時間:2023-03-24 15:22:30
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誰都知道要做一個有自信的人,現在談這個問題你們可能認為有點多余,但不得不說的是在你面對復雜的大型設備時,面對幾塊多層電路板一字排開時,你可能會退怯,可能會放棄維修的念頭,但是你應該堅信,無論多么復雜的設備,都有解決的辦法。特別是年輕工程師剛進醫院時信心很差,總覺得復雜的設備而且還是進口的,無法解決,萬一故障擴大怎么辦?于是請廠家工程師上門來修,長此以往,你就會變成一個只會聯系工程師的話務員,缺乏自己獨立的見解和思考。當然你也應該考慮到醫院的效益問題,只有實在無法自主維修請教廠家。我認為還是要保持一個自主維修的心態,這個心態的建立就需要———信心[3]。
2多涉獵不同類別的知識(技術專長、學歷)
現代醫療設備都是高科技產物,涉及多門專業,這就使得維修及管理工作越來越復雜,專業要求越來越高,而工程師不可能分工分的那么細,這就要求醫學工程人員需要不斷更新、拓展知識面,一專多能。我這里的“一專多能”并不是鼓勵“萬金油”,而是說鉆研一種設備的同時需要掌握不同學科的知識。2014年我們申請了一個市級的課題———急救車供氧系統的改造,由于申報材料不是很充分,課題沒有被成功立項。回顧整個準備過程,我覺得對我的整個團隊,特別是對年輕人的鍛煉意義還是挺大的。這個過程涉及到各方面的知識,不僅要學電子電路,還要學機械、電機拖動、液壓氣動,甚至還要求精通單片機以及編程方面的知識。我是這方面的外行,我的主要任務就是去管理好這個團隊讓他們各盡其責,但作為個人來說我認為獲得新知識是一件非常愉快的事情,我堅信開卷有益,所以我平時也看一下這方面的書籍,來充實自己?,F在的醫療設備更新速度之快,是我們始料不及的,作為年輕工程師更應該多看一些書,掌握新知識,特別是提高計算機和英語水平,這樣才能讓你在面對復雜的醫療設備時順利完成“人機對話”。
3案例討論(經歷、工作成績)
關于這一點,我是從以前當醫生每周的病例討論教學中以及參考相關資料總結出來的。有關研究證明,臨床病例討論在教學中能夠激發學生的學習興趣,有利于增強學生掌握技能的能力,有利于學生的創新能力,有利于學生對實際問題的感知能力,在教學上能夠起到事半功倍的效果。鑒于此,在每周五下午,我們會組織醫學工程部的工程師開個簡短的例會,將這一周的維修工作情況做一個總結,也會討論各個工程師在這周中維修中所面的問題以及解決辦法,將自己的心得體會和經驗與同事交流。我們醫院每個工程師是按照科室分片區的,他們平時所遇到的工作就各不相同,工程師就不能全局的掌握全醫院的醫療設備,沒有量的突破,局限性很明顯,所以開展這樣的例會,能夠讓大家多了解不同的故障,有助于維修經驗的積累。
4總結
英文名稱:Journal of Biomedical Engineering Research
主管單位:山東省科學技術協會
主辦單位:山東生物醫學工程學會;山東省醫療器械研究所;山東省千佛山醫院
出版周期:季刊
出版地址:山東省濟南市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:37-1413/R
國內刊號:
郵發代號:
發行范圍:
創刊時間:1982
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
英文名稱:Chinese Journal of Biomedical Engineering
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國生物醫學工程學會
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0258-8021
國內刊號:11-2057/R
郵發代號:82-73
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1982
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SA 科學文摘(英)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
醫學八年制不同于其他專業的本碩博連讀教育,其他專業的本碩博連讀都是以培養PH.D為主。目前我國八年制的培養目標定的是“MD”,但是實際培養過程中存在偏差,主要表現在后三年一般安排一年的輪科實習(有的學校實際落實往往不足一年,因為學生要做科研課題),兩年的畢業論文和答辯,特別是畢業論文一般按照科研論文要求,發表SCI論文才能畢業。這樣實際上偏離了MD職業精英教育,在某種程度上與PH.D區分不清。因此必須就院校教育階段的實質培養目標進行選擇,既然我國已經明確定位與美國醫學精英教育目標一致,即職業MD學位,在校期間完成在獨立行醫之前所需學習課程的要求和能夠接受住院醫師培訓的資格,使學生獲得成為醫生必備的知識和技能,樹立醫生職業的價值觀,培養醫生都需承擔的負責治療患者的能力。作者認為八年制MD的培養計劃中的后3年以臨床實踐教學為主,以臨床問題的解決為主,最后提交的MD論文,不要追求SCI及影響因子。這樣就能在后三年集中進行臨床實踐教學與醫學整體變革趨勢的教育,改變后三年將臨床教學與科研訓練壓縮導致變形的問題。
