生物医学工程应用范文

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

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生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科，其主要研究方向是运用工程技术手段，研究和解决生物学、医学中的有关问题。

多学科的交叉使它不同于那些经典的学科，也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用，世界各主要国家均将它列入高技术领域，重点投资、优先发展。

[1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代，目前已成为一个重要的研究和学习领域。

计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段，为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战，未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此，对计算机网络的学习是非常有必要的。

而要学好这门课程，不仅要学习一些概念，掌握计算机网络的基本原理，还要掌握一些技能，具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生，在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别，以体现出专业特色。

笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设，注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力，将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向，科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构，使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求，成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。

一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一，每天都有新的发展和应用，教师只有在教学过程中不断更新教学内容，才能跟上时代的步伐

[3]俗话说：你要给学生一勺水，那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课，教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书，对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入准确地把握，同时还必须通过承担相关的科学研究，能够通过自己的工作，理论联系实际，真正理解和掌握核心技术，了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习，了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。

针对网络技术发展的不断更新，在教学内容上应安排一些基础的理论内容，比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等，便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时，可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容，以乘飞机的过程举例，提出协议、服务和层次的概念，以此类比，可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程，因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识，使得学生只要具有物理学方面的基础，就能很好地接受这些知识，而不需要专门去补习这门课程。

二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中，要紧密结合专业的需要，克服过于偏理论的倾向，以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想，调动学生的积极性

例如，在讲授网络技术内容时，可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学，从物理层直到应用层，同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中，可以以学校校医院的信息系统为例，从整体上了解医院信息系统（HIS）的内容，学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以全面了解医院信息的流程和医院管理模式，为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中，以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容，突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点，应强调要放在应用上。

因此，在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程，强调知识点、技能点，从教学方法上进行改革，比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法，但还缺少互动讨论，其实对于小班的学生，这种方式更好推广，而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容，这和笔者之前的安排完全不同，在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象，而采取西安交大的这种方式，可以带着问题进行教学，通过案例，引导学生用理论知识解决实际应用问题，提高学生的学习兴趣。

三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂，在安排时不妨在灌输理论知识的同时，合理增加常识性的内容，这样一方面能够重点突出，另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态，对一些初学者是一个很好的知识补充

比如在讲传输介质时，前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识，有些是非常晦涩难懂的理论，同学们已经显出倦态，因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。

对于晦涩难懂的教学内容，应该注重学生的反映，通过举手的方式来了解学生理解的程度，比如在讲曼彻斯特编码技术的时候，先让一名同学画出波形图，然后让学生自己判断是否正确，通过了解可以看出学生的掌握情况，然后再进行讲解，反复几次，可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明，比如服务和协议，就可以用生活中的例子来解释；而对于有关的、好理解的内容，可以以自学的方法来学习，也可以在课堂教学中省略这方面的内容。超级秘书网

四、注重因材施教应该因材施教，针对理解力强的学生，可以把一些难点让他来讲述，以引发他的兴趣，比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念，可以留下疑问到下堂课让他来讲述；针对一般大多数同学，可以在他讲的基础上再讲一遍，用通俗易懂的语言来加深对概念的理解

教学过程应该把重点和难点讲出来，然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容，教师不必把所有的点都讲到，知识性的内容不用讲得太详细，因为大学生有这方面的素质，尤其小班上课，可以充分调动学生的积极性来投入到教学中，年轻教师不必拘泥于固有的模式，而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时，可以拿一个例子来讲述整个过程，因为专业的学生有电路的知识和软件的知识，可以理解得比较透彻。

同时配合Flas来进行教学，可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展，各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合，从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展，本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上，熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。

参考文献：

[1]鲁雯,秦斌,王鹏程,等.生物医学工程专业教材建设与探索[J].医疗设备信息,2005,20(11):40-41.

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从我国生物医学工程与医疗器械产业的发展现状来看，由于我国在该领域的发展较国外晚，使其在实际的发展中还是存在许多需要完善与改进的地方。基于这种现状考虑，我们必须要提高对生物医学工程与医疗器械产业的完善、优化与创新意识，并通过各种有效性措施的大力落实，促进生物医学工程与医疗器械产业的健康、稳定、长效发展。

关键词：生物医学工程；医疗器械产业；发展

【中图分类号】

R195 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）08-0294-01

1 前言

生物医学工程（Biomedical Engineering，BME）主要是指结合了化学、物理、数学、计算机与工程学原理，从事医学、生物学、卫生学以及行为学等方面的一种研究。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，其应用工程技术手段，可以有效的解决目前医学中的一些问题，从而为各类疾病的诊断、治疗与预防，保障人们的健康起到积极的作用。而医疗器械产业主要是指在疾病预防、诊断与治疗中所应用的电子医疗设备、内外科器械、离体诊断设备、牙科器械、整形设备以及医院供应品等等。生物医学工程与医疗器械属于医院诊治疾病中不可或缺的一部分内容，也是现代医药产业发展的两大支柱。基于生物医学工程与医疗器械产业的重要性，本文就以我国的生物医学工程与医疗器械产业作为研究方向，论述其发展现状，并对生物医学工程与医疗器械产业的发展前景展开探讨。

2 生物医学工程与医疗器械产业的发展现状

2.1 生物医学工程的发展现状：

生物医学工程专业作为一项研究方向诸多、内容复杂、要求极高的专业，其在我国的发展已经经历了36年，但是，我国生物医学工程较国外相比，其起步还是较晚，综合来看，其与国外的发展还是具有一定的距离。而从我国生物医学工程的发展现状来看，其对于人才的培养目标及研究成果，主要体现在以下几个方面：

