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生物工程技術(shù)是人們以現(xiàn)代生物科學(xué)為基礎(chǔ),根據(jù)生物體的結(jié)構(gòu)、特性和功能,運(yùn)用工程技術(shù)的原理和方法,設(shè)計構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系,為社會提供商品和服務(wù)的一種綜合性技術(shù)體系。生物技術(shù)的研究領(lǐng)域十分廣泛,它包括所有對生物進(jìn)行干預(yù)的技術(shù)手段:重組DNA技術(shù)、基因治療、生物制藥技術(shù)、克隆技術(shù)、基因芯片技術(shù)等。生物技術(shù)包含許多方面的內(nèi)容,包括蛋白質(zhì)工程、基因工程、酶工程和細(xì)胞工程。生物工程技術(shù)的興起為現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展和工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的進(jìn)步提供了巨大的潛力,同時也給人類帶來的豐厚回報率,因此,生物工程技術(shù)已成為世界各國研究的重點和世界高科技競爭的焦點。
1 我國生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀
1.1 制造生物活性蛋白 基因工程技術(shù)的發(fā)展在醫(yī)學(xué)上最重要的成就表現(xiàn)在治療用生物活性蛋白或疫苗的生產(chǎn)和使用,利用基因工程生產(chǎn)有藥用價值的蛋白質(zhì)、多肽產(chǎn)品已成為當(dāng)今世界一項重大產(chǎn)業(yè),并將有望成為21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。2000年我國基因工程藥物和疫苗年銷售額已達(dá)近120億元人民幣[1]。現(xiàn)代生物技術(shù)制藥有別于傳統(tǒng)制藥方法,運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)不僅可以開發(fā)更加精確有效、不良反應(yīng)更小的新藥和新型疫苗,更重要的是可以預(yù)防和治療一些應(yīng)用傳統(tǒng)治療方法無法克服的疾病。
1.2 醫(yī)學(xué)科學(xué)研究 1990年10月國際人類基因組計劃啟動,我國科學(xué)家承擔(dān)了人類基因組1%的測序,是惟一加入該計劃的發(fā)展中國家。人類基因組計劃是現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的成功應(yīng)用,隨著大量與人類健康有關(guān)的基因的定位、鑒定分離,遺傳診斷和基因治療都將成為現(xiàn)實,現(xiàn)代生物技術(shù)將使醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究提高到一個新的水平。
1.3 疾病診斷 人類絕大部分疾病都與基因密切相關(guān),包括自身基因的變異與外源基因的入侵。因此,從基因水平探測和分析疾病的起因,從基因水平干涉和矯正疾病造成的紊亂,是近些年來基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)新的研究方向。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)其中一個重要的方面就是盡早檢測出在人、動物體內(nèi)的病原性物質(zhì),做到早發(fā)現(xiàn)、早治療。基因芯片是生物芯片的一種,可一次性對樣品大量序列進(jìn)行分析與檢測。目前科研人員已分析出各種遺傳病的基因序列,并根據(jù)其序列合成出基因探針,用于各種遺傳病的檢測以及優(yōu)生優(yōu)育,還可用于遺傳病的防治和治療,基因診斷可望成為臨床的一項常規(guī)的檢測診斷技術(shù)。
1.4 疾病治療 現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,使生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入了分子水平時代。目前,基因治療的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了突破,ADA缺陷病、B型血友病、惡性腫瘤、梗塞性外周血管病等5種治療方案已進(jìn)入臨床試驗。其中,應(yīng)用移植造血干細(xì)胞來治療白血病和一些遺傳性血液病已較為普遍,另外干細(xì)胞在腫瘤和免疫系統(tǒng)疾病治療中也有很好的療效。器官移植是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重要領(lǐng)域之一,但是目前供移植用的組織器官非常短缺,轉(zhuǎn)基因豬有望為人類提供移植所需的器官。此外,隨著轉(zhuǎn)基因和克隆技術(shù)的成熟,解決安全性和異源組織排異反應(yīng)的問題成為可能,并且為防止新病原帶入移植器官或組織做出更大貢獻(xiàn)[2]。
1.5 預(yù)防醫(yī)學(xué) 預(yù)防醫(yī)學(xué)的一大領(lǐng)域是環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境凈化,現(xiàn)代生物工程技術(shù)在此領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已發(fā)揮了重大作用。基因跟蹤法鑒定帶菌者以預(yù)防流行病的蔓延,基因探針能快速靈敏地檢測水中病毒含量,生產(chǎn)生物農(nóng)藥和生物肥以減少環(huán)境污染以及利用基因工程菌消除污染水面的石油以凈化環(huán)境等,生物技術(shù)在此領(lǐng)域顯示出了光明的前景,提高了環(huán)境質(zhì)量。我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的總體水平已經(jīng)在發(fā)展中國家處于領(lǐng)先地位,但與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。未來的發(fā)展還存在著許多問題,主要表現(xiàn)在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)實力依然不強(qiáng)、技術(shù)轉(zhuǎn)化能力差、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模小、產(chǎn)品少、支撐技術(shù)及生產(chǎn)裝備落后、研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化脫節(jié)、缺乏具有核心競爭力的國際化大企業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體環(huán)境有待改善等方面。同時,我國生物產(chǎn)業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足,現(xiàn)有人力資源偏重于理論研究,實用型創(chuàng)新能力不足,缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。
2 生物工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的滲透及影響作用
生物工程技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一次飛躍,它不是單一的傳統(tǒng)化學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)、微電子學(xué)的交叉與融匯,關(guān)鍵是它的每一個具體的研究成果都有可能導(dǎo)致一種產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)上的革命。
2.1 生物工程技術(shù)知識滲透到醫(yī)學(xué)學(xué)科知識體系中的必然性 生物工程技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容顯著不同于傳統(tǒng)學(xué)科,從本質(zhì)上講,生物工程技術(shù)是人類對生命過程的觀察、研究和認(rèn)識,然后將這些生命過程中所包含的一些非常微妙、精確、高級的反應(yīng)用于制造出人們所需要的產(chǎn)物,創(chuàng)造出對人類有益的所需要的動植物新品種。醫(yī)學(xué)教育是培養(yǎng)掌握基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的基本知識、基本理論和基本技能,而且能夠從事疾病的診治、醫(yī)學(xué)教育和科學(xué)研究的寬口徑醫(yī)學(xué)專門人才的一類專業(yè)。現(xiàn)代生物工程技術(shù)的發(fā)展已廣泛滲透到醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域,在今后10~20年里將使醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個重要方面發(fā)生根本性變革,事實上當(dāng)今從事醫(yī)學(xué)研究的各類科技人員都深感生物技術(shù)知識和手段對它們研究工作的重要性。但是從目前來看,許多醫(yī)療從業(yè)人員對生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科的了解比較膚淺。原因是我國的醫(yī)學(xué)教育專業(yè)要求學(xué)生掌握以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)為主干學(xué)科的基本理論和基本技能,學(xué)習(xí)公共衛(wèi)生及與醫(yī)學(xué)相關(guān)的人文社會科學(xué)、自然科學(xué)等有關(guān)知識與方法,缺少與醫(yī)學(xué)相關(guān)的生物工程技術(shù)課程。著眼生物工程技術(shù)的發(fā)展趨勢,把生物技術(shù)知識滲透到醫(yī)學(xué)學(xué)科知識中,具有時代的緊迫性。知識的分化是為了更好地對某一領(lǐng)域進(jìn)行研究,分科教學(xué)并不是目的,它只是讓人們具體地了解某些領(lǐng)域的知識,知識的綜合運(yùn)用才是最終目的。淵博而豐富的跨學(xué)科知識教學(xué)能夠起到相互補(bǔ)充、相互啟發(fā)的作用,同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)創(chuàng)新動力。可以說學(xué)科內(nèi)知識綜合轉(zhuǎn)化為學(xué)科間的知識,必將成為各學(xué)科教學(xué)發(fā)展的趨勢。
