生物医学工程优势范文
时间：2023-12-20 17:40:49
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生物医学工程产业是目前全球发展最快、贸易往来最活跃的产业之一。20世纪80年代以来，全球生物医学工程产业（医疗器械）销售额年增长率一直保持在水平。BME产品的国际贸易额每年以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。
2.我国生物医学工程产业现状
随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及生物医学工程学科的兴起，我国BME工业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依然非常明显，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产品需求量又相当大。所以，发展中国的生物医学工程产业，改革中国的生物医学工程高等教育，已经刻不容缓。
3.生物医学工程产业化与生物医学工程学科教育
工程学突飞发展的今天，生命科学也在迅猛发展，尤其是近年来迅速兴起的生物技术给BME以极大的推动。生物医学工程作为典型的交叉、融合、边缘性的学科，其含义更深更广：不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合，也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合；不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合，而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合。正是由于上述诸学科的相互结合和渗透，BME的研究已经深入到分子医学水平。
可以说有多少理工科分支，就会有多少BME领域，这种多学科的交叉融合涉及到几乎所有的理工学科和所有的生物学和医学分支，没有那一个学者、那一个科研结构可以涉足其全部。而且，BME所指的学科交叉，不是生物医学同那一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。随着科学的进一步发展，各类学科都有了迅猛的发展，不断有新技术出现，而且专业基础也在变化，这些发展变化给生物医学工程学带来了新的挑战。我们有必要站在新的高度对生物医学工程学科和教育的一些问题做进一步的探讨和思考。
4.对我国生物医学工程高等教育思考
我国已有的BME专业大致可以分为两类：一类是理工科大学的BME专业，另一类是医学院校的BME专业。理工科大学的BME专业侧重点在于工科，以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标，而医学院校的BME专业则培养能将工程技术与医学密切结合，能为医疗和医学研究部门进行工程技术服务，能从事医院医疗仪器设备的管理与质量保证工作的高级医学工程技术人员为主要培养目标。
生物医学工程学科在我国仅设一级学科，不设二级学科。我国生物医学工程高等教育始于20世纪70年代后期，20多年来，我国生物医学工程学科研究和高等教育已经取得了相当可观的进步，但从总体水平上看，与国外相比仍有相当大的差距。与我国国情和经济发展的需要很不适应，BME专业毕业生的社会需求缺口较大。
4.1 我国生物医学工程高等教育存在的问题
我国生物医学工程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生物医学工程学科，对材料技术型生物医学工程学科、生物技术型生物医学工程学科和医疗器械型生物医学工程等学科几乎没有涉足。
专业设置偏、少目前的生物医学工程本科教育的专业设置面比较集中在信息技术型生物医学工程专业，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；各院校的研究生培养（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。
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，医学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，为生物医学工程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。
专业层次不合理目前我国举办生物医学工程专业教育的各高校，生物医学工程高等教育基本执行以本科教育为主体积极发展研究生教育的方针。然而，由于生物医学工程学科自身的特殊性和学科自身的高度交叉、融合的特点，可以设想，四年制的本科教育又怎能实现真正意义上的医工的交叉融合呢？生物医学工程研究是其产业化的基础，而研究必须通过产业化才能实现为医学服务的目的，但是当前办有生物医学工程专业的大学，很多在基础研究方面并不具备实力，所以对于本科教育而言，其研究和产业化的任务也很难实现。
4.2 我国生物医学工程高等教育改革思考
学科发展与专业设置在欧美一些发达国家，无论本科和研究生教育的学科发展、专业设置以及培养目标都以社会需求为导向，紧密结合生产和科技发展变化的需要，及时调整学科发展方向和专业设置内容。在我国开设生物医学工程专业经验比较成熟的大学往往存在着偏重于理科或医科的现象，没有体现出生物医学工程多学科交叉的特点。所以我国的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。美国生物医学工程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+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教育工作，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牢牢记住的关键点。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生物医学工程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。
积极扩大研究生教育，控制本科生招生数量 目前的生物医学工程本科教育的专业设置主要集中在信息技术型生物医学工程，然而依据生物医学大市场的发展状况来看，虽然信息技术型生物医学工程已经在我国形成规模，但其就业市场还是相对较小，另一方面，由于学校几乎没有针对生物医学工程产业化过程的知识能力进行培养教育，学生个人很难把生物医学工程技术从教室或实验室直接向市场和产业转化。所以，生物医学工程教育的发展应该积极扩大研究生教育，控制本科生招生数量和规模，学制可以考虑为五年，限制或减少专科层次以下的学生在校人数，生物医学工程本科教育的重心应该是为研究生教育打好理工科、生物学和医学基础。
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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。
2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。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。
3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。
4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。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。
5结语
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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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关键词：工科院校;生物医学工程专业;生物实践教学;教学改革
中图分类号：G6421 423;Q 95-33 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）07-0075-02