2八年制招生可嘗試大膽改革
美國的醫學生大多經過醫學前的預科教育,即一般要完成4年的理工科大學本科的學習,獲得相應的理學、工學(生物、物理、化學、數學、工程)學士學位,且經歷過嚴格篩選淘汰,學醫的信念和目的更為堅定,心智更為成熟,一般在入學前就充分了解了醫學職業的特點,做好了心理準備和學習準備。目前我國八年制的招生主要是通過高考錄取的應屆高中生中的成績佼佼者,具有較高的學習素質的學生,但是由于他們的心理及閱歷等方面尚不成熟,對各種專業都不夠了解,對自我的人生和前途缺乏設計,大部分學生選擇專業都是聽從長輩的意見,對醫學專業的特殊性缺乏充分了解,對于醫生的工作性質和應該具備的素養知之甚少,很難保證其對臨床醫學專業有足夠的興趣,且學校無法對學生的綜合素質和個性特征進行全面評價。鑒于我國的實際情況,作者認為可以嘗試適合我國情況的醫學八年制招生選拔方法多樣化。第一,試行在八年制學校中與相關專業聯合招生、二次選拔的招生方法在西方特別是美國,生物醫學工程專業是非常熱門的專業。除了其他原因之外,該專業對學生的吸引力在于具有報考醫學院學習MD的優勢。我國可以從中受到啟發,在醫學八年制招生時,醫學八年制與生物醫學工程專業共同招生。開始前四年都學習生物醫學工程,到第四年時可以再一次雙向選擇。學生可以選擇是繼續深造學習醫學MD,也可以選擇完成生物醫學工程八年制碩博連讀,還可以選擇四年制生物醫學工程本科畢業獲得學士學位;校方可以根據學生的意愿擇優選拔一定名額的學生進一步完成醫學MD,部分八年制生物醫學工程碩博連讀。這樣的好處是學生經過了四年的本科階段的生物醫學工程學習,心智已經逐步成熟。生物醫學工程屬于理工專業,不僅有利于學生邏輯思維判斷能力的培養,而且由于生物醫學工程與醫學專業密切相關,因此經過四年的學習就會對醫學的特殊性有了進一步的認識,會理智地思與考選擇。目前我國招收醫學八年制的學校主要為重點綜合性大學和幾所水平高的醫學院校,均設有生物醫學工程專業,這樣可以在校內實現招生改革。第二,進一步在校內試行4+4醫學八年制招生,不受專業限制。我國設有醫學八年制的綜合重點大學,理工醫和社科人文專業齊全,已經具備美國醫學院招收學生的小的社會環境。在校內試行與生物醫學工程專業共同招生、二次選拔的基礎上,可以向校內其他專業開放二次報考醫學院的試行美國醫學院招生的方式。試點中,可以試行校內統一的醫學院入學考試,考試成績作為重要依據,同時還要參照:①本科生平均學分績;②本科教師的推薦信;③對承擔醫生神圣職責的責任與義務的個人看法及自我陳述等。造成一種進入醫學院的競爭事態,提高對醫生這一社會角色的敬畏。第三,現有的直接從高中應屆畢業生中選拔。以上三種招生方式可分別試點,總結后,選擇較優方式推廣。
3畢業應優先到高水平的醫院進一步落實精英醫生的職業教育
生物醫學工程專業主要課程 主干課程:《高等數學》、《普通物理學》、《模擬電子技術》、《脈沖數字電子技術》、《醫用傳感器》、《數字信號處理》、《微機原理及應用》、《醫學圖像處理》、《醫用儀器原理》、《醫學影像儀器》、《檢驗分析儀器》。
以及《臨床工程學》、《正常人體形態學》、《生物化學》、《生理學》、《診斷學》、《內科學》、《外科學》等。實踐課程:電子工藝實習、認識實習、金工實習、生理學實驗、電子技術綜合實驗、專業實踐綜合訓練、生產實習、論文綜合訓練等。
生物醫學工程專業就業方向 本專業學生畢業后可可以在醫療儀器企業的研發機構、生物醫學工程及相關學科的科研單位、大型醫院的設備中心、高等院校等地方工作,也可以做國家公務員。相關行業(如IT,儀器儀表等)。
從事行業:
畢業后主要在醫療設備、護理、制藥等行業工作,大致如下:
1 醫療設備/器械;
2 醫療/護理/衛生;
3 制藥/生物工程;
4 新能源;
5 電子技術/半導體/集成電路;
6 其他行業;
7 計算機軟件;
8 儀器儀表/工業自動化。
從事崗位:
畢業后主要從事算法工程師、售后工程師、銷售工程師等工作,大致如下:
1 算法工程師;
2 售后工程師;
3 銷售工程師;
4 硬件工程師;
5 維修工程師;
6 注冊專員;
7 技術支持工程師;
8 產品經理。
關鍵詞:生物醫學工程;校企醫合作;人才培養模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)42-0001-03
