论文部分内容阅读
【分类号】R318-4
生物医学工程（Biomedical Engineering， BME）是将工程学与生物、医学紧密结合而形成的新兴的交叉学科，旨在利用工程技术手段开发各类以高新技术为特征的现代医疗器械及系统，为疾病的诊断、监测、控制、预防和治疗提供有效的解决方案[1]。生物医学工程主要的研究领域包括：人工器官及生物材料、医疗仪器及设备、电子信息技术、医学影像技术等[2]。从其研究领域可以看出，生物医学工程是现代工程技术与生物医学相结合形成的交叉学科，涉及生物、电子、信息、材料、药学等多个领域，具有很强的交叉性和综合性[3]，同时由于生物医学工程在我国的发展时间较短，如何培养出兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专业人才，已成为本学科发展的重要课题之一。
一、我国生物医学工程现有培养模式的不足
生物医学工程学在我国发展于20世纪70年代，目前，我国高校中的生物医学工程专业设置分为两种：①设置在理工科大学;②设置在医学院校。据不完全统计，我国已有60余所综合或理工科大学和30余所医学院校设立了生物医学工程专业，培养从本科到博士各层次的专业人才。由于是新兴学科，我国的生物医学工程专业现有的培养模式通常存在以下不足[4]。
（一）理论与实践脱节
在国外，生物医学工程专业在课程设置上十分注重多学科的交叉以及理论与实践的结合。我国高等教育中传统的教学是以理论为基础、以课堂讲授为主的一种重理论轻实践，或是实践缺乏实用性，局限于书本的教学模式。这种教学模式的弊端是，学生在实践中不能很好地将专业理论知识同实际应用相结合，造成理论和实践脱节;同时部分高校开展的实验方法和手段陈旧，内容简单孤立，绝大部分属验证性的实验，缺乏综合性、设计性实验，最终均导致的学生的创新能力以及实践能力的难以满足于市场的需求。
（二）培养模式差异较大
从20世纪60年代初美国大学开设生物医学工程本科教育至今，大约有70余所高校通过了美国工程与技术认定委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）的评估获得授予生物医学工程学士学位的资格。ABET的准则鼓励各种教学计划的一致性，这对于推动生物医学工程学科的发展具有极其重要的作用。而我国生物医学工程发展时间相对较短，专业培养方向较多，不同院校的生物医学工程专业又由分别来自不同学科和专业的教师组建，因此造成不同院校的专业建设基础、人才培养目标、课程体系及培养模式均各有差异。工科背景较强的院校以工程学为基础，辅以少量医学课程，这类院校的学生工程学知识相对稳固，而医学知识相对薄弱;医科院校则多以医学为背景，工程学知识教授相对较少。这种医工结合不紧密的问题造成了学生的专业素质和创新能力与社会要求差距较大的弊端，同时又进一步导致了生物医学工程专业招生和就业难等一系列问题。
（三）实验设备相对落后
医学专业同工科专业一样，均须以实验为基础，否则开设生物医学工程专业如纸上谈兵，教师无从教学，学生也无法学习和理解。而专业实验室建设要求高，建设经费投入多，实验室的建设、设备的更新换代均需要大量的经费和专业技术人员的支持，而一些高校实验经费紧张，仪器台套数不够，特别是在初始发展阶段，困难较多，专业培养往往出现投入大产出少的现象，给经费有限的高校带来了建设上的困难。
（四）师资力量薄弱，缺乏复合型师资
生物医学工程作为“朝阳学科”，师资力量相对薄弱，很多教师都不是生物医学工程专业出身，虽然对所授课程知识驾轻就熟，但其知识领域相对于生物医学工程这样一个交叉性很强的学科而言，仍旧过于窄浅，对如何带动学生实现专业知识的融会贯通还缺少丰富的经验。与此同时，目前国内高校生物医学工程专业师资队伍中，具有理工科教育背景或医学教育背景的教师比较多，而既懂医学又懂工程技术，能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型师资比较缺乏，教师与各相关学科交叉融合能力较弱，这一状况一定程度上影响了专业课程体系的构建以及教学和人才培养的质量。
