生物医学工程培养方案范文

导语：如何才能写好一篇生物医学工程培养方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 生物医学工程；实践实训基地；双师型教学团队

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0087-03

Abstract Weifang Medical University began biomedical engineering specialty recruitment in 2012，This paper analyzed the causes of common problems we may meet with in the fostering of biomedical engineering education， and then put forward the countermeasures to solve these problems， in order to improve the quality of biomedical engineering education， including primarily increasing publicity， streng-thening the construction of curriculum system， optimizing the allo-cation of the curriculum， double-qualified teachers， and ultimately could be better for promoting our school’s characteristic school con-struction and cultivate more talents for our society.

Key words biomedical engineering； practice training bases； double-qualified teachers

1 前言

潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生，至今已有4个年头，在借鉴国内其他院校本专业人才培养经验基础上，在学校专业委员会指导下，经反复论证，已修订了完整的生物医学工程培养方案（2014版）。由于目前尚无毕业生，培养方案中的很多方面依然在不断探索中。近期，潍坊医学院正在不断推进特色名校建设，生物医学工程专业应该以此为契机，结合学校资源优势，对培养方案进一步完善，逐步形成具有学校特色的生物医学工程培养模式，同时以适应特色名校建设发展的需要。

本文在前期大量调研基础上，对各高校专业培养方案进行认真分析和比较，结合生物医学工程专业社会现状，归纳总结出生物医学工程专业建设过程中存在的几个共性问题。最后，结合生物医学工程专业特点、时代背景、社会需求及潍坊医学院实际，提出几点建议，以期更好地服务于生物医学工程专业培养模式改革。

2 生物医学工程专业建设存在的共性问题

社会认知模糊 生物医学工程专业尽管在国外从20世纪50年代就已经开始发展，但在国内自20世纪70年代起才慢慢发展起来，与其他专业相比相对起步较晚。即便现在，社会对此专业依然普遍存在认识模糊、理解不深的现象。如学生报考志愿、用人单位招聘时，经常将生物医学工程专业与生物技术、生物工程或临床相关专业混淆[1]，对学校招生、学生就业造成很大影响。

课程体系差异较大 到目前为止，据不完全统计，国内开设生物医学工程专业的学校已达127所，其中综合类和单科理工类占96所，单科医学类院校为31所。学校层次包括高等专科学校、普通高等院校、国家重点院校不等。综合分析发现，存在的主要问题是各高校课程设置大多依托本校现有的资源和师资，灵活性和随意性较大，很难做到从专业长期发展、时代需求角度出发[2-4]。具体情况说明见表1。这种现象不仅在国内院校存在，本专业世界排名前五的国外院校也有不同程度的体现，见表2。

课程学时分配不统一（课时） 对不同院校课程设置比较分析发现，各高校课程设置除在课程体系方面存在较大差异外，课程学时分配也有较大不同。结合王能河[5]等人的研究结果，举例如表3所示。

复合型师资力量缺乏 生物医学工程专业培养学生具有利用工程技术的手段和方法解决医学相关问题的能力，集中反映在生物医学信号检测和处理、医学成像仪器、生物医学新材料、康复工程、生物系统建模与仿真、远程医疗等相关领域。工程技术本身对知识储备、综合素质、工程经验的较高要求，加上新技术、新方法的不断更新，对生物医学工程教师授课提出较高的要求。而分析发现，目前各高校授课教师大部分缺少工程背景和工程实践经历，虽然在单科领域具有很深的造诣，但是对知识的综合应用能力比较薄弱，因此，授课过程中往往仅停留在对原理和技术讲授的层面，很难从工程原理和技术的角度建立与解决实际问题的联系。又由于一些新技术往往最先在企业推广，而授课教师若无参与企业工程研发等经历，就很难及时掌握这些新技术，授课知识陈旧，所授技术甚至早已被淘汰。除此以外，授课教师若无一定的工程背景，在指导学生实验实训环节，往往会停留在对所学理论的验证实验层面，很难设计和指导学生开展综合设计实验，严重影响学生的创新能力培养。

3 生物医学工程专业建设改革的几点建议

通过上面对生物医学工程专业存在的共性问题进行分析，笔者认为，潍坊医学院生物医学工程专业培养模式改革应该注意以下几个方面。

广泛宣传，提高认识 尽管我国生物医学工程专业存在起步较晚的客观事实，但造成目前该专业社会认知度模糊的主要原因可归结为以下几方面。

1）与其他专业相比，生物医学工程专业招生规模较小，大部分学校每学年只招收1～2个自然班，全国目前开设生物医学工程专业的院校共计127所[2]。每年生物医学工程毕业生除去继续深造，选择就业的不到5000人，他们毕业后又分布到全国各地，因此，人们接触该专业的人相对较少。

2）生物医学工程本身是一个交叉学科，加之各学校培养目标不同，即便都是生物医学工程专业，不同院校的学生毕业后从事的工作差异很大，人们往往会根据自己接触的生物医学工程人员从事的职业，简单地对生物医学工程进行评价，造成认识偏颇。针对以上两方面原因，建议学校和社会共同担负起宣传的责任。

首先，学校在招生前应充分做好专业介绍宣传工作，使学生在报考志愿前对该专业课程设置、培养目标、社会需求有一定的把握，学生根据自己的兴趣选择报考。这样一则可以避免入错行的尴尬，二则学生根据自己的兴趣报考入学后学习积极性高。

其次，入学后学校应尽早安排专业教师对学生进行更加详细的专业介绍，应结合本校生物医学工程培养方案，让学生对四年学业有一个宏观的把握，对部分课程设置进行简单说明，主要从课程设置的意义、该课程与后续课程的联系等角度展开。如此有利于学生从入学就开始对自己的学业建立很好的学习规划，也不至于因课程设置问题造成误解，避免后续学习对某些课程不重视的现象发生。

再次，通过学前教育，专业教师应建立学生学习本专业的自信心，增加学生自身对本专业的认知和认同感，消除学生因专业本身边缘学科的特点而产生被边缘化的想法，提高他们后期学习的积极性。

最后，社会和学校应共同承担起对外宣传的责任，提高用工单位对该专业的认知度，为学生就业提供保障。

加强课程体系建设 生物医学工程学最初是期望基于工程技术的手段，即利用工程学原理和方法，探索、发现和解决医学领域的问题，进而又发展到生物学的研究领域，所以它是医学、生物学与工程学乃至材料学相交叉的系统工程学科，学科呈现知识面广、创新性与实践性强等特点。

