生物醫學工程專業就業方向范文

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篇1

[關鍵詞]：基礎生理實驗課體系 生理信號分析與處理 研究性教學 考核評價體系

[中圖分類號] TH79 [文獻標識碼] A

一、 引言

依據高等教育內外部環境的諸種變化，以及國家自主創新對于創新性人才培養的要求，在“卓越工程師”培養的教育理念指導下，通過對學生知識、能力與創新要素的綜合分析研究，本文提出構建一種以學生為中心，以滿足創新型人才培養的個性化需要，利于學生自主學習為目標的多模式開放型實驗教學體系。該種實驗教學體系對創新型人才培養的推動作用主要體現為實驗教學的多模式化組織以及綜合性開放式實驗考核評估2個方面。

生物醫學工程及相關儀器專業的學生在實驗技術上應培養具備生物醫學信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫療電子、信息與儀器等硬件知識、并具備較強的醫學應用軟件設計、開發的能力，能夠將信息技術與醫療管理、醫療服務有機結合的高級醫學信息技術人才。因此在課程內容安排上做到面和點的結合，既要保證知識面廣，同時要重點突出。但現狀是生物實驗與儀器等軟硬件平臺的掛鉤程度不夠。目前生物學實驗一方面主要涉及以細胞等微觀生物信息為主的實驗數據，主要以細胞生物學、遺傳學、解剖學為代表；另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號為主的實驗數據，主要以醫學儀器相關實驗為代表，均以單一化實驗結果作為實驗考核依據，限制了學生主動性和創造性的發揮。所以生物學實驗需要結合自身的教學經驗，對教學中存在的問題進行逐步改進。通過調整實驗內容、改革教學方法、完善考評體系等措施，對于生物實驗分析不能以短期實驗唯一結果論的定性認識為主，而應該強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式分析，即在側重得到實驗結果的同時，鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺知識，靈活選擇信號特征提取方法，加強對信號分析的能力和對結果的理性認識，發揮實驗課的實踐性優勢，得到多樣化的處理結果，最大程度地增強學生的自主性與參與性。

在以過程化為主的“一問多答”教學模式中，采用啟發式的教學方法。教師根據教學內容向學生提出問題，引起學生主動思考，從而變結果灌輸式的被動學習為過程啟發式的主動學習，加深學生對概念、理論的理解，發現問題，敢于提出問題，渴求解決問題。而課后的各種實驗數據處理結果可以直觀地了解教師教學內容安排是否合理，教學效果是否明顯，為教學改革提供依據，從而為創新性高素質人才的培養作出應有的貢獻[1]。

二、現有模式的現狀及改革途徑

（一）. 微觀生物實驗內容由于教學條件等因素的限制，多局限于顯微鏡使用、或細胞膜通透性等驗證性實驗，對于推動微觀細胞生物學快速發展的新技術新方法，缺少教學資料與手段；同時，人體生理信息等宏觀醫療儀器生物實驗的測試側重于對醫療儀器面板的操作和各種簡單生理信息的直接獲取。

（二）. 實驗教學模式單調，難以激發學生的積極性和主動性。現行的實驗教學基本都先由學生預習實驗指導書，實驗儀器設備及試劑都由實驗教師提前準備好，學生只要按照實驗步驟按部就班地做，最后寫出實驗報告。這種實驗教學模式難以很好地啟發學生創造性思維，不利于培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。學生容易無精打采，注意力分散，反應遲滯，多數學生被動應付教師的要求，甚至投機取巧，如采用“配色”等方式快速完成生化實驗；有的課堂學生隨心所欲，各行其是，故意搗亂，師生處于一種對抗狀況。在這樣的課堂環境里，教學任務難以完成，傳授知識、培養素質的目標難以實現[2]。

（三）. 實驗教學缺乏綜合性、設計性，不利于學生綜合素質的培養。由于課時安排固定、實驗條件的限制，現行開設的實驗項目多為驗證性實驗，實驗過程及可能出現的問題基本固定，結果也基本已知，只要按照步驟去做，基本都能達到較好效果。這種模式限制了學生思維，難以達到學生綜合素質的培養[3]。

（四）. 實驗課成績評定方式需要進一步完善。實驗課程由于其性質的特殊性，往往難以確定完善的考核指標和體系，從而導致學生實驗報告書寫的工整和完整程度決定了最終成績，使得最終實驗課成績評定存在一定的隨意性，從某種程度上影響了學生學習的動力[4]。

在此評估基礎上，應實現的改革途徑主要包含以下兩個方面：

第一，生物學實驗教學鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號特征提取方法，加強對信號分析的能力和對結果的理性認識，發揮實驗課的實踐性優勢，得到多樣化的處理結果，最大程度地增強學生的自主性與參與性，培養學生理論聯系實際、獨立思考、團隊合作、自主創新的科學精神；

第二，通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式，注重實驗知識的延伸，創造和諧課堂、完善考核制度等改革措施，發揮實驗課的實踐性優勢，努力營造和諧課堂，最大程度地增強學生的自主性與參與性，培養社會需要的創新型、應用型、復合型、外向型人才。

三、實驗內容改革的模塊化設置

（一）修改完善教學大綱，科學合理設置實驗內容。

本專業實驗本著充分利用現有資源和儀器設備的原則，綜合考慮知識的難點和重點調整實驗教學內容，以“綜合課程設計”的2-3個相互銜接的短學期形式，對原有實驗內容進行篩選和整合，依照學生的實驗技能發展過程依次開設基本操作實驗、驗證性實驗、綜合性和創新設計性實驗。以微觀生物實驗為例，基本操作實驗包括顯微鏡的使用、顯微測量、細胞形態觀察等內容；設計驗證性實驗包括活體染色、細胞化學、核酸存在部位及檢測方法、細胞膜的滲透壓及細胞吞噬作用等內容；設計綜合性實驗需要在完成基本操作實驗和驗證性實驗的基礎上，指導學生查閱實驗資料及設計實驗方法，合理利用實驗室資源，充分利用實驗材料來完成實驗，如動物細胞的原代及傳代培養可作為設計綜合性實驗內容。相關生物實驗進行后，應著重加強特定生物信號與相應軟件處理的結合工作。可簡單概況為將專業軟件類課程打通，開設一門面向專業的軟件設計課程，如“生物醫學工程軟件設計”，或“電子信息技術及儀器軟件設計”課程，處理對象可定位為前期獲得的實驗數據。而以宏觀的動物生理數據為例，離體培養的小雞或蛙心肌細胞信號可通過相關動物實驗獲得，通過將測試的信號存儲成dap數據格式，輸入labVIEW軟件進行鎖相處理編程及特定濾波處理，實現對所弱信號的分析和相應數字信號處理工具的掌握，達到將感性數據上升到理性知識的目的。

（二）改革教學方法，變結果灌輸式為過程啟發引導式。

實驗過程中，既要發掘實驗背后的理論支持，又要培養技術意識，重視實驗技術和方法。同時，鼓勵師生交流，提倡師生間的問答，活躍課堂氣氛。教學過程中，教師在講清實驗目的和原理的前提下，鼓勵學生根據所學知識，自主設計實驗過程并完成實驗，實驗報告可考慮通過建立在各種實驗數據分析基礎上的論文形式完成。