生物醫學工程是一門工程應用型專業,醫院是該專業的服務對象,醫療器械生產企業是該專業服務醫學診斷的途徑。作為以人才培養為目標的高校,培養生物醫學工程專業人才,必然需要依托與企業、醫院之間的緊密合作。當然高校是生物醫學工程專業人才培養的主要力量,也是責任方、組織方。高校在專業課程設置、教學過程的組織執行與監督以及學生質量的評價與監控等方面都應是生物醫學工程專業人才培養的主場,這在很多文獻中都有非常詳細的討論[1-7],本文主要分析與討論生物醫學工程學科內涵中所賦予責任的企業與醫院在生物醫學工程人才培養過程中的作用。
一、企業和醫院在生物醫學工程專業人才培養過程中起到非常重要的作用
1.參與生物醫學工程專業建設,為專業建設提供導向。專業建設是人才培養的最重要工作[8,9]。生物醫學工程專業建設只有得到企業或醫院的認同與參與,才能確保在人才培養過程中始終圍繞社會對該專業人才目標進行[10]。通過企業與醫院的信息反饋,為生物醫學工程專業建設提供依據與導向,避免課程體系、教學內容與社會的實際需求存在較大差距,學生畢業后無法適應專業崗位要求等現象。
生物醫學工程是一門多學科高度交叉、高度融合的學科專業,其在各個學校的辦學方向不盡相同,所牽涉到的企業也不一樣,因此在生物醫學工程專業建設中要緊緊圍繞其辦學方向,選擇好合作辦學的企業和醫院。
企業與醫院參與生物醫學工程專業建設的形式多樣。首先成立由高校、企業與醫院相關專家共同組成的專業教學指導委員會,該委員會的作用與職能是確定以企業和醫院相關崗位對人才需求為導向,以能力、知識為依據的專業人才培養方案。并定期召開委員會會議,高校及時了解企業的發展動向,醫院的現實需求,為及時修正專業課程體系、教學內容、教學方式提供有力的依據。
2.參與生物醫學工程專業教學活動,為專業教學提供支持。生物醫學工程,作為一門工科專業,與企業生產實際、醫學診斷與治療技術發展相聯系是至關重要的。企業和醫院可以更新生物醫學工程專業教學內容和教學方式,使得課程和教材內容與發展前沿同步更新。用企業經驗和醫院需求支持專業課程的充實與改革,培養學生先進的專業思維和創新意識。
與企業醫院共建課程是校企、校醫在教學上合作的形式之一。高??梢云刚埰髽I、醫院的技術專家到校為本科生開設專業課程,在教學內容上與生產實際,與醫學問題直接發生聯系。特別是對于工程性很強的課程,可以與企業或醫院共建課程。另外,邀請相關高級技術人員到學校來講學,為本科生講授國內外相關技術的最新發展資訊,可以進一步拓展學生的專業知識。
3.提供生物醫學工程實習場所,為提高學生專業實踐能力提供條件。工程實踐能力是生物醫學工程專業本科生創新能力的重要內容之一。實習是學生工程實踐能力提高的必經之路[11-13]。實習場所的選擇、實習時間與形式上的保障、實習內容的組織都會影響實習的效果,也會影響學生工程實踐能力的培養與提高。然后生物醫學工程專業學生的實習,除了選擇生產企業去實習外,還應到醫院的相關科室實習。
生物醫學工程專業應安排兩次實習。一是在進入專業課程學習之前,安排一個專業認識實習。在這次實習中,既到生產企業參觀產品生產線,了解企業的經營狀況等,也到醫院相關的科室了解醫生對工程上的需求,參觀醫院里的設備,了解其原理、應用對象等。這次實習的主要目的就是要讓學生了解在接下來的專業課程的學習的主要內容和服務對象,激發學生對專業課程的學習興趣。二是在畢業之前安排生產實習。這次實習可以由學生自己的專業發展規劃自由選擇到生產企業去實習還是到醫院去實習,切實提高學生的專業工程實踐能力。
4.參與專業教師隊伍建設,為提高專業教師教學能力提供幫助。教師是教學過程的主導者,是專業教學計劃與活動的執行者,教師隊伍質量的高低往往直接影響到本科教學質量的優劣[14-16]。對于生物醫學工程專業的教師,其教學能力所涉及的面很寬泛,要求也更高。特別是青年教師教學經驗不足,雖然在理論知識方面比較扎實,但在工程實踐能力方面較弱,項目經驗缺乏導致其教學能力的不足。企業和醫院在專業教師隊伍建設中可以發揮非常重要的作用。一是向高校提供兼職教師,專業工程實踐相關的課程可以與企業或醫院共建,聘請相關校外專家擔任課程的任課老師,作為高校專業教師隊伍的有效補充。二是通過科研合作、企業掛職鍛煉等形式為生物醫學工程專業教師提供工程實踐能力鍛煉的機會,逐步提高教師的教學能力,特別是在工程實踐方面的教學能力。
5.提供資金與設備支持,增進學生的專業學習興趣。企業相較高校,資金比較寬裕,擁有專業領域設備的生產線與研發環境。醫院擁有充足的醫學臨床檢查設備,這些設備一般都比較貴,如磁共振成像、CT成像等,高校一般都沒有如此雄厚的資金來購買這些設備。而這些企業和醫院所擁有的這些設備在生物醫學工程專業教學與實踐中非常重要。企業和醫院能夠支持生物醫學工程專業教學,對于切實提高學生專業工程實踐能力有著非常重要的意義。另外,有些企業為了提高知名度、回報社會等,常常通過捐助基金、設立獎學金等形式對高校生物醫學工程專業建設與發展給予資金支持。
二、充分發揮高校、醫療器械生產企業、醫院的優勢,進一步完善生物醫學工程專業工程實踐教學體系
