生物医学工程的现状范文
时间:2023-12-20 17:43:43
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篇1
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。
篇2
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。
篇3
生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科[1],是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。根据研究侧重点,生物医学工程学科可分为信息技术型、材料技术型、生物技术型、生物医学研究型、医疗器械产业型、临床生物医学工程、军事生物医学工程等7类[2]。当前讨论和研究的热点领域主要有:生物医学材料、生物力学、医疗信息技术、生物芯片与传感技术、组织工程及再生医学、介入医学工程、医疗器械等7个方面[3]。
二、医科院校生物医学工程学科专业教育现状分析
高等医科院校生物医学工程学科和临床医学结合紧密,医学大背景很深厚,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。
1.理工学科体系不完善。生物医学工程专业学科涵盖面非常广,广到什么程度呢?可以用四个字形容———“包罗万象”,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。目前大多数开设生物工程学的高等医科院校,物理、数学、化学等基础学科相比理工科院校比较薄弱,而且缺乏材料、自动化等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。
2.复合型师资比较缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先需建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍方阵。在高等医科院校,生物医学工程专业师资队伍中具有理工科教育背景和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、融合型师资比较缺乏,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。
3.创新能力培养不扎实。生物医学工程专业85%以上的基础课和专业(基础)课程都要开展实践教学,必须建设相应的实践教学平台,这些实验室建设要求高、仪器设备多、投入大,部分院校在生物医学工程专业课程实验条件建设经费投入不足,单独开设的实验课程比较少,实践教学体系不够完善;课程标准中演示性、验证性等基础性实验设置比较多,而综合性、设计性实验设置比较少[4];缺乏“大学生电子设计创新基地”等综合性实训实验硬件软件平台和组织管理经验;学生规模小,缺少其他理工科学科支撑,组队参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生挑战杯设计竞赛等活动较为困难。
4.学生专业思想不牢固。生物医学工程学作为一门新兴的边缘学科,覆盖面广,涉及领域跨度大,专业知识体系复杂,专业课程内容在各学科之间交叉频繁,本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情;相对材料、自动化、机械、通信以及临床、医学影像等专业,生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽而不精”,“广而不细”等问题,就业时相对处于劣势;部分学生由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。
三、对策初探
高等医科院校要盯准医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标,突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养,深化教学改革,加大教学投入,改善教学环境,加强队伍建设,充分发挥医学院校资源优势,积极探索具有医科院校特色的生物医学工程专业教育培养模式,构建科学合理的课程体系和实践教学体系,不断提升生物医学工程人才培养质量。
1.坚持走“先研究生后本科生”的教育培养模式。“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等特点决定了生物医学工程学科专业的开设和建设,对教学基本建设、课程体系构建、师资队伍力量、实践教学平台等方面要求比较高,必须具备一定水平的软硬件条件。医科院校在开设建设之初,往往存在培养方向不明确、课程体系不科学、平台条件不完善、师资力量不足等困难和问题,因此,对于计划开设生物医学工程专业的高等医科院校来说,要坚持走“先研究生培养后本科生培养”的教育培养模式,通过5-10年时间的研究生培养和学科建设,加强教学基本建设,积累教学经验,规范教学管理,建设一支高素质师资队伍和一批高水平的实验教学平台,构建完善的课程培养体系和实践教学体系,为本科生培养创造良好的学习条件和学习环境。
篇4
生物医学工程专业英语是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一,课程内容包括本专业知识和英语知识,与学生在大一大二时上的大学英语课有所不同。笔者根据近年在河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语课中的教学经验,结合大多数学生的反馈,总结生物医学工程专业英语课程教学过程中的缺点与不足,并在教材编写、教学方式、学习方法和技巧等方面提出改革措施。
1教学中存在的问题
1.1教材老化
河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语一直使用几年前的自编教材,教材内容单调,没有系统性。生物医学工程领域的发展日新月异,教材无法紧跟时代,显得有些老化,需要选择更合适的教材。但目前生物医学工程专业英语缺乏统一的教材,难以满足教学要求,更达不到培养既通外语又懂专业的复合型人才的要求[1]。
1.2教学方式落后
目前高校对专业英语的教学并没有足够的重视,教学方式大部分仍然是传统的板书,而生物医学工程专业英语的特点是医学名词多,合成词多,单词长,拼写难,长句较多,但句子结构并不难,语法较简单。以板书的方式教学,形式单一,实际讲授内容较少,学生感觉枯燥而且难学,普遍不感兴趣,因此急需改革教学方法,调动学生的积极性。
1.3考核方式单一
专业英语期末考核往往是由任课教师从教材或其他英语文献中摘取几段让学生翻译成汉语,这种考核方式太单一,与一般的英语考试也有所区别,而且与学生听说读写的英语综合能力考核的要求相差甚远。
2教学改革的3个方面
针对以上教学中存在的问题,结合学院的实际,在生物医学工程专业英语课程的教学改革中应明确:以提高学生专业英语水平为目标,重新编写教材,改革教学方法,引入多媒体教学,提高学生的学习兴趣,并改革课程考试方法,真正考察学生对课程掌握情况及英语水平的进步程度。
2.1重新编写教材
针对生物医学工程专业已学完公共英语的大三学生重新编写一本专业英语教材。生物医学工程是运用工程技术手段解决生物学及医学上的问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的一门交叉学科,内容广泛,因此在选材时要充分考虑专业领域最新的发展方向,系统规划,利用各种资源开发教材,确保章节、单元内容适应专业课的教学需求。所编教材共有6个单元的内容:第一单元是生物医学工程专业简介,包括专业发展历史及现状、具体涉及的领域及生物医学工程师的具体工作;第二单元是常用生物医学仪器的介绍;第三单元是医学影像学的各种方法、目前医院及科研中常见的各种影像仪器的原理与使用等;第四单元是医院管理,主要介绍医院管理系统HIS及其下属的各个小系统,以PACS为重点进行分析;第五单元是生物材料和组织工程;第六单元是康复工程和生物力学。
2.2使用多媒体教学方式
专业英语课程使用板书的教学方式会因为书写板书而浪费很多时间,课堂教学效果也不是很好。而采用多媒体教学,教师可以充分地利用课堂时间为学生讲解课文中的生词、长句,通过多媒体教学软件的演示,将语言、文字、图像等多种与课程内容相关的信息显示在屏幕上,使原本枯燥的内容变得有声有色,大大提高了学生学习的兴趣,激发了学生学习的积极性、主动性,授课效率大有提高。比如较长的专业词汇,学生刚学时感到很吃力,教师可以通过多媒体教学声音与动画结合的演示,将单词的拼写以动画的形式在屏幕上演示,并在课件中加入单词的读音;而文中的长句则可以用不同的颜色标出句子的主干及关键词,这样加深学生对生词和长难句的理解和记忆,教学效果很好。
2.3课程考核方法的改进
尽管目前已有很多高校取消了英语四六级考试与毕业挂钩的要求,但由于就业困难,许多大学生仍然十分重视四六级考试。因此,在专业英语的课程考核当中,可以考虑使用四六级考试的多样化题型来考查专业英语的内容,而不仅仅像以前那样简单地出一些翻译题型。这样不仅考核了专业英语的学习情况,对学生来说也是一次四六级考试的实战练习,引起学生的重视,也提高了积极性。
篇5
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).
