生物医学工程专业就业方向范文

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篇1

[关键词]：基础生理实验课体系 生理信号分析与处理 研究性教学 考核评价体系

[中图分类号] TH79 [文献标识码] A

一、 引言

依据高等教育内外部环境的诸种变化，以及国家自主创新对于创新性人才培养的要求，在“卓越工程师”培养的教育理念指导下，通过对学生知识、能力与创新要素的综合分析研究，本文提出构建一种以学生为中心，以满足创新型人才培养的个性化需要，利于学生自主学习为目标的多模式开放型实验教学体系。该种实验教学体系对创新型人才培养的推动作用主要体现为实验教学的多模式化组织以及综合性开放式实验考核评估2个方面。

生物医学工程及相关仪器专业的学生在实验技术上应培养具备生物医学信息采集、传输、处理、分析新型生物医疗电子、信息与仪器等硬件知识、并具备较强的医学应用软件设计、开发的能力，能够将信息技术与医疗管理、医疗服务有机结合的高级医学信息技术人才。因此在课程内容安排上做到面和点的结合，既要保证知识面广，同时要重点突出。但现状是生物实验与仪器等软硬件平台的挂钩程度不够。目前生物学实验一方面主要涉及以细胞等微观生物信息为主的实验数据，主要以细胞生物学、遗传学、解剖学为代表；另一方面涉及以人体生理信息为主的宏观生理信号为主的实验数据，主要以医学仪器相关实验为代表，均以单一化实验结果作为实验考核依据，限制了学生主动性和创造性的发挥。所以生物学实验需要结合自身的教学经验，对教学中存在的问题进行逐步改进。通过调整实验内容、改革教学方法、完善考评体系等措施，对于生物实验分析不能以短期实验唯一结果论的定性认识为主，而应该强调以“长时程跟踪的过程启发式”为主的定量累积式分析，即在侧重得到实验结果的同时，鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台知识，灵活选择信号特征提取方法，加强对信号分析的能力和对结果的理性认识，发挥实验课的实践性优势，得到多样化的处理结果，最大程度地增强学生的自主性与参与性。

在以过程化为主的“一问多答”教学模式中，采用启发式的教学方法。教师根据教学内容向学生提出问题，引起学生主动思考，从而变结果灌输式的被动学习为过程启发式的主动学习，加深学生对概念、理论的理解，发现问题，敢于提出问题，渴求解决问题。而课后的各种实验数据处理结果可以直观地了解教师教学内容安排是否合理，教学效果是否明显，为教学改革提供依据，从而为创新性高素质人才的培养作出应有的贡献[1]。

二、现有模式的现状及改革途径

（一）. 微观生物实验内容由于教学条件等因素的限制，多局限于显微镜使用、或细胞膜通透性等验证性实验，对于推动微观细胞生物学快速发展的新技术新方法，缺少教学资料与手段；同时，人体生理信息等宏观医疗仪器生物实验的测试侧重于对医疗仪器面板的操作和各种简单生理信息的直接获取。

（二）. 实验教学模式单调，难以激发学生的积极性和主动性。现行的实验教学基本都先由学生预习实验指导书，实验仪器设备及试剂都由实验教师提前准备好，学生只要按照实验步骤按部就班地做，最后写出实验报告。这种实验教学模式难以很好地启发学生创造性思维，不利于培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。学生容易无精打采，注意力分散，反应迟滞，多数学生被动应付教师的要求，甚至投机取巧，如采用“配色”等方式快速完成生化实验；有的课堂学生随心所欲，各行其是，故意捣乱，师生处于一种对抗状况。在这样的课堂环境里，教学任务难以完成，传授知识、培养素质的目标难以实现[2]。

（三）. 实验教学缺乏综合性、设计性，不利于学生综合素质的培养。由于课时安排固定、实验条件的限制，现行开设的实验项目多为验证性实验，实验过程及可能出现的问题基本固定，结果也基本已知，只要按照步骤去做，基本都能达到较好效果。这种模式限制了学生思维，难以达到学生综合素质的培养[3]。

（四）. 实验课成绩评定方式需要进一步完善。实验课程由于其性质的特殊性，往往难以确定完善的考核指标和体系，从而导致学生实验报告书写的工整和完整程度决定了最终成绩，使得最终实验课成绩评定存在一定的随意性，从某种程度上影响了学生学习的动力[4]。

在此评估基础上，应实现的改革途径主要包含以下两个方面：

第一，生物学实验教学鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台，灵活选择信号特征提取方法，加强对信号分析的能力和对结果的理性认识，发挥实验课的实践性优势，得到多样化的处理结果，最大程度地增强学生的自主性与参与性，培养学生理论联系实际、独立思考、团队合作、自主创新的科学精神；

第二，通过施行开放式多结果的过程化实验教学模式，注重实验知识的延伸，创造和谐课堂、完善考核制度等改革措施，发挥实验课的实践性优势，努力营造和谐课堂，最大程度地增强学生的自主性与参与性，培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型人才。

三、实验内容改革的模块化设置

（一）修改完善教学大纲，科学合理设置实验内容。

本专业实验本着充分利用现有资源和仪器设备的原则，综合考虑知识的难点和重点调整实验教学内容，以“综合课程设计”的2-3个相互衔接的短学期形式，对原有实验内容进行筛选和整合，依照学生的实验技能发展过程依次开设基本操作实验、验证性实验、综合性和创新设计性实验。以微观生物实验为例，基本操作实验包括显微镜的使用、显微测量、细胞形态观察等内容；设计验证性实验包括活体染色、细胞化学、核酸存在部位及检测方法、细胞膜的渗透压及细胞吞噬作用等内容；设计综合性实验需要在完成基本操作实验和验证性实验的基础上，指导学生查阅实验资料及设计实验方法，合理利用实验室资源，充分利用实验材料来完成实验，如动物细胞的原代及传代培养可作为设计综合性实验内容。相关生物实验进行后，应着重加强特定生物信号与相应软件处理的结合工作。可简单概况为将专业软件类课程打通，开设一门面向专业的软件设计课程，如“生物医学工程软件设计”，或“电子信息技术及仪器软件设计”课程，处理对象可定位为前期获得的实验数据。而以宏观的动物生理数据为例，离体培养的小鸡或蛙心肌细胞信号可通过相关动物实验获得，通过将测试的信号存储成dap数据格式，输入labVIEW软件进行锁相处理编程及特定滤波处理，实现对所弱信号的分析和相应数字信号处理工具的掌握，达到将感性数据上升到理性知识的目的。

（二）改革教学方法，变结果灌输式为过程启发引导式。

实验过程中，既要发掘实验背后的理论支持，又要培养技术意识，重视实验技术和方法。同时，鼓励师生交流，提倡师生间的问答，活跃课堂气氛。教学过程中，教师在讲清实验目的和原理的前提下，鼓励学生根据所学知识，自主设计实验过程并完成实验，实验报告可考虑通过建立在各种实验数据分析基础上的论文形式完成。

（三）完善考评体系，激发学生对科学的求知欲和对本课程的兴趣。

实验考评体系应以过程累积式考核为主，摈弃传统结果式考评。以细胞生物学实验为例，其考核应以考查学生运用理论重视、运用实验技术的能力为主要内容，可安排综合性实验要求学生利用所学的理论知识和实验技术进行综合分析、实际操作、做出实验结果。对于实验技术，以学生的直接操作作为考核方式，对于实验理论的考核，通过闭卷方式完成，也可以通过学生对实验数据的各信息化平台分析来进行多结果式考核。另外，对于能够自主设计完成实验，积极申报完成开放性实验的学生给予较大系数的鼓励性加分。实验具体路线图如下。

四、实验操作的关键性问题

（一）如何处理实验室的开放问题。

在改革过程中，实验设备资源的开放和教学方式的开放是该长期化衔接实验的重要保障。其主要实现途径为，结合生物学和仪器教学平台，实施“具体生物弱信号案例教学法”，采用学期末“首尾相连”的两个短学期和整个学期的“三明治”夹心时间实施整个实验课程，并由相关实验课的青年教师负责各实验室的公共开放时间和相互协调。这样能有效调动学生的主观能动性，加强课程内容的实践性，在知识的传授过程中渗透工程技术的内容，使学生掌握工程设计、工程实践的一般规律和基本方法，避免工科教学理科化、脱离实际的倾向。如图2所示针对在体心电信号的测试及信号处理方法，可安排在微观动物心肌细胞的培养及生物学方法观察的细胞生物学实验的短学期时间，同时合并进行在体式心肌细胞搏动的信号及噪声分析，加强定性实验及理性的定量分析实验的融合，提高相关理论知识与动手能力的结合（图2）。

（二）如何充分利用实验室资源，引导学生设计综合性实验

第一，以生理仪器平台为主的硬件实践动手能力。

当完成基础性生理实验及相关软硬件知识的授课后，以宏观人体生理信息为主的医学仪器实验，应该以设计开发性实验为主，鼓励学生自己设计开发医学仪器。同样以心电信号为例，如心电监测仪实验中，可要求根据在体式及离体式心电信号的特点（图3（a）（b）），结合理论知识，设计电信号检测原理图，用布线软件软件画出其原理图，并制作电路板、布线和焊接电路，在单片机应用开发环境中编写程序并调试。最后制作简单心电监测仪，通过相关的虚拟仪器平台，在示波器上显示被测者心电图。同时配合相关传感器知识，还可制作体温计、气体检测仪等医学仪器。在此基础上，还可设置网络数据平台，进行远程控制。

第二，以微弱生物信号实验数据分析为主的软硬件结合能力。

信息技术的发展对生物医学信号的检测、处理以及数字信号处理几个方面发挥着重要的作用。生物信号一般可以分成电信号和非电信号，如心电、肌电、脑电等属于电信号；其它如体温、血压、呼吸、血流量、脉博、心音等属于非电信号。如从处理的维数来看，可以分成一维信号和二维信号，如体温、血压、呼吸、血流量、脉博、心音等属于一维信号；而脑电图、心电图、肌电图、x光片、超声图片、CT图片、核磁等则属于二维信号。医学仪器实验采集到大量的以上一些宏观的人体生理信号数据，应利用学生的相关生物医学信号处理的知识，根据生物医学信号的特点，对所采集到的生物医学信号进行分析、解释、分类、显示、存贮和传输，其研究目的一是对生物体系结构与功能研究，二是协助对疾病进行诊断和治疗。

