生物医学工程技术篇(1)

当今生物技术成为解决人类面临能源、资源、疾病等持续性发展课题的关键技术。发酵技术正是生物产业化的重要手段之一。发酵工程实验课作为生物技术的一门核心课程，在培养生物技术应用型人才过程中的地位举足轻重[1,2]。发酵工程涉及的范围广，内容多，需要学生掌握的实验技能也多种多样。该课程的实验教学利用现有资源突出医学院特色，不仅从生物学的角度，更从医药领域的应用的角度展开，构建科学合理的实验项目，增强实验项目之间的联系[3-9]。本文总结了近年我专业发酵工程实验教学体系的构建与实践成果。

1自编实验讲义，精心安排实验项目

实验教材是保障实验教学质量的重要因素。根据我校的实际实验条件和专业特色人才培养的需要，通过教研组老师和学生共同讨论确定实验项目内容，自编发酵工程实验讲义。秉着以学生为中心的教学原则，首先由教师采访学过这门课的学生，了解他们的所需所想。再选择10个学生代表主动参与实验设计讨论，着重选择小型青霉素发酵和青霉素的分离纯化两个综合性实验的目标和策略，使学生积极参确定实验各要素、学时等重要内容。最后通过问卷调查的方式进行统计分析对实验内容进行完善。在实验设计过程中，让学生自主参与实设计，从被动的接受转变成主动参与知识构建，使得学生更加关注自己未来的课程和学习内容。为了帮助学生形成一个完整的概念，放弃了传统单个小实验，改为相互紧密联系的、系统的大实验。构建设计性实验，增强学生的设计性和主动性，培养学生的创新能力[10-12]。实验教学体系以青霉素发酵综合性大实验为主线，将菌种的活化、发酵条件优化、扩大培养、小型发酵、产物的分离纯化及测定等环节连接起来[13,14]。本体系精心安排了5个实验项目，以综合性实验为主（见表1）。

2教学方法多样化

2.1自主设计实验，培养综合能力和创新能力

学生自己设计完成产黄青霉菌培养基的确定及培养条件的优化实验。实验前2周指导老师将学生进行分组，2-4人/组。然后将温度、pH、转速、培养基等不同参数的优化确定选题。学生根据自己的实验要求查阅有关文献，结合自己所学的理论知识和小组讨论后初步拟定实验方案。指导老师认真审阅学生的实验方案，并与学生进行讨论后最终制定可行的实验方案。在设计性实验过程中，学生能充分发挥主观能动性，强化自主性思考，从而提高学生的综合能力和创新能力[15,16]。

2.2多媒体教学

为保证教学质量，充分地利用多媒体教学，将文字、图片、视频有机的结合起来，使实验操作更具体、更形象、更直观。如关于发酵罐结构的认知和操作使用、青霉素的分离等录像已经制作完成。并在互联网上找到相关的精美图片和小动画，在课堂上将这些全部通过多媒体展现出来，使实验变得生动而有趣，有利于提高教学效果。

2.3实验与科研相结合

将教师的相关科学研究作为实验教学案例，使得教学内容更深入更先进。如将枯草芽孢杆菌和灵芝的发酵引入到教学中，更能激发学生的学习兴趣。同时在实验的等待过程中教师穿插几篇相关研究领域的文献，重点介绍实验方法和实验结果，让学生了解发酵的研究动态，使得教学内容具有前沿性。

2.4重视生产实践

通过几年的努力，已经建立起湖南农产品加工研究所、湖南福来格生物技术有限公司、湖南亚华乳业有限公司3个稳定的发酵工程课程见习基地。在实验教学过程中辅以实践环节，实验结束之后，组织学生在省内参观1-2个不同类型发酵工厂，并分组到车间，详细地熟悉各个工艺单元的操作，了解实际生产过程的工艺流程。这样学生可以巩固实验室所学的理论和操作技术，同时自己在实验中碰到的部分疑虑可以得到解决，对发酵大规模生产提高对现代化大生产的感性认识[17]。

3实验教学效果及评价

3.1实验考核

学生成绩主要由三部分构成：平时表现、实验设计、实验数据与报告。在10级、11级生物技术教学过程中发现学生实验设计表现更突出，从实验结果和实验分析当中看出学生的解决问题分析问题的能力大大的提高[18]。