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在生物医学工程专业的本科教学中,如何培养不仅具备专业基础理论知识而且具备科学研究能力等的高级工程技术人才,对专业的发展和进步有着重大的意义。而实验室建设在学生的科学研究能力的培养上发挥着重大的作用。在实验室内,学生可以将课堂所学理论知识与实践相结合,培养学生动手动脑能力,发现课堂所学原理的真正所用,并在此基础上进行创新。因此,建立设备齐全、技术成熟以及管理科学、创新的实验室对于提高教学水平具有重要作用。
2 专业实验室的发展现状
十余年来随着生物医学工程专业实验室的不断发展壮大,管理方法落后、管理体系不健全、管理制度不完善等各个方面的弊端也不断暴露。
2.1 实验室设置理念陈旧
生物医学工程专业实验室的设置是根据培养方案的课程设置,分类归纳后对应相关课程建立的。这类实验室对于多学科交叉融合的专业在实验教学中显出力不从心。有些实验室所承担的教学任务太少;有些实验课程安排混乱,上课时间交叉,导致学生实验连续性差,不仅造成实验器材的浪费,同时学生的实验效果也会受到影响。
2.2 实验室管理人员的短缺
由于高校学生扩招及专业让人才的短缺,导致专门的实验室管理人员的缺乏。目前,生物医学工程专业实验室的有些实验室是由理论教师兼顾管理,这就在一定程度上造成了管理上的混乱,严重影响了实验室功能的发挥和完善。
2.3 实验设备的购置不合理
专业实验室的实验设备的购置,不仅要满足实验课程所需,还需要在专业性、实用性和创新性方面有所考量。目前,有些仪器设备使用率太低,不能充分运用到本科教学和科研活动中,造成了资源浪费。
3 专业实验室的建设与管理措施
实验室建设包括硬件建设和软件建设两个方面,硬件指的是实验室环境、实验设备等[1],软件管理包括建立健全实验室的各种规章制度,培养具有较高业务水平和高素质的实验室技术人才等[2]。根据生物医学工程的学科特点及实际情况出发,提出了几点改革措施:
3.1 教学团队型实验室设置
为了避免实验室使用不当、管理混乱的状况,提出利用实验教学团队来配置实验室的措施。由执行实验教学的骨干教师,可进行实验设备开发、维护的实验技术人员和进行实验室日常管理的实验人员组成的一支结构合理、相对稳定、业务过硬的实验技术队伍[3]。每个教学团队配置一个教学研究实验室,必修课程之外,各个实践环节由团队教师带领指导。这样,学生能够始终跟随教师参与到真正的科学研究当中,对于实验仪器也能充分利用,充分发挥实验室的功能。
3.2 完善设备管理机制
实验仪器设备的管理直接反应整个实验室的水平和管理效果。实验仪器从采购、收货、入库、验收到使用等各个环节都必须明确到个人,不要采购一个人,验收又一个人,导致有些设备在各个环节上都容易出现问题,而追根溯源却无从查起。仪器设备的专人负责到底制度,避免了乱买仪器,验收松懈,责任推诿等现象,充分实现仪器设备的功能,提高使用效率。
3.3 利用科研牵动实验教学内容改革
当前,单一的实验课程教学已经不能满足专业化创新型人才的培养,光靠一些经典成熟的实验已经不能激发学生学习兴趣和创造能力。在理工类的专业中,科研项目是教师提高业务水平,推动学科发展的重要手段,在科研项目中挖掘专业实验项目必然成为实验教学内容改革的重点。
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[关键词]生物医学工程;核心课程群;整合优化课程;教学方式改革;教学评价体系
生物医学工程专业是生物学、医学及工程学交叉构成的一门综合学科。[1]随着我国医疗事业的快速发展,医疗器械(设备)的设计、研发、销售以及售后服务等岗位的需求量逐渐增多,该专业毕业生的就业面也在逐步加宽。[2-3]目前,长治医学院(以下简称“我校”)生物医学工程专业共设三个方向,分别是康复器械工程、医疗设备管理维护和医学物理三个方向。这三个专业方向各有侧重,如康复器械工程方向侧重于临床康复器械的开发、设计、维护与管理等;医学物理方向侧重于医用放疗设备的临床应用及维护管理等;医疗设备管理维护方向侧重于医学仪器的研究、设计、维修和维护等。三个方向培养的人才均服务于医学。为让我校生物医学工程专业毕业生在医疗器械行业获得较高的匹配度和认可度[4-5],学校必须从实际出发,从基础做起,从专业建设上寻求突破,而加强专业建设的基础就需加强课程建设与改革,从教学的源头直接与社会需求对接。我校生物医学工程专业开设的课程包含通识教育课程、学科基础教育课程、专业教育课程、专业选修课及实践教学环节。但在这五部分的课程设置及教学内容上存在一些不足,如:课程独立性较强,课程与课程之间衔接不好;部分课程内容存在重复;教学重理论轻实践等。因此,整合优化本专业的课程结构是教学改革的重点。基于此,本文以我校生物医学工程专业医疗设备管理维护方向为例,结合本专业方向的培养特色、本专业人才需求以及本专业已毕业学生的就业情况,构建核心课程群。
一、核心课程群初构
医疗设备管理维护方向的培养目标是培养既满足临床需要的工程人员,又能够从事医学仪器的研究、设计、制造以及能够从事医疗器械产品的经营、技术服务[3]等工作的人才。根据本专业方向的人才培养目标、企业对本专业学生的基本要求、已毕业学生对本专业课程设置的反馈及就业情况,我校设置了相互衔接,但各有侧重、特色突出的核心课程群。按照本专业方向课程之间的互通性、独立性及综合性,我校将本专业方向课程划分为基础医学课程群、医疗设备课程群及医学信号课程群,每个课程群所包含的课程如图1所示。基础医学课程群是本专业方向学生了解、掌握基础医学的入门课程,学生通过学习医学方面的基本理论,基础知识和基本技能,掌握人体正常功能活动的基本规律、了解生物体的代谢规律及其与各种生命现象之间的联系,为后续医疗仪器在临床上的使用及临床上各类医学信号的分析处理奠定基础。医疗设备课程群是上述三大课程群中的核心,具体包含两方面的内容:一方面介绍影像类仪器(如X线机、超声、MRI、CT等仪器)、检验类仪器(如光谱分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪等)及测量与监护类仪器(如心电图机、呼吸机、病房监护系统等)等设备的结构、工作原理、性能、使用方法、故障分析处理以及仪器的设计;另一方面介绍如何购置医疗仪器、购置完成后仪器设备的验收及安装、临床使用过程中设备的维护保养、管理及质量控制。[6]医学信号课程群着重培养学生掌握医疗仪器采集生理信号的原理、过程,以及对采集到的医学生理信号进行分析处理,从而辅助医生完成对疾病的诊断治疗。为打破各核心课程群之间的壁垒,加强核心课程群之间的联系,我校在开设各核心课程群之前,首先开设了生物医学工程导论课程作为本专业方向的学科概论课。一方面,该课程为学生介绍与本专业方向相关的基本理论、本专业方向的发展现状、应用领域及发展方向;另一方面,通过该课程的学习,学生可以了解各个核心课程群在本专业方向中所起的作用及相互之间的联系。