2.2 生物工程技術(shù)的發(fā)展對我國醫(yī)學(xué)教育課程設(shè)置的影響 盡管我國醫(yī)學(xué)教育取得了較大的成績,但仍然不能完全適應(yīng)社會的進(jìn)步、生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及衛(wèi)生事業(yè)改革的需要。為此醫(yī)學(xué)教育課程設(shè)置必須進(jìn)行改革,把生物學(xué)的主干學(xué)科,如分子生物學(xué)、遺傳學(xué)貫穿在整個醫(yī)學(xué)課程中。選修課程體系要以拓展知識結(jié)構(gòu),擴(kuò)大知識面,加強(qiáng)前沿、新興、交叉學(xué)科知識為出發(fā)點,構(gòu)建與素質(zhì)教育相配套的選修課課程體系。適當(dāng)減少必修課授課門數(shù)和學(xué)時,加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。新型交叉學(xué)科:分子生物學(xué)、臨床遺傳學(xué)、分子病理學(xué)、流行病學(xué)和計算機(jī)科學(xué)至關(guān)重要,特別是由基因組學(xué)和信息學(xué)融合形成的新學(xué)科-生物信息學(xué)將開創(chuàng)整個生物醫(yī)學(xué)教育和研究的新時代。
2.3 構(gòu)建與培養(yǎng)醫(yī)學(xué)人才綜合素質(zhì)相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容的時代緊迫性 構(gòu)建以體現(xiàn)人文社會、自然科學(xué)類知識向醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識,醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識向臨床知識,臨床知識又向基礎(chǔ)前伸的滲透、互跨式整合課程。采用以學(xué)科為中心模式、以問題為中心模式和模整合課程混合型課程模式,最終達(dá)到專業(yè)基本教學(xué)內(nèi)容的要求。在醫(yī)學(xué)教學(xué)中嘗試?yán)脤W(xué)科間橫向遷移、滲透,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物工程技術(shù)知識和方法來解決醫(yī)學(xué)問題,同時,又運(yùn)用生物工程技術(shù)知識去解釋醫(yī)學(xué)中難以解釋的現(xiàn)象,這樣可極大地鼓舞學(xué)生,又給學(xué)生提供更多的機(jī)會,讓他們主動去體驗、探索、研究,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和科研能力,對學(xué)生畢業(yè)后繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育將產(chǎn)生積極的影響。總之,現(xiàn)代生物工程技術(shù)的發(fā)展,正在對醫(yī)學(xué)教育產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響,其內(nèi)容涉及到確立新的培養(yǎng)目標(biāo),醫(yī)學(xué)教育課程設(shè)置必須進(jìn)行改革,構(gòu)建醫(yī)學(xué)人才知識、能力、素質(zhì)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容等。這些在國外已經(jīng)引起教育工作者的廣泛關(guān)注,我們不能等閑視之。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué);測試技術(shù);傳感器
中圖分類號:O6-33;G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0131-02
一、引言
面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)《測試技術(shù)與傳感器》是一門以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換和信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容,集光、機(jī)、電于一體,綜合物理、化學(xué)、生物、材料、電子、電氣、計算機(jī)、機(jī)械等學(xué)科技術(shù)的實踐性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。杭州電子科技大學(xué)生儀學(xué)院目前開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程的課程目的為系統(tǒng)論述測試系統(tǒng)及其基本特性;介紹測試系統(tǒng)中傳感器的結(jié)構(gòu)、基本原理和典型應(yīng)用,以及傳感器的發(fā)展趨勢、選用原則等,它是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié),儀器專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是自控原理、智能儀器課程設(shè)計、虛擬儀器課程設(shè)計的基礎(chǔ)。
二、存在問題
目前該課程的教學(xué)狀況及存在的問題:(1)測試技術(shù)與傳感器技術(shù)屬于多學(xué)科交叉滲透課程,涉及電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等學(xué)科,對先修課要求較高,現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容,以教師課堂講授為主,側(cè)重于原理的介紹及公式的推導(dǎo),學(xué)生看不見,摸不著,缺乏感性認(rèn)識,容易出現(xiàn)枯燥、難以學(xué)好的感覺,加上很大一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性差,學(xué)習(xí)態(tài)度上不太重視,沒有投入必要的精力和時間,直接影響教學(xué)效果。(2)現(xiàn)行傳感器教材比較繁多,有的以傳感器原理為主線,有的以過程參數(shù)測量為主線,但是很多教材都沒有涉及新型傳感器的理論知識及其應(yīng)用,不利于學(xué)生拓寬知識面,不符合寬口徑人才培養(yǎng)模式。(3)目前傳感器課程的實驗環(huán)節(jié)以驗證性實驗為主,主要使學(xué)生掌握常用傳感器的使用和標(biāo)定方法,以及相應(yīng)傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路設(shè)計。(4)課程考核方式一般是以考試為主,輔以作業(yè)、實驗、考勤評價,這種考核方法很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,不能真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對知識的掌握程度及其專業(yè)應(yīng)用能力。
傳感課程教學(xué)方法研究大多是自動化、精密儀器專業(yè)中對該課程的教學(xué)方法研究。結(jié)合本專業(yè)優(yōu)勢,本文提出通過使用啟發(fā)式教學(xué)、結(jié)合臨床實際教學(xué)、結(jié)合多媒體等手段豐富教學(xué)方法,提高生物醫(yī)學(xué)傳感教學(xué)效果。這些方法對提高生物醫(yī)學(xué)專業(yè)的傳感教學(xué)提供了重要改進(jìn)措施,對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。改革和完善《測試技術(shù)與傳感器》課程的教學(xué)模式,通過研究型教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生的高級思維能力和解決實際問題的操作能力,培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨(dú)立學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)的能力,使學(xué)生具備一流大學(xué)本科生的素養(yǎng),提高核心競爭力。
三、改革目標(biāo)
1.本文擬從課堂教學(xué)模式、課程教材多樣性模式、實驗課教學(xué)模式等方面研究并探索出具有杭州電子科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)特色的“測試技術(shù)與傳感器”研究型教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的高級思維能力、解決實際問題的操作能力、交流溝通能力,在大學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束后,離開校園和教師,具有繼續(xù)自主學(xué)習(xí)的能力。
