生物醫(yī)學(xué)工程優(yōu)勢范文
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篇1
1.國外生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀概述
生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)是目前全球發(fā)展最快、貿(mào)易往來最活躍的產(chǎn)業(yè)之一。20世紀(jì)80年代以來,全球生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)(醫(yī)療器械)銷售額年增長率一直保持在水平。BME產(chǎn)品的國際貿(mào)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(fā)達國家投入了大量人力和財力,發(fā)展BME高科技產(chǎn)業(yè),搶占國際市場。全球范圍內(nèi),BME產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產(chǎn)、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。
2.我國生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)與生物材料科學(xué)的發(fā)展及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的興起,我國BME工業(yè)獲得了進一步發(fā)展的理論基礎(chǔ)和技術(shù)源泉,從而帶動了整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步和新發(fā)展,走上了 BME科技產(chǎn)業(yè)的道路,但與國際先進水平的差距依然非常明顯,主要表現(xiàn)為民族產(chǎn)業(yè)不強,高、精、尖的BME產(chǎn)品依賴進口現(xiàn)象嚴(yán)重,加快了醫(yī)療費用的高速膨脹;由于我國BME產(chǎn)品檔次低可靠性不高、缺乏創(chuàng)新能力等原因,難與國外產(chǎn)品抗衡;BME產(chǎn)業(yè)雖然數(shù)量眾多、但組織規(guī)模不大和產(chǎn)品檔次低,難于參與國際競爭。但我國人口眾多,BME產(chǎn)品需求量又相當(dāng)大。所以,發(fā)展中國的生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè),改革中國的生物醫(yī)學(xué)工程高等教育,已經(jīng)刻不容緩。
3.生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)化與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科教育
工程學(xué)突飛發(fā)展的今天,生命科學(xué)也在迅猛發(fā)展,尤其是近年來迅速興起的生物技術(shù)給BME以極大的推動。生物醫(yī)學(xué)工程作為典型的交叉、融合、邊緣性的學(xué)科,其含義更深更廣:不僅是工程學(xué)與生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉結(jié)合,也包括所有其他學(xué)科和生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉結(jié)合;不僅是工程技術(shù)的相應(yīng)理論方法與生物醫(yī)學(xué)中人體結(jié)構(gòu)功能的交叉結(jié)合,而且要考慮工程技術(shù)的相應(yīng)理論方法與生物技術(shù)的交叉結(jié)合。正是由于上述諸學(xué)科的相互結(jié)合和滲透,BME的研究已經(jīng)深入到分子醫(yī)學(xué)水平。
可以說有多少理工科分支,就會有多少BME領(lǐng)域,這種多學(xué)科的交叉融合涉及到幾乎所有的理工學(xué)科和所有的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)分支,沒有那一個學(xué)者、那一個科研結(jié)構(gòu)可以涉足其全部。而且,BME所指的學(xué)科交叉,不是生物醫(yī)學(xué)同那一個工程學(xué)科分支的簡單結(jié)合,而是多學(xué)科、廣范圍、高層次上的融合。隨著科學(xué)的進一步發(fā)展,各類學(xué)科都有了迅猛的發(fā)展,不斷有新技術(shù)出現(xiàn),而且專業(yè)基礎(chǔ)也在變化,這些發(fā)展變化給生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。我們有必要站在新的高度對生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)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(yī)學(xué)工程高等教育思考
我國已有的BME專業(yè)大致可以分為兩類:一類是理工科大學(xué)的BME專業(yè),另一類是醫(yī)學(xué)院校的BME專業(yè)。理工科大學(xué)的BME專業(yè)側(cè)重點在于工科,以培養(yǎng)能從事BME研究、開發(fā)和生產(chǎn)的高級BME技術(shù)人才為主要目標(biāo),而醫(yī)學(xué)院校的BME專業(yè)則培養(yǎng)能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)密切結(jié)合,能為醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究部門進行工程技術(shù)服務(wù),能從事醫(yī)院醫(yī)療儀器設(shè)備的管理與質(zhì)量保證工作的高級醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員為主要培養(yǎng)目標(biāo)。
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科在我國僅設(shè)一級學(xué)科,不設(shè)二級學(xué)科。我國生物醫(yī)學(xué)工程高等教育始于20世紀(jì)70年代后期,20多年來,我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究和高等教育已經(jīng)取得了相當(dāng)可觀的進步,但從總體水平上看,與國外相比仍有相當(dāng)大的差距。與我國國情和經(jīng)濟發(fā)展的需要很不適應(yīng),BME專業(yè)畢業(yè)生的社會需求缺口較大。
4.1 我國生物醫(yī)學(xué)工程高等教育存在的問題
我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展不平衡在研究方面,引進、消化、跟蹤研究多,創(chuàng)新性研究較少;理論方法等應(yīng)用性基礎(chǔ)研究多,取得自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用研究較少。在學(xué)科建設(shè)和發(fā)展方面,主要集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,對材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科、生物技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科和醫(yī)療器械型生物醫(yī)學(xué)工程等學(xué)科幾乎沒有涉足。
專業(yè)設(shè)置偏、少目前的生物醫(yī)學(xué)工程本科教育的專業(yè)設(shè)置面比較集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),只有個別學(xué)校在培養(yǎng)目標(biāo)中增加生物材料和人工器官方面的內(nèi)容;各院校的研究生培養(yǎng)(科研方向)基本以生物醫(yī)學(xué)信號的檢測處理、醫(yī)學(xué)成像、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)儀器研究為主,部分涉及到分子電子學(xué)、分子光子學(xué)、生物力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數(shù)大學(xué)比較集中在納米材料、生物醫(yī)學(xué)材料以及人工器官和生物醫(yī)學(xué)圖像處理。研究生培養(yǎng)的專業(yè)面相比本科生的專業(yè)面寬廣。
醫(yī)工結(jié)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(yī)學(xué)的有機結(jié)合在教學(xué)上體現(xiàn)的還很不夠,綜合院校往往具備更深的理工基礎(chǔ)而缺乏醫(yī)學(xué)背景,醫(yī)學(xué)院校與臨床結(jié)合緊密,但工程力量又顯得薄弱。雖然近年來,不少醫(yī)科院校與綜合性大學(xué)合并,為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)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(xué)科的交叉和融合并沒有得到根本解決。
專業(yè)層次不合理目前我國舉辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育的各高校,生物醫(yī)學(xué)工程高等教育基本執(zhí)行以本科教育為主體積極發(fā)展研究生教育的方針。然而,由于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科自身的特殊性和學(xué)科自身的高度交叉、融合的特點,可以設(shè)想,四年制的本科教育又怎能實現(xiàn)真正意義上的醫(yī)工的交叉融合呢?生物醫(yī)學(xué)工程研究是其產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ),而研究必須通過產(chǎn)業(yè)化才能實現(xiàn)為醫(yī)學(xué)服務(wù)的目的,但是當(dāng)前辦有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的大學(xué),很多在基礎(chǔ)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(chǎn)業(yè)化的任務(wù)也很難實現(xiàn)。
4.2 我國生物醫(yī)學(xué)工程高等教育改革思考
學(xué)科發(fā)展與專業(yè)設(shè)置在歐美一些發(fā)達國家,無論本科和研究生教育的學(xué)科發(fā)展、專業(yè)設(shè)置以及培養(yǎng)目標(biāo)都以社會需求為導(dǎo)向,緊密結(jié)合生產(chǎn)和科技發(fā)展變化的需要,及時調(diào)整學(xué)科發(fā)展方向和專業(yè)設(shè)置內(nèi)容。在我國開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)經(jīng)驗比較成熟的大學(xué)往往存在著偏重于理科或醫(yī)科的現(xiàn)象,沒有體現(xiàn)出生物醫(yī)學(xué)工程多學(xué)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(fā),拓展學(xué)科建設(shè)方向,逐步建立起適合于多學(xué)科合作發(fā)展的運行模式。其次要充分利用高等院校的科研優(yōu)勢設(shè)置課程體系。美國生物醫(yī)學(xué)工程課程特別是專業(yè)課程既能體現(xiàn)學(xué)科本身涉及面廣的特點,又具有相當(dāng)?shù)撵`活性,又能結(jié)合科研優(yōu)勢,突出重點,是很值得我們借鑒的。
醫(yī)工結(jié)合與交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)BME是多學(xué)科的交叉學(xué)科,專業(yè)人員需要同時具備醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)兩類知識和經(jīng)驗靠以往的醫(yī)生+工程師來組成專業(yè)技術(shù)人員隊伍是無法適應(yīng)學(xué)科發(fā)展需要的。所以必須從現(xiàn)在起,特別重視BME教育工作,加強現(xiàn)有專業(yè)點的建設(shè),提高教學(xué)質(zhì)量,改革現(xiàn)有教材,制定科學(xué)的人才培養(yǎng)計劃。首先,各學(xué)科的交叉和融合是我們必須牢牢記住的關(guān)鍵點。以醫(yī)、工、理為基礎(chǔ),為實現(xiàn)多學(xué)科的交叉和融合奠定堅實的基礎(chǔ)。其次,構(gòu)建科學(xué)的教育體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)專業(yè)設(shè)置和學(xué)科研究方向確定知識結(jié)構(gòu)的主干,同時注重拓寬知識范圍,使學(xué)生既能有相應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識又具備在其他領(lǐng)域中發(fā)展的基礎(chǔ),從而實現(xiàn)真正意義上的理、工、生物醫(yī)學(xué)的交叉和融合。
積極擴大研究生教育,控制本科生招生數(shù)量 目前的生物醫(yī)學(xué)工程本科教育的專業(yè)設(shè)置主要集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程,然而依據(jù)生物醫(yī)學(xué)大市場的發(fā)展?fàn)顩r來看,雖然信息技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)在我國形成規(guī)模,但其就業(yè)市場還是相對較小,另一方面,由于學(xué)校幾乎沒有針對生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)化過程的知識能力進行培養(yǎng)教育,學(xué)生個人很難把生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)從教室或?qū)嶒炇抑苯酉蚴袌龊彤a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。所以,生物醫(yī)學(xué)工程教育的發(fā)展應(yīng)該積極擴大研究生教育,控制本科生招生數(shù)量和規(guī)模,學(xué)制可以考慮為五年,限制或減少專科層次以下的學(xué)生在校人數(shù),生物醫(yī)學(xué)工程本科教育的重心應(yīng)該是為研究生教育打好理工科、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。
篇2
在美國高校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),不僅有負責(zé)課程性教學(xué)、專業(yè)化指導(dǎo)以及自身科研的本系導(dǎo)師,還擁有大量外系以及與研究所聯(lián)合的教師。以霍普金斯大學(xué)為例,它的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)擁有100多名教師,但其本系的教師只有42名,其他均為外系教師,這些教師主要來自于藥學(xué)院和工程學(xué)院。其學(xué)科背景更是豐富,涉及到電子學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)及統(tǒng)計學(xué)、機械、化工等諸多方面,這種充分利用學(xué)科間的優(yōu)勢進行教學(xué)的模式,不僅豐富了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),更為共同促進學(xué)科發(fā)展發(fā)揮了強大的推動作用[3]。隨著近些年的發(fā)展,我國各高校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的師資水平有了顯著提升。但與美國相比,在聯(lián)合培養(yǎng)方面還有一定的欠缺,在與其他專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域?qū)<医淌诘穆?lián)系方面做的還不夠,各高校間的交流程度有待提升。
2課程設(shè)置之比較