（三）完善考評體系，激發學生對科學的求知欲和對本課程的興趣。

實驗考評體系應以過程累積式考核為主，擯棄傳統結果式考評。以細胞生物學實驗為例，其考核應以考查學生運用理論重視、運用實驗技術的能力為主要內容，可安排綜合性實驗要求學生利用所學的理論知識和實驗技術進行綜合分析、實際操作、做出實驗結果。對于實驗技術，以學生的直接操作作為考核方式，對于實驗理論的考核，通過閉卷方式完成，也可以通過學生對實驗數據的各信息化平臺分析來進行多結果式考核。另外，對于能夠自主設計完成實驗，積極申報完成開放性實驗的學生給予較大系數的鼓勵性加分。實驗具體路線圖如下。

四、實驗操作的關鍵性問題

（一）如何處理實驗室的開放問題。

在改革過程中，實驗設備資源的開放和教學方式的開放是該長期化銜接實驗的重要保障。其主要實現途徑為，結合生物學和儀器教學平臺，實施“具體生物弱信號案例教學法”，采用學期末“首尾相連”的兩個短學期和整個學期的“三明治”夾心時間實施整個實驗課程，并由相關實驗課的青年教師負責各實驗室的公共開放時間和相互協調。這樣能有效調動學生的主觀能動性，加強課程內容的實踐性，在知識的傳授過程中滲透工程技術的內容，使學生掌握工程設計、工程實踐的一般規律和基本方法，避免工科教學理科化、脫離實際的傾向。如圖2所示針對在體心電信號的測試及信號處理方法，可安排在微觀動物心肌細胞的培養及生物學方法觀察的細胞生物學實驗的短學期時間，同時合并進行在體式心肌細胞搏動的信號及噪聲分析，加強定性實驗及理性的定量分析實驗的融合，提高相關理論知識與動手能力的結合（圖2）。

（二）如何充分利用實驗室資源，引導學生設計綜合性實驗

第一，以生理儀器平臺為主的硬件實踐動手能力。

當完成基礎性生理實驗及相關軟硬件知識的授課后，以宏觀人體生理信息為主的醫學儀器實驗，應該以設計開發性實驗為主，鼓勵學生自己設計開發醫學儀器。同樣以心電信號為例，如心電監測儀實驗中，可要求根據在體式及離體式心電信號的特點（圖3（a）（b）），結合理論知識，設計電信號檢測原理圖，用布線軟件軟件畫出其原理圖，并制作電路板、布線和焊接電路，在單片機應用開發環境中編寫程序并調試。最后制作簡單心電監測儀，通過相關的虛擬儀器平臺，在示波器上顯示被測者心電圖。同時配合相關傳感器知識，還可制作體溫計、氣體檢測儀等醫學儀器。在此基礎上，還可設置網絡數據平臺，進行遠程控制。

第二，以微弱生物信號實驗數據分析為主的軟硬件結合能力。

信息技術的發展對生物醫學信號的檢測、處理以及數字信號處理幾個方面發揮著重要的作用。生物信號一般可以分成電信號和非電信號，如心電、肌電、腦電等屬于電信號；其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號。如從處理的維數來看，可以分成一維信號和二維信號，如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號；而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號。醫學儀器實驗采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號數據，應利用學生的相關生物醫學信號處理的知識，根據生物醫學信號的特點，對所采集到的生物醫學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸，其研究目的一是對生物體系結構與功能研究，二是協助對疾病進行診斷和治療。

本學院的相關教研室教師結合labview、DSP等編程工具的實驗教學案例，對于“虛擬儀器技術”及“數字信號處理”的綜合做了以下研究及整合。“虛擬儀器技術”及“數字信號處理”是一門應用性較強的技術課程。隨著信息化的發展，信息技術不斷地滲透到科學研究等各個領域中，發揮著越來越大的作用。科學實驗、測試信號的處理、工業生產中自動化生產線的測控等都以信號處理為基礎。我校“數字信號處理”實驗，以數字信號分析為基礎，以數字濾波為手段，以數字信號處理為目的，突出譜分析和濾波的應用，加大與信號與系統、自動控制原理，以及后繼的通信原理、計算機圖像處理等課程之間的銜接，使其與其他課程實驗融合為一個有機的整體。

以虛擬儀器中的相關控件調用為例，解決數字信號處理課程中的基本知識點“快速傅里葉變換（FFT） 數字濾波器”的實驗設置，對本文提出的“多模式過程啟發型實驗教學體系”進行具體闡述。

該知識點通常的實驗要求和目的為：①加強對labVIEW相關控件工具的使用及虛擬儀器技術編程能力的提高，加深對FFT基本原理和性質的理解；②學習利用FFT對連續或離散時間信號進行譜分析，了解可能出現問題及其原因，以便在實際應用中能夠正確使用FFT。

按照基本的實驗要求和目的，和多模式開放性原則，對該知識點的實驗設置如下：

第一，驗證性實驗內容。主要通過調用labVIEW“信號分析模塊”總的FFT函數，分析序列和其頻譜的特點，設計產生相應的虛擬生理信號及噪聲源，利用數字信號處理中各濾波器的特點去除噪聲，分析去噪后結果，并利用相關原理解釋其中的現象。實驗目的是通過形象和具體的內容，加深對理論知識的理解。該層面的實驗以直觀、具體和形象化為主要特點，避免復雜化。學生不會因為陷入繁雜的具體過程，而影響對理論知識的理解和掌握

第二，綜合、設計型實驗內容。數字信號處理與所采集到的實驗數據具有密切相關的聯系。生物醫學信號中的特點是微弱、噪聲大，所以濾波和靈敏度是生物醫學信號采集的關鍵。另外生物醫學信號的隨機性強，是隨機的且非平穩的。正是因為生物醫學信號的這些特點，以傅里葉理論為基礎的小波變換方法成為生物醫學信號分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號分解為不同頻率的信號，然后對信號進行重建，此方法能很好地消除心電信號中的基線漂移，抑制工頻和肌電干擾，同時能獲得QT間期的精確值，是本專業學生的重要編程思想。

所以，在實際的推進環節中，涉及一個短期的課程推導實踐以及長期的過程啟發式環節。其中短期內容包括將短學期等實踐類課程，如“醫學軟件編程實習”和本門課程合并，其課時作為本門課程的實踐環節；長期內容則包括：①將畢業設計環節和課程合并，增加實踐課時；②將所有的硬件測試類課程和相關軟件分析生理信號內容合并。如“C程序設計”，“數據庫基礎”，“面向對象程序設計”等。此時授課教師不再為單個教師，而是整個課程群的全體教師；③學生畢業嚴格按照“寬進嚴出”的理念操作。總結后的某“過程啟發式”實驗具體操作實例如下：

創設情境，提出問題。可安排在微觀動物培養及生物學方法觀察后，同時協調進行在體式動物信號及噪聲分析，加強感性的定性實驗及理性的定量分析實驗的融合，提高相關理論知識與動手能力的結合：如細胞離體培養后的各種生物信號指標及各種混入的噪聲和分類，在此基礎上結合該案例講解相關濾波器的工作原理和基本設計方法，然后將生理信號提取的設計任務作為設計性作業布置給學生。