3.2教学效果评价

通过问卷调查方式，搜集10级、11级生物技术专业学生及教师同行的意见，对新构建的发酵工程实验体系进行反馈评价。经过两年的实践，我们发现该体系已初见成效，结果见表2。通过调查结果表明该实验体系对学生发酵大规模生产的了解还有待改革完善，其他各项目的满意度和基本满意度都达到了95%以上。从以下三个方面反应出新体系实践后学生的理论知识水平有所提高，知识水平得到优化。一、调查结果显示优化知识结构的满意度达到了94.2%。二、对09级、10级、11级发酵工程卷面成绩进行统计分析结果显示10级、11级卷面成绩平均分比09级分别高5.6分、7.8分。三、在整个理论教学和实验教学中学生回答思考题情况大有提高，这也是学生知识结构优化，理论水平有所提高的体现。

4讨论

4.1取得的成果

4.1.1有助于我校生物技术特色专业建设我校生物技术专业的建设目标是形成医药与高新技术特色专业的强势，提升社会竞争能力和可持续发展能力。为体现专业特色和兼顾医学院现有资源，发酵工程实验体系构建采用生物制药发酵实验。该门课程与医药有机结合体现有较强的实用价值，实践证明我们的学生得到很大的实践空间，能更好的适应生物技术公司和科研工作的需要[19]。4.1.2增强学生的责任感这样环环相扣的连续实验，有利于提高学生的责任感，因为失败的实验结果会影响到下一次实验，使得学生在每个环节都特别认真，同时帮助学生家搭起了微生物学、发酵工程、生物分离工程等课程桥梁，有利于帮助学生建立系统的知识树。4.1.3培养团队合作意识和创新型能力设计性实验以小组团队为单位，要求组员分工合作，加强团队合作精神。集体讨论的环境使学生逻辑思维和辩证思维能力显著提高。分工查找资料使学生个人综合能力有所提升。共同完成实验和报告任务，极大地提高了学生团队协作的意识。设计性实验有利于提高学生的创新能力和主观能动性，参与实验的学生在很大程度上对开放性实验设计有着极大的兴趣。发酵工程实验课开设以来，共有3个小组，13位学生自行撰写了相关实验课题，并获得省级大学生创新性项目资助，发表了4篇论文。4.1.4优化知识结构通过该体系实践后，学生的理论课成绩显著提高，实验结果和实验分析更趋完善。以学生为中心，将学生作为实验课程设计的一支重要力量用于实验目标和方案的设计，从根本上改变了学生知识产生模型，优化知识结构，有助于学生巩固理论知识和解决实际问题，迸发出创新思想和理念。

4.2存在的问题

生物医学工程技术篇(2)

生物医学工程（biomedical engineering， BME）始于20世纪60年代，是一门理、工、医高度交叉融合的新兴边缘学科，是电子、计算机、通信、智能仪器、传感检测、医学仪器以及生物学、现代医学等在生命科学中的应用与融合。基于医疗器械新兴产业对于医学工程人员的巨大市场需求，湖北科技学院生物医学工程专业主要培养医疗仪器的质控、维护与研发及生物医学信息采集、传输、处理、分析、存储等方面的“厚基础、多口径、强能力、高素质”的复合应用型人才。为了让学生具备医学仪器的原理与构造知识，具有进行操作、管理、质量保证及医学仪器初步设计与开发的能力，且能在生物医学工程、电子技术、计算机与信息科学等领域从事教学、科研与开发工作，则要求学生必须具有扎实的电子技术基础知识及较强的综合运用能力和研究创新能力。为此，构建以实验、实训课程教学为主体的电子技术实验教学中心，开展电子技术类实验课程，培养学生电路分析、设计及应用的能力是实现生物医学工程专业人才培养目标的必备环节[1]。

电子技术实验分为数字电子技术实验和模拟电子技术实验两大类，本文针对本院数字电子技术实验教学中曾经存在的问题，从实验内容的设置、实验教学方式方法的改进等方面进行了教学改革，以达到巩固学生所学理论知识，培养学生综合运用知识、发现问题及解决问题的能力，且更大程度上提高学生电路设计、创新和实践动手能力，从而提高教学质量的目的。

1 数字电子技术实验教学曾存在的问题

在过去的几年中，本院生物医学工程专业的数字电子技术实验教学曾存在以下几个主要方面的问题。

（1）实验内容设置简单。

数字电子技术实验总学时为24学时，每2学时（90min）为一次课，设置了12个实验项目。为了保证在2学时时间里顺利完成实验，实验内容大多过于简单，且大部分为基础验证性实验，缺乏综合性设计性实验项目，导致对学生的综合能力锻炼得不到显著效果。且在后面的实验过程中，由于学生已掌握基本实验操作方法且实验内容过于简单，实验完成时间非常短，导致学生对实验的重视程度降低，对教师的教学水平和态度表示质疑。

