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從我國生物醫學工程與醫療器械產業的發展現狀來看,由于我國在該領域的發展較國外晚,使其在實際的發展中還是存在許多需要完善與改進的地方?;谶@種現狀考慮,我們必須要提高對生物醫學工程與醫療器械產業的完善、優化與創新意識,并通過各種有效性措施的大力落實,促進生物醫學工程與醫療器械產業的健康、穩定、長效發展。
關鍵詞:生物醫學工程;醫療器械產業;發展
【中圖分類號】
R195 【文獻標識碼】B 【文章編號】1002-3763(2014)08-0294-01
1 前言
生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)主要是指結合了化學、物理、數學、計算機與工程學原理,從事醫學、生物學、衛生學以及行為學等方面的一種研究。生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科,其應用工程技術手段,可以有效的解決目前醫學中的一些問題,從而為各類疾病的診斷、治療與預防,保障人們的健康起到積極的作用。而醫療器械產業主要是指在疾病預防、診斷與治療中所應用的電子醫療設備、內外科器械、離體診斷設備、牙科器械、整形設備以及醫院供應品等等。生物醫學工程與醫療器械屬于醫院診治疾病中不可或缺的一部分內容,也是現代醫藥產業發展的兩大支柱?;谏镝t學工程與醫療器械產業的重要性,本文就以我國的生物醫學工程與醫療器械產業作為研究方向,論述其發展現狀,并對生物醫學工程與醫療器械產業的發展前景展開探討。
2 生物醫學工程與醫療器械產業的發展現狀
2.1 生物醫學工程的發展現狀:
生物醫學工程專業作為一項研究方向諸多、內容復雜、要求極高的專業,其在我國的發展已經經歷了36年,但是,我國生物醫學工程較國外相比,其起步還是較晚,綜合來看,其與國外的發展還是具有一定的距離。而從我國生物醫學工程的發展現狀來看,其對于人才的培養目標及研究成果,主要體現在以下幾個方面:
⑴人才的培養。其一,培養能從事醫療設備管理、醫療器械質量控制與管理、醫藥市場營銷、醫學技術服務等方面的人才;其二,將生物醫學工程專業將醫學技術與工程技術相結合,并以此為目標來培養高級臨床醫學工程技術型人才;其三,培養出綜合能力較強,能夠從事生物醫學工程研究、開發與生產的高級人才。⑵研究成果。我國生物醫學工程目前的研究成果主要有:人工關節、人工晶體等功能性假體;人工心臟瓣膜、人工心臟起搏器等人工器官;不同規格、不同種類的電磁與激光治療設備;超聲成像、磁共振成像、X射線計算機斷層掃描、生化分析儀等新型臨床診斷與監護技術、監護設備等。
2.2 醫療器械產業的發展現狀:
生物醫學工程在我國的發展,不僅促進了臨床疾病的診治效果,還推動了醫療器械產業的發展,而當前我國醫療器械產業的發展情況,主要體現在如下幾方面:⑴醫療器械工業現狀。由于國外醫療器械對國內醫療器械市場造成的沖擊,近年來,我國已開始重視對醫療器械的自主研制與創新。例如,在“十二五”規劃中,特別強調了我國自產醫療器械的應用與普及、產品創新。并在著力突破高端裝備大多引進國外的問題。力求實現高端主流裝備、醫用高值材料、核心部件等醫療器械的自主制造,以實現降低醫療費用、打破進口壟斷的問題。⑵醫療器械營銷現狀。我國的醫療器械生產銷售企業諸多,尤其是近年來,在科技的快速發展下,使得我國醫療器械的營銷勢態良好,例如嬰兒培養箱、心電圖機、高壓氧艙、磁共振成像系統、體外診斷試劑、各種敷料及衛生材料等數千種大小不一,規格不一的醫療器械在全國各醫院的應用是非常廣泛的。⑶醫療器械技術現狀。在科技的快速發展下,醫療器械的性能與質量也得到了不斷升級。而我國各大小型醫院,在先進性醫療技術的驅動下,所應用的醫療器械也在不斷升級和完善,例如,基層醫療衛生機械對采色超聲成像儀、生化分析儀、免疫分析儀、多參數監護儀、心電圖設備、耗材等醫療器械的配置與升級。一些大型、綜合性醫院對實時三維彩色超聲成像儀、全自動生化分析儀、64排螺旋CT等先進性醫療器械的應用。
3 生物醫學工程與醫療器械產業的發展前景
3.1 生物醫學工程的發展前景:
雖然生物醫學工程在我國的發展比較迅速,但其與國外的發展相比,還是存在一定的差距,基于這種現象,我國對于生物醫學工程的持續發展也十分重視。而在分析目前我國生物醫學工程的發展情況與研究成果之后,筆者認為,我國今后生物醫學工程的發展前景,將會體現在以下幾方面:⑴納米技術、介入性微創技術、激光技術以及植入型超微機器人,將是未來生物醫學工程的研究重點。⑵生物型人工器官、生物機械結合型將會有新的突破,各種高質量的人工器官將會廣泛應用于臨床。⑶藥物與材料相結合的新型給藥裝置或技術將得到有效發展。⑷所應用的各種診療儀器與裝置,將會逐漸朝著遠程醫療信息網絡化、智能化的方向轉變,其診療所用機器人會在臨床上得到廣泛的應用。
3.2 醫療器械產業的發展前景:
我國目前的醫療器械市場規模占醫藥總市場規模的14%,這也表現出我國的醫療器械產業雖然發展迅速,但與全球水平比還相差甚遠,不過,這種現象也給投資者們看到了該領域更大的發展空間。在技術的不斷升級下,國產高端醫療器械將會逐漸替代國外進口器械,隨著機械器智能與生物智能技術的發展,我國在未來必將不斷研發高科技醫療器械。此外,由于國民生活水平的不斷提高,之后的醫療器械產業還會以家庭會對象,研發生產出一系列適用于家庭自我監護、診斷的高科技醫療器械產品。
4 總結
通過以上分析可見,生物醫學工程與醫療器械產業在醫學領域占據著舉足輕重的位置,而近年來在科技的快速發展下,我國對生物醫學工程也越來越重視,且醫療器械產業也得到了長足的發展。相信在未來醫學技術的不斷完善下,我國生物醫學工程與醫療器械產業也會有更加良好的發展前景。
參考文獻
[1] 王衛東,曹德森,醫學工程保障中的質量控制的研究[J],醫療設備信息,2007年03期.
生物醫學工程學是一個新興的、發展迅速的專業,除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高新技術之一。以1984年為例,美國生物醫學工程和系統的市場規模約為110億美元,到2000年其產值已達400~1000億美元。然而我們對這個專業的了解卻少之又少,似乎提到它我們就只想到推銷醫療器械的人,我們的思維和潛意識中已經把這個專業和推銷醫療器械畫上了等號。其實不然,本期我們將把這個專業簡單介紹給大家,供考生參考。
名詞解釋?生物醫學工程
生物醫學工程興起于20世紀50年代,它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發展非常迅速,已經成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學與其他學科一樣,其發展也是由科技、社會、經濟諸多因素所決定的。這個名詞最早出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會,1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會,后來成為國際生物醫學工程學會。
生物醫學工程是一門理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現象,為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科。其目的是為了解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。
有識之士認為,在新世紀,隨著自然科學的不斷發展,生物醫學工程的發展前景不可估量。生物醫學工程學科是一門高度綜合的交叉學科,這是它最大的特點。
生物醫學工程的主要課程:現代生物學導論、生理學、定量生理學、生物學專題、生物醫學工程概論、電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、電磁測量、計算機文化基礎、高級語言程序設計、微機原理與應用、計算機圖形學、信號與系統、數字信號處理、自動控制原理、人體運動信息檢測與處理、生物醫學電子學、醫用電子儀器、醫學儀器設計、醫學圖像處理、醫學模式識別等。
畢業生具備以下基本能力:
1.掌握電子技術的基本原理及設計方法;
2.掌握信號檢測和信號處理及分析的基本理論;
3.具有生物醫學的基礎知識;
4.具有微處理器和計算機應用能力;
5.具有生物醫學工程研究與開發的初步能力;
6.具有一定的人文社會科學基礎知識;
7.了解生物醫學工程的發展動態;
8.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法。
名校盤點?國內外排名靠前的學校
國內生物醫學工程一級學科排名靠前的學校是:
東南大學、清華大學、北京大學、復旦大學、上海交通大學、華中科技大學、四川大學、北京航空航天大學、浙江大學、重慶大學、西安交通大學、天津大學。其中東南大學在多次評估中蟬聯第一。
美國生物醫學工程排名前十位的學校是:
約翰?霍普金斯大學、佐治亞理工學院、杜克大學、麻省理工學院、加利福尼亞大學圣地亞哥分校、萊斯大學、斯坦福大學、賓夕法尼亞大學、華盛頓大學、加州大學伯克利分校。
重點推薦?天津大學生物科學與醫學工程學院
天津大學環境科學與工程學院是環境、能源、市政等方面的人才培養基地和科學研究中心。學院定位和建設目標為“國內一流,世界知名”,按照“高起點、新機制、辦特色、創一流、持續發展”的建院方針,不斷招攬國內外高級優秀人才,在學科建設、人才培養、科研開發和應用推廣等方面協調發展,快速實現重點突破。
學院下設環境科學與生態系、環境工程系、建筑環境與設備工程系三個教學單位和中澳能源合作中心、建筑節能研究中心、座艙空氣革新性環境研究中心、建造環境研究室、中心實驗室、環評中心、遺傳工程研究所及植物生物技術研究所。擁有環境科學與工程一級學科,環境工程、環境科學、市政工程、熱能工程和供熱供燃氣、通風與空調工程5個二級學科。擁有覆蓋全部二級學科的博士點和碩士點,并與建筑學院聯合培養建筑技術專業博士研究生,建有環境科學與工程博士后流動站。
學院科研實力雄厚,先后承擔或參加“863”
“973”、國家“十五”“十一五”重大攻關項目、國家自然科學基金項目、博士點基金項目、天津市重點攻關和基層研究項目。
學院積極開展對外交流,與國際上著名大學、研究機構和企業開展合作,建立定期和不定期的互訪交流。通過國外企業資助,為學生建立了科技創新基金和創新獎,鼓勵學生積極創新,提高學習積極性。學院40%左右的本科畢業生繼續研究生的學習,其中有近一半的學生是經考核合格免試進入碩士研究生學習,一部分學生還能進入碩博連讀學習。學院還有一部分優秀學生可以選擇攻讀院內或校內其他專業第二學位,獲得雙學士學位證書。50多年來,學院已經為國家輸送了大量本科生、碩士生和博士生等高層次專業人才,為中國環境保護、能源利用和市政工程領域的發展作出了重要貢獻。
有問必答?關于報考
問題1:生物醫學工程有哪些著名企業?