分組研討，設計方案。在布置設計任務后，教師組織學生分組研討。根據學生自主學習能力的強弱和自身特點合理分組，方便學生間相互協作，共同提高。學生利用電子資料庫檢索，查閱相關資料，獲取豐富的信息資源，通過對各種信息資源的分析研究，提出自己的解決方案。

成果展示，分析歸納。在各小組取得了初步的設計成果后，教師以課堂教學形式組織各小組的成果展示與評價。在課堂上通過虛擬實驗室系統和數字投影儀，展示各種解決方案所取得的生理信號濾波效果，分析它們的優缺點，引導學生分析歸納出解決此類問題的思路與方法，并共同探討最佳設計方案。

五、結語

“加強實驗教學和實驗環節，抓好綜合性和創新性實驗，大力培養學生實踐能力”是我國高校推進自主創新，落實“高等學校教學質量與教學改革工程”，培養創新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標是“遵循以學生為本，注重以互動式教學為核心的教學觀念，構建有利于增強求知欲和創造力的課程教學模式”。本文提出的多模式開放性實驗教學體系擯棄短期實驗唯一結果論的定性實驗，強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式綜合分析實驗，在整個學年中分階段構建以實驗教與學為中心的綜合型數字化實驗教學環境；鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號分析方法，加強對信號分析的能力和對結果的理性認識，發揮實驗課的實踐性優勢。通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式，注重實驗知識的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增強學生的自主性與參與性，積極響應國家“卓越工程師教育培養計劃”，培養出具有專業領域特色，能夠基本獨立完成初級軟硬件規模設計和開發工作的創新型、應用型、復合型、外向型的“卓越工程師”型儲備人才。

[參考文獻]

[1]張曉東.人才培養與產學研結合實踐中的問題及對策[J].沈陽航空工業學院學報，2009，26：41-44.

[2]黃解軍，袁艷斌。大學新生專業思想教育的思路及對策[J].教育探索與實踐，2007，8：51-53.

篇2

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

篇3

1.國內發展現狀

1.1發展還不完善

中國的現代生物醫學工程學科發展較晚，相對于國外一些發展較早的國家來說，我們對它的認識還很淺顯，跟國外一些技術先進國家的距離還很遠，很多人包括一些從事其研究的人對它都有或多或少負面的評價，他們普遍認為現代生物醫學工程是一個生物、醫學、工程學的交叉學科，但實際的培養計劃中生物、醫學學的很少，電子學得多些，學科廣而不專，就業不好。它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系，以融合各交叉學科知識為自己的基礎，缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標，隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。很多學習現代生物醫學工程的人對自己的專業抱有消極的態度，對自己的前途感到渺茫，就業形勢不是很樂觀，這也反映了現代生物醫學工程發展不完善，沒有形成很好的體系，沒有在國內高校中產生普遍影響力。

1.2發展方向不夠全面

現代生物醫學工程就目前的情況來看，還主要將目光著眼于醫療器械的研發和使用，發展方向比較單一。僅僅著眼于醫療器械而不是全面的發展，就會產生很大的局限性。這也深深影響著在這一領域學習的學生，不能使他們從一開始就形成一種將自己的研究全面化的思想，使學生的學習變得保守，進而失去學習的動力，這樣就不利于生物醫學工程更好的發展。

1.3包含的學科多雜

我們知道，現代生物醫學工程是綜合了生命科學和工程技術，理、工、醫相結合的新興交叉學科，是一門多學科交融的邊緣學科，其中工程學又包括電子學，計算機科學，力學，材料科學，機械制造學等。生物醫學包括生物學，神經科學，內科學，外科學，矯形科學等。現代生物醫學工程學習的重點是生物醫學，但是在解決一些生物醫學問題的時候往往要借助于工程學的知識，掌握工程學的知識對于更好的掌握生物醫學又起著至關重要的指導意義。

篇4

[關鍵詞]生物醫學工程 應用型 人才培養模式

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）22-0019-03

生物醫學工程（Biomedical Engineering，簡稱BME）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。BME的研究方向較多，如生物信息學、醫療儀器、醫學圖像、圖像處理、生理信號處理、生物力學、生物材料、系統分析、三維建模等。在每個方向上又有著非常寬廣的內容。因此，BME領域將是今后的研究熱門之一，具有廣闊的發展前景。

廣東藥學院醫藥信息工程學院2005年開始招收生物醫學工程專業本科生，并成立了生物醫學工程系。為了使BME專業更好地融入醫藥信息工程學院的醫藥信息背景平臺，我們先后三次對人才培養方案進行了修改和完善。目前本專業有兩個方向――生物醫學電子儀器方向和醫學影像技術方向。

在8年教學實踐的基礎上，我們根據學生的學習狀況和社會需求，從明確培養目標、設置合理的課程體系、強調實踐環節教學和加強實習基地建設、雙師型教師隊伍建設四個方面對生物醫學工程專業應用型人才培養模式進行了探索研究。

一、明確人才培養目標

從社會需求和畢業生就業的角度考慮，我院BME本科教育培養方向定位于應用型人才，專業領域為醫療儀器，即培養大型醫療設備的操作、維修及管理人員。

根據這個專業定位，我院BME本科教育的培養目標為：培養面向生物醫學工程技術及醫學儀器領域從事科學研究、系統設計、質量管理、維修銷售的高級工程技術人才，具備生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學有關的基礎知識和基本技能，具有本學科及跨學科技術開發與應用的基本能力，適應社會需求的應用型人才。

為了實現上述培養目標，拓寬就業渠道，我們要求本專業的學生要具備以下的知識和能力：首先，精通本專業領域的技術基礎理論知識，尤其是電子技術、醫學信號的獲取、處理的基本理論和一般方法，具有BME應用研究和產品設計、維護和管理的基本能力；其次，了解本專業所需要的醫學知識和生命科學知識；再次，了解醫療產業的基本方針、政策法規、醫療設備企業管理的基本知識；最后，熟悉文獻檢索和資料查詢的基本方法，了解BME理論前沿，具有研究與開發新系統及新技術的初步能力。

二、設置合理的課程體系

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。課程設置的知識模塊不應是封閉的“金字塔”形狀，而應該是開放的“知識樹”狀態。合理的課程體系應是以社會需求為導向的，緊密結合生產和科技發展變化的需要，并堅持技術知識本位、知識能力本位和做人本位的有機統一，及時調整課程設置，不斷更新課程內容使學生能夠盡快地接受新技術與信息。

根據廣東藥學院建設高水平應用型大學的目標，針對BME專業在數字信號處理、醫學影像設備、電子學等方面的學科優勢，重視醫學課程與工程技術課程知識的相互滲透，實現醫、工的有機結合。據此，我們在深入分析BME學科性質和特點的基礎上，學習借鑒國內外同類專業的辦學經驗，經過3次修訂教學計劃，逐步建立完善了BME專業的課程體系。在課程設置上做到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，又突出專業特色，開設了醫學電子儀器原理與設計、醫學儀器故障診斷與維修、生物醫學儀器與醫療器械、醫用X線機與CT成像技術、MRI與醫學超聲技術、核醫學與放射治療技術、醫療器械營銷、醫療器械質量體系與法規等課程。圍繞生物醫學工程專業的培養目標、專業技術重點來設置各課程在整個專業教學計劃中的比重。在突出主干課程的同時，盡可能多地開設前沿選修課，讓學生了解該領域的研究熱點。具體需做到以下幾點：