2.在以基本傳感測試單元為框架的知識體系的基礎(chǔ)上,收集整理基于生理學(xué)與工程應(yīng)用或醫(yī)學(xué)臨床現(xiàn)象結(jié)合的傳感學(xué)科交叉內(nèi)容,為編寫生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)適用的生物傳感教材、論文等提供教學(xué)資料并制定教材理論體系框架。
四、具體措施
(一)課堂教學(xué)模式探索
1.教師課堂講授重點為最核心的知識點,對具有遷移價值的學(xué)科基本原理進(jìn)行闡述。講授內(nèi)容少而精,對重點、難點講深講透,引導(dǎo)學(xué)生多角度、深層次地理解基本原理,而對事實性知識點,則少講或不講;講授內(nèi)容寬而新,以學(xué)科的發(fā)展為大背景,了解課程基本原理在大學(xué)科中的定位,以及與學(xué)科最新發(fā)展的聯(lián)系。
教學(xué)內(nèi)容較多,面面俱到的教學(xué)難以完成教學(xué)任務(wù),教學(xué)效果并不佳。根據(jù)傳感檢測特點和生物醫(yī)學(xué)工程等相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)需要,設(shè)計該課程的課程體系以各傳感器基本功能為主,尤其是電感、電容、電壓、應(yīng)變片、磁電式傳感等章節(jié)作為教學(xué)重點和難點,其中的各個章節(jié)的應(yīng)用與心電、腦電、肌電內(nèi)容相關(guān)聯(lián),引入生物醫(yī)學(xué)工程重要的研究領(lǐng)域――腦機(jī)交互,作為重點講解;而光敏、氣敏、熱敏等章節(jié)內(nèi)容相對簡單,容易理解,不做重點講解。因此,可據(jù)此分配授課時間,突出教學(xué)重點。
2.教師根據(jù)核心知識點,提出知識點總結(jié)分析歸納問題、實際應(yīng)用相關(guān)問題等,由學(xué)生課程小組分別選擇問題,課后參閱書本、資料,提出解決方案,并由課程小組代表發(fā)言,課堂展示并交流。
此外,在各個傳感系統(tǒng)中識記結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容瑣碎難記,而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)對這部分內(nèi)容的要求并不高,不要求掌握詳細(xì)結(jié)構(gòu),在理解傳感結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,日后工作或科研中用到這部分內(nèi)容時能夠通過查閱參考書獲得信息即可,課堂講解突出章節(jié)綱要,對其中涉及的工程應(yīng)用現(xiàn)象補(bǔ)充材料介紹。
3.課堂教學(xué)中,教師講述研究課題開題報告基本格式及其具體實例,由學(xué)生自我提出學(xué)科感興趣的實際問題,參閱相關(guān)資料和解決方法,模擬寫作研究課題開題報告。為更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科交叉特點,在生物醫(yī)學(xué)傳感的教學(xué)過程中注意整理、添加與工程應(yīng)用和醫(yī)療儀器的內(nèi)容。比如,在講解壓電傳感基礎(chǔ)上增加相關(guān)的醫(yī)療應(yīng)用講解,如人工瓣膜、血壓監(jiān)測計等器件的工作原理內(nèi)容;在講解電感基礎(chǔ)上,增加當(dāng)前無創(chuàng)呼吸電感檢測的原理等介紹,這些內(nèi)容對激發(fā)學(xué)生興趣、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要作用。然而,這部分內(nèi)容還比較零散,沒有形成良好的體系,此外,目前還沒有專門適用于生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)的生物傳感生理學(xué)教材。在講解醫(yī)療方向的應(yīng)用時,要注意資料的收集、整理和系統(tǒng)化,不僅可以很好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)的培養(yǎng)要求,還將對編寫工科專業(yè)專用的生物醫(yī)學(xué)傳感教材提供課程資料和理論框架。
4.課程教材模式探索。課程教材采用開放性體系,教師圍繞教學(xué)目標(biāo)研讀現(xiàn)行的先進(jìn)教材的基礎(chǔ)之上,為學(xué)生推薦至少2本以上國內(nèi)外先進(jìn)教材,包括英文原版教材,對應(yīng)于不同核心知識點,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會知識點的尋找、分析、歸納、比較,并利用各種國內(nèi)外文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最新相關(guān)進(jìn)展的補(bǔ)充和學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生盡可能或完全避免學(xué)一門課程只讀一本書的現(xiàn)象。
在課堂教學(xué)中,除了使用多媒體和板書進(jìn)行理論教學(xué)之外,還有意識地利用網(wǎng)絡(luò)公開課等引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在我校圖書館的視頻資源中有國內(nèi)外著名大學(xué)的視頻公開課,利用這些強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源可以彌補(bǔ)課時少、課程任務(wù)重的矛盾。比如,在該課程教學(xué)中,原理介紹部分占課時較少,在對重點器件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)課堂講解的前提下,其中一些具體的設(shè)計內(nèi)容布置給學(xué)生自學(xué)。除了緩解課時不足的矛盾,網(wǎng)絡(luò)課程資源還可補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加深學(xué)生對知識的理解。
教師發(fā)展學(xué)習(xí)平臺中的相關(guān)傳感課程講述,由經(jīng)驗豐富的名師授課,通過網(wǎng)絡(luò)觀看可加深對理論學(xué)習(xí)的印象,還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源,更重要的是,在這種教學(xué)過程中,向?qū)W生示范了資料收集和獲取信息的方法,提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(二)實驗課教學(xué)模式探索
1.基礎(chǔ)性實驗:圍繞測試技術(shù)與傳感器的核心知識點,掌握傳感器的基本原理及信號檢測,這類實驗主要屬于驗證性實驗。
2.綜合性實驗:模擬生產(chǎn)或生活實際中的某一具體項目開展,學(xué)生可根據(jù)被測對象的不同選擇各自合適的傳感器,實驗室配備電壓表、電流表、指示燈、蜂鳴器、計數(shù)器等設(shè)備,用于學(xué)生自行完成線路的連接,也可根據(jù)學(xué)生的具體情況拓展知識點,綜合性實驗可在做的過程中讓學(xué)生將學(xué)到的理論知識貫穿起來,整個項目采用3~4人為一小組的團(tuán)隊形式,以學(xué)生為主體,教師可適時地進(jìn)行引導(dǎo),循序漸進(jìn)地實施項目,完成知識、技能和相關(guān)能力的學(xué)習(xí)。
3.提高性實驗:對于提高階段,我們將嘗試結(jié)合虛擬儀器實驗平臺,虛擬儀器技術(shù)是儀器智能化發(fā)展的一個重要方向。我們增設(shè)實驗內(nèi)容要求學(xué)生采用軟件LABVIEW或VB、VC等作為開發(fā)工具,設(shè)計直觀友好的用戶交互界面。如有可能還可根據(jù)檢測分析的結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號。
4.除了實驗教學(xué),在與醫(yī)療儀器相關(guān)的腦機(jī)交互研究方面還可成立大學(xué)生科研活動小組,開展多種課外科技活動。其中申請者是該科研活動小組的指導(dǎo)教師之一。結(jié)合該課程的教學(xué)改革,擬吸收對生物醫(yī)學(xué)方向感興趣的同學(xué)加入,主要以觀摩實驗和學(xué)習(xí)實驗方法為主,在活動參與中激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、促進(jìn)專業(yè)學(xué)習(xí)。
五、總結(jié)
本文針對面向生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的《測試技術(shù)與傳感器》課程當(dāng)前存在的問題,結(jié)合生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科交叉特色,提出了相應(yīng)的改革目標(biāo)和措施,使學(xué)生能自主使用各種通用傳感和專用醫(yī)療儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強(qiáng)對儀器平臺分析的能力和對結(jié)果的理性認(rèn)識,發(fā)揮該課程的實踐性優(yōu)勢。通過施行開放式的《測試技術(shù)與傳感器》課程教學(xué)模式改革,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性,培養(yǎng)社會需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型的“醫(yī)工結(jié)合”型儲備人才。
參考文獻(xiàn):
[1]杭州電子科技大學(xué)教務(wù)處.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)及醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)培養(yǎng)計劃[Z].杭州電子科技大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)計劃,2011.