⑴人才的培养。其一，培养能从事医疗设备管理、医疗器械质量控制与管理、医药市场营销、医学技术服务等方面的人才；其二，将生物医学工程专业将医学技术与工程技术相结合，并以此为目标来培养高级临床医学工程技术型人才；其三，培养出综合能力较强，能够从事生物医学工程研究、开发与生产的高级人才。⑵研究成果。我国生物医学工程目前的研究成果主要有：人工关节、人工晶体等功能性假体；人工心脏瓣膜、人工心脏起搏器等人工器官；不同规格、不同种类的电磁与激光治疗设备；超声成像、磁共振成像、X射线计算机断层扫描、生化分析仪等新型临床诊断与监护技术、监护设备等。

2.2 医疗器械产业的发展现状：

生物医学工程在我国的发展，不仅促进了临床疾病的诊治效果，还推动了医疗器械产业的发展，而当前我国医疗器械产业的发展情况，主要体现在如下几方面：⑴医疗器械工业现状。由于国外医疗器械对国内医疗器械市场造成的冲击，近年来，我国已开始重视对医疗器械的自主研制与创新。例如，在“十二五”规划中，特别强调了我国自产医疗器械的应用与普及、产品创新。并在着力突破高端装备大多引进国外的问题。力求实现高端主流装备、医用高值材料、核心部件等医疗器械的自主制造，以实现降低医疗费用、打破进口垄断的问题。⑵医疗器械营销现状。我国的医疗器械生产销售企业诸多，尤其是近年来，在科技的快速发展下，使得我国医疗器械的营销势态良好，例如婴儿培养箱、心电图机、高压氧舱、磁共振成像系统、体外诊断试剂、各种敷料及卫生材料等数千种大小不一，规格不一的医疗器械在全国各医院的应用是非常广泛的。⑶医疗器械技术现状。在科技的快速发展下，医疗器械的性能与质量也得到了不断升级。而我国各大小型医院，在先进性医疗技术的驱动下，所应用的医疗器械也在不断升级和完善，例如，基层医疗卫生机械对采色超声成像仪、生化分析仪、免疫分析仪、多参数监护仪、心电图设备、耗材等医疗器械的配置与升级。一些大型、综合性医院对实时三维彩色超声成像仪、全自动生化分析仪、64排螺旋CT等先进性医疗器械的应用。

3 生物医学工程与医疗器械产业的发展前景

3.1 生物医学工程的发展前景：

虽然生物医学工程在我国的发展比较迅速，但其与国外的发展相比，还是存在一定的差距，基于这种现象，我国对于生物医学工程的持续发展也十分重视。而在分析目前我国生物医学工程的发展情况与研究成果之后，笔者认为，我国今后生物医学工程的发展前景，将会体现在以下几方面：⑴纳米技术、介入性微创技术、激光技术以及植入型超微机器人，将是未来生物医学工程的研究重点。⑵生物型人工器官、生物机械结合型将会有新的突破，各种高质量的人工器官将会广泛应用于临床。⑶药物与材料相结合的新型给药装置或技术将得到有效发展。⑷所应用的各种诊疗仪器与装置，将会逐渐朝着远程医疗信息网络化、智能化的方向转变，其诊疗所用机器人会在临床上得到广泛的应用。

3.2 医疗器械产业的发展前景：

我国目前的医疗器械市场规模占医药总市场规模的14%，这也表现出我国的医疗器械产业虽然发展迅速，但与全球水平比还相差甚远，不过，这种现象也给投资者们看到了该领域更大的发展空间。在技术的不断升级下，国产高端医疗器械将会逐渐替代国外进口器械，随着机械器智能与生物智能技术的发展，我国在未来必将不断研发高科技医疗器械。此外，由于国民生活水平的不断提高，之后的医疗器械产业还会以家庭会对象，研发生产出一系列适用于家庭自我监护、诊断的高科技医疗器械产品。

4 总结

通过以上分析可见，生物医学工程与医疗器械产业在医学领域占据着举足轻重的位置，而近年来在科技的快速发展下，我国对生物医学工程也越来越重视，且医疗器械产业也得到了长足的发展。相信在未来医学技术的不断完善下，我国生物医学工程与医疗器械产业也会有更加良好的发展前景。

参考文献

[1] 王卫东，曹德森，医学工程保障中的质量控制的研究[J]，医疗设备信息，2007年03期.

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追梦――各具魅力的研究院校

几十年来，为了人类医疗水平的提高，生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研，研发出一个个新的医疗技术，更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体，从最初建立院系学科到分专业发展科研，再到如今培育人才做实际项目，每一步都走得精彩。

重点名校

清华大学

作为国内首屈一指的理工科高校，清华大学的教学科研资源得天独厚，生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑，教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面，清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室，各实验室设施齐全，更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。

清华大学生物医学工程学科自创立以来，在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究，在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授，也有国内医疗仪器产业的领军人物，更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。

清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内，具体到校内校外是1∶1的比例，考研招生的人数大概在15人左右。

上海交通大学

上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年，同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”，上海交通大学生物医学工程起步早，发展也较为成熟。2011年，上海交通大学生物医学工程学院成立，旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要，重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域，致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育，从一年级开始就实行导师制，进行全方位的导航。学生入校后，一、二年级夯实数理生基础及专业基础；三、四年级根据领域方向兴趣，在导师的指导下，拓展知识，提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。

2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取人数 报录比

生物学 319 53 6.18∶1

化学工程与技术 43 9 4.78∶1

生物医学工程（83100） 95 30 3.17∶1

生物医学工程（430131） 8 21（含推免） 未知

生物工程 7 4 1.75∶1

西安交通大学

西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年，在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上，生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系，设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力，学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人，全日制专业学位研究生20人。

