生物医学工程论文范文

时间:2023-03-17 16:15:55

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

生物医学工程论文

篇1

谁都知道要做一个有自信的人,现在谈这个问题你们可能认为有点多余,但不得不说的是在你面对复杂的大型设备时,面对几块多层电路板一字排开时,你可能会退怯,可能会放弃维修的念头,但是你应该坚信,无论多么复杂的设备,都有解决的办法。特别是年轻工程师刚进医院时信心很差,总觉得复杂的设备而且还是进口的,无法解决,万一故障扩大怎么办?于是请厂家工程师上门来修,长此以往,你就会变成一个只会联系工程师的话务员,缺乏自己独立的见解和思考。当然你也应该考虑到医院的效益问题,只有实在无法自主维修请教厂家。我认为还是要保持一个自主维修的心态,这个心态的建立就需要———信心[3]。

2多涉猎不同类别的知识(技术专长、学历)

现代医疗设备都是高科技产物,涉及多门专业,这就使得维修及管理工作越来越复杂,专业要求越来越高,而工程师不可能分工分的那么细,这就要求医学工程人员需要不断更新、拓展知识面,一专多能。我这里的“一专多能”并不是鼓励“万金油”,而是说钻研一种设备的同时需要掌握不同学科的知识。2014年我们申请了一个市级的课题———急救车供氧系统的改造,由于申报材料不是很充分,课题没有被成功立项。回顾整个准备过程,我觉得对我的整个团队,特别是对年轻人的锻炼意义还是挺大的。这个过程涉及到各方面的知识,不仅要学电子电路,还要学机械、电机拖动、液压气动,甚至还要求精通单片机以及编程方面的知识。我是这方面的外行,我的主要任务就是去管理好这个团队让他们各尽其责,但作为个人来说我认为获得新知识是一件非常愉快的事情,我坚信开卷有益,所以我平时也看一下这方面的书籍,来充实自己。现在的医疗设备更新速度之快,是我们始料不及的,作为年轻工程师更应该多看一些书,掌握新知识,特别是提高计算机和英语水平,这样才能让你在面对复杂的医疗设备时顺利完成“人机对话”。

3案例讨论(经历、工作成绩)

关于这一点,我是从以前当医生每周的病例讨论教学中以及参考相关资料总结出来的。有关研究证明,临床病例讨论在教学中能够激发学生的学习兴趣,有利于增强学生掌握技能的能力,有利于学生的创新能力,有利于学生对实际问题的感知能力,在教学上能够起到事半功倍的效果。鉴于此,在每周五下午,我们会组织医学工程部的工程师开个简短的例会,将这一周的维修工作情况做一个总结,也会讨论各个工程师在这周中维修中所面的问题以及解决办法,将自己的心得体会和经验与同事交流。我们医院每个工程师是按照科室分片区的,他们平时所遇到的工作就各不相同,工程师就不能全局的掌握全医院的医疗设备,没有量的突破,局限性很明显,所以开展这样的例会,能够让大家多了解不同的故障,有助于维修经验的积累。

4总结

篇2

医学八年制不同于其他专业的本硕博连读教育,其他专业的本硕博连读都是以培养PH.D为主。目前我国八年制的培养目标定的是“MD”,但是实际培养过程中存在偏差,主要表现在后三年一般安排一年的轮科实习(有的学校实际落实往往不足一年,因为学生要做科研课题),两年的毕业论文和答辩,特别是毕业论文一般按照科研论文要求,发表SCI论文才能毕业。这样实际上偏离了MD职业精英教育,在某种程度上与PH.D区分不清。因此必须就院校教育阶段的实质培养目标进行选择,既然我国已经明确定位与美国医学精英教育目标一致,即职业MD学位,在校期间完成在独立行医之前所需学习课程的要求和能够接受住院医师培训的资格,使学生获得成为医生必备的知识和技能,树立医生职业的价值观,培养医生都需承担的负责治疗患者的能力。作者认为八年制MD的培养计划中的后3年以临床实践教学为主,以临床问题的解决为主,最后提交的MD论文,不要追求SCI及影响因子。这样就能在后三年集中进行临床实践教学与医学整体变革趋势的教育,改变后三年将临床教学与科研训练压缩导致变形的问题。

2八年制招生可尝试大胆改革

美国的医学生大多经过医学前的预科教育,即一般要完成4年的理工科大学本科的学习,获得相应的理学、工学(生物、物理、化学、数学、工程)学士学位,且经历过严格筛选淘汰,学医的信念和目的更为坚定,心智更为成熟,一般在入学前就充分了解了医学职业的特点,做好了心理准备和学习准备。目前我国八年制的招生主要是通过高考录取的应届高中生中的成绩佼佼者,具有较高的学习素质的学生,但是由于他们的心理及阅历等方面尚不成熟,对各种专业都不够了解,对自我的人生和前途缺乏设计,大部分学生选择专业都是听从长辈的意见,对医学专业的特殊性缺乏充分了解,对于医生的工作性质和应该具备的素养知之甚少,很难保证其对临床医学专业有足够的兴趣,且学校无法对学生的综合素质和个性特征进行全面评价。鉴于我国的实际情况,作者认为可以尝试适合我国情况的医学八年制招生选拔方法多样化。第一,试行在八年制学校中与相关专业联合招生、二次选拔的招生方法在西方特别是美国,生物医学工程专业是非常热门的专业。除了其他原因之外,该专业对学生的吸引力在于具有报考医学院学习MD的优势。我国可以从中受到启发,在医学八年制招生时,医学八年制与生物医学工程专业共同招生。开始前四年都学习生物医学工程,到第四年时可以再一次双向选择。学生可以选择是继续深造学习医学MD,也可以选择完成生物医学工程八年制硕博连读,还可以选择四年制生物医学工程本科毕业获得学士学位;校方可以根据学生的意愿择优选拔一定名额的学生进一步完成医学MD,部分八年制生物医学工程硕博连读。这样的好处是学生经过了四年的本科阶段的生物医学工程学习,心智已经逐步成熟。生物医学工程属于理工专业,不仅有利于学生逻辑思维判断能力的培养,而且由于生物医学工程与医学专业密切相关,因此经过四年的学习就会对医学的特殊性有了进一步的认识,会理智地思与考选择。目前我国招收医学八年制的学校主要为重点综合性大学和几所水平高的医学院校,均设有生物医学工程专业,这样可以在校内实现招生改革。第二,进一步在校内试行4+4医学八年制招生,不受专业限制。我国设有医学八年制的综合重点大学,理工医和社科人文专业齐全,已经具备美国医学院招收学生的小的社会环境。在校内试行与生物医学工程专业共同招生、二次选拔的基础上,可以向校内其他专业开放二次报考医学院的试行美国医学院招生的方式。试点中,可以试行校内统一的医学院入学考试,考试成绩作为重要依据,同时还要参照:①本科生平均学分绩;②本科教师的推荐信;③对承担医生神圣职责的责任与义务的个人看法及自我陈述等。造成一种进入医学院的竞争事态,提高对医生这一社会角色的敬畏。第三,现有的直接从高中应届毕业生中选拔。以上三种招生方式可分别试点,总结后,选择较优方式推广。