關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)院校 發(fā)酵工程 教學(xué)改革
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),將生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)有機(jī)融合是生命科學(xué)當(dāng)前發(fā)展的趨勢和主流。生物技術(shù)專業(yè)是醫(yī)學(xué)院校為適應(yīng)我國中長期發(fā)展戰(zhàn)略及整個生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展要求而設(shè)立的新興專業(yè)[1]。發(fā)酵工程課程是生物技術(shù)專業(yè)的主干課程,是一門應(yīng)用型和實踐型較強(qiáng)的課程,其教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。
我校于2002年開設(shè)生物技術(shù)本科專業(yè),學(xué)生于2005年3月進(jìn)入發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí),至今已經(jīng)連續(xù)開設(shè)7年。我們從開設(shè)發(fā)酵工程課程之日起,就不斷發(fā)展并使之完善,追蹤學(xué)科發(fā)展的最新趨勢和研究手段,注意結(jié)合相關(guān)生物化學(xué)及微生物學(xué)的知識及醫(yī)學(xué)院校學(xué)生培養(yǎng)特點,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科研創(chuàng)新能力,力爭形成符合我校醫(yī)學(xué)背景下具有較強(qiáng)辦學(xué)特色的發(fā)酵工程課程教學(xué)體系。為此,我們進(jìn)行了一系列的課程教學(xué)改革,下面結(jié)合筆者的教學(xué)實踐,談?wù)劙l(fā)酵工程課程教學(xué)改革方面的個人體會。
1 發(fā)酵工程課程教學(xué)改革的背景和必要性
全國開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)的高校有300多所,其中有28所高校屬于醫(yī)學(xué)院校。醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)的教學(xué)改革研究主要集中在生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)、實驗教學(xué)體系和畢業(yè)論文上,很少有針對專業(yè)課程的教學(xué)改革。經(jīng)查閱,僅有安徽醫(yī)科大學(xué)胡若磊[2]、濱州醫(yī)學(xué)院焦飛[3]分別對醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)酶工程和分子生物學(xué)進(jìn)行了課程教學(xué)體系的相關(guān)研究,而對發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革一直無人涉及。
醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)在醫(yī)學(xué)院校中開設(shè)僅有10年左右的歷史,屬于一個全新的專業(yè),各醫(yī)學(xué)院校既無可參照的教學(xué)計劃,又缺乏教學(xué)經(jīng)驗,如果完全套用綜合性大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)酵工程課程教學(xué)體系,不能夠滿足醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。對醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)發(fā)酵工程課程進(jìn)行教學(xué)改革,順應(yīng)了時展潮流,對明確發(fā)酵工程課程教學(xué)目標(biāo)、提高課程教學(xué)質(zhì)量有一定借鑒意義。
2 教學(xué)改革的內(nèi)容
2.1優(yōu)化課程體系
課程體系是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),是教學(xué)改革的核心和關(guān)鍵。課題組參照相關(guān)院校生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)大綱,結(jié)合我校實際情況編寫新的教學(xué)大綱,結(jié)合專業(yè)特點,補(bǔ)充新內(nèi)容,刪減過時、重疊內(nèi)容,避免一本書教到底的傳統(tǒng)教法。課程體系編排上堅持生物學(xué)和工程學(xué)兩個基礎(chǔ)并重,一方面通過微生物、生化、分子生物學(xué)的知識深入理解發(fā)酵過程生物學(xué)現(xiàn)象,另一方面應(yīng)用高等數(shù)學(xué)微積分的基本原理理解發(fā)酵過程動力學(xué)和放大優(yōu)化的基本思想,最終掌握發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)過程動力學(xué)和過程放大中的量化與優(yōu)化基本方法。
2.2 教學(xué)內(nèi)容的重組與優(yōu)化
發(fā)酵工程涉及生物工業(yè)的許多領(lǐng)域,如抗生素工業(yè)、有機(jī)酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、氨基酸工業(yè),還有新能源的開發(fā)及生態(tài)環(huán)境治理等。在這些生物工業(yè)領(lǐng)域中,各種具體的生產(chǎn)工藝,從原材料到菌種、生物反應(yīng)器、產(chǎn)物的分離與提純等都有著很大的差異,但其基本生產(chǎn)模式相同、理論基礎(chǔ)相同。要調(diào)整該課程體系,我們對課程內(nèi)容進(jìn)行了分類和歸納,并選擇有代表性的內(nèi)容進(jìn)行講解。結(jié)合我校生物技術(shù)專業(yè)的醫(yī)學(xué)背景及專業(yè)特色,適當(dāng)增加醫(yī)藥相關(guān)內(nèi)容的講授學(xué)時,如重點講解抗生素、氨基酸、核酸類藥物的生產(chǎn)工藝過程。
3 教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
3.1 教學(xué)方式的多樣化
堅持以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教育理念,采用以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、動手能力、創(chuàng)新能力為主的教學(xué)方式。我們在授課過程中采取以學(xué)生為主體的“交互式教學(xué)策略”和教師在教學(xué)活動中運(yùn)用多種教學(xué)手段、多種教學(xué)資源的“多元化教學(xué)”代替“教師講,學(xué)生聽”的傳統(tǒng)教學(xué)模式。在授課過程中,我們采取了系統(tǒng)講授法、講授和自學(xué)結(jié)合法、多媒體教學(xué)法、教學(xué)和科研結(jié)合法等多種教學(xué)方式。
3.2改革課堂教學(xué)模式,提高教學(xué)效果
在教學(xué)過程中,必須不斷探索和改進(jìn)教學(xué)方法,努力提高教學(xué)效果。對于學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以理解、容易混淆的概念進(jìn)行重點講解,注重講授內(nèi)容的系統(tǒng)性和銜接性,加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。另外,為了吸引學(xué)生對發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí)興趣,我們在授課過程中采用實例法講授。例如,在講授《發(fā)酵機(jī)理》一章時,以啤酒、酸奶、抗生素的發(fā)酵為實例,通過講授其制作過程,使學(xué)生加深了對發(fā)酵機(jī)理的認(rèn)識。通過課堂討論和分析一些常見現(xiàn)象,積極鼓勵和吸引學(xué)生參與課堂問題的討論,增強(qiáng)了學(xué)生和教師的互動性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性。
3.3 充分利用網(wǎng)絡(luò)課程,充實教學(xué)手段
發(fā)酵工程課程已經(jīng)成為泰山醫(yī)學(xué)院優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程,許多教學(xué)資料已經(jīng)上傳到課程網(wǎng)站,內(nèi)容包括課程簡介、理論課與實驗課的課件、相關(guān)網(wǎng)站的鏈接、習(xí)題庫,拓展學(xué)習(xí)等內(nèi)容并保持動態(tài)更新,拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間;開設(shè)了BBS互動論壇、課程快訊、答疑解惑、習(xí)題交流、課程建議等板塊增加了互動性、營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生可以隨時從課程網(wǎng)站下載教學(xué)資料,極大地方便了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí),加深了對課程的理解和掌握。
3.4 朋友班導(dǎo)師制和課外科研活動小組
為把學(xué)生培養(yǎng)成為寬口徑、厚基礎(chǔ),具備實踐能力和創(chuàng)新能力的合格人才,我們實行了發(fā)酵工程任課教師與授課班級結(jié)對共建朋友班活動,擔(dān)任整個授課班級的導(dǎo)師。除了關(guān)注學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)外,重點加強(qiáng)學(xué)生對發(fā)酵工程課程的科學(xué)研究思維和科研能力的培養(yǎng),采用課間指導(dǎo)、課后答疑、參與導(dǎo)師科研課題、組成課外科研活動小組等形式,培養(yǎng)學(xué)生利用發(fā)酵工程所學(xué)知識進(jìn)行科研活動的能力。
3.5實驗教學(xué)的改革
(1)改變“重理論、輕實踐”的傳統(tǒng)觀念,加大發(fā)酵工程課程實踐教學(xué)學(xué)時比例,減少單純驗證性實驗比例,增加綜合性、設(shè)計性實驗比重;增加與醫(yī)藥相關(guān)實驗的比重。以往的發(fā)酵工程實驗課為12學(xué)時。由于課時少。只能開出幾個基本的實驗,且是孤立的。不利于培養(yǎng)學(xué)生對知識綜合運(yùn)用的能力和創(chuàng)新能力。我們于2010年修訂了發(fā)酵工程實驗教學(xué)計劃。將學(xué)時數(shù)提高到24學(xué)時。減少單純的驗證性實驗,增加綜合性和自主設(shè)計性實驗,如增加抗生素發(fā)酵菌株的分離、篩選、發(fā)酵和效價測定的綜合性實驗,既鞏固了微生物學(xué)的理論知識和實踐操作,又使學(xué)生掌握了發(fā)酵工程菌種分離的基本原理和操作方法;又如我們設(shè)計了“蛹蟲草菌搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化”的自主設(shè)計性實驗,由學(xué)生分組查找資料,設(shè)計實驗方案,以多糖產(chǎn)量為指標(biāo),對發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件運(yùn)用單因素和正交設(shè)計實驗方法進(jìn)行優(yōu)化,獲得最佳的培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)條件,此舉大大提高了學(xué)生的科研能力和水平。
(2)改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)為主的單一教學(xué)模式,盡量多給學(xué)生留下思考的時間和創(chuàng)新的機(jī)會,建立以學(xué)生為主體的實驗教學(xué)模式。為了加強(qiáng)學(xué)生的實踐能力,組織學(xué)生到抗生素、氨基酸等生產(chǎn)企業(yè)參觀和實習(xí);鼓勵學(xué)生參與科研和生產(chǎn)實踐工作,并且將他們實際操作過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)和知識進(jìn)行總結(jié)積累,用于教學(xué)與實踐。
4改革和完善發(fā)酵工程課程考核制度
發(fā)酵工程課程成績考核一般為平時成績考核(10%)、實驗考核成績(20%)和期末考核成績(70%)。在此基礎(chǔ)上我們增加了考核內(nèi)容的項目。加大平時成績占整個課程總成績的比例,由原來的10%增加到20%,增加學(xué)生學(xué)科發(fā)展動向報告、課程設(shè)計等作業(yè)分值,如在學(xué)期中間,給學(xué)生布置“發(fā)酵工程在生物技術(shù)中的應(yīng)用”的作業(yè),由學(xué)生自己查閱資料、制作PPT課件,自己上講臺講述,教師根據(jù)學(xué)生綜合表現(xiàn)打分。通過這種方式的考核,既增強(qiáng)了學(xué)生查閱資料的能力,又鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力,這樣的考核模式,能夠比較公平、準(zhǔn)確地反映一名學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
5取得的成效
經(jīng)過幾年的摸索,我們在發(fā)酵工程教學(xué)改革方面取得了一定的效果。教師素質(zhì)顯著提高,備課充分,講課生動,能夠熟練運(yùn)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段,以實際生產(chǎn)的實例講解工藝技術(shù)內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效地調(diào)動了學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程的積極性;授課教師與學(xué)生的互動比例與過去相比明顯提高,學(xué)生課堂聽課時精神狀態(tài)飽滿、精力集中,積極性和主動性明顯提高。
參考文獻(xiàn)
[1]曹新.關(guān)于醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)建設(shè)和人才培養(yǎng)的思考[J].醫(yī)學(xué)教育,2005(2):21-26.