本学院的相关教研室教师结合labview、DSP等编程工具的实验教学案例，对于“虚拟仪器技术”及“数字信号处理”的综合做了以下研究及整合。“虚拟仪器技术”及“数字信号处理”是一门应用性较强的技术课程。随着信息化的发展，信息技术不断地渗透到科学研究等各个领域中，发挥着越来越大的作用。科学实验、测试信号的处理、工业生产中自动化生产线的测控等都以信号处理为基础。我校“数字信号处理”实验，以数字信号分析为基础，以数字滤波为手段，以数字信号处理为目的，突出谱分析和滤波的应用，加大与信号与系统、自动控制原理，以及后继的通信原理、计算机图像处理等课程之间的衔接，使其与其他课程实验融合为一个有机的整体。

以虚拟仪器中的相关控件调用为例，解决数字信号处理课程中的基本知识点“快速傅里叶变换（FFT） 数字滤波器”的实验设置，对本文提出的“多模式过程启发型实验教学体系”进行具体阐述。

该知识点通常的实验要求和目的为：①加强对labVIEW相关控件工具的使用及虚拟仪器技术编程能力的提高，加深对FFT基本原理和性质的理解；②学习利用FFT对连续或离散时间信号进行谱分析，了解可能出现问题及其原因，以便在实际应用中能够正确使用FFT。

按照基本的实验要求和目的，和多模式开放性原则，对该知识点的实验设置如下：

第一，验证性实验内容。主要通过调用labVIEW“信号分析模块”总的FFT函数，分析序列和其频谱的特点，设计产生相应的虚拟生理信号及噪声源，利用数字信号处理中各滤波器的特点去除噪声，分析去噪后结果，并利用相关原理解释其中的现象。实验目的是通过形象和具体的内容，加深对理论知识的理解。该层面的实验以直观、具体和形象化为主要特点，避免复杂化。学生不会因为陷入繁杂的具体过程，而影响对理论知识的理解和掌握

第二，综合、设计型实验内容。数字信号处理与所采集到的实验数据具有密切相关的联系。生物医学信号中的特点是微弱、噪声大，所以滤波和灵敏度是生物医学信号采集的关键。另外生物医学信号的随机性强，是随机的且非平稳的。正是因为生物医学信号的这些特点，以傅里叶理论为基础的小波变换方法成为生物医学信号分析的有力工具。利用小波变换能将原始心电信号分解为不同频率的信号，然后对信号进行重建，此方法能很好地消除心电信号中的基线漂移，抑制工频和肌电干扰，同时能获得QT间期的精确值，是本专业学生的重要编程思想。

所以，在实际的推进环节中，涉及一个短期的课程推导实践以及长期的过程启发式环节。其中短期内容包括将短学期等实践类课程，如“医学软件编程实习”和本门课程合并，其课时作为本门课程的实践环节；长期内容则包括：①将毕业设计环节和课程合并，增加实践课时；②将所有的硬件测试类课程和相关软件分析生理信号内容合并。如“C程序设计”，“数据库基础”，“面向对象程序设计”等。此时授课教师不再为单个教师，而是整个课程群的全体教师；③学生毕业严格按照“宽进严出”的理念操作。总结后的某“过程启发式”实验具体操作实例如下：

创设情境，提出问题。可安排在微观动物培养及生物学方法观察后，同时协调进行在体式动物信号及噪声分析，加强感性的定性实验及理性的定量分析实验的融合，提高相关理论知识与动手能力的结合：如细胞离体培养后的各种生物信号指标及各种混入的噪声和分类，在此基础上结合该案例讲解相关滤波器的工作原理和基本设计方法，然后将生理信号提取的设计任务作为设计性作业布置给学生。

分组研讨，设计方案。在布置设计任务后，教师组织学生分组研讨。根据学生自主学习能力的强弱和自身特点合理分组，方便学生间相互协作，共同提高。学生利用电子资料库检索，查阅相关资料，获取丰富的信息资源，通过对各种信息资源的分析研究，提出自己的解决方案。

成果展示，分析归纳。在各小组取得了初步的设计成果后，教师以课堂教学形式组织各小组的成果展示与评价。在课堂上通过虚拟实验室系统和数字投影仪，展示各种解决方案所取得的生理信号滤波效果，分析它们的优缺点，引导学生分析归纳出解决此类问题的思路与方法，并共同探讨最佳设计方案。

五、结语

“加强实验教学和实验环节，抓好综合性和创新性实验，大力培养学生实践能力”是我国高校推进自主创新，落实“高等学校教学质量与教学改革工程”，培养创新人才所需采取的重要措施[4]。本文总的改革目标是“遵循以学生为本，注重以互动式教学为核心的教学观念，构建有利于增强求知欲和创造力的课程教学模式”。本文提出的多模式开放性实验教学体系摈弃短期实验唯一结果论的定性实验，强调以“长时程跟踪的过程启发式”为主的定量累积式综合分析实验，在整个学年中分阶段构建以实验教与学为中心的综合型数字化实验教学环境；鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台，灵活选择信号分析方法，加强对信号分析的能力和对结果的理性认识，发挥实验课的实践性优势。通过施行开放式多结果的过程化实验教学模式，注重实验知识的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增强学生的自主性与参与性，积极响应国家“卓越工程师教育培养计划”，培养出具有专业领域特色，能够基本独立完成初级软硬件规模设计和开发工作的创新型、应用型、复合型、外向型的“卓越工程师”型储备人才。

[参考文献]

[1]张晓东.人才培养与产学研结合实践中的问题及对策[J].沈阳航空工业学院学报，2009，26：41-44.

[2]黄解军，袁艳斌。大学新生专业思想教育的思路及对策[J].教育探索与实践，2007，8：51-53.

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

2师资队伍之比较

在美国高校的生物医学工程专业，不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师，还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例，它的生物医学工程专业拥有100多名教师，但其本系的教师只有42名，其他均为外系教师，这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富，涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面，这种充分利用学科间的优势进行教学的模式，不仅丰富了生物医学工程专业，更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展，我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比，在联合培养方面还有一定的欠缺，在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够，各高校间的交流程度有待提升。

3课程设置之比较

美国高校的本科课程突出通识化、职业化，学制采用四年制，课程主要分为5个方面：（1）科学基本知识；（2）工程类核心课程；（3）生物医学类核心课程；（4）人文与社会科学；（5）工程类选修课程。其中工程类核心课程类似于国内的专业基础课，而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中，第1a主要进行通才教育，学习基础知识；第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业，学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导；最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向，特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性，重视人文、社会科学等方面的教育，为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上，基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育，在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高，能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见，我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性，学科之间的跨度不够，学科交叉性不足，很难实现学科间的共同促进和发展，导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展，联系实际不够紧密，过分强调专业型技术人才培养，一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。

4实验实践能力之比较

美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展，积累下了丰厚的科研基础力量，并且大多高校具备条件优越的实验室，且实验室资源十分充足，为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如，哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中，实验室课程占很大比例；杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力；弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚，目前各高校的专业实验室资源有限，并且对本科生不完全开放，实验条件相对落后，因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外，在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高，设置的实验课多半是验证性实验等，缺乏创新性，不能充分调动学生的积极性，也不能发挥学生的主观能动性，因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计，我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6，较美国高校水平差距较大。

5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示

通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式，发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养，更好地发展我国生物医学工程教育，总结了以下感受与启示。（1）结合我国生物医学工程的发展趋势，确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前，我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段，但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步，该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此，我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式，更加注重为研究生培养打下坚实基础，而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上，从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时，我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合，致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才，为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。（2）根据学科发展的规律及特点，逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科，是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物，将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律，发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展，目前国内也有一大批该领域的专家学者，他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩，掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术，对临床需求有着深刻的认识与理解。因此，各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律，真正理解交叉学科的内涵，一方面通过高校联合优势，集中解决各个分支专业的教学问题；另一方面，尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中，高效整合师资队伍，使其充分体现医工融合的特点，从而为学生提供优质的教学资源，使其真正领会医工结合的真谛与内涵，那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。（3）筑牢学生人文素养基础，强化学生实践能力，课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点，同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼，具有相当的灵活性，并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法，并结合各高校的实际情况，贴合自身的科研方向与优势，有针对性地指导学生进行科研实践，提升学生的实验实践能力。同时，要强化研究与产业的双方面发展，将市场需求纳入课程设置的考虑因素，并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面，灵活创新地设计课程，争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。

6结语

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1.国内发展现状

1.1发展还不完善

中国的现代生物医学工程学科发展较晚，相对于国外一些发展较早的国家来说，我们对它的认识还很浅显，跟国外一些技术先进国家的距离还很远，很多人包括一些从事其研究的人对它都有或多或少负面的评价，他们普遍认为现代生物医学工程是一个生物、医学、工程学的交叉学科，但实际的培养计划中生物、医学学的很少，电子学得多些，学科广而不专，就业不好。它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系，以融合各交叉学科知识为自己的基础，缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标，随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。很多学习现代生物医学工程的人对自己的专业抱有消极的态度，对自己的前途感到渺茫，就业形势不是很乐观，这也反映了现代生物医学工程发展不完善，没有形成很好的体系，没有在国内高校中产生普遍影响力。

1.2发展方向不够全面

现代生物医学工程就目前的情况来看，还主要将目光着眼于医疗器械的研发和使用，发展方向比较单一。仅仅着眼于医疗器械而不是全面的发展，就会产生很大的局限性。这也深深影响着在这一领域学习的学生，不能使他们从一开始就形成一种将自己的研究全面化的思想，使学生的学习变得保守，进而失去学习的动力，这样就不利于生物医学工程更好的发展。