通用公司、飛利浦、東芝、西門子、強生、日立、 中國邁瑞。
問題2:生物醫學工程相關產業發展前景?
生物醫學工程發展非常迅速,除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高新技術之一,已經成為世界各國競爭的主要領域之一。以醫療器械為例:
2005年開始,中國已成為僅次于美國和日本的世界第三大醫療器械市場。
2006年,中國醫療器械進出口額首次突破百億美元大關,進出口總值為105.52億美元,同比增長17.57%。
2010年,中國醫療器械總產值達1000億美元,在世界醫療器械市場上的份額達到5%,到2050年這一份額將達到25%。
問題3:我國生物醫學工程的創始人是誰?
我國生物醫學工程的創始人是韋鈺院士。她1940年出生,1965年南京工學院電子工程學研究生畢業,1981年獲西德亞琛工業大學工學博士學位,是第一位獲得博歇爾獎章的中國人,1994年當選為中國工程院首批院士。
問題4:生物醫學工程專業有何特點?
生物醫學工程是一門交叉學科,以理工科為基礎,學習各種相關技術在醫學診斷與治療中的運用。如影像技術,CT、B超的原理與應用;各種醫用傳感器;典型儀器的原理等。它最突出的特點是:交叉復合、知識融合。比如它融合了工程科學(信息、電子、材料)、醫學(生理、解剖)、生命科學(生物學、分子生物學)、理學(數學、化學、物理)、人文社科(文史哲)等學科知識。
問題5:畢業生有怎樣的出路?
生物醫學工程(Bio毗dieazEngineering)學是一門年輕的新學科,從技術角度肴,生物醫學工程技術其形成與發展的模式墓本上可歸納為:通過工程技術手段把物理、化學以及技術科學中新的技術、原理、方法應用于研制醫療裝!、滿足臨床診治的需要,隨著科學技術進步、新的物理、化學方法和工程技術不斷被應用于醫學,醫用產品越來越多.在工程學(含電子技術、計算機技術、信.息技術、材料科學)突飛猛進地發展的同時,生命科學也在迅猛發展,近年來迅速興起的生物技術對給生物醫學以極大的推動,將產生分子醫學.因此我們對理工學科與生命科學交叉結合而產生的生物醫學工程學必須有新的認識.美國學者指出,新的生物醫學工程定義是:“生物工程學結合物理學、化學或數學和工程學原理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念,產生從分子水平到器官水平的知識,誘發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法,用于疾病預防、診斷和治療,病人康復,改菩衛生狀況等目的”.因此,我們必須考慮到科學技術的進步給生物醫學工程學帶來的影響:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合,也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合,而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合.因此,我們引用根據美國國立衛生研究院有關名詞命名專家組最近對生物醫學工程學的定義:焦生物醫學工程學是結合物理學、化學、數學和計算機科學與工程學厚理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出墓本概念,產生從分子水平到導官水平的知識,開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、導械和信,’.學方法,用于疾病預防、診斷和治療,病人康復,改善衛生狀況等目的.”
二.生物醫學工程學科類型
生物醫學工程學是理、工學科和生物醫學相結合而發展起來的交叉邊緣學科,涉及的領域十分廣泛,與其他諸如材料、信息、電子技術、計算機科學關系密切,并在不斷發展之中.根據學科具體內容可以分為:因為生物醫學工程學科具有其他學科所沒有的特點,我國僅設一級學科不設二級學科.
1.信息技術型生物醫學工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知識體系的組成特點是以電子技術、計算機技術、信.息處理技術的知識為主線,以生物醫學方面相應的領域為交叉、結合對象,對其中的問題進行研究.
2.材料技術型生物醫學x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知識體系包含材料科學、生物技術、力學、化學、生物化學、信息和計算機技術、醫學和生命科學的墓本知識,主要研究對象是生物材料和人工器官,包含新近發展起來的組織工程.
3.生物技術型生物醫學工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering,BT一BME)在生物醫學工程發展的同時,由于分子生物學的發展產生了生物技術,使得生物醫學工程與生物技術交叉結合.美國實驗生理學學會聯合會(F^SEB)對未來醫學發展的分析是“分子醫學將在2020年成為人類健康的基礎.分子醫學的實踐將包括新的預防方法、新的診斷方法和新的治療方法,新的治療方法將直接針對造成疾病的分子、細胞或生理缺陷.這些新醫學方法的墓礎將是精確的和無創的成像及診斷技術,……”,這充分說明了在新的時期,生物醫學工程必然和分子水平的診療技術交叉結合,也就是說生物醫學工程必然和生物技術交叉結合,因此必然會產生生物技術型的生物醫學工程.其知識體系包含數學、計算機技術、信.息技術、生物學、分子生物學、遺傳學等等.
4.生物醫學研究型的生物醫學工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物醫學工程的定義和它的研究內容知道,我們要為深入研究生命過程的規律,揭示生命的本質.因此這類學科的著眼點和落腳點不在于應用,而在于用目前的一切科學技術的理論、方法、技術以某一生命過程為研究對象.所需的是所有理工科、生物學、醫學、哲學知識的交叉融合.
5.醫療器械產業型的生物醫學工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物醫學工程所有的研究的最終目的是以各種不同的產品服務于社會,在各種生物醫學工程產品中,醫療器械(含各種醫療儀器、醫療設備和耗材等)產品占有很大比t.要過渡到產品必須有由實驗室研究到產業化過度的研究階段,就會形成產業型的生物醫學工程.其知識體系包含電子技術、計算機技術、精密機械、生物醫學的基本知識、管理學、市場經營等.以往我國醫療界械產業化的發展較發達國家滯后,就是因為這方面的力t相對薄弱,因此一方面應該在醫療界械的公司強化這方面的建設,另一方面應加強高校、研究所與企業的交叉結合.科研成果的產品化研究在醫療界械行業顯得尤為重要。
6.在醫院中的生物醫學工程-----一臨床工程隨若科學技術和現代醫學的發展,生物醫學工程對促進醫學科學的發展起到了很重要的作用,尤其是在醫院的建設和發展中所起的作用更為重要,所居的地位更為明顯.醫療機構為了滿足社會的需求,在醫療市場的激烈競爭中求得生存與發展,就必須加快自身的現代化建設,在這一進程中,生物醫學工程的分支學科一一臨床工程已成為現代化醫院不可缺少的組成成份,將起到舉足輕重的作用.臨床工程師、醫生和護士共同構成現代化醫院的三大支柱川.臨床工程在醫院中的發展是一個值得關注問翅.臨床工程的定義:前面講過生物醫學工程學是一門新發展起來的交叉性學科,它研究內容非常廣泛,從縱向看,生物醫學工程學的組成除了研究開發以外還有一個重要的組成部分,就是在醫院中應用生物醫學工程的所有成果---一臨床工程,臨床工程則是為了利用現代科學和工程技術知識,將現代的生物醫學工程學的新技術和成果安全、可東地應用到臨床,以提高醫療水平為目的的一個生物醫學工程的學科分支.那么,什么是臨床工程呢?目前,一般認為在醫院中醫療設備的維修管理就是臨床工程,我們認為,在醫院中所有為了提高醫院醫療水平而應用現代工程技術的工作都應該屬于臨床工程的范疇.在醫院臨床工程墓本上由五大部分組成:一是以醫療設備的全程技術管理為主,解決醫院裝備現代化中技術、設備、質t保證和經濟管理方面的問題,包含了醫院中的設備工程和設備管理工程;二是醫療信息的現代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系統:使用計算機和通訊設備采集、存儲、處理、傳翰和翰出門診、住院息者醫護和管理信息,包括臨床輔助科室的信息,形成網絡系統,實現信息共享,提商醫院工作質t和效益;三是和影像存檔和通訊--一P^cS(Pict盯e^r。hi,ing.eo二unie。tson:system,):是醫院用于管理醫療設備如CT,MR等產生的醫學圖像的信息系統;四是遠程醫療網絡系統等:遠程醫療就是利用電子通訊網絡以電子信號來傳遞有關醫學診斷、治療、護理、咨詢及教育等的信息及數據,其即可以為偏遠地區的息者提供醫療服務,也可以作為醫生之間進行交流的有效工具;五是參與臨床的診斷與治療一線工作的工程技術:例如放射治療計劃的制定、虛擬手術、理療和康復等等.臨床工程與生物醫學工程研究開發是兩個緊密相連的必要環節,又具有各自的發展規律.因此,我們既要重視前者的發展,也要重視后者的發展,在醫院中更應將后者放在發展的重要的地位.