（五）学校、社会对专业的了解与重视不足
一些医学院校的教师对此专业的了解就是把它分类在工科，这就导致传授医学、生物学知识的教师对待此专业的课程重视不够，认为学生的任务就是学好电子、工科类课程就够了。而学生也并未得到工科的专业教学，与科班的工程类学生同样存在差距。这样的恶性循环，使得本来应形成优势与合力的“生物”、“医学”与“工程”专业，非但不能很好地融会贯通，反而处于“两不管”或者“两不精”的尴尬境地。而社会对于此专业的认知也很有限，有相当多的人把此专业简单理解为维修、销售仪器，仅把毕业生当作技术工来看待。
（六）学生思想不稳定
生物医学工程在我国作为一门全新的专业，其涉及的学科领域跨度大，专业知识体系复杂，就业方向不确定。很多本科生对所学专业缺乏深层次的认识，对自己的前途也缺乏一定的自信，部分学校也只是按照固定思路教学，导致学生思想不稳定，学习积极性、主动性不高，使学生在就业时处于劣势。
三、培养模式改进措施
（一）积极尝试多种教学方式
美国生物医学工程从基础教育到研究生培养，从理论教学到职业培训，均有一套较为完善的制度以及多种多样的教学方式，如探究式学习、发现式学习、基于问题的学习、基于项目的学习、案例教学以及任务驱动型教学等，这是美国在全球生物医学工程领域始终领先的基础。我国的生物医学工程专业教育可借鉴国外的经验，教师在教学过程中不能仅仅采用单一的教学模式，而应该采用综合型的教学模式，通过多种教育方式提高学生的综合能力与总体素质。 （二）实验及实践模式的创新
实验环节上，一方面减少内容陈旧、简单孤立的演示性、重复性和验证性实验，另一方面增加综合性、设计性和创新性实验，构建以学生为中心，教师为主导的实验教学模式，确保学生在实验教学环节中得到更多的动手能力和创新能力训练。在每门实验的设置与安排上，保证实验的合理性及适宜的难度，让学生在实验中学习，在学习中实践，不断看到自己的成果，提高学习和实践的兴趣。同时，可探索开展开放式实验，不定期开放实验中心，实验方向和实验内容由学生自选，学生可根据自己的兴趣进行自主实验和科技制作等活动，做到充分利用实验室资源，以提高学生动手能力，培养学生的科研兴趣与创新精神。
实践环节上，一方面，可通过寻找有较强研发技术能力的企业、医院以及其他有合作意愿的研究机构，积极构建创新实践平台，为学生多提供些产学结合的机会，使学生对生物医学工程领域的关键技术、发展动向以及市场状况均有明确的认知与了解。另一方面，可积极开展科技创新实践活动和校园文化活动，如医疗器械模拟销售大赛、大学生电子设计制作大赛等，同时积极鼓励学生参与教师的科研课题，以巩固、扩展课堂教学内容，开发学生潜能，帮助优秀学生脱颖而出，最终培养和锻炼学生的社会实践能力及自习能力，提高学生的综合素质、团队意识以及创新精神。
（三）实验室的建设与完善
对于实验室建设要在资金、人力的投入上给予保障。购置先进的仪器设备，加大对实验室的软硬件建设力度。注重新技术和新材料的运用，在具备先进实验设备的基础上，提高实验条件和实验水平，以实现实验教学内容的更新。
（四）加强教师队伍建设
要实现培养医工结合的复合型技术人才，一方面需要建设一支医工结合的复合型师资队伍，另一方面，也可联合医学、工学的专业教师，通过交流实现专业知识的“交叉”，让原先“孤立”的课程与其他专业课有机地融为一体。在此基础上，教师在熟练掌握所授课程的同时，应积极参加国内外的进修学习以及参观交流等活动，以充分了解本专业的最新知识及发展方向，开拓眼界。
（五）鼓励学生了解专业的发展与动向