1.3包含的学科多杂

我们知道，现代生物医学工程是综合了生命科学和工程技术，理、工、医相结合的新兴交叉学科，是一门多学科交融的边缘学科，其中工程学又包括电子学，计算机科学，力学，材料科学，机械制造学等。生物医学包括生物学，神经科学，内科学，外科学，矫形科学等。现代生物医学工程学习的重点是生物医学，但是在解决一些生物医学问题的时候往往要借助于工程学的知识，掌握工程学的知识对于更好的掌握生物医学又起着至关重要的指导意义。

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[关键词]生物医学工程 应用型 人才培养模式

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）22-0019-03

生物医学工程（Biomedical Engineering，简称BME）是运用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的一门综合性、高技术的学科。BME的研究方向较多，如生物信息学、医疗仪器、医学图像、图像处理、生理信号处理、生物力学、生物材料、系统分析、三维建模等。在每个方向上又有着非常宽广的内容。因此，BME领域将是今后的研究热门之一，具有广阔的发展前景。

广东药学院医药信息工程学院2005年开始招收生物医学工程专业本科生，并成立了生物医学工程系。为了使BME专业更好地融入医药信息工程学院的医药信息背景平台，我们先后三次对人才培养方案进行了修改和完善。目前本专业有两个方向――生物医学电子仪器方向和医学影像技术方向。

在8年教学实践的基础上，我们根据学生的学习状况和社会需求，从明确培养目标、设置合理的课程体系、强调实践环节教学和加强实习基地建设、双师型教师队伍建设四个方面对生物医学工程专业应用型人才培养模式进行了探索研究。

一、明确人才培养目标

从社会需求和毕业生就业的角度考虑，我院BME本科教育培养方向定位于应用型人才，专业领域为医疗仪器，即培养大型医疗设备的操作、维修及管理人员。

根据这个专业定位，我院BME本科教育的培养目标为：培养面向生物医学工程技术及医学仪器领域从事科学研究、系统设计、质量管理、维修销售的高级工程技术人才，具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础知识和基本技能，具有本学科及跨学科技术开发与应用的基本能力，适应社会需求的应用型人才。

为了实现上述培养目标，拓宽就业渠道，我们要求本专业的学生要具备以下的知识和能力：首先，精通本专业领域的技术基础理论知识，尤其是电子技术、医学信号的获取、处理的基本理论和一般方法，具有BME应用研究和产品设计、维护和管理的基本能力；其次，了解本专业所需要的医学知识和生命科学知识；再次，了解医疗产业的基本方针、政策法规、医疗设备企业管理的基本知识；最后，熟悉文献检索和资料查询的基本方法，了解BME理论前沿，具有研究与开发新系统及新技术的初步能力。

二、设置合理的课程体系

课程设置是人才培养的核心，其合理与否直接影响毕业生的质量。课程设置的知识模块不应是封闭的“金字塔”形状，而应该是开放的“知识树”状态。合理的课程体系应是以社会需求为导向的，紧密结合生产和科技发展变化的需要，并坚持技术知识本位、知识能力本位和做人本位的有机统一，及时调整课程设置，不断更新课程内容使学生能够尽快地接受新技术与信息。

根据广东药学院建设高水平应用型大学的目标，针对BME专业在数字信号处理、医学影像设备、电子学等方面的学科优势，重视医学课程与工程技术课程知识的相互渗透，实现医、工的有机结合。据此，我们在深入分析BME学科性质和特点的基础上，学习借鉴国内外同类专业的办学经验，经过3次修订教学计划，逐步建立完善了BME专业的课程体系。在课程设置上做到既重视基础知识课程，包括专业基础知识课程和医学知识课程，又突出专业特色，开设了医学电子仪器原理与设计、医学仪器故障诊断与维修、生物医学仪器与医疗器械、医用X线机与CT成像技术、MRI与医学超声技术、核医学与放射治疗技术、医疗器械营销、医疗器械质量体系与法规等课程。围绕生物医学工程专业的培养目标、专业技术重点来设置各课程在整个专业教学计划中的比重。在突出主干课程的同时，尽可能多地开设前沿选修课，让学生了解该领域的研究热点。具体需做到以下几点：

第一，在专业课程设置中注意突出应用型本科课程设计要求和特点，加大实践课的比重。以学分制为例，目前本专业开设的实践课学分21分（含课外实践学分），占课程总学分160分的13.13%，应当进一步加大实践课的比重。

第二，重视医学、理工两大学科基础知识的加强。在构建课程体系时，重点加强生理学、人体解剖学、临床医学概论、电子技术、计算机基础课程，以公共基础课和专业基础课作为支柱，形成宽口径学科教育平台。

第三，重视实践能力和创新意识的培养。教学要求强化实验、实训、实习等实践教学环节，通过适当增加课程设计、综合实验、大学生课外科技活动及竞技活动、建立创新实验室等多途径给学生创设动手训练的机会，提高专业技能，使学生毕业后能迅速适应工作岗位。目前，我院实验课、实训课开出率达到100%，建立了生物医学工程创新实验室，多次组织学生参加国家级和省级等各类级别的电子设计竞赛等。

第四，把国内外知名的网络教育品牌引入学院的教学中。在美国纽交所上市的安博教育集团已经与我院签约合作培养医药软件及服务外包人才，使同学们有机会接触到最前沿的信息技术知识与技能。

三、强调实践环节教学，加强实习基地建设

第一，加强专业实验室建设。目前虽建有生物医学工程专业实验室，但仅能开展信号与系统实验和医用传感器实验，像医学影像设备原理、医学电子仪器原理与设计、医学仪器故障诊断与维修、生物医学仪器与医疗器械、医用X线机与CT成像技术、MRI与医学超声技术、核医学与放射治疗技术等课程所需的实验仪器和设备因所需资金较大，所以目前只能开展模拟实验，效果不是很好，这是我们需要改进的地方。

第二，开设第二课堂。全院所有教学实验室和大部分科研实验室向学生开放，接受高年级学生进行科研训练和创新性实践，并要求承担了省厅级科研项目的教师积极吸收学生进实验室，参与课题研究。同时，鼓励学生参加各类型的科技创新竞赛活动，并屡创佳绩，有数十人获得国家及省部级奖项，其中，我系学生分获2008、2009年全国电子设计大赛广东省二等奖、三等奖；2010年全国电子设计大赛广东赛区二等奖； 2010、2011年全国文科类大学生计算机设计大赛二等奖； 2011年全国电子设计大赛广东省二等奖、三等奖等。

第三，在医疗设备生产企业和医院之间建立长期稳定的实习基地。在企业实习过程中，要求学生下到车间参与生产过程，并对医疗设备的技术发展动向和市场状况有明确的认知；在医院实习过程中，要求学生轮换到各个相关科室工作，了解常用医疗仪器的使用、操作和维修方法，掌握其原理和关键技术，并熟悉医疗设备的管理和维护方法。如广东药学院第一附属医院、第二附属医院和广东药学院附属中山医院（中山市人民医院）均可作为生物医学工程专业的实践教学基地，为本专业的相关课程（如医学影像设备原理、医用X线机与CT成像技术、MRI与医学超声技术、核医学与放射治疗技术、医学电子仪器原理与设计、医学仪器故障诊断与维修、生物医学仪器与医疗器械等）提供见习、实验条件。

第四，学院多次举办学生与医药企事业的交流活动，请政府官员、企业老总到学校给学生做学术报告，带领学生参观医疗设备企业、参加各种学术研讨会，举办模拟招聘会，给学生提供广泛接触企业的机会。让学生在交流活动中展现自己的学识、能力与才华，了解医疗设备行业的发展趋势和珠三角地区医疗设备行业的发展布局，了解自己学习的专业方向与今后就业的联系，了解企业的经营范围、产品开发流程、运作模式、感受企业文化。

四、建设“双师型”教师队伍

“双师型”教师队伍建设是落实人才培养模式的关键，是提高应用型本科教育教学质量的关键。我院的教育理念是“重实践，强能力”，力争培养“上手快、善沟通、动手能力强”的应用型医药卫生人才，因此要求我们建立一支敬业爱岗，教风严谨，既有理论又能实践，既能从事学院教学，又能从事在职员工培训，既肯刻苦学习专业前沿技术，又富于改革创新精神，既搞教学又搞科研的“双师型”教师队伍。

我院生物医学工程系现有专任教师15名，具有高级职称的教师4名，占专任教师的26.7%；具有博士研究生以上学历的教师6名，占专任教师的40.0%；从附属第一医院、安博教育集团、广东凯通软件开发有限公司、广州中星网络技术有限公司等聘请10余位兼职教师。基本形成了一支结构合理、素质高、专兼职相结合的师资队伍。当然，我们做得还远远不够，接下来将在以下方面进一步加强“双师型”队伍的建设：

第一，组织教师深入医药和医疗设备企业一线了解人才需求情况，制订培养目标。积极鼓励教师开展经常性的下厂实践活动，让每一位教师都与一个或几个与本专业相关的企业建立长期的联系，不断学习企业的先进技术和管理思想，并将其应用到教学与培训中来，同时利用自己的专业知识帮助企业解决实际工作中遇到的问题。我们鼓励教师在不影响正常教学的情况下在相关企业中兼职，为企业提供咨询服务活动，通过这项活动，教师积累了大量来自医药和医疗设备企业的教学案例，使理论教学更加结合实际，受到学生的欢迎。另外，在实践教学过程中打破了理论课教师与实践课教师的界限，积极鼓励理论课教师参与到实践课教学指导中来，目前，BME专业中不但实验课、实训课开出率达到100%，而且实验、实训课的指导全部由任课教师担任。

第二，指导数学建模、电子设计大赛等。积极参加每年的全国大学生数学建模比赛与电子设计大赛，学院各级领导与多名教师参与各类竞赛的组织、辅导、参赛等工作，均取得了优异的成绩。从中既锻炼了学生的理论实际应用能力，又使参赛教师的业务水平得到了提高。

第三，教研室内形成良好的学习、教学氛围。在教师队伍建设方面，及时总结推广教研室或教师的先进经验，按照计划、实施、检查、总结这四个阶段，使教研室工作计划保证落实，固定教研活动时间，明确科研课题，教改目标到位，对教师能力、素质培养体现充分，并将常规教研活动与专题教研活动和创造发挥型教研活动有机结合，在活动中实现教师间的相互交流和共同提高，创设一种青年教师成长、中年教师进步、老年教师提高的良好氛围，努力提高“双师型”教师业务水平，建设成为一支稳定的“双师型”教师队伍。

五、结束语

我院自2005年开设生物医学工程专业以来，目前已有五届毕业生，就业情况良好，就业前景十分广阔。用人单位普遍反映毕业生的思想品德优秀、专业基础扎实、实践能力强以及适应性好，具有良好的综合素质，用人单位对本专业毕业学生的满意率达到95%以上。今后，我们将继续秉承培养“上手快、善沟通、动手能力强”的应用型医药卫生人才的办学方针，在人才培养模式上不断调整和完善，培养高素质的创新型应用技术人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王能河，邹卫东，梅贤臣.生物医学工程专业课程体系建设与应用型人才培养质量保障[J].咸宁学院学报，2009，29（2）：104-106.