3毕业应优先到高水平的医院进一步落实精英医生的职业教育

篇3

关键词:生物医学工程;计算方法;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0119-02

一、引言

《计算方法》综合了计算数学和计算机科学相关知识,具体研究利用计算机解决数学问题的相关理论和相关方法。该课程作为我校生物医学工程专业本科学生的课程,目前仅有理论教学环节,教学效果有待提高。本文结合生物医学工程专业特点,基于我院在医学影像成像方法的研究成果,借助我校信息学科与计算机学科的优势,对《计算方法》课程教学改革进行探讨。将《计算方法》课程的理论知识应用于医学成像中,包括CT成像、近红外光学成像和光致超声成像等,以期摸索出适合生物医学工程专业学生的《计算方法》实验教学体系,培养知识与能力并重、理论与实践兼顾的创新型生物医学人才。

二、计算方法课程特点及教学存在的问题

随着科学技术特别时计算机科学与技术的高速发展,科学计算已成为继理论分析、实验研究之后的第三种科学研究手段。计算方法研究利用计算机解决科学问题的相关理论和方法,是科学计算的核心。作为数学理论与工程应用之间的一个纽带,计算方法在很多学科领域发挥着重要作用,很多高校已将该课程作为学生的必修或选修基础课程。

计算方法紧密结合数学理论和计算机科学,是数学的一个重要分支,也是理工科学生一门重要的基础课程。计算方法研究利用计算机解决数学问题的相关理论和方法,强调计算机技术的实际应用和数学算法的工程实现,对学生的动手能力有较高的要求。由于与工程实践密切结合,该课程的教学必须理论与应用并重。

《计算方法》课程具有以下特点:(1)计算方法课程不仅涉及高等数学中学过的相关理论内容,而且注重运用这些理论去解决问题,而不是理论本身。它有助于加深学生对数学理论的理解和认识。(2)计算方法课程公式较多而且难记。(3)强调对计算机的使用,尤其是在计算机上借助一定的软件平台实现相关算法。

生物医学工程是一门兴起于20世纪60年代的交叉学科,涉及化学、数学、物理、药学、生物t学、电子技术、工程技术、材料、计算机技术和信息技术等众多学科及领域。该学科综合了工程学、生物学和医学的理论和方法,具有综合性强、知识结构交叉跨度大、发展速度快等特点。从事该专业的本科生不仅需要电子技术、生命科学、电子与信息科学相关的基础理论知识;而且还需具备生物医学与工程技术相结合的科学研究能力。由于生物医学工程学科知识结构的交叉性和综合性,对高校培养的该专业人才需要更高、更全面的能力素质要求。

我校生命科学技术学院将《计算方法》课程作为大三生物医学工程与生物技术专业学生的选修课,经过几年的教学,存在的主要问题如下:

1.《计算方法》课程教学内容照本宣科,与生物医学工程专业基本无联系。目前,课程教学内容与生物医学工程专业以及生命科学技术学院研究方向基本上没有联系,结合不够紧密,没有将生物医学工程专业领域涉及的科学计算学生所学专业领域科学计算问题融入教学计划和教学内容。

2.《计算方法》重点在于理论教学,对数值实验能力的强调不够。以往的教学环节中,选用的教材在内容安排上没有对数值计算过程中实验过程的描述。老师在授课过程中,忽略了学生数值实验能力的培养。实际上,这门课程不仅具有完整的理论体系,更是一门实践性很强的课程,数值实验在该课程中必不可少。

三、教学改革具体措施

针对上述问题,本文从教学内容、教学模式和考核方法等方面进行研究,结合生物医学工程专业特点,基于生命科学技术学院科研平台,加强数值实验,摸索适合生物医学工程专业学生的《计算方法》实验教学体系,培养知识与能力并重、理论与实践兼顾的创新型生物医学人才。

1.扩展《计算方法》教学内容。我校《计算方法》课程选用西北工业大学出版社出版的教材《计算方法》,教材内容包括计算误差、基于二分法和迭代法的方程近似求解、直接法和多种迭代法求解线性方程组、特征值和特征向量的计算、最小二乘法求解方程组、曲线拟合、曲线插值、以及数值积分与数值微分等,课程内容大部分涉及的都是数学理论,以及各种方法的详细推导,教材上的例子主要是简单的数学问题,与实际应用联系较小,与生物医学工程专业更是没有联系。我们在教学过程中,结合我院科研以及生物医学工程专业特点,在理论讲解与公式推导的同时,融合医学成像具体实例,让学生了解如何在本专业领域运用该课程相关知识。

2.开设《计算方法》实验教学。为提高学生动手能力,我们在经典计算方法课程内容基础上,结合生命学院科研项目,加入与生物医学工程专业相关的应用实例,例如CT图像重建,计算方法课程中的迭代法和最小二乘法均可用于CT图像重建,基于学院CT硬件系统采集的数据,结合合适的成像模型,学生上机编程完成CT图像重建。通过该实例学生不仅了解了CT成像原理,更掌握计算方法在CT成像中的应用。再例如辐射传输方程的求解问题,该问题在生物医学成像中普遍存在。辐射传输方程属于复杂的偏微分方程,在光学成像前向建模中,需要求解该方程,而计算方法课程中有一章的内容讲解偏微分方程的数值求解方法,学生可以开展基于数值方法的辐射传输方程求解。同时,我们加大编程仿真,特别要指导学生应用所学知识进行生物医学工程应用实践。