应在专业授课的基础上增加学科及产业发展动向的介绍，同时鼓励学生阅读本专业相关的文献，如《生物医学工程年报》（Annals of Biomedical Engineering）、《国际生物医学工程杂志》（International Journal of Biomedical Engineering）等[13]，以使学生了解国内外生物医学工程领域的新技术、新进展、新动向，增强学生对专业的兴趣。
（六）增强学校及社会的重视度
学校应提高对本专业的重视程度，依据自身特点在学科建设方面给予指导，科学制定培养目标，完善培养计划，在人财物方面给予大力支持。加强教师对此专业的重视程度，提高教师的教学的积极性。同时，为学生全力营造社会认同感，推动该专业的不断发展壮大。
总之，生物医学工程专业教学改革的思路和方法仍需进一步探索，对生物医学工程人才培养模式的改革还任重而道远[14]，我们需要坚持不懈地将教学改革进行下去，争取早日培养出综合能力强，能够从事生物医学工程研究、开发与生产的高级人才，以及医疗器械质量控制与管理、医疗设备市场营销等方面的专门人才，以满足生物医学工程产业及市场日益增长的人才需求。
参考文献
[1] 赵于前，李香花，黄忠朝，等. 生物医学工程专业研究生跨学科培养模式研究[J]. 中国医学物理学杂志，2012，29（1）：3199-3201.
[2] Edwand H， Shortiffe EH， James J. Biomedical informatics： computer applications in health care and biomedicine[M]. 3rd ed. New York： Springer， 2006.
[3] 李天钢，马春排，李自毅，等. 生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J]. 实验室研究与探索，2008，27（7）：21-22，46.
[4] 康晓宇，娄坤. 医学院校生物医学工程专业若干问题的思考[J]. 华北煤炭医学院学报，2007，9（1）：126-127.
生物医学工程（Biomedical Engineering， BME）是将工程学与生物、医学紧密结合而形成的新兴的交叉学科，旨在利用工程技术手段开发各类以高新技术为特征的现代医疗器械及系统，为疾病的诊断、监测、控制、预防和治疗提供有效的解决方案[1]。生物医学工程主要的研究领域包括：人工器官及生物材料、医疗仪器及设备、电子信息技术、医学影像技术等[2]。从其研究领域可以看出，生物医学工程是现代工程技术与生物医学相结合形成的交叉学科，涉及生物、电子、信息、材料、药学等多个领域，具有很强的交叉性和综合性[3]，同时由于生物医学工程在我国的发展时间较短，如何培养出兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专业人才，已成为本学科发展的重要课题之一。
一、我国生物医学工程现有培养模式的不足
生物医学工程学在我国发展于20世纪70年代，目前，我国高校中的生物医学工程专业设置分为两种：①设置在理工科大学;②设置在医学院校。据不完全统计，我国已有60余所综合或理工科大学和30余所医学院校设立了生物医学工程专业，培养从本科到博士各层次的专业人才。由于是新兴学科，我国的生物医学工程专业现有的培养模式通常存在以下不足[4]。
（一）理论与实践脱节
在国外，生物医学工程专业在课程设置上十分注重多学科的交叉以及理论与实践的结合。我国高等教育中传统的教学是以理论为基础、以课堂讲授为主的一种重理论轻实践，或是实践缺乏实用性，局限于书本的教学模式。这种教学模式的弊端是，学生在实践中不能很好地将专业理论知识同实际应用相结合，造成理论和实践脱节;同时部分高校开展的实验方法和手段陈旧，内容简单孤立，绝大部分属验证性的实验，缺乏综合性、设计性实验，最终均导致的学生的创新能力以及实践能力的难以满足于市场的需求。
（二）培养模式差异较大