二、核心课程群的教学改革
(一)整合、优化核心课程群的课程本专业方向核心课程群以生物医学工程导论课程为主线,设置了基础医学、医疗设备及医学信号三大课程群。各核心课程群中均设有自身的基础或核心课程,其他课程在此课程上进行延伸或扩展。但是,各课程存在内容多且部分课程内容重复等现象,因此,学校首先需对课程内容进行整合及优化,具体优化策略如下。第一,每个核心课程群的教师团队成立相应教研室,并设立课程群的主要责任人。责任人与承担该核心课程的教师、企业技术人员共同研讨教学内容,对各课程的教学内容进行整合、优化,使其相互交融,又各具特色。如医学信号课程群中信号与系统课程与数字信号处理课程在“离散时间信号与系统的时域分析”“Z变换与离散时间傅里叶变换”等内容上存在重复。因此,根据设置课程的先后学期,数字信号处理课程不再开设重复的内容,而加强突出具有本课程自身特色的教学内容。第二,结合本专业方向的培养目标,培养具备创新精神、实践能力的医工学生,适当调整更新课程群中部分课程的总学时及理论与实验的学时分配比例。[7]如实用传感器课程由原来6/21(理论/实验)学时调整为24(实验);数字信号处理课程由原来总学时54(42/12)调整为32(20/12)。通过总学时调整,学校更加精炼了课程内容,使学生有更多的时间用于探索、发现自身感兴趣的课题。此外,适当增加实验在总学时中的占比,尤其是增加设计或综合性实验所占的学时,可以使学生通过实验的设计、调试等阶段,锻炼并挖掘自身的动手能力及创新思维能力,激发自我主动分析解决实验中遇到的问题;通过实验成果的展示,在一定程度上增强学生的自信心与成就感,激励学生在原有作品的基础上继续扩展或融入更多可实现的设计或功能。
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关键词 大学生创业;高校;科研成果
中图分类号:G645 文献标识码:A
文章编号:1671-489X(2017)08-0001-02
1 引言
当前我国正处在经济转型的重要时期,大学生自主创业已经成为带动就业、拉动发展、激发社会创新热情的重要手段。每年,我国高校都会创造出大量的科研成果,而真正能够投入市场,进行科研成果转化的比例却非常小,这样就造成科研成果的大量浪费。而且,中国毕业生人才丰富,但创业者严重缺乏,创业成功率低,这不仅造成就业岗位的竞争加剧,而且从很大程度上造成人才的流失。因此,解决当前大学生创业难的问题具有重大意义。经过对本课题的研究后发现,利用已经形成具有转化潜力的科研成果来进行大学生创业,将会是一条新型的创业道路。
2 科研成果转化与大学生创业的统一性探索分析
大学生创业难的原因 根据麦可思的调查可以知道,对于愿意在毕业之后进行创业的大学生占总数的20%左右,然而到最后真正投入创业中的大学生只有2%左右。学历越高的大学生进行创业的比例往往越低。根据统计,高职本科毕业(2013届)的创业比例为3.3%左右,而普通本科毕业生的创业比例为1.3%左右。因此对其原因进行分析,探索创业人数比例下降的最终原因[1]。
1)资金不足,缺少启动资金。大学生通过四年的专业知识积累,创业时在知识、人才、技术等方面要比普通的创业者有优势,但资金是大学生创业最薄弱的环节。大学生由于创业资金匮乏,即使拥有好的创业项目或创业想法,都很难实现创业梦想。
2)创业的能力低。大学生创业能力低,一是专业技能低,二是自我认识的能力低。大学生创业专业技能调查的报告结果显示,大部分学生(62%)认为自己的专业技能一般,甚至有少部分学生(24%)认为自己的专业技能较弱,只有10%的学生认为自己的专业技能比较好。有关研究也提出,对于大学生来说,创业失败最重要的原因之一是创业能力不足[2]。麦可思创始人指出:“大学生在选择创业方向和项目时往往集中在与自己所学专业相关性很小的领域,即‘所创非自己所学’。”这就导致大学生在创业时忽略了自己的专业知识优势,从而造成创业的专业技能低。对于自我认识能力方面,主要是大学生初步创业,缺乏经验,从而不能正确评估自己的能力,容易高估或者低估自己,导致最终选择创业的人数少。
3)没有很好的团队以及创业方向和项目。据大学生创业失败调查报告显示,29.6%的学生是因为没有找到好的创业团队而失败,25.6%的学生是因为没有好的创业方向和项目而失败[3]。很多成功的企业家J为,组建创业团队时不要倾向于“明星效应”。所以更多的观点支持于创业起初,要选择有高度的责任感、勤奋踏实、为人谦逊的创业者。在现实中,很多创业团队往往是由一些要好的大学同学组成,每人出一份钱,合伙创业,但是这样的创业团队往往都没有取得成功。因为他们缺乏行业经验,加之缺少明确的分工与定位,使得创业团队的战斗力大大下降。
高校面临的科研成果无实际应用的原因及分析 不可否认,科技成果对国家经济发展具有重大促进作用,发达国家经济迅速增长的75%来自于科技的进步。针对国内外科研成果转化结果的调查研究显示,以美国、日本等为代表的发达国家的科研成果转化率高达80%左右,而我国才30%,相互之间巨大的差距应当引起重视。2005年1月,清华、北大、复旦等20所学校联合完成关于“大学生科技成果转化的探索与实践”的调查研究,结果显示,每年我国的高校研究成果有6000~8000项,而投入市场进行应用的不到10%。高校科研成果不能进行实际应用,将会导致科研进程的恶性循环,缺失市场的推动作用会导致科研领域得不到进一步发展[4]。