3.完善《计算方法》教学模式。《计算方法》课程的目的是让学生利用计算机,结合一定的软件工具,解决实际问题。考虑到课程特点,以及学生前期已经学习Matlab语言,我们使用Matlab软件作为计算方法的编程工具。我们在当前计算方法课程的课堂教学安排中,除了理论教学,还增加仿真实验。教师在课堂讲解时,进行详细演示,同时要求学生课后进行编程与上机。课后作业采用计算机编程完成,学生提交报告,给出程序代码以及运行结果。使学生通过仿真实验掌握计算方法中的理论知识,同时学会编程运用计算方法相关内容解决实际问题,提高动手能力。

4.改进《计算方法》考核方式。传统《计算方法》课程考核采用笔试形式,主要考查的是学生对基本知识点的掌握情况。本文改革中,我们兼顾知识与能力的评价标准考核学生学习效果。评价标准主要包括:计算方法基本理论知识、基于Matlab工具的编程仿真实现计算方法相关算法、生物医学工程实际问题解决能力。对于计算方法基本理论知识的考核,采用笔试闭卷形式;对基于Matlab工具的编程仿真实现计算方法相关算法,考核学生在计算机上利用Matlab语言编程实现误差分析、二分法和迭代法求解方程组、数据插值、数据拟合、数值积分与微分等;对于生物医学工程实际问题解决能力的考察,给出两到三个生物医学应用问题,要求学生根据现有数学模型,基于测量数据问题求解,并给出误差分析结果。总之,采用形式多样的考核方式,对学生的综合能力进行测评。

四、结语

本论文对计算方法课程改革进行了探讨,构建教学研用有机结合的计算方法教学体系。通过基础知识传授、计算机仿真实验、医学断层成像具体问题实践,建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的相互衔接的计算方法学教学体系;同时,生物医学工程专业背景下的算方法教学,融合了包括分子数学、生物、计算机与信息等多学科知识,对学生的理论、实践与应用能力协同训练与提升,为多学科交叉复合型创新人才的培养奠定基础。

参考文献:

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Teaching Reform of "Computational Methods" for Biomedical Engineering Students

CHEN Duo-fang

(School of Life Science and Technology,Xidian University,Xi'an,Shaanxi 710071,China)

篇4

科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新

仪器设备,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇

航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我

国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中

国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学

科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中

国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我

国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研教学工作

,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来,其意思是用

刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微

镜,推动了

解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进

一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞

生了细胞学、组织学、细胞病理学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞

的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,

使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电

子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用

影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域

之一。50年代X光****和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于X线CT技

术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水

平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人

体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量,远远大于普通X线照片观

察所得的信息。目前,螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世,能快速扫描

和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的CT,提高了诊断准确率[1]。医学

工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc

e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI),它不仅可分辨病理解剖

结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在

早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步,促进了医学诊

断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态M

RI、MRS发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18F,11C,13N)的原理,

创造的正电子发射体层摄影(PET),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体

把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史,但它已显示出对肿

瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值[2]。

影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学

工程技术的发展密切相关。

介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年

)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行

扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa

diology),这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功

地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小

、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发

展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及

高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性

诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管

管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高

,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗

并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的

临床医学新领域--介入医学[3,4]。

人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医

疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们

称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏

瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难

修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技

术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修

补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样

的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材

料、新技术的结果[5]。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病

晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关

节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千

万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,

其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。

此外,放射医学、超声医学、激光

医学、核医学、医用电子技术、计算机远程

医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上

可见,20世纪生物医学工程的发展,显著提高了医学诊断和治疗水平,有力地推

动着医学科学的进步。

21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史,从伦琴发现

X线到今天X射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用

,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世,从赫斯费尔德发明CT到今天

CT成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的

医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹,我们有理由预测21世纪新的医学诊疗

技术可能在以下10个方面有重大突破和创新:

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,

诊疗用机器人将被广泛应用。[6]

(2)介入性微创,无

创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技

术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着

PET的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂

型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将

有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效

缓释材料,药物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育

材料、生物止血材料将有新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此,用于社区、

家庭、个人医疗保健诊疗仪器,康复保健装置,以及微型健康自我监测医疗器械

和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生

物源性疾病防治外,对精神、心理、社会源性疾病的防

治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发,研制精神分析、

心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型创伤防护装置、生命急救

系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代,有关分子生物学的诊疗新技术将快

速发展,遗传、疾病基因诊疗技术,生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪

白芯片和诊疗系统将被广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康,研究和开发劳动保护、家庭保

健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定,提出了奋斗目标:“到2

000年,基本实现人人享有初级卫生保健”,到2010年国民健康的主要指标在经济

发达地区达到或接近世界中等发达国家水平,在欠发达地区达到发展中国家的先

进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”,国家

工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等,对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争,在医学

诊疗技术上取得了重大成就;但面向21世纪的巨大挑战,我们要动员起来,调整

政策,制定规划,改革医学研究教学的旧模式,发挥现代科学多学科交叉合作的优

势,创建全新的生物医学,为人民造福。

参考文献

[1]GeWangMichealWV.PreliminarystudyonhelicalCTalgorithmsfor

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HeartValveDis,1996,5(3):302

篇5

生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法,多层次研究人体结构、功能及其生命现象,研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合,工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才,必须要改变原有培养医科学生的模式,采取适应工程技术人才培养特点的教学体系,突出工程性,强调实践性教学。改变现有实践教学模式,构建新的实践教学体系,是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。

2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验

我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是:“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展,培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识,具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力,能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程,这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科,其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此,实践教学占据着战略性地位,是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标,突出工程特性,培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务,学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养,更要通过实践教学各个环节来锻炼,以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法:

2.1注重基本实验技能训练,重组课程实验教学内容

电子技术与信息技术教学包含了一系列课程(电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等),对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造,实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合,主要目的是配合理论教学,使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能,提高教学效益,在不增加现有实验课学时的前提下,适当开设综合性实验。

2.2培养综合运用知识能力,强化综合性设计性实验

在专业基础课实验中,将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验,主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力,以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目,提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应,题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题,通过查阅文献资料,优化技术路线,独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试,到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革,有效调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。

2.3开展多层次第二课堂活动,培养分析解决问题能力

开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动,这既是课程教学内容的补充,也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动,内容力求覆盖面广、应用性强,既有教师选题,也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织,有效地丰富了学生视野,拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动,对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制,组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学,让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能,变被动学为主动学,培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。