从20世纪60年代初美国大学开设生物医学工程本科教育至今，大约有70余所高校通过了美国工程与技术认定委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）的评估获得授予生物医学工程学士学位的资格。ABET的准则鼓励各种教学计划的一致性，这对于推动生物医学工程学科的发展具有极其重要的作用。而我国生物医学工程发展时间相对较短，专业培养方向较多，不同院校的生物医学工程专业又由分别来自不同学科和专业的教师组建，因此造成不同院校的专业建设基础、人才培养目标、课程体系及培养模式均各有差异。工科背景较强的院校以工程学为基础，辅以少量医学课程，这类院校的学生工程学知识相对稳固，而医学知识相对薄弱;医科院校则多以医学为背景，工程学知识教授相对较少。这种医工结合不紧密的问题造成了学生的专业素质和创新能力与社会要求差距较大的弊端，同时又进一步导致了生物医学工程专业招生和就业难等一系列问题。
（三）实验设备相对落后
医学专业同工科专业一样，均须以实验为基础，否则开设生物医学工程专业如纸上谈兵，教师无从教学，学生也无法学习和理解。而专业实验室建设要求高，建设经费投入多，实验室的建设、设备的更新换代均需要大量的经费和专业技术人员的支持，而一些高校实验经费紧张，仪器台套数不够，特别是在初始发展阶段，困难较多，专业培养往往出现投入大产出少的现象，给经费有限的高校带来了建设上的困难。
（四）师资力量薄弱，缺乏复合型师资
生物医学工程作为“朝阳学科”，师资力量相对薄弱，很多教师都不是生物医学工程专业出身，虽然对所授课程知识驾轻就熟，但其知识领域相对于生物医学工程这样一个交叉性很强的学科而言，仍旧过于窄浅，对如何带动学生实现专业知识的融会贯通还缺少丰富的经验。与此同时，目前国内高校生物医学工程专业师资队伍中，具有理工科教育背景或医学教育背景的教师比较多，而既懂医学又懂工程技术，能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型师资比较缺乏，教师与各相关学科交叉融合能力较弱，这一状况一定程度上影响了专业课程体系的构建以及教学和人才培养的质量。
（五）学校、社会对专业的了解与重视不足
一些医学院校的教师对此专业的了解就是把它分类在工科，这就导致传授医学、生物学知识的教师对待此专业的课程重视不够，认为学生的任务就是学好电子、工科类课程就够了。而学生也并未得到工科的专业教学，与科班的工程类学生同样存在差距。这样的恶性循环，使得本来应形成优势与合力的“生物”、“医学”与“工程”专业，非但不能很好地融会贯通，反而处于“两不管”或者“两不精”的尴尬境地。而社会对于此专业的认知也很有限，有相当多的人把此专业简单理解为维修、销售仪器，仅把毕业生当作技术工来看待。
（六）学生思想不稳定
生物医学工程在我国作为一门全新的专业，其涉及的学科领域跨度大，专业知识体系复杂，就业方向不确定。很多本科生对所学专业缺乏深层次的认识，对自己的前途也缺乏一定的自信，部分学校也只是按照固定思路教学，导致学生思想不稳定，学习积极性、主动性不高，使学生在就业时处于劣势。
三、培养模式改进措施
（一）积极尝试多种教学方式
美国生物医学工程从基础教育到研究生培养，从理论教学到职业培训，均有一套较为完善的制度以及多种多样的教学方式，如探究式学习、发现式学习、基于问题的学习、基于项目的学习、案例教学以及任务驱动型教学等，这是美国在全球生物医学工程领域始终领先的基础。我国的生物医学工程专业教育可借鉴国外的经验，教师在教学过程中不能仅仅采用单一的教学模式，而应该采用综合型的教学模式，通过多种教育方式提高学生的综合能力与总体素质。 （二）实验及实践模式的创新