美國高校的本科課程突出通識化、職業(yè)化,學(xué)制采用四制,課程主要分為5個方面:(1)科學(xué)基本知識;(2)工程類核心課程;(3)生物醫(yī)學(xué)類核心課程;(4)人文與社會科學(xué);(5)工程類選修課程。其中工程類核心課程類似于國內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)課,而工程類選修課類似于專業(yè)課。在4a本科教育中,第1a主要進行通才教育,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識;第2a學(xué)生可根據(jù)個人興趣及就業(yè)取向選擇主修專業(yè),學(xué)校安排相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的教師幫助選修工程課程并進行科研實踐研究指導(dǎo);最后2a學(xué)生則主要進行某一傳統(tǒng)工程領(lǐng)域及其生物應(yīng)用方面的學(xué)習(xí)。美國生物醫(yī)學(xué)工程本科教育以能力為導(dǎo)向,特別關(guān)注于知識背景領(lǐng)域的寬度以及課程與職業(yè)發(fā)展的密切性,重視人文、社會科學(xué)等方面的教育,為今后學(xué)生在職業(yè)選擇上創(chuàng)造了廣泛有利的發(fā)展條件。我國生物醫(yī)學(xué)工程本科的課程設(shè)置則主要集中于影像設(shè)備和醫(yī)學(xué)電子工程學(xué)這種更為專業(yè)化的課程上,基本上沒有高校針對生物醫(yī)學(xué)工程自身產(chǎn)業(yè)化的過程及其背景等相關(guān)知識進行認知性教育。相對于專業(yè)教育,在學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和人文素質(zhì)方面的培養(yǎng)稍顯不足。學(xué)生本人對專業(yè)課程的自主選擇度不高,能夠選擇的專業(yè)課程有一定的局限性。由此可見,我國的生物醫(yī)學(xué)工程本科教育課程設(shè)置更加突出技術(shù)性和專業(yè)性,學(xué)科之間的跨度不夠,學(xué)科交叉性不足,很難實現(xiàn)學(xué)科間的共同促進和發(fā)展,導(dǎo)致能夠幫助學(xué)生在未來的職業(yè)選擇和發(fā)展中跨領(lǐng)域發(fā)展的可能性降低。各高校在教學(xué)科研方面的特長開展,聯(lián)系實際不夠緊密,過分強調(diào)專業(yè)型技術(shù)人才培養(yǎng),一定程度上與當(dāng)前知識快速更新的時代脫節(jié)。
3實驗實踐能力之比較
美國高校非常重視學(xué)生實驗實踐能力的培養(yǎng)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)最早在美國發(fā)展,積累下了豐厚的科研基礎(chǔ)力量,并且大多高校具備條件優(yōu)越的實驗室,且實驗室資源十分充足,為學(xué)生科研實踐能力的提升提供了優(yōu)越的條件。例如,哥倫比亞大學(xué)和萊斯大學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程本科教育中,實驗室課程占很大比例;杜克大學(xué)重視培養(yǎng)該專業(yè)的學(xué)生在實驗中解決實際問題的能力;弗吉尼亞大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的實驗課程平均每周超過3h。由于我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)發(fā)展時間相對較晚,目前各高校的專業(yè)實驗室資源有限,并且對本科生不完全開放,實驗條件相對落后,因而在課程設(shè)置中實驗課比重相對較少。另外,在實踐實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)方面相比之下重視程度不高,設(shè)置的實驗課多半是驗證性實驗等,缺乏創(chuàng)新性,不能充分調(diào)動學(xué)生的積極性,也不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,因此學(xué)生的動手能力得不到充分有效的鍛煉。據(jù)統(tǒng)計,我國許多高校本科生的實驗課時不到總課時的1/6,較美國高校水平差距較大。
4對我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)發(fā)展模式的啟示
通過比較中美兩國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)模式,發(fā)現(xiàn)了我國在該專業(yè)本科教育領(lǐng)域存在的不足。針對如何更好地開展生物醫(yī)學(xué)工程本科人才培養(yǎng),更好地發(fā)展我國生物醫(yī)學(xué)工程教育,總結(jié)了以下感受與啟示。
(1)結(jié)合我國生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展趨勢,確立適合我國生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展現(xiàn)狀的人才培養(yǎng)目標(biāo)。目前,我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)還處于發(fā)展的初期階段,但伴隨我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展、技術(shù)領(lǐng)域的更新進步,該專業(yè)將會進入到一個快速發(fā)展的時期。因此,我國生物醫(yī)學(xué)工程本科教育應(yīng)適當(dāng)借鑒美國高校的培養(yǎng)模式,更加注重為研究生培養(yǎng)打下堅實基礎(chǔ),而本科階段主要集中在理工基礎(chǔ)知識的掌握以及生物學(xué)與醫(yī)學(xué)背景的了解上,從而為學(xué)生下一階段在某個研究領(lǐng)域的繼續(xù)深造創(chuàng)造有利條件。同時,我國生物醫(yī)學(xué)工程本科教育還要注意與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合,致力于培養(yǎng)既能推動科研發(fā)展又能滿足產(chǎn)業(yè)化需求的高素質(zhì)復(fù)合型人才,為該專業(yè)下階段的跨越式發(fā)展進行力量儲備。
(2)根據(jù)學(xué)科發(fā)展的規(guī)律及特點,逐步實現(xiàn)我國高校師資隊伍的有機整合。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬于交叉學(xué)科,是理、工、醫(yī)等多學(xué)科的交織融合。美國生物醫(yī)學(xué)工程本科教育的教師很多都是各學(xué)科分支的領(lǐng)軍人物,將他們整合在一起組成師資隊伍順應(yīng)了學(xué)科發(fā)展規(guī)律,發(fā)展勢頭必然明顯。隨著我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展,目前國內(nèi)也有一大批該領(lǐng)域的專家學(xué)者,他們在各自的研究領(lǐng)域都有著不菲的成績,掌握著豐富的理論知識與科技前沿技術(shù),對臨床需求有著深刻的認識與理解。因此,各高校在師資隊伍建設(shè)方面應(yīng)當(dāng)充分考慮生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展規(guī)律,真正理解交叉學(xué)科的內(nèi)涵,一方面通過高校聯(lián)合優(yōu)勢,集中解決各個分支專業(yè)的教學(xué)問題;另一方面,盡可能將該領(lǐng)域的專家融入到教育隊伍當(dāng)中,高效整合師資隊伍,使其充分體現(xiàn)醫(yī)工融合的特點,從而為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,使其真正領(lǐng)會醫(yī)工結(jié)合的真諦與內(nèi)涵,那么優(yōu)秀的生物醫(yī)學(xué)工程人才必將源源不斷地被挖掘、培養(yǎng)出來。
(3)筑牢學(xué)生人文素養(yǎng)基礎(chǔ),強化學(xué)生實踐能力,課程體系設(shè)置應(yīng)基于產(chǎn)業(yè)市場需求和科研發(fā)展。美國生物醫(yī)學(xué)工程的本科課程尤其以專業(yè)課程設(shè)置突出其學(xué)科本身涉及面廣的特點,同時注重學(xué)生人文素質(zhì)的綜合培養(yǎng)以及實驗實踐能力的有效鍛煉,具有相當(dāng)?shù)撵`活性,并且能夠結(jié)合科研優(yōu)勢突顯重點。我國開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程的各高校應(yīng)該充分借鑒學(xué)習(xí)這些經(jīng)驗做法,并結(jié)合各高校的實際情況,貼合自身的科研方向與優(yōu)勢,有針對性地指導(dǎo)學(xué)生進行科研實踐,提升學(xué)生的實驗實踐能力。同時,要強化研究與產(chǎn)業(yè)的雙方面發(fā)展,將市場需求納入課程設(shè)置的考慮因素,并且融合學(xué)生自身的興趣及未來就業(yè)形勢等相關(guān)方面,靈活創(chuàng)新地設(shè)計課程,爭取培養(yǎng)出具有特點鮮明的、發(fā)展方向廣泛的、綜合素質(zhì)與競爭力強大的醫(yī)工人才。
5結(jié)語
篇3
由于我國起步較晚,目前我國醫(yī)院中生物醫(yī)學(xué)工程的作用和能力遠遠落后于發(fā)達國家。多數(shù)醫(yī)院設(shè)備科(器械科、儀器室等)的功能只是局限于倉庫保管、醫(yī)療物資的采購、設(shè)備的維修等一些被動工作。以下幾方面的問題制約了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科在醫(yī)院的存在和發(fā)展。
1歷史遺留的體制問題
各家醫(yī)院的生物醫(yī)學(xué)工程科室名稱不一,有的叫設(shè)備科、儀器室、醫(yī)工處等。各家醫(yī)院該部門的職能也不同,有的只負責(zé)采購醫(yī)療設(shè)備,有的還負責(zé)采購冰箱等生活用品;有的負責(zé)維修,有的不負責(zé)維修;有的隸屬于醫(yī)務(wù)處,有的隸屬于后勤保障處等。名稱和職能各式各樣,都是按照各家醫(yī)院的習(xí)慣和流程來工作,最終限制了這個學(xué)科的發(fā)展。在日常管理中,很多醫(yī)院只重視醫(yī)療設(shè)備的采購,忽略了維修和管理,忽視了醫(yī)院的軟硬件結(jié)合等問題,使這個部門成了一個純采購部門。
2人員編制的問題
我國醫(yī)院最初建立生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科時,從事該項工作的人員多是電工、鉗工等維修工人。隨著醫(yī)院的發(fā)展,后來從事該項工作人員很多都是本科生,但是由于體制的問題很多人因得不到晉升和提高,最終導(dǎo)致人才流失。
3現(xiàn)代化醫(yī)院中生物醫(yī)學(xué)工程面臨的新問題
很多大醫(yī)院都意識到生物醫(yī)學(xué)工程的重要性,該部門的工作人員也同醫(yī)生和護士等技術(shù)人員一樣得到了晉升,但是由于很多大型設(shè)備廠商將售后服務(wù)(含維修保養(yǎng)等)作為一項重要收入,使生物醫(yī)學(xué)工程又陷入了一個低谷。
改變生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的措施
以我院器材處為例探討改變生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的措施。
1改變觀念、工作模式、明確職責(zé)
現(xiàn)在醫(yī)療、護理、醫(yī)學(xué)工程作為現(xiàn)代醫(yī)院三大部門的觀念還沒有形成,醫(yī)療、護理仍是醫(yī)院工作的兩個重頭戲,而器材科、設(shè)備科或物資科僅僅是購買物品、發(fā)放耗材的機關(guān)性質(zhì)的職能科室,醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的應(yīng)有職能幾乎得不到體現(xiàn)。為了醫(yī)院和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科更好的發(fā)展必需改變這種傳統(tǒng)觀念,強化管理意識,參與醫(yī)院發(fā)展工作。我院器材處的改變除了設(shè)備的招標(biāo)組織、論證、采購、安裝、驗收、檔案管理等外,還要做好以下工作[5]:在用設(shè)備的質(zhì)量檢查、質(zhì)量保證和質(zhì)量評估;醫(yī)療設(shè)備的安全性能測試、監(jiān)管和保證;預(yù)防性維護、保養(yǎng)和故障維修;醫(yī)療設(shè)備的醫(yī)學(xué)計量及維修后的計量與性能測試等。(1)醫(yī)療設(shè)備的計量管理。根據(jù)計量管理要求,大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備都要進行計量檢定、維護(有的甚至是強制執(zhí)行)。準(zhǔn)確可靠的醫(yī)療設(shè)備可以提高診斷治療水平,保證醫(yī)療質(zhì)量。因此,我們要求在設(shè)備進行安裝使用之前必須進行計量檢測,醫(yī)院建立一整套完備的計量管理制度,并由工程技術(shù)人員專人負責(zé)。(2)安全性能測試。如①插頭標(biāo)準(zhǔn)不同:目前國內(nèi)很多購置的醫(yī)療設(shè)備都是進口品牌,在采購的過程往往只關(guān)注技術(shù)和價格,忽略了不同國家的插頭標(biāo)準(zhǔn)不同,因此除了在采購時特意提出插頭標(biāo)準(zhǔn)的要求外,在到貨安裝時需要進行核對查看,如不一致需要進行替換。我們將插頭標(biāo)準(zhǔn)要求詳細列明在招標(biāo)文件范本中;②安全等級不同:醫(yī)院在使用醫(yī)療器械時,對電擊安全有著嚴(yán)格控制的等級要求。在電擊安全等級要求較高的情況下,決不能使用防電擊安全等級低的醫(yī)療設(shè)備,這一點也需要生物醫(yī)學(xué)工程人員的把關(guān)和負責(zé);③新設(shè)備的干擾:新設(shè)備進行安裝時需要考慮是否對現(xiàn)有設(shè)備造成影響,需要醫(yī)院的生物醫(yī)學(xué)工程人員監(jiān)督設(shè)備廠家的安裝工程師進行測試,如果造成影響需要分開使用,否則后果不堪設(shè)想。(3)醫(yī)療設(shè)備的保養(yǎng)。①靜態(tài)保養(yǎng):購置情況、價格等資料;②動態(tài)保養(yǎng):設(shè)備的使用、消耗,故障等運行情況分析,根據(jù)實際情況制定定期維護方案,由被動維修變?yōu)橹鲃泳S修,最終上升為改善維修。(4)新設(shè)備功能的臨床合理應(yīng)用。新設(shè)備引進時都要對臨床使用人員進行培訓(xùn),但有一些功能由于不常使用,平時操作較少,偶爾使用時不恰當(dāng)?shù)牟僮鲿l(fā)設(shè)備故障,這時就需要生物醫(yī)學(xué)工程人員來扮演“臨床工程師”的角色[6]。為了更好的完成自己的職能,生物醫(yī)學(xué)工程人員要積極參與設(shè)備使用的培訓(xùn)和常用故障的排除。(5)售后服務(wù)的協(xié)調(diào)。售后服務(wù)不只是設(shè)備損壞的即時修理,還包括日常的保養(yǎng)維護??梢酝ㄟ^讓公司的工程師增加回訪次數(shù)來及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題,積極學(xué)習(xí)排除故障的方法,使生物醫(yī)學(xué)工程人員掌握處理簡單問題的能力,從而方便臨床醫(yī)療的使用。
2改變現(xiàn)有設(shè)備的管理體制,使醫(yī)療設(shè)備效能最大化
現(xiàn)在很多大型醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備固定資產(chǎn)都已達幾億元,但大多醫(yī)院都是重采購、輕管理,使醫(yī)院耗重資購買的醫(yī)療設(shè)備不能發(fā)揮最大的效能,使用率下降或閑置損壞。我院針對此項弊端采用了租賃制,有的設(shè)備不再歸屬各個科室,而由醫(yī)院統(tǒng)一管理,科室根據(jù)實際臨床需要進行租賃,對科室進行成本核算,這樣避免了同一種設(shè)備(例如呼吸機、輸液泵、注射泵等)在有的科室閑置,有的科室不夠用的現(xiàn)象[7]。
3加強人才培養(yǎng),健全體制,提高學(xué)科地位
為了在日常工作中不斷地加強人才隊伍的建設(shè),我院通過各種培訓(xùn)(器材處內(nèi)部培訓(xùn)和對臨床醫(yī)療設(shè)備的使用培訓(xùn))、業(yè)務(wù)講座、進修等途徑,提高生物醫(yī)學(xué)工程隊伍的業(yè)務(wù)技能。同時,通過調(diào)整人才梯隊、整合崗位編制、崗位輪換等措施,建立一支高素質(zhì)、高水平的生物醫(yī)學(xué)工程人員隊伍[8-9]。我院器材處現(xiàn)有42人,其中,高級職稱3人、中級職稱9人、副主任科員及以上17人;設(shè)備中心19人、物資中心18人、服務(wù)辦公室5人,基本能滿足我院的需求。為了引起醫(yī)院高層管理人員對生物醫(yī)學(xué)工程的重視,除在醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)會議等場合要更多地討論和呼吁外,還要在全國性醫(yī)院管理會議上進行反映和呼吁,使生物醫(yī)學(xué)工程人員不再是醫(yī)療和護理等一線人員的輔助人員,而是可以與之共同構(gòu)成三足“鼎立”局面的學(xué)科。
篇4
關(guān)鍵詞:工科院校;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè);生物實踐教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G6421 423;Q 95-33 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)07-0075-02
生物醫(yī)學(xué)工程(Biology Medical Engineering,BMI)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的,其主要是運用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)的角度,在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科,多學(xué)科的高度綜合交叉是生物醫(yī)學(xué)工程的特點[1]。自上世紀(jì)70年代末以來,國內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校、綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)及相關(guān)科研機構(gòu)都設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),涵蓋了生物信息、醫(yī)療儀器、生物材料、生物工程等多個專業(yè)方向,課程設(shè)置主要包括工程類課程和醫(yī)學(xué)類課程,旨在培養(yǎng)具有各方面能力的復(fù)合型人才[2]。