3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足

目前,我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括:公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看,目前这种模式存在2点不足:一是课程设置不科学,体系不完整,与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2];二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起,由低到高逐次递进,以电子技术综合设计为例,在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上,但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实,一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现,从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求,从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养,是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程,绝非一朝一夕之功,也不是某一门课程所能解决的,必须将其作为系统工程搞好顶层设计,在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训,需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间,乃至研究生阶段,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动,这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识,提高独立分析问题和解决问题的能力,提高团队合作意识,提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力,能够有效地通过工程技术手段解决实际问题,从而满足用人单位和部队建设的需要。所以,建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革,加强顶层设计的重要工作之一,必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。

4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议

创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次,不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法,通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养,必须改变传统的实践教学模式,把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案,调整实践教学组织结构;安排大型综合实验设计课程和实践训练,形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式;构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动,使其创新实践能力不断发展,从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力,提高创造性和竞争能力,这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。

4.1实践课程体系建设

为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求,根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验,我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。

4.1.1基础课程实验

这一类实验的内容和方式比较传统,实验和课程内容的联系紧密,每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析,帮助学生掌握基本理论和方法,锻炼学生动手能力,培养学生的基本工程素质。除基本实验外,一般要求至少安排一个具有综合性质的实验,能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容,都需要进行充分的论证,以保证每门课程实验内容的合理性。

4.1.2综合实践课程

这个训练层次的重要性体现在,使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法,同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础,如果基础不牢,所谓创新是没有保障的,即便有非常新颖的想法,但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上,充分了解各种方法的特点,并根据对实际问题的分析提出有价值的建议,创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用,掌握工程技术解决问题的程序和方法,突出工程实践中关键环节的训练,实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训,使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排,将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成,余下的2~3周时间用于开设独立的综合实践课程。

(1)电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力,组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的,主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能,如果没有这个过程,直接进入电子技术课程设计阶段,就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题,为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程,以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力,而尽量避免因为工艺问题造成的失败。

(2)电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上,进行综合能力培养的实践训练课程,以电路设计为重点,内容侧重综合应用模电、数电知识,完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统(例如心电信号放大器)。一般是给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。

(3)虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用,侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。

(4)生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上,把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来,掌握常见的生物医学信号采集方法,医学信号传感器、采集仪器的使用,利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程:医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断,培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力,并强调各种处理方法的硬件实现。

(5)现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行,学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能,融合医学仪器课程内容,独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试,完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理,通过对专业课实验进行的高度整合,让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择,或者自己拟定题目,独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统,并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术,在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练,对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解,从而在综合能力上得到培养,同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。

4.1.3创新性课外科技活动

开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动,其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上,了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识,充分发挥和调动学生创新实践的潜能,结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求,应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法,有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员,培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力,以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养,主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展,也可以围绕专业选修课开展,并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金,开展进一步的深入研究,并指导学生发表学术论文,申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员,可在此基础上直接进入毕业设计环节,并给予他们优先报考硕士研究生的资格。

4.1.4实习

临床工程实习是理论联系实际,培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习,使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握,全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养,熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题,建立医疗卫生装备体系的基本知识架构,培养学员运用已学基础理论知识,初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力,为毕业后从事医疗设备专业工作,提升任职能力打下基础。

4.1.5毕业设计

毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平,是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题,把重点放在学员创新思维和能力的培养,充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养:(1)调研、查阅中外文献和搜集资料的能力;(2)理论分析、制定或设计实验方案的能力;(3)实验研究、综合分析和数据处理的能力;(4)交叉融合理工医等学科综合知识的能力;(5)外语、计算机应用和论文写作的能力;(6)综合应用工程技术手段解决实际问题的能力;(7)团队合作的能力。方法上让学生自由选题,独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题,指导学生通过查阅资料,以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路,要求学生利用计算机进行理论设计,并进行虚拟实验和仿真分析,经过比较优选出最佳方案,进而设计出实用的电子系统,完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标;最后提供设计报告,接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤,增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神,真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。

4.2创新实验室建设

创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务,满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要,从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手,与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合,以电子技术应用、装备教学实训为基础,培养应用军事生物医学工程的技术方法,解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段,在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发,使其在学习训练中了解军事医学的主要问题,学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题,同时提高创新实践能力,在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的,这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。

篇6

近半个世纪以来,科学技术迅猛发展,新知识、新成果不断涌现,数字化特点凸显。根据2002年度美国国家科学基金会资助的研讨会报告,目前我们收集的数据需求呈指数增长,而数据分析的需求呈二次增长,但统计的专业人才呈线性增长并且目前统计学的教育远远落后于实际需求。邵启满教授“给当今毕业生的建议,就两个字:统计”。我们当前的数理统计课程的教育还处于“非常狭窄的计算机时代前的统计学”,严重滞后于不断发展中的现代统计学。大部分的研究生教科书内容仍然是从统计量到点估计,继而假设检验、回归分析和方差分析等基础知识的呈现及统计方法的推导。课程的教学大纲中也以理论推导为重点,注重统计方法的理论基础和演绎证明,而对于实际应用较多的现代统计方法缺乏介绍,忽视与各种统计软件的结合。因此,我国工科研究生毕业论文实验数据处理手段较为低级,对异常数据缺乏理性说明。我们的研究生往往在学完数理统计课程后,虽然掌握了基本的统计方法和推导,但进入科研工作碰到实际数据时,对数据的收集、处理和分析仍然一筹莫展。这也是促使我们教学理念转换的主要原因,研究生数理统计课程应以现代统计应用为中心,不仅要求学生理解和领会统计思想,还应正确使用统计方法,根据计算结果作出正确的推断,给出合理的解释。

2教学变革的尝试

由于课程的实用性和重要性,学生普遍对数理统计课程比较感兴趣。如何调动学生的主观能动性,变“被动灌输”为“主动探索”,在有限的课时内学习较多的统计知识呢?我们教学变革主要采取如下措施。