三.國內外生物醫學工程教育棍況
科學與學科有非常密切的關系.科學自身的規律決定學科的規律,科學發展決定學科的建設和發展,當然,學科的建設反過來形響科學的發展.隨若人們對健康的關心程度的增加,醫學上疾病分析、診斷、治療和康復等方面的儀器設備逐年增多.因此,在教學科研單位需要有研究人的生命的物理原理、控制過程和研究新的檢測、監測生理、生化物理指標的原理、方法、儀器設備;在工業部門,需有設計、制造適于醫護人員操作和人事科醫學要求的儀器設備的工程師.在醫院里,需有掌握醫學設備的均t和維修以及培訓使用這些設備的人員的工程師;這就要求有一個系統地培養生物醫學工程師的教育計劃.生物醫學工程師要用工程學的方法來解決生命科學上的難題,因此,要求有一些涉及生命科學和工程學的交叉訓練,使得學生既要性得工程原理,又要了解如何應用知識來解決生物學和醫學上的問題.二十世紀50年代,隨著生物醫學工程科學研究的發展,產生了生物醫學工程學科.由于科學研究的需要,在國外生物醫學工程學科發展的最初階段,是趨向于培養博士水平的高級人員.后來由于注意到實際應用,產生了碩士和學士水平的教學計劃.
1.國外高校生物醫學工程專業的情況
目前發達國家的很多大學都設有生物醫學工程系,僅美國就可在Inter網上查到近百所大學生物醫學工程系的主頁.《共國新聞》及《世界報道》兩媒體2002年聯合公布的生物工程/生物醫學工程領域最佳研究生院的排名(根據設施、人員、研究成果引用系數等)前十名的學校。.設有叫S方向與BT的較多.以研究生教育為主,本科為附在我國,涉及生物醫學工程專業最早的是中專教育、大專教育(1,60年成立的北京商學院就有醫療器械系),真正的生物醫學工程學科開始于70年代未,19,8年國家科委成立了生物醫學工程學科專業組.從此生物醫學工程作為一門獨立的學科在我國很快地發展起來.經二十多年的發展,目前全國己有近幾十所高校建立有該專業,這些高校均系國內工科、理科、醫學的著名院校.我國生物醫學工程學科的墓本情況見表2從以上可以看出我國的生物醫學工程專業發展非常迅速,據不完全統計,52個院校設有生物醫學工程專業,其中有37個理工或綜合大學,15個醫科院校.
2.我國離校生物醫學工程專業的情況分析
(1).我國生物醫學工程專業與國外生物醫學工程專業的共同點①學科發展迅速國內外高校生物醫學工程專業發展十分迅速,國外從20世紀60年代起步,70年代、80年代迅速發展•國郎20世紀’0年代末,8。年代初僅有幾所高校建立生物醫學工程專業,短短二十年就發展到50個院校建立該專業.②從比較知名的重點院校開始形成輻射美國約翰霍普金斯大學、加利福尼亞大學、麻省理工學院、賓西法尼亞大學、華盛頓大學、密歇根大學等都是較早建立生物醫學工程專業的.我國清華大學、浙江大學、西安交通大學、上海交通大學、東南大學、中國科技大學等都是我國著名的科研水平很高的大學,也是我國首批建立生物醫學工程專業的高校.③生物醫學工程專業的學科以研究生教育為主在國外,很多大學招收研究生的數t超過本科生的數t,研究生的來源更強調從理工科或生物醫學專業中選拔.在我國50多個生物醫學工程專業中有17個博士學科(14個也收本科,3個僅招收碩士、博士),6個博士后流動站,5個長江學者學科,11個招收本科、碩士,8個院校僅招收碩士,U個院校招收本科、2個招收大專.這充分說明生物醫學工程專業教學和科研相比,生物醫學工程科研占的比重更大.
3.我國高校生物醫學工程專業與國外的不同點(差距)
近年來我國生物醫學工程教育發展很快,如前所述建立本科教學的至少有35所院校,通過分析不難發現:①學科模式(研究方向)設!較少所有開設生物醫學工程本科專業的學校都是以電子、信.息、計算機應用與醫學結合為目標,只有個別學校在培養目標中增加生物材料和人工器官方面的內容.本科教育的專業設!面比較集中在IT一明E,沒有川S一SME,各院校的研究生培養(科研方向)基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖象處理、醫學儀器研究為主,部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫學材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數大學比較集中在納米材料、生物醫學材料及人工器官、生物醫學圖像處理.研究生培養的專業面比本科生的專面相對寬廣.與生物醫學工程專業搜蓋面相比顯得專業面過于窄.而國外的專業設t顯然比我們有優勢.從表1中可以看出有很多“生物移植、心血管電生理、脊健損傷研究、功能生物技術、心肺動脈、臨床整形外科研究、臨床整形外科研究、細胞影像、疼痛神經生理、分子及細胞生物、重組蛋白質表達、藥物傳輸、.生物界面現象、生物熱傳遞、麻擠研究、聽覺研究、神經肌肉研究、神經系統分析、視覺研究”一的研究方向,在我國,這些研究方向都被認為是生物醫學的研究內容,而不是生物醫學工程的研究內容.②以科研帶動學科的特點不如國外突出我國本科教育有進一步擴大的趨勢,有些沒有科研方向的學校紛紛設立生物醫學工程專業③沒有重視傳統中醫工程研究④生物醫學交叉結合的程度我們不如國外,我們的叫E沒有研究生命系統的就是個證明.
4.就業問題
生物醫學工程師的就業前景是廣闊的,主要就業單位是研究機構、公司和醫院.研究機構可以是研究所或大學里的研究中心,他們從事設計和研制醫院里所鑄的很專門的新設備,也有一部分作為外科或生理研究組的成員參與復雜電子系統的選擇使用,也可以研制新設備公司,可以是儀導及制藥公司,他們參與新的醫療儀器以及醫學及生物學研究用的儀器的研制和生產.他們能夠決定一種新的設計是否有藉要,有梢路,能否滿足各種要求并符合政府的法律規定,他們也可做為公司產品的推銷及售后服務工作.在醫院里,他們從事自動化、研制實驗室用計算機,病人一一計算機的接口以及有關計算機軟件.他們也可以在某一科室〔例如:內科、外科和臨床實驗室工作),也可以在醫院里直接經管生物醫學工程部門的工作.他們是醫院中工程情報的主要提供者,負貴所有儀器的使用、維修和采購的任務,研究分析和處理數據的方法.生物醫學工程師亦參與許多國家研究計劃,如在空間計劃中設計遙測裝I,生命維持系統,人一一機接口設備以及參與空問醫學.他們也參與國防計劃,環境研究,也可做為環境開發及污染、醫院自動化方面的顧問等.
5.生物醫學工程專業的繼續教育
生物醫學工程專業的高等教育與國外相比起步較晚,但經過近20年的發展,現已形成較完菩的學科體系,開設了大專、本科、碩士和博士研究生教育層次.而我國生物醫學工程專業繼續教育發展較慢,在國家成人教育專業目錄中還沒有該專業.我校1,%年首次在全軍開展了生物醫學工程專業??粕究频暮诮逃?,現已招收7屆學員,深受全軍各醫療單位技術人員的歡迎,目前地方許多醫院有關技術人員也來信詢問要求學習.我們認為在新形勢下,生物醫學工程專業繼續教育有著廣泛的前景和開展空間.主要原因是:
(1).隨著科學技術和現代醫學的發展,醫院各種診療技術和設備越來越多,高新技術和自動化程度越來越高,如果沒有生物醫學工程專業技術人員的有效參與,現代化醫院不可能有現代化的管理和診療水平.
(2).從醫院實際看.醫院醫學工程科、信息科、放射科、放療科、超聲科和理療科的臨床工程技術人員是生物醫學工程專業專業本科畢業的為數不多,大都是本專業或相關專業大專畢業,知識結構和實際水平很難適應未來的發展需要,必然有一個知識更新、技術提高的問題.
(3).以現代科學技術為核心的、建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟稱為知識經濟時代,知識經濟時代的到來對現代化醫院的科技水平、人才綜合素質和創新能力有了更高的標準.開展生物醫學工程專業繼續教育,必須滿足實際,若眼未來,在教育觀念、人才培養目標、教學內容和教學方法等方面進行大膽探索.
6.在醫學院校內開設生物醫學工程專業的特點
生物醫學工程專業是一門工程科學,它要求有深厚工程墓礎知識,學生的大部分時問都是在學習工程知識,因此,很容易認為在工科院校開設此專業有優勢,在醫學院校開設這個專業有很大困難.經過幾年的實踐,我們認為在醫學院校辦生物醫學工程專業.開始時要建立起一整套的工程葵礎課教研室和實驗室,,這樣需要的經費、人員較多,起步比較困難,但只要具備了墓本條件,會有很多優勢.