在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)體系中,實踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神、提高整體教學(xué)質(zhì)量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在學(xué)校原來的信號與信息處理等優(yōu)勢學(xué)科的支撐下發(fā)展起來的,因此在醫(yī)學(xué)信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、生物傳感和生物信息學(xué)等領(lǐng)域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領(lǐng)域的實踐教學(xué)體系完善、教學(xué)平備。比較而言,學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研上相對薄弱,特別是在生物醫(yī)學(xué)方面的實踐教學(xué)有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學(xué)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(shè)、資源優(yōu)化配置、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)方式更新等方面入手,對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實踐教學(xué)提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物學(xué)實踐教學(xué)存在的問題
南京郵電大學(xué)是傳統(tǒng)的工科院校,信息學(xué)科是學(xué)校的辦學(xué)特色。在工學(xué)為主體,以及“大信息”的背景下,學(xué)校的通信、電子、圖像和計算機等學(xué)科的科研氛圍濃厚、師資力量較強,相關(guān)課程的教學(xué)體系成熟、教學(xué)特點鮮明。上述相關(guān)學(xué)科的實踐教學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了包括課內(nèi)實驗、專題實驗、綜合訓(xùn)練和生產(chǎn)實習(xí)一系列完善的實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。但隨著我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)工作的開展,以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的快速發(fā)展,迫切的需要將更多的生物醫(yī)學(xué)知識融入到工程學(xué)知識中。為了擴展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在生物學(xué)教學(xué)方面,我校目前開設(shè)了幾門生物學(xué)領(lǐng)域的課程,包括現(xiàn)代生物學(xué)、定量生理學(xué)和解剖生理學(xué)等。
由于學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的科研和教學(xué)缺乏基礎(chǔ),因此這些課程的師資力量較為缺乏,實驗教學(xué)平臺也比較薄弱。此外,生物醫(yī)學(xué)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(xué)時,實驗課也需要51個學(xué)時[4,5]。但我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大綱,對解剖與生理課程只設(shè)置了36個學(xué)時的理論課以及4個學(xué)時的實驗課。因此,在這些課程的理論課教學(xué)上,需要大幅的調(diào)整以適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求[4,5]。在實驗教學(xué)上,由于課時的限制,大多為演示實驗或參觀,學(xué)生缺乏動手實踐機會[6]。
筆者在調(diào)研學(xué)生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時,有68.1%的同學(xué)表示對這門課程感興趣或非常感興趣(表1),并且有30%的同學(xué)希望能有動手實踐的機會(表2)。但我校目前現(xiàn)有的師資力量、實驗教學(xué)平臺和課時設(shè)置都不能滿足學(xué)生的這一要求,因此,必須采取有效的改進措施提高教學(xué)平水,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。
二、生物醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改進辦法
1.培養(yǎng)專任教師隊伍。為了提高我校生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研水平,近幾年來,已引進多個生物醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的博士和高級人才,構(gòu)建了一個高學(xué)歷的教師隊伍。教師的專業(yè)和研究方向包括了分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業(yè)背景和知識體系完全滿足了現(xiàn)有的生物課程教學(xué)和實驗教學(xué)的需要。
2.完善實驗教學(xué)條件。為了提高實驗教學(xué)水平,同時為了滿足學(xué)??蒲许椖堪l(fā)展的需要,我校已于近幾年建設(shè)完成了生物醫(yī)學(xué)實驗室。實驗室的建設(shè)目標(biāo)是建立一個以生物技術(shù)為核心,結(jié)合醫(yī)學(xué)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(xué)生系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)和掌握全面的生命科學(xué)綜合實驗技能,以培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域創(chuàng)新性人才,同時為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的師生提供一個高水平的細胞、分子生物學(xué)實驗研究平臺,以加強不同學(xué)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(xué)、細胞生物學(xué)操作平臺和蛋白結(jié)構(gòu)測試和信息處理的表征平臺。在此平臺上,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)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(biāo)測定等一系列的實驗。讓學(xué)生走進實驗室,觀看并親自動手操作,極大激發(fā)了學(xué)生的對生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。
3.改革實驗教學(xué)內(nèi)容和方法。除了加強教師隊伍和實驗平臺的建設(shè),我們還通過多種教學(xué)方法和途徑改革實驗教學(xué)內(nèi)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(lǐng)域的熱點方向開設(shè)了一系列的開放實驗項目,通過開放性實驗,讓學(xué)生走進實驗室和動物房,讓學(xué)生跟著老師學(xué)習(xí)一些基本的生物學(xué)實驗以及動物實驗的操作技能和方法[7-9]。
在教學(xué)中,教師積極鼓勵對生物醫(yī)學(xué)相關(guān)實驗有興趣并且有能力的本科生申報創(chuàng)新項目,鼓勵教師和學(xué)生并將畢業(yè)設(shè)計與創(chuàng)新項目相結(jié)合,以教師的科研項目為載體,讓學(xué)生在實踐中創(chuàng)新[10]。實踐以學(xué)生為主體,讓學(xué)生獨立查閱中外文獻,了解項目最新的國內(nèi)外研究進展,設(shè)計實驗方案,學(xué)習(xí)各種新的實驗技術(shù),掌握科學(xué)研究方法,這不僅有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,同時還加深例如學(xué)生對各種專業(yè)課程的理解以及對生物工程專業(yè)的認識。實踐證明,上述教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動手能力和操作能力,并培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神,取得了良好的教學(xué)效果。
同時學(xué)校還積極與南京大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、江蘇省中醫(yī)院等單位建立合作關(guān)系,帶領(lǐng)學(xué)生參觀實驗室,讓學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的實驗室構(gòu)成、具體運作有更直觀的認識。通過在大學(xué)和醫(yī)院等實習(xí)基地的參觀和關(guān)系,讓學(xué)生充分認識到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目的和專業(yè)知識的應(yīng)用價值。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為一門為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)服務(wù)的交叉學(xué)科,生物學(xué)實驗課對生物醫(yī)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和理解掌握領(lǐng)域非常重要。針對我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題,我們開展一系列的教學(xué)改革與實踐,取得了很好的效果。極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)生的參與熱情,提高學(xué)生的實踐能力,并且為學(xué)生今后的工作和科研奠定了堅實的基礎(chǔ)。希望能在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)完善現(xiàn)有的生物學(xué)實驗教學(xué)體系和教學(xué)方法,從而更好地促進生物學(xué)實驗課程建設(shè)和發(fā)展。
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篇5
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué);職業(yè)技術(shù)教育;生物醫(yī)學(xué)工程
【中圖分類號】R318.0-4 【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1004-4949(2014)02-0316-02
基金項目:重慶市教委人文社科基金資助項目(10SKS02)
隨著近20年來世界范圍內(nèi)高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,職業(yè)教育在形式和數(shù)量上都有了突飛猛進的增長?;诖?,聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)推出最新版本“國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類”ISCED1997,雖然將高等職業(yè)教育仍定位于ISCED5為“第三級教育第一階段”,但是作為“不直接通向高等研究資格證書”(not leading directly to an advanced research qualification)獲得的教育層次,它將初版中分屬兩個不同層次的大學(xué)??疲ㄔ璉SCED5)和本科(原ISCED6)以及“所有博士學(xué)位以外的研究課程”(原ISCED7中的博士前課程部分)納入了同一層次之中,從此突破了高等職業(yè)教育(尤其是在中國)僅僅局限于??茖哟蔚慕逃款i,為各類職業(yè)教育建立本科乃至碩士層次的教育提供了可能[1]。與普通本科教育并行的“立交橋式”發(fā)展之路由此拉開序幕。目前我國由于臨床醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)要求學(xué)生掌握一定的科學(xué)技術(shù)知識以達到“能進入一個高精技術(shù)要求的專門職業(yè)”。醫(yī)學(xué)本科院校在醫(yī)學(xué)主干專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與水平上均高于醫(yī)學(xué)類高職高專院校。本文將以生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的國內(nèi)外現(xiàn)狀為例,來探索職業(yè)教育互補于普通醫(yī)學(xué)本科教育的發(fā)展之路。
1生物醫(yī)學(xué)工程國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透的產(chǎn)物。它是運用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理與方法,從工程學(xué)的角度,在不同層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病治病、促進健康提供新技術(shù)手段的一門綜合性的高技術(shù)學(xué)科。
1.1 80年代起生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)步入新起點 50年代是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)發(fā)展的初期,工程技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)間的交差、滲透是從臨床醫(yī)學(xué)開始的,其中尤以人工器官的出現(xiàn),可視為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個重大特征。在經(jīng)歷了60年代的早期發(fā)展和70年代以醫(yī)學(xué)影像技術(shù)為代表,所標(biāo)志的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)取得突破性進展的基礎(chǔ)上,80年代起,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)除繼續(xù)向臨床領(lǐng)域橫向擴展外,開始在向縱深方向發(fā)展方面出現(xiàn)新的轉(zhuǎn)折。如醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超聲診斷裝置、圖像文檔與通訊系統(tǒng)等;出現(xiàn)了全實驗室自動化系統(tǒng)、體外碎石機和除顫器等治療裝置以及微波、射頻、激光、超聲等各種治療技術(shù)。
1.2 90年代與更多的學(xué)科交叉、融合 組織工程:是生物醫(yī)學(xué)工程、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物材料、生物技術(shù)、生物化學(xué)、生物力學(xué),以及臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科間的不斷交叉、滲透與融合,而形成的新的前沿科學(xué)。所涉及的組織有軟骨、皮膚、胰腺、肝臟、腎臟、膀胱、輸尿管、骨髓、神經(jīng)、骨骼肌、肌鍵、心瓣膜、血管、腸、等,其中皮膚已有初步產(chǎn)品進入臨床應(yīng)用。我國自90年代初開始了有關(guān)的基礎(chǔ)研究工作,并列入了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973),成為國家的重點支持項目。生物芯片:在實施人類基因組計劃的推動下,DNA微探針陣列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一時間內(nèi)分析大量的基因,實現(xiàn)生物基因信息的大規(guī)模檢測。微米/納米技術(shù):是指量度范圍分別在0.1?100微米(?m)和0.1?100納米(nm)內(nèi)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。其最終目標(biāo)是,人們將按自己的意志直接操縱單個原子、分子或原子團(小于10nm)、分子團,制造具有特定功能的產(chǎn)品,包括納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米機械學(xué)、納米生物學(xué)、納米顯微學(xué)等等新的高技術(shù)群。我國在大尺寸納米氧化物材料制備方面,已成功地研制出致密度高、形態(tài)復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷,從而進入了國際領(lǐng)先行列。日本研制出的“萬能醫(yī)用微型機器人”,可在不損害任何人體器官的情況下,沿著血管或胃腸道行進到發(fā)病部位進行檢查,醫(yī)生可指令機器人取組織樣品、直接釋放藥物、清除血栓、切斷或接通神經(jīng)和進行細胞操作等精細手術(shù)。家庭保健工程(Home Health Care, HHC):美國、日本和歐洲等均已將HHC作為重要內(nèi)容列人21世紀(jì)的生物醫(yī)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略,成為優(yōu)先資助的領(lǐng)域之一。即將家庭保健管理系統(tǒng)、疾病早期預(yù)報、家庭治療和康復(fù)儀器、家庭急救支援系統(tǒng)等技術(shù)和產(chǎn)品作為重點開發(fā)項目。我國開展HHC的研究與開發(fā)以家用治療產(chǎn)品為最多。通過采用電話傳輸監(jiān)護網(wǎng)的方式進行心臟監(jiān)測和急救,已在我國北京、上海、天津、南京、廣州等大城市相繼開展起來。