基于上述特点，生物医学工程课程设置要把握以下几个方面。

1）要想用工程的手段解决医学相关领域问题，必然要求学生具有一定的医学和生物学背景，同时具有扎实的工程基础，因此，课程设置必须要涵盖医学、生物学和工程学多个方面，通过课程学习使学生掌握丰富的基础知识和基本技能。

2）课程设置应体现专业覆盖知识面广的特点，但绝不是各课程的简单拼凑和堆叠，所设置的课程之间既应注意相互联系，又要有侧重。

3）由于生物医学工程所研究领域新技术、新成果、新材料、新理念和新发现的不断涌入，课程设置还应充分考虑对知识的补充和教材的更新，体现专业本身的“创新性”。

4）课程设置要充分依托学校资源优势和师资力量以突出专业特色，但核心专业课开设必须遵循适应时展和社会需求的原则，决不能因学校师资和资源问题办成纯工学或纯医学专业。同时，核心专业课设置还必须做到与培养方案中的培养目标保持一致，而所有课程设置均需在培养方案的指导下完成。

⑤生物医学工程专业对工程能力的较高要求又决定了开设课程必须具备实践性强的特点，因此，课程设置时应重视实践、实训环节所占的比重。

综合看，课程设置总体原则把握可参考清华大学“厚基础、宽口径、强实践”的培养模式，即既重视专业基础课的学习，又鼓励不同院校专业课，同时注意加强实训实践环节。

优化课程设置分配 根据国家级特色专业建设质量工程评估体系的要求，和四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要，建议潍坊医学院课程总学时应控制在2600～2800。结合学校教学型院校的特点，建议把理论与实践课程的学时比例控制在1：0.35左右，其中专业课控制在1：0.45左右。

打造双师型教学团队 师资队伍建设是保证人才培养质量的基础，要培养应用型的工程人才，首先要求教师自身是工程型人才[6-7]。生物医学工程专业教师自己进行职业规划时，必须做到同时具有扎实的生物医学工程理论功底和丰富的工程实践经验。学校应通过鼓励生物医学工程专业教师定期到企业进修学习，参与企业技术研发，探索生物医学工程专业校企联合培养模式，积极拓宽实践实训基地等途径，提升教师的工程实践能力[8-9]。如此有利于：

1）将新的技术和方法带到教学中更新知识结构，开拓学生视野；

2）通过解决工程实际问题的经历，将理论知识与实际问题建立联系，解决理论授课枯燥难懂的尴尬；

3）将实际问题引入教学，鼓励学生思考，有利于推动学校PBL等一系列教学方法的改革；

4）指导学生开展综合实验，提高学生的实践动手能力和创新能力；

5）深度参与企业研发，提高学校科研水平。

最后，学校应该针对生物医学工程专业特点，给予专业教师必要的政策扶持与保障。

4 结语

生物医学工程专业是一个新兴产业、朝阳产业，生物医学工程的专业教育有利于为国家培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，推动国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略。因此，“十二五”规划中国家对生物医学工程涉及相关领域给予大力支持。潍坊医学院应紧抓时代机遇，认真分析其他院校办学过程中存在的问题，借鉴其办学成功经验，同时结合学校实际，深化改革，打造具有自身特色的生物医学工程品牌专业。

参考文献

[1]吴小明，罗二平，申广浩，等.“可靠性工程”与生物医学工程专业课程体系[J].医疗卫生装备，2013，34（1）：131-132.

[2]教立营，赵越.生物医学工程专业毕业生就业现状及对策分析[J].中国大学生就业，2012（12）：25-28.

[3]浙江大学工信部[EB/OL].[2012-06-26].http：///Chinese/redir.php？catalog.

[4]清华大学医学院[EB/OL].[2012-06-28].http：//.

[5]王能河，但汉久，张志德.生物医学工程专业（医学影像工程）本科课程体系比较研究[J].现代仪器与医疗，2013，19（2）：70-74.

[6]陈小燕.基于校企合作的“双师型”师资队伍建设新思路[J].中国大学教学，2010（1）：72-74.

[7]马春排，李天钢，李白毅，等.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：103-122.

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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

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生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性，人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学（血液流变学）、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料，其大多数是需要植入人体，需要具备耐腐蚀、化学稳定性，需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料，根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中，光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上，其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析，包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析，以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生，将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学，十分广泛，仅四年内进行如此庞大的知识学习，学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此，我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析，在此基础上，提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性，该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗，有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践，更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系，无法由某一个从业人员掌握，需要各方向的协作与合作，由此认为，设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学，其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才，其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作，运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗，所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识，然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习，成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才，毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作，在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业，以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等，其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程（如影像学、信息学等）的基本理论知识及能力，能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗（或信息管理等）和医学成像（或医学信息等）技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像（或信息学、医学超声学等）的基本理论知识，受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练，具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力，基本的仪器（装备）维修保养能力”上。#p#分页标题#e#

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色，其主干课程应注重基础医学、临床医学，同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类，如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程，基础和临床医学类课程，如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程，然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程，如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等，部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业，但需要按照本校特色来设置课程，切忌大而全无特色，或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业，如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院，四川大学高分子科学与工程学院等，各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例，其前身是生物科学与医学工程系，创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透，应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题，发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识，掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法，并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力，具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才，这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标，按照其特色制定为“以工程为主，以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据，培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”，偏向于材料工程学。由此可知，在综合性大学工科以及理工科大学中，生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容，其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程（如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等）的基本理论知识及能力，能在医疗设备相关企事业单位从事设备（或装备）设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识，受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.2.2课程设置

基于工科特色，其主干课程应注重工科基础理论的学习，了解医学基础知识，同时学习机械、电子、材料、计算机应用于医学中而派生的专业课程。如将特色定在医疗设备制造等方向上的生物医学工程专业，其基础类课程更加强了基础数学、物理的学习，设置了较多学分的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及实验等，医学类课程设置了基础医学与实验，涵盖人体解剖学知识，专业基础课和专业课设置了生物医学数学基础、电路及模拟电子技术及实验、数字电路与逻辑设计及实验、微机原理与接口技术及实验、VisualC++程序设计及实验、信号与系统、EDA技术、计算机硬件控制基础、单片机原理及应用、医学成像原理、医学影像系统、生理信号检测、生理信号处理、医学图像处理、医学仪器设计与实现、医学传感器、医学光学、医学超声、医学材料等，同样，课程设置也应按照本校特色加以取舍。