第一，在專業課程設置中注意突出應用型本科課程設計要求和特點，加大實踐課的比重。以學分制為例，目前本專業開設的實踐課學分21分（含課外實踐學分），占課程總學分160分的13.13%，應當進一步加大實踐課的比重。

第二，重視醫學、理工兩大學科基礎知識的加強。在構建課程體系時，重點加強生理學、人體解剖學、臨床醫學概論、電子技術、計算機基礎課程，以公共基礎課和專業基礎課作為支柱，形成寬口徑學科教育平臺。

第三，重視實踐能力和創新意識的培養。教學要求強化實驗、實訓、實習等實踐教學環節，通過適當增加課程設計、綜合實驗、大學生課外科技活動及競技活動、建立創新實驗室等多途徑給學生創設動手訓練的機會，提高專業技能，使學生畢業后能迅速適應工作崗位。目前，我院實驗課、實訓課開出率達到100%，建立了生物醫學工程創新實驗室，多次組織學生參加國家級和省級等各類級別的電子設計競賽等。

第四，把國內外知名的網絡教育品牌引入學院的教學中。在美國紐交所上市的安博教育集團已經與我院簽約合作培養醫藥軟件及服務外包人才，使同學們有機會接觸到最前沿的信息技術知識與技能。

三、強調實踐環節教學，加強實習基地建設

第一，加強專業實驗室建設。目前雖建有生物醫學工程專業實驗室，但僅能開展信號與系統實驗和醫用傳感器實驗，像醫學影像設備原理、醫學電子儀器原理與設計、醫學儀器故障診斷與維修、生物醫學儀器與醫療器械、醫用X線機與CT成像技術、MRI與醫學超聲技術、核醫學與放射治療技術等課程所需的實驗儀器和設備因所需資金較大，所以目前只能開展模擬實驗，效果不是很好，這是我們需要改進的地方。

第二，開設第二課堂。全院所有教學實驗室和大部分科研實驗室向學生開放，接受高年級學生進行科研訓練和創新性實踐，并要求承擔了省廳級科研項目的教師積極吸收學生進實驗室，參與課題研究。同時，鼓勵學生參加各類型的科技創新競賽活動，并屢創佳績，有數十人獲得國家及省部級獎項，其中，我系學生分獲2008、2009年全國電子設計大賽廣東省二等獎、三等獎；2010年全國電子設計大賽廣東賽區二等獎； 2010、2011年全國文科類大學生計算機設計大賽二等獎； 2011年全國電子設計大賽廣東省二等獎、三等獎等。

第三，在醫療設備生產企業和醫院之間建立長期穩定的實習基地。在企業實習過程中，要求學生下到車間參與生產過程，并對醫療設備的技術發展動向和市場狀況有明確的認知；在醫院實習過程中，要求學生輪換到各個相關科室工作，了解常用醫療儀器的使用、操作和維修方法，掌握其原理和關鍵技術，并熟悉醫療設備的管理和維護方法。如廣東藥學院第一附屬醫院、第二附屬醫院和廣東藥學院附屬中山醫院（中山市人民醫院）均可作為生物醫學工程專業的實踐教學基地，為本專業的相關課程（如醫學影像設備原理、醫用X線機與CT成像技術、MRI與醫學超聲技術、核醫學與放射治療技術、醫學電子儀器原理與設計、醫學儀器故障診斷與維修、生物醫學儀器與醫療器械等）提供見習、實驗條件。

第四，學院多次舉辦學生與醫藥企事業的交流活動，請政府官員、企業老總到學校給學生做學術報告，帶領學生參觀醫療設備企業、參加各種學術研討會，舉辦模擬招聘會，給學生提供廣泛接觸企業的機會。讓學生在交流活動中展現自己的學識、能力與才華，了解醫療設備行業的發展趨勢和珠三角地區醫療設備行業的發展布局，了解自己學習的專業方向與今后就業的聯系，了解企業的經營范圍、產品開發流程、運作模式、感受企業文化。

四、建設“雙師型”教師隊伍

“雙師型”教師隊伍建設是落實人才培養模式的關鍵，是提高應用型本科教育教學質量的關鍵。我院的教育理念是“重實踐，強能力”，力爭培養“上手快、善溝通、動手能力強”的應用型醫藥衛生人才，因此要求我們建立一支敬業愛崗，教風嚴謹，既有理論又能實踐，既能從事學院教學，又能從事在職員工培訓，既肯刻苦學習專業前沿技術，又富于改革創新精神，既搞教學又搞科研的“雙師型”教師隊伍。

我院生物醫學工程系現有專任教師15名，具有高級職稱的教師4名，占專任教師的26.7%；具有博士研究生以上學歷的教師6名，占專任教師的40.0%；從附屬第一醫院、安博教育集團、廣東凱通軟件開發有限公司、廣州中星網絡技術有限公司等聘請10余位兼職教師。基本形成了一支結構合理、素質高、專兼職相結合的師資隊伍。當然，我們做得還遠遠不夠，接下來將在以下方面進一步加強“雙師型”隊伍的建設：

第一，組織教師深入醫藥和醫療設備企業一線了解人才需求情況，制訂培養目標。積極鼓勵教師開展經常性的下廠實踐活動，讓每一位教師都與一個或幾個與本專業相關的企業建立長期的聯系，不斷學習企業的先進技術和管理思想，并將其應用到教學與培訓中來，同時利用自己的專業知識幫助企業解決實際工作中遇到的問題。我們鼓勵教師在不影響正常教學的情況下在相關企業中兼職，為企業提供咨詢服務活動，通過這項活動，教師積累了大量來自醫藥和醫療設備企業的教學案例，使理論教學更加結合實際，受到學生的歡迎。另外，在實踐教學過程中打破了理論課教師與實踐課教師的界限，積極鼓勵理論課教師參與到實踐課教學指導中來，目前，BME專業中不但實驗課、實訓課開出率達到100%，而且實驗、實訓課的指導全部由任課教師擔任。

第二，指導數學建模、電子設計大賽等。積極參加每年的全國大學生數學建模比賽與電子設計大賽，學院各級領導與多名教師參與各類競賽的組織、輔導、參賽等工作，均取得了優異的成績。從中既鍛煉了學生的理論實際應用能力，又使參賽教師的業務水平得到了提高。

第三，教研室內形成良好的學習、教學氛圍。在教師隊伍建設方面，及時總結推廣教研室或教師的先進經驗，按照計劃、實施、檢查、總結這四個階段，使教研室工作計劃保證落實，固定教研活動時間，明確科研課題，教改目標到位，對教師能力、素質培養體現充分，并將常規教研活動與專題教研活動和創造發揮型教研活動有機結合，在活動中實現教師間的相互交流和共同提高，創設一種青年教師成長、中年教師進步、老年教師提高的良好氛圍，努力提高“雙師型”教師業務水平，建設成為一支穩定的“雙師型”教師隊伍。