高校擁有大量的科研能力很強的師資隊伍,具備承擔國家、自治區重大科研項目的能力,在專業理論、科學試驗和工程實踐方面具備豐富的經驗。是培養學生工程實踐能力的主要力量,也是責任方。因此,高校應通過課程實驗、課程設計等活動初步訓練學生的工程實踐能力,通過組織學生參加教師科研課題、大學生創新活動和科協等來提升強化工程實踐能力。
醫療器械生產企業的優勢是直接面向生產,擁有大量的工程技術人員,掌握著大量工程技術問題及其解決方案,可以為學生提供良好工程實踐場所和技術指導等條件。企業可以通過指導實習、畢業論文、講學以及參與制定培養方案等方式參與到學生的工程實踐能力的培養活動中。
醫院是生物醫學工程學科的服務對象,其優勢是掌握大量的醫學診斷和治療的醫學問題,并擁有大量的醫學設備和經驗非常豐富的醫生,可以為學生的工程實踐能力的培養提供問題來源和實踐對象。可以通過提供認識實習的場地、到高校講學、指導畢業設計等形式融合到學生工程實踐能力培養體系。
三、充分考慮高校、醫療器械生產企業和醫院的文化差異和價值取向,構建長期有效的人才培養合作機制
高校與企業、醫院之間的利益并不完全相同,為了找到校企醫合作的利益共同點,三方應該從社會進步和企業發展戰略的高度認識校企合作的長期效益。在校企醫具有共同一致的合作理念和互惠互利的合作宗旨的前提下,共同對合作項目進行系統管理,在思路上要站得高、看得遠,從學校和企業、醫院發展的共同愿望出發,將各方關心的熱點問題提升到戰略的層面上溝通并統籌;在具體合作項目的操作上則要重心低,在具體的作業層面直接接觸和開展工作,學校與企業、醫院直接融合;在融合中開展多種形式的項目合作,形成良性循環的合作機制;建立全方位的校企醫合作體系,實現校企醫各方的資源共享與整合。
如圖1所示,建立以科學研究為紐帶、以人才輸出為手段的高校、企業、醫院之間的長期合作機制,為生物醫學工程學生的工程培養提供良好的條件。科學研究是高校的三項職能之一,是提高人才培養質量的重要支撐;是企業提高產品質量,提升企業核心競爭力的重要手段;也是醫院提高醫療服務水平的關鍵手段。因此,在高校與相關企業和醫院之間建立良好的科學研究合作關系,符合三者的價值取向。高校提升自己的科研能力和解決醫療器械關鍵核心技術問題的能力,以與企業、醫院保持良好的合作關系,可以為學生工程實踐能力的培養提供良好的條件。
同時,對于企業和醫院來說,提升競爭力或服務水平關鍵在于人才,高校與企業、醫院聯合起來可以培養高素質的技術人才,企業、醫療可以優先選擇這些人才。同時,因為人才對相關企業或醫院在就業之前就有一定的了解,在大學期間所學習的知識和能力在工作中可以用得上,相比其他人來說更快地進入工作狀態,他們更愿意選擇合作企業或醫院,企業和醫院也愿意接受。
在我們的教育實踐中,已經成功建立了高校、企業與醫院在人才培養方面合作的長效機制。6年來的實踐表明,我校充分調動醫療器械生產企業和醫院參與到生物醫學工程教學活動的人才培養模式是成功的。這既得到了畢業生的歡迎,也受到企業和醫院的青睞。我們將繼續推進三者緊密合作,旨在為我國醫療器械行業培養切實可用的高端技術人才。
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Mechanism and Practice of Enterprises and Hospitals Integration in Biomedical Engineering Professional Personnel Training
CHEN Hong-bo
(School of Life and Environmental Science,Guilin University of Electronic Technology,Guilin,Guangxi 541004,China )
關鍵詞:生物醫學工程;計算方法;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)22-0119-02
一、引言
《計算方法》綜合了計算數學和計算機科學相關知識,具體研究利用計算機解決數學問題的相關理論和相關方法。該課程作為我校生物醫學工程專業本科學生的課程,目前僅有理論教學環節,教學效果有待提高。本文結合生物醫學工程專業特點,基于我院在醫學影像成像方法的研究成果,借助我校信息學科與計算機學科的優勢,對《計算方法》課程教學改革進行探討。將《計算方法》課程的理論知識應用于醫學成像中,包括CT成像、近紅外光學成像和光致超聲成像等,以期摸索出適合生物醫學工程專業學生的《計算方法》實驗教學體系,培養知識與能力并重、理論與實踐兼顧的創新型生物醫學人才。
二、計算方法課程特點及教學存在的問題
隨著科學技術特別時計算機科學與技術的高速發展,科學計算已成為繼理論分析、實驗研究之后的第三種科學研究手段。計算方法研究利用計算機解決科學問題的相關理論和方法,是科學計算的核心。作為數學理論與工程應用之間的一個紐帶,計算方法在很多學科領域發揮著重要作用,很多高校已將該課程作為學生的必修或選修基礎課程。