[2] 陈超敏，贺志强，周凌宏.复合应用型生物医学工程人才培养的探讨[J].医疗卫生装备，2004，（9）：123-124.

篇5

[关键词]生物医学工程；影像技术学；教学体系；实践教学

生物医学工程专业是一门现代医学和医学工程技术相互结合的学科，主要在理工科院校开展，作为一所以医学教育为主的高校，在生物医学工程专业培养中，注意与医学临床实践紧密结合，侧重医疗器械实践培养。该校生物工程专业前身为医学影像学（工程方向），自1999年开办至今，根据实际情况，不断修正培养培养，重视理论与实践相结合，不断提高学生的实践能力，以“工程素质高、实践能力强”的应用型专业人才培养，为培养目标。

1该校发展历程

牡丹江医学院自1958年创立以来，目前已经拥有近60年的教学历史，1997年6月,学院通过了原国家教委本科教学评价,成为全国首批本科教学评价合格院校。从最初的名不见经传到现如今的发展壮大，牡丹江医学院在学科建设、师资力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重视实践教学环节，在教学、科研、实习和就业方面均走在了同级别院校的前列。

2生物工程及影像技术的发展背景

生物医学工程（BiomedicalEngineering，BME）是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理，从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究；提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，患者康复，改善卫生状况等目的[1]。近几年来，我国的医疗体制变革正处在快速时期，理工类科学技术在医学领域，尤其是生物医学中的应用范围也越来越广，因此对于具有较高专业素养和应用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重点大力项目[2]，同时也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的一项重要措施，该政策旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为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服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导。医学影像技术是医学专业其中一门[3]。我国在2006年时出台了改革政策，将医学影像学专业区分为两种学制不同的专业进行教育，此教育模式早在上世纪西方某些发达国家就已经出现，并取得了较好的教育结果。4年制医学影像技术是专门从事影像技术与操作方面的工作的一类高精尖技术人才，在仪器操作及治疗剂量控制方面的能力水平要明显优于五年制的医学影像学专业学生[4]。

3该校学科建设情况

该校拥有较高规格的影像实践基地，该基地初建于2003年，现拥有6个实验区，47间实验室，建筑面积达3000㎡；配备X线机（常规X线机、程控X线机、高频X线机）、CT（螺旋CT、往复式CT）、MRI（超导MRI、小型MRI教学仪）、ECT、DSA、超声（彩超、黑白超、数字超声教学仪）、直线加速器、模拟定位机、麻醉剂、体外碎石机、血液透析机、激光相机、洗片机、高压注射器等50余台设备，总价值达1000余万元。可满足生物医学工程、医学影像技术专业的专业课的实验课、实验室开放等教学活动，可以为学生提供大量的实践动手机会。亦可带领学生参与医院大型设备的拆卸、搬运、安装、维修等工作，让学生得到“实战”的机会。该校于2013年在医学影像学院增设4年制生物医学工程专业、医学影像技术专业，培养方案与原医学影像学专业（工程方向）（5年制）不同，《医学影像设备学》作为重要的专业课之一，教学大纲亦作调整。根据医学生物工程专业、医学影像技术专业的特点，进行教学改革。理论课删减部分陈旧设备相关知识，如压缩常规X射线机结构、功能、工作原理及电路分析的讲解，由学生课余时间自行学习讨论。在实验课改革方面，删减部分陈旧实验项目，让学生多多地参与实验课教学互动中，增加学生实践动手机会，锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力。同时针对医学生物工程专业、医学影像技术专业每学期均进行实验室开放，由老师指导学生进行DSA设备的安装，X射线机设备的局部改进设计等。积极组织指导生物医学工程专业、医学影像技术专业学生进行大学生科研立项，近几年该教研室共指导黑龙江省大学生创新创业训练计划项目、牡丹江医学院大学生科研项目共6项，例如：“常规X线机灯丝加热电路改进”。该校积极开展校企合作联合培养学生，2016年1月，医学影像学院经实地考察，与北京威格瑞技术服务有限公司等8家医疗器械公司达成合作。2016年7月，首届2013级医学生物工程专业、医学影像技术专业学生进入公司进行生产实习。2017年7月，经调查反馈，一年来各家医疗器械公司均能按学校要求培养学生，实习效果非常理想，多位学生实习表现优秀，被实习公司正式录用。校企合作模式将继续开展。医学影像学院于2013—2014年编写的高等学校改革创新教材、医学影像专业特色系列教材中，影像设备教研室针对生物医学工程专业、医学影像技术专业编写了《医学影像设备学实验指导》《医用常规检验仪器》《医用传感器》《临床设备学》4本理论及实验教材，并已投入使用。该校现已将生物医学工程专业、医学影像技术专业培养方案的修订已提上日程。

4未来学科发展模式

4.1加强实践教学环节

以教学改革为中心，以培养学生的创新实践能力为只要目的，在不断提升实践教学设施基础的同时，坚持理论教学为基础的主要宗旨[5]，让学生在扎实掌握理论基础后，运用先进的实践教学来不断地提升、完善自己的综合技能[6]。使学生在此教学模式下，可以将专业发展为：拥有扎实的理论基础、培养良好的专业素养、形成独特的专业特色的优秀学科[7]。

4.2确立学生在实践教学中的主体地位

无论在学科建设中进行怎样的改革，其宗旨都是培养优秀的毕业生能被社会所用[8]。因此学生在实践教学中的主体地位就显得尤为重要[9]。因此让学生提早进入医院及工厂进行实习，不仅可以开阔学生的视野，而且可以使其在即将进入工作岗位前掌握一定的基本操作技能，在今后的工作中更早上手，从容地应对工作中的一系列问题。在教学中主动聆听学生的意见，根据学生的不同呼声对于教学方案进行及时的调整，尽最大可能地覆盖尽量多学生的特点，提高教学效果[10]。

4.3加强师资队伍建设

学校通过多种途径提高青年教师的学历及教学水平，并在教学实践中不断地提高，逐步培养一支结构合理、理论基础扎实、实践能力过硬、教学效果明显的优秀教师队伍[11]。

4.4建立教学评估及监控体系

完善的一套教学评价及质量监控系统是保证人才培养质量的一项重要措施[12]。建立一套过硬的实践教学基础、完善的实践教学过程、科学的实践教学效果评价、严格的教学质量监控体系，对于加强对整个实践教学工作的宏观调控、保障实践教学体系的落实、高素质应用型创新人才的培养都起到了十分重要的作用[13]。

[参考文献]

[1]李树祥,刘晓勤.医学影像工程专业实验课程改革的探索与实践[J].西北医学教育,2014,8(1):5-7.

[2]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.

[3]宁旭,金贵,许佳,等.生物医学工程专业电子信息类课程实践教学体系的探索[J].现代医药卫生,2012,27(22):3512-3513.

[4]陈月明,孟雪.基于工程性和实践性的课程设置模式探索与实践—以安徽医科大学生物医学工程专业为例[J].安徽广播电视大学学报,2017(1):87-91.

[5]吴凯,吴效明.生物医学工程专业创新性人才培养的探索与实践[J].医疗卫生装备,2016,28(9):80-81.

[6]王岫鑫,庞宇,冉鹏,等.“三位一体化”创新型数字医疗人才培养模式研究—以生物医学工程专业为例[J].教育教学论坛,2016(15):134-135.

[7]钟娟,郑旋.基于创新型应用人才背景的生物医学工程专业人才培养模式的探析[J].科学与财富,2014(10):151.

[8]张岁霞,杜守洪.生物医学工程(临床工程方向)专业应用型人才培养模式研究[J].新疆医科大学学报,2017(9):147-150.

[9]王洪凯,刘惠,邱天爽.《医学图像处理》课程实践性教学研究与探索[J].教育教学论坛,2017(3):132-133.

[10]陈瑛,龚著琳,苏懿,等.以能力培养为导向的“医学图像处理与分析”研究生课程教学改革初探[J].中国高等医学教育,2010(6):79-80.

[11]李鑫,王爱英,闫洁.以培养学生创新思维能力为导向的实践课程教学改革研究初探[J].教育现代化,2016(26):357-359.

[12]王境生,袁力,袁聿德,等.国内影像医学(技术)教育现状及对策[J].实用放射学杂志,2015,21(9):987-990.

篇6

【关键词】生物医学工程；生物医学电子学；生物电位放大器；电子设计自动化

【Abstract】In order to strengthen the electronic engineering technology training for Biomedical Engineering students， the Biomedical Electronics experiment course was designed for the students. The biological potential amplifier was selected as the experiment subject； In the experiment， student will be required to combine the simulation based on the electronic design automation software and practical operation to complete the design work of the biological potential amplifier， verify its function， and measure its important performance； the experiment was arranged in the early stage of the theoretical courses. Practice shows that the students have a more depth understanding of the characteristics of different methods in electronic engineering technology through the training of biomedical electronics experiments. Therefore， the curriculum design of the experiment is successful.