1.3 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)傳統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展 生物材料:自50年代出現(xiàn)合成高分子材料以來,生物材料取得了很大發(fā)展;如今,合成高分子材料,天然高分子材料,醫(yī)用金屬材料,無機生物醫(yī)學(xué)材料,以及由活體材料和非活體材料構(gòu)成的雜化生物材料,幾乎在臨床醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,并最終導(dǎo)致了標(biāo)志著本世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重大特征之一的人工器官的出現(xiàn);在此基礎(chǔ)上,90年代生物材料又在向著復(fù)合/雜化型、功能型和智能型的方向發(fā)展。醫(yī)學(xué)影像技術(shù):在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中,像X射線、超聲波、磁共振、放射性核素、紅外線等物理源的醫(yī)學(xué)影像技術(shù),對醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化已成為目前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的總體發(fā)展方向。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)所涉學(xué)科尚有生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)電子學(xué)、人工器官等等。
2國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)情況
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬工科專業(yè),具有很強的多學(xué)科交叉性和前沿性,強調(diào)數(shù)理科學(xué)、電子信息和計算機技術(shù)等理工科知識與生物醫(yī)學(xué)知識的有機結(jié)合。本專業(yè)課程設(shè)置除數(shù)理化及工程基礎(chǔ)課外,主要專業(yè)課程有:電路、信號與系統(tǒng),模擬與數(shù)字電子技術(shù),數(shù)字信號處理,生物醫(yī)學(xué)傳感器與檢測技術(shù),微機原理與應(yīng)用,單片機在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,生命系統(tǒng)分析與仿真,生物醫(yī)學(xué)信號處理,生物醫(yī)學(xué)儀器,醫(yī)學(xué)成像技術(shù),醫(yī)學(xué)圖像處理,醫(yī)學(xué)超聲波,工程生理學(xué),人體解剖學(xué),組織胚胎學(xué),自動控制,計算機與信息系列課程等,并開設(shè)多個專業(yè)課程設(shè)計,做到教學(xué)與實驗設(shè)計并重。目前國內(nèi)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)校,一部分是醫(yī)科院校,一部分是各大綜合類院校。排名前十的有浙江大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、大連理工大學(xué)。而在香港大學(xué),生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)由工程學(xué)院與醫(yī)學(xué)院合辦,學(xué)生將學(xué)習(xí)到有關(guān)工程和生命科學(xué)的原理,理解不同類型的先進醫(yī)學(xué)工程系統(tǒng)之設(shè)計和運作,掌握工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
3醫(yī)學(xué)職業(yè)教育可以在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中尋找“立交橋式”發(fā)展契機
醫(yī)學(xué)職業(yè)教育類院校,應(yīng)該與本科院校錯位發(fā)展。以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)為例,應(yīng)該培養(yǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)和各類大型醫(yī)療設(shè)備的操作與維護方面的專業(yè)人才;計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括:數(shù)字化醫(yī)學(xué)中心,醫(yī)學(xué)圖象處理及多媒體在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,生物信息的控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生物醫(yī)學(xué)信號檢測與處理。要求學(xué)生深入掌握電子技術(shù),計算機技術(shù),信息處理理論醫(yī)學(xué)與工程相結(jié)合的科研能力,解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)研究,醫(yī)療儀器研制,產(chǎn)品開發(fā)以及大型醫(yī)療設(shè)備的操作,維修管理等問題,同時也能勝任其他領(lǐng)域的電子技術(shù)及計算機技術(shù)。學(xué)生主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識,受到電子技術(shù)、信號檢測與處理、計算機技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的基本訓(xùn)練,具有生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的研究和開發(fā)的基本能力。
3.1 生物信息技術(shù) 實現(xiàn)生物技術(shù)和信息技術(shù)以及其他學(xué)科的有機結(jié)合,發(fā)展生物信息高通量、高效、快速的提取方法,發(fā)展疾病檢測的新方法和新技術(shù),發(fā)展研究藥物與靶標(biāo)作用的新方法,發(fā)展基因組數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)基因組數(shù)據(jù)的計算機處理、分析和可視化方法,解析生物大分子結(jié)構(gòu)和功能之間關(guān)系等,提高生物信息處理、分析和利用的水平,為我國生命科學(xué)和生物技術(shù)的源頭創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
3.2 醫(yī)學(xué)圖像與醫(yī)學(xué)電子學(xué) 醫(yī)學(xué)圖像處理和分析、計算機輔助診斷和治療、醫(yī)學(xué)物理等,以及生物、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域理論和方法,并通過這些學(xué)科的交叉形成了新型學(xué)科。
3.3 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 包括納米生物材料、納米生物器件研究、納米生物技術(shù)在臨床診療中的應(yīng)用、納米材料與器件的計算模擬。
3.4 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 生物醫(yī)用材料研究,用于人體、器官的診斷、修復(fù)、替換或增進其功能。
3.5 醫(yī)學(xué)信息學(xué)及工程 應(yīng)用系統(tǒng)分析工具這一新技術(shù)來研究醫(yī)學(xué)的管理、過程控制、決策和對醫(yī)學(xué)知識科學(xué)分析。
4以生物醫(yī)學(xué)工程為例,探討醫(yī)學(xué)職業(yè)教育的前景
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)修業(yè)年限為四年或五年。授予學(xué)位是工學(xué)學(xué)士。就業(yè)前景良好,由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各類大型醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛,大型醫(yī)療設(shè)備的操作、維修及管理人員是各大醫(yī)院及公司急需的人才。畢業(yè)后可從事醫(yī)學(xué)機構(gòu)中醫(yī)療器械的維護、使用、銷售和和醫(yī)療電子系統(tǒng)的開發(fā)與維護,輔助醫(yī)生觀察、診斷、治療疾病。職稱由衛(wèi)生部組織統(tǒng)一考試評定,頒發(fā)臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)(初級士、初級師、中級等)證書。
醫(yī)學(xué)職業(yè)教育不僅要解決國家發(fā)展急需的基層衛(wèi)生人才的培養(yǎng)問題,更重要的是要引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟向先進領(lǐng)域拓展,提升地方行業(yè)水平。建設(shè)西部教育高地,需要在技術(shù)類專業(yè)中大膽創(chuàng)新,走別人沒有走過或者沒有走出規(guī)模的路。其重要意義體現(xiàn)在以下幾點:①醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)雖然具有辦學(xué)成本高、難度大等不利因素,但也具有技術(shù)含量高、可直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的巨大優(yōu)勢。②醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)走向產(chǎn)業(yè)化,對引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、拓展地方行業(yè)布局和提升地方行業(yè)水平都具有重要的現(xiàn)實意義。③醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類人才培育專業(yè)群的建成,將為地方輸出高素質(zhì)的技能型人才,同時也能提供高水平的就業(yè)崗位,有助于拉動地方經(jīng)濟,整體提高地方生產(chǎn)力。④醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)人才的聚集,與提高區(qū)域人才質(zhì)量、推動地方經(jīng)濟發(fā)展進程直接相關(guān)。斯坦福大學(xué)在成立之初不被看好,但堅持將硅谷建設(shè)與學(xué)校成長聯(lián)系在一起,最終成為世界名校就是例證[2]。
5結(jié)語
在國家拉動內(nèi)需、教育優(yōu)先的有利政策指引下,在醫(yī)學(xué)職業(yè)教育領(lǐng)域大力發(fā)展醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是切實可行的。用教學(xué)做一體化培養(yǎng)醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)人才,為地方醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供智力支撐,其意義也是深遠的。創(chuàng)立醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)基本原則是按照專業(yè)設(shè)計,分步驟解決專業(yè)基本格局,建設(shè)教學(xué)做一體化生產(chǎn)性實訓(xùn)基地,逐步提升專業(yè)辦學(xué)水平和內(nèi)涵質(zhì)量,最終構(gòu)建具有影響力的專業(yè)群。在全國眾多的醫(yī)學(xué)類高職高專院校中同質(zhì)化辦學(xué)的現(xiàn)象非常突出,上海醫(yī)療儀器高等??茖W(xué)校涉足生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域外,還沒有一所學(xué)校開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程的相關(guān)專業(yè)[3]?,F(xiàn)代醫(yī)療活動是建立在龐大的醫(yī)療儀器設(shè)備的輔助診斷和治療基礎(chǔ)上的,急需醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的大量人才。只有大力拓展醫(yī)學(xué)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的辦學(xué),才能真正在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)之外辦出既有生命力又有制高點的醫(yī)學(xué)職業(yè)技術(shù)教育。
參考文獻
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篇6
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué);測試技術(shù);傳感器
中圖分類號:O6-33;G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0131-02
一、引言
面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)《測試技術(shù)與傳感器》是一門以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換和信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容,集光、機、電于一體,綜合物理、化學(xué)、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等學(xué)科技術(shù)的實踐性非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課。杭州電子科技大學(xué)生儀學(xué)院目前開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程的課程目的為系統(tǒng)論述測試系統(tǒng)及其基本特性;介紹測試系統(tǒng)中傳感器的結(jié)構(gòu)、基本原理和典型應(yīng)用,以及傳感器的發(fā)展趨勢、選用原則等,它是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié),儀器專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是自控原理、智能儀器課程設(shè)計、虛擬儀器課程設(shè)計的基礎(chǔ)。
二、存在問題
目前該課程的教學(xué)狀況及存在的問題:(1)測試技術(shù)與傳感器技術(shù)屬于多學(xué)科交叉滲透課程,涉及電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等學(xué)科,對先修課要求較高,現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容,以教師課堂講授為主,側(cè)重于原理的介紹及公式的推導(dǎo),學(xué)生看不見,摸不著,缺乏感性認識,容易出現(xiàn)枯燥、難以學(xué)好的感覺,加上很大一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性差,學(xué)習(xí)態(tài)度上不太重視,沒有投入必要的精力和時間,直接影響教學(xué)效果。(2)現(xiàn)行傳感器教材比較繁多,有的以傳感器原理為主線,有的以過程參數(shù)測量為主線,但是很多教材都沒有涉及新型傳感器的理論知識及其應(yīng)用,不利于學(xué)生拓寬知識面,不符合寬口徑人才培養(yǎng)模式。(3)目前傳感器課程的實驗環(huán)節(jié)以驗證性實驗為主,主要使學(xué)生掌握常用傳感器的使用和標(biāo)定方法,以及相應(yīng)傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路設(shè)計。(4)課程考核方式一般是以考試為主,輔以作業(yè)、實驗、考勤評價,這種考核方法很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,不能真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對知識的掌握程度及其專業(yè)應(yīng)用能力。