2.1教学内容的调整为了避免重复学习,我们对原来本科时已经学习的统计量与抽样分布、参数估计这部分内容只简单复习,温故知新,不再细讲。而对目前生物医学工程中应用较普及的方差分析、回归分析,我们补充了生物医学方面的实例,运用软件进行统计分析,并对运行结果详细讲解。对于教材未介绍的非参数检验和实验设计部分,补充几种常见的统计方法。对于较复杂的多元统计和现代统计学部分,我们引入PBL教学模式,通过分组、问题探究、成果汇报、反思和完善几个步骤,完成学习内容。

2.2教学方式的改进在课程的教学中,我们尽量做到深入浅出,回避复杂的推导、运算和证明,强调对统计思想的理解以及统计方法的运用,同时注重和统计软件的结合。统计从某种意义上说是与数据打交道的科学,没有实际数据的统计分析,不利于学生对统计方法的理解和应用。教学中如果仍然当成数学课程,注重统计理论中定理和公式的推导演算,而缺乏实际的数据分析训练,学生就无法对统计的广泛应用性及重要性有深刻的体会,也不利于保持和提高他们的学习兴趣。我们补充了生物医学方面的实例,通过数据分析,提高他们对统计方法的实际应用能力,也为后续PBL教学的顺利开展做准备。大部分学生在本科阶段已学习Matlab软件,而且工科学生计算机应用能力较强,因此我们要求学生自学一门统计软件(如SPSS、R等)或使用Mat-lab,对所有的实例在软件中实现数据分析。软件输出的是数值或图表,并没有详细的解释、分析和结论,学生必须结合数据背景知识,应用所学统计方法,进行分析推断,最后给出结论和合理的解释。

2.3考核方案的变革注重平时考核,淡化期末考试。考试不是最终目的,只是促进学习而已。因此,成绩是对学生学习情况的全面评价,不仅包括教材知识点的掌握情况,还有自主学习和实际应用的能力。我们将PBL案例分析的评价和期末考试的成绩各设置为50%的比例,鼓励学生自主学习,提高实际数据分析的能力。

3结合PBL教学模式

统计学的飞速发展要求研究生掌握必备的统计基础知识外,能够进行知识的自我更新,具有不断学习现代统计新知识的能力。PBL教学模式在提高学生分析问题、解决问题的能力,培养学生成为自主学习者、终身学习者等方面已被广泛认同。虽然生物医学工程专业研究生基础知识比较扎实,但统计学的发展以及软件的学习交叉,要想学好这门课程并不轻松。在研究生教班开展PBL教学的有利条件是:①教班人数较少,分组进行问题探索可以实现。②学生对数理统计课程比较感兴趣,积极性较高。③现代统计学和计算机科学紧密联系,但医学工程学生计算机应用能力较强,在统计软件的学习和编程方面具有优势。④教研组在数模竞赛培训和本科毕业设计中积累了一些素材,可以将内容完善成PBL问题。我们引入PBL教学模式,进行了初步探索。

3.1前期准备推荐一些统计应用的网站和书籍。简单介绍前沿的方法和知识,补充回归、相关、时间序列分析以及实验设计等内容,对于随机模拟、MC-MC方法也举例说明。教师将原先积累了一些实例设计成若干问题,让学生进行选题,组成学习小组(每组5-8人),确定分工。我们将多元统计分析和传染病预测的案例编写成4个问题,提前半个月交给学生,等他们分组确定后,分别给予一定指导。

3.2问题探究小组成员分工合作,查找文献、学习算法,围绕选定的问题进行准备。通过交流和讨论,将各自学到的知识进行整合,进而运用这些知识重新分析上一阶段提出的问题,思考并提出解决方案。最后,对问题形成一个附有详细统计算法和计算结果的论文报告交给教师。

3.3成果展示和汇报各组将问题的解决方案和结果做成PPT,在课堂上进行汇报。其他小组可以提问和质疑,开展课堂讨论。教师预先阅读各小组的论文报告,引导学生的课堂讨论,针对学生模糊不清的问题进行讲解,强调重点和难点,对每个小组的报告给予建设性意见和评价。

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关键词 全日制工程硕士;医学基础;教学方法

中图分类号:G643.2 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)06-0061-03

Exploration and Application of Full-time Engineering Master for Medical Foundation Teaching Methods//L? Xiuhua, LIU Wei, ZHOU Yubai, ZHOU Zhixiang, SHENG Wang, MA Xuemei, YAN Hong

Abstract With the changes and reforms of the graduate enrollment system, the full-time Master of Engineering enrollment has gradually expanded. Therefore, the completing training and achieving goals have been highly valued. In this paper, the following four aspects of the full-time Master of Engineering medical foundation teaching methods were explored with the practical application respect. These four aspects are: The combination of theoretical and practical application is the practical requirements to the engineering master's; Rational organization of classroom discussion is an effective way to train engineering master professional interest; Teaching is an effective way for the infiltrated project to broaden the depth and breadth of knowledge; and the highlight innovative teaching process is to develop a master project to adapt the foundation of society. The conclusion is this kind of teaching model is a useful teaching exploration, especially for the overall requirements of the full-time Master of Engineering training

Key words Full-time Engineering Master; medical foundation; teaching methods

生物医学工程是综合工程学、医学和生物学的理论和方法而发展起来的交叉边缘学科,基本任务是运用工程技术手段研究和解决生命科学特别是医学中的有关问题,主要研究利用电子信息技术结合医学临床对人体信息进行无损或微损的提取和处理,是关系到提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。

北京工业大学生命科学与生物工程学院从2005年开始,正式开设医学基础研究生专业学位课,每年选课人数都在10人左右。但是随着社会的发展和需求,近年全日制工程硕士(专业学位研究生)的招生规模逐年增加,2012年选课人数是19人,2013年选课人数已经达到25人。由于研究生的培养目标在不断更新和变化,作为已有专业知识模块中的医学基础课程的教学方法,已经不能完全适用于专业学位研究生的培养,需要重新探索工科院校全日制工程硕士医学基础课程的教学方法,并结合实际教学情况进行应用研究。

有效的教学方法构建有效的课堂组织,有效的课堂组织造就更高的教学质量,更高的教学质量铺垫中国教育的基石[1]。医学基础课程具有理论性强、应用性强两大特点,增加了教学的难度和复杂性,因此必须要紧密结合专业知识,采取多种教学方法联合并用,增强教学的针对性、实用性,使学生具体体会到学有所用,增强学习兴趣,圆满完成教学计划和培养目标。