【Key words】Biomedical Engineering； Biomedical Electronics； Biological potential amplifier；Design automation

0 引言

生物医学工程专业涉及多种学科和技术，具有很强的综合性[1]；但与此同时，该专业的本科生培养工作也具有很高的难度，原因就在于学生学习的内容多而不精，在择业时常常无法体现出能力优势。因此，从培养生物医学工程专业本科生的角度而言，应该在对学生进行综合素质培养的同时、加强特定专业技能的训练，为学生的就业和继续深造打下良好的专业基础[2]。

医学电子仪器方式是上海理工大学生物医学工程专业的一个重要方向，在课程设置上，专注于培养学生的电子工程技术[3]。这其中，生物医学电子学[4]是生物医学工程专业的重要专业课程之一，其教学目的是让学生掌握医学电子仪器中带有共性的电子器件、电子线路及电子学设计方法，因此是引导学生学习将电子工程技术应用于生物医学工程专业的重要环节。生物医学电子学实验是该课程的配套实验，目的是在于通过有代表性的实验课题，引导学生学以致用、将课堂内容融会贯通于实践之中。因此，生物医学电子学实验是生物医学工程专业的一门重要实验，需要进行慎重的实验选题、认真的实验设计和细致的实验安排。为此，进行了相关的课程设计和实践工作，详述如下。

1 课程设计思想

上海理工大学生物医学工程专业的生物医学电子学实验被安排于第五学期，和生物医学电子学理论课平行设置。此前，学生已经通过电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电子技术技能训练等课程的培养，具备了一定的电子工程技术基础。生物医学电子学实验的总课时为16学时，在有限的课时内，让学生得到最大程度的专业训练，具有一定难度。在此背景下，展开生物医学电子学实验的课程设计工作。

首先要解决的问题是实验选题。生物医学电子学实验的选题，应该能够突出生物医学电子学的特色，具有代表性。经过研究，多个生物医学电子学的相关教材中，都将生物电位放大器（Biopotential Amplifier），即仪表放大器（instrumentation amplifier），放在了相当重要的位置上[5]。生物电位放大器，是用于放大心电、肌电和脑电等信号的专用放大器；这些信号具有的特点包括：由生物体内的电活动产生、属于微弱的差分信号、非常容易被更加强烈的共模噪声淹没；而生物电位放大器具有很好的共模抑止特性，最适于放大这些存在于强烈共模噪声背景下的微弱差分信号[6]；因此，生物电位放大器在生物医学电子学中占有重要地位，以生物电位放大器为主题开展生物医学电子学实验，不仅具有代表性，而且能够引导学生在前期的课程基础上有所提高。

其次要解决的问题是实验设计。围绕生物电位放大器这个主题开展实验设计工作，需要使实验具有一定深度，但同时又要保证大部分同学有能力在限定的课时内完成任务。经过反复论证设计，最终决定生物电位放大器相关实验由两部分组成：基于电子设计自动化（Electronic design automation， EDA）软件的设计仿真实验和动手实践实验。在第一部分实验中：学生基于LM324[7]完成生物电位放大器的设计工作；仿真验证设计结果；仿真测试其差模增益幅频响应曲线[8]。在第二部分实验中：学生在面包板上动手搭建生物电位放大器；并在实验室中，使用各种设备测试差模增益幅频响应曲线。上述实验设计的优点在于：通过设计仿真工作，让同学们尽快掌握生物电位放大器的原理，同时，基于EDA软件开展电路工作，符合发展趋势[9]；通过设计仿真和动手实践相结合，互为验证，比较差异，容易引发思考，更加深刻的体会电子工程技术中不同手段的特点；对生物电位放大器的重要参数进行仿真、测量和总结，有利于学生们在更深地程度上掌握生物电位放大器。

最后要解决的问题是实验安排。由于生物医学电子学实验是生物医学电子学理论课程的配套实验，因此在进度安排上必须要统筹考虑；此外，实验设计决定了生物医学电子学实验适宜集中精力完成，而不是分散到每周进行，集中完成实验能够取得更好的效果。为此，在生物医学电子学理论课程中，生物电位放大器相关内容被安排在课程的早期进行讲解；紧随其后，利用课余和周末时间，在一周内完成生物医学电子学实验。这样安排的好处是：学生能够在课程的开始阶段，就体会到了如何将理论应用于实际，引发学习兴趣。

2 实验内容展示

下面以一位学生的实验情况为例，说明课程设计效果。

1）生物电位放大器的设计和仿真

a）生物电位放大器的设计：

基于lm324设计一个基于三运放的仪表放大器，用于生物电位测量，仿真电路原理图如图1所示。增益公式如公式（1）所示，其中：R1、R2、R5和R6都选用10KΩ的电阻；R3和R4都选用24KΩ的电阻；Rg为增益电阻，当Rg为无穷大时，（这里选用600MΩ），增益约为1倍，当Rg为5.6kΩ时，增益约为10倍，当Rg为470时，增益约为100倍，当Rg为47时，增益约为1000倍。

A=（2*R3/Rg+1）*R2/R1（1）

b）对所设计的生物电位放大器进行仿真，验证其功能

如图1所示：使用+Vdm/2和-Vdm/2两个信号源组合成模拟心电信号的差模输入信号Vdm，峰值为10mV，频率为18Hz；使用Vcm仿真工频干扰产生的共模信号，峰值为500mV，频率为50Hz。取Rg为5.6kΩ，输入、输出信号对比图如图2所示。由图可见，差模输入信号被放大约10倍，但50Hz共模输入信号在输出信号中全无踪迹，因此该生物电位放大器正确的实现了预期目的：放大差模信号、抑制共模信号。

c）对所设计的生物电位放大器进行仿真，测量其性能，频率范围设定在0.1Hz-5MHz之间：

对图1的生物电位放大器进行仿真，测量其差模增益频率响应，如图3所示。图中从上到下的短划线、虚线、点划线和实线分别代表差模增益约为1000倍、100倍、10倍和1倍时的幅频响应。由图3可见，放大倍数越小时的幅频响应截止频率约高：差模增益约1000倍时，幅频响应在1kHz左右就开始截止；差模增益约100倍时，幅频响应在10kHz左右开始截止；差模增益约10倍时，幅频响应在100kHz左右开始截止；差模增益约1倍时，幅频响应在1MHz左右开始截止。

2）生物电位放大器的实践实验

动手实现所设计的生物电位放大器。使用的器材包括：面包板、lm324、10KΩ电阻、24KΩ电阻、5.6KΩ电阻、470Ω电阻、47Ω电阻和导线等，电阻均为5%精度；使用的仪器包括SPF05数字合成函数信号发生器、DS1000数字示波器和电源。测试所得到差模增益频响曲线如图4所示。其中，差模增益随频率变化的趋势与仿真所得的结果基本类似，除了差模增益为1时的截止频率出现在了100kHz左右。

3）实验分析

相比于实际实现的生物电位放大器，仿真实验而得的结果具有更好、更理想的特点。其原因在于：仿真时避免了器件差异造成的影响，需要匹配的电阻和运放可以做到完全匹配，同时也避免了人为测量失误造成的影响，因此可以排除随机误差。仿真实验更容易实施，对于理解理论课内容大有裨益；但动手实验更加真实，且可以提高动手能力、积累实验经验，对于理解真实情况、解决实际问题非常有好处；两者可以互为补充。

3 结论

为了避免生物医学工程专业本科生培养博而不精的问题，在对学生进行综合素质培养的同时，应该加强特定专业技能的训练；上海理工大学生物医学工程专业医学电子仪器方向在课程设置上专注于培养学生的电子工程技术；生物医学电子学实验作为该专业的重要课程生物医学电子学的配套实验，在引导学生“入门”、引发专业兴趣等方面，具有重要作用；为此，对该实验进行了相关的课程设计工作。实践表明，通过生物医学电子学实验的训练，学生对专业的认知程度、对技术的理解程度和对知识的掌握程度，都得到了提升，这些能力的加强有助于学生对其它专业课程的学习和掌握。因此，该实验的课程设计是成功的，今后将沿此方向继续推进。

【参考文献】

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[2]赵晓明.生物医学电子综合实验系统设计[J].实验技术与管理，2013，30（7）.

[3]周宇.医学仪器设计原理课程构建的心电检测系统[J].实验室研究与探索，2012（2）.

[4]马长升.生物医学电子学的回顾与展望[J].中国医疗设备，2008，23（3）.

[5]Webster， J.G.Medical Instrumentation： Application and Design[M]. 3rd ed. John Wiley & Sons，2009.

[6]Franco， S.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].2ed.西安交通大学出版社，2009.

[7]Instruments. T. LM324 Quadruple Operational Amplifier. Available from： http：///product/lm324.