复旦大学

复旦大学生命科学学院创立于1986年，是我国最早在大学中成立的生命科学学院，也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成，拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室，以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导，以争取国家级重大项目为抓手，力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。

2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 报录比

生态与进化生物学 18 6 3∶1

微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1

遗传学 90 42 2.14∶1

生理学和生物物理 8 5 1.6∶1

生物化学 128 48 2.67∶1

实力院校

浙江大学

1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业，并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站，现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛，多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一，学院办学条件优越，科研实力强劲，现有科研实验用房6千多平方米，历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项，多项科研成果居国内外领先地位。

学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行，按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。

2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取

人数 推免人数

电子信息技术及仪器 110 24 未知

生物医学工程（083100） 86 46 未知

仪器仪表工程 1 6 5

生物医学工程（430131） 6 14 8

东南大学

作为国内生物医学行业的佼佼者，东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外，在苏州、无锡等地开设科研基地，给学生提供了优良的实践平台，更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面，全院师生在韦钰院士的带领下，在追求知识和理想中求实进取，勇于创新，创造了很多卓越的科研成果。

依托强大的学科优势，生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃，专业基础扎实，具有较强的创新意识，大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。

在考研招生时，学科分两个方向来录取。对于初试，考卷一般都不会设置太难，主要是对基础知识部分的考查。

2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 推免人数

生物物理学 15 4 0

生物医学工程 106 61 13

华中科技大学

华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚，依托学院建立的科研基地包括：国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省（市）研究课题234 项，其中国家自然科学基金108项，获得省部级以上奖励5项，获得授权发明专利23 项，发表SCI收录论文418篇。

学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开，但历年报考人数一直在全国高校内居多。

逐梦――与时俱进的研究分支

近年来，随着生物医学工程学科的发展，生物医学工程技术也日趋成熟，各分支方向的发展也日益明晰。那么，经过几十年的科学探索与研究，生物医学工程的发展现状如何？生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今，各分支的发展与研究进行得如火如荼，研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术，并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说，我们可以将这些分支简分为四个方向：医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。

那么，对生物医学工程怀有憧憬的你，应该如何选择自己的努力方向呢？古人云：“知己知彼，百战不殆。”我们需要了解生物医学工程，明白自己对哪方面感兴趣。

医学影像学

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。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而由于X线、CT技术的出现和应用，影像学诊断水平发生了飞跃，极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统，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，有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。

不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情，生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息，如何将人体成像的信息更加可视化。近年来，各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术，包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术，提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。

医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求，如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等，主要介绍医学成像的基本原理与关键技术，是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。

这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍，很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同，研究方向的名称也略有不同，感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有：清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。

医学信息工程

医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台，另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现，是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号，提供给医生最好的诊疗信息。

该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同，或者是相关课程的拓展。同样，该方向对学生的计算机编程能力有一定要求，在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等，从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有：四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。

医学仪器

医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初，人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床，最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展，各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括：面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。

该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等，是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有：上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。

分子生物学

分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快，并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展，现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用，使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展，市场需求的不断变化，该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品，甚至是化妆品相关的技术。

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关键词： 传感器 课程建设 生物医学

随着近年来科学技术的发展进步，生命科学已经处于从定性医学走向定量医学的崭新阶段。生物医学工程即结合理、工、医等各门学科的知识和技术手段解决医学检测、诊断、治疗和信息化管理等问题，为医学诊断和研究提供高科技含量的现代医疗装备。纵观我国的生物医学工程领域医疗器械的发展，与世界先进国家的水平相比，仍存在非常大的差距，国内有近70%的医疗器械市场被发达国家的公司瓜分；在高档医疗设备市场，更呈现出进口产品几乎独霸天下的局面，其中以GE、西门子和飞利浦三大医疗集团为突出代表。因此，发展我国的生物医学工程，提高医疗仪器的研发技术水平是机遇与挑战并存的；根据社会发展与市场需求，努力提高我国各个院校和科研机构生物医学工程专业的人才培养，是发展我国医疗检测设备研发水平的基础和保障。生物医学传感器作为医疗仪器的第一个环节，延伸了医生的感觉器官，可帮助医生进行客观正确的定量分析；同时生物医学传感器的灵敏度和可靠性决定医学测量系统的精度和有效性，因此在医学仪器设备的研制和开发及使用中都占据重要的地位。

对于生物医学工程专业的本科生教学来说，《传感器与医学工程》在生物医学工程专业的课程体系中起到承上启下的作用，上承模拟电路、数字电路及生物医学电子学课程，下接医学仪器设计课程。传感器与医学工程不仅是对生物医学电子学课程的必要补充，而且是生物医学工程设计实践课程的重要基础，该课程的学习能够有效加深学生在医学电子系统设计中对传感器这一关键部件的理解。学生通过生物医学电子学的学习，掌握信号检测与处理的电路设计；通过嵌入式系统课程的学习，提高信号处理的硬件编程能力；再经过传感器与医学工程课程学习，学生具有从信号采集、检测、分析到处理等一系列系统设计与开发的能力。因此，作为一门重要的专业基础课程，同时是一门能直接应用于工程实践的技术课程，该课程的教学质量和效果直接决定该专业学生对传感器和现代医学检测概念的理解及新型医疗装备的使用与设计。