对于高校科研成果低转化率的现象进行分析,发现最主要的原因在于高校科研成果转化平台不健全,缺乏相应的制度指导。另外,科研人员的科研成果转化意识较为薄弱,可能是造成这种现象的另一种原因。科研人员主要的精力在于对科学现象的研究与探索上面,而科研与市场之间有一定的屏障,尤其是缺乏相应的制度引导,将会导致科研成果长期得不到社会的评价,从而导致资源浪费,进一步地阻碍了科研成果发展的可能性。
3 科研成果转化与大学生创业的统一性解决思路
建立创业共同体 针对我国高校科研成果转化率低,高新技术产业化困难等种种影响国家社会经济发展的限制性因素,通过研究认为,高校创新成果转化推进机制不健全是影响我国高校科技成果转化,以及高新技术产业化远远不能满足国家经济社会发展的主要原因所在,从而导致高校的创新能力尚未结出丰盛的创业成果。
基于以上所面临的困难,通过建立师生共同创业的体制机制,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,促进大学生依托实验室既有的高科研成果来创业,将一方面有利于引导大学生发挥自身知识技术创新优势,开展富有技术含量的创业模式;另一方面能够有效地促进科研成果的转化,提升科研附加值,为大学生创业开辟一条新路。
创建师生共同创业模式 大学生创业存在资金不足、创业能力低、没有很好的团队以及创业方向和项目等问题,并且单纯地由教师参与科研成果转化,存在科研转化意识淡薄等问题。于是通过构建师生共同创业模式,并与科研成果转化相结合,来达到同时解决大学生创业与高校科研成果转化这两个领域中存在的问题。在努力构建的创业实践平台中,其中促进学生“边操作边学习、边学习边研究、边研究边创业”的研究思路,将会有效提升学生的创新创业研究能力、实践能力和综合素质。
4 大学生实际创业难问题的解决办法
根据所做的问题分析与解决问题的思路方案,对其进行实际的实验探索。通过北京工业大学与北京医疗卫生产业合作,采用工程手段与生物学理论相结合的方式解决了许多临床医疗面临的难题。根据构建的以具有转化潜力的高科研成果推动大学生创业的模式可以看到,以具有转化潜力的科研成果来促进创业,一方面能够推动学校大学生自主创业工作的开展,另一方面能有效地促进科研成果的转化,而且能够提升科研成果的附加值。
对于大学生创业成功率低的现状,根据实际存在的问题分析,认为创业能力低是导致创业难、成功率低的最主要的原因,通过师生共同创业与高科研成果相结合,可以很好地提高创业的成功率来解决这一问题。因此创建北工大生物医学工程专业的大学生创业平台,由学生与指导教师组成创业共同体。通过建立的以具有转化潜力的科研项目推动大学生创业的实践基地,研究师生共同创业的模式,将教师和学生组织到一起,在创业共同体内部计划性地开展内部交流活动。这样一来,教师可以及时在学生创业过程中遇到技术难题时做出指导,维持创业共同体的成功运行。
除此之外,通过开展创业教育系列培训和实践平台“双引擎”,打造以提高学生整体能力和综合素质为重点的创业系列课程培训。这不仅完善了学生的综合素质,而且有助于了解学生创业中遇到的实际问题。并且通过开设创业难题解答课,以及在实践中邀请有经验的本领域中的创业者进行讲座分享创业经验,能够很大地开阔学生的创新思维。
5 实现完善大学生创业政策和制度的“双保护”建议
大学生创业是一个复杂且艰辛的过程,不仅需要超强的创业能力,还需要社会各方面人员的参与和国家相关政策的支持。对于国家来说,需要建立健全完善的大学生创业的法律制度,营造一种有利于大学生创业、企业发展的外部环境条件。在大学生创业过程中,国家需要提供全方位的创业法律信息服务,增加有利于大学生创业的优惠条件、政策,尽可能减少大学生创业过程中的风险等一些长效性的重要措施。对于大学生创业与科研成果转化的问题解决,将是一条上至方针政策、下至师生参与的,全社会都要参与行动的长远道路。
6 创业共同体所得到的经验成果
通过建立师生共同创业的创业团体,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,推进生物医学工程领域创新科研成果的转化。在建立的北京工业大学生物医学工程专业的创业共同体实践模型中,本科生获得在国家级大学生创新创业训练计划中已经成立的项目“基于物联网的空气净化系统”,通过制作基于该项目的空气净化产品,得到多个净化器协同工作完全自动净化空气的成果转化产品。
7 结语
本课题的研究证明,通过依托具有转化潜能的高校科研成果进行转化来推动创业的方式是大学生创业的一条新路。大学生以自身的科研成果作为基础进行创业,一方面有利于发挥他们自身的基础知识和技能,提高创业模式的技术含量,推动创业发展;另一方面能够有效地促进科研成果的转化,提升科研附加值,从而促进社会经济的多样化发展。本课题依托北京工业大学生物医学工程专业的科研成果,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,建立北京工业大学特色鲜明的生物医学工程师生共同创业模式,为生物医学工程领域推进创新科研成果转化以及学校在医疗健康领域产业孕育探索新的途径。
参考文献
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(甘肃省岷县妇幼保健站;岷县卫生局甘肃岷县748400)【中国分类号】R246.3 【文献标识码】B【文章编号】1004-5511(2012)04-0650-01 1、引言在大力发展中医药、推广中医适宜技术的良好形势下,我院将针灸重点应用在某些找不到原因的妇科功能病:闭经、痛经、慢性附属器炎、月经过多以及月经过少等疾患。并且这方面的患者大都是经过其他治疗无效以后方改用针灸疗法的。从2011年6月至12月底的半年中,我院使用针灸疗法治疗继发性闭经十四人效果明显,令人惊奇,这里举出以下几个典型有效的例子.2、病例报告(一)王某,25岁,已婚,因停经6个月,经检查证明非妊娠,亦无其他异常发现,遂行针灸治疗。第一次针刺关元,合谷,三阴交,针后并在原穴各灸三炷;二日后进行第二次治疗,针刺肾俞,大肠俞,长强,也在针后各灸三炷。三日后月经就来了,且无任何不适感。