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
本專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及信息科學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識以及醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)研究能力,能在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)儀器以及其它電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)等部門從事研究、開發(fā)、教學(xué)及管理的高級工程技術(shù)人才。
培養(yǎng)要求
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識,受到電子技術(shù)、信號檢測與處理、計算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的基本訓(xùn)練,具有生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的研究和開發(fā)的基本能力。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)就業(yè)方向
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可可以在醫(yī)療儀器企業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)工程及相關(guān)學(xué)科的科研單位、大型醫(yī)院的設(shè)備中心、高等院校等地方工作,也可以做國家公務(wù)員。相關(guān)行業(yè)(如IT,儀器儀表等)。
從事行業(yè):
畢業(yè)后主要在醫(yī)療設(shè)備、護(hù)理、制藥等行業(yè)工作,大致如下:
1 醫(yī)療設(shè)備/器械;
2 醫(yī)療/護(hù)理/衛(wèi)生;
3 制藥/生物工程;
4 新能源;
5 電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;
6 其他行業(yè);
7 計算機(jī)軟件;
8 儀器儀表/工業(yè)自動化。
從事崗位:
畢業(yè)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(shù)支持工程師;
8 產(chǎn)品經(jīng)理。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)就業(yè)前景
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)就業(yè)前景還挺好的。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)這個名字大家一聽到就會以為是醫(yī)學(xué)專業(yè),其實它是屬于計算機(jī)、電子、醫(yī)學(xué)交叉的一個專業(yè),生物醫(yī)學(xué)工程不歸醫(yī)學(xué)類專業(yè)管轄,而是不折不扣的工科專業(yè),畢業(yè)后授予的不是醫(yī)學(xué)學(xué)士,而是工學(xué)學(xué)士。
目前,生物醫(yī)學(xué)工程是綜合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論而發(fā)展起來,由于是多學(xué)科的有機(jī)融合,它與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)這些傳統(tǒng)的經(jīng)典學(xué)科又有所不同,也有別于純粹的工程學(xué)科。
生物醫(yī)學(xué)工程是工程學(xué)與生命、醫(yī)學(xué)緊密交叉的學(xué)科,它致力于用工程學(xué)的手段解決生命、醫(yī)學(xué)及健康領(lǐng)域的問題,特別是研究、開發(fā)創(chuàng)新型的醫(yī)療設(shè)備、檢測方 法、材料制劑等。生物醫(yī)學(xué)工程是極具前景的朝陽學(xué)科,將在本世紀(jì)為整個工程科學(xué)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)科學(xué)帶來深遠(yuǎn)變革,更將成為促進(jìn)全民健康事業(yè)發(fā)展的核心力量。
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科(BiomedicalEngineering,簡稱BME)是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它運(yùn)用了現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)的角度,在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術(shù)手段,其目的是解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題,保障人類健康,為疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)服務(wù)。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)工程興起于20世紀(jì)50年代,它與醫(yī)學(xué)工程和生物技術(shù)有著十分密切的關(guān)系,而且發(fā)展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領(lǐng)域之一。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)這個名詞最早是出現(xiàn)在美國。1958年在美國成立了國際醫(yī)學(xué)電子學(xué)聯(lián)合會,1965年該組織改稱國際醫(yī)學(xué)和生物工程聯(lián)合會,后來成為國際生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)除了具有很好的社會效益外,還有很好的經(jīng)濟(jì)效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發(fā)展的高技術(shù)之一,現(xiàn)今市場規(guī)模可達(dá)1000~2000億美元。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的學(xué)科內(nèi)容包括了生物信息學(xué)、生物力學(xué)、各種醫(yī)療儀器裝備、醫(yī)學(xué)物理學(xué)以及醫(yī)學(xué)材料等,它的發(fā)展將隨著世界高技術(shù)的發(fā)展,如航天技術(shù)、微電子技術(shù)等的發(fā)展而得到長足進(jìn)步。
隨著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的高速發(fā)展,對相關(guān)人才的需求日益增大,為此,我國有大量的醫(yī)科、藥科大學(xué)、綜合大學(xué)和理工科院校都設(shè)置了生物醫(yī)學(xué)工程從本科到博士的專業(yè)及領(lǐng)域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫(yī)學(xué)工程國際會議”上,各種院校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)教育、課程建設(shè)等問題被提出并進(jìn)行探討,對于交叉學(xué)科教育教學(xué)模式的創(chuàng)立進(jìn)行了研究,說明這一問題已經(jīng)成為高校教育教學(xué)研究的熱點。本文在對生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特色、對醫(yī)科藥科、綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)辦學(xué)特點進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對于在各類院校中設(shè)置的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特色建設(shè)進(jìn)行闡述。
1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)內(nèi)容特色概述
生物醫(yī)學(xué)工程是一門新興的邊緣學(xué)科,它綜合了工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法,在各層次上研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化。其學(xué)習(xí)內(nèi)容包括以下幾個方面。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)特色的探討敏楊禹陳國明劉盛平(重慶理工大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院)
1.1醫(yī)學(xué)影像技術(shù)
即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行成像的技術(shù),現(xiàn)還有正在興起的阻抗成像技術(shù)等。
1.2醫(yī)用電子儀器裝備
分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號,現(xiàn)在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數(shù)的監(jiān)護(hù)儀等,而通過體液來了解人體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)過程的生物化學(xué)檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設(shè)備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設(shè)備,如X射線深部治療機(jī)、體外碎石機(jī)、人工呼吸機(jī)等。手術(shù)設(shè)備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、X射線電視等。現(xiàn)代化醫(yī)療技術(shù)中還將設(shè)備功能更加多樣化、復(fù)雜化。
1.3生物力學(xué)
主要是研究生物組織和器官的力學(xué)特性,人體力學(xué)特性和其功能的關(guān)系。其中包括生物流變學(xué)(血液流變學(xué))、軟組織和骨骼力學(xué)、循環(huán)系統(tǒng)動力學(xué)和呼吸系統(tǒng)動力學(xué)等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質(zhì)與材料,其大多數(shù)是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性,需要具有與機(jī)體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據(jù)所需還應(yīng)滿足各種器官對材料的各項要求,包括強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機(jī)械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復(fù)合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。
1.5生物效應(yīng)與生物控制
生物效應(yīng)是指在醫(yī)療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機(jī)體內(nèi)的分布、變化等作用。而生物控制則是機(jī)體自身的調(diào)節(jié)控制現(xiàn)象。采用生物、化學(xué)的方法對這些情況加以認(rèn)識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫(yī)學(xué)工程最為競爭激烈的領(lǐng)域在醫(yī)學(xué)成像技術(shù)上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術(shù)以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。而對醫(yī)學(xué)信號的處理分析,包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析,以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究處理也是目前世界各國研究與學(xué)習(xí)的熱點。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科學(xué)生,將從業(yè)于該領(lǐng)域的研究、設(shè)備研發(fā)及制造、使用、維修養(yǎng)護(hù)等。所具備的知識體系是從物理化學(xué)基礎(chǔ)、工程學(xué)到醫(yī)學(xué),十分廣泛,僅四年內(nèi)進(jìn)行如此龐大的知識學(xué)習(xí),學(xué)生將會呈現(xiàn)基礎(chǔ)知識欠缺而專業(yè)知識也不深入的問題。為此,我們就醫(yī)科大學(xué)、理工科大學(xué)、綜合性大學(xué)各自特點進(jìn)行了調(diào)研與分析,在此基礎(chǔ)上,提出了生物醫(yī)學(xué)工程本科學(xué)習(xí)建立特色課程體系的見解。