一、目前在课程的教学内容和教学体系方面存在的问题

1.生物医学工程是一个年轻的专业，与传感器与医学工程相关的课程资源不够丰富，现有的传感器与检测原理的相关教材对医用传感器的特色介绍不够突出，不能满足传感器与医学工程课程的教学需求。相关的网络资源方面，大多只是对传统传感器的基本原理的介绍，特别针对生物医学类传感器特点的内容比较欠缺；仅有的教学资源以文字讲解为主，即使有的内容配备一定的图表，也显得单一，不利于给学生以更直观更深刻的理解。

2.对于本课程在内的任何一门课程的教学来说，教师的教与学生的学都应当以教会和学会为目的；然而，目前衡量教会和学会的程度一般都只能通过期末考试的成绩，这种教学缺乏学生的日常反馈的环节，不能使教师随时掌握学生的学习动态和学习当中遇到的困难，以及时调整教学进度和方法，势必影响授课质量。

3.该课程的教学方式仍以传统的课堂讲授为主，偏重理论教学，缺乏实践，不利于充分调动学生的动手积极性；学生只能纸上谈兵，不能更好地解决具体的实际问题，因此教学与社会需求有所脱节，造成学生的考试成绩很好，但是不被用人单位认可。

二、解决问题的若干改革方法

1.改善教学资源，提高授课对象兴趣。充实和完善传感器与医学工程的教学资源，具体可以从教师的课件制作及丰富的动画补充环节加以改善。优秀的教学课件能够使教师以多种软件工具为载体，围绕知识点展开形象生动的讲解，开展以教师制作为主、学生为辅的课件制作方法的尝试，既可以提高课件的多元化内容，使学生更容易理解，又可以充分调动学生的听课积极性，深化学生对知识的记忆和应用。

2.改进教学方法，注意效果反馈。搭建网络平台，方便学生学习，并且将教师与学生的距离拉近，随时随地展开提问与讨论，教师可从中获知学生的学习动态和教学效果，并找到教学方式的改进办法。实时的教学反馈是教学过程中非常重要的一个环节，以网络平台为媒介，建立学生的反馈机制有利于教师实时地调整授课内容和授课进度。

3.加强实验环节，提高动手能力。加强实验环节，例如动手设计试验箱。目前市场上可购买的传感器试验箱很多，但大多集成度较高，不利于学生了解传感器的测试原理和尝试基本测量电路的搭建。因此，试验箱的设计和搭建既是对学生动手能力的培养和锻炼，又是弥补上文所述现状分析中教学资源不足的一种重要手段。

三、结语

对于传感器与医学工程的授课过程，通过提出如上的教学改进思路，通过改善教学资源、改进教学方法、加强实验环节等途径保证课程的有效讲授，使该课程在生物医学工程专业建设中发挥良好的作用。在教学中要重视培养学生对人体生理信号特征和测量基础知识的理解，解决实际问题的能力，充分调动学生的学习积极性，以增强整体教学效果。

参考文献：

[1]张东，程正富.《传感器原理》课程实验教学设计[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2006，5（1）：84-85.

[2]王平，刘清君.生物医学传感与检测[M].浙江大学出版社.

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

2师资队伍之比较

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

3课程设置之比较

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

4实验实践能力之比较

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

5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示

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

6结语

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随着经济发展和社会进步，人类改善生活和生存质量的要求不断提高。为实现我国全面进入小康社会的战略目标，生物医学工程产品作为一类特殊商品，不仅是保证人民健康、提高民族素质、改善生活质量的重要保障，同时在国民经济发展中也占据着十分重要的地位。面对加入WT0后日趋激烈的国际竞争，尽快培育、壮大我国生物医学工程产业，使其成为国民经济新的增长点，是我国高技术产业发展的重要任务，也是我国新世纪经济和社会发展的重要目标。为促进生物医学工程产业的发展，国家计委决定组织实施生物医学工程高技术产业化专项(以下简称专项)。

一、专项的工作思路与原则

发展生物医学工程产业，必须以满足我国卫生保健事业发展需求为目的，以机制创新和技术创新为基础，把握好技术发展方向，突出产业发展要素的合理配置，促进规模产业和大型企业的形成与发展，加快新型生物医学工程产品的产业化，大幅度提高整体创新水平和竞争力。

(一)促进人才、技术、资本的有机结合，形成有利于我国生物医学工程长远发展的内在机制，择优支持、扶优扶强，促进具有较强市场竞争能力的企业和企业集团的形成和快速发展。

(二)加速有重大需求和技术基础的新型生物医学工程产品的产业化进程，特别是技术含量高、产品性能—价格比和疗效—成本比优良，有利于降低医疗费用、能满足大多数人医疗保健服务需要的重要生物医学工程产品的产业化。

(三)突出自主创新、综合集成与技术合作、技术引进相结合，加速形成和发展我国特色、优势技术领域，特别是在电生理检测分析、超声治疗、组织工程等发展前景大、带动性强、具有相对优势的技术领域，建设若干国家工程研究中心，形成我国具有关键技术创新能力、工程化系统集成能力的产业化基地。

(四)重视项目的产业化基础和申报单位的建设条件。鉴于生物医学工程产品与人身健康有直接关系，在强调项目的市场需求和技术水平的同时，还要求项目产品必须具备药品监督管理部门颁发的产品证书或生产批准文件。对于项目申报单位，除应具备较强的经营、管理、筹资等方面的能力外，还必须具备药品监督管理部门颁发的生产企业许可证。

二、专项的主要目标

加快高技术成果的产业化，引导、推动我国生物医学工程产业持续、快速、健康增长，促使我国生物医学工程产品在2005年达到500—700亿元的产业规模，并保持年均10—15％的增长速度；加速产业结构调整，形成规模化、集约化、专业化的产业格局，促进4大类10大系列产品实现产业化，形成具有相对优势的特色产业领域；强化技术创新和转化能力，形成产业技术持续创新机制，发挥社会资源优势建设国家工程研究中心，提高产业整体水平和国际竞争能力。