(二)张某,23岁,已婚,闭经已七个月,经检查证明非妊娠,亦无其他异常发现,曾先用内泌素人工周期治疗,一月后仍未来月经,即改用针灸。第一次针刺长强、命门,针后并各灸五炷,第二日就来月经,一般情况也正常。
(三)李某,28岁,已婚,月经常不调,近又因停经三月余,来院求治,检查证明无妊娠及其他异常现象。曾先用自血疗法及组织浆治疗两个疗程,但均无效,遂使用针灸治疗,每隔三日,进行一次,先后共五次;第一次取穴长强、大肠俞;第二次取穴仍为长强、大肠俞;第三次取穴关元、中极、气穴、大赫;第四次取穴肾俞、大肠俞、命门;第五次取穴关元、中极、水道,归来。以上各刺激点均为先针后灸各灸五炷。五次治疗后的第六日即来月经,色量均正常,并且腰痛减轻。3、讨论从以上资料可以看出:①单纯针灸治疗对闭经的疗效显著,且无毒副作用,经济实用,是已被广大群众认可的治疗方法。 ②不论是利用那种中医针灸治疗方法,均是以疏通经络,调整人体阴阳为本,体现了中医辨证治疗的思想及整体观念。 虽然诸多医家提出了种种治疗方法,但仍存在有待于解决的问题:①对针刺手法方面的报道较少,针灸除了选穴取穴对治疗有着至关重要的影响外,针刺手法也是疗效的一个重要方面。②各医家选用的治疗标准尚不统一,为判定、比较疗效带来了一定的困难。因此需要进一步加强循证医学系统评价科研研究的力度,进而更准确的评价针灸治疗闭经的疗效。 综上所述,针灸治疗闭经无毒副作用,疗效显著,费用适中,是值得临床推广的治疗闭经的好方法。浅谈工程技术人才的培养陆晓文(广西钦州市第二人民医院设备科广西钦州535000)【摘要】医疗设备在使用中出现故障是在所难免的,因故障不能及时排除,而导致工作不能顺利进行的原因则是多方面的,主要原因是医疗设备品种数量增加速度较快,维修设备的技术力量相对滞后。医疗设备的品种繁多,科技含量较高,涉及的知识面非常广泛,有些设备专业性很强,价值昂贵并且维修时牵扯人生与财产的安全问题。因此对维修人员的素质提出较高的要求。对一些大中型医疗设备的维修人员要进行专业技术培训,掌握迅速判断和排除故障最科学最先进的技术和方法。【关键词】医疗设备;技术人才;器械维修【中图分类号】R311.5【文献标识码】A【文章编号】1004-5511(2012)04-0651-02 当今西方科学发达国家的医疗设备的生产、研制、管理与维修是以市场为导向的,十分重视研究设备管理、维修与设备改造革新的关系,特别强调设备管理与维修以确保医院的生存与发展,提出从管理决策人才、技术指导人才和维修专家三个层次上培养设备人才的战略。国外医院的临床医学工程部以医疗设备的使用周期为研究对象,专门负责医学技术设备的使用周期内的管理与技术保障并参与临床医学研究及设备的改进设计, 该部的临床工程师, 生物医学设备技师及临床工程技师均由各大学生物医学工程专业毕业的博士、硕士及本科生担任,占全院医务人员15 %~20 % 。相对照而言我国医学工程技术人员在培养、使用和提高等各方面都无法比试,同时在医院的地位和现状又是令人担忧的,很难肩负起医院发展所负于的重任。现阶段医院医疗器械设备维修的存在问题:1、医学工程技术人员流失严。八十年代中初期国内部分医科大学及工科院相继开设了生物医学工程(BME)专业,BME毕业纷纷进入医院从事医疗器械设备的维修工作,医院医疗器械设备维修曾一度辉煌。但是,大多数BME毕业生又先后离开医院。2、现行人员素质偏低。据相关资料报道,在我国医院维修工作一线的医学工程技术人员多数为中等学历,其主要来源为其它待业改行者,如护理人员改行、汽车维修人员改行等。这部分人员的技术主要源于工作实践,未经正规BME教育,技能单一,思维方式落后,缺少跟踪先进医学工程技术的潜能。3、维修手段落后。应该说,我国现行医院医疗器械设备维修机构与美国70年代十分类似,属于维修店。尽管随意医疗器械设备的不断发展,部分医院的医疗器械设备维修条件有所改善。但这种改善与现代医疗器,械设备的维护要求相差甚远,维修工具,检测手段仍是陈旧的。其原因是医院自身不愿意对维修机构的设备(设施)有更大的设人,因为这种投入的回报不是显著的,难有立竿见影的经济收益。4、管理制度滞后。尽管目前医院管理制度已相对完善,然而医院医疗器械设备维修机构却成了医院管理的盲区,多数医院没有详尽管理制度或管理制度滞后。在医疗仪器、设备的采购、验收、使用、维修、报废和培训等方面缺少一套严谨、规范、科学的管理制度[1]。即使是建立了医疗器械设备维修机构管理制度的医院,其制度也难以及时修订与补充,与现代医疗器械设备维修管理的要求不相适应。特别是有关机构人员组成,占医务人员总数的比例,学历要求,准人资格等在卫生政策制度中没有明确的规定。鉴于对问题的认识,笔者做了以下几点探讨:一、改变现有管理体制,使医疗设备效能最大化。医院的发展,是靠先进的科学技术,严格有序的科学管理;创新才是飞跃,是发展的根本。不创新将是死水一潭,所做的工作只是原地打圈圈没有得到提升;创新的科学管理能使有限的资源进行优化组合,合理配置,最终实现更大范围资源的科学合理共享,产生出比以前高出几倍的效率,管理出效率更出效益是众所周知的;各类医疗仪器是一种服务和增值于一体的物质资源,是科技应用于临床医学的成果,是医院现代化水平和技术实力的标志,是现代大医院发展壮大的基础。国内大中型医院都具有少则几千万元多则几亿元的现代化医疗设备,但若没有真正利用现代化科学管理理论进行科学管理,让配置更加科学合理,就不会让它的作用得到更好的发挥。现在对医院的评价仍用旧观念和过时的方法,即把医疗设备的总值作为一个很大的指标,总认为医疗设备的总值越大,管理水平就越高,各类效益就越好,医院就越强,呈现出重购买轻管理的现象,致使部分设备不适合本地区常见病或不适合医院对该学科的需求,而使用率下降或闲置损坏,造成对医疗设备资源的浪费[2]。管理没有跟上是造成设备浪费的原因;用科学的管理理论进行管理,明白不同的理论适合不同医疗系统的管理,注重理论和实践的结合,更重要的是加强创新观念的开发,和本地区医院及厂商进行适度沟通,利用灵活多变的形式进行开发利用,使医疗设备效能的发挥达到最大化。二、建立健全规章制度。