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由于我国起步较晚，目前我国医院中生物医学工程的作用和能力远远落后于发达国家。多数医院设备科（器械科、仪器室等）的功能只是局限于仓库保管、医疗物资的采购、设备的维修等一些被动工作。以下几方面的问题制约了生物医学工程学科在医院的存在和发展。

1历史遗留的体制问题

各家医院的生物医学工程科室名称不一，有的叫设备科、仪器室、医工处等。各家医院该部门的职能也不同，有的只负责采购医疗设备，有的还负责采购冰箱等生活用品；有的负责维修，有的不负责维修；有的隶属于医务处，有的隶属于后勤保障处等。名称和职能各式各样，都是按照各家医院的习惯和流程来工作，最终限制了这个学科的发展。在日常管理中，很多医院只重视医疗设备的采购，忽略了维修和管理，忽视了医院的软硬件结合等问题，使这个部门成了一个纯采购部门。

2人员编制的问题

我国医院最初建立生物医学工程学科时，从事该项工作的人员多是电工、钳工等维修工人。随着医院的发展，后来从事该项工作人员很多都是本科生，但是由于体制的问题很多人因得不到晋升和提高，最终导致人才流失。

3现代化医院中生物医学工程面临的新问题

很多大医院都意识到生物医学工程的重要性，该部门的工作人员也同医生和护士等技术人员一样得到了晋升，但是由于很多大型设备厂商将售后服务（含维修保养等）作为一项重要收入，使生物医学工程又陷入了一个低谷。

改变生物医学工程学科发展的措施

以我院器材处为例探讨改变生物医学工程学科发展的措施。

1改变观念、工作模式、明确职责

现在医疗、护理、医学工程作为现代医院三大部门的观念还没有形成，医疗、护理仍是医院工作的两个重头戏，而器材科、设备科或物资科仅仅是购买物品、发放耗材的机关性质的职能科室，医学工程学科的应有职能几乎得不到体现。为了医院和生物医学工程学科更好的发展必需改变这种传统观念，强化管理意识，参与医院发展工作。我院器材处的改变除了设备的招标组织、论证、采购、安装、验收、档案管理等外，还要做好以下工作[5]：在用设备的质量检查、质量保证和质量评估；医疗设备的安全性能测试、监管和保证；预防性维护、保养和故障维修；医疗设备的医学计量及维修后的计量与性能测试等。（1）医疗设备的计量管理。根据计量管理要求，大多数医疗设备都要进行计量检定、维护（有的甚至是强制执行）。准确可靠的医疗设备可以提高诊断治疗水平，保证医疗质量。因此，我们要求在设备进行安装使用之前必须进行计量检测，医院建立一整套完备的计量管理制度，并由工程技术人员专人负责。（2）安全性能测试。如①插头标准不同：目前国内很多购置的医疗设备都是进口品牌，在采购的过程往往只关注技术和价格，忽略了不同国家的插头标准不同，因此除了在采购时特意提出插头标准的要求外，在到货安装时需要进行核对查看，如不一致需要进行替换。我们将插头标准要求详细列明在招标文件范本中；②安全等级不同：医院在使用医疗器械时，对电击安全有着严格控制的等级要求。在电击安全等级要求较高的情况下，决不能使用防电击安全等级低的医疗设备，这一点也需要生物医学工程人员的把关和负责；③新设备的干扰：新设备进行安装时需要考虑是否对现有设备造成影响，需要医院的生物医学工程人员监督设备厂家的安装工程师进行测试，如果造成影响需要分开使用，否则后果不堪设想。（3）医疗设备的保养。①静态保养：购置情况、价格等资料；②动态保养：设备的使用、消耗，故障等运行情况分析，根据实际情况制定定期维护方案，由被动维修变为主动维修，最终上升为改善维修。（4）新设备功能的临床合理应用。新设备引进时都要对临床使用人员进行培训，但有一些功能由于不常使用，平时操作较少，偶尔使用时不恰当的操作会引发设备故障，这时就需要生物医学工程人员来扮演“临床工程师”的角色[6]。为了更好的完成自己的职能，生物医学工程人员要积极参与设备使用的培训和常用故障的排除。（5）售后服务的协调。售后服务不只是设备损坏的即时修理，还包括日常的保养维护。可以通过让公司的工程师增加回访次数来及时发现设备的问题，积极学习排除故障的方法，使生物医学工程人员掌握处理简单问题的能力，从而方便临床医疗的使用。

2改变现有设备的管理体制，使医疗设备效能最大化

现在很多大型医院的医疗设备固定资产都已达几亿元，但大多医院都是重采购、轻管理，使医院耗重资购买的医疗设备不能发挥最大的效能，使用率下降或闲置损坏。我院针对此项弊端采用了租赁制，有的设备不再归属各个科室，而由医院统一管理，科室根据实际临床需要进行租赁，对科室进行成本核算，这样避免了同一种设备（例如呼吸机、输液泵、注射泵等）在有的科室闲置，有的科室不够用的现象[7]。

3加强人才培养，健全体制，提高学科地位

为了在日常工作中不断地加强人才队伍的建设，我院通过各种培训（器材处内部培训和对临床医疗设备的使用培训）、业务讲座、进修等途径，提高生物医学工程队伍的业务技能。同时，通过调整人才梯队、整合岗位编制、岗位轮换等措施，建立一支高素质、高水平的生物医学工程人员队伍[8-9]。我院器材处现有42人，其中，高级职称3人、中级职称9人、副主任科员及以上17人；设备中心19人、物资中心18人、服务办公室5人，基本能满足我院的需求。为了引起医院高层管理人员对生物医学工程的重视，除在医学工程学术会议等场合要更多地讨论和呼吁外，还要在全国性医院管理会议上进行反映和呼吁，使生物医学工程人员不再是医疗和护理等一线人员的辅助人员，而是可以与之共同构成三足“鼎立”局面的学科。

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1依托医学院校背景，实验项目“量身定制”。课程设计中题目的选取很重要，需要结合生物医学工程专业的特点，医学院学生医学知识比较扎实；同时又要结合学生的培养目标，需要对医疗仪器的设计有一定的了解。设计的题目与常见的医学信号，如心电、脑电、心音、心动图、脉搏波等有关；可以设计电路对医学信号进行采集处理；同时所选的课题应尽量覆盖电子技术的主要知识点。既提高学生的兴趣和热情，又能达到生物医学工程专业复合型人才培养的目标———“医为工用，工为医服务”。