1 理论性与应用性的有机结合是工程硕士的实际需求

建立面向应用领域、跨学科门类、融合工程技术和工程科学、保证工程系统性和完整性的应用实践型教学模式是保障全日制工程硕士人才培养质量,保证教育产品符合企业人才需求的关键。所以,医学基础课程不仅在教学内容上有所突破,在教学方法上也要大胆创新,将理论性与应用性有机结合,通过基础知识模块和应用知识模块来体现,突出案例分析和实践研究。

从临床医学的角度讲解基础医学的内容,使学生的学习更有针对性。在教学方法上,适当引入案例教学为基础的课堂讨论,以病例、问题为先导,把基础医学、临床医学、预防医学、康复医学等知识有机串联起来,形成一个系统完整的新的理论体系。病例中包括对病人的发病原因、发病机制、实验室诊断、临床症状、防治、愈后康复以及与之相关的仪器研发应用等内容。

如在学习循环系统时,除了常规学习心脏血管的形态学知识外,以冠状动脉粥样硬化性心脏病为线索,将生理病理、临床症状体征、诊断治疗、预防康复等融为一个整体,结合本院生物医学工程专业的研究成果,将人工心脏、人工血管、支架的研究内容纳入综合治疗方案、特殊治疗方法的范畴。同时在将知识进行纵横联系的同时,还需了解学生的个体需求、发展规划,可以将课堂教学内容与学生的毕业论文及实际工作相结合。这种教学模式既能增加学生的知识层面,启发学生学习的兴趣,最大限度地调动学生自主学习的积极性,又能培养学生的综合思维,而且可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力以及反应的灵活性,是一种有益的教学探索,尤其适合于全日制工程硕士培养的整体要求。

2 合理组织课堂讨论是培养工程硕士专业兴趣的有效方法

根据医学基础课程的教学目标,把教学内容分为重点讲述、一般概述、自学三部分,但并不等于后两部分内容不重要,而是课堂教学的学时所限,因此,要求教师合理、科学地督促学生把这些知识不仅要学好,而且要用好。

采用课堂讨论式教学方法比较适合这两部分内容的教学,为了有效利用课上时间,讨论课前,师生都要充分准备,查找相关资料,将适当的课堂讨论融入整体的教学过程中。整个环节包含题目的提出、主题发言、学生互动、教师完善补充、总结五大部分。其中题目的选择是课堂讨论成败的关键,教师结合每个学生的学术背景和研究方向,选择相关的比较前沿的讨论题目。如有的学生毕业论文或工作内容与肿瘤相关,无论是抗肿瘤的药物研究,还是肿瘤表面标志物的筛选、肿瘤早期基因诊断试剂盒的研发以及肝癌的微波热疗等,都会以细胞为基础,辐射药理学、细胞生物学、分子生物学、免疫学、肿瘤学的一些基础知识,使学生对肿瘤的相关知识点有全面的了解,同时对自己所要研究的实际问题又有比较深入的思索和规划。因此,在讨论课上既有学生的主题发言,又有相互间的探讨和交流。这样既培养了学生独立思考和自学的能力,又加深了学生对课程的理解熟知程度;同时也不同程度地培养了学生的思维敏捷能力、应变能力、与人沟通能力、语言表达能力等综合实力,提倡畅所欲言、各抒己见,博采众长、坚持真理的学术理念,培养学生研究实践问题的主动意识和持续科研的能力。

兴趣是学习的生命力、源动力。学生只有产生兴趣,才能充分发挥主观能动性,产生学习积极性;只有怀着好奇心和求知欲,自觉地投入到学习过程中来,才能主动地去学习知识、掌握知识和运用知识,才会提高学习效率,学有成效[2]。坚信兴趣是最好老师的教学理念,做到学有所用、用有所长、长有所专。

3 教学多向渗透是工程硕士拓宽知识深度和广度的有效途径

由于医学基础课程的宽广性和综合性、理论性和应用性的特点,决定了无论基础知识模块还是应用知识模块的教学内容,必须将基础医学、临床医学、预防医学、康复医学、特殊医学五者相互贯穿、有机联系,同时将医学基础内容渗透到生物医学工程专业所涉及的研究和应用领域,增强学生学习的实用性。比如在学习细胞、肿瘤等知识时,会实时地将生物电磁效应研究的内容、手机辐射对人体健康的影响融入其中。同时基于生物医学图像处理的研究课题,如细胞显微图像的计算机自动分析、B型超声图像处理等理论,突出结构与功能的关系,即结构是功能的基础,而某一种生理功能又是某一特定结构的运动形式;健康与疾病的关系,即疾病与健康一样,都是生命的表现形式,疾病中所表现出来的种种病理变化,都是正常结构、功能发生量变和质变的结果。只有了解正常,才能确定异常,才能对疾病做出正确的诊断和治疗,才能准确判断预后。

另外,生物力学仿真与医学应用也是生物医学工程所涉及的研究领域,其研究方向侧重于研究血流动力学与动脉疾病(特别是动脉粥样硬化)的关系,以及血流动力学的临床应用,如血管搭桥术、动脉瘤支架介入治疗等,这又关联到如血液在血管中的流动、心脏瓣膜及人工瓣膜等的工作过程所要涉及的医学基础本质内容。可以看出,通过这样的多向渗透,将纵横交错的复杂知识网络梳理成一条直线清晰的脉络,使学生学到的不是一点点具体课程知识的堆砌,而是注意学科知识间的渗透与综合,重视知识应用性的沟通与转化;使学生意识到在应用领域中基础知识的重要性和必要性,没有基础理论作为基石的支持,后续的应用研究不仅是空中楼阁,且很难实施和实现。从另一个角度无形中又激发了学生自主学习的自觉性和积极性,形成一个良性的循环过程。这种教学方法提高了教学的针对性,更有利于全日制工程硕士研究生培养目标的实现和顺利完成。

4 突出教学过程的创新性是培养工程硕士适应社会、服务社会的基础

医学基础知识是从事生物医学工程技术工作的重要基础,同时各种生物医学工程技术又促进了医学水平的全面提升。随着高科技产业的发展和应用,迫切需要具有科学思维和创新意识、能够敏锐发现问题和创造性地解决实际问题的生物医学工程人才。教学过程不是简单重复书本上的条条框框、考核试卷上的题目,而是一个创造性的过程,是教学双方挖掘、展示、发挥人的创造性和主观能动性的过程。