(1)要加大行业的立法和执法力度,制定系统、完备的法规制度和标准,使维修工作程序和验收、计量有法可依、有据可凭,加快向依法管理型发展的步伐。 (2)积极营造医疗器械维修行业多元化发展的外部环境。加大合并和重组力度,改变维修企业性质相对单一的现状。 (3)促使医疗器械维修行业从专业分立向资源共享方向发展。只有实现资源共享,优势互补,配置不同层次的多专业、复合型技术人员,通过扩大技术、设备和人才规模形成技术密集型产业,才能适应发展的要求。目前大部分医院依靠厂商或商维修的技术支持能自己独立完成所有设备的维修,特别是大型医疗设备。医院可以以签约的方式要求厂家或商提供一定时间或范围内的技术支持和配件,但要因不同的设备、不同的地区视不同情况来对待。 (4)国家有关部门应尽快建立医学工程师法,规范临床医学工程机构的名称,明确界定医学工程人员的职责范围,制定科学的、合理的人员编制,并制定相应的技能培训、考核以及职称晋升、聘任等相关制度;要建立一个良好的激励机制,对生物医学工程师的权利、义务和奖惩做出明确的规定;同时还要关注生物医学工程师的科研成果、技术革新和工作业绩,以稳定生物医学工程队伍,提高和发展我国的生物医学工程学科,促进医学现代化发展[3]。三、引进人才,培养人才。人才是一个单位的宝贵财富,只有人才队伍建设好了,事业才能兴旺发达。在院党委和政治部的关心和大力支持下,我们从88年开始,先后从总后医专、浙江大学、合肥工业大学、首都医科大学、上海医疗器械高等专科学校等高等院校引进生物医学工程专业大学毕业生9名。这些大学毕业生到科里后,一是老同志作好传、帮、带;二是给他们压担子,大胆使用,使他们很快担负起维修工作重任。对没有学历的同志,注重培养,给予智力投资,给以多种形式的学习机会。目前已有5名同志参加了大专函授班学习,1名同志完成了大学本科学业,还有两名同志准备参加大专起点本科班考试。全科同志学技术、钻业务的热情很高。四、切实抓好技术能力。医学工程保障人才培养和能力建设是为临床提供服务的前提,这些能力包括安装能力、基础医疗设备维修能力、质量检测能力、计量检定能力、医疗设备评估能力、临床培训能力、器械相关医疗事故的鉴定能力和科研教学能力等。另外,大型医疗设备和系统工程等工程项目的场地设计和技术评估能力以及对医疗设备资源配置合理、规模适宜的论证规划能力也是医学工程部门应该具备的能力。临床工程师基于多学科教育背景、临床工程实践和对医院自身情况的熟悉,提供的建设规划方案或论证报告很可能关系到医院建设的百年大计,这些贴近医院、贴近临床的高品质的服务保障是院外和社会上无法提供的。有了这种能力,医院医疗设备管理和临床受益,医疗设备安全性提高了,病人也受益。抓好能力建设的关键是人才培养。一名生物医学工程专业本科毕业的学生要经过3到5年的实践培养,才能成为具备综合能力服务于临床的工程师。当前,许多医院的临床工程队伍素质参差不齐,人员教育背景混乱,下不了临床,发挥不了医学工程学科保障的职能,拖了医院后腿。究其原因,除了医工部门自身的基础管理薄弱外,医院不够重视,人员编配比例过低,也是一大根源。与美国医院医学工程人员(临床工程师、物理师、放射工程师、信息工程师和生物医学工程技师)编配比例约占其人力资源的15%-20%,而国内三甲医院的比例不足1%-3%,二甲医院的比例差距更为明显。五、走科技开发之路。医疗设备的供应、管理及维修是医学工程部的日常本职工作, 但是光做好本职工作是远远不够的, 还必须具有代表本科的科研成果和学术论文。这里所说的应包括政治、学术和经济地位。从全国来看:医学工程学会的建立,每年医学年会的召开都为医院医学工程的发展注入了强大的生命力,也吸引了许多医学工程专业毕业的大学生、研究生, 加入到这一队伍,他们中的一些思维聪颖, 对临床发展动态反应敏锐, 不满足于原始简陋的仪器设备, 力图用新的技术, 原理或方法研制发展新仪器,运用于临床. 走理工医结合的路, 研制新产品, 利用技术优势走(转下页)国内外住院医师规范化培训考核评价模式的研究胡滨(天津市医学考试中心天津300000)【中国分类号】R197.3【文献标识码】A【文章编号】1004-5511(2012)04-0652-01 住院医师规范化培训,是公立医院改革和基层医疗卫生单位服务体系建设的一个重要基础,对加快医学人才队伍建设、提高医疗服务质量、推进卫生事业的可持续发展具有重要意义。住院医师规范化培训的考核评价是住院医师培训工作中的重要组成部分,是鉴定与保证培养成效的核心环节。国外发达国家住院医师培训制度起步较早,其应用的住院医师培训考核评价模式是在不断的研究和探讨后逐步制定出来的;同时,国内部分省市亦在完善住院医师考核评价体系方面做了许多有益的尝试。为了学习借鉴国外和国内部分省市的经验,重点围绕住院医师考核评价方面的国内外成果开展了初步研究,并结合天津市的现状,针对健全住院医师考核评价体系提出具体的政策建议。一、国外住院医师培训考核评价模式(一)发展概况:住院医师规范化培训制度始于自19世纪末的德国,现在美国、英国等国家已经建立起了较为完善的住院医师规范化培度,在其住院医师培养的全过程中,标准系统的考核与评估贯穿始终。美国于1992年建立了以授予专科证书为目标的考试程序,其医学院在校学生需要通过第一步及第二步美国医师资格考试,才有资格申请住院医师培训。与美国相似,德国6年高等医学教育期间要通过三个阶段的全国统一国家医师资格考试,再经过18个月的注册前住院医师培训,考试合格后才能成为完全注册住院医师。在培训过程中,美国住院医师要接受病案评审、培训期间考试、各学科委员会组织的执照考试、临床操作考核和应用标准化病人的考核等,用以考核评价其核心能力。加拿大要求在培训结束之后接受由加拿大皇家医学院考试委员会组织的笔试、口试和技能考试的全国统一考试,住院医师通过考试后获得合格证书。