（2）实验教学方式方法传统。

教师在实验教学过程中过于依赖实验指导书，按部就班的讲解书上的实验内容，缺少启发学生思考的行为。可采用什么方法、什么芯片来实现电路，优缺点有哪些；当电路出现问题而得不到理想结果时，问题出现在哪里，如何测试电路，如何找出问题并解决问题；这些问题式、思考式的教学方法在以往的教学中体现较少。在实验操作过程中，教师往往把一个实验项目从头到尾演示一遍，学生依葫芦画瓢，对实验一知半解，不主动思考为什么这样连接线路，出现问题更是无从下手，更谈不上对实验结果的分析与总结。这样的教学方式不仅使理论知识得不到巩固，动手能力也得不到提高，从而使得开展实验课的意义得不到体现，与专业人才培养目标要求相处甚远。

（3）实验室教学管理沉闷。

实验是个科学及严谨的行为，一般情况下要求学生独立完成实验，但是很多教师在实验室的管理上过于严格，不允许学生之间进行相互沟通与交流，实验氛围死气沉沉。这样虽然可以保证独立性，但是在一定程度上也影响了实验效果。有些学生甚至也不敢和任课教师进行交流，电路出现问题也无法解决，课后抄袭别人的实验数据来完成实验报告。

（4）考核方式不合理。

实验教学考核方式不够客观，传统的实验考核以实验报告为主要依据。由于实验教学时，老师不可能同时监督所有的实验学生，所以抄袭的实验数据及实验报告的情况时有发生，致使一些学生养成了对别人的依赖心理及学习懒惰的坏习惯[2]。

数字电子技术实验是一门逻辑性、实践性、应用性很强的课程，要求学生具备应用系统分析、设计及制作的能力[3]。基于以上曾出现的主要问题，在现阶段的数字电子技术实验教学中，该研究者进行了以下方面的教学改革与实践。

2 实验内容改革

在实验教学内容上，从专业培养目标出发，全面修订了实验教学大纲，优化实验知识结构，形成梯次的教学内容体系，即基础性实验、综合性实验和创新设计性实验。在实验总学时保持不变的前提下，减少验证性实验项目，增加了综合性、设计性实验项目，并且注重实验项目课程内综合更新、课程间重组以及跨学科交叉融合，尤其重视医学和生物医学工程专业知识综合运用能力和研究创新能力的培养。近两年，面向本院生物医学工程专业本科生所开设的数字电子技术实验项目及学时分配如表1所示。

从表1可知：实验项目从12个减少到9个，但是总学时保持未变；从实验内容设置来看，实验难度成梯度；实验类型分为基础验证性、设计性和综合创新设计性三种。纯粹的验证性实验只有2个，分别为实验一逻辑门测试和实验四触发器功能测试。实验一为第一次实验课，先要教会学生使用实验箱和认识芯片实物，向学生传授实验技巧，所需时间较多，因此设置的内容稍简单，让学生的实验过程既顺利又充实而有成就感，从而激起学生的实验兴趣。实验五分为两个部分：先验证计数器及寄存器逻辑功能，随后重点完成常用计数器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的扩展应用设计，如果只是单纯的芯片功能测试，就缺乏应用训练，不利于后面相关设计性实验的开展。实验二和实验三为组合逻辑电路设计，分为小规模和中规模，内容上不重复，电路的实现从采用逻辑门升级到采用中规模集成芯片。实验六为经典的时序逻辑电路设计，考虑到难度稍难及根据往届实验情况，将其学时调为3学时，通过该实验项目，学生对时序逻辑电路的设计流程、动作特点及测试方式有了更深刻的理解。实验七为综合性实验，主要进行综合实践训练，培养学生综合运用知识的能力。时钟脉冲信号在数字电路的工作中起控制作用，因此，特设置了一个采用经典的模数综合器件555定时器来构建简易时钟脉冲信号源的实验项目。前八个实验基本涵盖了数字电路理论内容，且按照理论课章节顺序来设置。在实验课程的最后，为了综合考查学生知识运用、创新、动手操作及团队合作能力，特设置了一个系统设计性实验项目，如《交通灯控制电路设计》。该设计任务涉及到多个功能模块，由于电路较复杂，设定学时为6学时，需要学生综合运用所学知识来实现，作为实验课程考核部分之一。

综上，整个实验教学分为四个阶段：基础训练实验阶段、基础设计实验阶段、综合应用训练阶段和系统设计实验阶段。使学生从基本的实验设备和器件的使用、实验数据的处理、知识的综合运用、电路设计调试到实践创新能力都得到了训练。