2采用TBL（Team-basedLearning）教学法。TBL教学法以团队为中心，将教师讲授和学生讨论相结合，既保证学生基础理论知识的掌握又能更好地培养学生自主学习能力。我院生物医学工程专业学生人数在30人左右，TBL教学法非常适合小班实验教学。具体过程是：将学生按4～5人分组，每组选定不同的题目，老师下达项目任务书；学生查阅文献资料进行课前的预习，课堂讨论小组发言，确定设计电路方案，老师总结；学生独立完成实验，撰写实验报告。实验过程使学生掌握现代信息资料获取的方法，培养了电子系统的设计与调试能力，学会撰写设计报告。

3促进开放式实验室管理模式的建立完善。开放实验教学目前是高校实验教学改革的重要内容之一，这点对电子技术课程设计教学改革也很重要，采取以组为单位对学生开放实验室管理，可以充分有效地利用实验室资源。

4教师队伍的建设。一方面通过加派青年教师去医院进修，了解医院对人才能力的要求，并将进修学习的内容应用到教学中，两年时间已有3名教师到昆明总医院医学工程科学习。另一方面加强科研能力培养，以科研来促进教学工作，青年教师返回学校再深造。

小结

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关键词： 生物医学工程； 实践教学； 综合实验室； 设计性试验

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2012)07-55-02

0 引言

生物医学工程是一门将工程技术与医学相结合，综合运用工程学相关原理和方法，解决医学问题的交叉学科。自上个世纪六十年代以来，生物医学工程已逐步演变为全球发展最快的产业之一。

该专业的本科人才培养目标定位为：具备生命科学、电子技术、计算机与信息科学的基础知识，具有将现代物理学、电子技术、计算机技术与医学相结合的科研能力，并突出应用型特色；掌握开发设计、研究医学仪器的基本方法和技能，毕业后能够从事医学仪器的应用、管理、维修、开发、研制等工作[1]。

按照培养应用型人才的要求和目标，生物医学工程专业学生的电子设计、研发和计算机应用能力被认为是最重要的专业技能。高等学校的专业教育应该将培养学生的这些技能作为教学的重中之重。而学生实践动手能力的培养是学生整体素质和能力提高的一个重要组成部分，也是培养适应社会经济发展的复合型人才的根本需要[2]。

1 生物医学工程专业实践教学存在的问题及原因

实践教学环节不仅仅可以验证学生所掌握的理论知识，同时还可以训练、培养学生的观察能力、思维能力、实际操作能力和严谨的科学态度[3]。有效的实践教学不仅仅是理论课教学的必要补充，而且学生的分析、解决实际问题能力和动手能力只有在实践教学中才能够得到根本提升。但是在目前实践教学中存在的一些问题，影响了课程教学的最终实效，也抑制了学生创新能力的提升，主要表现在以下几个方面。

⑴ 受传统的“重学轻术”观念的影响，长期重理论教学，轻实践能力培养[4]。另外，扩招带来的学校规模急剧增大，实践教学设施建设滞后，加之“双师型”教师严重匮乏，造成实践教学、尤其是工程训练严重不足。

⑵ 单科验证性实验内容多而综合性自主设计实验内容少。目前生工专业各门学科的实验课程中，绝大多数实验项目是针对单一课程某一理论教学内容的验证性实验，这种实验是封闭式的，将学生的思维局限在某一门课程中[5]。而实际上，生物医学工程专业各门课程，特别是其主干课程电子学各门课程之间有着紧密的联系，学生缺少学科开放的实验训练，会导致知识的割裂，难以形成完整的知识体系。因此，当要求学生完成综合性实验项目或自行设计性实验项目时，学生甚至不知道如何查阅资料、制定实验方案、选择实验设备等。

⑶ 使用实验箱协助实验，学生仅仅需要进行简单的线路连接就完成了实验，实验课成为了课堂教学内容正确性的验证。这种实验使得学生很少深究实验原理，难以培养学生的钻研精神和自主创新意识，久而久之，学生对实验课也丧失了兴趣。

⑷ 实践教学基地建设滞后，校企联合还远远不够。这是制约实践教学向着学以致用目标迈进的障碍之一。本科层次的生物医学工程专业毕业生的直接去向之一就是企业，为培养企业用得上、留得住的人才，应该使得学生在实训过程中始终保持与企业的密切联系，才能使学生在生产实际操作中掌握职业岗位所需的技能及相关工作经验，了解应用技术领域的前沿知识，完成由学校到生产岗位的过渡[6]。只有这样，才能使得学生在学习中有明确的职场目标和方向，进而提高学习的主观能动性。

2 建立生物医学工程专业综合实验室的意义

有文献显示，通过对采样数据的因子分析和回归方程的计算，实践教学在学生对教学质量满意度的影响因素中位置显著且影响程度最大[4]。

生物医学工程专业除了机械设计和信号处理等课程之外，其核心课程包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、单片机应用技术等电子学相关课程。这些课程的实践教学环节在一定程度上相互渗透，且共同构筑了综合性设计实验的各个知识环节。因此，整合各学科实验教学设备和实验教学师资，构建综合实验室，可以有效提升设备利用率和实验室利用率，对培养学生实验设计、科研设计能力，提高学生主动学习意识，打造学生自主创新能力有着十分重要的意义。

⑴ 综合实验室作为生物医学工程专业实验教学平台，可用于形成由单一到综合，由相对独立到科学融合的实践教学体系[1]。这个体系，可以对学生的工程技术实践能力进行强化训练，以提高学生的科研素质和专业应用技能，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，真正做到学以致用。

⑵ 综合实验室可用于形成以自学为主，将理论与实践融为一体的启发式“教”与“学”体系。文献显示，中国和美国大学工程技术专业培养模式最大的区别在于，中国大学的教育以课堂“填鸭式”为主导，而美国大学生的主要学习过程不是在课堂上，而是在课外时间完成的[7]。通过综合实验室，教师可以在实验前交给学生实验内容概要，让学生明确实验目的、步骤及需要取得的结果，鼓励学生进入实验室通过查阅文献，自行完成实验设计，自主进行实验，并分析和解决实验中出现的问题，最终取得满意实验结果。而教师，在实验中不再是主导地位，而仅仅起到答疑和辅助实验的作用，充分锻炼学生的动手能力，提升学科技能。