日本则是通过书面、口试和实际操作三部分考试来确认。英国自2005年开始推动"现代医学职业"计划,并强调建立以工作场所为基础的评估模式,欧洲地区、澳大利亚以及我国台北地区广泛使用该模式来评估住院医师的教育效果。(二)美国住院医师考核评价的新进展:1、美国住院医师培训的组织管理:美国毕业后医学教育委员会是由美国医学专科委员会、美国医学会、美国医院联合会、美国医学院协会和美国医学专科学会委员会等组成的自发性组织。美国毕业后医学教育委员对每个专科都有一个培训指南,确定总体要求,注明应达到的标准,根据指南进行考核评价,有完善的电脑管理系统,每位住院医师都有一整套的培训档案。住院医师培训项目的认可标准或一般要求由美国毕业后医学教育委员会审定和批准,医院各个专科要制定详细的住院医师培训计划和培训效果评价标准并予以实施。住院医师培训地点在指定的医学院附属医院或医学中心,其资格由美国医学教育联络委员会认定并每年进行审核。2、美国住院医师培训与评价标准包含的六大核心能力:美国毕业后医学教育委员提出住院医师所应具备的核心能力包括病人照顾、医学知识、临床工作中的学习与改善、人际沟通能力、专业素养和基于系统的临床实践等六项。3、考核评价形式:对住院医师采取的评估形式包括在教育训练期间进行形成性评价和在教育训练结束时进行总结性评价两种。形成性评价通常在教育训练进行期间举行,并把评价结果反馈给住院医师,以改善其今后的学习和培训。总结性评价通常在教育训练结束时举行,测量住院医师是否达到专科或阶段培训目标,判断其是否具备在某医疗领域开展工作的能力。4、住院医师考核评价"工具箱"的建立:2000年9月,美国毕业后医学教育认证理事会(ACGME)和美国专科医师委员会(ABMS)共同公布了《毕业后教育受训者能力考核方法表》。该表就像一个"工具箱",不同的专科委员会都可以从中选用合理有效的考核方法来实施住院医师培训的考核。
(三)英国住院医师考核评价的新进展:1、英国住院医师培训的组织管理:2003年英国四个地区的卫生部联合出台了"现代医学职业计划",阐明了毕业后医学教育改革的方向。从2005年开始,英国所有医学院校毕业生都必须接受为期二年的住院医师基础训练计划。住院医师训练结束后,可选择进入社区医疗、专科医疗或学术研究等领域。2、英国住院医师培训与评价标准包含的六点核心能力:英国医学总理事会设定的住院医师所应具备的核心能力包括良好临床照顾、维持跟得上时代的医疗专业、教学与训练并进、良好医患关系、良好团队协作和公正正直等六点。3、考核评价形式:同美国类似,英国的住院医师采取的考核评价形式包括也在教育训练期间进行形成性评价和在教育训练结束时进行总结性评价两种。4、英国新的综合性住院医师评价模式:自2007年八月开始,英国皇家全科医学专科医师考试率先采用新的综合性评估模式,包含三个模块:(1)应用性知识测验; (2)临床技术评估;(3)工作场所评估。(四)美国、英国住院医师考核评价特点:从美国、英国等国家住院医师培训考核评价中可以发现以下几个共同特点:第一,在培训过程中均通过安排统一的考试来保证培训的质量。第二,实行三统一:统一考核标准,统一考试内容,统一颁发合格证书。保证了培训工作的有序开展。第三,注重对住院医师核心能力的考核。二、国内住院医师培训考核评价模式(一)发展概况:1921年,北京协和医学院首次提出并实行了严格的"24小时住院医师负责制和总住院医师负责制"。经过多年的改革,我国住院医师培训考核评价工作逐步走上了系统化、规范化的轨道。2007年,卫生部成立了毕业后教育委员会,制定了《卫生部专科医师培训暂行规定》,对考核评价提出了明确要求。我国大部分医院的住院医师培训分为两个阶段,第一阶段主要是二级学科的各专业轮转为主,同时兼顾相关科室。(二)辽宁省住院医师规范化培训阶段考核1、组织管理:考核工作由辽宁省基层卫生人员培训中心统一组织实施。2、考核评价方法:考核评价方法包含笔试、标准化病人、计算机模拟病例和临床技能操作。3、考核评价程序:考试计划总体分两个大部分:理论考核部分和技能考核部分。(三)北京市住院医师规范化培训阶段考核;1、组织管理:北京大学医学部的住院医师规范化培训工作是在毕业后继续医学教育委员会的领导下进行的。2、考核评价方法:考核评价方法含有专业外语、临床思维、专业理论及临床技能四项。3、考核程序:考试计划总体分三个部分:临床思维考核、专业理论考核、临床技能考核(五)辽宁、北京的考核评价特点:从辽宁、北京两地区住院医师培训考核评价中可以发现以下几个特点:第一,这两个省市都是由卫生行政主管部门委托相关的培训考试机构负责组织实施考试考务工作。第二,考核评价方法上每个省市并不统一,都有自己的特色。第三、考核程序普遍采用理论考试和技能考试两部分,但考核内容上也是略有不同。三、借鉴与建议鉴于医学学科的性质和特点,我们结合自身的文化背景和教育培训环境,引进和借鉴国内外一些成功的经验和方法,提出如下建议:(1)建立专门的机构,对住院医师规范化培训和评估工作进行科学的指导、管理和监督,全面负责全市临床住院医师规范化培训的计划、组织、管理、考核等工作。(2)改进现有住院医师训练计划,建立以培养核心能力为导向的住院医师培训制度,强调职业精神、道德素养、人际沟通等核心能力的培养,并对每项能力均制订出具体的标准和评估方法。(3)我们目前住院医师评价过于简单。应采取笔试、口试、操作、情景模拟等多种方式。。(4)需要建立师资培训认证制,强化对带教导师的培训和资格确认,并规定资格的有效期,定期换证。(接上页)向社会,扩大了社会影响。总而言之,在实际工作中,医疗器械的维修部门需要不断的提高队伍的素质化建设,提高专业技能,更好的为医院服务,医院部门要做好医疗器械维修队伍的建设支持。为医院的经济发展共同努力。参考文献[1]周丹.临床工程学科工作模式转化[J].医疗设备信息,2004,19(3):1-3.[2]郑文波.试论临床医学工程工作模式的改革[J].中华现代医院管理杂志,2004,2(8):2-6.[3]史长宁,王卫东.军队医院临床医学工程学发展与模式思考[J].医院管理杂志,2005,12(4):396.