五、結束語

我院自2005年開設生物醫學工程專業以來，目前已有五屆畢業生，就業情況良好，就業前景十分廣闊。用人單位普遍反映畢業生的思想品德優秀、專業基礎扎實、實踐能力強以及適應性好，具有良好的綜合素質，用人單位對本專業畢業學生的滿意率達到95%以上。今后，我們將繼續秉承培養“上手快、善溝通、動手能力強”的應用型醫藥衛生人才的辦學方針，在人才培養模式上不斷調整和完善，培養高素質的創新型應用技術人才。

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篇5

[關鍵詞]生物醫學工程；影像技術學；教學體系；實踐教學

生物醫學工程專業是一門現代醫學和醫學工程技術相互結合的學科，主要在理工科院校開展，作為一所以醫學教育為主的高校，在生物醫學工程專業培養中，注意與醫學臨床實踐緊密結合，側重醫療器械實踐培養。該校生物工程專業前身為醫學影像學（工程方向），自1999年開辦至今，根據實際情況，不斷修正培養培養，重視理論與實踐相結合，不斷提高學生的實踐能力，以“工程素質高、實踐能力強”的應用型專業人才培養，為培養目標。

1該校發展歷程

牡丹江醫學院自1958年創立以來，目前已經擁有近60年的教學歷史，1997年6月,學院通過了原國家教委本科教學評價,成為全國首批本科教學評價合格院校。從最初的名不見經傳到現如今的發展壯大，牡丹江醫學院在學科建設、師資力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重視實踐教學環節，在教學、科研、實習和就業方面均走在了同級別院校的前列。

2生物工程及影像技術的發展背景

生物醫學工程（BiomedicalEngineering，BME）是結合物理、化學、數學和計算機與工程學原理，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，開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，患者康復，改善衛生狀況等目的[1]。近幾年來，我國的醫療體制變革正處在快速時期，理工類科學技術在醫學領域，尤其是生物醫學中的應用范圍也越來越廣，因此對于具有較高專業素養和應用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是國家教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重點大力項目[2]，同時也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的一項重要措施，該政策旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導。醫學影像技術是醫學專業其中一門[3]。我國在2006年時出臺了改革政策，將醫學影像學專業區分為兩種學制不同的專業進行教育，此教育模式早在上世紀西方某些發達國家就已經出現，并取得了較好的教育結果。4年制醫學影像技術是專門從事影像技術與操作方面的工作的一類高精尖技術人才，在儀器操作及治療劑量控制方面的能力水平要明顯優于五年制的醫學影像學專業學生[4]。

3該校學科建設情況

該校擁有較高規格的影像實踐基地，該基地初建于2003年，現擁有6個實驗區，47間實驗室，建筑面積達3000㎡；配備X線機（常規X線機、程控X線機、高頻X線機）、CT（螺旋CT、往復式CT）、MRI（超導MRI、小型MRI教學儀）、ECT、DSA、超聲（彩超、黑白超、數字超聲教學儀）、直線加速器、模擬定位機、麻醉劑、體外碎石機、血液透析機、激光相機、洗片機、高壓注射器等50余臺設備，總價值達1000余萬元。可滿足生物醫學工程、醫學影像技術專業的專業課的實驗課、實驗室開放等教學活動，可以為學生提供大量的實踐動手機會。亦可帶領學生參與醫院大型設備的拆卸、搬運、安裝、維修等工作，讓學生得到“實戰”的機會。該校于2013年在醫學影像學院增設4年制生物醫學工程專業、醫學影像技術專業，培養方案與原醫學影像學專業（工程方向）（5年制）不同，《醫學影像設備學》作為重要的專業課之一，教學大綱亦作調整。根據醫學生物工程專業、醫學影像技術專業的特點，進行教學改革。理論課刪減部分陳舊設備相關知識，如壓縮常規X射線機結構、功能、工作原理及電路分析的講解，由學生課余時間自行學習討論。在實驗課改革方面，刪減部分陳舊實驗項目，讓學生多多地參與實驗課教學互動中，增加學生實踐動手機會，鍛煉學生獨立分析問題、解決問題的能力。同時針對醫學生物工程專業、醫學影像技術專業每學期均進行實驗室開放，由老師指導學生進行DSA設備的安裝，X射線機設備的局部改進設計等。積極組織指導生物醫學工程專業、醫學影像技術專業學生進行大學生科研立項，近幾年該教研室共指導黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目、牡丹江醫學院大學生科研項目共6項，例如：“常規X線機燈絲加熱電路改進”。該校積極開展校企合作聯合培養學生，2016年1月，醫學影像學院經實地考察，與北京威格瑞技術服務有限公司等8家醫療器械公司達成合作。2016年7月，首屆2013級醫學生物工程專業、醫學影像技術專業學生進入公司進行生產實習。2017年7月，經調查反饋，一年來各家醫療器械公司均能按學校要求培養學生，實習效果非常理想，多位學生實習表現優秀，被實習公司正式錄用。校企合作模式將繼續開展。醫學影像學院于2013—2014年編寫的高等學校改革創新教材、醫學影像專業特色系列教材中，影像設備教研室針對生物醫學工程專業、醫學影像技術專業編寫了《醫學影像設備學實驗指導》《醫用常規檢驗儀器》《醫用傳感器》《臨床設備學》4本理論及實驗教材，并已投入使用。該校現已將生物醫學工程專業、醫學影像技術專業培養方案的修訂已提上日程。

4未來學科發展模式

4.1加強實踐教學環節

以教學改革為中心，以培養學生的創新實踐能力為只要目的，在不斷提升實踐教學設施基礎的同時，堅持理論教學為基礎的主要宗旨[5]，讓學生在扎實掌握理論基礎后，運用先進的實踐教學來不斷地提升、完善自己的綜合技能[6]。使學生在此教學模式下，可以將專業發展為：擁有扎實的理論基礎、培養良好的專業素養、形成獨特的專業特色的優秀學科[7]。

4.2確立學生在實踐教學中的主體地位

無論在學科建設中進行怎樣的改革，其宗旨都是培養優秀的畢業生能被社會所用[8]。因此學生在實踐教學中的主體地位就顯得尤為重要[9]。因此讓學生提早進入醫院及工廠進行實習，不僅可以開闊學生的視野，而且可以使其在即將進入工作崗位前掌握一定的基本操作技能，在今后的工作中更早上手，從容地應對工作中的一系列問題。在教學中主動聆聽學生的意見，根據學生的不同呼聲對于教學方案進行及時的調整，盡最大可能地覆蓋盡量多學生的特點，提高教學效果[10]。

4.3加強師資隊伍建設

學校通過多種途徑提高青年教師的學歷及教學水平，并在教學實踐中不斷地提高，逐步培養一支結構合理、理論基礎扎實、實踐能力過硬、教學效果明顯的優秀教師隊伍[11]。

4.4建立教學評估及監控體系

完善的一套教學評價及質量監控系統是保證人才培養質量的一項重要措施[12]。建立一套過硬的實踐教學基礎、完善的實踐教學過程、科學的實踐教學效果評價、嚴格的教學質量監控體系，對于加強對整個實踐教學工作的宏觀調控、保障實踐教學體系的落實、高素質應用型創新人才的培養都起到了十分重要的作用[13]。

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篇6

【關鍵詞】生物醫學工程；生物醫學電子學；生物電位放大器；電子設計自動化

【Abstract】In order to strengthen the electronic engineering technology training for Biomedical Engineering students， the Biomedical Electronics experiment course was designed for the students. The biological potential amplifier was selected as the experiment subject； In the experiment， student will be required to combine the simulation based on the electronic design automation software and practical operation to complete the design work of the biological potential amplifier， verify its function， and measure its important performance； the experiment was arranged in the early stage of the theoretical courses. Practice shows that the students have a more depth understanding of the characteristics of different methods in electronic engineering technology through the training of biomedical electronics experiments. Therefore， the curriculum design of the experiment is successful.