傳感課程教學(xué)方法研究大多是自動化、精密儀器專業(yè)中對該課程的教學(xué)方法研究。結(jié)合本專業(yè)優(yōu)勢,本文提出通過使用啟發(fā)式教學(xué)、結(jié)合臨床實際教學(xué)、結(jié)合多媒體等手段豐富教學(xué)方法,提高生物醫(yī)學(xué)傳感教學(xué)效果。這些方法對提高生物醫(yī)學(xué)專業(yè)的傳感教學(xué)提供了重要改進措施,對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。改革和完善《測試技術(shù)與傳感器》課程的教學(xué)模式,通過研究型教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生的高級思維能力和解決實際問題的操作能力,培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨立學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)的能力,使學(xué)生具備一流大學(xué)本科生的素養(yǎng),提高核心競爭力。
三、改革目標(biāo)
1.本文擬從課堂教學(xué)模式、課程教材多樣性模式、實驗課教學(xué)模式等方面研究并探索出具有杭州電子科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)特色的“測試技術(shù)與傳感器”研究型教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的高級思維能力、解決實際問題的操作能力、交流溝通能力,在大學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束后,離開校園和教師,具有繼續(xù)自主學(xué)習(xí)的能力。
2.在以基本傳感測試單元為框架的知識體系的基礎(chǔ)上,收集整理基于生理學(xué)與工程應(yīng)用或醫(yī)學(xué)臨床現(xiàn)象結(jié)合的傳感學(xué)科交叉內(nèi)容,為編寫生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)適用的生物傳感教材、論文等提供教學(xué)資料并制定教材理論體系框架。
四、具體措施
(一)課堂教學(xué)模式探索
1.教師課堂講授重點為最核心的知識點,對具有遷移價值的學(xué)科基本原理進行闡述。講授內(nèi)容少而精,對重點、難點講深講透,引導(dǎo)學(xué)生多角度、深層次地理解基本原理,而對事實性知識點,則少講或不講;講授內(nèi)容寬而新,以學(xué)科的發(fā)展為大背景,了解課程基本原理在大學(xué)科中的定位,以及與學(xué)科最新發(fā)展的聯(lián)系。
教學(xué)內(nèi)容較多,面面俱到的教學(xué)難以完成教學(xué)任務(wù),教學(xué)效果并不佳。根據(jù)傳感檢測特點和生物醫(yī)學(xué)工程等相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)需要,設(shè)計該課程的課程體系以各傳感器基本功能為主,尤其是電感、電容、電壓、應(yīng)變片、磁電式傳感等章節(jié)作為教學(xué)重點和難點,其中的各個章節(jié)的應(yīng)用與心電、腦電、肌電內(nèi)容相關(guān)聯(lián),引入生物醫(yī)學(xué)工程重要的研究領(lǐng)域――腦機交互,作為重點講解;而光敏、氣敏、熱敏等章節(jié)內(nèi)容相對簡單,容易理解,不做重點講解。因此,可據(jù)此分配授課時間,突出教學(xué)重點。
2.教師根據(jù)核心知識點,提出知識點總結(jié)分析歸納問題、實際應(yīng)用相關(guān)問題等,由學(xué)生課程小組分別選擇問題,課后參閱書本、資料,提出解決方案,并由課程小組代表發(fā)言,課堂展示并交流。
此外,在各個傳感系統(tǒng)中識記結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容瑣碎難記,而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)對這部分內(nèi)容的要求并不高,不要求掌握詳細結(jié)構(gòu),在理解傳感結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,日后工作或科研中用到這部分內(nèi)容時能夠通過查閱參考書獲得信息即可,課堂講解突出章節(jié)綱要,對其中涉及的工程應(yīng)用現(xiàn)象補充材料介紹。
3.課堂教學(xué)中,教師講述研究課題開題報告基本格式及其具體實例,由學(xué)生自我提出學(xué)科感興趣的實際問題,參閱相關(guān)資料和解決方法,模擬寫作研究課題開題報告。為更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科交叉特點,在生物醫(yī)學(xué)傳感的教學(xué)過程中注意整理、添加與工程應(yīng)用和醫(yī)療儀器的內(nèi)容。比如,在講解壓電傳感基礎(chǔ)上增加相關(guān)的醫(yī)療應(yīng)用講解,如人工瓣膜、血壓監(jiān)測計等器件的工作原理內(nèi)容;在講解電感基礎(chǔ)上,增加當(dāng)前無創(chuàng)呼吸電感檢測的原理等介紹,這些內(nèi)容對激發(fā)學(xué)生興趣、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要作用。然而,這部分內(nèi)容還比較零散,沒有形成良好的體系,此外,目前還沒有專門適用于生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)的生物傳感生理學(xué)教材。在講解醫(yī)療方向的應(yīng)用時,要注意資料的收集、整理和系統(tǒng)化,不僅可以很好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)的培養(yǎng)要求,還將對編寫工科專業(yè)專用的生物醫(yī)學(xué)傳感教材提供課程資料和理論框架。
4.課程教材模式探索。課程教材采用開放性體系,教師圍繞教學(xué)目標(biāo)研讀現(xiàn)行的先進教材的基礎(chǔ)之上,為學(xué)生推薦至少2本以上國內(nèi)外先進教材,包括英文原版教材,對應(yīng)于不同核心知識點,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會知識點的尋找、分析、歸納、比較,并利用各種國內(nèi)外文獻網(wǎng)絡(luò)進行最新相關(guān)進展的補充和學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生盡可能或完全避免學(xué)一門課程只讀一本書的現(xiàn)象。
在課堂教學(xué)中,除了使用多媒體和板書進行理論教學(xué)之外,還有意識地利用網(wǎng)絡(luò)公開課等引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在我校圖書館的視頻資源中有國內(nèi)外著名大學(xué)的視頻公開課,利用這些強大的網(wǎng)絡(luò)資源可以彌補課時少、課程任務(wù)重的矛盾。比如,在該課程教學(xué)中,原理介紹部分占課時較少,在對重點器件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)課堂講解的前提下,其中一些具體的設(shè)計內(nèi)容布置給學(xué)生自學(xué)。除了緩解課時不足的矛盾,網(wǎng)絡(luò)課程資源還可補充教學(xué)內(nèi)容,加深學(xué)生對知識的理解。
教師發(fā)展學(xué)習(xí)平臺中的相關(guān)傳感課程講述,由經(jīng)驗豐富的名師授課,通過網(wǎng)絡(luò)觀看可加深對理論學(xué)習(xí)的印象,還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源,更重要的是,在這種教學(xué)過程中,向?qū)W生示范了資料收集和獲取信息的方法,提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(二)實驗課教學(xué)模式探索
1.基礎(chǔ)性實驗:圍繞測試技術(shù)與傳感器的核心知識點,掌握傳感器的基本原理及信號檢測,這類實驗主要屬于驗證性實驗。
2.綜合性實驗:模擬生產(chǎn)或生活實際中的某一具體項目開展,學(xué)生可根據(jù)被測對象的不同選擇各自合適的傳感器,實驗室配備電壓表、電流表、指示燈、蜂鳴器、計數(shù)器等設(shè)備,用于學(xué)生自行完成線路的連接,也可根據(jù)學(xué)生的具體情況拓展知識點,綜合性實驗可在做的過程中讓學(xué)生將學(xué)到的理論知識貫穿起來,整個項目采用3~4人為一小組的團隊形式,以學(xué)生為主體,教師可適時地進行引導(dǎo),循序漸進地實施項目,完成知識、技能和相關(guān)能力的學(xué)習(xí)。
3.提高性實驗:對于提高階段,我們將嘗試結(jié)合虛擬儀器實驗平臺,虛擬儀器技術(shù)是儀器智能化發(fā)展的一個重要方向。我們增設(shè)實驗內(nèi)容要求學(xué)生采用軟件LABVIEW或VB、VC等作為開發(fā)工具,設(shè)計直觀友好的用戶交互界面。如有可能還可根據(jù)檢測分析的結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號。
4.除了實驗教學(xué),在與醫(yī)療儀器相關(guān)的腦機交互研究方面還可成立大學(xué)生科研活動小組,開展多種課外科技活動。其中申請者是該科研活動小組的指導(dǎo)教師之一。結(jié)合該課程的教學(xué)改革,擬吸收對生物醫(yī)學(xué)方向感興趣的同學(xué)加入,主要以觀摩實驗和學(xué)習(xí)實驗方法為主,在活動參與中激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、促進專業(yè)學(xué)習(xí)。
五、總結(jié)
本文針對面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程當(dāng)前存在的問題,結(jié)合生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科交叉特色,提出了相應(yīng)的改革目標(biāo)和措施,使學(xué)生能自主使用各種通用傳感和專用醫(yī)療儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強對儀器平臺分析的能力和對結(jié)果的理性認識,發(fā)揮該課程的實踐性優(yōu)勢。通過施行開放式的《測試技術(shù)與傳感器》課程教學(xué)模式改革,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強學(xué)生的自主性與參與性,培養(yǎng)社會需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型的“醫(yī)工結(jié)合”型儲備人才。
參考文獻:
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篇7
科研與教學(xué)的互動是高校的重要特征,是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。針對當(dāng)前高校科教融合中所存在的問題以及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科背景與特色,桂林電子科技大學(xué)依托生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的優(yōu)勢科研資源,凝聚老師與學(xué)生的科教相融的共識,將老師的科學(xué)研究與本科教學(xué)過程、學(xué)生第二課堂緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐能力,探索并實施科教融合的應(yīng)用型生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)模式,取得了良好的成效。
關(guān)鍵詞:
生物醫(yī)學(xué)工程;科教融合;人才培養(yǎng)模式
全面提高教育教學(xué)質(zhì)量,必須不斷拓展人才培養(yǎng)資源與渠道,將多方面的辦學(xué)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)的優(yōu)勢。人才培養(yǎng)與科學(xué)研究是高校的主要職能,實現(xiàn)兩者的有機融合,對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義[1,2]??平倘诤鲜侵缚茖W(xué)研究與教書育人有機地結(jié)合,充分發(fā)揮高??茖W(xué)研究的優(yōu)勢培育高素質(zhì)專業(yè)人才。生物醫(yī)學(xué)工程是一門理、工、醫(yī)高度融合與交叉的學(xué)科,應(yīng)用型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有扎實的生物醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)理論基礎(chǔ)以及醫(yī)學(xué)與電子信息相結(jié)合的工程技術(shù)能力,能在醫(yī)療器械、醫(yī)療衛(wèi)生等相關(guān)行業(yè)從事工程技術(shù)開發(fā)、服務(wù)、管理和教育等工作的應(yīng)用型人才[3]。全面推進科教融合,可以有效地培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程本科生的創(chuàng)新能力和動手實踐能力,進而提高其專業(yè)基本能力與素質(zhì)。但在高校人才培養(yǎng)過程中,科學(xué)研究與人才培養(yǎng)往往沒有得到很好地結(jié)合,主要表現(xiàn)在三個方面。一是學(xué)校重視科研而輕視教學(xué),提升高校科學(xué)研究能力與水平,學(xué)校可以獲得更多地經(jīng)費、吸引大量地生源、獲得更高的聲譽。同時,在教師職稱評定、崗位聘任、年終考核,甚至資源分配的過程中,以承擔(dān)科研項目的數(shù)量、的情況等作為考察重點,而授課內(nèi)容、課時量甚至教學(xué)方式和效果僅僅作為參考方面不起決定性作用。二是老師往往重視科研、忽視教學(xué)工作。部分老師教學(xué)熱情不夠,為教學(xué)而教學(xué),沒有站在人才培養(yǎng)的高度去教學(xué),由于科研任務(wù)繁重,占據(jù)了大師的工作時間,在教學(xué)上面所花的時間與精力相對較少。三是本科生參與科研項目的機會相對較少[4]。一方面大學(xué)期間學(xué)生的課程學(xué)習(xí)壓力比較大,很難有地時間參與專業(yè)方面的科學(xué)研究;另一方面本科期間在專業(yè)知識的掌握程度還不高,基礎(chǔ)還不扎實,在老師的科研項目中所起到的作用甚少,老師更希望研究生來參與科研項目。針對當(dāng)前高??平倘诤纤嬖诘钠毡榈膯栴}以及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科背景與特色,我校生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院利用廣西生物醫(yī)學(xué)工程重點學(xué)科、八桂學(xué)者崗位、廣西工程技術(shù)研究中心等生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)相關(guān)的優(yōu)勢學(xué)科研究平臺,以及以國家科技支撐計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目等主要的重大科研項目和以廣西八桂學(xué)者為帶頭人的高端師資隊伍為主的科學(xué)研究資源,積極制訂相關(guān)措施與政策,將學(xué)科平臺和科研資源帶入到人才培養(yǎng)過程中去,切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
一、定期舉辦以科教融合為主題的討論活動,凝聚專業(yè)老師與學(xué)生的共識