实验环节上，一方面减少内容陈旧、简单孤立的演示性、重复性和验证性实验，另一方面增加综合性、设计性和创新性实验，构建以学生为中心，教师为主导的实验教学模式，确保学生在实验教学环节中得到更多的动手能力和创新能力训练。在每门实验的设置与安排上，保证实验的合理性及适宜的难度，让学生在实验中学习，在学习中实践，不断看到自己的成果，提高学习和实践的兴趣。同时，可探索开展开放式实验，不定期开放实验中心，实验方向和实验内容由学生自选，学生可根据自己的兴趣进行自主实验和科技制作等活动，做到充分利用实验室资源，以提高学生动手能力，培养学生的科研兴趣与创新精神。
实践环节上，一方面，可通过寻找有较强研发技术能力的企业、医院以及其他有合作意愿的研究机构，积极构建创新实践平台，为学生多提供些产学结合的机会，使学生对生物医学工程领域的关键技术、发展动向以及市场状况均有明确的认知与了解。另一方面，可积极开展科技创新实践活动和校园文化活动，如医疗器械模拟销售大赛、大学生电子设计制作大赛等，同时积极鼓励学生参与教师的科研课题，以巩固、扩展课堂教学内容，开发学生潜能，帮助优秀学生脱颖而出，最终培养和锻炼学生的社会实践能力及自习能力，提高学生的综合素质、团队意识以及创新精神。
（三）实验室的建设与完善
对于实验室建设要在资金、人力的投入上给予保障。购置先进的仪器设备，加大对实验室的软硬件建设力度。注重新技术和新材料的运用，在具备先进实验设备的基础上，提高实验条件和实验水平，以实现实验教学内容的更新。
（四）加强教师队伍建设
要实现培养医工结合的复合型技术人才，一方面需要建设一支医工结合的复合型师资队伍，另一方面，也可联合医学、工学的专业教师，通过交流实现专业知识的“交叉”，让原先“孤立”的课程与其他专业课有机地融为一体。在此基础上，教师在熟练掌握所授课程的同时，应积极参加国内外的进修学习以及参观交流等活动，以充分了解本专业的最新知识及发展方向，开拓眼界。
（五）鼓励学生了解专业的发展与动向
应在专业授课的基础上增加学科及产业发展动向的介绍，同时鼓励学生阅读本专业相关的文献，如《生物医学工程年报》（Annals of Biomedical Engineering）、《国际生物医学工程杂志》（International Journal of Biomedical Engineering）等[13]，以使学生了解国内外生物医学工程领域的新技术、新进展、新动向，增强学生对专业的兴趣。
（六）增强学校及社会的重视度
学校应提高对本专业的重视程度，依据自身特点在学科建设方面给予指导，科学制定培养目标，完善培养计划，在人财物方面给予大力支持。加强教师对此专业的重视程度，提高教师的教学的积极性。同时，为学生全力营造社会认同感，推动该专业的不断发展壮大。
总之，生物医学工程专业教学改革的思路和方法仍需进一步探索，对生物医学工程人才培养模式的改革还任重而道远[14]，我们需要坚持不懈地将教学改革进行下去，争取早日培养出综合能力强，能够从事生物医学工程研究、开发与生产的高级人才，以及医疗器械质量控制与管理、医疗设备市场营销等方面的专门人才，以满足生物医学工程产业及市场日益增长的人才需求。
参考文献
[1] 赵于前，李香花，黄忠朝，等. 生物医学工程专业研究生跨学科培养模式研究[J]. 中国医学物理学杂志，2012，29（1）：3199-3201.
[2] Edwand H， Shortiffe EH， James J. Biomedical informatics： computer applications in health care and biomedicine[M]. 3rd ed. New York： Springer， 2006.
[3] 李天钢，马春排，李自毅，等. 生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J]. 实验室研究与探索，2008，27（7）：21-22，46.
[4] 康晓宇，娄坤. 医学院校生物医学工程专业若干问题的思考[J]. 华北煤炭医学院学报，2007，9（1）：126-127.