【Key words】Biomedical Engineering； Biomedical Electronics； Biological potential amplifier；Design automation

0 引言

生物醫學工程專業涉及多種學科和技術，具有很強的綜合性[1]；但與此同時，該專業的本科生培養工作也具有很高的難度，原因就在于學生學習的內容多而不精，在擇業時常常無法體現出能力優勢。因此，從培養生物醫學工程專業本科生的角度而言，應該在對學生進行綜合素質培養的同時、加強特定專業技能的訓練，為學生的就業和繼續深造打下良好的專業基礎[2]。

醫學電子儀器方式是上海理工大學生物醫學工程專業的一個重要方向，在課程設置上，專注于培養學生的電子工程技術[3]。這其中，生物醫學電子學[4]是生物醫學工程專業的重要專業課程之一，其教學目的是讓學生掌握醫學電子儀器中帶有共性的電子器件、電子線路及電子學設計方法，因此是引導學生學習將電子工程技術應用于生物醫學工程專業的重要環節。生物醫學電子學實驗是該課程的配套實驗，目的是在于通過有代表性的實驗課題，引導學生學以致用、將課堂內容融會貫通于實踐之中。因此，生物醫學電子學實驗是生物醫學工程專業的一門重要實驗，需要進行慎重的實驗選題、認真的實驗設計和細致的實驗安排。為此，進行了相關的課程設計和實踐工作，詳述如下。

1 課程設計思想

上海理工大學生物醫學工程專業的生物醫學電子學實驗被安排于第五學期，和生物醫學電子學理論課平行設置。此前，學生已經通過電路原理、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎和電子技術技能訓練等課程的培養，具備了一定的電子工程技術基礎。生物醫學電子學實驗的總課時為16學時，在有限的課時內，讓學生得到最大程度的專業訓練，具有一定難度。在此背景下，展開生物醫學電子學實驗的課程設計工作。

首先要解決的問題是實驗選題。生物醫學電子學實驗的選題，應該能夠突出生物醫學電子學的特色，具有代表性。經過研究，多個生物醫學電子學的相關教材中，都將生物電位放大器（Biopotential Amplifier），即儀表放大器（instrumentation amplifier），放在了相當重要的位置上[5]。生物電位放大器，是用于放大心電、肌電和腦電等信號的專用放大器；這些信號具有的特點包括：由生物體內的電活動產生、屬于微弱的差分信號、非常容易被更加強烈的共模噪聲淹沒；而生物電位放大器具有很好的共模抑止特性，最適于放大這些存在于強烈共模噪聲背景下的微弱差分信號[6]；因此，生物電位放大器在生物醫學電子學中占有重要地位，以生物電位放大器為主題開展生物醫學電子學實驗，不僅具有代表性，而且能夠引導學生在前期的課程基礎上有所提高。

其次要解決的問題是實驗設計。圍繞生物電位放大器這個主題開展實驗設計工作，需要使實驗具有一定深度，但同時又要保證大部分同學有能力在限定的課時內完成任務。經過反復論證設計，最終決定生物電位放大器相關實驗由兩部分組成：基于電子設計自動化（Electronic design automation， EDA）軟件的設計仿真實驗和動手實踐實驗。在第一部分實驗中：學生基于LM324[7]完成生物電位放大器的設計工作；仿真驗證設計結果；仿真測試其差模增益幅頻響應曲線[8]。在第二部分實驗中：學生在面包板上動手搭建生物電位放大器；并在實驗室中，使用各種設備測試差模增益幅頻響應曲線。上述實驗設計的優點在于：通過設計仿真工作，讓同學們盡快掌握生物電位放大器的原理，同時，基于EDA軟件開展電路工作，符合發展趨勢[9]；通過設計仿真和動手實踐相結合，互為驗證，比較差異，容易引發思考，更加深刻的體會電子工程技術中不同手段的特點；對生物電位放大器的重要參數進行仿真、測量和總結，有利于學生們在更深地程度上掌握生物電位放大器。

最后要解決的問題是實驗安排。由于生物醫學電子學實驗是生物醫學電子學理論課程的配套實驗，因此在進度安排上必須要統籌考慮；此外，實驗設計決定了生物醫學電子學實驗適宜集中精力完成，而不是分散到每周進行，集中完成實驗能夠取得更好的效果。為此，在生物醫學電子學理論課程中，生物電位放大器相關內容被安排在課程的早期進行講解；緊隨其后，利用課余和周末時間，在一周內完成生物醫學電子學實驗。這樣安排的好處是：學生能夠在課程的開始階段，就體會到了如何將理論應用于實際，引發學習興趣。

2 實驗內容展示

下面以一位學生的實驗情況為例，說明課程設計效果。

1）生物電位放大器的設計和仿真

a）生物電位放大器的設計：

基于lm324設計一個基于三運放的儀表放大器，用于生物電位測量，仿真電路原理圖如圖1所示。增益公式如公式（1）所示，其中：R1、R2、R5和R6都選用10KΩ的電阻；R3和R4都選用24KΩ的電阻；Rg為增益電阻，當Rg為無窮大時，（這里選用600MΩ），增益約為1倍，當Rg為5.6kΩ時，增益約為10倍，當Rg為470時，增益約為100倍，當Rg為47時，增益約為1000倍。

A=（2*R3/Rg+1）*R2/R1（1）

b）對所設計的生物電位放大器進行仿真，驗證其功能

如圖1所示：使用+Vdm/2和-Vdm/2兩個信號源組合成模擬心電信號的差模輸入信號Vdm，峰值為10mV，頻率為18Hz；使用Vcm仿真工頻干擾產生的共模信號，峰值為500mV，頻率為50Hz。取Rg為5.6kΩ，輸入、輸出信號對比圖如圖2所示。由圖可見，差模輸入信號被放大約10倍，但50Hz共模輸入信號在輸出信號中全無蹤跡，因此該生物電位放大器正確的實現了預期目的：放大差模信號、抑制共模信號。

c）對所設計的生物電位放大器進行仿真，測量其性能，頻率范圍設定在0.1Hz-5MHz之間：

對圖1的生物電位放大器進行仿真，測量其差模增益頻率響應，如圖3所示。圖中從上到下的短劃線、虛線、點劃線和實線分別代表差模增益約為1000倍、100倍、10倍和1倍時的幅頻響應。由圖3可見，放大倍數越小時的幅頻響應截止頻率約高：差模增益約1000倍時，幅頻響應在1kHz左右就開始截止；差模增益約100倍時，幅頻響應在10kHz左右開始截止；差模增益約10倍時，幅頻響應在100kHz左右開始截止；差模增益約1倍時，幅頻響應在1MHz左右開始截止。