3 实验方式方法改革

在学生掌握了常用的实验仪器如数字电路实验箱、万用表、信号发生器等的使用方法，熟识了常用的集成电路芯片的基础上，结合各实验项目的要求及特点，采用多种实验方式来完成实验。验证性实验可只用数字电路实验箱来实现，多个芯片同时在实验箱上连接，连线方便，费时较短，一次实验课中可以完成多个任务。较简单设计性实验采用分立元件连接来构建电路，既可以锻炼学生动手能力，又可以在规定时间内完成实验。综合设计性实验由于难度最高，可让学生用软件仿真出电路原理图，然后制作PCB板，实现电路实物。

课程开始时教师讲授的时间不易超过15min，主要帮助学生完成对实验的理解，思路的建立。实验方案的设计、实验电路的搭建及问题的排解，要有学生自主完成。在实验进行中，教师和学生各自的定位要准确，教师主指导，注重培养学生的实验兴趣。在整堂实验课中，要让学生体现主动性，感受到“做中学”的乐趣。

由于实验内容大部分为设计性实验，如果纯粹依赖实验指导书进行教学，较难达到培养学生电路设计能力的目的。因此在现阶段，采用项目驱动法[4]来开展实验教学，具体做法为：开学初把数字电子技术实验的所有实验项目以电子文档的形式发送给学生，每个设计性实验只提供设计任务、设计要求和可供参考使用的芯片种类，设计方案和电路原理图由学生自主完成。这样既可以改善学生的懒惰思想，又可以实现课前预习、培养学生查阅参考文献的和初步设计的能力。对于学时较长和难度较大的实验项目，2～3名学生可组成小团队，团队成员在参阅大量参考文献后进行小组讨论，多次讨论后确定设计方案。在电路构建及测试过程中，每个成员都必须积极参与，教师也给予一些必要性的指导。经过两年的实践发现，该实验教学方法有效增强了学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力、自我管理能力、团队合作能力和创新实践能力。每次实验完成之后，学生不仅对相关知识有了更深刻的理解，也获得了满足感，极大提高了学生参与实验的兴趣。

4 实验室教学管理改革

对于任何一个实验项目，都允许并鼓励学生之间相互交流，教师作为引导者虽不过多干预学生的实验过程，但是也积极关注他们的实验进度，认真聆听他们的实验想法，适时给出建议，甚至和学生进行热烈讨论，帮助他们构建更正确的实验方案。当学生搭建的电路不能正常工作时，不过多责备，反而是启发他们自己寻找问题的所在，鼓励学生多思路分析问题。因此，实验室的氛围既严谨又活跃，绝大部分学生都非常专注的投入到实验中，实验效果理想率可达到95%以上，实验数据抄袭的现象非常少。

5 实验考核方式改革

很多学生不重视数字电子技术实验教学的原因之一就是其考核方式不太合理，实验成绩要么只占数字电路课程成绩的百分之二十，要么只由实验报告的成绩和平时考勤成绩组成，导致有些学生认为只要期末考试卷面成绩高就行，实验做不做问题不大，有些学生虽然每次实验都出勤，但是在实验室并不认真做实验，实验报告抄袭他人。

基于这些现象，近两年本院生物医学工程专业开展的数字电子技术实验考核方式做了如下改革。

（1）电子技术实验单独为一门课程。该课程成绩中模拟电子技术实验成绩占50%，数字电子技术实验成绩占50%。就数字电子技术实验成绩而言，平时出勤率仅占10%，实验过程中的表现占40%，系统设计实验考核成绩占30%，实验报告成绩占20%。因此，学生的实验态度与实验能力最大程度上决定了其课程成绩。这就使得绝大部分学生能以正确、积极的态度来对待实验课程，并尽量通过自主努力完成实验。

（2）系统设计实验项目考核时，分模块考核。比如在《交通灯控制电路设计》实验项目中，总分100分，完成时钟信号源电路模块，得10分；完成定时器模块，得25分；完成控制器模块，得40分；完成译码驱动器模块，得15分；设计方案阐述和回答教师提问部分完成，得10分。这样不仅避免由于电路硬件原因导致电路系统最终实验效果不理想而得零分，打击学生信心的情况出现，又可以让学生在实验过程中能逐级测试电路，保证最后的电路系统效果理想，且对学生的团队合作能力和答辩能力进行了培养。

生物医学工程技术篇(3)