篇10
【关键词】生物技术;计算机;应用
【中图分类号】Q50 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0046-01
进入二十一世纪以来,由于研究的深入,对知识的进一步认识和了解,许多学科之间都有了一些交叉,尤其是一些新兴学科之间的相互交叉,广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用,人们进一步提升对自然界的认识,对人类本身也有了进一步的了解。随着科学技术的不断发展,尤其是计算机技术的飞速发展,计算机在其中的应用范围也日益扩大,计算机和药学两者互相影响、互相渗透、互相结合,密不可分。
1、生物技术与信息技术的关系
信息技术和生物技术都是高新技术,二者在新经济中并非此消彼长的关系,而是相辅相成,共同推进21世纪经济的快速发展。信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中,计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今,人们越来越清醒地认识到,超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的,高性能计算可以为人类作出更大的贡献。生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据,只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程,使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程,并非一般的计算机力所能及,而需要具有超级计算能力的计算机。因此,生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求,从而推动信息产业的发展。生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。
2、计算机在生物技术中的应用分析
生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之问的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。
2.1 计算机技术在生物信息学中的应用
生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值;而且,由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科,使其具有非常强的专业性,这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务,残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势,使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求,学术界内的生物医药科研机构也是如此,而这种需求,仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见,在生命科学的新世纪,生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。
2.2 计算机在微生物学中细菌生化反应上的应用
细菌学的计量检验是医学检验现代化的种重要手段。此检验技术是通过收集已确证的统计资料,并将系列生化反应试验的反应结果数值化,按照一定的数学模型进行多元分析,利计算机的运算速度和记忆能力,检验标本作出规范化的定量鉴定。实现这一计量鉴定,我采用了计算机辅助编码捡索系统(CAIS)菌科细菌系列生化反应机辅检索程序(CAE-15)、(eAE-I)输入微机。通过各项生化反应结果及增补试验结果所得的编码数经过人工查询,从计算机编程的“缩码检索手册”中直接查找指定编码的细菌概率分布和相应的补充试验。计算机在微生物中的应用,不仅节约了时间和人力,而且鉴定结果准确可靠,避免主观误。
2.3 计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的应用
计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的潜力,在加利福尼亚大学圣迭分校的生物化学教授杜利特尔及其同事的工作中得以体现。他们在年进行的工作中只通过分析计算机打印输出的数据就获得了一个重要的生物学发现。杜利特尔教授的研究小组比较了两个由计算机打印输出的蛋白质序列,发现一种与癌症发生有关的序列和一种与细胞生长有关的序列完全一样,揭示出癌基因引起了细胞的不正常生长。这一发现在没有进行过任何一实验的情况下就获得了。
2.4 计算机在创造生物的虚拟环境方面的应用
计算机还正被用于创造一个虚拟的生物环境,以便对复杂的生物网络和生态系统进行模拟。这种虚拟环境创造不同的情境,帮助研究人员产生新的假说,并在实验室里被用于检测新的农业和制药产品以及医学活体实验。在虚拟世界里,生物学家敲敲键盘就可以产生新的合成分,而在实验室经常需要几年时间才可能合成一个真正的分子。有了三维的计算机模型,研究人员可以在屏幕上将各种基因和分子进行组合,然后观察它们的相互作用情况。年,宾夕法尼亚州立大学和位于加利福尼亚拉霍亚的斯克里普斯临床研究所的研究人员,通过使用最先进的计算机首次设计了一种极有价值的合成分子。这种被命名为的化合物是在计算机屏幕上构想出来的,几家生物技术实验室正在进行该化合物的批量生产。科学家们打算通过使用新的信息时代的计算技术造出多种多样的新分子。
2.5 计算机在生物医学工程中的具体应用
生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之间的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。
3、发展前景
计算机在生物医学工程中应用的例子还很多,并且发挥着越来越重要的作用,同时对计算机技术水平的要求也越来越高。比如在生物医学信号处理方面,普通的计算机已经很难胜任实时处理的能力,使人们转向研究处理速度更快的专门处理器件DSP芯片。在人工智能方面,往往还需要功耗更低、存储更大的微计算机。因此,生物医学工程在利用计算机的同时也促进了计算机的发展。二十一世纪是生物技术的世纪,信息生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力和生气的领域,并且为人类带来了很大的便利与贡献。不难看出,生物计算机研制成功以后,又会带来一次革命,它将会给人类带来更多的福祉,世人将以期盼的心情等待它的出现。随着科技的发展,随着生物技术的发展,它将越来越离不开计算机。不但如此,计算机和生物技术更越来越紧密结合。将更快地促进两者的发展。
参考文献
[1]张宜,汤韧.计算机单机及局域网在药学领域应用发展回顾及现状[J].武汉总医院杂志,2005,13(4):12