生物医学工程（Biology Medical Engineering，BMI）是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的，其主要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，多学科的高度综合交叉是生物医学工程的特点[1]。自上世纪70年代末以来，国内许多医学院校、综合性大学、理工科大学及相关科研机构都设立了生物医学工程专业，涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向，课程设置主要包括工程类课程和医学类课程，旨在培养具有各方面能力的复合型人才[2]。
在生物医学工程专业的培养体系中，实践教学是培养大学生的创新意识、创新思维和创新精神、提高整体教学质量的根本保证和有效途径[3]。南京邮电大学生物医学工程专业是在学校原来的信号与信息处理等优势学科的支撑下发展起来的，因此在医学信号处理、医学图像处理、生物传感和生物信息学等领域积累了雄厚的师资和科研力量，上述领域的实践教学体系完善、教学平备。比较而言，学校在生物医学领域的教学和科研上相对薄弱，特别是在生物医学方面的实践教学有明显的不足，存在着师资力量缺乏、教学平台薄弱、课时有限等问题。针对上述问题，我们从师资队伍建设、资源优化配置、教学内容改革和教学方式更新等方面入手，对生物医学工程专业的生物学实践教学提出一系列改革措施，取得一定的效果。
一、生物学实践教学存在的问题
南京邮电大学是传统的工科院校，信息学科是学校的办学特色。在工学为主体，以及“大信息”的背景下，学校的通信、电子、图像和计算机等学科的科研氛围浓厚、师资力量较强，相关课程的教学体系成熟、教学特点鲜明。上述相关学科的实践教学已经构建了包括课内实验、专题实验、综合训练和生产实习一系列完善的实践教学体系结构。但随着我国生物医学工程学科建设工作的开展，以及生物医学领域研究和应用的快速发展，迫切的需要将更多的生物医学知识融入到工程学知识中。为了扩展生物医学工程专业学生在生物医学领域的知识，激发学生的学习兴趣，在生物学教学方面，我校目前开设了几门生物学领域的课程，包括现代生物学、定量生理学和解剖生理学等。
由于学校在生物医学相关学科的科研和教学缺乏基础，因此这些课程的师资力量较为缺乏，实验教学平台也比较薄弱。此外，生物医学课程多属于理论加上实验的课程，要求课时较多。以解剖与生理为例，理论课要讲51个学时，实验课也需要51个学时[4，5]。但我校生物医学工程专业大纲，对解剖与生理课程只设置了36个学时的理论课以及4个学时的实验课。因此，在这些课程的理论课教学上，需要大幅的调整以适应本专业学生的培养要求[4，5]。在实验教学上，由于课时的限制，大多为演示实验或参观，学生缺乏动手实践机会[6]。
笔者在调研学生对解剖与生理课程兴趣、期望和要求时，有68.1%的同学表示对这门课程感兴趣或非常感兴趣（表1），并且有30%的同学希望能有动手实践的机会（表2）。但我校目前现有的师资力量、实验教学平台和课时设置都不能满足学生的这一要求，因此，必须采取有效的改进措施提高教学平水，满足学生的学习要求。
二、生物医学实验教学改进办法
1.培养专任教师队伍。为了提高我校生物医学领域的教学和科研水平，近几年来，已引进多个生物医学相关专业的博士和高级人才，构建了一个高学历的教师队伍。教师的专业和研究方向包括了分子生物学、蛋白质工程以及纳米材料毒理等，这些教师的专业背景和知识体系完全满足了现有的生物课程教学和实验教学的需要。
2.完善实验教学条件。为了提高实验教学水平，同时为了满足学校科研项目发展的需要，我校已于近几年建设完成了生物医学实验室。实验室的建设目标是建立一个以生物技术为核心，结合医学诊断以及生物信息处理的多层次性和综合性实验基地，使学生系统化地学习和掌握全面的生命科学综合实验技能，以培养生物医学工程领域创新性人才，同时为生物医学工程专业的师生提供一个高水平的细胞、分子生物学实验研究平台，以加强不同学科间的合作交流，做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物学、细胞生物学操作平台和蛋白结构测试和信息处理的表征平台。在此平台上，我们为学生设立了核酸分离和检测，核黄素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指标测定等一系列的实验。让学生走进实验室，观看并亲自动手操作，极大激发了学生的对生物学课程的学习兴趣。
3.改革实验教学内容和方法。除了加强教师队伍和实验平台的建设，我们还通过多种教学方法和途径改革实验教学内容。针对生物类课程实验课时不足的问题，许多教师针对生物领域的热点方向开设了一系列的开放实验项目，通过开放性实验，让学生走进实验室和动物房，让学生跟着老师学习一些基本的生物学实验以及动物实验的操作技能和方法[7-9]。
在教学中，教师积极鼓励对生物医学相关实验有兴趣并且有能力的本科生申报创新项目，鼓励教师和学生并将毕业设计与创新项目相结合，以教师的科研项目为载体，让学生在实践中创新[10]。实践以学生为主体，让学生独立查阅中外文献，了解项目最新的国内外研究进展，设计实验方案，学习各种新的实验技术，掌握科学研究方法，这不仅有利于学生自主学习、解决问题的能力，培养创新思维，同时还加深例如学生对各种专业课程的理解以及对生物工程专业的认识。实践证明，上述教学方法激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力和操作能力，并培养了学生的团队精神，取得了良好的教学效果。
同时学校还积极与南京大学、南京中医药大学、江苏省中医院等单位建立合作关系，带领学生参观实验室，让学生对生物医学各领域的实验室构成、具体运作有更直观的认识。通过在大学和医院等实习基地的参观和关系，让学生充分认识到生物医学工程专业的学习目的和专业知识的应用价值。
生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科，生物学实验课对生物医学知识的学习和理解掌握领域非常重要。针对我校生物医学工程专业的生物学实验教学中存在的问题，我们开展一系列的教学改革与实践，取得了很好的效果。极大地激发了学生的学习兴趣，调动了学生的参与热情，提高学生的实践能力，并且为学生今后的工作和科研奠定了坚实的基础。希望能在此基础上，继续完善现有的生物学实验教学体系和教学方法，从而更好地促进生物学实验课程建设和发展。
参考文献：
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【关键词】医学；职业技术教育；生物医学工程
【中图分类号】R318.0-4 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）02-0316-02
基金项目：重庆市教委人文社科基金资助项目（10SKS02）
随着近20年来世界范围内高新技术的迅猛发展，职业教育在形式和数量上都有了突飞猛进的增长。基于此，联合国教科文组织（UNESCO）推出最新版本“国际教育标准分类”ISCED1997，虽然将高等职业教育仍定位于ISCED5为“第三级教育第一阶段”，但是作为“不直接通向高等研究资格证书”（not leading directly to an advanced research qualification）获得的教育层次，它将初版中分属两个不同层次的大学专科（原ISCED5）和本科（原ISCED6）以及“所有博士学位以外的研究课程”（原ISCED7中的博士前课程部分）纳入了同一层次之中，从此突破了高等职业教育（尤其是在中国）仅仅局限于专科层次的教育瓶颈，为各类职业教育建立本科乃至硕士层次的教育提供了可能[1]。与普通本科教育并行的“立交桥式”发展之路由此拉开序幕。目前我国由于临床医学、中医学、口腔医学、药学等专业要求学生掌握一定的科学技术知识以达到“能进入一个高精技术要求的专门职业”。医学本科院校在医学主干专业的人才培养定位与水平上均高于医学类高职高专院校。本文将以生物医学工程学的国内外现状为例，来探索职业教育互补于普通医学本科教育的发展之路。
1生物医学工程国内外发展现状
生物医学工程学是理、工、医相结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学领域渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理与方法，从工程学的角度，在不同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、促进健康提供新技术手段的一门综合性的高技术学科。