計算方法緊密結合數學理論和計算機科學,是數學的一個重要分支,也是理工科學生一門重要的基礎課程。計算方法研究利用計算機解決數學問題的相關理論和方法,強調計算機技術的實際應用和數學算法的工程實現,對學生的動手能力有較高的要求。由于與工程實踐密切結合,該課程的教學必須理論與應用并重。
《計算方法》課程具有以下特點:(1)計算方法課程不僅涉及高等數學中學過的相關理論內容,而且注重運用這些理論去解決問題,而不是理論本身。它有助于加深學生對數學理論的理解和認識。(2)計算方法課程公式較多而且難記。(3)強調對計算機的使用,尤其是在計算機上借助一定的軟件平臺實現相關算法。
生物醫學工程是一門興起于20世紀60年代的交叉學科,涉及化學、數學、物理、藥學、生物t學、電子技術、工程技術、材料、計算機技術和信息技術等眾多學科及領域。該學科綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,具有綜合性強、知識結構交叉跨度大、發展速度快等特點。從事該專業的本科生不僅需要電子技術、生命科學、電子與信息科學相關的基礎理論知識;而且還需具備生物醫學與工程技術相結合的科學研究能力。由于生物醫學工程學科知識結構的交叉性和綜合性,對高校培養的該專業人才需要更高、更全面的能力素質要求。
我校生命科學技術學院將《計算方法》課程作為大三生物醫學工程與生物技術專業學生的選修課,經過幾年的教學,存在的主要問題如下:
1.《計算方法》課程教學內容照本宣科,與生物醫學工程專業基本無聯系。目前,課程教學內容與生物醫學工程專業以及生命科學技術學院研究方向基本上沒有聯系,結合不夠緊密,沒有將生物醫學工程專業領域涉及的科學計算學生所學專業領域科學計算問題融入教學計劃和教學內容。
2.《計算方法》重點在于理論教學,對數值實驗能力的強調不夠。以往的教學環節中,選用的教材在內容安排上沒有對數值計算過程中實驗過程的描述。老師在授課過程中,忽略了學生數值實驗能力的培養。實際上,這門課程不僅具有完整的理論體系,更是一門實踐性很強的課程,數值實驗在該課程中必不可少。
三、教學改革具體措施
針對上述問題,本文從教學內容、教學模式和考核方法等方面進行研究,結合生物醫學工程專業特點,基于生命科學技術學院科研平臺,加強數值實驗,摸索適合生物醫學工程專業學生的《計算方法》實驗教學體系,培養知識與能力并重、理論與實踐兼顧的創新型生物醫學人才。
1.擴展《計算方法》教學內容。我?!队嬎惴椒ā氛n程選用西北工業大學出版社出版的教材《計算方法》,教材內容包括計算誤差、基于二分法和迭代法的方程近似求解、直接法和多種迭代法求解線性方程組、特征值和特征向量的計算、最小二乘法求解方程組、曲線擬合、曲線插值、以及數值積分與數值微分等,課程內容大部分涉及的都是數學理論,以及各種方法的詳細推導,教材上的例子主要是簡單的數學問題,與實際應用聯系較小,與生物醫學工程專業更是沒有聯系。我們在教學過程中,結合我院科研以及生物醫學工程專業特點,在理論講解與公式推導的同時,融合醫學成像具體實例,讓學生了解如何在本專業領域運用該課程相關知識。
2.開設《計算方法》實驗教學。為提高學生動手能力,我們在經典計算方法課程內容基礎上,結合生命學院科研項目,加入與生物醫學工程專業相關的應用實例,例如CT圖像重建,計算方法課程中的迭代法和最小二乘法均可用于CT圖像重建,基于學院CT硬件系統采集的數據,結合合適的成像模型,學生上機編程完成CT圖像重建。通過該實例學生不僅了解了CT成像原理,更掌握計算方法在CT成像中的應用。再例如輻射傳輸方程的求解問題,該問題在生物醫學成像中普遍存在。輻射傳輸方程屬于復雜的偏微分方程,在光學成像前向建模中,需要求解該方程,而計算方法課程中有一章的內容講解偏微分方程的數值求解方法,學生可以開展基于數值方法的輻射傳輸方程求解。同時,我們加大編程仿真,特別要指導學生應用所學知識進行生物醫學工程應用實踐。
3.完善《計算方法》教學模式。《計算方法》課程的目的是讓學生利用計算機,結合一定的軟件工具,解決實際問題??紤]到課程特點,以及學生前期已經學習Matlab語言,我們使用Matlab軟件作為計算方法的編程工具。我們在當前計算方法課程的課堂教學安排中,除了理論教學,還增加仿真實驗。教師在課堂講解時,進行詳細演示,同時要求學生課后進行編程與上機。課后作業采用計算機編程完成,學生提交報告,給出程序代碼以及運行結果。使學生通過仿真實驗掌握計算方法中的理論知識,同時學會編程運用計算方法相關內容解決實際問題,提高動手能力。