三、专项支持的重点技术方向

(一)重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置，包括心脑血管疾病的急救、康复和诊疗装置，呼吸系统疾病诊疗和急救装置，应用物理原理的新型肿瘤治疗技术和装置等。，

(二)社区医疗系统工程技术和装备(以亚健康状态调控为核心)，包括睡眠医学工程技术和装置，心脑血管系统功能检测技术和装置，便携式(电)生理检测装置，小型化生化检测装置，社区医学信息技术和系统等。

(三)医学影像技术和装备，包括技术含量高的常用医学影像装置，有限功能的小型化医学影像装置，手术中实时监控医学影像技术与装置等。

(四)生物医学材料表面处理技术、器件(构件)及其制备工艺，组织工程和生物人工器官，生物微系统技术(床旁生化检测技术、介入式微型检测技术等)等。

四、专项实施的组织方式

(一)专项按照《国家计委、财政部印发关于组织国家高技术产业发展项目计划实施意见的通知》(计高技[*]2433号)、《关于印发〈国家工程研究中心管理办法(试行)〉的通知》(计科技[]2239号)及《国家计委关于建设国家工程研究中心的指导性意见》(计办高技[*]767号)的精神组织实施。

(二)专项将在项目主持部门申报的基础上，按照公正、公平的原则，组织专家评选，择优支持。

篇7

关键词：生物医学工程；创新能力；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0049-02

在科学技术飞速发展的今天，创新意识和创新能力越来越成为一个国家竞争力和国际地位的最重要的决定因素。改革开放以来，我国创新能力有了很大提高，特别是2015年我国药学家屠哟哟获得诺贝尔医学奖，更加坚定了我国工作者在创新道路上的信念和追求。但是，我国创新能力和国际先进水平的差距较大，因此培养青少年特别是大学生的创新能力，对我国的发展具有重大意义。

生物医学工程学是一门理工医相结合的交叉学科，它旨在培养工程技术基础好、医学基础知识扎实、具备医学与工程技术结合能力的高级技术人才，要求学生具有生物医学领域中的研究和开发的基本能力。而作为本专业的在校大学生，如何培养其的创新能力和动手能力，是一所大学最重要的教学改革内容之一。

一、高校生物医学工程专业创新能力培养模式的对比

目前，我国约有110所高校设立了生物医学工程专业[1]。很多学校依托自然科学、工程技术或医学等方面的优势，结合其他学科发展该专业，因此不同学校在生物医学工程专业人才的培养上会各有侧重与特色，这种特色也体现在人才创新能力的培养上。如较早开设生物医学工程专业的东南大学最早开创了一贯制本硕连读，并不断探索复合型人才培养模式，采用早期独立实验教学去提高学生的科研创新能力和综合实践能力[2]。第三军医大学旨在培养合格的军事生物医学工程人才，以适应部队卫勤保障建设需要。通过构建基本技能―综合技能―设计技能―创新技能4个层次、基础课程实验―综合实践课程―创新性课外科技活动―实习―毕业设计5个类型的课程培训体系培养学员的创新实践能力，并建设了创新实验室服务于学员专业学习阶段，进一步提高其应用军事生物医学工程方法解决相关问题的能力和创新实践能力[3]。华南理工大学对该专业学生的培养则体现了理工类院校的特色，形成了以生物医学电子、医学信息工程、生物力学为主导的培养体系，并充分利用珠江三角洲医疗器械及技术服务产业密集的优势，开办校企合作，为学生实践能力和创新能力的培养提供更大的平台[4，5]。南京医学大学针对医疗卫生行业对工程技术人才日益增长的需求，确立了“医用导向型”创新人才培养目标，搭建“医工融合”式的课程教学平台和实验教学平台，并实施了“认知体验，实践锻炼，深化拓展”三阶段递进式创新能力培养体系，为医疗卫生系统培养并输送适合行业需求的人才[6]。

我校的生物医学工程专业创办于2003年，在借鉴老牌院校办学经验的同时，结合我校实际情况不断探索更适应医学院校培养工程应用型人才的办学经验，并从三方面构建了本专业应用型人才的工程实践能力培养体系[7]。首先通过理论课教学的改革，如电子类课程的改革，重点引导和培养学生运用所学知识去解决问题的能力；其次，在实践教学改革中突出工程实践能力的培养，如独立开设专业课程设计，以设计某个典型的医疗仪器为主线，培养学生工程实践能力的综合素质和创新精神；最后，改革传统的毕业设计方式，得益于珠江三角洲的有利条件，我们开辟了一批实习基地，学生的毕业设计将与现实的工作需要相结合，增强了面向市场的技术应用意识和学以致用的综合能力。近年来，在培养学生工程实践能力的基础上，为加快培养适应区域经济社会发展需要的拔尖创新人才，我们开始着力于学生创新能力的培养。

二、我校生物医学工程专业创新能力培养模式的探索

1.制度保障。我校于2010年颁布了《广东医学院大学生创新实验项目管理办法》、《广东医学院大学生创新实验项目实施方案》等相关章程，指导我校大学生创新实验项目的实施。章程规定每年评审立项一批校级大学生创新实验项目，以校级项目为基础重点申报一批省级大学生创新实验项目。该项目的实施激起了本校学生对创新实践活动的热情，并于2014年版的学生手册中添加了“广东医学院大学生创新创业能力培养与素质拓展学分认证实施方案（试行）”去进一步提高学生参与该活动的积极性。同年，在本科专业教学计划修订中，生物医学工程专业的培养目标及培养要求也体现了重视学生创新能力培养的精神。此外，学校配套了相关经费支持并保障项目的顺利开展，开放各类实验室与重点实验室向参与项目的学生免费提供实验场地、实验仪器设备和技术服务。