(1).生物醫學工程是工程科學對醫學的滲透,在醫學院校中開設了本專業以后,工程人員和醫務人員思想上的溝通就比較方便,較能做到互相理解,這樣就便于合作.
【關鍵詞】醫學;職業技術教育;生物醫學工程
【中圖分類號】R318.0-4 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949(2014)02-0316-02
基金項目:重慶市教委人文社科基金資助項目(10SKS02)
隨著近20年來世界范圍內高新技術的迅猛發展,職業教育在形式和數量上都有了突飛猛進的增長?;诖耍摵蠂炭莆慕M織(UNESCO)推出最新版本“國際教育標準分類”ISCED1997,雖然將高等職業教育仍定位于ISCED5為“第三級教育第一階段”,但是作為“不直接通向高等研究資格證書”(not leading directly to an advanced research qualification)獲得的教育層次,它將初版中分屬兩個不同層次的大學??疲ㄔ璉SCED5)和本科(原ISCED6)以及“所有博士學位以外的研究課程”(原ISCED7中的博士前課程部分)納入了同一層次之中,從此突破了高等職業教育(尤其是在中國)僅僅局限于??茖哟蔚慕逃款i,為各類職業教育建立本科乃至碩士層次的教育提供了可能[1]。與普通本科教育并行的“立交橋式”發展之路由此拉開序幕。目前我國由于臨床醫學、中醫學、口腔醫學、藥學等專業要求學生掌握一定的科學技術知識以達到“能進入一個高精技術要求的專門職業”。醫學本科院校在醫學主干專業的人才培養定位與水平上均高于醫學類高職高專院校。本文將以生物醫學工程學的國內外現狀為例,來探索職業教育互補于普通醫學本科教育的發展之路。
1生物醫學工程國內外發展現狀
生物醫學工程學是理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學領域滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理與方法,從工程學的角度,在不同層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現象,為防病治病、促進健康提供新技術手段的一門綜合性的高技術學科。
1.1 80年代起生物醫學工程學步入新起點 50年代是生物醫學工程學發展的初期,工程技術與生物醫學間的交差、滲透是從臨床醫學開始的,其中尤以人工器官的出現,可視為現代醫學的一個重大特征。在經歷了60年代的早期發展和70年代以醫學影像技術為代表,所標志的生物醫學工程學取得突破性進展的基礎上,80年代起,生物醫學工程學除繼續向臨床領域橫向擴展外,開始在向縱深方向發展方面出現新的轉折。如醫學影像技術中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超聲診斷裝置、圖像文檔與通訊系統等;出現了全實驗室自動化系統、體外碎石機和除顫器等治療裝置以及微波、射頻、激光、超聲等各種治療技術。
1.2 90年代與更多的學科交叉、融合 組織工程:是生物醫學工程、細胞生物學、分子生物學、生物材料、生物技術、生物化學、生物力學,以及臨床醫學等學科間的不斷交叉、滲透與融合,而形成的新的前沿科學。所涉及的組織有軟骨、皮膚、胰腺、肝臟、腎臟、膀胱、輸尿管、骨髓、神經、骨骼肌、肌鍵、心瓣膜、血管、腸、等,其中皮膚已有初步產品進入臨床應用。我國自90年代初開始了有關的基礎研究工作,并列入了國家重點基礎研究發展規劃(973),成為國家的重點支持項目。生物芯片:在實施人類基因組計劃的推動下,DNA微探針陣列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一時間內分析大量的基因,實現生物基因信息的大規模檢測。微米/納米技術:是指量度范圍分別在0.1?100微米(?m)和0.1?100納米(nm)內的物質或結構的制造技術。其最終目標是,人們將按自己的意志直接操縱單個原子、分子或原子團(小于10nm)、分子團,制造具有特定功能的產品,包括納米材料學、納米電子學、納米機械學、納米生物學、納米顯微學等等新的高技術群。我國在大尺寸納米氧化物材料制備方面,已成功地研制出致密度高、形態復雜、性能優越的納米陶瓷,從而進入了國際領先行列。日本研制出的“萬能醫用微型機器人”,可在不損害任何人體器官的情況下,沿著血管或胃腸道行進到發病部位進行檢查,醫生可指令機器人取組織樣品、直接釋放藥物、清除血栓、切斷或接通神經和進行細胞操作等精細手術。家庭保健工程(Home Health Care, HHC):美國、日本和歐洲等均已將HHC作為重要內容列人21世紀的生物醫學發展戰略,成為優先資助的領域之一。即將家庭保健管理系統、疾病早期預報、家庭治療和康復儀器、家庭急救支援系統等技術和產品作為重點開發項目。我國開展HHC的研究與開發以家用治療產品為最多。通過采用電話傳輸監護網的方式進行心臟監測和急救,已在我國北京、上海、天津、南京、廣州等大城市相繼開展起來。
1.3 生物醫學工程學傳統領域的發展 生物材料:自50年代出現合成高分子材料以來,生物材料取得了很大發展;如今,合成高分子材料,天然高分子材料,醫用金屬材料,無機生物醫學材料,以及由活體材料和非活體材料構成的雜化生物材料,幾乎在臨床醫學各個領域得到廣泛的應用,并最終導致了標志著本世紀現代醫學重大特征之一的人工器官的出現;在此基礎上,90年代生物材料又在向著復合/雜化型、功能型和智能型的方向發展。醫學影像技術:在生物醫學工程學中,像X射線、超聲波、磁共振、放射性核素、紅外線等物理源的醫學影像技術,對醫學的發展起了很大的推動作用,數字化、網絡化、綜合化已成為目前醫學影像技術的總體發展方向。生物醫學工程學所涉學科尚有生物力學、醫學電子學、人工器官等等。
2國內生物醫學工程專業建設情況
生物醫學工程專業屬工科專業,具有很強的多學科交叉性和前沿性,強調數理科學、電子信息和計算機技術等理工科知識與生物醫學知識的有機結合。本專業課程設置除數理化及工程基礎課外,主要專業課程有:電路、信號與系統,模擬與數字電子技術,數字信號處理,生物醫學傳感器與檢測技術,微機原理與應用,單片機在醫學中的應用,生命系統分析與仿真,生物醫學信號處理,生物醫學儀器,醫學成像技術,醫學圖像處理,醫學超聲波,工程生理學,人體解剖學,組織胚胎學,自動控制,計算機與信息系列課程等,并開設多個專業課程設計,做到教學與實驗設計并重。目前國內開設生物醫學工程專業的學校,一部分是醫科院校,一部分是各大綜合類院校。排名前十的有浙江大學、四川大學、上海交通大學、東南大學、西安交通大學、天津大學、清華大學、華中科技大學、南方醫科大學、大連理工大學。而在香港大學,生物醫學工程學由工程學院與醫學院合辦,學生將學習到有關工程和生命科學的原理,理解不同類型的先進醫學工程系統之設計和運作,掌握工程技術在醫學領域的應用。
3醫學職業教育可以在生物醫學工程專業中尋找“立交橋式”發展契機
醫學職業教育類院校,應該與本科院校錯位發展。以生物醫學工程專業為例,應該培養計算機網絡技術服務和各類大型醫療設備的操作與維護方面的專業人才;計算機網絡技術包括:數字化醫學中心,醫學圖象處理及多媒體在醫學中的應用,生物信息的控制及神經網絡生物醫學信號檢測與處理。要求學生深入掌握電子技術,計算機技術,信息處理理論醫學與工程相結合的科研能力,解決生物醫學領域中的科學研究,醫療儀器研制,產品開發以及大型醫療設備的操作,維修管理等問題,同時也能勝任其他領域的電子技術及計算機技術。學生主要學習生命科學、電子技術、計算機技術和信息科學的基本理論和基本知識,受到電子技術、信號檢測與處理、計算機技術在醫學中的應用的基本訓練,具有生物醫學工程領域中的研究和開發的基本能力。
3.1 生物信息技術 實現生物技術和信息技術以及其他學科的有機結合,發展生物信息高通量、高效、快速的提取方法,發展疾病檢測的新方法和新技術,發展研究藥物與靶標作用的新方法,發展基因組數據、蛋白質組數據和結構基因組數據的計算機處理、分析和可視化方法,解析生物大分子結構和功能之間關系等,提高生物信息處理、分析和利用的水平,為我國生命科學和生物技術的源頭創新奠定基礎。
3.2 醫學圖像與醫學電子學 醫學圖像處理和分析、計算機輔助診斷和治療、醫學物理等,以及生物、醫學和工程學等領域理論和方法,并通過這些學科的交叉形成了新型學科。
3.3 生物與醫學納米技術 包括納米生物材料、納米生物器件研究、納米生物技術在臨床診療中的應用、納米材料與器件的計算模擬。
3.4 生物與醫學納米技術 生物醫用材料研究,用于人體、器官的診斷、修復、替換或增進其功能。
3.5 醫學信息學及工程 應用系統分析工具這一新技術來研究醫學的管理、過程控制、決策和對醫學知識科學分析。
4以生物醫學工程為例,探討醫學職業教育的前景
生物醫學工程專業修業年限為四年或五年。授予學位是工學學士。就業前景良好,由于科學技術的發展,各類大型醫療設備的應用越來越廣泛,大型醫療設備的操作、維修及管理人員是各大醫院及公司急需的人才。畢業后可從事醫學機構中醫療器械的維護、使用、銷售和和醫療電子系統的開發與維護,輔助醫生觀察、診斷、治療疾病。職稱由衛生部組織統一考試評定,頒發臨床醫學工程技術(初級士、初級師、中級等)證書。
醫學職業教育不僅要解決國家發展急需的基層衛生人才的培養問題,更重要的是要引領區域經濟向先進領域拓展,提升地方行業水平。建設西部教育高地,需要在技術類專業中大膽創新,走別人沒有走過或者沒有走出規模的路。其重要意義體現在以下幾點:①醫學應用技術類專業雖然具有辦學成本高、難度大等不利因素,但也具有技術含量高、可直接轉化為現實生產力的巨大優勢。②醫學應用技術類專業走向產業化,對引領區域經濟發展、拓展地方行業布局和提升地方行業水平都具有重要的現實意義。③醫學應用技術類人才培育專業群的建成,將為地方輸出高素質的技能型人才,同時也能提供高水平的就業崗位,有助于拉動地方經濟,整體提高地方生產力。④醫學應用技術類專業人才的聚集,與提高區域人才質量、推動地方經濟發展進程直接相關。斯坦福大學在成立之初不被看好,但堅持將硅谷建設與學校成長聯系在一起,最終成為世界名校就是例證[2]。