1.1 80年代起生物医学工程学步入新起点 50年代是生物医学工程学发展的初期，工程技术与生物医学间的交差、渗透是从临床医学开始的，其中尤以人工器官的出现，可视为现代医学的一个重大特征。在经历了60年代的早期发展和70年代以医学影像技术为代表，所标志的生物医学工程学取得突破性进展的基础上，80年代起，生物医学工程学除继续向临床领域横向扩展外，开始在向纵深方向发展方面出现新的转折。如医学影像技术中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超声诊断装置、图像文档与通讯系统等；出现了全实验室自动化系统、体外碎石机和除颤器等治疗装置以及微波、射频、激光、超声等各种治疗技术。
1.2 90年代与更多的学科交叉、融合 组织工程：是生物医学工程、细胞生物学、分子生物学、生物材料、生物技术、生物化学、生物力学，以及临床医学等学科间的不断交叉、渗透与融合，而形成的新的前沿科学。所涉及的组织有软骨、皮肤、胰腺、肝脏、肾脏、膀胱、输尿管、骨髓、神经、骨骼肌、肌键、心瓣膜、血管、肠、等，其中皮肤已有初步产品进入临床应用。我国自90年代初开始了有关的基础研究工作，并列入了国家重点基础研究发展规划（973），成为国家的重点支持项目。生物芯片：在实施人类基因组计划的推动下，DNA微探针阵列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一时间内分析大量的基因，实现生物基因信息的大规模检测。微米/纳米技术：是指量度范围分别在0.1？100微米（？m）和0.1？100纳米（nm）内的物质或结构的制造技术。其最终目标是，人们将按自己的意志直接操纵单个原子、分子或原子团（小于10nm）、分子团，制造具有特定功能的产品，包括纳米材料学、纳米电子学、纳米机械学、纳米生物学、纳米显微学等等新的高技术群。我国在大尺寸纳米氧化物材料制备方面，已成功地研制出致密度高、形态复杂、性能优越的纳米陶瓷，从而进入了国际领先行列。日本研制出的“万能医用微型机器人”，可在不损害任何人体器官的情况下，沿着血管或胃肠道行进到发病部位进行检查，医生可指令机器人取组织样品、直接释放药物、清除血栓、切断或接通神经和进行细胞操作等精细手术。家庭保健工程（Home Health Care， HHC）：美国、日本和欧洲等均已将HHC作为重要内容列人21世纪的生物医学发展战略，成为优先资助的领域之一。即将家庭保健管理系统、疾病早期预报、家庭治疗和康复仪器、家庭急救支援系统等技术和产品作为重点开发项目。我国开展HHC的研究与开发以家用治疗产品为最多。通过采用电话传输监护网的方式进行心脏监测和急救，已在我国北京、上海、天津、南京、广州等大城市相继开展起来。
1.3 生物医学工程学传统领域的发展 生物材料：自50年代出现合成高分子材料以来，生物材料取得了很大发展；如今，合成高分子材料，天然高分子材料，医用金属材料，无机生物医学材料，以及由活体材料和非活体材料构成的杂化生物材料，几乎在临床医学各个领域得到广泛的应用，并最终导致了标志着本世纪现代医学重大特征之一的人工器官的出现；在此基础上，90年代生物材料又在向着复合/杂化型、功能型和智能型的方向发展。医学影像技术：在生物医学工程学中，像X射线、超声波、磁共振、放射性核素、红外线等物理源的医学影像技术，对医学的发展起了很大的推动作用，数字化、网络化、综合化已成为目前医学影像技术的总体发展方向。生物医学工程学所涉学科尚有生物力学、医学电子学、人工器官等等。
2国内生物医学工程专业建设情况
生物医学工程专业属工科专业，具有很强的多学科交叉性和前沿性，强调数理科学、电子信息和计算机技术等理工科知识与生物医学知识的有机结合。本专业课程设置除数理化及工程基础课外，主要专业课程有：电路、信号与系统，模拟与数字电子技术，数字信号处理，生物医学传感器与检测技术，微机原理与应用，单片机在医学中的应用，生命系统分析与仿真，生物医学信号处理，生物医学仪器，医学成像技术，医学图像处理，医学超声波，工程生理学，人体解剖学，组织胚胎学，自动控制，计算机与信息系列课程等，并开设多个专业课程设计，做到教学与实验设计并重。目前国内开设生物医学工程专业的学校，一部分是医科院校，一部分是各大综合类院校。排名前十的有浙江大学、四川大学、上海交通大学、东南大学、西安交通大学、天津大学、清华大学、华中科技大学、南方医科大学、大连理工大学。而在香港大学，生物医学工程学由工程学院与医学院合办，学生将学习到有关工程和生命科学的原理，理解不同类型的先进医学工程系统之设计和运作，掌握工程技术在医学领域的应用。
3医学职业教育可以在生物医学工程专业中寻找“立交桥式”发展契机
医学职业教育类院校，应该与本科院校错位发展。以生物医学工程专业为例，应该培养计算机网络技术服务和各类大型医疗设备的操作与维护方面的专业人才；计算机网络技术包括：数字化医学中心，医学图象处理及多媒体在医学中的应用，生物信息的控制及神经网络生物医学信号检测与处理。要求学生深入掌握电子技术，计算机技术，信息处理理论医学与工程相结合的科研能力，解决生物医学领域中的科学研究，医疗仪器研制，产品开发以及大型医疗设备的操作，维修管理等问题，同时也能胜任其他领域的电子技术及计算机技术。学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识，受到电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练，具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
3.1 生物信息技术 实现生物技术和信息技术以及其他学科的有机结合，发展生物信息高通量、高效、快速的提取方法，发展疾病检测的新方法和新技术，发展研究药物与靶标作用的新方法，发展基因组数据、蛋白质组数据和结构基因组数据的计算机处理、分析和可视化方法，解析生物大分子结构和功能之间关系等，提高生物信息处理、分析和利用的水平，为我国生命科学和生物技术的源头创新奠定基础。
3.2 医学图像与医学电子学 医学图像处理和分析、计算机辅助诊断和治疗、医学物理等，以及生物、医学和工程学等领域理论和方法，并通过这些学科的交叉形成了新型学科。
3.3 生物与医学纳米技术 包括纳米生物材料、纳米生物器件研究、纳米生物技术在临床诊疗中的应用、纳米材料与器件的计算模拟。
3.4 生物与医学纳米技术 生物医用材料研究，用于人体、器官的诊断、修复、替换或增进其功能。
3.5 医学信息学及工程 应用系统分析工具这一新技术来研究医学的管理、过程控制、决策和对医学知识科学分析。
4以生物医学工程为例，探讨医学职业教育的前景
生物医学工程专业修业年限为四年或五年。授予学位是工学学士。就业前景良好，由于科学技术的发展，各类大型医疗设备的应用越来越广泛，大型医疗设备的操作、维修及管理人员是各大医院及公司急需的人才。毕业后可从事医学机构中医疗器械的维护、使用、销售和和医疗电子系统的开发与维护，辅助医生观察、诊断、治疗疾病。职称由卫生部组织统一考试评定，颁发临床医学工程技术（初级士、初级师、中级等）证书。
医学职业教育不仅要解决国家发展急需的基层卫生人才的培养问题，更重要的是要引领区域经济向先进领域拓展，提升地方行业水平。建设西部教育高地，需要在技术类专业中大胆创新，走别人没有走过或者没有走出规模的路。其重要意义体现在以下几点：①医学应用技术类专业虽然具有办学成本高、难度大等不利因素，但也具有技术含量高、可直接转化为现实生产力的巨大优势。②医学应用技术类专业走向产业化，对引领区域经济发展、拓展地方行业布局和提升地方行业水平都具有重要的现实意义。③医学应用技术类人才培育专业群的建成，将为地方输出高素质的技能型人才，同时也能提供高水平的就业岗位，有助于拉动地方经济，整体提高地方生产力。④医学应用技术类专业人才的聚集，与提高区域人才质量、推动地方经济发展进程直接相关。斯坦福大学在成立之初不被看好，但坚持将硅谷建设与学校成长联系在一起，最终成为世界名校就是例证[2]。
5结语