生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性，人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学（血液流变学）、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料，其大多数是需要植入人体，需要具备耐腐蚀、化学稳定性，需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料，根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中，光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上，其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析，包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析，以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生，将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学，十分广泛，仅四年内进行如此庞大的知识学习，学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此，我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析，在此基础上，提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性，该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗，有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践，更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系，无法由某一个从业人员掌握，需要各方向的协作与合作，由此认为，设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学，其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才，其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作，运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗，所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识，然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习，成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才，毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作，在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业，以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等，其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程（如影像学、信息学等）的基本理论知识及能力，能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗（或信息管理等）和医学成像（或医学信息等）技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像（或信息学、医学超声学等）的基本理论知识，受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练，具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力，基本的仪器（装备）维修保养能力”上。#p#分页标题#e#

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色，其主干课程应注重基础医学、临床医学，同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类，如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程，基础和临床医学类课程，如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程，然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程，如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等，部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业，但需要按照本校特色来设置课程，切忌大而全无特色，或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业，如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院，四川大学高分子科学与工程学院等，各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例，其前身是生物科学与医学工程系，创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透，应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题，发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识，掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法，并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力，具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才，这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标，按照其特色制定为“以工程为主，以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据，培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”，偏向于材料工程学。由此可知，在综合性大学工科以及理工科大学中，生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容，其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程（如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等）的基本理论知识及能力，能在医疗设备相关企事业单位从事设备（或装备）设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识，受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.2.2课程设置

基于工科特色，其主干课程应注重工科基础理论的学习，了解医学基础知识，同时学习机械、电子、材料、计算机应用于医学中而派生的专业课程。如将特色定在医疗设备制造等方向上的生物医学工程专业，其基础类课程更加强了基础数学、物理的学习，设置了较多学分的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及实验等，医学类课程设置了基础医学与实验，涵盖人体解剖学知识，专业基础课和专业课设置了生物医学数学基础、电路及模拟电子技术及实验、数字电路与逻辑设计及实验、微机原理与接口技术及实验、VisualC++程序设计及实验、信号与系统、EDA技术、计算机硬件控制基础、单片机原理及应用、医学成像原理、医学影像系统、生理信号检测、生理信号处理、医学图像处理、医学仪器设计与实现、医学传感器、医学光学、医学超声、医学材料等，同样，课程设置也应按照本校特色加以取舍。

生物医学工程技术篇(4)

关键词：生物医学工程；课程体系；课程建设；人才培养

中图分类号：G642.4？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）47-0086-03

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，研究和解决生物学和医学中的有关技术问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务[1]，[2]。由于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，世界各个主要国家均将它列入高技术领域，重点投资优先发展。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，各类医疗设备在医院中的应用越来越广泛，医疗设备的研发、操作、维修及管理人员是各大医院及公司急需的人才。多学科的交叉，使得生物医学工程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。它要求我们在人才培养和专业建设中，要围绕学科发展和社会需要，密切结合生物医学、科学理论、工程技术等方面的基本内容和方法，加强课程体系建设，以培养学生工程设计和创新能力。但由于生物医学工程专业起步较晚，专业培养方向较多，不同院校的生物医学工程专业又由分别来自于不同学科和专业的师资组建，专业建设基础、人才培养目标、课程体系都各有差异，导致长期以来，该专业在人才培养中存在医工结合不紧密、工程性和创新性实践教学环节相对薄弱等问题，造成学生专业素质和创新能力与社会要求差距较大的现象[3]。这又进一步导致了该专业招生和就业难等一系列问题。针对生物医学工程课程体系的问题，我们分析了生物医学工程专业的特点、在人才培养上存在的不足，以及新的人才培养方案的总体要求，对以前的人才培养方案中的课程体系进行了较大的调整，并结合创新型社会对人才培养的需求，进行了相应的教学改革。

一、生物医学工程专业的课程体系建设

目前我国很多高校都开设了生物医学工程专业，但由于专业培养方向较多，不同院校的生物医学工程专业的专业建设基础、人才培养目标各有差异，学校自身特色和师资力量也有所不同，因此课程体系也不尽相同[3]。从我校该专业的实际情况出发，我们分别按制定人才培养方案的惯例和按照专业人才培养的要求进行了课程体系建设。

（一）按人才培养方案确定的课程体系

制定人才培养方案时，所有专业的课程都可以分为通识教育类课程、专业基础类课程、专业课程和实践教学课程等四大模块。除实践教学类课程外，每个模块又分别由课堂教学和实验教学、必修课程和选修课程组成。

1.通识教育类课程。通识教育类课程主要是教育部所规定的本科专业所必须完成的基础类课程，即公共基础课。主要包括：中国近代史纲要、马克思主义基本原理、思想概论、邓小平理论与“三个代表”；道德修养与法律基础、军事理论、职业规划；计算机基础、高级语言与程序设计、体育、大学英语等。作为民族院校，我校还开设有民族理论与民族政策等课程。由于生物医学工程专业理工为主的特点，通识教育类课程还包括了理科所必需的公共基础课程，包括大学物理、高等数学、线性代数、概率论与数理统计等基础课程。这些课程在不同高校生物医学工程专业中均有开设，教学内容几乎一致。