5結語
在國家拉動內需、教育優先的有利政策指引下,在醫學職業教育領域大力發展醫學應用技術專業是切實可行的。用教學做一體化培養醫學技術專業人才,為地方醫學應用技術產業化發展提供智力支撐,其意義也是深遠的。創立醫學應用技術專業基本原則是按照專業設計,分步驟解決專業基本格局,建設教學做一體化生產性實訓基地,逐步提升專業辦學水平和內涵質量,最終構建具有影響力的專業群。在全國眾多的醫學類高職高專院校中同質化辦學的現象非常突出,上海醫療儀器高等??茖W校涉足生物醫學工程領域外,還沒有一所學校開設生物醫學工程的相關專業[3]?,F代醫療活動是建立在龐大的醫療儀器設備的輔助診斷和治療基礎上的,急需醫學工程技術的大量人才。只有大力拓展醫學相關技術領域的辦學,才能真正在傳統醫學專業之外辦出既有生命力又有制高點的醫學職業技術教育。
參考文獻
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美國生物醫學工程本科教育注重學生生物醫學以及相關的工程學背景雙方向的培養,使學生不僅在生物醫學工程、生物醫學科學及其相關領域內可以繼續深造,同時能為在醫學、管理和法律等方面繼續謀求發展打下堅實基礎[2]。通過分析約翰霍普金斯和凱斯西部保留地2個美國具有代表性的大學的學生畢業情況,發現在過去幾年里約有2/3生物醫學工程本科畢業生選擇繼續深造,研究方向涉及醫學、生物學和工程學在內的各個領域。美國生物醫學工程本科教育的培養目標集中在如何提高學生運用數學、物理學、工程學的原理去解決醫學問題的能力,培養學生在相關研究領域的學習興趣,筑牢學生在職業中的實踐基礎抑或拓展其未來繼續深造的可能性,加強學生對職業操守與倫理責任的認識。我國生物醫學工程本科教育的培養目標相比美國較具體,主要是以適應崗位需求導向為教育思路,注重培養學生的專業性,畢業生所從事的研究及工作領域相比之下較為局限,缺乏為畢業生后續發展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物醫學工程本科教育培養目標出現如此的差異化,主要因為兩國在生物醫學工程領域發展的階段、程度及背景上存在差距,這重點反映在教育理念上的不同:美國更加注重本科通識性教育和職業素質的培養,特別是學生可持續發展能力和產業服務技能的培養;中國仍然是以專業化的教育為主,更加注重培養學生在具體專業領域內從事具體工作的技能。
2師資隊伍之比較
在美國高校的生物醫學工程專業,不僅有負責課程性教學、專業化指導以及自身科研的本系導師,還擁有大量外系以及與研究所聯合的教師。以霍普金斯大學為例,它的生物醫學工程專業擁有100多名教師,但其本系的教師只有42名,其他均為外系教師,這些教師主要來自于藥學院和工程學院。其學科背景更是豐富,涉及到電子學、材料學、數學及統計學、機械、化工等諸多方面,這種充分利用學科間的優勢進行教學的模式,不僅豐富了生物醫學工程專業,更為共同促進學科發展發揮了強大的推動作用[3]。隨著近些年的發展,我國各高校的生物醫學工程專業的師資水平有了顯著提升。但與美國相比,在聯合培養方面還有一定的欠缺,在與其他專業相關領域專家教授的聯系方面做的還不夠,各高校間的交流程度有待提升。
3課程設置之比較
美國高校的本科課程突出通識化、職業化,學制采用四年制,課程主要分為5個方面:(1)科學基本知識;(2)工程類核心課程;(3)生物醫學類核心課程;(4)人文與社會科學;(5)工程類選修課程。其中工程類核心課程類似于國內的專業基礎課,而工程類選修課類似于專業課[4]。在4a本科教育中,第1a主要進行通才教育,學習基礎知識;第2a學生可根據個人興趣及就業取向選擇主修專業,學校安排相關專業領域的教師幫助選修工程課程并進行科研實踐研究指導;最后2a學生則主要進行某一傳統工程領域及其生物應用方面的學習。美國生物醫學工程本科教育以能力為導向,特別關注于知識背景領域的寬度以及課程與職業發展的密切性,重視人文、社會科學等方面的教育,為今后學生在職業選擇上創造了廣泛有利的發展條件。我國生物醫學工程本科的課程設置則主要集中于影像設備和醫學電子工程學這種更為專業化的課程上,基本上沒有高校針對生物醫學工程自身產業化的過程及其背景等相關知識進行認知性教育。相對于專業教育,在學生職業素養和人文素質方面的培養稍顯不足。學生本人對專業課程的自主選擇度不高,能夠選擇的專業課程有一定的局限性。由此可見,我國的生物醫學工程本科教育課程設置更加突出技術性和專業性,學科之間的跨度不夠,學科交叉性不足,很難實現學科間的共同促進和發展,導致能夠幫助學生在未來的職業選擇和發展中跨領域發展的可能性降低。各高校在教學科研方面的特長開展,聯系實際不夠緊密,過分強調專業型技術人才培養,一定程度上與當前知識快速更新的時代脫節。
4實驗實踐能力之比較
美國高校非常重視學生實驗實踐能力的培養。生物醫學工程專業最早在美國發展,積累下了豐厚的科研基礎力量,并且大多高校具備條件優越的實驗室,且實驗室資源十分充足,為學生科研實踐能力的提升提供了優越的條件。例如,哥倫比亞大學和萊斯大學在生物醫學工程本科教育中,實驗室課程占很大比例;杜克大學重視培養該專業的學生在實驗中解決實際問題的能力;弗吉尼亞大學生物醫學工程專業的實驗課程平均每周超過3h。由于我國生物醫學工程專業發展時間相對較晚,目前各高校的專業實驗室資源有限,并且對本科生不完全開放,實驗條件相對落后,因而在課程設置中實驗課比重相對較少。另外,在實踐實驗能力培養方面相比之下重視程度不高,設置的實驗課多半是驗證性實驗等,缺乏創新性,不能充分調動學生的積極性,也不能發揮學生的主觀能動性,因此學生的動手能力得不到充分有效的鍛煉。據統計,我國許多高校本科生的實驗課時不到總課時的1/6,較美國高校水平差距較大。
5對我國生物醫學工程專業本科人才培養發展模式的啟示
通過比較中美兩國生物醫學工程專業本科人才培養模式,發現了我國在該專業本科教育領域存在的不足。針對如何更好地開展生物醫學工程本科人才培養,更好地發展我國生物醫學工程教育,總結了以下感受與啟示。(1)結合我國生物醫學工程的發展趨勢,確立適合我國生物醫學工程發展現狀的人才培養目標。目前,我國生物醫學工程專業還處于發展的初期階段,但伴隨我國經濟的持續發展、技術領域的更新進步,該專業將會進入到一個快速發展的時期。因此,我國生物醫學工程本科教育應適當借鑒美國高校的培養模式,更加注重為研究生培養打下堅實基礎,而本科階段主要集中在理工基礎知識的掌握以及生物學與醫學背景的了解上,從而為學生下一階段在某個研究領域的繼續深造創造有利條件[5]。同時,我國生物醫學工程本科教育還要注意與產業發展相結合,致力于培養既能推動科研發展又能滿足產業化需求的高素質復合型人才,為該專業下階段的跨越式發展進行力量儲備。(2)根據學科發展的規律及特點,逐步實現我國高校師資隊伍的有機整合。生物醫學工程專業屬于交叉學科,是理、工、醫等多學科的交織融合。美國生物醫學工程本科教育的教師很多都是各學科分支的領軍人物,將他們整合在一起組成師資隊伍順應了學科發展規律,發展勢頭必然明顯。隨著我國生物醫學工程專業的發展,目前國內也有一大批該領域的專家學者,他們在各自的研究領域都有著不菲的成績,掌握著豐富的理論知識與科技前沿技術,對臨床需求有著深刻的認識與理解。因此,各高校在師資隊伍建設方面應當充分考慮生物醫學工程專業的發展規律,真正理解交叉學科的內涵,一方面通過高校聯合優勢,集中解決各個分支專業的教學問題;另一方面,盡可能將該領域的專家融入到教育隊伍當中,高效整合師資隊伍,使其充分體現醫工融合的特點,從而為學生提供優質的教學資源,使其真正領會醫工結合的真諦與內涵,那么優秀的生物醫學工程人才必將源源不斷地被挖掘、培養出來。(3)筑牢學生人文素養基礎,強化學生實踐能力,課程體系設置應基于產業市場需求和科研發展。美國生物醫學工程的本科課程尤其以專業課程設置突出其學科本身涉及面廣的特點,同時注重學生人文素質的綜合培養以及實驗實踐能力的有效鍛煉,具有相當的靈活性,并且能夠結合科研優勢突顯重點。我國開設生物醫學工程的各高校應該充分借鑒學習這些經驗做法,并結合各高校的實際情況,貼合自身的科研方向與優勢,有針對性地指導學生進行科研實踐,提升學生的實驗實踐能力。同時,要強化研究與產業的雙方面發展,將市場需求納入課程設置的考慮因素,并且融合學生自身的興趣及未來就業形勢等相關方面,靈活創新地設計課程,爭取培養出具有特點鮮明的、發展方向廣泛的、綜合素質與競爭力強大的醫工人才。
6結語
生物醫學工程學科(BiomedicalEngineering,簡稱BME)是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它運用了現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現象,為防病、治病提供新的技術手段,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。生物醫學工程學科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學科。生物醫學工程興起于20世紀50年代,它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學這個名詞最早是出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會,1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會,后來成為國際生物醫學工程學會。生物醫學工程學除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高技術之一,現今市場規??蛇_1000~2000億美元。生物醫學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫療儀器裝備、醫學物理學以及醫學材料等,它的發展將隨著世界高技術的發展,如航天技術、微電子技術等的發展而得到長足進步。