2）生物電位放大器的實踐實驗

動手實現所設計的生物電位放大器。使用的器材包括：面包板、lm324、10KΩ電阻、24KΩ電阻、5.6KΩ電阻、470Ω電阻、47Ω電阻和導線等，電阻均為5%精度；使用的儀器包括SPF05數字合成函數信號發生器、DS1000數字示波器和電源。測試所得到差模增益頻響曲線如圖4所示。其中，差模增益隨頻率變化的趨勢與仿真所得的結果基本類似，除了差模增益為1時的截止頻率出現在了100kHz左右。

3）實驗分析

相比于實際實現的生物電位放大器，仿真實驗而得的結果具有更好、更理想的特點。其原因在于：仿真時避免了器件差異造成的影響，需要匹配的電阻和運放可以做到完全匹配，同時也避免了人為測量失誤造成的影響，因此可以排除隨機誤差。仿真實驗更容易實施，對于理解理論課內容大有裨益；但動手實驗更加真實，且可以提高動手能力、積累實驗經驗，對于理解真實情況、解決實際問題非常有好處；兩者可以互為補充。

3 結論

為了避免生物醫學工程專業本科生培養博而不精的問題，在對學生進行綜合素質培養的同時，應該加強特定專業技能的訓練；上海理工大學生物醫學工程專業醫學電子儀器方向在課程設置上專注于培養學生的電子工程技術；生物醫學電子學實驗作為該專業的重要課程生物醫學電子學的配套實驗，在引導學生“入門”、引發專業興趣等方面，具有重要作用；為此，對該實驗進行了相關的課程設計工作。實踐表明，通過生物醫學電子學實驗的訓練，學生對專業的認知程度、對技術的理解程度和對知識的掌握程度，都得到了提升，這些能力的加強有助于學生對其它專業課程的學習和掌握。因此，該實驗的課程設計是成功的，今后將沿此方向繼續推進。

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一、生物專業分類

生物學專業是有著較長歷史的專業之一，人們在生物學的基礎上，通過不斷與其他學科相交又而誕生了很多新的專業，比如生物科學、生物技術、生物工程、生物化學、生物信息學、生物醫學、食品科學與工程、海洋生物科學、海洋生物工程、畜牧生物等。

為了便于對這些專業進行區分，大致把他們劃分成如下六類：

第一類生物科學專業

生物科學專業旨在培養具有扎實的生物科學理論基礎，掌握本學科的基本理論和基本技能，具有一定的科學研究能力和創新精神的生物學專門人才。

第二類生物工程專業(相近專業：生物技術專業、生物工藝專業)

生物工程也叫生物工藝、生物技術，是以生物科學為基礎，運用先進的科學原理和工程技術手段來加工或改造生物材料。例如，基因重組技術、DNA和蛋白質序列分析技術、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、染色體工程等工程的誕生和發展，已在工業、農業和醫療衛生等方面得到了廣泛應用，并取得許多突破性進展。

第三類生物信息學專業(相近專業：基因信息學專業)

生物信息學是近年來發展并完善起來的熱門交叉學科，最初常被稱為基因組信息學。生物學是生物信息學的核心和靈魂，數學與計算機技術則是它的基本工具。廣義地說，生物信息學是用數理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物學數據的一門學科。

第四類生物食品專業(相近專業：食品科學與工程專業)

生物食品專業是培養具有化學、生物學、食品工程和食品技術知識，能在食品領域內從事食品生產技術管理、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作的高級科學技術人才的學科。

主要專業課程：生物學、生物化學、分子生物學、生物統計學、數據庫、計算機軟件基礎、生物信息學、蛋白質組學、基因芯片技術、生命系統建模等。

第五類生物醫學工程專業(相近專業：醫學生物技術專業)

生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程技術學的交叉學科，也是運用自然科學和工程技術的原理與方法，研究與揭示人體的生命現象，并從工程角度解決人體醫療問題的一門綜合性高技術學科。生物醫學工程專業是目前國際上發展極為迅速的交叉學科和邊緣學科，旨在利用現代工程技術的手段解決生物醫學上的檢測、診斷、治療、管理等問題以及進一步探索生命系統的各種運動形式及其規律性，是21世紀生命科學的重要支柱，共有21所高校開設了生物醫學工程專業。

主要專業課程：模擬與數字電子技術、微機原理、數字信號與處理、工程生理學、醫學成像與圖象處理、生物傳感技術、細胞生物學、生物化學、遺傳分子生物學等。

第六類海洋生物技術專業(相近專業：海洋漁業科學與技術專業、水產養殖專業等)

這類專業培養具有堅實的現代海洋生物科學和現代生物技術基礎知識和基本技能的人才。他們能在科研、生產及教學等部門從事海洋生物基礎理論研究、高新技術研究和生物制品開發及相關管理。

主要專業課程：細胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白質工程、生物工程下游技術、生物技術大實驗、生物信息學、發育生物學、發酵工程設備等。

二、專業學習的苦與樂生物學是一門涉獵多種基礎學科的專業，在大學期間需要學生學習多種基礎型學科，如：高等數學、無機化學、有機化學、生物化學、物理、英語、計算機等等，幾乎涵蓋了理工科的全部基礎學科。

不過，大家不要被以上這些艱澀的數理化英課程嚇到，當你接觸到生物專業課時，一個色彩斑斕的趣味世界就此向你敞開。通過動物學的課程，你會感嘆造物主的神奇，從最低等的原生動物到最高級的哺乳動物，每個物種都有其獨特的適應自然界的特點。學了微生物，你便了解了冬蟲夏草為何又是蟲又是草，也學會了如何在沒有冰箱的情況下保存食物。在遺傳學課堂上，你可以跟同學們熱烈探討轉基因食物到底是好是壞，先有雞還是先有蛋。等你了解了分子和細胞學之后，你便可以和朋友們侃侃而談，人為什么會生老病死。

作為一門實驗學科，除了理論知識的學習，生物學還要求很強的動手能力。化學是生物的基礎，在一開始的各種化學試驗中，要求大家能夠精確地配置試劑，調節pH值，在茶葉中提取咖啡因，在雜質中提煉萃取某種純凈物……當然，最讓其他專業同學羨慕也最受同學歡迎的是各種生物大實驗。比如動物學實驗：同學們總是一邊內心默默為那些為科學獻身的小動物們垂淚哀悼，一邊又摩拳擦掌躍躍欲試：“庖丁解牛”一般地解剖蝗蟲并臨摹它的各種器官；親手淹死了一只白鴿，然后再給鴿子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用電流刺激破壞了腦神經的青蛙尸體觀察反應……植物學實驗，制作豌豆根尖的壓片標本，再在顯微鏡給它們畫一幅寫真。除此之外，生物學專業還有為期一周左右的野外實習，同學們會進入某一個自然保護區，在與大自然親密接觸的同時，也不忘了利用自己的專業知識，分析當地的生態狀況和資源，采集制作各種動植物標本，最后匯總成一份圖文并茂的實踐報告。

