減少購買實驗設備的成本。對于生物醫學工程專業的學生,可以利用Labview軟件自行設計體溫、血壓、心率等測試系統,不僅鍛煉了自己的軟件硬件設計能力,還能夠利用自己設計的虛擬儀器進行生理參數采集等實驗。目前已經有高校在嘗試這種實踐教學改革,本學科組也正在開展這方面的教學研究工作。為了鞏固學生的理論知識,提高學生學習的興趣和熱情,對低年級學生在課堂之外可以成立興趣小組,開展電子電路的初步實踐,培養學生的動手能力。對于高年級的學生,可以設置開放性實驗,培養學生的自學能力、分析問題和解決問題的能力。此外,也可以像過去的金工實習一樣,讓學生在大學二年級就有實習的機會,可以設計短期的校內或校外實習。對生物醫學工程專業的學生可以選擇校內的臨床技能中心之類的部門進行實習,或者選擇到校外的醫院與企業進行短期的基礎實習。

1.3建立校企合作平臺校外實習基地雖然為學生提供了認識社會、了解專業的機會,但是實習提供動手鍛煉的機會有限,而且學生不能夠針對某一個問題進行深入探究。如果學校能夠和企業合作,建立長期有效的實踐教學體系,讓學生在大學三年級就進入企業,開始特定目標的實踐活動,這樣可以更加有效地提高學生分析問題、解決問題的能力。

1.4拓展其它實踐體系除了專業培養方案中設計的實踐教學體系外,我們還可以拓展其它實踐體系,比如鼓勵學生積極參加各類大學生競賽和參與教師的科研課題等,培養學生的自學能力、創新精神和團隊意識。為了能讓學生在參加競賽的過程中真正地提高工程素質和專業技術應用能力,需要建立完善的輔導體系和鼓勵措施。在學校方面,除了對獲獎的同學進行獎勵外,對所有參加比賽的同學應該給予學分鼓勵;在學科方面,應該建立一種長期有效的專業輔導體系,每年將選派專業老師參加一些學術會議,并定期安排專業老師對學生進行指導,讓學生能夠更好更充分地準備各種電子設計大賽。此外,我們還可以開展課外科技活動,培養學生創業能力。鼓勵學生組織、策劃、參與各類科技活動,優化學生的思維方式,培養學生的創業能力及組織協調能力。比如:組織學生參加專業相關的國際、國內會議,了解本專業的發展動態;舉辦一些電子作品展,向本校其它專業的同學介紹我們的專業和特點等。

2結語

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