隨著生物醫學工程學科的高速發展,對相關人才的需求日益增大,為此,我國有大量的醫科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫學工程從本科到博士的專業及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫學工程國際會議”上,各種院校生物醫學工程學科專業教育、課程建設等問題被提出并進行探討,對于交叉學科教育教學模式的創立進行了研究,說明這一問題已經成為高校教育教學研究的熱點。本文在對生物醫學工程學科特色、對醫科藥科、綜合性大學、理工科大學辦學特點進行分析的基礎上,對于在各類院校中設置的生物醫學工程專業的特色建設進行闡述。
1生物醫學工程專業內容特色概述
生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。生物醫學工程專業人才培養特色的探討敏楊禹陳國明劉盛平(重慶理工大學藥學與生物工程學院)
1.1醫學影像技術
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設備進行成像的技術,現還有正在興起的阻抗成像技術等。
1.2醫用電子儀器裝備
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,現在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數的監護儀等,而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學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備,如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監護儀、X射線電視等?,F代化醫療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。
1.3生物力學
主要是研究生物組織和器官的力學特性,人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學(血液流變學)、軟組織和骨骼力學、循環系統動力學和呼吸系統動力學等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質與材料,其大多數是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學穩定性,需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據所需還應滿足各種器官對材料的各項要求,包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。
1.5生物效應與生物控制
生物效應是指在醫療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節控制現象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫學工程最為競爭激烈的領域在醫學成像技術上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統為主。而對醫學信號的處理分析,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,以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫學工程專業的本科學生,將從業于該領域的研究、設備研發及制造、使用、維修養護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫學,十分廣泛,僅四年內進行如此龐大的知識學習,學生將會呈現基礎知識欠缺而專業知識也不深入的問題。為此,我們就醫科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析,在此基礎上,提出了生物醫學工程本科學習建立特色課程體系的見解。
2生物醫學工程專業人才的培養特色的研討
我國生物醫學工程本科專業分別在醫科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫學工程具有典型交叉特性,該專業的畢業生的就業方向有運用醫學影像學技術、醫學信息學技術等在醫院進行疾病診斷及治療,有運用基礎數學、物理、化學知識進行理論創新與實踐,更多的是運用工程技術進行醫療器械、設備裝備的研發、制造與維護管理等。由于生物醫學工程龐大的知識體系,無法由某一個從業人員掌握,需要各方向的協作與合作,由此認為,設置于醫科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫學工程專業應有各自的特色。
2.1醫科類大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.1.1人才培養目標
作為醫科大學,其專業人才培養具有鮮明的醫學特色與優勢。醫科類大學生物醫學工程相關專業的人才,其就業方向更多應以進入醫院從事常規放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作,運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療,所以其培養的人才首先應學習并具備醫學的專業知識,然后才是具備基于醫學專業領域需要的現代醫療儀器的研發與使用、管理能力的知識體系的學習,成為擁有工學知識及應用能力的醫學應用型、復合型高級人才,畢業后所從事的仍是醫藥衛生領域工作,在醫院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫學工程側重點不同。如在一般醫科大學中都設有生物醫學工程專業,以及與此相關的醫學影像學專業、醫學信息學專業等,其培養目標就應以“培養具有基礎醫學、臨床醫學和現代醫學生物醫學工程(如影像學、信息學等)的基本理論知識及能力,能在醫療衛生單位從事醫學診斷、治療(或信息管理等)和醫學成像(或醫學信息等)技術等方面工作的醫學高級專門人才”為主。相應的培養要求應在于“學習基礎醫學、臨床醫學、醫學影像(或信息學、醫學超聲學等)的基本理論知識,受到常規放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫學影像學、信息學、醫學超聲等操作技能的基本訓練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養能力”上。#p#分頁標題#e#
2.1.2課程設置
基于醫科大學的特色,其主干課程應注重基礎醫學、臨床醫學,同時開設基于醫學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數學類、物理類、化學類、計算機類,如高等數學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程,基礎和臨床醫學類課程,如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫學、中藥學、衛生管理等課程,然后按照各高校側重設置傳統生物醫學工程的工學類、工程類課程,如模擬電子、數字電子技術、傳感器、數字信號處理、醫學圖像處理、醫用儀器原理、醫學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態學等,部分專業可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫學工程專業,但需要按照本校特色來設置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫學工程高度交叉學科的學科特色的。
2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.2.1人才培養目標