4.改進《計算方法》考核方式。傳統《計算方法》課程考核采用筆試形式,主要考查的是學生對基本知識點的掌握情況。本文改革中,我們兼顧知識與能力的評價標準考核學生學習效果。評價標準主要包括:計算方法基本理論知識、基于Matlab工具的編程仿真實現計算方法相關算法、生物醫學工程實際問題解決能力。對于計算方法基本理論知識的考核,采用筆試閉卷形式;對基于Matlab工具的編程仿真實現計算方法相關算法,考核學生在計算機上利用Matlab語言編程實現誤差分析、二分法和迭代法求解方程組、數據插值、數據擬合、數值積分與微分等;對于生物醫學工程實際問題解決能力的考察,給出兩到三個生物醫學應用問題,要求學生根據現有數學模型,基于測量數據問題求解,并給出誤差分析結果??傊?,采用形式多樣的考核方式,對學生的綜合能力進行測評。
四、結語
本論文對計算方法課程改革進行了探討,構建教學研用有機結合的計算方法教學體系。通過基礎知識傳授、計算機仿真實驗、醫學斷層成像具體問題實踐,建立包括基礎理論――驗證實驗――應用實踐三個層次的相互銜接的計算方法學教學體系;同時,生物醫學工程專業背景下的算方法教學,融合了包括分子數學、生物、計算機與信息等多學科知識,對學生的理論、實踐與應用能力協同訓練與提升,為多學科交叉復合型創新人才的培養奠定基礎。
參考文獻:
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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)
關鍵詞:生物醫學工程;考核;電子類課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A?搖 文章編號:1674-9324(2013)06-0239-02
廣東醫學院生物醫學工程專業于2003年開始第一屆本科招生,針對如何進行具有生物醫學工程專業特點的教學改革進行了大量的研究和實踐。作為工科專業,電子類課程是專業的基礎課程,與電子信息專業要求不同,生物醫學工程專業以小信號、低頻率電路為主要研究對象。本專業側重培養高水平的應用型人才,畢業生要能夠快速開展醫療儀器方向的研發、測試等工作。因此,我們從2008年開始著手進行了相關電路課程的改革和探測,下面針對專業特點和考核方式進行討論。
一、生物醫學工程專業課程特點分析
生物醫學工程是以技術與工程的手段研究和解決生物和醫學中的相關問題,并綜合了生物學、醫學和工程技術學的交叉學科[1-3]。它要求學生掌握物理學、數學、電子學、醫學等相關基礎知識,并能夠融會貫通[4-5]。其中電子技術的相關知識是生物醫學工程專業課程的主要內容。與普通高校電子信息專業和自動化控制專業不同的是,本專業電子類課程內容局限在低頻、弱電范圍內,同時要求學生具備較強的操作和分析能力。因此,在課程教學和考核中應該更加注重與本專業特點相結合,發展具有專業特色的考核評價體系。作為課程發展的導向,考核方式是課程建設水平的集中體現,也是評價教學質量的重要手段和課程改革的參考依據。在本專業發展初期,電子類課程的考核主要體現在:(1)一考制,即將期末考試成績作為學生的最終成績,方式比較單一,特點不突出,忽視了學生在實驗技能、創新設計方面的評價;同時在期末考試中所暴露出來的問題也來不及糾正。(2)與專業領域銜接不夠緊密??己藘热葜粡娬{基礎知識的掌握,考核內容與普通電子工程專業內容一樣,忽視了生物醫學工程專業的特色;(3)考試題型單一。最初的考試題型也只有計算分析一種,覆蓋面較窄,考試評價主觀性較強,難以全面評價學生的綜合能力。
二、考核方式的改變與實踐
從2008年開始,我們便針對電子類課程存在的問題進行了專項研究,提出考核改革的目標,即把教學作為提高學生綜合素質的關鍵環節,將考核向過程考核轉移。課程組從2009級本科生開始推行一系列課程改革措施,目前已經進行了三屆改革試驗。逐步形成了一套具有生物醫學工程專業特色的考核方式??己朔绞礁母锞唧w內容是:(1)專業基礎課的考核由平時作業和階段測驗成績、實驗課成績和期末成績組成。①平時作業由主講教師根據教學計劃通過在線課程網站布置,學生在學習完一章內容后在一周以內提交作業。該項成績占總評成績的10%。②階段測驗包含兩種形式,一種是傳統的隨堂測驗,另一種是在線測驗,即由測驗系統給出成績。階段測驗根據學習內容,安排2~3次,占總評成績的5%。③我們特別加強了對實驗課程的考核力度,實驗課成績包括實驗完成情況和實驗報告的撰寫兩方面,占總評成績的15%。④期末成績則延續傳統閉卷考試形式,在統一閱卷的基礎上給出,占總評成績的70%??荚囶}型更加豐富,一般不少于四種類型題,客觀題占50%左右??荚囯y度適當降低,但是知識覆蓋面增加到了課程內容的80%以上。(2)電子類專業課程考核則注重課程設計、大作業(或課程論文)等更加自由的形式。①考核也貫穿于整個教學過程。以綜合設計課程為例:教學和考核都是以分組方式進行,電路設計為主要教學內容,設計結果和課程論文則是考核依據。這里還強調了團隊合作,同一小組成員的考核成績是相同的。②通過計算機輔助進行。在電路設計軟件課程中,學生在課程學習中除了要掌握軟件的基本知識外,綜合能力的提高也是主要的一個方面??己艘彩峭ㄟ^計算機完成的,教學可以為每位學生設置不同的題目,內容更加靈活多變。我們進行考核方式改革的方針是以學生為主體,注重培養學生興趣和綜合能力,在教學過程中也盡量增加小組討論和團隊項目??傊己朔绞降母淖兙褪橇η笞龅饺?、有效,能夠在學習過程中對學生進行促進。