科教融合,思想先行。不僅要讓專業(yè)老師認識到科教融合的重要性,更要讓學(xué)生在思想上認識到科教融合是提升學(xué)生專業(yè)實踐能力,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。因為學(xué)生是科教融合的主體,只有學(xué)生愿意參與,老師愿意參與指導(dǎo),才可能實質(zhì)性地提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)院定期舉辦學(xué)院層面的專題討論,圍繞科研服務(wù)本科教學(xué)的模式與途徑這一主題展開討論,甚至將一些典型案例在會上進行分享。在討論會上,除了專業(yè)老師參與外,學(xué)生代表也應(yīng)出席,通過老師與學(xué)生面對面的交流,可以逐步凝聚大家對科教融合模式的共識,還可以讓老師與學(xué)生進行相互地了解,為更好地貫徹科教融合專業(yè)實踐活動奠定基礎(chǔ)??平倘诤蠈τ诶蠋熍c學(xué)生雙方面都是受益的。一方面,科教融合可以讓學(xué)生接受到最新的前沿專業(yè)知識,既可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和專業(yè)實踐能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生的社會適應(yīng)能力,可以成為課堂教學(xué)的有效或者不可或缺的補充。另一方面,學(xué)生的思維方式比較活躍,跳躍性較強,老師可以在與學(xué)生的交流過程中獲得新的科研思路??平倘诤系膶嵤┎粌H是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑,更是推動“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的重要舉措和動力源泉。
二、將老師科研成果引入理論與實踐教學(xué),實現(xiàn)科學(xué)研究與教學(xué)過程的有機融合
課堂教學(xué)是實施專業(yè)教育的主要陣地,是教師給學(xué)生傳授知識和技能的全過程。要求任課老師在課程教學(xué)內(nèi)容上進行改革,結(jié)合自身的科學(xué)研究實施課堂教學(xué)和專業(yè)教育,既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時增強的課堂教學(xué)效果[5]。我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)定位于培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)電子儀器行業(yè)的工程應(yīng)用型人才,在課程教學(xué)內(nèi)容上要求老師圍繞這一核心安排教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)計劃的制定和實施中,結(jié)合老師的科學(xué)研究,充分體現(xiàn)解決醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵工程技術(shù)問題能力的培養(yǎng)要求,在課程體系設(shè)計、教學(xué)活動組織、教學(xué)方式的探索、學(xué)生成績的考核等方面,增加科教融合方面的內(nèi)容。比如在有限的課時內(nèi),改革了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)基礎(chǔ)課《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的授課內(nèi)容,增加與生物醫(yī)學(xué)儀器研制直接相關(guān)的算法方面的知識點,如插值、擬合等,在課程教學(xué)過程中結(jié)合老師在生物醫(yī)學(xué)信息檢測方面的科學(xué)研究組織教學(xué)內(nèi)容。又比如在《傳感器原理》、《醫(yī)學(xué)儀器原理》等專業(yè)課程的教學(xué)中,要求老師有一定的科學(xué)研究的經(jīng)歷,并在醫(yī)學(xué)儀器的研究中取得了一定的科學(xué)研究成果。改革實驗課堂教學(xué)和課程設(shè)計的組織形式,要求教師在教材的編寫與選擇、教學(xué)內(nèi)容與方法、作業(yè)布置與評改等環(huán)節(jié)與領(lǐng)域貫徹工程實踐能力培養(yǎng)要求,注重理論與實際的緊密結(jié)合,特別鼓勵專業(yè)老師結(jié)合科學(xué)研究中的關(guān)鍵技術(shù)問題設(shè)計實驗項目,在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、讓學(xué)生參與科研項目研究,實現(xiàn)科學(xué)研究與學(xué)生第二課堂的有效融合
第二課堂的作用是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣,拓寬專業(yè)知識面,培養(yǎng)專業(yè)思維能力、動手能力和創(chuàng)新能力。第二課堂的開展必須遵循適應(yīng)性、創(chuàng)新性和主體性原則,即第二課堂應(yīng)當(dāng)與大學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng),要以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),同時應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性,過程應(yīng)有一定的挑戰(zhàn)性。老師的科學(xué)研究與學(xué)生的第二課堂活動有效融合,對于提升學(xué)生專業(yè)工程實踐能力具有重要的意義[6]。它既體現(xiàn)了“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”的指導(dǎo)思想,也由于科研項目本身具有一定的創(chuàng)新性,學(xué)生實質(zhì)性地參與老師科研項目的過程具有一定的挑戰(zhàn)性,對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和專業(yè)素養(yǎng)具有重大地促進作用。我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的第二課堂活動的開展主要是圍繞學(xué)生參與生物醫(yī)學(xué)傳感與儀器、生物醫(yī)學(xué)信息處理等方面科研項目的研究。第一,定期向?qū)W生公開教師科研課題,讓學(xué)生選擇參加老師科研項目。要求老師認真指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)科技活動,讓學(xué)生實質(zhì)參與。要求大學(xué)一、二年級的學(xué)生以閱讀文獻、參與學(xué)術(shù)討論等方式參與課題,大三和大四學(xué)生可以參與科學(xué)實驗、數(shù)據(jù)分析等項目研究過程。第二,鼓勵老師從科研項目中凝練大學(xué)生創(chuàng)新項目由學(xué)生承擔(dān),除了承擔(dān)國家級和廣西自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新項目外,學(xué)院還設(shè)立專項經(jīng)費,定期支持一批院級大學(xué)生創(chuàng)新項目,并明確鼓勵學(xué)生結(jié)合指導(dǎo)老師承擔(dān)的科研課題的研究內(nèi)容組織申報。第三,鼓勵老師從科研項目中根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求,擬定畢業(yè)設(shè)計題目,供學(xué)生承擔(dān)。在2015屆本科畢業(yè)設(shè)計題目中,有超過50%的題目與老師的科研項目有關(guān),還有20%左右的題目與學(xué)生承擔(dān)的大學(xué)生創(chuàng)新項目有關(guān)。第四,積極組織學(xué)生參加學(xué)校組織的科協(xié)協(xié)同育人計劃項目。依據(jù)我?!犊平虆f(xié)同育人計劃項目管理辦法》的規(guī)定,學(xué)生參與老師主持的科研項目,完成一定的科研工作,通過學(xué)校的考核后可以替代部分課程設(shè)計、實習(xí)甚至畢業(yè)設(shè)計的學(xué)分。一方面大大地激發(fā)了學(xué)生參與科研項目的興趣,另一方面由于需要完成一定的科研任務(wù)才能獲得相應(yīng)的學(xué)分,這給了學(xué)生一定的責(zé)任與任務(wù),同時也可以協(xié)助老師完成科研項目的研究。第五,依托生物醫(yī)學(xué)電子領(lǐng)域的企業(yè)和大型醫(yī)院建立完善的專業(yè)實習(xí)實踐基地,為學(xué)生提供更多地來自于生產(chǎn)實際的科研資源,依托合作企業(yè)或醫(yī)院的專業(yè)技術(shù)人才,建立指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)研究的專業(yè)師資隊伍。加強校企醫(yī)合作,充分利用企業(yè)和醫(yī)院的資源培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)工程實踐能力,派出學(xué)生到企業(yè)或者醫(yī)院通過實習(xí)、做畢業(yè)設(shè)計等方式實質(zhì)性參與專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究。
四、擴大學(xué)科科研平臺的開放,實現(xiàn)科學(xué)研究與人才培養(yǎng)過程的無縫對接
對于生物醫(yī)學(xué)工程這一工科專業(yè)來說,實驗室既是實驗教學(xué)的重要陣地,也是培養(yǎng)工程實踐創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)平臺。學(xué)科科研平臺面向本科生開放,建立健全實驗室開放機制,切實增加學(xué)生專業(yè)工程實踐的機會,是實施科教融合過程,保障科教融合效果的重要手段[7]。學(xué)院立足專業(yè)辦學(xué)實際情況,加強實驗平臺硬件保障,構(gòu)建實踐教學(xué)共享平臺,出臺了《實驗室開放的管理辦法》,完善了學(xué)院的實驗室管理制度,規(guī)范了本科生進入實驗室的管理,既為學(xué)生進入實驗室從事專業(yè)實踐活動提供了方便,也加強了學(xué)生的安全責(zé)任意識以及實驗室的有序管理。經(jīng)過近幾年的實踐,已經(jīng)構(gòu)建并形成了符合學(xué)院學(xué)科專業(yè)特點的學(xué)生進實驗室模式與制度。在周末、在晚上都會有學(xué)生在實驗室進行實驗。專業(yè)老師經(jīng)常在實驗里直接指導(dǎo)學(xué)生參與專業(yè)實踐活動??傊ㄟ^近幾年鼓勵生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生融入老師的科研項目研究活動中,取得得了良好的成效,提升了學(xué)生的專業(yè)實踐能力。學(xué)生參與科研項目研究的積極性得到了大大地提高,直接參與老師科研項目的比例達到了30%以上,還有大約40%的學(xué)生通過大學(xué)生創(chuàng)新項目、畢業(yè)設(shè)計的形式參與了科學(xué)研究。學(xué)生在科學(xué)研究的過程中取得了良好的研究成果,近3年,本科生發(fā)表科研論文30余篇,申請各類專利15件,獲得各類科技競賽獎勵20余人次,而且這些本科生研究成果在逐年提高。
參考文獻
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篇8
關(guān)鍵詞 生物醫(yī)學(xué)工程;創(chuàng)新人才;實驗平臺
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)20-0095-02
Abstract Biomedical engineering is a new development of cross subject, putting forward higher requirements for innovative talent, it needs to reform the teaching methods, curriculum system and prac-tice, to strengthen the logical thinking and logic thinking training of students, strengthen the cultivation and education of comprehensive quality, improve the effect of classroom teaching, pay attention to theinnovation practice ability training and exercise, improve innovative ability of students.
Key words biomedical engineering; innovative talents; experiment platform
1 前言
生物醫(yī)學(xué)工程是一門新興發(fā)展起來的交叉學(xué)科,為人類的健康做出了重要的貢獻,培養(yǎng)能夠迎接未來挑戰(zhàn)的高素質(zhì)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)創(chuàng)新人才至關(guān)重要[1]。因此,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以培養(yǎng)方向為引領(lǐng),改革教學(xué)方式、課程結(jié)構(gòu)、實踐方法,培育順應(yīng)社會發(fā)展的、具備創(chuàng)新能力的應(yīng)用型創(chuàng)新人才,是高等醫(yī)學(xué)院校教育者需要重點研究的課題。
2 打破傳統(tǒng)知識桎梏,注重學(xué)生創(chuàng)新思維方式的鍛煉與培養(yǎng)
創(chuàng)造力是人類知識結(jié)構(gòu)的最高表現(xiàn)形式,除智力這個重要組成因素,還包括獨立的個性、廣泛的興趣、好奇心、自信心、堅韌的意志力、靈活的思維等。因此,只有在鍛煉學(xué)生的邏輯思維的同時加強鍛煉非邏輯思維,才能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力與創(chuàng)新精神。學(xué)生只有具備很強的非邏輯思維,才能突破思維定式,積極探索看似不相關(guān)的事物之間可能存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。這樣就有希望打破常規(guī),發(fā)現(xiàn)那些別人無法想到的新事物和新規(guī)律,進而大膽地提出自己的新想法和新發(fā)現(xiàn)。
智力水平、學(xué)習(xí)動機是決定學(xué)生是否能做出創(chuàng)新成果的重要誘因,但并不是決定性的。非邏輯思維通常決定一個人能否做出創(chuàng)新成果,一些人智商高并且有較高創(chuàng)新欲望,但一直也沒有創(chuàng)新成果,主要原因在于他們在非邏輯思維能力方面還比較欠缺。愛因斯坦在創(chuàng)造活動中更加相信直覺與靈感,他覺得一個人的超強想象力比具備豐富的知識更為關(guān)鍵。所以,創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)也因此發(fā)生本質(zhì)變化,既要讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,又要鍛煉學(xué)生遇到問題的思考方式和研究方法,特別是有效地鍛煉他們的非邏輯思維。
3 優(yōu)化課程教學(xué)模式,加強具有綜合能力的應(yīng)用型人才培育
課程是院校依據(jù)教育大綱所制定的教學(xué)內(nèi)容,課程教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)與劣,直接決定了綜合素質(zhì)人才的培養(yǎng)效果[2]。生物醫(yī)學(xué)工程作為一門交叉學(xué)科,既要有明確定位并與其他學(xué)科有所區(qū)別,又要加大與其他學(xué)科彼此的滲透與融合,以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)自身的特點為核心,擬定合理的培訓(xùn)目標(biāo),構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特色專業(yè)體系,促使學(xué)生更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢與專長,為成為應(yīng)用型、創(chuàng)新型專業(yè)人才做好充分準(zhǔn)備。
為此,首要的是要壓縮課堂教學(xué)的學(xué)時,給學(xué)生的個性發(fā)展留下足夠的時間與空間,將學(xué)生置于創(chuàng)新活動的主導(dǎo)地位,鼓勵他們按照興趣與愛好學(xué)習(xí),突破傳統(tǒng)的教學(xué)方式,建立新的教與學(xué)的方式,引導(dǎo)啟發(fā)他們主動學(xué)習(xí)和探索學(xué)習(xí)。在校內(nèi)放寬轉(zhuǎn)換專業(yè)的限制,讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的特長,允許學(xué)生跨學(xué)科、跨院(系)甚至跨校選課、輔修,攻讀雙學(xué)位。在建設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程課程體系時,要在充分調(diào)研論證的基礎(chǔ)上,充分了解用人單位的人才需求,既要有一定的專業(yè)深度,也要有一定的專業(yè)廣度,避免專業(yè)知識的職業(yè)化傾向。對學(xué)生適當(dāng)加強人文學(xué)科知識的熏陶,增加一定量的文科類選修課,大力強化他們的文化素質(zhì),以改變過去存在的過弱的人文陶冶問題,充分鍛煉學(xué)生的直覺思維和想象力。
對于生物醫(yī)學(xué)工程的實驗課,應(yīng)盡量減少驗證性的簡單實驗,增加一些較新的有創(chuàng)造性的實驗,以利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和一定的科研意識和創(chuàng)新能力。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注意拓寬專業(yè)基礎(chǔ)課,淡化專業(yè)方向,減少重復(fù)內(nèi)容,追求課程的獨立性和完整性。