現今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫學工程專業,如北京大學工學院、浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫學工程學院,四川大學高分子科學與工程學院等,各具特色。以東南大學生物科學與醫學工程學院為例,其前身是生物科學與醫學工程系,創建于1984年。學院的科學研究及學生培養方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透,應用電子信息科學理論與方法解決生物醫學領域中的科學問題,發展現代生命科學技術。其人才培養目標在于“培養掌握生物醫學工程專業知識,掌握分析與健康相關的生物醫學工程問題的方法,并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠大理想的工醫結合復合型優秀人才”。即更加注重于培養工程與醫學相結合的復合型人才,這些專業人才的從事的工作更多是在用于醫學診斷、治療的儀器設備的設計、研發及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫學工程專業的培養目標,按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫學工程教學科研的相關學科為依據,培養從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發、生產的高級專門人才。”,偏向于材料工程學。由此可知,在綜合性大學工科以及理工科大學中,生物醫學工程專業應更注重工學、工程學內容,其培養目標就應以“培養具有現代醫學生物醫學工程(如機械、電子、材料、計算機在醫學中應用等)的基本理論知識及能力,能在醫療設備相關企事業單位從事設備(或裝備)設計研發、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養要求應更多的學習工學的基本理論知識,受到常規醫療裝備、設備等設計、研發、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。
2.2.2課程設置
基于工科特色,其主干課程應注重工科基礎理論的學習,了解醫學基礎知識,同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫學中而派生的專業課程。如將特色定在醫療設備制造等方向上的生物醫學工程專業,其基礎類課程更加強了基礎數學、物理的學習,設置了較多學分的高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及實驗等,醫學類課程設置了基礎醫學與實驗,涵蓋人體解剖學知識,專業基礎課和專業課設置了生物醫學數學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫學成像原理、醫學影像系統、生理信號檢測、生理信號處理、醫學圖像處理、醫學儀器設計與實現、醫學傳感器、醫學光學、醫學超聲、醫學材料等,同樣,課程設置也應按照本校特色加以取舍。
在美國高校的生物醫學工程專業,不僅有負責課程性教學、專業化指導以及自身科研的本系導師,還擁有大量外系以及與研究所聯合的教師。以霍普金斯大學為例,它的生物醫學工程專業擁有100多名教師,但其本系的教師只有42名,其他均為外系教師,這些教師主要來自于藥學院和工程學院。其學科背景更是豐富,涉及到電子學、材料學、數學及統計學、機械、化工等諸多方面,這種充分利用學科間的優勢進行教學的模式,不僅豐富了生物醫學工程專業,更為共同促進學科發展發揮了強大的推動作用[3]。隨著近些年的發展,我國各高校的生物醫學工程專業的師資水平有了顯著提升。但與美國相比,在聯合培養方面還有一定的欠缺,在與其他專業相關領域專家教授的聯系方面做的還不夠,各高校間的交流程度有待提升。
2課程設置之比較
美國高校的本科課程突出通識化、職業化,學制采用四制,課程主要分為5個方面:(1)科學基本知識;(2)工程類核心課程;(3)生物醫學類核心課程;(4)人文與社會科學;(5)工程類選修課程。其中工程類核心課程類似于國內的專業基礎課,而工程類選修課類似于專業課。在4a本科教育中,第1a主要進行通才教育,學習基礎知識;第2a學生可根據個人興趣及就業取向選擇主修專業,學校安排相關專業領域的教師幫助選修工程課程并進行科研實踐研究指導;最后2a學生則主要進行某一傳統工程領域及其生物應用方面的學習。美國生物醫學工程本科教育以能力為導向,特別關注于知識背景領域的寬度以及課程與職業發展的密切性,重視人文、社會科學等方面的教育,為今后學生在職業選擇上創造了廣泛有利的發展條件。我國生物醫學工程本科的課程設置則主要集中于影像設備和醫學電子工程學這種更為專業化的課程上,基本上沒有高校針對生物醫學工程自身產業化的過程及其背景等相關知識進行認知性教育。相對于專業教育,在學生職業素養和人文素質方面的培養稍顯不足。學生本人對專業課程的自主選擇度不高,能夠選擇的專業課程有一定的局限性。由此可見,我國的生物醫學工程本科教育課程設置更加突出技術性和專業性,學科之間的跨度不夠,學科交叉性不足,很難實現學科間的共同促進和發展,導致能夠幫助學生在未來的職業選擇和發展中跨領域發展的可能性降低。各高校在教學科研方面的特長開展,聯系實際不夠緊密,過分強調專業型技術人才培養,一定程度上與當前知識快速更新的時代脫節。
3實驗實踐能力之比較
美國高校非常重視學生實驗實踐能力的培養。生物醫學工程專業最早在美國發展,積累下了豐厚的科研基礎力量,并且大多高校具備條件優越的實驗室,且實驗室資源十分充足,為學生科研實踐能力的提升提供了優越的條件。例如,哥倫比亞大學和萊斯大學在生物醫學工程本科教育中,實驗室課程占很大比例;杜克大學重視培養該專業的學生在實驗中解決實際問題的能力;弗吉尼亞大學生物醫學工程專業的實驗課程平均每周超過3h。由于我國生物醫學工程專業發展時間相對較晚,目前各高校的專業實驗室資源有限,并且對本科生不完全開放,實驗條件相對落后,因而在課程設置中實驗課比重相對較少。另外,在實踐實驗能力培養方面相比之下重視程度不高,設置的實驗課多半是驗證性實驗等,缺乏創新性,不能充分調動學生的積極性,也不能發揮學生的主觀能動性,因此學生的動手能力得不到充分有效的鍛煉。據統計,我國許多高校本科生的實驗課時不到總課時的1/6,較美國高校水平差距較大。
4對我國生物醫學工程專業本科人才培養發展模式的啟示
通過比較中美兩國生物醫學工程專業本科人才培養模式,發現了我國在該專業本科教育領域存在的不足。針對如何更好地開展生物醫學工程本科人才培養,更好地發展我國生物醫學工程教育,總結了以下感受與啟示。
(1)結合我國生物醫學工程的發展趨勢,確立適合我國生物醫學工程發展現狀的人才培養目標。目前,我國生物醫學工程專業還處于發展的初期階段,但伴隨我國經濟的持續發展、技術領域的更新進步,該專業將會進入到一個快速發展的時期。因此,我國生物醫學工程本科教育應適當借鑒美國高校的培養模式,更加注重為研究生培養打下堅實基礎,而本科階段主要集中在理工基礎知識的掌握以及生物學與醫學背景的了解上,從而為學生下一階段在某個研究領域的繼續深造創造有利條件。同時,我國生物醫學工程本科教育還要注意與產業發展相結合,致力于培養既能推動科研發展又能滿足產業化需求的高素質復合型人才,為該專業下階段的跨越式發展進行力量儲備。
(2)根據學科發展的規律及特點,逐步實現我國高校師資隊伍的有機整合。生物醫學工程專業屬于交叉學科,是理、工、醫等多學科的交織融合。美國生物醫學工程本科教育的教師很多都是各學科分支的領軍人物,將他們整合在一起組成師資隊伍順應了學科發展規律,發展勢頭必然明顯。隨著我國生物醫學工程專業的發展,目前國內也有一大批該領域的專家學者,他們在各自的研究領域都有著不菲的成績,掌握著豐富的理論知識與科技前沿技術,對臨床需求有著深刻的認識與理解。因此,各高校在師資隊伍建設方面應當充分考慮生物醫學工程專業的發展規律,真正理解交叉學科的內涵,一方面通過高校聯合優勢,集中解決各個分支專業的教學問題;另一方面,盡可能將該領域的專家融入到教育隊伍當中,高效整合師資隊伍,使其充分體現醫工融合的特點,從而為學生提供優質的教學資源,使其真正領會醫工結合的真諦與內涵,那么優秀的生物醫學工程人才必將源源不斷地被挖掘、培養出來。
(3)筑牢學生人文素養基礎,強化學生實踐能力,課程體系設置應基于產業市場需求和科研發展。美國生物醫學工程的本科課程尤其以專業課程設置突出其學科本身涉及面廣的特點,同時注重學生人文素質的綜合培養以及實驗實踐能力的有效鍛煉,具有相當的靈活性,并且能夠結合科研優勢突顯重點。我國開設生物醫學工程的各高校應該充分借鑒學習這些經驗做法,并結合各高校的實際情況,貼合自身的科研方向與優勢,有針對性地指導學生進行科研實踐,提升學生的實驗實踐能力。同時,要強化研究與產業的雙方面發展,將市場需求納入課程設置的考慮因素,并且融合學生自身的興趣及未來就業形勢等相關方面,靈活創新地設計課程,爭取培養出具有特點鮮明的、發展方向廣泛的、綜合素質與競爭力強大的醫工人才。
5結語
根據《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》有關要求,為貫徹落實《生物產業發展“*”規劃》,促進我國生物產業持續、快速、健康發展,保障廣大人民群眾身體健康,國家發展改革委決定于*-2008年組織實施生物醫學工程高技術產業化專項。現將有關事項通知如下:
一、專項的主要內容
生物醫學工程是指綜合應用生命科學和工程科學的原理與方法,系統研究人體的結構、功能及生命現象,研發用于防病、治病的材料、植入器械、人工器官以及生物醫學信號檢測、圖像顯示和疾病診治裝置的總稱。專項根據我國生物醫學工程產業的技術發展基礎和特點,重點支持具有我國自主知識產權和國內外重大市場前景的生物醫學工程產品產業化項目,以及產業化相關技術開發及產業化重大技術支撐條件建設。專項支持的重點領域為:
(一)新型醫用植入器械及人工器官的產業化,包括:表面生物活化改性的人工關節;表面抗凝血、抗組織增生改性的血管支架、人工機械心瓣膜及其他介入治療器件;人工腎、人工肝等體外循環人工器官等。
(二)組織工程產品產業化,包括:組織工程骨、肌腱、血管、皮膚、角膜等組織工程產品。
(三)數字化醫學影像診斷設備和系統的產業化,包括:計算機斷層掃描系統(CT)、磁共振系統(MRI)、數字化X射線機、彩色超聲影像系統等。
(四)微創診療設備和新型腫瘤治療裝置的產業化,包括:新一代多品種內窺鏡、微型攝像及介入手術裝置、腫瘤物理治療設備等。
二、專項實施目標
通過實施專項,加快生物醫學工程高技術成果的產業化,形成一批生物醫學工程新產品,扭轉高端產品依賴進口局面,滿足廣大人民群眾醫療需要。培育和壯大生物醫學工程產業,扶持自有品牌,加速產業結構調整,提高中高檔產品比例,提高產業整體水平,提升產業在國際分工中的地位。培育具有較強國際競爭力的大型企業和企業集團,促進產業集聚式發展。引導、推動產業持續、快速發展,做大產業規模,促使我國生物醫學工程產業在2010年達到1000億元以上的規模。