2生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色的研討
我國生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)分別在醫(yī)科類大學(xué)、綜合大學(xué)與理工科類大學(xué)中均有設(shè)置。由于生物醫(yī)學(xué)工程具有典型交叉特性,該專業(yè)的畢業(yè)生的就業(yè)方向有運(yùn)用醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)技術(shù)等在醫(yī)院進(jìn)行疾病診斷及治療,有運(yùn)用基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)知識進(jìn)行理論創(chuàng)新與實踐,更多的是運(yùn)用工程技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療器械、設(shè)備裝備的研發(fā)、制造與維護(hù)管理等。由于生物醫(yī)學(xué)工程龐大的知識體系,無法由某一個從業(yè)人員掌握,需要各方向的協(xié)作與合作,由此認(rèn)為,設(shè)置于醫(yī)科類大學(xué)、綜合大學(xué)與理工科類大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)應(yīng)有各自的特色。
2.1醫(yī)科類大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色
2.1.1人才培養(yǎng)目標(biāo)
作為醫(yī)科大學(xué),其專業(yè)人才培養(yǎng)具有鮮明的醫(yī)學(xué)特色與優(yōu)勢。醫(yī)科類大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)專業(yè)的人才,其就業(yè)方向更多應(yīng)以進(jìn)入醫(yī)院從事常規(guī)放射學(xué)、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機(jī)操作,運(yùn)用各種影像、信息等診斷技術(shù)進(jìn)行疾病診斷或治療,所以其培養(yǎng)的人才首先應(yīng)學(xué)習(xí)并具備醫(yī)學(xué)的專業(yè)知識,然后才是具備基于醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域需要的現(xiàn)代醫(yī)療儀器的研發(fā)與使用、管理能力的知識體系的學(xué)習(xí),成為擁有工學(xué)知識及應(yīng)用能力的醫(yī)學(xué)應(yīng)用型、復(fù)合型高級人才,畢業(yè)后所從事的仍是醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域工作,在醫(yī)院設(shè)備使用、維護(hù)、管理方面起重要作用。因此其課程的設(shè)置應(yīng)該與工科類生物醫(yī)學(xué)工程側(cè)重點不同。如在一般醫(yī)科大學(xué)中都設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),以及與此相關(guān)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)等,其培養(yǎng)目標(biāo)就應(yīng)以“培養(yǎng)具有基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程(如影像學(xué)、信息學(xué)等)的基本理論知識及能力,能在醫(yī)療衛(wèi)生單位從事醫(yī)學(xué)診斷、治療(或信息管理等)和醫(yī)學(xué)成像(或醫(yī)學(xué)信息等)技術(shù)等方面工作的醫(yī)學(xué)高級專門人才”為主。相應(yīng)的培養(yǎng)要求應(yīng)在于“學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)影像(或信息學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲學(xué)等)的基本理論知識,受到常規(guī)放射學(xué)、CT、核磁共振、DSA、核醫(yī)學(xué)影像學(xué)、信息學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲等操作技能的基本訓(xùn)練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學(xué)操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養(yǎng)能力”上。#p#分頁標(biāo)題#e#
2.1.2課程設(shè)置
基于醫(yī)科大學(xué)的特色,其主干課程應(yīng)注重基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué),同時開設(shè)基于醫(yī)學(xué)特色的工學(xué)、工程學(xué)課程。具體如基礎(chǔ)類的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)類、物理類、化學(xué)類、計算機(jī)類,如高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微機(jī)原理及應(yīng)用等課程,基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)類課程,如人體解剖學(xué)、生理學(xué)、診斷學(xué)、內(nèi)科學(xué)、外科學(xué)、兒科學(xué)、婦產(chǎn)科學(xué)、藥學(xué)、中醫(yī)學(xué)、中藥學(xué)、衛(wèi)生管理等課程,然后按照各高校側(cè)重設(shè)置傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)工程的工學(xué)類、工程類課程,如模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器、數(shù)字信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)用儀器原理、醫(yī)學(xué)影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學(xué)、人體形態(tài)學(xué)等,部分專業(yè)可設(shè)置如力學(xué)類、機(jī)械工程類、有機(jī)材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),但需要按照本校特色來設(shè)置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設(shè)置同樣課程。這是違背了生物醫(yī)學(xué)工程高度交叉學(xué)科的學(xué)科特色的。
2.2綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色
2.2.1人才培養(yǎng)目標(biāo)
現(xiàn)今綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)基本上都設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),如北京大學(xué)工學(xué)院、浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院、東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院等,各具特色。以東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院為例,其前身是生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程系,創(chuàng)建于1984年。學(xué)院的科學(xué)研究及學(xué)生培養(yǎng)方向就是強(qiáng)調(diào)生命科學(xué)與電子信息科學(xué)學(xué)科的交叉與滲透,應(yīng)用電子信息科學(xué)理論與方法解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)問題,發(fā)展現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)。其人才培養(yǎng)目標(biāo)在于“培養(yǎng)掌握生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識,掌握分析與健康相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)工程問題的方法,并具備綜合應(yīng)用所學(xué)知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠(yuǎn)大理想的工醫(yī)結(jié)合復(fù)合型優(yōu)秀人才”。即更加注重于培養(yǎng)工程與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的復(fù)合型人才,這些專業(yè)人才的從事的工作更多是在用于醫(yī)學(xué)診斷、治療的儀器設(shè)備的設(shè)計、研發(fā)及制造、維護(hù)等上面。而四川大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)科研的相關(guān)學(xué)科為依據(jù),培養(yǎng)從事生物力學(xué)、生物材料、人工器官等相關(guān)方面的研究、開發(fā)、生產(chǎn)的高級專門人才。”,偏向于材料工程學(xué)。由此可知,在綜合性大學(xué)工科以及理工科大學(xué)中,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)應(yīng)更注重工學(xué)、工程學(xué)內(nèi)容,其培養(yǎng)目標(biāo)就應(yīng)以“培養(yǎng)具有現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程(如機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用等)的基本理論知識及能力,能在醫(yī)療設(shè)備相關(guān)企事業(yè)單位從事設(shè)備(或裝備)設(shè)計研發(fā)、制造、維修維護(hù)、管理等方面工作的高級復(fù)合型專門人才”為主。相應(yīng)的培養(yǎng)要求應(yīng)更多的學(xué)習(xí)工學(xué)的基本理論知識,受到常規(guī)醫(yī)療裝備、設(shè)備等設(shè)計、研發(fā)、操作、維護(hù)維修、管理技能的基本訓(xùn)練并具有相應(yīng)能力”上。
2.2.2課程設(shè)置
基于工科特色,其主干課程應(yīng)注重工科基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),了解醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識,同時學(xué)習(xí)機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中而派生的專業(yè)課程。如將特色定在醫(yī)療設(shè)備制造等方向上的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),其基礎(chǔ)類課程更加強(qiáng)了基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理的學(xué)習(xí),設(shè)置了較多學(xué)分的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、大學(xué)物理及實驗等,醫(yī)學(xué)類課程設(shè)置了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與實驗,涵蓋人體解剖學(xué)知識,專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課設(shè)置了生物醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、電路及模擬電子技術(shù)及實驗、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計及實驗、微機(jī)原理與接口技術(shù)及實驗、VisualC++程序設(shè)計及實驗、信號與系統(tǒng)、EDA技術(shù)、計算機(jī)硬件控制基礎(chǔ)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)成像原理、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、生理信號檢測、生理信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計與實現(xiàn)、醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)學(xué)光學(xué)、醫(yī)學(xué)超聲、醫(yī)學(xué)材料等,同樣,課程設(shè)置也應(yīng)按照本校特色加以取舍。