4 轉(zhuǎn)變教學(xué)方法手段,強化學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)
當(dāng)前,教育活動依然主要采取課堂教學(xué)的方式,是學(xué)生獲取知識、提高綜合能力的重要環(huán)節(jié),教師的教學(xué)方式、方法和教學(xué)水平的好壞,主要由課堂教學(xué)效果來衡量。充分利用課堂教學(xué)有限的時間,啟發(fā)學(xué)生掌握創(chuàng)新性學(xué)習(xí)和高效率獲取新知識的方法是核心內(nèi)容。但是,部分教學(xué)工作者認為課堂教學(xué)只是知識的傳遞過程,而忽略了營造以學(xué)生為核心的學(xué)習(xí)氣氛。教師應(yīng)該探索互動交流式的教學(xué)模式,將創(chuàng)新思維融入課堂教學(xué)中,學(xué)生不僅將知識繼承,而且要在創(chuàng)新思維下將它們發(fā)揚光大。
采用討論式、啟發(fā)式、研究式的教學(xué)方式,將培養(yǎng)能力素質(zhì)與傳授知識方法相互結(jié)合起來。在課堂教學(xué)過程中,教師應(yīng)該壓縮理論授課時間,改變滿堂灌的教學(xué)方法,多給學(xué)生一些自由發(fā)揮、自由探索的時間,這樣對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常有益的。在課堂教學(xué)中,多采取引導(dǎo)式、互動式授課模式,讓學(xué)生能夠自由探索理論前沿,不斷激發(fā)他們的創(chuàng)新意識。選擇前沿的領(lǐng)域為學(xué)生設(shè)定研究的課題,發(fā)動學(xué)生利用所學(xué)的知識來分析和解決問題,進而使自己的創(chuàng)新意識和思維得到鍛煉。在課堂授課活動中,教師與學(xué)生通過互動、交流來激發(fā)創(chuàng)新的火花。
5 加強社會實踐教育,注重實踐環(huán)節(jié)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)和鍛煉
創(chuàng)新實踐與解決問題有著密不可分的聯(lián)系,解決問題為創(chuàng)新實踐提供基礎(chǔ),但不是所有的解決問題的過程都有創(chuàng)新的因素,而創(chuàng)新實踐的過程一定能夠解決一些問題。所以,既要加強實踐知識的傳授,又要加強實踐環(huán)節(jié)的鍛煉,尤其是對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維的鍛煉起到十分重要的作用。
學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力要靠大量的課外活動和社會實踐去培養(yǎng),從課堂獲取的創(chuàng)造能力是遠遠不夠的。因此應(yīng)進行教學(xué)模式改革,側(cè)重點放在實踐教學(xué)上,提高學(xué)生動手能力,一方面通過實驗將學(xué)習(xí)與研究、理論與實踐結(jié)合起來,在實踐中錘煉學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力;另一方面通過實踐鍛煉、畢業(yè)設(shè)計和各類競賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和實際動手能力。
實驗平臺是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的主要環(huán)境條件,是進行實踐和探索的主要場所[3]。在實驗課的課堂教學(xué)中,要引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生用心仔細地觀察周圍事物。細心的觀察決定了開展創(chuàng)造的可能性,科學(xué)上的創(chuàng)新大都源于仔細地觀察與發(fā)現(xiàn)。因此,教師要有意識培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察的能力,同時要倡導(dǎo)學(xué)生有目的地鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。創(chuàng)新實驗要與理論教學(xué)相結(jié)合,在實驗教學(xué)過程中要讓學(xué)生在理論的指引下有所嘗試、有所觸動、有所發(fā)現(xiàn)。
通過實踐鍛煉、各類競賽使學(xué)生將所學(xué)理論與實踐鍛煉相融合滲透,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)的思維方式與方法。在企業(yè)實習(xí)的教學(xué)實踐活動中,改變以往傳統(tǒng)的教學(xué)理念,在生產(chǎn)實踐中鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維和求知欲望,讓學(xué)生互相學(xué)習(xí)、互相討論,使學(xué)生克服單一的、片面的思維方式,擴展和增強他們的優(yōu)化思維和創(chuàng)新思維,從而使他們具備勇于創(chuàng)新思考、善于突破常規(guī)的能力。畢業(yè)設(shè)計和各類競賽的選題多數(shù)來自工程實際,在教師的指導(dǎo)下,讓學(xué)生以“生物醫(yī)學(xué)工程師”的身份去完成從課題的調(diào)研、設(shè)計、制作到調(diào)試以及修改處理的全過程,充分體驗“生物醫(yī)學(xué)工程師”應(yīng)該具有什么樣的知識和能力,使他們對“工程能力”的認識產(chǎn)生升華,以最終達到從訓(xùn)練到提高的目的。盡管有了校內(nèi)實踐教學(xué)基地,但組織學(xué)生到真實的工程環(huán)境進行校外實習(xí)仍是非常必要的,在工程環(huán)境中學(xué)生可以感受工程運作過程,明確自己的努力方向,同時參與解決實際工程技術(shù)問題是校內(nèi)實習(xí)無法代替的。
6 結(jié)語
生物醫(yī)學(xué)工程作為一門新興的交叉學(xué)科,對創(chuàng)新人才培養(yǎng)也提出更高的要求,傳統(tǒng)的創(chuàng)新教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求,需要結(jié)合高校自身特點,探索新的途徑和方法,構(gòu)建具有特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)策略。
參考文獻
[1]張桂榮,王敏,李劍紅.研究生創(chuàng)新人格培育路徑探析[J].中國農(nóng)業(yè)教育,2013(4):46-48.
篇9
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)圖像編程實現(xiàn)技術(shù);雙語;教學(xué)改革
作者簡介:楊春蘭(1980-),女,河北石家莊人,北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,副教授;吳水才(1964-),男,江西九江人,北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,教授。(北京 100124)
基金項目:本文系北京工業(yè)大學(xué)2013年度研究生課程建設(shè)項目(項目編號:015000542513528)、北京工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項目(項目編號:ER2013B21)的研究成果。
中圖分類號:G643.2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0105-02
“生物醫(yī)學(xué)圖像編程實現(xiàn)技術(shù)”是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生的選修課。該課程的主要內(nèi)容是分別利用Visual C++和ITK兩種編程工具實現(xiàn)常見生物醫(yī)學(xué)圖像的讀寫、點運算、配準(zhǔn)、分割等涉及醫(yī)學(xué)圖像分析基本問題的程序編制。本課程共32學(xué)時,包括7個章節(jié):常用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件編程環(huán)境介紹;生物醫(yī)學(xué)圖像的類型及其數(shù)據(jù)表達;各種醫(yī)學(xué)圖像的讀寫方法和顯示;生物醫(yī)學(xué)圖像處理類庫的實現(xiàn);醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn);醫(yī)學(xué)圖像分割;基于醫(yī)學(xué)圖像的統(tǒng)計分析。
本課程教學(xué)方式主要采用課堂講授和學(xué)生上機討論同步結(jié)合的形式。教學(xué)思路圍繞利用VC等編程工具實現(xiàn)圖像處理程序的編寫展開:以ITK學(xué)習(xí)作為算法理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)和主線,在學(xué)生理解具體算法的核心內(nèi)容后,再利用VC完成算法的實現(xiàn),進而使學(xué)生掌握VC進行生物醫(yī)學(xué)圖像處理的編程技巧。在課堂教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的積極性,鼓勵創(chuàng)新思路和團隊合作。本課程目前主要選用與ITK和VC圖像處理緊密相關(guān)的指導(dǎo)書和參考書,以及筆者編寫的教學(xué)講義。
針對該課程教學(xué)內(nèi)容中ITK和VC均采用英文開發(fā)平臺的特點,目前英文多媒體課件已達教學(xué)內(nèi)容總量的2/3以上。筆者多年從事生物醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的科研工作,近年來查閱并收集了大量英文文獻。在各章節(jié)的教學(xué)中為學(xué)生提供了豐富的英文學(xué)習(xí)資源。此外,教學(xué)中采用英文ITK編程指導(dǎo)書作為程序編寫的基本算法理論參考。程序設(shè)計中,示例程序英文注釋占到1/2以上篇幅。鑒于目前的教學(xué)現(xiàn)狀, 擬將該課程建設(shè)為雙語課程。
一、雙語教學(xué)改革的必要性
“生物醫(yī)學(xué)圖像編程實現(xiàn)技術(shù)”作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士生的專業(yè)選修課,目的是使學(xué)生學(xué)會利用VC和ITK等編程工具完成生物醫(yī)學(xué)圖像處理的程序設(shè)計和相關(guān)科研任務(wù)。目前Microsoft Visual C++6.0開發(fā)平臺和ITK開發(fā)平臺均為英語環(huán)境,ITK學(xué)習(xí)資料和網(wǎng)站亦均使用英語,因此,掌握VC和ITK程序設(shè)計中的常見專業(yè)術(shù)語,具備閱讀并編寫英文注釋的程序代碼能力是教學(xué)中的一個重要目標(biāo)。前幾輪教學(xué)中主要存在以下問題:
第一,學(xué)生本科階段專業(yè)背景和英文水平存在差異,在學(xué)習(xí)以英文為主的教學(xué)內(nèi)容時存在一定困難。北京工業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我?!保┥镝t(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生大多來自其他各地方院校,很多學(xué)生在計算機語言學(xué)習(xí)和編程操作方面基礎(chǔ)較為薄弱,編程水平亟待提高。目前生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的研究生課程中,“醫(yī)學(xué)圖像處理”僅從基礎(chǔ)理論方面論述了生物醫(yī)學(xué)圖像處理的內(nèi)容、模式和發(fā)展趨勢,學(xué)生缺乏利用計算機編程工具實現(xiàn)圖像處理算法的技術(shù)入門和指導(dǎo)。本課程目前主要以ITK用戶學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和Visual C++圖像處理參考書作為學(xué)生學(xué)習(xí)的參考資料。ITK指導(dǎo)書和相關(guān)學(xué)習(xí)資料為全英文編寫,通常程序開發(fā)者使用的VC6.0開發(fā)平臺為英文版,幫助查詢信息也為英文,在一定程度上增加了學(xué)生學(xué)習(xí)編程技術(shù)的難度。雙語教學(xué)的開展成為解決該問題的重要途徑。
第二,已有經(jīng)試用一定時期、教學(xué)效果良好的上機指導(dǎo)講義,但尚無與英文學(xué)習(xí)資料配套的雙語教學(xué)講義。生物醫(yī)學(xué)圖像處理的基本概念和相關(guān)算法是本課程的理論基礎(chǔ),利用ITK和VC進行編程是學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)掌握的基本技能。鑒于在課堂教學(xué)中,理論講授仍是主要教學(xué)手段,筆者圍繞使用ITK和VC圖像編程兩條主線來安排課堂教學(xué),精選出能夠提高生命科學(xué)與生物工程學(xué)院(以下簡稱“我院”)研究生科研水平的課程內(nèi)容。
目前的課堂教學(xué)主要以ITK用戶學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和Visual C++圖像處理參考書作為學(xué)生學(xué)習(xí)的參考資料,尚無可供使用的正式出版教材?;谇捌谠撜n程教學(xué)改革建設(shè),筆者編寫了該課程的上機編程指導(dǎo)講義,教學(xué)中已試用3輪,學(xué)生普遍反映對其學(xué)習(xí)很有幫助,取得了較好的實驗教學(xué)效果。然而,單獨一本上機指導(dǎo)書或者幾本相關(guān)參考書無法滿足教學(xué)中的實際要求。此外,目前編寫的上機指導(dǎo)書中缺少英文專業(yè)術(shù)語,而在實際教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重專業(yè)術(shù)語的解釋和英漢對照,使學(xué)生在掌握專業(yè)知識和技能的基礎(chǔ)上進一步學(xué)會專業(yè)詞匯的運用,提高其科研能力。因此,教學(xué)中亟需使用將基礎(chǔ)理論內(nèi)容與上機操作有效緊密結(jié)合的雙語教學(xué)講義,使課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)資料與上機指導(dǎo)書內(nèi)容相對應(yīng),從而使教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化,能夠同時滿足學(xué)生理論學(xué)習(xí)和上機操作的實際需要。
第三,學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容來源均為英文資料,尚需教師做中英對照指導(dǎo)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手實踐能力是研究生教學(xué)的基本指導(dǎo)思想。計算機程序設(shè)計類課程需要足夠的上機操作練習(xí)和課后自主學(xué)習(xí)來鞏固學(xué)習(xí)成效。只強調(diào)課堂講授往往使學(xué)生的思路受到限制,不能達到同步跟隨講解掌握編程要點和調(diào)試技巧的目的。筆者鼓勵學(xué)生在自學(xué)中利用互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代學(xué)習(xí)工具,并結(jié)合自己在生物醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的科研工作,針對教學(xué)內(nèi)容收集了大量英文文獻,在各章節(jié)的教學(xué)中為學(xué)生提供了豐富的英文學(xué)習(xí)資源。但多數(shù)學(xué)生在計算機語言學(xué)習(xí)和編程操作方面基礎(chǔ)較為薄弱,且缺乏圖像處理方面的先修專業(yè)知識,在自學(xué)時遇到了較多困難,需要教師對相關(guān)專業(yè)術(shù)語和概念做中英對照解釋和指導(dǎo)。因此,課堂講授和課后師生答疑及作業(yè)等均宜采用雙語模式。
綜合以上分析,本課程在教學(xué)中需組織并精選雙語教學(xué)內(nèi)容,并在此基礎(chǔ)上編寫與英文學(xué)習(xí)資料配套的雙語課堂教學(xué)講義,在課堂講授等環(huán)節(jié)亦適合采用雙語教學(xué)模式。雙語教學(xué)是解決前述幾個教學(xué)問題的必要手段,也是增強本課程教學(xué)效果的重要途徑。
二、雙語教學(xué)建設(shè)的具體措施
1.教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
本課程主要以利用ITK和VC兩種工具進行生物醫(yī)學(xué)圖像處理的程序設(shè)計展開。ITK的學(xué)習(xí)相對易于掌握和理解,可作為引導(dǎo)和幫助學(xué)生形成編程思路和整體框架的基礎(chǔ)部分;針對生物醫(yī)學(xué)圖像的特點,在ITK對應(yīng)內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,重點使學(xué)生掌握利用VC進行各種處理算法的程序?qū)崿F(xiàn)。由于課時數(shù)的限制,教學(xué)內(nèi)容將緊密聯(lián)系目前醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的熱點問題,參照國內(nèi)外常用生物醫(yī)學(xué)圖像編程軟件的基本功能,精選有助于學(xué)生今后開展科研工作的內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上完成教學(xué)內(nèi)容的中英對照優(yōu)化。