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目前，我国开设工科专业的本科高校有1003所，占本科高校总数的90%；高等工程教育的本科在校生达到371万人，研究生47万人[2]。但是，我国工程教育仍存在不少问题，主要体现在：人才培养模式单一，多样性和适用性欠缺；工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决；评价体系导向重论文、轻设计、缺实践；对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足；产学研合作不到位，企业不重视人才培养全过程的参与[3]。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前，我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低，表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望，缺少创新实践能力的毅力与意志；有些学生有创新实践意识但不能很好利用，有创新实践热情但创新实践能力不够；有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明，有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距，企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任，出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因，从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手，构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式［4］。生物医学工程是一门实践性很强的学科，动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年，但是，由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点，并随着科学技术的进步与发展，对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善，特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高，不大清楚这个学科的性质、作用和地位，相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养，不仅要适应科学的进步，更要满足社会对人才的需求。当前，数字化医疗技术正在蓬勃发展中，相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计，三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此，如何结合学科的创新与发展，充分利用产业成长及壮大的时机，培养满足社会需求的人才，是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急[5]。为了提高本科生的实践和创新能力，在生物医学工程专业中，实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的，具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的核心目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求，是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要，也是企业可持续发展的需要，同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉，是检验真知的标准，也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言：听到的会忘掉，看到的能记住，只有亲自做过的才会真正明白，并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为，才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律，并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术，但与企业工程师相比，他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们：知识≠能力，两者之间有一个传动的链条叫做实践，即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师，提高工程师教育质量，充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式，让工程师教育回归工程。

2引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力

东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中，结合教学实践，以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标，从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面，深入开展了教学改革与尝试，并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法，取得了较好的效果。“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式，引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学DesignCenteredLearning(DCL)教学模式，基于问题进行研究、面向实践探索学习，在教学中研究、在研究中教学，把学生的科技能力培训列入教学计划，校企合作，发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导，以学为中心，采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨，以项目为载体，基于问题研究，以课题研究和问题解决为核心，学思结合、知行合一的教学活动，注重方案设计、过程训练，激发学生科学研究兴趣，培养学生自主学习能力、团队协作能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力，让学生提前了解企业运作机制，为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。

3DCL在研究中教学，在教学中研究——以“老年人摔倒测试”案例教学过程为例

3.1案例的选择和设计——整合各类知识、解决实际问题

“老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护，在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多，老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识，研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备，设计有效的摔倒检测的算法，能够在老人发生摔倒危险的第一时间，通知家属和社区医院，从而最大程度的减轻伤害，正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的，让学生们能够直接理论联系实际，学以致用，对知识有更加感性的认识。总之，从案例的选择和设计上，首先变以教为主为以学习研究为主[6]。教师根据教学和科研经验，提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组，编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例，选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。

3.2案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力

教师通过案例描述的形式提供给学生信息，通常是这样的描述：介绍一些简单的关键词、主要目标（可以是简单的建议），并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里（最多不超过8人）完成这个案例。为此，他们需要在助教的协助下每周进行一次会议，每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议，而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间，学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务，学生还会讨论到各自的进步，如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说，DCL主要是鼓励学生自主学习，鼓励组员之间进行团队合作，鼓励学生独立思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者[7]。

3.3案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度

教学模式、目标改变了，成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变，从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是：只要经过学习和研究学会了知识，收获了能力，不看成果和贡献大小，都在合格以上。考核评价方法的改革，就是要解放学生，让其轻松快乐地学习，使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说，最终的考核结果来源于多个方面，包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数，小组中期答辩的分数，期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数，其他小组评价的分数，组员之间互评的分数等多个方面，从不同维度对学生成绩进行评估，使考核方式脱离传统，更加科学合理，更有效地调动学生们的积极性[8]。实践表明，这门课程很受学生喜爱，“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映，对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入，而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解，对未来的工作或者继续深造都有很多益处。

4实践效果

经过多年的中外校企合作、学研产医结合，利用教学资源和优势，实施以项目为载体、基于问题的研究，学研一体，在研究中教学，在教学中研究的DCL教学改革，使教学得到了真正意义上的回归，变以教为中心为以学为中心，学生回归了学习的主体地位，教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中，学习知识与收获能力共生并进，用新的考核评价方式评价学生的学习，减轻了学生的学习负担，使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外，主持并实际参与的项目案例达10余项，共计2400余学时，学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中，绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显，正在改变着教学的水平和质量，也在改变着教师的教学观念，同时也改变着学生的学习观。

5结语

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本文基于生物医学工程卓越工程师培养的特点，介绍了我校构建立体化、多层次实践教学平台，加强实践内容整合及“双师型”教师队伍建设，推进实践教学方法和考核方式等方面的改革探讨和实践。

关键词：

生物医学工程；卓越工程师；实践教学

一、引言

“卓越工程师培养计划”是高校工程教育改革的一项重大举措，其目的重在培养一批创新能力强、适应经济、社会发展需要的工程技术人才，为我国建设创新型国家和人力资源强国、提升国家核心竞争力提供坚实的人才支撑和智力保证。多年来南方医科大学生物医学工程学院以《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》（教高〔2011〕1号）为指导，通过改革建设符合卓越工程师培养计划要求的生物医学工程专业培养模式和体系，突出我校理医工结合的鲜明专业特色，进一步探索在医科院校开办工科专业的规律与特点。坚持以培养学生实践能力、创新能力为核心，通过建设生物医学工程广东省级示范教学实验中心、大力开展综合设计性实验等途径，我校生物医学工程实践教育改革取得了一定的成效。在多年的教学改革实践中，探索以培养创新能力为核心的立体式、多层次实验教学平台，深化教学体系改革，逐步研究和探索出了一些行之有效的新理念和模式，使学生在综合素质增强的同时，工程理念和素养得到全面提高，为保证卓越工程师培养计划的贯彻落实奠定基础[1-3]。

二、传统实践教学中存在的主要问题

1.实践教学内容和方法。

传统实践教学内容的设置存在与人才培养目标结合不够，验证性实验内容比重偏大，缺乏系统性工程实践训练内容，导致学生不能利用所学理论知识解决工程实际问题。在实验教学中，教师普遍采用灌输式教学方法，即实验前实验讲义，讲义包括实验内容、操作方法与步骤、每一步预期结果、实验报告格式等，学生机械性按照讲义完成操作，缺乏主动思考，扼制了学生的创造能力。