研究基因的專業(yè)有:
1、生物科學(xué)專業(yè),是一門前沿的邊緣學(xué)科,生物科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ),研究生命活動規(guī)律的科學(xué)。一般大學(xué)都設(shè)在生命科學(xué)院內(nèi),與生物技術(shù),生物工程是兄弟專業(yè)。其專業(yè)涉及面相當(dāng)廣,包括植物學(xué),動物學(xué),微生物學(xué),神經(jīng)學(xué),生理學(xué),組織學(xué),解剖學(xué)等等。
2、臨床醫(yī)學(xué)專業(yè),是一門實踐性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)專業(yè),致力于培養(yǎng)具備基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的基本理論和醫(yī)療預(yù)防的基本技能,臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)理論和基本知識,人類疾病的診斷、治療、預(yù)防方面的基本訓(xùn)練,有對人類疾病的病因、發(fā)病機(jī)制做出分類鑒別的能力。
3、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),它綜合工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法,在各層次上研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及信息科學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識以及醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)研究能力。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;專業(yè)建設(shè);問題;對策
我國生物醫(yī)學(xué)工程自上世紀(jì)70年代創(chuàng)建以來,發(fā)展相當(dāng)迅猛,其學(xué)科定位、產(chǎn)業(yè)效益和發(fā)展前景越來越得到社會認(rèn)同和重視。截止目前,全國約90余所高校設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),其中醫(yī)學(xué)院校約13所。如何充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)教學(xué)資源優(yōu)勢,積極探索適合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教育培養(yǎng)模式,建設(shè)具有鮮明醫(yī)學(xué)院校特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),培養(yǎng)復(fù)合型高級工程技術(shù)人才,是醫(yī)學(xué)院校值得思考和探討的重要問題。
1 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特點
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)原理與方法,從工程學(xué)的角度研究生物體(特別是人體)的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象、探索生命本質(zhì),研究和開發(fā)用于防病治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的人工材料、制品、裝置、系統(tǒng)和工程技術(shù)的一門綜合性學(xué)科,是理工類學(xué)科與生物醫(yī)學(xué)學(xué)科深度交叉、高度融合的邊緣性學(xué)科,所涵蓋的領(lǐng)域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等其他學(xué)科不具有的特點。
2 當(dāng)前我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)情況
1)招生情況
我校2010年4月申報生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),2011年正式招生。2014年首屆生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生順利畢業(yè),到2015年本專業(yè)在校生共169人。
2)主要專業(yè)課程
生物化學(xué)、人體解剖生理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論、C語言、電工學(xué)、信息技術(shù)、模擬電子技術(shù)、機(jī)械制圖和AutoCAD、數(shù)字電子技術(shù)、計算機(jī)原理與接口技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)概論、信號與系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗儀器、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)學(xué)影像原理與設(shè)備、醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計、醫(yī)用激光儀器、放射物理原理與腫瘤治療技術(shù)等。
3)就業(yè)方向
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后適合從事醫(yī)院設(shè)備的操作、管理和維護(hù),在醫(yī)學(xué)設(shè)備經(jīng)營公司從事經(jīng)營管理和技術(shù)服務(wù),以及在相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)從事產(chǎn)品的輔助開發(fā)、制造和技術(shù)管理等等工作。
3 我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)的問題分析
醫(yī)學(xué)院校具有很深厚的醫(yī)學(xué)大背景,具備豐富的醫(yī)學(xué)類學(xué)科教學(xué)資源和優(yōu)越的臨床設(shè)備實踐條件等優(yōu)勢,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)能緊密結(jié)合,但同時因?qū)W科體系不完善、教學(xué)師資力量比較薄弱、專業(yè)實驗室建設(shè)投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)的高效快速發(fā)展。
1)理工學(xué)科體系不完善。我校是地方性醫(yī)學(xué)院校,王牌專業(yè)當(dāng)然是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)類專業(yè),而工科專業(yè)都相當(dāng)“年輕”。而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科涵蓋面非常廣,幾乎可以用“包羅萬象”來形容,如果用“學(xué)科頻譜”來描述學(xué)科涵蓋面寬度,生物醫(yī)學(xué)工程無疑是88個一級學(xué)科中“頻譜寬度”最寬的學(xué)科。我們學(xué)校盡管針對醫(yī)學(xué)類專業(yè)的學(xué)生一直有開設(shè)了醫(yī)用物理、醫(yī)用高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,但相比理工科院校要薄弱很多,而且缺乏材料、自動化、電子等重要工程學(xué)科的有力支撐,這些支撐學(xué)科的缺少會導(dǎo)致相應(yīng)課程設(shè)置不完善以及綜合性實踐訓(xùn)練平臺缺乏,學(xué)生無法系統(tǒng)地學(xué)習(xí)工程類課程,得不到系統(tǒng)扎實的工程技術(shù)訓(xùn)練,影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的整體實現(xiàn)。
2)復(fù)合型師資嚴(yán)重缺乏。要實現(xiàn)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才目標(biāo),首先要建設(shè)一支醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型師資隊伍。在我校,具有醫(yī)學(xué)教育背景的教師資源比較多,而具有理工科教育背景的老師卻不多,既懂醫(yī)學(xué)又懂工程技術(shù),能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)需求緊密結(jié)合起來的復(fù)合型、交叉型、融合型師資就更加少之又少,教師隊伍知識結(jié)構(gòu)普遍不夠合理,與各相關(guān)學(xué)科交叉融合能力弱,這些現(xiàn)狀一定程度上影響了課程體系構(gòu)建以及教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3)學(xué)生專業(yè)思想不牢固。生物醫(yī)學(xué)工程作為一門新興的邊緣學(xué)科,知名度不高,社會、家長、學(xué)生都不是很了解生物醫(yī)學(xué)工程是個怎樣的行業(yè),甚至容易和其它名字相近的專業(yè)如:生物工程、醫(yī)學(xué)工程、生物技術(shù)等專業(yè)名稱混淆,導(dǎo)致第一志愿填報的學(xué)生寥寥無幾,第一志愿填報醫(yī)學(xué)院校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的更是幾乎為零。統(tǒng)計我校幾年來招生情況可見,幾乎所有的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生都是調(diào)劑生,也就是入學(xué)時專業(yè)思想就不太穩(wěn)定。加之其專業(yè)知識覆蓋面廣,涉及領(lǐng)域跨度大,專業(yè)知識體系復(fù)雜,專業(yè)課程內(nèi)容在各學(xué)科之間交叉頻繁,本科學(xué)生對本專業(yè)缺乏深入的了解、足夠的信心和學(xué)習(xí)熱情;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)知識普遍存在“寬瓜不精”,“廣而不細(xì)”等問題,相比醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)專業(yè),就業(yè)時處于劣勢;部分學(xué)生由于學(xué)習(xí)任務(wù)重、壓力大,導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性、主動性不高,專業(yè)思想不夠牢固,甚至影響到專業(yè)整體的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。
4 對策初探
醫(yī)學(xué)院校要緊扣醫(yī)工結(jié)合的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo),突出學(xué)科交叉綜合培養(yǎng)、工程技術(shù)意識培養(yǎng)、創(chuàng)新能力素質(zhì)培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)科之間的有科學(xué)融合,深化教學(xué)改革,加大教學(xué)投入,改善教學(xué)環(huán)境,加強(qiáng)隊伍建設(shè),充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校資源優(yōu)勢。積極探索具有醫(yī)學(xué)院校特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育培養(yǎng)模式,構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系和實踐教學(xué)體系,不斷提升生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。