2.创新实验室建设。我专业原有基础实验室、综合实验室各3间，大型医疗设备实验室1间，主要用于实验教学；另有生物医学工程研究室、生物医学工程光电子实验室各1间，是教师进行科研项目的场所。前者的实验内容体系由原来的“基础型、验证型”扩展至“设计型、综合性”，此种改革在一定程度上锻炼了学生的实际动手能力，但对于学生创新能力培养的力度不够深入，因为其只在上课期间面向学生开放。后者教师会吸收部分优秀学生参与自己的研究项目，但受众面小，也不利于培养大多数学生的创新意识及创新能力。鉴于此，在学校及学院领导的指导和支持下，我们于2013年12月开始筹建生物医学工程创新实验室，并于2014年5月投入使用。

创新实验室的一个最大特点是采取全天式开放，确保最大化地提供学生的实验学习时间，而且它面向本专业的所有学生开放，这种模式充分调动了学生的积极性和主动性，让每一位学生都有平台进行工程实践和科技创新。创新实验室在管理上采取了“专业教师指导为前提，医学电子协会自主管理为主，技术人员管理为辅”的方法。医学电子协会的会员是来自于本专业的学生，其负责实验室的日常开放管理，包括安排学生值班、出入人员的登记、仪器设备的使用管理和实验耗材的使用登记等。技术人员每周对实验室的设备进行检查维修，以确保仪器的正常使用。良好的设备是培养学生动手能力、创新能力必要的物质条件，创新实验室在创建之初配备的设备就综合考虑了它们的实用性和先进性。另外，其他实验室的专业实验设备除了满足正常的教学和科研外，也会提供给创新实验室。

3.学生基础。创新实验室的使用者为本专业的所有学生，包括大一、大二、大三和大四，因此其掌握开展相关训练项目的理论基础，并具备一定的仪器设备使用基础。针对一年级学生，医学电子协会定期举办单片机、JAVA语言等的培训活动，考核结束后学员将进入大二、大三学生的项目组学习，在实践中培养其分析问题、解决问题的能力。这种方式既打消了一年级学生不自信的心理，为其独立开展创新实验活动打基础，又对项目研究起到了传承的作用，使其能往更深入的方向展开。在相关的竞赛活动结束后，医学电子协会举办专门的经验交流会进行切磋学习。对于学生的创新实践项目，我们还配备了专业教师提供指导。这些举措培养了学生的创新意识，提高了实践能力，吸引了越来越多的学生参与到各项竞赛项目中，如每年的广东医学院大学生创新实验项目、各级别（校级、省级、国家级）的大学生创新创业训练计划项目、信息工程学院项目设计大赛等。近年来，本专业代表我校赴赛的团队在东莞市大学生电子设计竞赛、广东省大学生电子设计大赛等竞赛中都取得了不错的佳绩。

三、结语

目前，我们对本专业学生创新能力的培养主要基于创新实验室平台，以参加各种活动项目为途径去锻炼学生的创新思维能力、自主学习能力和解决实际问题的能力，并取得了一定的经验和成效。经过创新实践培养的学生获得了用人单位的广泛认可，但在创新实践能力培养的深度上还需进一步加强。因此，我们下一步计划与研发力量较强的公司企业达成联合培养协议，启动本专业的“卓越工程师”培养计划，构建符合我校特色、体现区域优势的创新型人才培养模式。

参考文献：

[1]宫照军，顾宁，梅汉成.中美生物医学工程专业本科教育的比较与启示[J].现代教育科学，2011，（5）：132-136.

[2]汪溪，黄宁平，孙啸，等.东南大学与美国大学生物医学工程专业的对比分析[J].生物医学工程学杂志，2011，28（3）：567-572.

[3]宁旭，秦明新，金贵，等.生物医学工程本科学员创新实践能力培养的探索与思考[J].医疗卫生装备，2012，33（1）：128-131.

[4]吴凯，吴效明.生物医学工程专业创新性人才培养的探索与实践[J].医疗卫生装备，2007，28（9）：80-81.

[5]郭圣文，吴效明.理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践[J].中国医学物理学杂志，2013，30（2）：4084-4088.

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关键词：生物医学工程;超净实验室;安全管理;健康意识

生物医学工程（BiomedicalEngineering）是生物学、医学和工程学等多学科相结合的新兴交叉学科，综合了生物、化学、物理等多种类型的实验。近些年来，随着国内各高校办学规模和招生数量的不断扩大，对培养创新型生物医学人才的要求更高，为了满足社会需求、引领未来生物医学工程科技和市场的发展，我国不少高等院校成立了生物医学工程专业，随之而来，则是对生物医学工程超净实验室的开放性、共享性的要求不断提高。在生物医学工程领域的教学及研究中，超净实验室的应用需求非常普遍。使用超净实验室的人员包括科研研究者、实验室人员、本科生及研究生。这就意味着超净实验室使用人员具有数量大、进出频繁、成分复杂、知识层次不同等特点。如果使用不当会对环境和操作者的健康造成很大的影响。因此有效预防超净室安全事故的发生是非常重要的。大量的实例证明，超净实验室的安全与健康管理除了安全硬件设施的建设以外，软件建设即人的管理也是极为重要的。实验室安全事故的发生原因主要包括四个方面：（1）人的不安全行为，包括实验操作人员安全意识不强，存在麻痹侥幸心理，未遵守实验室标准操作规程违规操作，有效的个人防护不足；（2）物的不安全状态，包括实验室防护、保险、警示灯硬件设施装置缺乏或有缺陷，实验仪器设备带病作业；（3）管理上的缺陷，包括实验室管理制度不严、实验室安全培训不到位，考核不严格，实验室管理者安全法律责任意识淡薄，上级职能部门监管不力；（4）环境的不安全因素，包括实验室水电线路以及设备配置在设计装备上的不科学造成的隐患。因此，要落实和加强实验室安全管理和实验室环境健康，需要各级管理机构、实验室工作人员、实验室使用人员的多方配合和共同参与。下面结合生物医学工程专业超净实验室的应用特点及潜在不安全因素及通行的安全管理模式，并结合作者在本校超净实验室工作的亲身经历，从超净实验室的安全管理、安全教育及健康意识引导实践几个方面进行阐述。