篇7

一、生物专业分类

生物学专业是有着较长历史的专业之一，人们在生物学的基础上，通过不断与其他学科相交又而诞生了很多新的专业，比如生物科学、生物技术、生物工程、生物化学、生物信息学、生物医学、食品科学与工程、海洋生物科学、海洋生物工程、畜牧生物等。

为了便于对这些专业进行区分，大致把他们划分成如下六类：

第一类生物科学专业

生物科学专业旨在培养具有扎实的生物科学理论基础，掌握本学科的基本理论和基本技能，具有一定的科学研究能力和创新精神的生物学专门人才。

第二类生物工程专业(相近专业：生物技术专业、生物工艺专业)

生物工程也叫生物工艺、生物技术，是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料。例如，基因重组技术、DNA和蛋白质序列分析技术、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、染色体工程等工程的诞生和发展，已在工业、农业和医疗卫生等方面得到了广泛应用，并取得许多突破性进展。

第三类生物信息学专业(相近专业：基因信息学专业)

生物信息学是近年来发展并完善起来的热门交叉学科，最初常被称为基因组信息学。生物学是生物信息学的核心和灵魂，数学与计算机技术则是它的基本工具。广义地说，生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物学数据的一门学科。

第四类生物食品专业(相近专业：食品科学与工程专业)

生物食品专业是培养具有化学、生物学、食品工程和食品技术知识，能在食品领域内从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的高级科学技术人才的学科。

主要专业课程：生物学、生物化学、分子生物学、生物统计学、数据库、计算机软件基础、生物信息学、蛋白质组学、基因芯片技术、生命系统建模等。

第五类生物医学工程专业(相近专业：医学生物技术专业)

生物医学工程是综合生物学、医学和工程技术学的交叉学科，也是运用自然科学和工程技术的原理与方法，研究与揭示人体的生命现象，并从工程角度解决人体医疗问题的一门综合性高技术学科。生物医学工程专业是目前国际上发展极为迅速的交叉学科和边缘学科，旨在利用现代工程技术的手段解决生物医学上的检测、诊断、治疗、管理等问题以及进一步探索生命系统的各种运动形式及其规律性，是21世纪生命科学的重要支柱，共有21所高校开设了生物医学工程专业。

主要专业课程：模拟与数字电子技术、微机原理、数字信号与处理、工程生理学、医学成像与图象处理、生物传感技术、细胞生物学、生物化学、遗传分子生物学等。

第六类海洋生物技术专业(相近专业：海洋渔业科学与技术专业、水产养殖专业等)

这类专业培养具有坚实的现代海洋生物科学和现代生物技术基础知识和基本技能的人才。他们能在科研、生产及教学等部门从事海洋生物基础理论研究、高新技术研究和生物制品开发及相关管理。

主要专业课程：细胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、生物技术大实验、生物信息学、发育生物学、发酵工程设备等。

二、专业学习的苦与乐生物学是一门涉猎多种基础学科的专业，在大学期间需要学生学习多种基础型学科，如：高等数学、无机化学、有机化学、生物化学、物理、英语、计算机等等，几乎涵盖了理工科的全部基础学科。

不过，大家不要被以上这些艰涩的数理化英课程吓到，当你接触到生物专业课时，一个色彩斑斓的趣味世界就此向你敞开。通过动物学的课程，你会感叹造物主的神奇，从最低等的原生动物到最高级的哺乳动物，每个物种都有其独特的适应自然界的特点。学了微生物，你便了解了冬虫夏草为何又是虫又是草，也学会了如何在没有冰箱的情况下保存食物。在遗传学课堂上，你可以跟同学们热烈探讨转基因食物到底是好是坏，先有鸡还是先有蛋。等你了解了分子和细胞学之后，你便可以和朋友们侃侃而谈，人为什么会生老病死。

作为一门实验学科，除了理论知识的学习，生物学还要求很强的动手能力。化学是生物的基础，在一开始的各种化学试验中，要求大家能够精确地配置试剂，调节pH值，在茶叶中提取咖啡因，在杂质中提炼萃取某种纯净物……当然，最让其他专业同学羡慕也最受同学欢迎的是各种生物大实验。比如动物学实验：同学们总是一边内心默默为那些为科学献身的小动物们垂泪哀悼，一边又摩拳擦掌跃跃欲试：“庖丁解牛”一般地解剖蝗虫并临摹它的各种器官；亲手淹死了一只白鸽，然后再给鸽子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用电流刺激破坏了脑神经的青蛙尸体观察反应……植物学实验，制作豌豆根尖的压片标本，再在显微镜给它们画一幅写真。除此之外，生物学专业还有为期一周左右的野外实习，同学们会进入某一个自然保护区，在与大自然亲密接触的同时，也不忘了利用自己的专业知识，分析当地的生态状况和资源，采集制作各种动植物标本，最后汇总成一份图文并茂的实践报告。

一个生物学家，一定是一个兼具动手动脑能力的博物学家。作为小小的生物学子，经过几年的科学训练，你rE--定成为了朋友圈中的Mr，Knowall。

三、就业与发展

据调查了解，生物学毕业的同学大致上可以有几个方向去发展。

1.读研与出国

生物学快速发展的特点决定了对它的研究在大学四年期间的学习是远远不够的。因此，生物专业毕业生选择继续深造的比例比其他专业要高出很多，这也是生物学本科就业率低的部分原因。在很多“985”院校的生命学院，保送研究生甚至保送硕博连读的比例也相对较高。另外，生物专业也一直是最容易出国的热门专业，拿奖学金也相对容易。

2.公务员或者事业单位

在报考公务员和事业单位时，生物学专业的选择面确实相对比较窄，但仍然有一些不错的选择。比如待遇较好的药检所和疾控中心，这两个单位一个与药厂发展息息相关，一个主管公共卫生事业，都是国家非常重视的单位。

另外，高校和中学也是属于事业单位，毕业后留校发展或到中学任教也是不错的选择。高校内有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、组织免疫所、生殖中心之类，一些中小学的自然或生物老师，本

科生便可以胜任。

3.投身科学研究行业

生物专业可以到各大企业从事与生物技术有关的应用研究和技术开发，大致有三个方向。

外企：在中国设立了研发中心的知名外企，一般是医药企业和日化企业，比如拜耳、宝洁、高露洁等。他们的职位多是进行高端研究的，设备精良，待遇丰厚。

国企：中粮基团下属的中粮研究院，有涉及转基因研究、微生物发酵、生物能源研究这几类：中烟工业，评价烟和研究烟产品。中国生物技术公司。是我国历史最为悠久的从事疫苗和血液制品研究及生产的专业机构，据说里面的研究掌握着中国的生物产业发展方向。

私企：有人说，一个硕士拿着一叠自己的简历去广州科学城转一天，肯定能找到工作。这里的私人生物企业或者是合资企业数不胜数，一般选择专业对口的毕业生。其中发展迅速和规范较大的要属华大基因，它是中国最大最先进的基因测序公司，也为很多高校学生提供奖学金和各种实习就业机会。

4.非研发的技术支持岗位

如果你不愿意做实验，还有很多生物技术公司的非研发岗位可供选择。生物技术公司是专门为生物学研究服务的企业，他们提供科研所需的各种高科技仪器、试剂以及其他的专业实验。这类公司的非研发岗位包括销售代表、技术支持、市场专员、客服代表、工程师等。这些岗位要求从业者具备生物专业背景知识以及良好的沟通能力。

四、报考指南

开设生物类专业的院校有两百多所，大致可以按综合性大学、师范类院校和特色专业院校分类。

作为理学的一个重要门类，生物学在综合性院校往往能得到较好的发展。国内顶尖水平的国家重点学科数量，被当作衡量高校科学研究实力的最关键参数之一。而雄厚的财力是与科研实力成正比的，所以我国首批评选的生物学一级重点学科，就包括清华大学、北京大学、复旦大学、武汉大学这几所著名高校。另外。四川大学，中山大学，浙江大学，上海交通大学等老牌高校也有生物学二级重点学科。

作为理学类的基础性学科，生物学专业在师范类院校的开设比较普遍。在全国217所招收生物学硕士研究生的大学中，师范类院校占了36所。师范院校一般以培养生物学教师为主要目的，但随着大学生就业市场的开放，一些实力较强的师范院校开始培养科研技术人才，其中优势学科单位有5所，分别是东北师范大学、北京师范大学、华东师范大学、湖南师范大学和南京师范大学。

由于主要学科与生物学的联系紧密，一些农林、医科、海洋等专业院校也会招收生物学专业的硕士研究生。这些院校的生物学专业极具特色，在与主要学科的交叉中获得了良好的发展。比如中国农业大学、西北农林科技大学、首都医科大学和中国海洋大学，就是其中的佼佼者。

另外，国家在一些重点高校中还设立了生物学基地班，全国只有19个，属于国家理科基础科学研究和教学人才培养基地。基地班实行“本―硕―博分流连读制”，经费方面有专门拨款，在实验条件、导师设置和保研名额上都有政策的倾向性，所以门槛也相对较高。

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一、我国医疗器械产业发展现状及问题

 

近年来，我国医疗器械产业一直处于快速发展的时期，销售额自2001年的179亿不断攀升，截止至2014年，销售额已上升到2556亿元[1]。鉴于政府政策的扶持以及人民健康意识的不断增强，我国医疗器械市场的发展仍有很大的增长空间。在这样的发展趋势下，先后涌现出一批优秀的医疗器械公司，国产医疗器械的市场占有率越来越高。

 

尽管如此，我国的医疗器械产业仍然存在很多问题。首先，国产医疗器械多为技术含量较低的仪器，医院内使用的高端医疗设备主要依赖进口。其次，高端医疗仪器的核心技术仍掌握在国外厂商手中，国内多数厂商处在产业链下端。最后，国内相关专业的大学多注重于理论研究，研究成果不能尽快转化，这也是我国医疗器械设备技术落后的一个原因[2]。要升级、优化我国医疗器械产业结构，加强自主创新，必须调整产业人员结构，解决创新型人才急缺的问题。

 

二、生物医学工程专业人才发展

 

生物医学工程(以下简称BME)专业是电子与医学结合的混合专业学科，以培养具有医学与工程交叉研究能力的，能在生物医学工程领域以及医疗器械领域从事研究、生产、设计等工作的高级工程技术人才为目标[3]。每年都有大批BME专业学生投入到医疗器械产业，是我国医疗器械产业从业人员的重要组成部分。为了了解本科专业教学对BME专业的教学效果，以我校BME专业的四届毕业生为调查样本进行了问卷调查。将回收的调查问卷做统计分析后发现，BME专业教学存在的问题主要为以下几点：

 

第一，所学知识过于理论化，缺乏实际动手能力。很多毕业生反映，在工作后发现很多知识用不上，甚至已经落伍，需要从新学习。所开设的实验课程多是在实验箱上进行，无法培养学生解决实际问题的能力。

 

第二，缺乏查阅资料、独自解决问题的能力。在我们传统的教学方法中，学生在课堂上一直处于被动接受的状态，甚至形成了“为老师学习”的观念，在学习过程中有很强的惰性。

 

第三，团队合作精神差。现阶段的大学生个性张扬，缺乏团队合作精神，尤其表现在学习、科研方面，缺少团队合作的想法及行动。

 

三、《智能仪器》课程的重要性及教学中的问题

 