创新是研究生教育的核心内容,也是全日制工程硕士培养的深层次目标。医学基础课程建设的特点是“厚基础理论,博前沿知识,重实际应用”,在整个教学环节中逐步渗透和培养全日制工程硕士研究生的创新意识。教师拥有了培养学生创新意识的理念,就会体现于教与学的创新上。学生是教学过程的核心,教学设计要想引导出富有创新性的教学过程,就必须关注最新的科技动态、科研成果,具有前瞻性的思维模式和科学研究的主导思想。因此,在每年的教学内容中都会适时添加当年的诺贝尔生理学与医学奖的获奖内容,并由此引申到相关知识领域的研究进展、发展动态及未来的可能趋势。例如,2011年诺贝尔生理学与医学奖尘埃落定之际,就将树突状细胞等在第二道防线中的作用和重要意义,以及一些目前用来治疗自身免疫疾病的新药和很多正在开发的免疫治疗癌症的药物,都利用了诺贝尔奖得主发现的这些机理和原理等纳入相关的与免疫有关的章节中。

2012年令人惊讶的是“发现成熟细胞可被重组变为多能性”,通过导入仅仅少量的基因,就可以将成熟细胞重编程为多能干细胞,即可发育成为身体各种组织的非成熟细胞。这些突破性的发现彻底改变了对于发育和细胞特化的看法。现在知道成熟细胞并不需要永远局限在它的特定功能里,历史被改写,新的研究领域产生。通过重编程人体细胞,疾病研究的新机遇获得实现,诊断与治疗的新方法获得发展。

2013年诺贝尔生理学与医学奖授予了三位解开细胞如何组织其运输系统之谜的科学家,揭开了细胞物质运输和投递的精确控制系统的面纱。该系统的失调不仅会带来有害影响,并可导致诸如神经学疾病、糖尿病和免疫学疾病等的发生。

由此可见,激发教学双方在知识、经验、精神等各个层面的交流与碰撞,是确保教学效果和质量不可或缺的一个重要因素。实际上,在教学过程中,培养学生创新意识和能力的同时,既有助于促进教师加强自身学习、更新知识,拓宽教师知识面、扩充教学内容,也有助于调动学生的学习热情,且能保证教学内容与最新科学技术同步发展的应变性和连续性;使学生在获得较宽厚的基础理论知识的同时,又具有较强的科学研究能力与技术开发能力。可以认为,突出教学过程的创新性,是培养高素质、有创造力的高技能高层次应用型人才的重要内容和方式。

注重工程应用,构建合理的知识结构,是全日制工程硕士研究生培养的一种特殊模式,强化他们的优势、弥补他们的不足是主导思想。正如郭婧娟[3]所言:“坚持独特的培养理念是工程硕士持续发展的根本所在。”全日制学术型研究生的培养,可以说有很多成熟、成功的经验值得推广和借鉴,但全日制工程硕士研究生培养,由于其培养目的和目标的特定性、社会需求的特殊性,还有许多问题有待进一步的深入研究和探索。

参考文献

[1]刘淑清,张改枝.大学课堂教学方法的适用性选择和实现条件分析[J].太原师范学院学报:社会科学版,2013(2):

120-122.

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英文名称:Journal of Nanjing Normal University(Engineering and Technology Edition)

主管单位:江苏省教育厅

主办单位:南京师范大学

出版周期:季刊

出版地址:江苏省南京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1672-1292

国内刊号:32-1684/T

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:2001

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

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关键词: 高等职业教育 江苏省医疗器械 现状

目前,随着教育体制的改革,高等职业教育被作为教育的一个层次的地位越来越凸显,全国各地的教育体制要做相应的调整,我省也不例外。国家对高等职业教育的重视,给我省原有职业教育的发展带来一次新的飞跃、一个高的起点。因此,我省应该在这一系列有利政策的鼓舞下,加快高等职业院校的建设,作为新兴专业的医疗器械类相关专业更应该抓住着一有利时机,首先在现有相关专业的基础上进行资源整合,在高等职业院校创办医疗器械工程系(或开设医疗器械类专业),力争取得教育厅、卫生厅、科技厅等有关部门的重视、关心与支持。下面我就此谈几点想法。

1.医学工程技术队伍人才建设的现状

根据相关调查机构在近几年对百余家不同级别、不同地域的一般性医院的医疗装备管理和维修人员的调查报告来看,当前医学工程技术人员的知识结构和人才需求存在的问题和矛盾,同时也表达了工程技术人员的愿望和要求。

1.1人员缺乏。

从调查显示,所有医院都反映工程技术人员的缺乏,我国医学工程技术人员在医疗机构人员中比例只有1%―3%,每一个医学工程技术人员要承担300万元以上医疗设备资产的维护管理,基层医院尤其突出,有的基层医院甚至没有维修人员或由总务科的电工兼管。这主要是与医疗器械相关专业起步晚,开设这个专业的学校少,早期国内只有上海医疗器械专科学校和一些中专校开办这一专业,培养的工程技术人员远远不能满足现代化医疗器械的高速增长。

1.2水平偏低。

人员编制比例低,“半路出家”和学历偏低者在绝大多数医院都存在着相当的比例,虽然这些人员在长期实践中积累了大量的经验,但由于专业基础差、知识较陈旧,外语水平低,因此对新设备、新科技接受较慢较难,维修水平明显偏低。有的毕业分配到医院后,技术水平不高,动手能力差、长期不能独立胜任工作,这与学校的办学条件和经验有关,也与后期缺乏必要的专项培训有关。

1.3职称晋升难、留住人才难。

医学工程技术人员和医疗器械类相关专业教师因在医院和卫生职业院校都误认为不是主要学科得不到应有重视。例如:部分医院(其中包括三甲级医院)把医学工程技术人员化归后勤科、总务科、药材科或医务科代管;学校由于新兴起步专业大多数把从事医疗器械相关专业教学人员化归数学物理教研室。同等条件或高于临床医生和临床教学教师晋升条件,他们能晋升而从事医学工程专业的却不能晋升。而那些学历低没文凭、外语应试和口语能力低、基础理论知识不系统,写论文困难的基层维修人员晋升就更困难了。而相关医疗器械企业给出了丰厚的待遇和系统的职业规划,由此出现了留住人才难的现象。具有本科和本科以上学历的高层次人员到了医院或卫生职业院校认为屈才,除了社会地位、经济收入、职称、住房等不公外,还有更大的抱负,有的到了科研部门,有的到了国内外大的医疗器械公司,有的考了研究生。