1)積極探索與理工院校聯(lián)合培養(yǎng)的教育模式。綜合性大學(xué)與醫(yī)學(xué)院校在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)方面優(yōu)勢互補(bǔ)、劣勢互存。綜合性大學(xué)具有完善的理工類學(xué)科體系,工科師資隊伍力量比較強(qiáng),基礎(chǔ)課程比較成熟,實踐教學(xué)條件平臺比較完善,在工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面具有完善的培養(yǎng)體系和成熟的培養(yǎng)經(jīng)驗,但缺乏醫(yī)學(xué)類學(xué)科教學(xué)資源和臨床實踐條件,缺乏與臨床需求緊密結(jié)合的先決條件。因此,醫(yī)學(xué)院校要在充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,積極探索與理工院校聯(lián)合培養(yǎng)的教育模式,實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。校校聯(lián)合培養(yǎng)實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ),提高育人質(zhì)量。
2)積極探索與知名醫(yī)療企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的教育培養(yǎng)模式,實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。與醫(yī)療企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)本身就可以很大程度上擴(kuò)大專業(yè)的影響力,同時優(yōu)化教學(xué)體系,解決學(xué)生實習(xí)就業(yè)等問題。學(xué)校有諸多附屬醫(yī)院,為醫(yī)療企業(yè)提供更多的產(chǎn)品使用方,同時為企業(yè)輸送專業(yè)人才。是一個雙贏的合作培養(yǎng)模式。另外,通過實施產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的培養(yǎng)模式,醫(yī)學(xué)院校可強(qiáng)化與科研院所和醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的聯(lián)系和溝通,充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研各方主體優(yōu)勢,有效解決師資力量不強(qiáng)、支撐學(xué)科不完善、創(chuàng)新能力培養(yǎng)不扎實等瓶頸問題。實踐證明,實施產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,是生物醫(yī)學(xué)工程高等教育的成功經(jīng)驗,也是培養(yǎng)高素質(zhì)生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人才的必由之路。高等醫(yī)學(xué)院校應(yīng)樹立研究與產(chǎn)業(yè)化并舉的教育培養(yǎng)理念,深化教學(xué)改革,積極探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)培養(yǎng)模式。構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化的最佳運(yùn)行機(jī)制。
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關(guān)鍵詞:納米技術(shù);生物醫(yī)學(xué);應(yīng)用;機(jī)遇;挑戰(zhàn)
隨著科技的進(jìn)步,納米技術(shù)在生物醫(yī)藥和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域,對于臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了積極的推動作用。雖然在不少科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究家們對納米技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并將其運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,取得了不錯的成效。但是對于納米技術(shù)的研究還不夠深入,相較于發(fā)達(dá)國家而言,我國的納米醫(yī)學(xué)技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段。需要對納米醫(yī)學(xué)技術(shù)在今后發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行分析。
一、納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
(一)納米生物學(xué)
納米生物學(xué)是以納米作為尺度,其研究內(nèi)容主要包括:其一,細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器功能。比如細(xì)胞核和線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分析。其二,交換細(xì)胞信息,包括生物體的物質(zhì)、細(xì)胞能量信息等。其三,針對生物反應(yīng)問題,對其反應(yīng)機(jī)理問題進(jìn)行研究和分析。比如有關(guān)于生物復(fù)制和生物調(diào)控的機(jī)理分析。其四,發(fā)展分子工程。包括納米生物分子機(jī)器人和信息處理系統(tǒng)等。將納米顯微術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以為生物學(xué)家研究進(jìn)行研究提供技術(shù)支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡稱SPMs,中文簡稱掃描探針顯微鏡,這是一種新型的納米生物技術(shù),標(biāo)志著顯微技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展。除此之外,掃描顯微鏡(STM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較小、不復(fù)雜,因此操作流程較為簡單,生物學(xué)家可以借助掃描顯微鏡展開原子級分辨探究,從而提高生物細(xì)胞觀測能力和分辨能力。仔細(xì)觀察原子級的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于進(jìn)一步探索和研究生物原子微觀知識具有推動作用。在自然條件下,利用掃描顯微鏡可以對生物的蛋白質(zhì)、多糖等分子展開直接觀察。借助STM彈道電子發(fā)射電鏡可以對單個原子進(jìn)行操作,這是一種典型的人工改變單個生物結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的行為方式。這種方式可以實現(xiàn)治療疾病這一超前設(shè)想。
(二)生物醫(yī)學(xué)工程
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以幫助傳統(tǒng)醫(yī)生解決復(fù)雜的難題。比如納米機(jī)器人和生物傳感器。納米機(jī)器人簡稱分子機(jī)器人,是酶和納米齒輪的結(jié)合體,將其引入生物科學(xué)領(lǐng)域,能夠充當(dāng)微型醫(yī)生一角,為醫(yī)生解決以前的疑難雜癥問題。這種納米機(jī)器人不僅可以直接注入血液,還可以成為一種傳輸身體健康與否的工具。一方面,血液在傳輸過程中能夠判斷分子機(jī)器人的健康狀況,機(jī)器人能夠獲得能量,達(dá)到疏通血管血栓的目的。另一方面,醫(yī)生通過外界信號編制好的程序能夠探知和殺死人身體中的癌細(xì)胞,從而全面系統(tǒng)地監(jiān)視身體構(gòu)造和疾病情況。這種先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程能夠為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。除此之外,利用納米技術(shù)還可以進(jìn)行器官的修復(fù)工作,比如對修復(fù)的器官進(jìn)行整容手術(shù)或者基因配置,從而將錯誤或者不符合的基因去除,引入正確的染色體裝置,進(jìn)而保障機(jī)體的健康運(yùn)作。
(三)納米治療技術(shù)
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域是一場全新的革命運(yùn)動,能夠在日后的臨床治療方面起到一定的積極作用。比如德國柏林“沙里特”臨床醫(yī)院,早先就有過利用納米技術(shù)治療癌癥的成功案例。研究人員將氧化鈉納米微粒注入鼠類的腫瘤里,然后將他們放置在磁場中。由于受磁場的影響,患有腫瘤的鼠類的溫度會隨著納米微粒升溫而增加。實踐表明,納米微粒在可變磁場中的溫度能夠上升到46℃。這樣的高溫足夠?qū)┘?xì)胞殺死。腫瘤附近的機(jī)體組織是健康的,沒有受損壞,因此納米微粒不會燒毀這些健康組織,健康組織的溫度也不會受到傷害,這就需要研究人員將目光轉(zhuǎn)移到人體試驗中,實現(xiàn)消除人體癌癥的目的。
二、納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的展望
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,納米技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)之間的聯(lián)系不斷加強(qiáng),兩者的有機(jī)結(jié)合不僅能夠改善生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的不足,還可以促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,為更多的臨床實驗奠定基礎(chǔ)。
(一)生物檢測診斷材料的應(yīng)用
不可否認(rèn),將納米材料與生物診斷技術(shù)進(jìn)行有效融合,能夠提高醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)水平。實踐證明。兩者之間的配合還需要結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程和先進(jìn)醫(yī)療器材,醫(yī)學(xué)工程是促進(jìn)納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)互相融合的基礎(chǔ),對生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)行深入研究和分析,能在一定程度上催生新醫(yī)療器材的出現(xiàn)。如此一來,機(jī)械設(shè)備的使用用途和功能將會得到不斷擴(kuò)大,這在很大程度上取決于納米材料的功能。由此可見,將納米材料合理運(yùn)用于生物醫(yī)療診斷中,勢必會進(jìn)一步催生一大批更為先進(jìn)的醫(yī)療診斷器材。
(二)納米技術(shù)植入人體器官
利用先進(jìn)的納米材料可以制成性能優(yōu)良的人造器官和人工血液等。將這些器官和血液植入人體,能夠幫助人類遠(yuǎn)離疾病,免遭疾病的傷害。比如將傳感器和基因技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,能夠?qū)⑽⒗鞴伲ū热缏犛X和視覺上遭到損害的機(jī)體)直接植入體內(nèi),從而幫助他們恢復(fù)視覺和聽覺,從而達(dá)到正常人的狀態(tài)。
三、納米醫(yī)藥技術(shù)在發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
就機(jī)遇而言,我國是首位將納米晶體合成碳納米管的國家,這個碳納米管的長度屬于世界最長,其性能良好。在醫(yī)藥學(xué)研究方面,我國科學(xué)家們利用納米技術(shù)研制出了一批具有抗菌效果的醫(yī)療器材和設(shè)備,并為現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展提供了先進(jìn)的理論和技術(shù)支撐。在納米藥物載體的研究方面,我國已有有關(guān)于“動物體內(nèi)”應(yīng)用的報道。這已標(biāo)志著我國納米醫(yī)療技術(shù)進(jìn)入了世界領(lǐng)先地位。就挑戰(zhàn)而言,與發(fā)達(dá)國家相比,我國的納米技術(shù)還不夠成熟,還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對納米材料、納米傳感器等方面的研究,以此作為進(jìn)一步推動我國生物醫(yī)藥科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
納米醫(yī)藥技術(shù)對于進(jìn)一步推動我國臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展具有積極的影響。因此國家相關(guān)部門以及科研成員應(yīng)該以積極主動的態(tài)度投入到生物醫(yī)藥納米技術(shù)領(lǐng)域,進(jìn)一步推動我國生物醫(yī)藥科技的進(jìn)步。
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