三、專項實施的原則
為確保專項實施能夠取得應有的效果,在專項的組織實施過程中,重點把握以下原則:
(一)以市場為導向。面向提高廣大人民群眾醫療健康水平的重大需求,推進新型生物醫學工程產品、特別是已經具備一定技術基礎產品的產業化進程。
(二)鼓勵自主創新。著重推動具有我國自主知識產權和自有品牌產品的產業化;加速發展我國具有技術基礎和優勢的產業領域。
(三)促進產學研聯合。重點支持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作項目。
(四)培育龍頭企業,促進產業集聚。重點扶持具有潛在國際競爭力的大型企業和企業集團,促進項目向國家生物產業基地集聚。
四、具體要求和進度安排
(一)專項項目應按照我委頒布的《國家高技術產業發展項目管理暫行辦法》(國家發展改革委令第43號),開展項目組織、資金申請報告編制和申報工作。
(二)主管部門要嚴格審查項目的產業化基礎和申報單位的建設條件。申報單位(包括技術依托單位)應是行業或區域有實力、影響力的大企業,應具備較強的技術開發、經營管理、資金籌集等方面的能力。
(三)項目需要提供有關部門出具的醫療器械或相關生產許可文件。項目應是近3年取得注冊證書的新產品,并在全國具有比較優勢。
(四)項目主管部門應對資金申請報告及相關附件(如銀行貸款承諾、自有資金證明、生產許可文件等)進行認真核實,并負責對其真實性予以確認。
(五)國家生物產業基地所在省市可申報5項,其它項目主管部門申報項目的數量原則上不超過3項。
請你們對已完成項目備案程序、并符合專項重點內容的項目進行認真審查,組織編寫資金申請報告(具體要求見附件),于*年11月30日前,將項目資金申請報告、項目簡介和有關附件等材料一式三份報送我委,同時提供電子文本。
關鍵詞:生物醫學工程;應用型;人才培養
生物醫學工程(BiomedicalEngineering)是一門運用工程學的原理和方法解決生物醫學問題、具有多學科融合和特定內涵特質的綜合性學科。20世紀50年代已形成獨立學科,而我國則是在1978年正式確立該學科,該專業主要培養具有良好工程技術、扎實醫學基礎知識,且能將醫學與工程技術進行良好結合的生物醫學工程高級技術人才。目前,醫療事業發展中涉及的醫學儀器、醫學材料等世界上發展迅速的支柱型產業,需要大量該專業人才。根據數據統計,截至2018年底,全國已有124所高校設有該專業,年招生6332人,??茖哟蜗嚓P的專業有4個[1]。我校是目前廣東省獨立學院中唯一開設生物醫學工程專業的本科院校,本專業開設于2009年,隸屬于生物醫學工程學院(以下簡稱我院),目前已招收10屆學生,截至2019年6月,設有醫學儀器、醫療裝備與信息管理、醫學物理與技術、醫學影像應用技術四個方向。本文圍繞我校生物醫學工程專業開設10年來的教學實踐和學生的學習狀況、社會需求,從以下幾個方面探索具有特色的生物醫學工程專業人才培養模式。
1明確人才培養目標
大學教育主要是培養學生的終身學習能力,從社會需求和近幾年就業反饋的情況來看,我們將培養方向主要定位于培養具有創新意識的應用型人才,專業領域包括醫療儀器、醫用耗材管理、腫瘤放療技術、醫學影像技術,即培養大型醫療設備的操作、維修及管理人員和醫院放療科及影像科技師。為了實現本專業制定的培養目標,拓寬就業渠道,從應用型人才培養定位出發,我們要求學生畢業時能掌握生物醫學工程的基礎知識、基本理論和專業技能,能在醫療器械企業、醫院、醫療衛生機構等相關行業從事醫學工程技術的開發、服務、管理等工作,具備較強的知識更新能力和創新意識。近年來,我院通過走訪國內開設生物醫學工程專業的高校,結合實際情況,在制定人才培養方案時,進一步明確應用型人才培養目標,加強學生創新能力和綜合能力的培養。根據我院近年來畢業生的就業情況看,畢業生的就業主要分布在珠三角及周邊醫院和醫療器械相關企業,這與本專業的培養目標和定位相匹配,就業質量普遍較高,人才培養取得了較好的效果。
2設置科學合理的課程體系
課程設置是人才培養的核心,其合理與否直接影響畢業生的質量[2]。合理的課程體系應緊密結合社會需求和科技發展的變化,及時調整課程設置,更新授課內容,使學生能接受到最新的知識和技術。我校生物醫學工程專業下設不同的專業培養方向,經過多年的教學實踐,已形成了“前期基礎課趨同,后期專業課分流”和“寬口徑、厚基礎”的教學模式。課程體系由公共基礎課、專業基礎課、專業課三個模塊構成。通過整合我?;A課的優勢教學資源,建設相近學科的課程互通平臺,實現基礎課教學資源共享;利用優質的實習基地教學資源以及專業實驗教學平臺,加強專業課程的特色化教學、實習教學、專業技能訓練和畢業設計,實現“強特色、重應用”教學。在實施人才培養方案的過程中,我們歷年來重視醫學課程與工程技術課程知識的相互滲透,以培養“醫、工融合”的應用型人才為宗旨,在課程設置和課程結構、教學內容和教學方法等方面突出以培養社會需求的特色人才為主線。強調基礎課,彰顯厚基礎,拓寬專業面,注重應用型,加大基礎課所占比重,拓展基礎學科的范圍,整合相關學科聯系,不斷優化知識體系、構建模塊化課程體系、實踐體系。通過實踐,我們認為,在重視專業基礎課學習的基礎上,還要注意拓寬學生的專業知識面,盡可能擴大其對專業外延的了解。在具體的課程設置上,本專業采用開設注重基礎醫學知識的專業基礎課程和具有醫學特色的電子學、工程學相關課程以及專業主干課程相結合的方式,實現醫工融合。既重視基礎知識課程,包括專業基礎知識課程和醫學知識課程,又開設了一批突出各專業方向特色的課程,包括醫學影像設備學、醫學影像技術學、放射治療技術學、放射腫瘤學、醫用耗材管理、醫院信息管理學、醫學電子儀器原理與設計、醫學圖像處理、信號處理等專業課程。總體來說,本專業的課程設置較為科學合理,但仍需加強實踐教學和醫學基礎知識的教育。
2.1增加實踐教學比重,強化實踐教學
以2018版修訂的人才培養方案中生物醫學工程專業(醫學儀器方向)為例,該專業方向的實驗教學有27學分,集中性實踐教學環節有12.5學分,實驗實踐教學占課程總學分比例達到23.51%,比例較為合理,對照《國標》要求,還需進一步加強實驗實踐教學。
2.2重視醫學基礎知識教育
通過調研學生畢業3~5年內專業知識對崗位的支撐情況和學生在實習(主要指在醫院實習)過程中遇到的問題,本專業除了加強專業課程的教學質量,還應重視醫學基礎知識如人體解剖學、組織胚胎學、生理學等課程的教學,改革此類課程的傳統教學模式,加強實驗教學,為學生提供更豐富的學習資源等。
3強化師資隊伍建設
我校生物醫學工程專業目前有專職教師12人,高級職稱教師3人,占專職教師的比例為25%;從中山大學各附屬醫院、廣州市婦女兒童醫療中心等校外臨床實習基地聘請17名兼職教師,采用“學院專職專業基礎教師與臨床實習基地兼職教師”相結合的模式,形成了一支由院長、專業主任和一批中青年骨干教師組成的學歷、職稱結構合理、素質優良、符合學校目標定位要求,適應本專業發展需要的專兼職教師隊伍。在教師隊伍的培養過程中,我們積極創造條件鼓勵青年教師開展教學和科學研究,拓展專業研究和應用領域,并鼓勵教師將科研成果應用于本科教學工作中,最終達到提高人才培養質量的目的。同時,結合專業建設,我們聘請了社會上有實踐經驗的工程技術人員和具有較高知名度的教師來校任教,指導教學科研,開展講座。在教學實施過程中,我們根據學科特點和教師特長,組建不同類別課程教學小組,一門課程由多名青年教師共同承擔,在學院院長的帶領下實行分段教學、課程負責人制,由課程負責人主持課程的集體備課、討論、集體命題等環節,給青年教師提供合作、探討、實踐的途徑,促使教師拓展教學方法與思路,進一步總結、提升和更新自己的教學設計,更好地體現自己的教學個性,不斷優化自己的教學行為,提升教學能力。
4加強實踐教學環節
我校生物醫學工程專業的實踐教學主要包括課程實驗、實習(創新性實踐)、畢業設計三個教學環節,學生畢業前需經歷基本技能訓練到獨立完成課題的全過程訓練,畢業時才能具備較強的創新能力和實踐能力。實踐是檢驗學生對理論知識掌握程度的一種有效方式,因此,我們要求實驗課教師授課時應將實驗課程與理論課程有機地結合起來,以此來有效地減少實驗的盲目性和因循性,提高科學性及功效性[3]。為增強學生創新意識和動手能力,激發學生的求知欲,我們嘗試了不斷改革實驗教學內容和考核方式,減少重復性、驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗,注重課程設計和畢業設計的真實性、實用性,加強實習過程中的實際操作能力訓練,如現代醫學電子儀器原理與設計開設“心電圖機的維修與維護”實驗,著重訓練了學生的儀器維修技能。為給學生提供科學探索和科研創新的途徑,我院開放教學實驗平臺供學生課余時間使用;組建創新科研興趣小組,讓學生參與教師的科研項目;鼓勵學生參加“全國大學生生物醫學工程創新設計競賽”“藍橋杯”等與本專業相關的專業技能大賽等。實踐表明,通過上述多種途徑給學生創造基礎科研條件,提高其專業技能,能使學生畢業后迅速適應工作崗位。
5努力探索優生優培教學模式
經過多年的探索,我校生物醫學工程專業人才培養取得了較好的效果。但隨著近年來招生人數的增加,大班教學已無法滿足本專業對教學質量的要求,為保證教學質量,我們從2017級開始探索實行優生優培分班教學模式。公共基礎課仍采用大班教學,專業基礎課及專業課則采用按成績分班教學的模式,且每學期初進行動態調整。以2018~2019學年為例,2017級兩個學期動態調整的學生占比為11.11%,2018級兩個學期動態調整的學生占比為13.82%,比例較為合理,且按成績按學期動態調整學生班級,對學生有較強的激勵作用,取得了較好的效果,后續我們將繼續探索實踐該教學模式,為人才培養提供更多的特色途徑。