三、網絡平臺的建設和作用
專業課程學習網站的建設是教育教學改革的重要內容,在電子類課程的改革中成為了重要的工具。截止到2011年,生物醫學工程專業的專業基礎課已經陸續完成了網絡課程的組建工作并迅速投入到教學中。在線網絡課程建設為考核方式提供了更多的選擇,已經逐漸成為改革成功的關鍵一環。我們在網絡課程建設中,特別強調了其參與考核的功能。因此,將題庫建設作為重要的一環。目前,已將完成了500道網絡習題的初等規模題庫,包括在線自測試題10套,為課程考核方式改革提供了重要的硬件支撐。學生在線考試的形式反應積極,認為形式新穎、操作方便。目前,我們在過程測試中至少包含一次在線考試,平時的作業布置和提交也都通過在線網絡進行,也就是說約40%的平時成績是通過網絡考核獲得的。除此之外,網絡課程還為教學提供了重要的支撐平臺,這主要體現在兩方面:(1)擴展了教學內容,豐富了學生的知識面。以往學生獲得知識的渠道單一,枯燥的內容制約了學生的學習積極性。我們在網絡課程中提供了大量的相關資料,包括文獻、新聞、圖片、視頻等,充分延伸了教材內容,滿足了學生多元化的學習需要;(2)提供了交流的平臺。我們同樣組建了學習小組,小組成員作為團隊活躍在網絡中。教師為各個小組布置了不同的討論題目,有的作為作業成為考核的一部分。在網絡環境中,學生擁有了充分的發揮空間和自由,能夠以更加放松的心態融入到學習中。
生物醫學工程專業電子類課程考核方式改革是新時期人才培養模式改革的重要組成部分。是在培養創新性人才的指導思想下進行的有益的探索和嘗試。根據三年來的教學實踐,改革獲得了任課教師的支持,得到了學生的認可。我們所提出的綜合型的過程考核思想正在切實地促進教學質量的提高。我們下一步的工作重點是繼續深化考核方式改革,使其不流于形式并帶動整個課程的建設,不斷地提高教學質量和學生的綜合應用能力。
參考文獻:
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[關鍵詞]本科教育 研究性教學 創新培育
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)15-0006-02
我國醫療儀器市場潛力巨大,但國內醫療儀器產品總體技術含量較低,關鍵技術主要被美、日、德等國家的少數幾個跨國大公司所壟斷。國內生物醫療產業普遍存在技術研發人才匱乏、研發能力不足等問題,產品總體質量和技術水平落后于發達國家,缺乏市場競爭力。要解決目前生物醫療產業創新研發能力低下的難題,首先要從生物醫學工程人才培養這一根本問題上著手。
一、本科生創新培育計劃思路的形成
2004年12月教育部在北京召開了第二次全國普通高等學校本科教學工作會議,研究制訂了《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》。該文件要求“積極推動研究性教學,提高大學生的創新能力”;同時提出“要讓大學生通過參與教師科學研究項目或自主確定選題開展研究等多種形式,進行初步的探索性研究工作”。中山大學的本科人才培養教育觀念是“通識教育、大類教學、復合創新”。相對于其他學科,生物醫學工程學科的特點是多學科交叉,教學過程所涉及的內容多且雜,如果強調“寬”基礎,學生能夠“精(專)”的領域就有限。通過借鑒國內外著名高校的相關經驗和近幾年的嘗試和思考,我們初步形成的思路是:首先培養學生掌握較為廣泛扎實的基礎理論知識,然后以某個方向專業訓練為載體,著重培養學生的自我學習能力和創新思維能力,以及解決具體問題的實踐能力?;谶@一思路,我們推出生物醫學工程創新培育計劃,探索中山大學生物醫學工程專業研究性教學的道路。該計劃的總體內容和目標是:中山大學工學院生物醫學工程專業為研究性教學的開展提供硬件條件(設備、場地)與軟件條件(師資、管理)的支持,建立并實行本科生學業導師制度,以本學科已有的廣東省傳感技術與生物醫療儀器重點實驗室為依托、以教師們正在進行的縱向科研項目或橫向開發項目為載體,引導本科學生參與項目調研、方案制訂和項目研發的整個過程,培養學生主動獲取知識的能力、思考創新的能力和實踐能力,為將來更好更快地適應各自的工作崗位要求奠定堅實的基礎。
二、國內外著名大學創新性培養方案分析