在国家拉动内需、教育优先的有利政策指引下，在医学职业教育领域大力发展医学应用技术专业是切实可行的。用教学做一体化培养医学技术专业人才，为地方医学应用技术产业化发展提供智力支撑，其意义也是深远的。创立医学应用技术专业基本原则是按照专业设计，分步骤解决专业基本格局，建设教学做一体化生产性实训基地，逐步提升专业办学水平和内涵质量，最终构建具有影响力的专业群。在全国众多的医学类高职高专院校中同质化办学的现象非常突出，上海医疗仪器高等专科学校涉足生物医学工程领域外，还没有一所学校开设生物医学工程的相关专业[3]。现代医疗活动是建立在庞大的医疗仪器设备的辅助诊断和治疗基础上的，急需医学工程技术的大量人才。只有大力拓展医学相关技术领域的办学，才能真正在传统医学专业之外办出既有生命力又有制高点的医学职业技术教育。
参考文献
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篇6
关键词：生物医学；测试技术；传感器
中图分类号：O6-33；G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0131-02
一、引言
面向生物医学工程专业开设《测试技术与传感器》是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容，集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等学科技术的实践性非常强的专业基础课。杭州电子科技大学生仪学院目前开设的《测试技术与传感器》课程的课程目的为系统论述测试系统及其基本特性；介绍测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用，以及传感器的发展趋势、选用原则等，它是实现测试与自动控制的重要环节，仪器专业的重要专业基础课，也是自控原理、智能仪器课程设计、虚拟仪器课程设计的基础。
二、存在问题
目前该课程的教学状况及存在的问题：（1）测试技术与传感器技术属于多学科交叉渗透课程，涉及电学、磁学、光学、化学等学科，对先修课要求较高，现有的教学内容，以教师课堂讲授为主，侧重于原理的介绍及公式的推导，学生看不见，摸不着，缺乏感性认识，容易出现枯燥、难以学好的感觉，加上很大一部分学生的学习主动性差，学习态度上不太重视，没有投入必要的精力和时间，直接影响教学效果。（2）现行传感器教材比较繁多，有的以传感器原理为主线，有的以过程参数测量为主线，但是很多教材都没有涉及新型传感器的理论知识及其应用，不利于学生拓宽知识面，不符合宽口径人才培养模式。（3）目前传感器课程的实验环节以验证性实验为主，主要使学生掌握常用传感器的使用和标定方法，以及相应传感器的测量转换电路设计。（4）课程考核方式一般是以考试为主，辅以作业、实验、考勤评价，这种考核方法很难激发学生的学习积极性和主动性，不能真实反映学生的学习能力、对知识的掌握程度及其专业应用能力。
传感课程教学方法研究大多是自动化、精密仪器专业中对该课程的教学方法研究。结合本专业优势，本文提出通过使用启发式教学、结合临床实际教学、结合多媒体等手段丰富教学方法，提高生物医学传感教学效果。这些方法对提高生物医学专业的传感教学提供了重要改进措施，对提高教学质量具有重要意义。改革和完善《测试技术与传感器》课程的教学模式，通过研究型教学，训练学生的高级思维能力和解决实际问题的操作能力，培养学生主动学习、独立学习与终身学习的能力，使学生具备一流大学本科生的素养，提高核心竞争力。
三、改革目标
1.本文拟从课堂教学模式、课程教材多样性模式、实验课教学模式等方面研究并探索出具有杭州电子科技大学生物医学特色的“测试技术与传感器”研究型教学模式，培养学生的高级思维能力、解决实际问题的操作能力、交流沟通能力，在大学学习结束后，离开校园和教师，具有继续自主学习的能力。
2.在以基本传感测试单元为框架的知识体系的基础上，收集整理基于生理学与工程应用或医学临床现象结合的传感学科交叉内容，为编写生物医学工程等工科专业适用的生物传感教材、论文等提供教学资料并制定教材理论体系框架。
四、具体措施
（一）课堂教学模式探索
1.教师课堂讲授重点为最核心的知识点，对具有迁移价值的学科基本原理进行阐述。讲授内容少而精，对重点、难点讲深讲透，引导学生多角度、深层次地理解基本原理，而对事实性知识点，则少讲或不讲；讲授内容宽而新，以学科的发展为大背景，了解课程基本原理在大学科中的定位，以及与学科最新发展的联系。
教学内容较多，面面俱到的教学难以完成教学任务，教学效果并不佳。根据传感检测特点和生物医学工程等相关专业的培养需要，设计该课程的课程体系以各传感器基本功能为主，尤其是电感、电容、电压、应变片、磁电式传感等章节作为教学重点和难点，其中的各个章节的应用与心电、脑电、肌电内容相关联，引入生物医学工程重要的研究领域――脑机交互，作为重点讲解；而光敏、气敏、热敏等章节内容相对简单，容易理解，不做重点讲解。因此，可据此分配授课时间，突出教学重点。
2.教师根据核心知识点，提出知识点总结分析归纳问题、实际应用相关问题等，由学生课程小组分别选择问题，课后参阅书本、资料，提出解决方案，并由课程小组代表发言，课堂展示并交流。
此外，在各个传感系统中识记结构部分内容琐碎难记，而生物医学工程专业对这部分内容的要求并不高，不要求掌握详细结构，在理解传感结构及工作原理的基础上，日后工作或科研中用到这部分内容时能够通过查阅参考书获得信息即可，课堂讲解突出章节纲要，对其中涉及的工程应用现象补充材料介绍。
3.课堂教学中，教师讲述研究课题开题报告基本格式及其具体实例，由学生自我提出学科感兴趣的实际问题，参阅相关资料和解决方法，模拟写作研究课题开题报告。为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在生物医学传感的教学过程中注意整理、添加与工程应用和医疗仪器的内容。比如，在讲解压电传感基础上增加相关的医疗应用讲解，如人工瓣膜、血压监测计等器件的工作原理内容；在讲解电感基础上，增加当前无创呼吸电感检测的原理等介绍，这些内容对激发学生兴趣、启发学生的创新思维具有重要作用。然而，这部分内容还比较零散，没有形成良好的体系，此外，目前还没有专门适用于生物医学工程等工科专业的生物传感生理学教材。在讲解医疗方向的应用时，要注意资料的收集、整理和系统化，不仅可以很好地服务于生物医学工程等专业的培养要求，还将对编写工科专业专用的生物医学传感教材提供课程资料和理论框架。
4.课程教材模式探索。课程教材采用开放性体系，教师围绕教学目标研读现行的先进教材的基础之上，为学生推荐至少2本以上国内外先进教材，包括英文原版教材，对应于不同核心知识点，引导学生学会知识点的寻找、分析、归纳、比较，并利用各种国内外文献网络进行最新相关进展的补充和学习。引导学生尽可能或完全避免学一门课程只读一本书的现象。
在课堂教学中，除了使用多媒体和板书进行理论教学之外，还有意识地利用网络公开课等引导学生的自主学习。在我校图书馆的视频资源中有国内外著名大学的视频公开课，利用这些强大的网络资源可以弥补课时少、课程任务重的矛盾。比如，在该课程教学中，原理介绍部分占课时较少，在对重点器件结构和系统课堂讲解的前提下，其中一些具体的设计内容布置给学生自学。除了缓解课时不足的矛盾，网络课程资源还可补充教学内容，加深学生对知识的理解。
教师发展学习平台中的相关传感课程讲述，由经验丰富的名师授课，通过网络观看可加深对理论学习的印象，还可激发学生的学习兴趣。不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，向学生示范了资料收集和获取信息的方法，提高了学生自主学习的能力。
（二）实验课教学模式探索
1.基础性实验：围绕测试技术与传感器的核心知识点，掌握传感器的基本原理及信号检测，这类实验主要属于验证性实验。
2.综合性实验：模拟生产或生活实际中的某一具体项目开展，学生可根据被测对象的不同选择各自合适的传感器，实验室配备电压表、电流表、指示灯、蜂鸣器、计数器等设备，用于学生自行完成线路的连接，也可根据学生的具体情况拓展知识点，综合性实验可在做的过程中让学生将学到的理论知识贯穿起来，整个项目采用3～4人为一小组的团队形式，以学生为主体，教师可适时地进行引导，循序渐进地实施项目，完成知识、技能和相关能力的学习。
3.提高性实验：对于提高阶段，我们将尝试结合虚拟仪器实验平台，虚拟仪器技术是仪器智能化发展的一个重要方向。我们增设实验内容要求学生采用软件LABVIEW或VB、VC等作为开发工具，设计直观友好的用户交互界面。如有可能还可根据检测分析的结果产生相应的输出控制信号。
4.除了实验教学，在与医疗仪器相关的脑机交互研究方面还可成立大学生科研活动小组，开展多种课外科技活动。其中申请者是该科研活动小组的指导教师之一。结合该课程的教学改革，拟吸收对生物医学方向感兴趣的同学加入，主要以观摩实验和学习实验方法为主，在活动参与中激发学生专业兴趣、促进专业学习。