2.实践条件建设方式。

实验室、实践基地包括学生实践的场地、设备和工程环境，对学生的实践教学质量起着举足轻重的作用。目前，我国高校教学实验室一般是根据理论课程的教学内容而设置的，其功能是辅助理论教学，其特点是课程专用、功能单一、实验室规模小、利用率低，不利于学生实验技能、综合能力、创新能力以及工程素养培养；实践教学基地一般是建在与学校有业务往来校外企业，但是大多数企业在安排学生实习实践方面积极性并不高，多流于形式，甚至有企业将来实习基地实习的学生作为廉价劳动力使用，并未达到系统工程训练的目标。

3.师资队伍知识结构。

目前高等院校特别是研究教学型高校的教师大多具备良好教育背景、名牌大学毕业并具备博士学位，具有良好的科学研究经历，参与过高水平科研项目并发表过高水平科研论文，但大多数缺乏工程实践经历，因此高校教师中具有企业经历的“双师型”的教师数量不足，知识结构不合理。实验教师缺乏工程实践环节的专门训练，因此难以胜任相关的实践指导工作。

三、基于卓越工程师培养计划的实践改革措施

1.加强实验室和实习基地建设。

根据“卓越计划”培养目标，进一步加强实验室和实习基地建设。扩大实验室开放力度，加大专业实验室投入，提高实验室综合利用率；引进企业的资源和设备，与企业合作共建实验室；利用省级实验教学示范中心平台，为卓越工程师的培养搭建具有工程环境的实践教学平台。具体措施包括以下几个方面：（1）教学实验室建设。①近年来生物医学工程学院在省级实验教学示范中心建设项目经费的支持下，大大改善了实验教学条件，并取得了丰硕的建设成果。为此我院将在此基础上进一步加强实验中心建设，充分发挥其示范带动作用，推进广东省高校生物医学工程专业实验教学迈上新台阶。②充分利用社会资源进一步加强实验室建设。我院先后和北京微信斯达科技发展有限公司联合建立了“医学信息检测联合实验室”，和无锡祥生医学影像有限公司建立了“医学影像联合实验室”，这些公司无偿提供实验设备，这些实验室投入使用，大大增强了我院实验室实力。为此我院将充分调动全院教师的积极性，充分利用我们学校和学院的社会影响力，争取更多的社会力量投入到教学实验室的建设中。③通过自主研制实验设备以及联合研制实验设备，大大降低实验设备成本，提高了实验室设备数量并且锻炼了教师队伍。④通过整合学院内部教学资源，组建综合实验室及大学生创新实验室，这些实验室不仅能进行认识、验证型和综合型实验，而且能完成设计型和创新型实验，实现实验设备资源的交叉综合利用，充分提高实验室装备的使用效率。（2）教学科研共用实验室建设：我院科研力量雄厚，科研实验条件优越，建有数字化诊断治疗设备教育部工程研究中心、医学图像广东省重点实验室、广州市大型医疗设备质量检测工程中心。面向卓越工程师培养的创新实验基地建设，需要大量的科研项目来支撑，因此在这些重点实验室和工程中心的建设中既兼顾科研的需求，又充分考虑实验教学的需要，建成科研和学生实验教学共用模式。达到科研促进实验教学的目的，并且把这种模式拓展到校外实践基地的建设中。（3）实习基地建设。筛选具备带教师资力量和实习条件、管理规范，并在医疗器械行业内具有一定影响力的公司确定为卓越工程师培养基地，我院先后和飞利浦（PHILIPS）、西门子（SIEMENS）、杉山医疗器械有限公司、深圳新开元信息技术有限公司、雅培中国诊断部签订了卓越工程师联合培养协议，确定为我院的校外实习基地。充分利用附属医院和教学医院的资源，建立稳定的校内外实习基地；为学生的课程实践、实习、课程设计、学科竞赛、科研实践等创造良好的工程实践环境，培养学生的工程素质和实践能力[4]。

2.加强实践教学内容整合。

（1）教学内容改革。整合传统实验内容，将单一性、验证性实验整合为综合性、设计型实验，结合企业项目补充工程训练内容，强化课程设计，将各种国家级、省级设计大赛内容纳入综合分析能力培养的实验项目。在毕业设计前必须完成一门综合实践必修课，综合实践题目由学校老师和企业老师联合设置，学生可以根据自己的兴趣及特长选择，形成具有产学特色的实践教学培养模式。（2）推进实践教学方法和考核方式改革。为适应卓越工程师培养的需要，必须改革传统的实践教学方法和考核方式。在教学方法改革中，大力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，调动学生的学习兴趣和学习热情。老师只给出实验项目的技术指标要求。要求学生完成原理方案设计、理论计算与分析；经与带教老师讨论通过后完成硬件实验样机搭建、样机性能指标测试等环节，形成完整的工程化的训练过程。在考核改革中，改变传统的实验结果加实验报告评价方式，采取考察实践全过程、实作作品展示、现场答辩、实践总结分析等方式，重在考核学生的知识应用能力和创造性思维[5]。

3.加强双师型教师队伍建设。

参与“卓越计划”实践教学的教师应具有在企业、医院工作或培训的经历，熟悉工程实践环境和过程。没有相关经历的新任教师必须到企业或者附属医院相关科室顶岗工作一年，提高工程实践能力；专业教师利用科研合作机会去合作企业与企业工程师共同指导学生，了解工程环境和生产过程，积累工程经验；聘请医院工程科室、企业中技术水平高、实践工作经验丰富、综合素质好的高级技术人员作为兼职教师，开设实践性强的课程。推动附属医院设备科、信息科成立教研室，充分利用附属医院工程科室的人员力量，直接参与专业实践课教学。加强产业技术高级研究人才队伍建设，大力引进海内外高层次创新创业人才，探索实施选聘优秀科技企业家、高级工程师担任“兼职教授”，推行产学研联合培养研究生的“双导师制”[6-7]。

四、结束语

针对卓越工程师培养计划，构建立体化、多层次的实践教学平台，在实践教学中以学生为主体，充分调动学生的主动性和探索兴趣，注重学生实验思想、实验方法和实验技能的培养，提高学生的动手能力；实践教学与科技创新实践结合，注重学生创新能力和创新精神的培养，提高学生的综合素质；实践教学过程中注重学生团队合作意识以及学术交流能力的培养；在实践教学过程中注重学生工程意识、环境意识和社会责任感的培养，培养出更多合格的生物医学工程卓越工程师。

参考文献：

[1]何波，李思漫“.卓越工程师教育培养计划”下机械设计课堂教学改革探讨[J].农业科技与装备，2013，（3）.