《智能仪器》课程将工科基础类课程内容整合应用，与产品研制过程紧密结合，具有较强的综合性以及实用性的特点。通过本课程的学习，学生能够解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，掌握智能仪器软件及硬件的设计方法，能够对学生的研究或工作起到积极的促进作用。因此，《智能仪器》课程对BME专业学生的培养具有重要作用。

 

就近4年教学效果看，在我校该课程的教学存在较大问题：学生基础差，积极性差，无法快速接受课堂教学内容，并且教学内容与实际情况脱节，知识点陈旧。

 

四、《智能仪器》课程改革措施

 

为了有效的提高《智能仪器》的教学效果，经过反复的研究，我们拟实行项目化、层次化的教学方法[4]。项目化教学是由学校和企业共同组成项目小组，深入实际，在解决问题的同时，使学生应用已有的知识，在实践的第一线培养解决问题的能力，非常适合对动手能力要求高的专业。《智能仪器》课程的应用型很强，适合项目化的教学方法。但这种教学方法对学生自身自学欲望有所要求，容易出现学生两极分化的情况，因此我们增加了层次化教学的部分，从以下几个措施改革目前的教学方法：

 

(一)调整课程内容。改革前教学按照智能仪器的硬件、软件算法、产品性能以及产品指标的制定的顺序进行，改革后按照产品的市场调研、研究、生产过程进行教学，更加贴合实际研发流程。

 

(二)改变教师和学生角色。传统教学方法完全由教师主导整个教学过程，将知识解释灌输给学生，学生在这种模式下形成了惰性心理，缺乏独立思考、独自解决问题的能力，并且缺少对知识学习的热情。教学方法改革后，教师负责问题的提出，引导思考方向，学生翻阅资料、集体讨论等方法解决问题，促使学生养成独立思考的习惯，学习方式由被动转为主动。

 

(三)制定适合的教学方案及内容，分层次进行。为所有学生设计必选项目，保证基本功能的实现;另外开设选修部分，以便于高水平的学生提高。学生在产品研发过程中，不断查阅资料，有助于接受新技术。研究过程中，有利于创新意识的培养。小组共同完成一个产品的研发，每个人根据自身特点，做适合自己的工作，有利于团队合作。

 

(四)校企联合，制定针对项目化教学的考核方法。各模块及样机作为成绩评定一句，并邀请公司的检验人员进行真正的产品检验，给学生以更真实的教学环境，激励学生不断地提高。对于一些优秀的产品，可以与企业商讨其商业化。

 

五、总结

 

项目化、层次化的教学方法能够极大地增强学生的学习积极性，提高他们翻阅资料，独自解决问题的能力，在增强学生团队意识的同时，使其能够找出在团队中的角色，对后期的就业有一定的指导作用。此种教学改革方法对教师能力水平和学生的综合素质提出了极高的要求，在执行过程中，教师要不断地与学生交流，修改教学计划，调整教学内容，更新自身的知识、技术与信息，以取得更好的教学效果。

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1.国内外BME产业发展现状概述

BME产业是目削全球发展最快、贸易往来最活跃的产业之一。20世纪80年代以来，全球BME产业（医疗器械）销售额增长率一直保持在6%〜10%的水平。BME产品的国际贸易额以每年25%的速度增长，销售利润可达50%以上。因此，美国、日本、德国和法国等发达国家投入了大量的人力和财力发展BME高科技产业，抢占国际市场。全球范围内BME产业的主要产地在美国、欧洲和日本，美国是最大的生产、使用和出口国，其次是日本、德国和法国。

随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及BME学科的兴起，我国BME获得了进一步发展的理论基础和技术源泉，从而带动了整个产业的技术进步和新发展，走上了BME科技产业的道路，但与国际先进水平的差距仍然非常明显，主要表现为民族产业不强，高精尖的BME产品依赖进口现象严重，加快了医疗费用的高速膨胀；由于我国BME产品档次低、可靠性不高、缺乏创新能力等原因，难以与国外产品抗衡；BME产业虽然数量众多，但组织规模不大和产品档次低，难于参与国际竞争，但我国人口众多，BME产品和BME专业技术人员需求量又相当大。所以根据中国BME产业现状，改革中国的高等医科院校的BME教育和培养现有的BME技术人员，已经刻不容缓。

2.我国BME技术人才队伍建设基本情况

2.1 BME技术人员人才梯队建设现状

知识结构，我国BME技术人员从专业来说，绝大多数是改行的，而且多数为中专或无学历，主要靠自学或多年从事本职工作积累的实践经验，普遍缺乏计算机、电子类和机械类知识。近年来，部分本专科毕业生开始步入企业、医院工作，这是好的趋势。

年龄结构。各医院或BME产业从事BME技术的人员绝大多数为中老年一代，年轻人员所占比例少。

人数比例。据文献报道，我国县级以上医院有1400多所，共有BME技术人员约5万人左右，从人员数目配置水平上来看，发达国家300张床以上的医院配置工程技术人员5人，500~800张宋以上的医院要配置工程技术人员10~20人，而我国平均每个医院配置工程技术人员不足4人。

职称结构。在被调査的人中，职称晋升工程系列的人员主要是医科院校毕业的学生，中初级及其以下职称人数所占比例较大，职称结构不尽合理。

2.2 BME技术人员人才队伍管理现状

管理思路我国在医疗仪器设备正常运行的质量控制和质量保证方面既无国家具体法律规章制度，又无专门人才。许多医院还是过去的设备科，无医学工程科，工程技术人员编制少、整体素质差。

管理机制由于计划经济传统体制的影响，各医院领导对于投入的所有资产的地位、作用及管理的重要性认识不足，造成管理不善。

继续教育现有人才得不到应有的重视，使得他们在培训、进修、职称评定、经济收入等方面都不如临床科室。

人才流失由于工作环境、工作条件以及经济待遇等普遍较差的原因，使得本已缺乏的BME技术人才还在不断外流，特别是近几年来毕业的有较深厚专业基础的高层次人才更是难以留住。

3.我国医科院校BME本科教育现状及存在问题分析

我国BME作为一门专门学科开始于20世纪70年代末，主要集中在工科院校的信息技术类的BME专业教育，后来，一些医科院校相继开展了BME专业教育，并发展迅速。医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用，但因为培养目标和课程设置上的原因，目前的医科院校BME专业本科应用型教育发展缓慢，其毕业生比较适合于进入医疗设备科研、生产单位工作或者继续进行深造，却未能有效提供医院大量需要的一线应用型人才，与国外相比仍有相当大的差距，还有许多需要我们进行改革的地方。

3.1 我国BME学科培养目标不能全面实现

主要表现在课程体系上，就是过分侧重工程科学知识，轻视工程实践训练；注重专业知识的传授，轻视综合素质与能力的培养，不重视社会人文、经济、环保等方面知识的作用。在教学方法上，基本上是一种“分析模式”，强调垂直思考、抽象学习、简化分解、追求确定性、个人独自工作等。培养模式单一，一刀切、趋同化现象严重。师资队伍普遍存在着重科研、轻本科教学；重理论研究、轻工程研究，教师本身缺乏生物工程实践经验和能力；学科间的交叉融合很少或者几乎是空白。教育内容侧重精英教育，经济、法律、环保、人文等教育要求偏低，这些对于BME专业本科教育目标的顺利实现是很不利的。

3.2 我国BME学科发展不平衡

在研究方面，引进、消化、跟踪研究多，创新性研究较少；理论方法等应用性基础研究多，取得自主知识产权的应用研究较少。在学科建设和发展方面，主要集中在信息技术型BME学科，对材料技术型BME学科、生物技术型BME学科和医疗器械型BME等学科几乎没有涉足。其根本原因在于医科院校BME学科，虽然理工和医学能够紧密结合，医学大背景深厚，能发现对医学发展有实际意义的研究课题，避免了完全跟踪国外研究，有助于形成有自主知识产权的成果和产品，但是工程力量相对薄弱，科研投入不足，严重地制约了学科发展的平衡性。

3.3 专业设置偏少

目前的BME本科教育的专业设置面比较集中在信息技术型BME专业，只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容。医科院校以医学作为基底学科，植入某些工程学科知识，并以医学应用为目的建立相关课程体系，而对于生物学中涉及的细胞及分子生物学、神经生物学、发育生物学及生物技术；对于工程技术中诸如电子学、材料学、控制技术也均较少涉及，这些都不利于医科院校BME这一交叉学科的发展。各医科院校的研究生培养（科研方向）

基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图像处理、医学仪器研究为主，部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向，只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料以及人工器官和生物医学图像处理。研究生培养的专业面相比本科生的专业面宽广。

3.4 医工结合不突出

由于受到认识和理论上的因素、文化心理上的因素、管理体制上的因素以及国家政策上的因素等方面的限制，工程与医学的有机结合在教学上体现的还很不够，综合院校往往具备更深的理工基础而缺乏医学背景，医科院校与临床结合紧密，但工程力量又显得薄弱。虽然近年来，不少医科院校与综合性大学合并，为BME专业工程背景的教育和研究提供了条件，但由于体制和教育模式的限制，学科的交叉和融合并没有得到根本解决。其原因主要有二：一是实践环节的学时数由于体制改革进程的不定性和教育投资的不足而受到消弱。二是有医学工程实践经验的教师不足，企业有经验的工程师难以进入人才培养的环节。

4.BME技术人才队伍建设的建议和思考

4.1 医院加强BME技术人才队伍建设

人才队伍建设。应在建立BME技术人员引进、培养、淘汰机制的基础上，加强建立BME技术人才梯队的文化内涵建设，提髙BME技术人员的医学文化修养，培养敬业精神，重视BME技术人员梯队培养和知识更新，逐步改变现有在职BME技术人员知识结构、年龄结构、人数比例以及职称结构。

人才队伍管理。医疗仪器设备是医院资产的核心，必须加强对医院BME技术人员队伍的领导与管理，发挥BME技术人员的作用，提高维修质量，降低维修成本，改变管理思路，结合单位情况制定科学规范的医疗仪器设备正常运行的质量控制和质量保证制度，组织制订或督促执行医疗仪器设备维修管理制度，组织审查维修机构工作规划并监督实施，审批维修开支等。另一方面，要健全管理机制，逐步改变BME技术人员工作环境、工作条件以及经济待遇等普遍较差的现状，改变“重医轻工”的传统观念。