1.4人员来源不一、知识结构不一、人员所在的学科不一。

医学工程技术人员大致由经过医疗器械设备培训班培训(1980年前工作)的工人、相近专业(自动控制、无线电、电工电子、计算机)改行和80年以后毕业生物医学工程、医疗器械维修专业的大、中专毕业生组成。因此他们只能根据各自的情况来从事不同难度医疗器械的维修。把医学工程技术人员化归后勤科、总务科、药材科或医务科,造成人员所在的学科不一,定位不明确没有归宿感,这样很不利于医学工程队伍的发展。

2.医学工程专业的教育基地的现状和矛盾

80年代后期,卫生部在全国五所医科大学(北京医大、上海医大、华西医大、中山医大、湖南医大)建立了五个仪培中心。五个仪培中心的创办和开展,为我国医学工程技术队伍的壮大作出了极大的努力和积极的贡献。近几年虽然先后在清华大学、浙江大学、天津医科大学、西安医科大学、一军医大学、四军医大学、华中科技大学等十几所高校陆续开设了生物医学工程或医学装备工程专业的本科班,我省内的东南大学、中国矿业大学、徐州医学院等相关院校也陆续开设了相关专业。但这些学校培养的是学术型人才、工程型人才和技术型人才。其毕业生不乐于从事基础维修工作。而南京市第二卫生学校(现为南京卫生学校)开设医疗器械维修中专班,培养的是技能型人才。其毕业生只能对低、中档器械进行维修,对高、精、尖的大型器械又不太胜任。鉴于上述情况,相关高等职业院校开设这一专业可以解决这一问题。

盐城卫生职业技术学院自上世纪80年代末就开办了医学影像技术专业到目前为止,在教学过程中《影像设备》一直作为主干课程。在此基础上06年开设医疗仪器维修技术专业、10年开设了医用电子仪器与维修,医疗仪器维修技术专业已经毕业3届,在校就读和正在实习的2届。据统计,这两个专业的生源主要来源于本省,毕业的学生主要分布于上海和省内医疗器械企业和各级医疗卫生单位,表现很好,已成为主要技术骨干,有的还走上自主创业的道路。医疗仪器维修技术这个专业就说明了通过高等职业院校培养实用性高等职业技术人员的可行性,一如既往的发展一定会对目前医学工程技术人员匮乏现状的改善作出贡献。这为盐城卫生职业技术学院开办医疗器械专业群甚至开设医学工程系奠定了一定的基础。但由于前期投资大、校企合作动力不足、经费不足、师资力量缺乏、教材和实验室等种种问题,制约了本专业的发展,导致与上海等同类院校水平上还有一定的差距。

此外南京建康职业学院也有医疗器械相关专业,但也存在规模小、投入少等共性问题。

3.发展医学工程专业是现代化医院建设的趋势

当代医学的发展极大地取决于现代化的工程技术进入医学领域的程度。随着科学技术和现代工业的飞速发展,现代医学已把几十门学科汇集一体。80年代以来,在医学诊断过程中广泛使用了医学成像技术(X线、同位素、超声学),内镜技术、核医学技术、生理工能检测技术、免疫诊断技术、人工脏器等先进技术。正是有了这复杂且相互渗透的先进技术和相应设备,才使现代医学发展如此之快。具调查统计江苏省苏南乡镇以上医院和苏北二级以上医院DR、彩超、CT、磁共振已经基本普及。因此,现代医院建设,工程技术人员必然进入医院,因而发展医学工程专业是现代化医院建设的趋势。

4.医学工程的发展给医学工程人员的素质提出更高要求

由于诸多客观历史因素的存在,目前医学工程技术人员的素质已经不能满足现代化医院建设的需要,表现为:现有医疗仪器装备的功能开发没完全达到设计要求,有的仪器设备的应用只占其全部功能一半,甚至只有全部功能的五分之一,造成仪器装备的极大浪费,仪器装备的安装和使用达不到仪器装备的基本要求而造成人为的损坏;维修力量缺乏,有的仪器出现故障不能及时排除,坏了无人修,或越修越坏,每年都得支付高额的维修费用。所以,支持医疗器械专业的发展提高全国医学工程技术人员的素质,是全国医学卫生事业建设的需要。

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中国科学院电工研究所于1963年正式成立,位于北京市中关村科学城。电工研究所主要从事电气工程学科及生物、物理、材料、纳米、信息等前沿交叉领域研究。

电工研究所根据国家需要和学科发展趋势,确定了可再生能源技术,电力电子与电气驱动技术,电力设备新技术,电力系统新技术,极端电磁环境科学技术,现代应用超导技术,生物医学工程,微纳加工技术和前沿探索等九大研究领域。已承担并完成了国家自然科学基金、973高技术计划、863高技术计划、国家科技攻关、中国科学院及各部委的重大、重点及攻关项目和国际合作项目,获得了数百项科技成果。科研人员共撰写了专著数十部,数千篇。

作为1981年首批被国家批准为学位授予单位,电工研究所现具有在“电气工程” 一级学科内招收和培养硕士、博士学位研究生资格,二级学科设有电机与电器、电力系统及自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、生物电工、微纳电工技术、能源与电工新材料等八个学科专业点,并经人事部批准设立有电气工程一级学科博士后科研流动站。

电工研究所一贯重视提高研究生教育培养质量。我所有数名毕业生学位论文被评为全国优秀博士论文、全国优秀博士学位论文提名,并有多名研究生荣获中国科学院院长优秀奖。近三十年来,我所共招收培养近千名博士和硕士研究生,毕业研究生的就业率一直为100%,其中绝大多数已经成为国家科学技术发展的中坚力量。

电工研究所拥有良好的科研环境和优秀的研究生指导教师队伍。所图书馆拥有丰富的专业藏书、期刊、内部资料等。研究生居住在生活条件优越的中科院青年公寓内。为激励研究生勤奋学习,电工研究所对在学研究生设立有普通奖助金、等级奖学金和三助奖酬金。优秀博士生每月可获得3000元资助。

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