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育，2011，（6）.

[3]张林香，王忠德，王俊文，郝晓刚，刘世斌.针对卓越工程师培养深化改革实验教学体系[J].教育学术月刊，2012，（1）.

[4]李俊，薄翠梅，王鑫国，张广明.卓越工程师培养创新实验平台建设[J].电气电子教学学报，2012，（3）.

[5]赵存有，刘春生，侯清泉.面向就业的机械专业毕业设计改革研究[J].教学研究，2013，（2）.

[6]范小春，冯仲仁，李书进.基于卓越工程师培养的实验教学示范中心建设[J].实验技术与管理，2015，32（2）.

篇9

1实验教学在创新型人才培养中的作用

创新是民族进步的灵魂，培养创新型人才是高等教育的根本任务。就高等学校而言，创新能力培养是随着新一轮技术革命和知识经济的来临，社会经济、文化发展对高级专门人才所应具有的特征提出的新要求。创新型人才具备的素质概括起来应该具有以下几个方面的能力：与人合作、共事和沟通的能力；分析、批判和发现的能力；参与、分享和表达的能力等等[2,3]。实验教学作为高等教育的重要环节，是提高学生实践能力的重要途径，对学生创新能力的培养起着更为重要的作用。实验教学的目的是帮助学生掌握实验的基本技能、提高学生实际的动手能力、加深学生对所学理论知识的理解。在此基础上，实验教学可以引导学生通过实验发现问题、分析问题，通过对实验数据的分析处理，从实践的探索中找到解决问题的方法。同时，帮助学生在实验的基础上，发现新方法，探索新观点，掌握新技术。实验教学的根本目的就是培养学生的创新能力。因此，电子学实验教学体系建设必须以培养学生的创新能力为目标[4]。

2电子学实验教学改革实践

围绕创新教育的目标，我们从实验教学方法、实验教材、实验教学内容、实验设备管理和实验教学场地等多方面积极探讨电子学实验教学改革并加以实践。

2.1改进实验教学方法，更新实验教材

传统的电子学实验教学方法突出“验证性”，主要是老师指导学生做实验，目的是为了验证某一定理或结论。实验过程一般是老师首先介绍实验的目的和实验器材的使用方法，然后把实验涉及到电路做相关的讲解，然后学生开始搭建电路，测量实验数据。通过验证性实验可以更好的反馈学生学到的理论知识，但这种实验方法也很容易让学生产生依赖性，学生只是根据老师的讲解机械的操作，学生很少去想实验为什么这样做，有没有更好的方案，在实验过程中一直处于被动地位，不利于学生创造性的发挥。因此，我们逐步改变老师在实验中的角色，突出学生在实验中的主体地位，老师由传统的讲解者、传递者、灌输者转变为学生学习的指导者、帮助者、促进者。老师把主要精力由传递知识转化到如何教导学生自己学习的方法上，指导学生动的“从哪里”和“怎么样”获得自己所需要的知识，掌握获得知识的工具和处理获取信息的方法，不断激发和培养学生学习的积极性和主动性。同时，在基于注重基础、强化实践的原则下，针对医学院校工科专业的特点与实际需求，我们在2011年编写了清华大学出版社十二五规划教材《电子学实验教程》，以利于因材施教[5]。

2.2优化实验教学内容，培养学生创新能力

随着电子技术的飞速发展，电子的新技术、新知识、新产品不断涌现。面向电子技术发展的方向，我们更新电子学实验教学大纲，优化实验教学内容。降低了电子学实验中验证型实验的比重，逐步将实验分为基础验证型试验、设计型试验和研究型实验三部分。在设计型实验中老师根据专业特点提供一些设计课题，只给出实验的任务和设计原理，提供一定的参考电路和参考资料，由学生根据要求自行设计电路，并组装调试完成。学生可以根据自己的情况选择难易不同的实验项目进行设计。学生在实验过程中首先利用计算机仿真软件对电路进行分析和设计，然后根据设计、完成电路，最后利用实验仪器对电路进行测量和调试，在设计性实验的过程中提高学生独立思考的能力；在研究型实验中老师根据课程内容和学科发展，提出若干研究主题，并向学生介绍这些主题的基本情况和研究背景，学生可根据自己兴趣自由选题。在老师的指导下，学生通过查阅资料进行综合性的研究分析，给出主题的研究策略，提交研究论文。研究型实验主要是为了发挥学生在学习中的主体作用、扩宽学生的知识面、培养学生思考创新的能力，对学生综合素质的提高起到了积极的作用。在辅导学习进行研究型实验同时，辅导老师也可以更好的掌握本专业的发展方向和发展动态，提高自身的业务水平[6,7]。

2.3建立预约开放式的实验室管理模式

为保障电子学实验教学改革的顺利进行，我们建立了预约开放式的实验室教学管理模式。电子学实验中心配备专职的实验教学人员，实行实验室预约开放制度，学生通过电话或网络提前预约实验时间和实验内容，实验室提供实验设备、实验材料和技术资料，同时提供相应的指导或协助，从而充分利用实验室资源，提高学生动手能力，培养学生创新精神。充分利用学校构建的教学平台系统，学生可以在教学平台中找到所有实验室设备、教学多媒体课件的资料。同时，指导学生使用学校购买的中国期刊全文数据库、超星电子图书馆、万方数据知识服务平台等资料数据库，扩宽学生视野，有效补充电子学教材和实验室资料的不足。基于教学平台，建立实验预约与教学管理网络平台，有效地提高实验室的利用效率、管理水平和管理效果[8,9]。

2.4实行实验课程学分制

传统的实验教学模式中，我们通常将学生的考勤和实验报告作为评定学生实验成绩的主要依据。导致一些学生过分重视实验数据的准确性，忽略了做实验本身的目的是培养自己的实践能力，而不是片面地追求实验数据与理论的误差。同时由于实验成绩在课程最终评定成绩所占比例较低，也造成一些学生不认真对待实验，或是直接抄袭其他同学的实验数据。因此，我们将电子技术学实验课程与理论课程分离，将实验单独设课（2学分），引起学生的足够重视。同时，改变依靠实验报告评定成绩的该方法，从多方面考察学生的实验能力来评定学生实验课程的成绩。首先，采取抽取选题的方式进行实际能力操作的考核，这部分成绩占实验总成绩的60%；然后，以设计性实验和综合性实验的报告来考察学生综合利用所学知识和科研工作能力的依据，根据报告质量给定成绩占25%；最后将平时考勤和实验报告的成绩占实验总成绩的15%。通过考试改革使学生进一步认识到实验课程的重要性，而不是仅仅将实验课看做理论课的附属[10]。