五、总结
本文针对面向生物医学工程专业开设的《测试技术与传感器》课程当前存在的问题，结合生物医学专业学科交叉特色，提出了相应的改革目标和措施，使学生能自主使用各种通用传感和专用医疗仪器平台，灵活选择信号分析方法，加强对仪器平台分析的能力和对结果的理性认识，发挥该课程的实践性优势。通过施行开放式的《测试技术与传感器》课程教学模式改革，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，培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型的“医工结合”型储备人才。
参考文献：
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科研与教学的互动是高校的重要特征，是提高人才培养质量的重要手段。针对当前高校科教融合中所存在的问题以及生物医学工程学科背景与特色，桂林电子科技大学依托生物医学工程领域的优势科研资源，凝聚老师与学生的科教相融的共识，将老师的科学研究与本科教学过程、学生第二课堂紧密结合，培养学生的专业实践能力，探索并实施科教融合的应用型生物医学工程人才培养模式，取得了良好的成效。
关键词：
生物医学工程；科教融合；人才培养模式
全面提高教育教学质量，必须不断拓展人才培养资源与渠道，将多方面的办学优势转化为人才培养的优势。人才培养与科学研究是高校的主要职能，实现两者的有机融合，对于提高人才培养质量具有重要的意义[1，2]。科教融合是指科学研究与教书育人有机地结合，充分发挥高校科学研究的优势培育高素质专业人才。生物医学工程是一门理、工、医高度融合与交叉的学科，应用型生物医学工程专业主要培养具有扎实的生物医学、电子技术理论基础以及医学与电子信息相结合的工程技术能力，能在医疗器械、医疗卫生等相关行业从事工程技术开发、服务、管理和教育等工作的应用型人才[3]。全面推进科教融合，可以有效地培养生物医学工程本科生的创新能力和动手实践能力，进而提高其专业基本能力与素质。但在高校人才培养过程中，科学研究与人才培养往往没有得到很好地结合，主要表现在三个方面。一是学校重视科研而轻视教学，提升高校科学研究能力与水平，学校可以获得更多地经费、吸引大量地生源、获得更高的声誉。同时，在教师职称评定、岗位聘任、年终考核，甚至资源分配的过程中，以承担科研项目的数量、的情况等作为考察重点，而授课内容、课时量甚至教学方式和效果仅仅作为参考方面不起决定性作用。二是老师往往重视科研、忽视教学工作。部分老师教学热情不够，为教学而教学，没有站在人才培养的高度去教学，由于科研任务繁重，占据了大师的工作时间，在教学上面所花的时间与精力相对较少。三是本科生参与科研项目的机会相对较少[4]。一方面大学期间学生的课程学习压力比较大，很难有地时间参与专业方面的科学研究；另一方面本科期间在专业知识的掌握程度还不高，基础还不扎实，在老师的科研项目中所起到的作用甚少，老师更希望研究生来参与科研项目。针对当前高校科教融合所存在的普遍的问题以及生物医学工程学科背景与特色，我校生命与环境科学学院利用广西生物医学工程重点学科、八桂学者岗位、广西工程技术研究中心等生物医学工程专业相关的优势学科研究平台，以及以国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目等主要的重大科研项目和以广西八桂学者为带头人的高端师资队伍为主的科学研究资源，积极制订相关措施与政策，将学科平台和科研资源带入到人才培养过程中去，切实提高人才培养质量。
一、定期举办以科教融合为主题的讨论活动，凝聚专业老师与学生的共识
科教融合，思想先行。不仅要让专业老师认识到科教融合的重要性，更要让学生在思想上认识到科教融合是提升学生专业实践能力，提高人才培养质量的重要途径。因为学生是科教融合的主体，只有学生愿意参与，老师愿意参与指导，才可能实质性地提高人才培养质量。学院定期举办学院层面的专题讨论，围绕科研服务本科教学的模式与途径这一主题展开讨论，甚至将一些典型案例在会上进行分享。在讨论会上，除了专业老师参与外，学生代表也应出席，通过老师与学生面对面的交流，可以逐步凝聚大家对科教融合模式的共识，还可以让老师与学生进行相互地了解，为更好地贯彻科教融合专业实践活动奠定基础。科教融合对于老师与学生双方面都是受益的。一方面，科教融合可以让学生接受到最新的前沿专业知识，既可以培养学生创新能力和专业实践能力，还可以培养学生的社会适应能力，可以成为课堂教学的有效或者不可或缺的补充。另一方面，学生的思维方式比较活跃，跳跃性较强，老师可以在与学生的交流过程中获得新的科研思路。科教融合的实施不仅是提高人才培养质量的有效途径，更是推动“大众创业、万众创新”的重要举措和动力源泉。
二、将老师科研成果引入理论与实践教学，实现科学研究与教学过程的有机融合
课堂教学是实施专业教育的主要阵地，是教师给学生传授知识和技能的全过程。要求任课老师在课程教学内容上进行改革，结合自身的科学研究实施课堂教学和专业教育，既可以提高学生的学习兴趣，同时增强的课堂教学效果[5]。我校生物医学工程专业定位于培养生物医学电子仪器行业的工程应用型人才，在课程教学内容上要求老师围绕这一核心安排教学内容。在教学计划的制定和实施中，结合老师的科学研究，充分体现解决医疗器械产业关键工程技术问题能力的培养要求，在课程体系设计、教学活动组织、教学方式的探索、学生成绩的考核等方面，增加科教融合方面的内容。比如在有限的课时内，改革了生物医学工程专业基础课《算法与数据结构》的授课内容，增加与生物医学仪器研制直接相关的算法方面的知识点，如插值、拟合等，在课程教学过程中结合老师在生物医学信息检测方面的科学研究组织教学内容。又比如在《传感器原理》、《医学仪器原理》等专业课程的教学中，要求老师有一定的科学研究的经历，并在医学仪器的研究中取得了一定的科学研究成果。改革实验课堂教学和课程设计的组织形式，要求教师在教材的编写与选择、教学内容与方法、作业布置与评改等环节与领域贯彻工程实践能力培养要求，注重理论与实际的紧密结合，特别鼓励专业老师结合科学研究中的关键技术问题设计实验项目，在实践教学环节培养学生的科学素养。
三、让学生参与科研项目研究，实现科学研究与学生第二课堂的有效融合
第二课堂的作用是培养学生专业兴趣，拓宽专业知识面，培养专业思维能力、动手能力和创新能力。第二课堂的开展必须遵循适应性、创新性和主体性原则，即第二课堂应当与大学生的专业培养目标相适应，要以提高人才培养质量为目标，同时应注重培养学生的创新性，过程应有一定的挑战性。老师的科学研究与学生的第二课堂活动有效融合，对于提升学生专业工程实践能力具有重要的意义[6]。它既体现了“教师主导，学生主体”的指导思想，也由于科研项目本身具有一定的创新性，学生实质性地参与老师科研项目的过程具有一定的挑战性，对于培养学生创新能力和专业素养具有重大地促进作用。我校生物医学工程专业的第二课堂活动的开展主要是围绕学生参与生物医学传感与仪器、生物医学信息处理等方面科研项目的研究。第一，定期向学生公开教师科研课题，让学生选择参加老师科研项目。要求老师认真指导学生专业科技活动，让学生实质参与。要求大学一、二年级的学生以阅读文献、参与学术讨论等方式参与课题，大三和大四学生可以参与科学实验、数据分析等项目研究过程。第二，鼓励老师从科研项目中凝练大学生创新项目由学生承担，除了承担国家级和广西自治区级大学生创新项目外，学院还设立专项经费，定期支持一批院级大学生创新项目，并明确鼓励学生结合指导老师承担的科研课题的研究内容组织申报。第三，鼓励老师从科研项目中根据毕业设计的要求，拟定毕业设计题目，供学生承担。在2015届本科毕业设计题目中，有超过50%的题目与老师的科研项目有关，还有20%左右的题目与学生承担的大学生创新项目有关。第四，积极组织学生参加学校组织的科协协同育人计划项目。依据我校《科教协同育人计划项目管理办法》的规定，学生参与老师主持的科研项目，完成一定的科研工作，通过学校的考核后可以替代部分课程设计、实习甚至毕业设计的学分。一方面大大地激发了学生参与科研项目的兴趣，另一方面由于需要完成一定的科研任务才能获得相应的学分，这给了学生一定的责任与任务，同时也可以协助老师完成科研项目的研究。第五，依托生物医学电子领域的企业和大型医院建立完善的专业实习实践基地，为学生提供更多地来自于生产实际的科研资源，依托合作企业或医院的专业技术人才，建立指导学生科学研究的专业师资队伍。加强校企医合作，充分利用企业和医院的资源培养学生的专业工程实践能力，派出学生到企业或者医院通过实习、做毕业设计等方式实质性参与专业领域的科学研究。