一、生物医学工程专业超净实验室的应用特点及潜在不安全因素

生物医学工程是应用工程学的原理和技术解决生物学和医学的问题。生物医学工程运用工程科学的原理和方法，通过与生命科学的原理和方法结合，以达到认识机体功能及生命运动的规律、维护并促进人类健康的目的。与其他学科类似，生物医学工程的研究内容涵盖了基础研究和应用研究两个方面的内容。基础研究主要包括生物材料学、各种理化因子的生物学效应、生物系统的建模与仿真、生物医学信息的提取与处理等；应用研究包括人工器官、医用制品和仪器，康复与治疗工程技术，生物医学信号检测与传感技术，生物医学信息处理技术等。生物材料学主要研究与生物体特别是人体组织、血液、体液相接触或作用时不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应，无毒、无不良反应的特殊功能材料。而人工器官则主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。超净实验室是对洁净度有一定要求的实验室，洁净度是指单位体积空气中所含悬浮粒子数量的程度。超净室主要由空调机组、过滤系统、进排气通道等组成。超净实验室是一个相对封闭的系统，室外新风经过初效、中效空气过滤器和高效过滤器处理，通过空调和风机送入超净室，而室内的尘埃则通过回风夹道被带走。以上过程循环往复，使超净室达到设定的洁净度。我校生物医学工程专业的超净实验室主要用途为进行细胞培养、材料表面生物分子接枝及其检测、光刻制备微图形、支架喷涂等实验，由万级和十万级两个洁净度区域构成，每个区域各有4个实验室。超净实验室内新风量仅占20%左右，这就意味室内空气80%左右都是回流循环风，超净实验室内氧气浓度明显低于大气中氧气浓度。为避免实验人员长时间因缺氧发生不适或晕倒等意外，要求实验人员进入超净实验室工作时间不宜过长，建议最好两个小时左右离开超净室透透气。特别是每年本科毕业班同学做毕业设计时，进入超净实验人员众多，再加之进行细胞培养实验时通常在超净工作台内使用酒精灯，酒精燃烧时耗氧，这些都会加剧超净实验室内缺氧。在细胞实验中，除定期用紫外线辐照房间空气灭菌以外，超净工作台使用前也要进行紫外线辐照灭菌。由于超净工作台使用频繁，紫外灯工作时间长，紫外线辐照的同时，会产生大量的臭氧，如不注意防护，紫外线和臭氧会对人体产生损害。紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，严重的还可引起皮肤癌；臭氧能对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；紫外线和臭氧还破坏人体的免疫机能，对神经系统、视觉系统也能产生危害，可出现不同程度的乏力、头痛、头晕、视力下降、记忆力衰退、失眠、易感冒等症状和免疫力下降等情况。

二、我校生物医学工程超净实验室的安全管理、安全教育及健康意识引导

超净实验室使用中学生是实验操作的主体，但他们往往存在实验安全意识薄弱、专业知识不熟练和实验操作不规范的问题。针对生物医学工程超净实验室特点（超净室是一个相对密闭的系统，并且新风量远低于循环风量，超净工作台使用频繁，产生大量紫外线和臭氧）和超净实验室使用过程中可能存在的安全及健康意识引导等问题，以预防为主培养学生实验安全意识，引导其建立实验室健康意识，增强实验事故防范能力，是实验教学管理工作的重心所在。1.实验室安全管理。制定具有可操作性且详细的超净工作室安全管理制度，并张贴在醒目处。要求实验人员进入超净室必须穿实验服、长裤和不露脚面的鞋；禁止携带食物、饮品及与实验无关的物品进入超净室；室内禁止吸烟；进出超净室需登记出入时间、使用房间、实验内容、使用设备运行情况；定期进行实验服、物品及地面清洁及空气净化系统检查维修。进行实验室定期安全检查，对超净实验室中的设备进行定期检查、维护，建立设备使用台账及预约制度，设备旁附上简单易懂的操作说明。对超净工作室中的化学品使用进行安全管理，包括化学品的采购和运输、化学品的储存，以及产出的废弃物分类收集放置并由学校和学院进行统一回收处理。建立超净室安全应急响应措施及预案，包括在超净实验室内配置急救箱，箱门不上锁以备随时可用，箱内配备有急救用基本药品和工具，例如碘伏、创可贴、毛巾、纱布、防毒面具、棉签等，实验室管理人员定期检查、补充及更换急救箱内物品；配置安全标示及应急设备，超净实验室门口墙上悬挂超净室平面设计图，标注紧急情况下人员快速疏散的方向和通道，超净室内安装安全出口指示灯以及火灾逃生出口及救生锤。根据实验室使用功能配置相关的安防设施，包括监控录像头、烟雾报警装置、灭火毯、灭火器等。实验室管理人员定期进行安防设施使用方法现场培训，并在学校安全部门及学院和系安全员指导下定期开展包括火灾、地震、人体受伤、有害化学品和气体溢出等在内的突发事故应急响应演习，尤其重点针对火灾突发事故进行应对演习，其程序包括判断火势能否自行扑灭，如不能扑灭则应尽快通知超净室内其他人员及时撤离，撤离前对所在实验室房间进行断电，并及时通知实验室管理人员。通过这些应急响应演习，提高实验室管理人员和使用人员的安全意识，并能在紧急情况下采取正确的应急措施从而避免更大的事故及伤害的发生。2.逐级安全培训。生物医学工程专业的学生在入学之初即需要到实验室开展认知实习，让其初步了解生物医学工程超净实验室的特点及其工作原理，从理论角度认识紫外线和臭氧等对人体的危害，初步树立一定的安全、健康意识。需要进入超净实验室进行实验的学生集中安全培训，老师向学生详细讲解超净室设计布局、设备使用流程特点、安全注意事项，并对超净实验室的规章制度进行详细的说明。组织学生观看实验室安全教育片，把一些常见的实验伤害和事故发生后的应急措施用动画的形式表现出来，进一步增强学生的安全意识。培训完毕后，培训人需在安全保证承诺书上签字。3.超净室使用资格考核。学生入室开展实验前，必须通过超净室使用资格考核，考核合格后方能取得进入超净实验室进行相关实验的资格。考核分为理论和实地操作两部分，考核内容包括超净室使用规则；超净室特点、分区、布局；超净室能开展哪些实验、仪器设备使用及注意事项；实验人员进出超净室流程；物品及仪器设备等进入超净室注意事项等。