3电子学实验教学改革实践效果

在实验教学改革的过程，我们明确教学思路，秉承着实验的一个重要特点“动手、观察、思考、感悟、发现”。不段提高电子学实验教学的质量，取得了明显成效。通过实验教学可以帮助学生巩固和加深理解所学的原理知识（表1所示为（2005级~2008级）生物医学工程本科电子技术学理论课程考试成绩统计表），同时，开阔了学生的视野、增强了学生的兴趣、提高了学生的动手能力和科研能力，学生从事电子学技术应用研究的兴趣有了空前的提高，学生科技活动也空前活跃。生物医学工程本科专业学生在山东省第五届~第八届大学生机电产品创新设计竞赛和第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中取得了优异的成绩，多次荣获一等奖[11]。

篇10

1.1定量生理学课程简介

定量生理学是生物医学工程专业的核心专业课程。该课程以物理学原理和数学方法学为基础，从工程技术讨论人体的生理过程，学习并掌握生物膜与生物膜电位原理和方法，进一步学习并掌握基于电生理测量技术的原理以及相关技术，使学生建立起从基础理论学习到实际生物医学工程中有关生物电信号测量以及应用之间的桥梁;并且能够运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性，培养学生对生理系统进行定量分析的基本方法，培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素质和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此，该课程的实验教学任务不仅重要而且要求极高。

1.2实验教学方式改革

长期以来，许多高等院校对实验教学重视不够，重理论轻实验的传统观念依然存在。由于不重视实验教学的重要性，资金投入相对不足，有些陈旧或损坏的仪器设备没有及时更新，这无形中就影响了学生的实验兴趣;而且传统的实验教学过分强调教师的中心地位，学生的主动性、探索性受到一定限制。许多实验项目与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节，使得实验教学存在很多问题。而且传统实验教学的最大弊病就是开设的实验往往只是一个“装配”实验，培养的也只是一个装配工，不能锻炼和培养学生解决问题的能力，创新更无从谈起。实际上实验技术人员的工作是实验教学顺利完成的重要保障。实验技术人员的日常工作繁杂、琐事多、重复性强，每天除了要为即将进行的实验教学完成大量的准备工作外，还要做好实验所用仪器设备的维护保养、修理、保管等工作。这些工作看似简单，但对实验技术人员的要求也比较高，然而目前实验技术人员在职称评定、进修以及工作量待遇等方面明显处于弱势，不利于发挥实验技术人员的主观能动性。这两方面因素严重影响了目前高等实验教学的质量及效果，因此现有实验教学急需改革。为了解决上述传统实验存在的两个主要问题，我们提出将科研创新引入到实验教学中，结合科研进展不断更新完善实验教学内容，使实验教学与科研创新相结合，使其更具有前瞻性和可持续发展性。一方面，我校的科研创新生物医学实验室注重开放和创新实验的建设，彻底改变“照方取药”的被动实验方式，采取“引、点、拨”的实验教学方式，让学生自己提出需要解决的问题、达到的目标，自己设计实验方案，引导学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的主动性和创造性，给学生充分施展个性的余地，从而达到弥补现有实验教学的不足。另一方面，以教学科研型教师为实验教学主要人员，构建教学科研互动基地，使其成为培养学生实践能力、研究能力和创新能力的新型教学实验平台，让学生在本科基础学习阶段能较早地开展带有课题研究性质的实验活动，更多地接触科研实践，提高工作能力和科学素养，培养学生的科研创新能力。

1.3将科研创新引入实验教学

随着知识经济和技术经济的飞速发展，创新已成为时展的要求和社会进步的动力，而科研创新是创新的一个极为重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作为高等教育的主阵地，在本科生教学中将科研创新引入实验教学，有利于培养本科生的创新意识和科学精神;有利于培养本科生将理论与实践相结合的意识和能力;有利于促进师生的共同发展;有利于促进地方本科院校加快学科和专业的建设;有利于为地方培养大量的创新型人才，因而具有重要的现实意义。借助于生物医学高水平实验室，我们通过开展综合性实验、科研训练计划、学科竞赛、课外科技活动等方式，激发了学生学习知识的热情，引导学生参与科研创新过程，为学生科研创新能力的培养提供了一个重要平台。

1.4开放实验教学

在增加理论课综合性实验的同时，由于课程实验学时的限制，学生能够亲自动手的实验远远不能满足人才培养的要求，因此，我们开设了“开放性实验”，这样就起到了很好的补充作用。例如，“数字脑电图仪的使用与EEG采集”“蛋白质－核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析”“脑电信号的Hurst指数研究”等多项开放实验。此外，我们一般从大二学生中选取有科研潜力的学生，开展“本科生科学研究训练计划”教学，如国家级“基于GIS的移动生理信号监测管理平台的设计与实现”“基于JSD的注意力脑电研究”“基于超临界新技术的石墨烯功能化及生物传感器应用研究”。本科生在确定课题，进入实验室后，将由指导教师对其直接负责。在指导教师指导下，会学习很多课堂上不教的东西，提高学生学习、科研的兴趣、具备一定的科学思维和分析能力、激发对所学专业的兴趣、坚定从事相关工作的信心和决心，一些本科生发表或录用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源杂志论文多篇。在此基础上，鼓励学生参加各种学科竞赛、科技创新等活动。因为有了开放实验及本科生科学研究训练计划教学的推动，我们学院的科研氛围浓厚了许多。因此很多本科生有了要进实验室的要求，这样本科生的日常学习变得充实，许多学生一有时间就去实验室看文献做实验，并在实验中体会了科学研究的乐趣和魅力，培养学生动手、创新、协作能力，对学习能力的提高、团队精神的培养、心理素质的锻炼有着不可替代的作用。这些都说明依托科研创新生物医学实验室的开放实验教学对学生创新能力有较大的贡献，对新时期的大学生培养意义重大。

2结束语