四、扩大学科科研平台的开放，实现科学研究与人才培养过程的无缝对接
对于生物医学工程这一工科专业来说，实验室既是实验教学的重要阵地，也是培养工程实践创新人才的基础平台。学科科研平台面向本科生开放，建立健全实验室开放机制，切实增加学生专业工程实践的机会，是实施科教融合过程，保障科教融合效果的重要手段[7]。学院立足专业办学实际情况，加强实验平台硬件保障，构建实践教学共享平台，出台了《实验室开放的管理办法》，完善了学院的实验室管理制度，规范了本科生进入实验室的管理，既为学生进入实验室从事专业实践活动提供了方便，也加强了学生的安全责任意识以及实验室的有序管理。经过近几年的实践，已经构建并形成了符合学院学科专业特点的学生进实验室模式与制度。在周末、在晚上都会有学生在实验室进行实验。专业老师经常在实验里直接指导学生参与专业实践活动。总之，通过近几年鼓励生物医学工程专业学生融入老师的科研项目研究活动中，取得得了良好的成效，提升了学生的专业实践能力。学生参与科研项目研究的积极性得到了大大地提高，直接参与老师科研项目的比例达到了30%以上，还有大约40%的学生通过大学生创新项目、毕业设计的形式参与了科学研究。学生在科学研究的过程中取得了良好的研究成果，近3年，本科生发表科研论文30余篇，申请各类专利15件，获得各类科技竞赛奖励20余人次，而且这些本科生研究成果在逐年提高。
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关键词 生物医学工程；创新人才；实验平台
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：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
生物医学工程是一门新兴发展起来的交叉学科，为人类的健康做出了重要的贡献，培养能够迎接未来挑战的高素质的生物医学工程专业创新人才至关重要[1]。因此，生物医学工程专业以培养方向为引领，改革教学方式、课程结构、实践方法，培育顺应社会发展的、具备创新能力的应用型创新人才，是高等医学院校教育者需要重点研究的课题。
2 打破传统知识桎梏，注重学生创新思维方式的锻炼与培养
创造力是人类知识结构的最高表现形式，除智力这个重要组成因素，还包括独立的个性、广泛的兴趣、好奇心、自信心、坚韧的意志力、灵活的思维等。因此，只有在锻炼学生的逻辑思维的同时加强锻炼非逻辑思维，才能激发学生的创造力与创新精神。学生只有具备很强的非逻辑思维，才能突破思维定式，积极探索看似不相关的事物之间可能存在的内在关联。这样就有希望打破常规，发现那些别人无法想到的新事物和新规律，进而大胆地提出自己的新想法和新发现。
智力水平、学习动机是决定学生是否能做出创新成果的重要诱因，但并不是决定性的。非逻辑思维通常决定一个人能否做出创新成果，一些人智商高并且有较高创新欲望，但一直也没有创新成果，主要原因在于他们在非逻辑思维能力方面还比较欠缺。爱因斯坦在创造活动中更加相信直觉与灵感，他觉得一个人的超强想象力比具备丰富的知识更为关键。所以，创新能力培养的目标也因此发生本质变化，既要让学生学会发现问题、解决问题，又要锻炼学生遇到问题的思考方式和研究方法，特别是有效地锻炼他们的非逻辑思维。
3 优化课程教学模式，加强具有综合能力的应用型人才培育
课程是院校依据教育大纲所制定的教学内容，课程教学结构的优与劣，直接决定了综合素质人才的培养效果[2]。生物医学工程作为一门交叉学科，既要有明确定位并与其他学科有所区别，又要加大与其他学科彼此的渗透与融合，以生物医学工程专业自身的特点为核心，拟定合理的培训目标，构建生物医学工程专业的特色专业体系，促使学生更好地发挥自身的优势与专长，为成为应用型、创新型专业人才做好充分准备。
为此，首要的是要压缩课堂教学的学时，给学生的个性发展留下足够的时间与空间，将学生置于创新活动的主导地位，鼓励他们按照兴趣与爱好学习，突破传统的教学方式，建立新的教与学的方式，引导启发他们主动学习和探索学习。在校内放宽转换专业的限制，让学生充分发挥自己的特长，允许学生跨学科、跨院（系）甚至跨校选课、辅修，攻读双学位。在建设生物医学工程课程体系时，要在充分调研论证的基础上，充分了解用人单位的人才需求，既要有一定的专业深度，也要有一定的专业广度，避免专业知识的职业化倾向。对学生适当加强人文学科知识的熏陶，增加一定量的文科类选修课，大力强化他们的文化素质，以改变过去存在的过弱的人文陶冶问题，充分锻炼学生的直觉思维和想象力。
对于生物医学工程的实验课，应尽量减少验证性的简单实验，增加一些较新的有创造性的实验，以利于培养学生的动手能力和一定的科研意识和创新能力。优化教学内容应注意拓宽专业基础课，淡化专业方向，减少重复内容，追求课程的独立性和完整性。
4 转变教学方法手段，强化学生的创造力和综合素质
当前，教育活动依然主要采取课堂教学的方式，是学生获取知识、提高综合能力的重要环节，教师的教学方式、方法和教学水平的好坏，主要由课堂教学效果来衡量。充分利用课堂教学有限的时间，启发学生掌握创新性学习和高效率获取新知识的方法是核心内容。但是，部分教学工作者认为课堂教学只是知识的传递过程，而忽略了营造以学生为核心的学习气氛。教师应该探索互动交流式的教学模式，将创新思维融入课堂教学中，学生不仅将知识继承，而且要在创新思维下将它们发扬光大。
采用讨论式、启发式、研究式的教学方式，将培养能力素质与传授知识方法相互结合起来。在课堂教学过程中，教师应该压缩理论授课时间，改变满堂灌的教学方法，多给学生一些自由发挥、自由探索的时间，这样对学生创新能力的培养是非常有益的。在课堂教学中，多采取引导式、互动式授课模式，让学生能够自由探索理论前沿，不断激发他们的创新意识。选择前沿的领域为学生设定研究的课题，发动学生利用所学的知识来分析和解决问题，进而使自己的创新意识和思维得到锻炼。在课堂授课活动中，教师与学生通过互动、交流来激发创新的火花。
5 加强社会实践教育，注重实践环节的创新能力培养和锻炼
创新实践与解决问题有着密不可分的联系，解决问题为创新实践提供基础，但不是所有的解决问题的过程都有创新的因素，而创新实践的过程一定能够解决一些问题。所以，既要加强实践知识的传授，又要加强实践环节的锻炼，尤其是对生物医学工程专业学生创新思维的锻炼起到十分重要的作用。
学生的创新精神与创造能力要靠大量的课外活动和社会实践去培养，从课堂获取的创造能力是远远不够的。因此应进行教学模式改革，侧重点放在实践教学上，提高学生动手能力，一方面通过实验将学习与研究、理论与实践结合起来，在实践中锤炼学生的科研能力和创新能力；另一方面通过实践锻炼、毕业设计和各类竞赛，培养学生创造力和实际动手能力。
实验平台是生物医学工程专业培养应用型技术人才的主要环境条件，是进行实践和探索的主要场所[3]。在实验课的课堂教学中，要引导并启发学生用心仔细地观察周围事物。细心的观察决定了开展创造的可能性，科学上的创新大都源于仔细地观察与发现。因此，教师要有意识培养学生仔细观察的能力，同时要倡导学生有目的地锻炼发现问题、解决问题的能力。创新实验要与理论教学相结合，在实验教学过程中要让学生在理论的指引下有所尝试、有所触动、有所发现。
通过实践锻炼、各类竞赛使学生将所学理论与实践锻炼相融合渗透，培养学生创新能力和科学的思维方式与方法。在企业实习的教学实践活动中，改变以往传统的教学理念，在生产实践中锻炼学生的发散思维和求知欲望，让学生互相学习、互相讨论，使学生克服单一的、片面的思维方式，扩展和增强他们的优化思维和创新思维，从而使他们具备勇于创新思考、善于突破常规的能力。毕业设计和各类竞赛的选题多数来自工程实际，在教师的指导下，让学生以“生物医学工程师”的身份去完成从课题的调研、设计、制作到调试以及修改处理的全过程，充分体验“生物医学工程师”应该具有什么样的知识和能力，使他们对“工程能力”的认识产生升华，以最终达到从训练到提高的目的。尽管有了校内实践教学基地，但组织学生到真实的工程环境进行校外实习仍是非常必要的，在工程环境中学生可以感受工程运作过程，明确自己的努力方向，同时参与解决实际工程技术问题是校内实习无法代替的。
6 结语
生物医学工程作为一门新兴的交叉学科，对创新人才培养也提出更高的要求，传统的创新教学模式已经无法满足创新人才的培养需求，需要结合高校自身特点，探索新的途径和方法，构建具有特色的创新人才培养策略。
参考文献
[1]张桂荣，王敏，李剑红.研究生创新人格培育路径探析[J].中国农业教育，2013（4）：46-48.