我們對國內外著名大學的本科生培養方案,尤其是對國內外著名工科院校的實習教學方案進行了廣泛的調研和分析,逐漸形成了在“寬”基礎的前提下,強調培養學生的自我學習能力和創新思維能力,以及動手能力的思路。例如美國麻省理工學院著重培養學生創造性思維和解決問題的能力,以及終身學習的習慣。既培養學生某一方向的專業技能,也鼓勵學生拓寬知識面,以適應現代社會的挑戰。具體方案有:1.實行本科生學業導師制度。每名本科生入學后將被指定一位專職教師作為學業導師,導師幫助本科生設計學習項目、選課和選專業。在導師的指導下,本科生有機會參與跨學科實驗室和研究中心的研究活動,從而培養學生的研究型思維、完成實驗的技能和進行數據分析的能力。2.學院設有獨立活動期。每年的一月,學生們可以利用學院實驗室與研究中心的資源,從事一些自己感興趣的研究項目。教師則成為項目的指導者與協作者,鼓勵并引導本科生在研究型教學中主動地參與過程。美國明尼蘇達大學機械工程本科培養特色為基礎知識教育與科研能力培養并重,通識教育與專業教育并重。他們專門設有實踐創新教育環節,培養學生綜合實踐和創意創新的能力。具體方案有:1.大量采用講座+討論、講座+實驗的授課方式,強調理論課程與實踐、研究環節的結合。2.設立和基礎課程學習緊密相關的實踐性、研究性學習項目,通過項目的實施,進一步強化學生對基礎理論學習與實際問題解決相互關系的理解。學校還設有獨立活動期、本科生研究項目等實踐創新教育項目,給學生提供了充分的個性發展空間。清華大學電子工程系奉行知識、能力、素質并重的教育理念,通過營造良好的學術環境來激發學生的學習熱情和創造力,注重實驗教學與理論教學相互促進,注重基本技能、綜合能力和創新能力培養,注重將最新的科研成果引入實驗教學。其特點是前期強化基礎、復合交叉,后期導師指導、以人為本,激勵創新。另外,國內外基于問題驅動的產學研教學模式也是值得我們借鑒的。
三、創新培育計劃實施所具備的軟硬件條件
中山大學生物醫學工程學科具有生物醫學工程一級學科博士點和博士后流動站,是廣東省重點學科,設有廣東省傳感技術與生物醫療儀器重點實驗室、廣州市生物醫療設備重點實驗室。目前生物醫學工程學科已有教授38名、副教授41名、講師64名,梯隊完備,所有教師都是工作在科研一線的研究人員。學科的主要研究方向為醫療儀器與傳感器、納米生物材料與組織工程、靶向輸送與控制釋放。學科近年來在相關領域內承擔了多項縱向研究項目,包括國家重點基礎研究發展計劃項目和國家高技術研究發展計劃項目、國家科技部重大科技專項、國家自然科學基金重點項目和教育部新世紀優秀人才支持計劃等。學科緊密結合南沙中山大學科技創新產業基地、廣州大學城健康產業基地以及行業龍頭企業等合作單位,大力倡導協同創新,承擔了多項橫向研究項目。因此,學科的平臺和師資為生物醫學工程本科生創新培育計劃的開展提供了充分的保障。
四、本科生創新培育計劃的實施方案
首先建立導師制,由專業教師擔任本科生學業指導教師,負責本科生的學業指導和項目選題;同時由該教師屬下的研究生擔任學生導師,負責本科生創新培育計劃具體工作的指導與跟進。實行導師制的目的是給予本科生更個性化的發展空間和更全面的有效的指導,這有利于師生雙向提高。
在第一學年,考慮到本科生專業知識的缺乏,創新培育計劃的主要內容是本科生利用課余時間協助教師或研究生從事實驗輔助或文獻調研等工作,使本科生對生醫工專業本身和具體項目科研過程有一個初步的認識,培養學生基本的實驗操作技能和自主檢索學習的能力。后期在導師的指導下撰寫一份助研工作總結報告或文獻檢索報告,同時做成PPT用于年終匯報考評,從而培養學生的基本科技寫作能力和PPT制作與講演能力。
第二學年開始引導本科生逐漸進入具體的項目工作。若干名學生組成項目組,可以參與指導教師的在研項目中的某一部分,或者在教師指導下自主選題。首先進行項目調研和前期預研,中期組織進行項目開題答辯,然后在學業導師或學生導師的具體指導下開展項目研究,鼓勵項目進展較為順利的項目組申報學校的大學生科研項目計劃。
第三學年本科生在導師們的指導下繼續開展創新培育計劃項目工作,可以考慮將夏季學期(小學期)中4周生產實習(項目實習)課程和創新培育計劃項目合并到一起來做。組織中期檢查匯報與成績評定,推薦項目工作表現優秀的本科生參加國家大學生創新計劃、廣東省大學生創新計劃、挑戰者杯等競賽。
第四學年春季學期有長達12周畢業設計(論文)時間,可以充分利用這段時間,在前面三年創新培育計劃工作的基礎上,進一步深化、凝練項目成果,完成畢業設計(論文),進行項目結題答辯。對項目研發過程中表現優秀的本科生推薦研究生免試資格,鼓勵成果突出的學生撰寫專利或論文。另外,學生導師(在讀研究生)給予頒發助教資歷證書,其中表現優異者在教學實踐考評和獎學金評定時給予加分。
總之,我們擬通過生物醫學工程創新培育計劃的實施,探索出一條研究型本科教學的路子,為解決生物醫療產業的自主技術創新、提升國內企業技術水平及市場競爭力提供人才支持。期望學生通過自主學習和項目實踐,熟練掌握生物醫學工程的基礎理論,具備較強的自我學習能力和實踐創新能力,能夠綜合應用多學科知識和方法解決醫學實際問題,成為在生物醫療儀器、生物材料與組織工程等相關領域從事科學研究與應用開發的高素質醫工復合型人才。
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