在目前使用的英文ITK學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、VC圖像處理參考書和自編的上機指導(dǎo)講義中,對于圖像文件的讀寫、圖像濾波等內(nèi)容,是交叉重合的部分,也是教學(xué)中的重點內(nèi)容。因此,可依據(jù)學(xué)習(xí)資料將上述章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容重新整合,組織成中英雙語對照的形式;對于無交叉的內(nèi)容,如圖像配準(zhǔn)、統(tǒng)計分析等,以中文參考書為主導(dǎo),英文指導(dǎo)書相關(guān)知識點為參考,通過查閱參考資料,完善該部分的中英對照內(nèi)容。
2.教學(xué)方式建設(shè)
雙語教學(xué)的目的是使學(xué)生能夠在專業(yè)領(lǐng)域進行學(xué)習(xí)和應(yīng)用,使外語不再成為專業(yè)學(xué)習(xí)和交流的困難和障礙。因此,雙語教學(xué)不能僅僅立足于提高學(xué)生的外語水平,更應(yīng)在教學(xué)中注重專業(yè)術(shù)語的解釋和英漢對照,使學(xué)生在掌握專業(yè)知識和技能的基礎(chǔ)上進一步學(xué)會專業(yè)詞匯的運用。[1-3]本課程雙語教學(xué)的目標(biāo)必須以掌握專業(yè)知識及技能為基礎(chǔ),進而培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和利用編程理解各種理論算法的學(xué)習(xí)能力。
基于上述教學(xué)思想,教學(xué)方式主要采取課堂教師講授與學(xué)生同步上機操作相結(jié)合的形式。在雙語教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生使用英語學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新意識,鼓勵團隊合作完成較復(fù)雜程序的設(shè)計。[4,5]針對課堂講授環(huán)節(jié),以英文多媒體課件為依據(jù),在各章節(jié)末給出專業(yè)術(shù)語的中英文對照總結(jié)。對基本理論算法采用英語講解,重點和難點部分用漢語加以強調(diào)。
每個專題內(nèi)容的教學(xué)中,首先由教師給出具體的設(shè)計任務(wù),以ITK示例程序作為基礎(chǔ)理論指導(dǎo),利用VC演示經(jīng)典程序的編寫調(diào)試過程,重點強調(diào)編程中的技術(shù)要點和中英對照專業(yè)術(shù)語,并對易錯點進行提示。根據(jù)設(shè)計任務(wù),鼓勵學(xué)生在實現(xiàn)程序的基本功能基礎(chǔ)上,加入自己對算法的理解和功能擴展,并請學(xué)生在課堂上對程序設(shè)計思路用英語進行講解和交流。課后程序作業(yè)要求學(xué)生在程序編寫時給出各種函數(shù)功能和關(guān)鍵語句的英文注釋。
在醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)、分割專題的教學(xué)中,讓學(xué)生分析查閱中英文獻資料,結(jié)合自己今后的科研方向制作簡單的軟件實現(xiàn)配準(zhǔn)、分割的常用算法。在這些專題中組織學(xué)生進行英文口頭報告和學(xué)術(shù)討論。對于功能模塊較復(fù)雜的程序,讓學(xué)生自由分組,注重培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神和個性特長的發(fā)揮。
3.教材建設(shè)
目前該課程沒有指定的正式出版教材,在實踐教學(xué)中主要采用自編的上機指導(dǎo)講義《上機指導(dǎo)說明書》,課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中主要從ITK和VC實現(xiàn)圖像處理兩個方面為學(xué)生提供了相應(yīng)的英文學(xué)習(xí)資料和參考書。
結(jié)合該課程的專業(yè)特色和注重上機操作環(huán)節(jié)的特點,在優(yōu)化中英對照教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,編寫本課程雙語教學(xué)講義。講義內(nèi)容涉及中英對照的醫(yī)學(xué)圖像處理相關(guān)基本概念和術(shù)語、ITK程序運行步驟及結(jié)果分析中文注釋、ITK專業(yè)術(shù)語中英對照詳解、VC圖像編程技巧要點等。由于該課程實踐性強,在編寫講義的同時,對重要的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難點可以制作視頻講解的VCD光盤予以輔助。
三、雙語課程建設(shè)的可行性
本課程教學(xué)內(nèi)容是在了解學(xué)生知識水平和專業(yè)背景的前提下,結(jié)合我院生物醫(yī)學(xué)工程中心各研究室的研究方向和主要工作而安排的。針對VC開發(fā)平臺和ITK教學(xué)示例程序及注解均為英語的特點,后續(xù)教學(xué)中可以做到對雙語教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的進一步完善和調(diào)整,從而達到提高教學(xué)效果的目的。
盡管目前本課程尚無可供使用的正式出版教材,但已有適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的相關(guān)中英文參考資料和申請者編寫的學(xué)生上機實驗指導(dǎo)書和講義,后續(xù)建設(shè)中編寫與中文對照的英文講義是完全可行的。
選修該課程的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生人數(shù)相對固定,課堂教學(xué)過程便于控制。授課對象具備良好的英語基礎(chǔ)和專業(yè)知識,具備雙語教學(xué)的接受水平和理解能力。因此可以探索更為合理的雙語教學(xué)模式,從而充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)研究生利用英語查閱文獻和學(xué)習(xí)的研究能力,提高其國際交流水平。充分發(fā)揮本課程教學(xué)內(nèi)容和參考資料為英文的優(yōu)勢,讓學(xué)生在該課程的學(xué)習(xí)中對利用英語進行科研的訓(xùn)練得以實現(xiàn)。
本課程教學(xué)團隊的師資力量和業(yè)務(wù)素質(zhì)達到了對“生物醫(yī)學(xué)圖像編程實現(xiàn)技術(shù)”進行雙語課程建設(shè)的基本要求。筆者曾赴英國華威大學(xué)參加了校青年骨干教師出國培訓(xùn),口語流利,專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實;為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生主講“Visual Basic程序設(shè)計”(雙語)課程,具有為該專業(yè)學(xué)生講授計算機類課程的雙語教學(xué)經(jīng)驗,了解該專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)計算機類課程時的知識水平和心理特點;多年從事生物醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的科研工作,查閱并收集了大量英文文獻,在各章節(jié)的教學(xué)中為學(xué)生提供了豐富的英文學(xué)習(xí)資源。
本課程隸屬生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士生計算機類選修課。我院設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程一級學(xué)科博士學(xué)位、碩士學(xué)位授權(quán)點,該學(xué)科是北京市重點建設(shè)學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)工程中心下設(shè)2個生物電子與儀器研究室,1個生物力學(xué)與仿真工程研究室。生物醫(yī)學(xué)圖像處理是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的主要研究方向之一,上述研究室均開展了涉及生物醫(yī)學(xué)圖像處理的研究工作,可為本課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供科研實踐訓(xùn)練環(huán)境;此外,產(chǎn)學(xué)研基地還可吸納學(xué)生進行與圖像處理相關(guān)課題的編程創(chuàng)新訓(xùn)練。我院與美國桑利尼亞州立大學(xué)簽訂了聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議,為開展雙語教學(xué)提供了有利的國際學(xué)習(xí)和交流條件。
四、展望
為推進國際化教育進程,研究生課程建設(shè)應(yīng)積極做到與國際化接軌?!吧镝t(yī)學(xué)圖像編程實現(xiàn)技術(shù)”以提高學(xué)生圖像處理的編程水平為基本出發(fā)點,結(jié)合當(dāng)前該課程的教學(xué)現(xiàn)狀,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面都有望實現(xiàn)雙語化。通過借鑒相關(guān)計算機類課程雙語教學(xué)的寶貴經(jīng)驗,不斷進行總結(jié),從而實現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo),切實提高研究生的實踐能力和研究水平。
參考文獻:
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篇10
關(guān)鍵詞:生物工程;人工生命;組織工程;人工組織;人工器官
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
0 引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng),是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學(xué)科合并之后的產(chǎn)物。一般認為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。下文將主要就針對材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性,以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1 材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程
此種工程學(xué)科的主要研究目標(biāo)即為各類生物材料及人工器官組織,其中就涵括了組織工程學(xué)科。在此方面研究工作中涵括有材料科學(xué)、生物科技、化學(xué)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等多門學(xué)科的基礎(chǔ)知識。
生物材料也就是對于生物體進行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來,亦或是增強人體某一部分功能的材料,因此就必須要求其能夠植入到人體當(dāng)中并不出現(xiàn)排異反應(yīng),確?;铙w細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學(xué)材料在未來一段時期的主流發(fā)展趨勢,即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢特性顯著的活性生物材料,應(yīng)確保其具備良好的生物相容特點;親水特性;性;預(yù)防組織粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活體細胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復(fù)效果,使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。
依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種:
(1)無機非金屬生物材料。①同人體組織力學(xué)間具備良好的相容性,同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機以及無機結(jié)構(gòu)的復(fù)合型材料。
(2)金屬生物材料。①毒性較低,彈性模量更加符合入骨特點的合金材料。②各種植入人體當(dāng)中的器械材料,如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設(shè)備如官腔支撐架、引導(dǎo)絲等。
(3)生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應(yīng)用于免疫性病癥治療的材料。
2 組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學(xué)問題當(dāng)中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷,而臨床上在應(yīng)對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面:
(1)自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進行修復(fù),例如,對面部皮膚大面積燒傷患者進行面部手術(shù)修復(fù)時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進行修復(fù)損傷組織。
(2)異體移植。例如,某患者在遭遇意外事故時,家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻給有需要的人。然而此種情況時常會出現(xiàn)異體組織的兼容性問題,同時需要被捐助的人員與每年的捐獻人數(shù)相比差距過大,供體不足情況十分顯著。
(3)人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況,但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應(yīng)與感染情況十分明顯,絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應(yīng)各類感染致死。
對此人們也就設(shè)想若是能夠采用母體細胞以及生物降解材料在人體當(dāng)中構(gòu)建起新的組織器官,也就是進行結(jié)構(gòu)組織,代謝組織以及細胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設(shè)想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想,而已經(jīng)走進了現(xiàn)實生活當(dāng)中,可以預(yù)見組織工程的發(fā)展必將會促成這一設(shè)想的實現(xiàn)。
當(dāng)前,組織工程研究的主要內(nèi)容即為:適宜的母體細胞來源;能夠為細胞粘附生長提供空間的細胞外基質(zhì);可應(yīng)用在促進細胞組織再生長的因子;以及組織間的相容性。
開展組織工程通常會應(yīng)用以下三種策略:(1)細胞以及生物材料的雜化體系,例如由小塊活體組織將特異細胞分離出來,通過體外擴散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當(dāng)中,在體外培養(yǎng)一段時間后可將細胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi);伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建,聚合物將會逐漸降解并消失。(2)僅具備生物降解材料體系,借助于生物生長方式促使細胞成長為多孔支架結(jié)構(gòu),在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu),并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷,其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近,可被應(yīng)用在骨組織工程支架中。(3)細胞體系,經(jīng)過移植的細胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。
3 結(jié)束語
總之,從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學(xué)以及工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法,來探究并開發(fā)出具備修復(fù)以及改善人體組織器官功能的新型臨床應(yīng)用取代物,也就是人工組織,因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學(xué)工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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