篇9
关键词：生物医学图像编程实现技术；双语；教学改革
作者简介：杨春兰（1980-），女，河北石家庄人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，副教授；吴水才（1964-），男，江西九江人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，教授。（北京 100124）
基金项目：本文系北京工业大学2013年度研究生课程建设项目（项目编号：015000542513528）、北京工业大学教育教学研究项目（项目编号：ER2013B21）的研究成果。
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0105-02
“生物医学图像编程实现技术”是生物医学工程专业研究生的选修课。该课程的主要内容是分别利用Visual C++和ITK两种编程工具实现常见生物医学图像的读写、点运算、配准、分割等涉及医学图像分析基本问题的程序编制。本课程共32学时，包括7个章节：常用医学图像处理软件编程环境介绍；生物医学图像的类型及其数据表达；各种医学图像的读写方法和显示；生物医学图像处理类库的实现；医学图像配准；医学图像分割；基于医学图像的统计分析。
本课程教学方式主要采用课堂讲授和学生上机讨论同步结合的形式。教学思路围绕利用VC等编程工具实现图像处理程序的编写展开：以ITK学习作为算法理论指导的基础和主线，在学生理解具体算法的核心内容后，再利用VC完成算法的实现，进而使学生掌握VC进行生物医学图像处理的编程技巧。在课堂教学中充分发挥学生的积极性，鼓励创新思路和团队合作。本课程目前主要选用与ITK和VC图像处理紧密相关的指导书和参考书，以及笔者编写的教学讲义。
针对该课程教学内容中ITK和VC均采用英文开发平台的特点，目前英文多媒体课件已达教学内容总量的2/3以上。笔者多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，近年来查阅并收集了大量英文文献。在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。此外，教学中采用英文ITK编程指导书作为程序编写的基本算法理论参考。程序设计中，示例程序英文注释占到1/2以上篇幅。鉴于目前的教学现状， 拟将该课程建设为双语课程。
一、双语教学改革的必要性
“生物医学图像编程实现技术”作为生物医学工程专业硕士生的专业选修课，目的是使学生学会利用VC和ITK等编程工具完成生物医学图像处理的程序设计和相关科研任务。目前Microsoft Visual C++6.0开发平台和ITK开发平台均为英语环境，ITK学习资料和网站亦均使用英语，因此，掌握VC和ITK程序设计中的常见专业术语，具备阅读并编写英文注释的程序代码能力是教学中的一个重要目标。前几轮教学中主要存在以下问题：
第一，学生本科阶段专业背景和英文水平存在差异，在学习以英文为主的教学内容时存在一定困难。北京工业大学（以下简称“我校”）生物医学工程专业研究生大多来自其他各地方院校，很多学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，编程水平亟待提高。目前生物医学工程专业开设的研究生课程中，“医学图像处理”仅从基础理论方面论述了生物医学图像处理的内容、模式和发展趋势，学生缺乏利用计算机编程工具实现图像处理算法的技术入门和指导。本课程目前主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料。ITK指导书和相关学习资料为全英文编写，通常程序开发者使用的VC6.0开发平台为英文版，帮助查询信息也为英文，在一定程度上增加了学生学习编程技术的难度。双语教学的开展成为解决该问题的重要途径。
第二，已有经试用一定时期、教学效果良好的上机指导讲义，但尚无与英文学习资料配套的双语教学讲义。生物医学图像处理的基本概念和相关算法是本课程的理论基础，利用ITK和VC进行编程是学生学习本课程应掌握的基本技能。鉴于在课堂教学中，理论讲授仍是主要教学手段，笔者围绕使用ITK和VC图像编程两条主线来安排课堂教学，精选出能够提高生命科学与生物工程学院（以下简称“我院”）研究生科研水平的课程内容。
目前的课堂教学主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料，尚无可供使用的正式出版教材。基于前期该课程教学改革建设，笔者编写了该课程的上机编程指导讲义，教学中已试用3轮，学生普遍反映对其学习很有帮助，取得了较好的实验教学效果。然而，单独一本上机指导书或者几本相关参考书无法满足教学中的实际要求。此外，目前编写的上机指导书中缺少英文专业术语，而在实际教学中应当注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用，提高其科研能力。因此，教学中亟需使用将基础理论内容与上机操作有效紧密结合的双语教学讲义，使课堂教学中学习资料与上机指导书内容相对应，从而使教学内容系统化，能够同时满足学生理论学习和上机操作的实际需要。
第三，学生自主学习内容来源均为英文资料，尚需教师做中英对照指导。培养学生的创新意识和动手实践能力是研究生教学的基本指导思想。计算机程序设计类课程需要足够的上机操作练习和课后自主学习来巩固学习成效。只强调课堂讲授往往使学生的思路受到限制，不能达到同步跟随讲解掌握编程要点和调试技巧的目的。笔者鼓励学生在自学中利用互联网等现代学习工具，并结合自己在生物医学图像处理领域的科研工作，针对教学内容收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。但多数学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，且缺乏图像处理方面的先修专业知识，在自学时遇到了较多困难，需要教师对相关专业术语和概念做中英对照解释和指导。因此，课堂讲授和课后师生答疑及作业等均宜采用双语模式。
综合以上分析，本课程在教学中需组织并精选双语教学内容，并在此基础上编写与英文学习资料配套的双语课堂教学讲义，在课堂讲授等环节亦适合采用双语教学模式。双语教学是解决前述几个教学问题的必要手段，也是增强本课程教学效果的重要途径。
二、双语教学建设的具体措施
1.教学内容建设
本课程主要以利用ITK和VC两种工具进行生物医学图像处理的程序设计展开。ITK的学习相对易于掌握和理解，可作为引导和帮助学生形成编程思路和整体框架的基础部分；针对生物医学图像的特点，在ITK对应内容学习的基础上，重点使学生掌握利用VC进行各种处理算法的程序实现。由于课时数的限制，教学内容将紧密联系目前医学图像处理领域的热点问题，参照国内外常用生物医学图像编程软件的基本功能，精选有助于学生今后开展科研工作的内容，在此基础上完成教学内容的中英对照优化。
在目前使用的英文ITK学习指导书、VC图像处理参考书和自编的上机指导讲义中，对于图像文件的读写、图像滤波等内容，是交叉重合的部分，也是教学中的重点内容。因此，可依据学习资料将上述章节的教学内容重新整合，组织成中英双语对照的形式；对于无交叉的内容，如图像配准、统计分析等，以中文参考书为主导，英文指导书相关知识点为参考，通过查阅参考资料，完善该部分的中英对照内容。
2.教学方式建设
双语教学的目的是使学生能够在专业领域进行学习和应用，使外语不再成为专业学习和交流的困难和障碍。因此，双语教学不能仅仅立足于提高学生的外语水平，更应在教学中注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用。[1-3]本课程双语教学的目标必须以掌握专业知识及技能为基础，进而培养学生的动手能力和利用编程理解各种理论算法的学习能力。
基于上述教学思想，教学方式主要采取课堂教师讲授与学生同步上机操作相结合的形式。在双语教学过程中充分发挥学生使用英语学习的主动性和创新意识，鼓励团队合作完成较复杂程序的设计。[4，5]针对课堂讲授环节，以英文多媒体课件为依据，在各章节末给出专业术语的中英文对照总结。对基本理论算法采用英语讲解，重点和难点部分用汉语加以强调。
每个专题内容的教学中，首先由教师给出具体的设计任务，以ITK示例程序作为基础理论指导，利用VC演示经典程序的编写调试过程，重点强调编程中的技术要点和中英对照专业术语，并对易错点进行提示。根据设计任务，鼓励学生在实现程序的基本功能基础上，加入自己对算法的理解和功能扩展，并请学生在课堂上对程序设计思路用英语进行讲解和交流。课后程序作业要求学生在程序编写时给出各种函数功能和关键语句的英文注释。