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【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0135-02

一、生物医学工程专业的特点

生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法，研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是：从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括：生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力，它所带动的产业在国民经济中占有重要地位，世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生，不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术，而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能，以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽，就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用，又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术，国家技术监督部门，以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外，本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面：打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础，掌握宽厚的生物医学工程专业知识，具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。

二、普通化学课程及其教学的基本要求

（一）课程的地位、性质和任务

化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中，化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言，它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分，是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习，学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能，并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用；培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力；为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。

（二）课程教学的基本要求

通过对普通化学课程的学习，学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

三、普通化学教学改革的具体措施

（一）修改教学大纲

应根据生物医学工程专业的培养方案，修改普通化学的教学大纲，并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时，实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言，它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能，使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡；掌握一定的元素化合物的基本知识；掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应；掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法；并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用，为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。

为了培养学生的动手能力，应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则；培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯；了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时，应培养学生正确处理实验数据，正确书写实验报告的能力；促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风，并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力，从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下：玻璃工操作实验（2学时）；离解平衡与沉淀一溶解平衡（2学时）；铜、锌、银、镉及其离子的鉴定（2学时）；烃的性质和鉴定（2学时）；粗盐的提纯（4学时）。

值得注意的是，理论教学大纲和实验教学大纲的修订，应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。

（二）探索新的教学方法

1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课，主要介绍化学学科基本情况，化学各个分支对社会发展的作用，化学学科的发展现状、发展趋势，化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此，普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大，需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而，在教学实践中，本课程的教学课时不足，教学过程中，化学理论和化学与专业结合选择是，教师往往容易顾此失彼，使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积，枯燥乏味。同时，学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透，在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题，针对生物医学工程专业特点，在教学过程中，教师可首先和学生进行讨论，解决如下问题：（1）学习的原动力。（2）学习的方法和习惯；告诉大学课程内容多，上课进度快、信息量大，并且辅导课和习题课少，要掌握好学习方法；设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。（3）学习精神，只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范，激发学生的学习兴趣，以求达到最佳教学效果。

将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨，在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点，再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课，采用实验前提问和预习，代替实验课先讲实验原理和步骤的方式，要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时，及时发现问题，引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室，为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动，和指导教师一起选题，查阅文献，学习相关知识，进行科研活动。当然，也可结合其他课外科技活动展开教学。

2引入实例。在实际的教学过程中，针对生物医学工程专业特点，可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时，利用具体实例，引入每一章节内容，再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上，将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来，指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识，加强基础，提炼基本，按需拓宽，注重实践性和应用性。

在讲到酸碱时，可把知识点延伸，把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性，检测出酸的浓度，也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号，信号的强弱就能反映酸的浓度。同样，电子舌检测其他味觉，就是将其味觉物质，通过化学传感器转化为可检测的信号，通过信号的强弱来反映味觉物质的含量，进一步体现味道的内涵。

可引入直观形象的化学反应动画效果，加强学生对反应机理和抽象概念的理解；同时，可采用动态图表，充分发挥各类图形的优势。

3.突出重点，扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点，可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点：热力学的基本概念；盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法；化学反应自发进行的判剧；化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算；分散体系的概念及分类；溶液的依数性；胶体分散体系的性质及结构；弱酸、弱碱解离平衡；溶度积规则和溶解平衡；电极电势的概念；用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度；配位体的相关概念及命名规则；核外电子运动的特殊性；四个量子数的取值及物理意义。教学难点为：化学反应等温方程式的应用；相似相溶液原理；能斯特方程式的应用；吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点，可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式，讲解后再让学生来回答问题，加深学生对重点知识点的印象与理解，在原有知识点的基础上扩大信息量。

篇10

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、我国着名 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Lee Wenhock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光透视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(computed tomography CT),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(spiral CT 或helicalet CT)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(nu clear magnetic resonanc

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MRI、MRA、FM

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(Interventional Ra

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(artificial organ)。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]。