2.专业基础类课程。专业基础类课程是为专业课打基础的，所以此类课程的开设应该与专业课程紧密相关。本专业开设的专业基础课程主要有：生物医学工程概论、工程制图、生物化学；人体解剖学、生理学、临床医学基础等；电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电工技术基础；微机原理及接口技术、单片机及其应用、医用传感器；信号与系统、数字信号处理；计算机图形学、计算机网络、数据库技术等。

3.专业类课程。由于各个高校人才培养的定位、目标、就业方向的不同，专业课程的开设在不同高校中有较大的差异。目前我校生物医学工程专业开设的专业课程主要有：生物医学电子学、生物医学光子学、生物医学测量与仪器；生物力学、放射生物学、生物材料学、组织工程、人工器官；医疗仪器设计原理、医学电子仪器原理与设计；生物信息学、生理系统建模、医学信息学、医学信息系统；医学影像物理基础、医学影像设备学、医学图像处理；远程医疗等。因为生物医学工程专业涉及的研究内容十分广泛，所以专业课程也十分丰富。

4.实践类课程。实践教学是生物医学工程专业教学的重要组成部分。生物医学工程是理、工、医的有机结合，对学生实践能力的培养也是人才培养的一个重要环节。除了上述课程的实验部分以外，生物医学工程专业的实践教学类课程主要有：电工实训、金工实习、电子技术课程设计、医疗仪器课程设计、专业实习、毕业设计（论文）等。

（二）按照专业人才培养要求确定的课程体系

我校生物医学工程专业人才培养以电子信息和医疗仪器为主，按照专业人才培养的要求，将专业课程分为：医学基础类课程、电子学类课程、计算机基础类课程、信号处理类课程、医学信息学类课程类、医学设备类课程等模块[4][5]。

1.医学基础类课程。生物医学工程是医学与工程的结合，因此该专业的学生必须掌握一定的医学和生命科学的基础知识。目前，我校开设的医学基础课程主要包括：生物学、人体解剖学、生理学、生物化学、分子生物学、临床医学基础、电生理技术、膜片钳原理与应用等。另外还可以根据专业发展需要开设下列课程：免疫学、生物力学、放射生物学、生物材料学、组织工程、人工器官等医学类课程。

2.电子技术类课程。大部分高校的生物医学工程专业都以生物医学电子技术类课程为重要的工程基础课程，包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术；生物医学电子学、生物医学传感器与检测技术；微机原理与接口技术、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机控制技术、DSP技术、EDA技术、生物医学电子技术课程设计等课程。

3.计算机基础类课程。计算机基础类课程包括计算机基础、高级语言程序设计、面向对象的程序设计、数据结构、操作系统原理、软件工程、计算机网络、多媒体技术、软件课程设计、软件工程课程设计等课程。

4.信号处理类课程。信号处理类课程包括生物医学信号检测技术、信号与系统、生物医学数字信号处理、数字图象处理、自动控制原理、医学成像原理等课程。

5.医学信息学类课程。医学信息学类课程包括数据库原理与应用、医学信息系统、医院管理系统、医学图像处理存储与传输、软件工程、软件系统课程设计、医学模式识别、医学信息系统课程设计等课程。

6.医学设备类课程。现代医疗仪器的品种和规格繁多，为了便于教学，我们将其大体分为三类进行教学[1]，[2]。（1）医学诊断技术设备。这是教学的重点，包括医学成像技术与设备，超声诊断设备，电生理检测、分析与监护设备，生化分析检验设备等课程。（2）现代物理治疗技术与设备。这方面的内容很多，我们选择康复医学与设备为主要课程。（3）医用信息系统与设备。包括临床信息系统、医院管理信息系统、医院办公自动化等课程。另外，为了培养学生的工程设计能力，扩展学生视野，我们还为学生开设了智能仪器、虚拟仪器、仪器仪表课程设计等课程供学生选择。

上述分类实际上是按生物医学工程专业的学科基础来划分的。这种分类方式既有利于学生的分类培养，也便于组织教学，对师资培养和人才引进也有较好的指导作用。

二、生物医学工程专业的课程体系建设改革

新一轮人才培养方案制定工作的重点有：推进通识教学，坚持宽口径的专业教育；精简课内学时，增加实践学时；实行分类培养，发展学生个性；实行分层、分类教学；强化实践教学、探索创新创业教育。这些内容其实就体现了新时期社会和经济发展对人才培养的要求。针对上述要求，结合我校生物医学工程专业的特点，我们对原来的人才培养方案进行了系统的研究和改革。