继续教育。注重改变BME技术人员在培训、进修、职称评定、经济收入等方面都不如临床科室的状况。继续教育的方式可以采取自学为主，同时采取其他灵活多样的继续教育方式，鼓励广大在职人员注重收集各种相关信息，逐步改善在职人员的知识结构和专业技能。如扎实的基本理论知识、熟练使用必要的常用检测仪器及仪表、全面掌握各种基本元器件性能及其测试方法、熟练的原理图阅读和问题分析、自学以及熟练阅读外文资料的能力等。

4.2 我国医科院校BME高等教育的发展思考

学科培养目标。当前应突出强调的侧重点应该包括：工程实践能力；表达交流沟通能力与团队合作精神；终生学习能力，职业道德及社会责任；社会人文和经济管理、环境保护等知识。课程体系在继续保持教学与自然科学基础学习的基础上，更强调理论与实践结合、知识与能力结合，在内容上，着重强调加强工程实践训练，加强各种能力的培养，强调综合与集成，自然科学与人文社会科学的结合，工程与经济管理的结合；在教学观念和教学方法上，放手让学生去实践，鼓励创新，充分发挥学生学习的主动性；对于教师队伍，加强选拔和培养，向社会公开招聘，在学历和实践经验方面要求要严格，同时要十分重视每个教师的业务素质培养，为教师创造一些学习机会和培训条件等。

学科发展与专业设置。我国的BME高等教育首先要从社会需求的角度出发，拓展学科建设方向，逐步建立起适合于多学科合作发展的运行模式。其次要充分利用高等院校的科研优势设置课程体系，尽快从单一学科中解放出来，把握学科交叉、融合发展的必然趋势，做到优势互补，在培养人才素质上形成自己的特色，创出自己的名牌，用自己创造的特色和质量去参与竞争。美国BME课程特别是专业课程既能体现学科本身涉及面广的特点，又具有相当的灵活性，又能结合科研优势，突出重点，是很值得我们借鉴的。

医工结合与交叉复合型人才培养。BME是多学科的交叉学科，专业人员需要同时具备医学和工程技术两类知识和经验，靠以往的医生与工程师来组成专业技术人员队伍是无法适应学科发展需要的。所以必须从现在起，特别重视BME教育工怍，加强现有专业点的建设，提高教学质量，改革现有教材，制定科学的人才培养计划。首先，各学科的交叉和融合是我们必须牟牢记住的关键点。以医、工、理为基础，为实现多学科的交叉和融合奠定坚实的基础。其次，构建科学的教育体系结构。根据专业设置和学科研究方向确定知识结构的主干，同时注重拓宽知识范围，使学生既能有相应的BME专业知识又具备在其他领域中发展的基础，从而实现真正意义上的理工生物医学的交叉和融合。

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物理学与医学是人类知识宝库中的两个重要分支，随着物理学在医学中应用深度和广度的发展，各种人体成像和放疗设备，构成了我国医疗器械行业中技术含量和附加值最高的一类医疗设备，这些高精尖的医疗设备和仪器占有医院大约50%以上的固定资产，是现代医院的重要标志。由于缺乏专门人才，目前这些设备除了常规诊断外，很多功能没有发挥出来，这些设备产生的我国特有的大量正常人体信息，尤其是病理信息资源得不到利用，因此，抓紧医学物理人才培养，已经成为开发应用设备功能进。的当务之急。

1现阶段我国培养医学物理人才面临的机遇与挑战

1.1国外医学物理学科发展已经比较成熟

国外医学物理学科的发展已经相当完善，20世纪50年代初英国建立“英国医院物理学家协会（BHPA）”；1958年成立“美国医学物理学家协会（AAPM）”；1965年初成立“国际医学物理学组织（IOMP）”，现已有七十多个国家加入。纵观国外，医学物理学科的形成与发展，不仅从根本上改善了医院大批高精尖医疗设备的性能、显著提高了医学诊断与治疗质量、医学科研水平的纵深发展，同时带动了相关医疗器械产业的迅猛发展。与此同时也建立了相应的医学物理学人才培养体系。20世纪90年代末，国际原子能机构启动了一个系统而全面的医学放射物理学的教学计划，包含许多不同水平的培训项目和短期培训课程（如IAEATRS-277和TRS-398测量规程培训），IAEA技术合作项目用专门资金支持各个国家在自己的大学建立医学放射物理专业的研究生项目培训。美国的AAPM在1990年制定了《初级医学物理师的培训计划》，要求对刚进入医院从事肿瘤放射治疗、影像诊断及核医学的医学物理学硕士或博士毕业生最少进行2年的临床培训，1993年制定了《医学物理学硕士学位的教学计划》[1]。由此可见，国外的医学物理学科的发展已经比较完善，从课程设置、入学要求、学制以及毕业要求都已经比较完善。其医学物理人才一般是理学或工学院校毕业的本科生再到医学院校学习临床知识，一般具有硕士或博士学位。60多年来发达国家已经培养了大批量的医学物理师，目前这些国家肿瘤放射治疗中医师与物理师的比例是2:1或1:1[1-2]。

1.2我国医学物理学发展的现状

任何一门学科的发展，都是以国家、社会和专业职位的需求为基础，才能在人才培养、科学研究和专业应用等方面全面发展。目前，我国虽然拥有自己开发的医疗设备，但口碑较差，大多数医院以进口高档医疗设备为主，每年花费大量外汇。出现这一现象的原因一方面是我国医院中尚未设立医学物理师岗位，很多专家虽然在医院中从事相当于医学物理师的岗位但在职称晋升上只能走其他的职称系列；另一方面是医学物理学科尚未进入本科专业目录。随着我国国民经济的发展，我国在医疗诊断、治疗装备提高之后，如何提高服务质量是医疗机构实现以民为本、服务人民的宗旨所面临的主要问题。在我国的医疗机构中长期以来主要由没有接受过系统培训的医生或技术员承担着国外由医学物理师所做的工作，为了改变这种状况，老一辈的科学家和工程技术人员做出了不懈的努力，2003年以唐孝威院士为首的11名院士和15名教授给吴仪总理写信要求成立医学物理学科；2004年在北京召开的第221次香山科学会议专门讨论我国“医学物理发展问题”[3]。到目前为止，北京大学、武汉大学及在核技术及应用学科下建立了一套涵盖医学物理主流内容的学科体系，形成了一套完整的课程和教材，形成了“产学研、理工医”相结合的发展模式，培养了一批合格的硕士和博士。与此同时，苏州大学、重庆医科大学、南京航空航天大学、南方医科大学等学校都曾尝试着培养我国医学物理人才，但目前各校有各校的特点，有的在核物理下培养、有的在放射医学下培养、还有的在生物医学工程下培养，没有一套统一的培养模式。

2本科阶段医学物理人才培养模式初探

泰山医学院放射学院于1985年开始创办医学影像学专业，1998年开始招收医学影像学硕士，其中医学影像技术方向是目前国内唯一的硕士研究生培养单位，医学影像学专业为山东省教育厅普通高等学校教学内容和课程体系改革试点专业，山东省特色专业、国家高等学校特色专业建设点、山东省成人教育品牌专业，影像技术实验室是山东省省级教学示范中心，影像医学与核医学是山东省重点学科；1989年开始举办医用电子仪器与维护专科专业，2001年开始招收与此专业相对应的生物医学工程本科专业。目前生物医学工程专业为山东省特色专业。在这一背景下，从2005年开始尝试培养医学物理学本科人才，探索我国培养医学物理人才的新模式。

2.1加强“双师型”[4]教师队伍建设，实现知识结构双向融合

我们学院培养的医学物理师的职责是与临床医生配合，工作在肿瘤放射治疗领域，从事临床诊断和治疗的物理和技术工作，特别是诊疗新技术的开发和应用、质量保证和质量控制、以及保健物理和辐射防护等方面起着极其重要作用。医学物理师的职责决定了医学物理人才培养的师资类型、师资结构的要求与传统本科有所不同，他需要较高比例的具有讲师、副教授、教授资格，同时又具备工程师（主管技师）、高级工程师、教授高级工程师资格、有丰富临床实践工作经验的“双师型”教师。我们的设想和做法是：首先加大政策扶持和资金投入力度，努力建设一支综合素质高、实践能力强、专兼结合的师资队伍；其次，学校面向三甲医院及放疗设备生产企业聘请具有较强理论功底和实践能力的高级技术人员作为兼职教师、实习实训指导教师；第三，鼓励年轻老师到三甲医院的放疗科及放疗设备生产企业做“访问学者”，通过现场实践提高他们的素质和业务水平，真正使学生接受“双师型”教师的业务水平。通过这些方式，以期提高授课教师的业务水平，建设一支高水平的师资队伍。

2.2以实践教学为核心，实施“3+1”[5]教学模式，培养高素质人才

因学科专业目录里面没有医学物理专业，所以我院医学物理人才培养的专业为应用物理学专业（医学物理学方向），四年制，授予理学学士学位。在我国应用物理学专业培养模式一般实行“3.5+0.5”的培养模式，即三年半学习加上半年实习。在开办此专业初我们也是实行此种培养模式。经过2005级学生的毕业实践，发现在医院半年实习时间太短，学生还没有完全进入角色，实习期就快要结束了，而且学生在进入实习点时，各大医院上一年的要人计划已经基本结束，导致学生实践能力偏弱，实习医院层次不高，不利于学生就业。从2006级开始我们通过调整课程设置，修改培养方案逐步试行“3+1”培养模式，即改革原有的教学模式，优化课程设置，逐步试行三年在校学习，一年在外实习的培养模式，在校学习期间通过加大实验课所占比例及利用假期见习等方式增强学生的实践动手能力。目前从2006级学生就业情况及医院评价来看收到了良好的效果。#p#分页标题#e#