在医学图像配准、分割专题的教学中，让学生分析查阅中英文献资料，结合自己今后的科研方向制作简单的软件实现配准、分割的常用算法。在这些专题中组织学生进行英文口头报告和学术讨论。对于功能模块较复杂的程序，让学生自由分组，注重培养学生团队协作精神和个性特长的发挥。
3.教材建设
目前该课程没有指定的正式出版教材，在实践教学中主要采用自编的上机指导讲义《上机指导说明书》，课堂教学环节中主要从ITK和VC实现图像处理两个方面为学生提供了相应的英文学习资料和参考书。
结合该课程的专业特色和注重上机操作环节的特点，在优化中英对照教学内容的基础上，编写本课程双语教学讲义。讲义内容涉及中英对照的医学图像处理相关基本概念和术语、ITK程序运行步骤及结果分析中文注释、ITK专业术语中英对照详解、VC图像编程技巧要点等。由于该课程实践性强，在编写讲义的同时，对重要的教学内容和教学难点可以制作视频讲解的VCD光盘予以辅助。
三、双语课程建设的可行性
本课程教学内容是在了解学生知识水平和专业背景的前提下，结合我院生物医学工程中心各研究室的研究方向和主要工作而安排的。针对VC开发平台和ITK教学示例程序及注解均为英语的特点，后续教学中可以做到对双语教学内容结构的进一步完善和调整，从而达到提高教学效果的目的。
尽管目前本课程尚无可供使用的正式出版教材，但已有适应学生学习水平的相关中英文参考资料和申请者编写的学生上机实验指导书和讲义，后续建设中编写与中文对照的英文讲义是完全可行的。
选修该课程的生物医学工程专业学生人数相对固定，课堂教学过程便于控制。授课对象具备良好的英语基础和专业知识，具备双语教学的接受水平和理解能力。因此可以探索更为合理的双语教学模式，从而充分发挥学生学习的积极性，培养研究生利用英语查阅文献和学习的研究能力，提高其国际交流水平。充分发挥本课程教学内容和参考资料为英文的优势，让学生在该课程的学习中对利用英语进行科研的训练得以实现。
本课程教学团队的师资力量和业务素质达到了对“生物医学图像编程实现技术”进行双语课程建设的基本要求。笔者曾赴英国华威大学参加了校青年骨干教师出国培训，口语流利，专业基础知识扎实；为生物医学工程专业本科生主讲“Visual Basic程序设计”（双语）课程，具有为该专业学生讲授计算机类课程的双语教学经验，了解该专业学生在学习计算机类课程时的知识水平和心理特点；多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，查阅并收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。
本课程隶属生物医学工程专业硕士生计算机类选修课。我院设有生物医学工程一级学科博士学位、硕士学位授权点，该学科是北京市重点建设学科。生物医学工程中心下设2个生物电子与仪器研究室，1个生物力学与仿真工程研究室。生物医学图像处理是生物医学工程领域的主要研究方向之一，上述研究室均开展了涉及生物医学图像处理的研究工作，可为本课程的实践教学环节提供科研实践训练环境；此外，产学研基地还可吸纳学生进行与图像处理相关课题的编程创新训练。我院与美国桑利尼亚州立大学签订了联合培养协议，为开展双语教学提供了有利的国际学习和交流条件。
四、展望
为推进国际化教育进程，研究生课程建设应积极做到与国际化接轨。“生物医学图像编程实现技术”以提高学生图像处理的编程水平为基本出发点，结合当前该课程的教学现状，在教学内容和教学方式等方面都有望实现双语化。通过借鉴相关计算机类课程双语教学的宝贵经验，不断进行总结，从而实现预期教学目标，切实提高研究生的实践能力和研究水平。
参考文献：
[1]曹东云.影响高校双语教学效果的学生、教师因素调查研究[J].教育探究，2010，（5）.
[2]饶岚，毛新军，宁洪.双语课程教学模式的研究与实践[J].高等教育研究学报，2010，（33）.
[3]苏晓云.地方高校双语教学课程质量保障体系的研究与实践[J].中国电力教育，2010，（19）.
篇10
关键词：生物工程；人工生命；组织工程；人工组织；人工器官
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
0 引言
从广义层面上来说人工生命即为具备有人的生命指征、功能、结构以及外在形象的人工制造系统，是人对于自然生命的一种模拟与拓展。广义上的人工生命是多门学科合并之后的产物。一般认为人工生命学科是由生物科学技术与工程科学技术所结合而产生出的一门学科。下文将主要就针对材料技术型生物医学工程与组织工程、人工生命间的相关性，以及材料技术型生物医学工程、组织工程、人工组织及器官展开具体的论述。
1 材料技术型生物医学工程
此种工程学科的主要研究目标即为各类生物材料及人工器官组织，其中就涵括了组织工程学科。在此方面研究工作中涵括有材料科学、生物科技、化学、信息技术、计算机技术、医学以及生命科学等多门学科的基础知识。
生物材料也就是对于生物体进行临床诊治以及将其受损组织器官替换下来，亦或是增强人体某一部分功能的材料，因此就必须要求其能够植入到人体当中并不出现排异反应，确保活体细胞可以在此材料之上自然生长。生物材料亦可被视作构成人工组织与器官的核心材料。生物医学材料在未来一段时期的主流发展趋势，即为给予组织工程的发展提供优势特性显著的活性生物材料，应确保其具备良好的生物相容特点；亲水特性；性；预防组织粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活体细胞能够在所制成的人工材料上生长并对病变组织起到良好的改善、恢复效果，使之免疫识别与生物催化性能得以有效提高。
依据生物医学材料的属性可将之主要划分为以下几种：
（1）无机非金属生物材料。①同人体组织力学间具备良好的相容性，同时还可改善组织生长的材料。②具备人体有机以及无机结构的复合型材料。
（2）金属生物材料。①毒性较低，弹性模量更加符合入骨特点的合金材料。②各种植入人体当中的器械材料，如较为常见的人工关节、种植牙、心脏支架等。③接入性诊治所采用的医疗器械设备如官腔支撑架、引导丝等。
（3）生物医用高分子材料。①可将血液之中的毒副物质吸出的材料。②能够在临床上应用于免疫性病症治疗的材料。
2 组织工程与人工组织
目前临床上所面临的主要医学问题当中主要就包括了组织与器官的衰竭、损伤，而临床上在应对此类问题时所较常采用的措施方法主要包括以下三方面：
（1）自体移植。由人体自身的部分组织来对损伤位置进行修复，例如，对面部皮肤大面积烧伤患者进行面部手术修复时通常会取其自身大腿位置的皮肤来进行修复损伤组织。
（2）异体移植。例如，某患者在遭遇意外事故时，家属自愿将其身体部分组织如眼角膜、肾脏等组织捐献给有需要的人。然而此种情况时常会出现异体组织的兼容性问题，同时需要被捐助的人员与每年的捐献人数相比差距过大，供体不足情况十分显著。
（3）人工器官。这种方式能够彻底解决供体不足的情况，但是其目前所存在的问题也是十分显著的即异体反应与感染情况十分明显，绝大多数的患者在接受器官移植后都是应各类感染致死。
对此人们也就设想若是能够采用母体细胞以及生物降解材料在人体当中构建起新的组织器官，也就是进行结构组织，代谢组织以及细胞系统的重新建构。目前这一设想已经不再是仅存在于人们脑海之中的假想，而已经走进了现实生活当中，可以预见组织工程的发展必将会促成这一设想的实现。
当前，组织工程研究的主要内容即为：适宜的母体细胞来源；能够为细胞粘附生长提供空间的细胞外基质；可应用在促进细胞组织再生长的因子；以及组织间的相容性。
开展组织工程通常会应用以下三种策略：（1）细胞以及生物材料的杂化体系，例如由小块活体组织将特异细胞分离出来，通过体外扩散增大之后种植于生物相容性较好同时能够生物降解的聚合物所建立起的多孔支架当中，在体外培养一段时间后可将细胞和支架结构置入于患者体内；伴随着组织缺损部位的重新构建，聚合物将会逐渐降解并消失。（2）仅具备生物降解材料体系，借助于生物生长方式促使细胞成长为多孔支架结构，在通过增殖、分化来产生为相应的组织结构，并且与周边组织相整合。例如采用珊瑚骨加支撑的羟基磷灰石陶瓷，其孔隙架构与人体骨架构极为接近，可被应用在骨组织工程支架中。（3）细胞体系，经过移植的细胞经由生物过程演变为微结构。
3 结束语
总之，从广义性的角度上来说人工生命必须要基于工程科学技术、生物科学技术以及生物工程科学技术的基础上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是广义上的人工生命科学技术基础。材料技术型生物医学是工程的研究对象主要是生物材料与人体的各个身体器官。组织工程则是借助于生命科学以及工程科学的基础理论与方法，来探究并开发出具备修复以及改善人体组织器官功能的新型临床应用取代物，也就是人工组织，因而材料技术性生物医学工程以及组织工程也便是生物工程人工生命的基础。
参考文献：
[1]杨国为，陈国江，涂序彦等.广义人工生命的科学基础（Ⅱ） --生物工程基础[J].计算机工程与应用，2013（09）.