1.按人才培养方向调整和增设相应的专业课。针对社会和用人单位对学生各方面能力的要求，我们将学生按如下发展方向进行培养（培养类型）：（1）临床工程型。学生毕业后主要从事医疗仪器的使用、维护和管理。（2）工程设计型。学生毕业后主要从事医疗仪器的工程设计和开发。（3）科学研究型。学生毕业后主要从事生物医学工程学科的科研、教学和开发工作。（4）医学信息管理型。毕业后主要从事医学（院）信息系统和医院管理方面的工作。对不同的培养类型，调整和增设相应的不同类型的专业课程：（1）对按第一类方向培养的学生，主要培养其设备管理、使用、维护等能力，因而开设了临床医学概论、系统解剖学、医疗仪器原理、医疗仪器检测技术、医学影像学、医学影像检查技术、设备管理学等专业课程。（2）对按第二类方向培养的学生，主要培养他们的工程设计能力，因而开设了生物医学电子学、机械原理与设计、嵌入式系统、现代电子技术、电力电子技术、检测技术、医疗仪器设计原理等专业课程，以及不同种类的医疗仪器专门课程。（3）对按第三类方向培养的学生，主要培养他们的科研创新能力，因而开设了数字图像处理、医学成像、模式识别、电生理、膜片钳技术、生物医学系统建模与仿真、脑电信号检测与处理等专业课程。（4）对按第四类方向培养的学生，主要培养他们的信息技术使用和开发能力，因而开设了临床信息系统、医院管理信息系统、医院办公自动化、计算机网络、医院管理等专业课程。

2.加强实践教学课程体系建设和改革。实验教学改革的核心是课程结构的优化[6]，[7]。在新的人才培养方案中，我们确定了“打牢基础、结合行业、注重工程、强调能力”的指导思想，形成了科学的实践教学课程体系。首先，我们确立了实践教学在本科人才培养中的中心地位，明确提出重要实验课程必须独立设课，组织专家和教师定期开展实验教学大纲的修订。其次，以“专业认知、基本技能——综合应用、工程设计——现代技术、创新能力”为认知链条，对本专业的实验教学课程体系进行了整体性设计，逐步建立起与理论教学相辅相成又相对独立、系统传授与探索研究结合的“一体化、多层次、开放式、研究型”实验教学课程体系。

以弱化和淡化单门课程实验教学，强化课程群融合，减少验证性实验，增加综合性、设计性实验为目标，我们将实验课分成4个模块：生物医学相关基础知识模块、工程相关基础知识模块、专业课程群和课程设计模块、工程设计和创新科研模块。

同时按实验教学实施过程划分为3个层次：（1）基础层次教学。包括生物医学相关基础课程实验、工程技术相关基础课程实验两个模块，主要是认知性和验证性的实验教学，其特点是对理论课内容的实验再现；教学实施过程为教师指导，学生认知和验证。（2）提高层次教学。主要是综合性、设计性的教学，其特点是独立的实验教学，实验教学内容是包括课程设计和课程群的综合性实验；教学实施过程为教师辅导，学生自主实验。（3）创新层次教学。主要是探索性的教学，其特点是强调工程设计、科研、第二课堂以及开放实验室等方面相互结合的教学；教学实施过程为教师将科研项目分解为创新课题，也可以学生自主选题，教师负责答疑，学生独立完成设计和验证。这种分模块分层次的实践教学体系见图1所示。三个层次的改革体现在：突出基础层次实验“厚”，提高层次实验“宽”，创新层次实验“深”。在原有人才培养方案的基础上，还增加了专业实习、医疗仪器课程设计、创新创业项目、电工实训等实践课程或环节，加强学生的实践动手能力、工程设计能力、创新科研能力的训练。培养学生自我学习和解决问题的能力以及团队合作精神。

这些改革，都有利于在教学过程中，利用课程体系这个重要的指挥棒，来调动每个学生的积极性，发挥特长，选择感兴趣的方向学习，提高理论水平和专业技能。这样也为学生指明了就业方向，让学生在四年的学习中明确目标，将来能更好地发挥自身价值。

三、结束语

课程体系建设和改革是人才培养模式改革的具体体现，也是教学改革的重点和难点，只有通过课程的改革和重组才能真正实现知识的整合和创新，让学生在专业知识、专业技能、综合素质等方面得到更好的提高，才能进一步提高人才培养的质量和效率。我们在生物医学工程专业课程体系建设与改革等方面进行了一些探索和实践。近3年来的教学实践证明，这些改革对提高人才培养质量和效率确有推动作用。

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生物医学工程技术篇(5)

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］。

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

c t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。

(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。

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生物医学工程技术篇(6)

1997年教育部正式批准，在高等院校设立生物技术专业，并于1998年颁布了《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，规范了生物技术专业的培养目标、主要课程和学制。专业课程包括微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子主要生物学及基因工程、细胞工程、微生物工程和生物化学工程，涵盖了生命科学和生命工程的基本知识和技能，并以此构成了生物技术专业课程的基本框架。医学院校是医学生物技术人才培养的重要基地，临床医学也是医学生物技术应用的主战场，医学生物技术与临床医学相互依存、相互促进，缺少基础医学与临床医学专业知识和技能的生物技术专业毕业生，在未来的实际工作中不能很好地满足医药领域的科研及创新要求。这就提示我们，在医学院校生物技术专业开设临床医学课程，有着迫切需要和实际意义。我校生物技术专业自招生之初就开设了临床医学课程。生物技术专业有了临床医学的指引，人才培养基础更加扎实，方向更加明确。同时，具有一定临床医学知识的生物医学人才，能够更好地将自身优势辐射到传统医学专业上，为临床医学的发展提供新视野，开拓新思路，注入新的活力。医学生物技术已经在临床医学的发展中发挥了革命性的作用，如基因工程药物和疫苗、单抗导向药物、人工血液代用品等已广泛应用于癌症、传染性疾病和一些遗传性疾病治疗。同时，许多临床新问题、老难题，也越来越多地依赖于生物技术的发展，相关疾病的基因定位、组织工程、干细胞研究方面也都取得了重要成果。显然，医学院校生物技术专业开设临床医学课程既是生物技术学科发展的需要，也是临床医学发展的需要。

2医学院校生物技术专业临床医学教学现状和问题

2.1课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育

课程体系和教学内容是培养目标的直接反映，是培养人才素质、提高教学质量的核心环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容，应该紧贴生物技术专业实际需求，有针对性地进行设置。然而，目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育，将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生，呈现教师教学无特色、无重点、无思路，学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节，不能培养学生的自主学习能力及创新能力，没有达到预期效果。

2.2课程目标不明确，考核要求不严格

目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视，没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是：使学生具有一定临床思维，了解临床医学前沿和需要，并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点，运用所掌握的生物技术理论知识和技能，从事相关领域的科学研究、技术开发，最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊，在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍，甚至没有考核，使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。

3医学院校生物技术专业临床医学教学内容

医学院校生物技术专业人才培养，在强调基本素质共性的基础上，应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标，尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能完全符合专业发展和人才培养需要，不能完全适应现代医学发展需要，不能完全考虑到多样化、个性化、专业化，因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。

3.1紧贴实际，重点突出

临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点，在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外，重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容，体现出医学生物技术特色和资源优势，如临床诊断的新方法，基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等；而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际，更好地激发学生学习热情，避免浪费学生有限的精力。

3.2以临床问题为向导，以临床难点为突破

医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题，开辟了新思路，提供了新方法，已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此，应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中，引起学生的思考和学习兴趣，从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。

3.3着眼前沿，广泛涉猎

生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分，因此要把临床医学中最新的焦点和热点引入教学中，让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性，增强荣誉感和使命感。同时，临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例，让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题，并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支，给学生拾遗补缺的机会，在大家忽视的老问题上做出新文章。

4医学院校生物技术专业临床医学教学模式

生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业，要更加突出多样性、灵活性和自主性，最大限度调动学生积极性，将课程的作用发挥到最大化。

4.1课堂教学与课外教学相结合，选修和必修相结合

压缩课堂教学时数，将教学主战场放在课外，把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量，鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作，对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的，这个选择权不应掌握在教师手中，而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式，学习对未来职业发展有帮助的医学知识。

4.2大师进讲堂，将导师范围扩展至临床学科

师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中，中级职称教师比例偏高，真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂，因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法，而对临床医学前沿需求知之甚少，缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充，他们扎根临床数十年，对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更全面、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中，使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识，还锻炼了临床科研思维能力；使学生能更准确地把握现代医学发展的脉搏，找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向，对未来职业发展进行合理的规划。

4.3启发为主，传授为辅

生物技术专业学生将来主要从事科研工作，应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主，而应采取引导、启发的方式，加入讨论及案例教学，让学生自己思考问题，用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养，在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中，坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念，强调教学过程的“四结合”：密切结合科研，密切结合临床，密切结合实践，密切结合新进展。

4.4考核评价与教学目的相统一

生物医学工程技术篇(7)

    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。