一個生物學家，一定是一個兼具動手動腦能力的博物學家。作為小小的生物學子，經過幾年的科學訓練，你rE--定成為了朋友圈中的Mr，Knowall。

三、就業與發展

據調查了解，生物學畢業的同學大致上可以有幾個方向去發展。

1.讀研與出國

生物學快速發展的特點決定了對它的研究在大學四年期間的學習是遠遠不夠的。因此，生物專業畢業生選擇繼續深造的比例比其他專業要高出很多，這也是生物學本科就業率低的部分原因。在很多“985”院校的生命學院，保送研究生甚至保送碩博連讀的比例也相對較高。另外，生物專業也一直是最容易出國的熱門專業，拿獎學金也相對容易。

2.公務員或者事業單位

在報考公務員和事業單位時，生物學專業的選擇面確實相對比較窄，但仍然有一些不錯的選擇。比如待遇較好的藥檢所和疾控中心，這兩個單位一個與藥廠發展息息相關，一個主管公共衛生事業，都是國家非常重視的單位。

另外，高校和中學也是屬于事業單位，畢業后留校發展或到中學任教也是不錯的選擇。高校內有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、組織免疫所、生殖中心之類，一些中小學的自然或生物老師，本

科生便可以勝任。

3.投身科學研究行業

生物專業可以到各大企業從事與生物技術有關的應用研究和技術開發，大致有三個方向。

外企：在中國設立了研發中心的知名外企，一般是醫藥企業和日化企業，比如拜耳、寶潔、高露潔等。他們的職位多是進行高端研究的，設備精良，待遇豐厚。

國企：中糧基團下屬的中糧研究院，有涉及轉基因研究、微生物發酵、生物能源研究這幾類：中煙工業，評價煙和研究煙產品。中國生物技術公司。是我國歷史最為悠久的從事疫苗和血液制品研究及生產的專業機構，據說里面的研究掌握著中國的生物產業發展方向。

私企：有人說，一個碩士拿著一疊自己的簡歷去廣州科學城轉一天，肯定能找到工作。這里的私人生物企業或者是合資企業數不勝數，一般選擇專業對口的畢業生。其中發展迅速和規范較大的要屬華大基因，它是中國最大最先進的基因測序公司，也為很多高校學生提供獎學金和各種實習就業機會。

4.非研發的技術支持崗位

如果你不愿意做實驗，還有很多生物技術公司的非研發崗位可供選擇。生物技術公司是專門為生物學研究服務的企業，他們提供科研所需的各種高科技儀器、試劑以及其他的專業實驗。這類公司的非研發崗位包括銷售代表、技術支持、市場專員、客服代表、工程師等。這些崗位要求從業者具備生物專業背景知識以及良好的溝通能力。

四、報考指南

開設生物類專業的院校有兩百多所，大致可以按綜合性大學、師范類院校和特色專業院校分類。

作為理學的一個重要門類，生物學在綜合性院校往往能得到較好的發展。國內頂尖水平的國家重點學科數量，被當作衡量高校科學研究實力的最關鍵參數之一。而雄厚的財力是與科研實力成正比的，所以我國首批評選的生物學一級重點學科，就包括清華大學、北京大學、復旦大學、武漢大學這幾所著名高校。另外。四川大學，中山大學，浙江大學，上海交通大學等老牌高校也有生物學二級重點學科。

作為理學類的基礎性學科，生物學專業在師范類院校的開設比較普遍。在全國217所招收生物學碩士研究生的大學中，師范類院校占了36所。師范院校一般以培養生物學教師為主要目的，但隨著大學生就業市場的開放，一些實力較強的師范院校開始培養科研技術人才，其中優勢學科單位有5所，分別是東北師范大學、北京師范大學、華東師范大學、湖南師范大學和南京師范大學。

由于主要學科與生物學的聯系緊密，一些農林、醫科、海洋等專業院校也會招收生物學專業的碩士研究生。這些院校的生物學專業極具特色，在與主要學科的交叉中獲得了良好的發展。比如中國農業大學、西北農林科技大學、首都醫科大學和中國海洋大學，就是其中的佼佼者。

另外，國家在一些重點高校中還設立了生物學基地班，全國只有19個，屬于國家理科基礎科學研究和教學人才培養基地。基地班實行“本―碩―博分流連讀制”，經費方面有專門撥款，在實驗條件、導師設置和保研名額上都有政策的傾向性，所以門檻也相對較高。

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一、我國醫療器械產業發展現狀及問題

 

近年來，我國醫療器械產業一直處于快速發展的時期，銷售額自2001年的179億不斷攀升，截止至2014年，銷售額已上升到2556億元[1]。鑒于政府政策的扶持以及人民健康意識的不斷增強，我國醫療器械市場的發展仍有很大的增長空間。在這樣的發展趨勢下，先后涌現出一批優秀的醫療器械公司，國產醫療器械的市場占有率越來越高。

 

盡管如此，我國的醫療器械產業仍然存在很多問題。首先，國產醫療器械多為技術含量較低的儀器，醫院內使用的高端醫療設備主要依賴進口。其次，高端醫療儀器的核心技術仍掌握在國外廠商手中，國內多數廠商處在產業鏈下端。最后，國內相關專業的大學多注重于理論研究，研究成果不能盡快轉化，這也是我國醫療器械設備技術落后的一個原因[2]。要升級、優化我國醫療器械產業結構，加強自主創新，必須調整產業人員結構，解決創新型人才急缺的問題。

 

二、生物醫學工程專業人才發展

 

生物醫學工程(以下簡稱BME)專業是電子與醫學結合的混合專業學科，以培養具有醫學與工程交叉研究能力的，能在生物醫學工程領域以及醫療器械領域從事研究、生產、設計等工作的高級工程技術人才為目標[3]。每年都有大批BME專業學生投入到醫療器械產業，是我國醫療器械產業從業人員的重要組成部分。為了了解本科專業教學對BME專業的教學效果，以我校BME專業的四屆畢業生為調查樣本進行了問卷調查。將回收的調查問卷做統計分析后發現，BME專業教學存在的問題主要為以下幾點：

 

第一，所學知識過于理論化，缺乏實際動手能力。很多畢業生反映，在工作后發現很多知識用不上，甚至已經落伍，需要從新學習。所開設的實驗課程多是在實驗箱上進行，無法培養學生解決實際問題的能力。

 

第二，缺乏查閱資料、獨自解決問題的能力。在我們傳統的教學方法中，學生在課堂上一直處于被動接受的狀態，甚至形成了“為老師學習”的觀念，在學習過程中有很強的惰性。

 

第三，團隊合作精神差。現階段的大學生個性張揚，缺乏團隊合作精神，尤其表現在學習、科研方面，缺少團隊合作的想法及行動。

 

三、《智能儀器》課程的重要性及教學中的問題

 

《智能儀器》課程將工科基礎類課程內容整合應用，與產品研制過程緊密結合，具有較強的綜合性以及實用性的特點。通過本課程的學習，學生能夠解決現代電子儀器開發過程中的實際問題，掌握智能儀器軟件及硬件的設計方法，能夠對學生的研究或工作起到積極的促進作用。因此，《智能儀器》課程對BME專業學生的培養具有重要作用。

 

就近4年教學效果看，在我校該課程的教學存在較大問題：學生基礎差，積極性差，無法快速接受課堂教學內容，并且教學內容與實際情況脫節，知識點陳舊。

 

四、《智能儀器》課程改革措施

 

為了有效的提高《智能儀器》的教學效果，經過反復的研究，我們擬實行項目化、層次化的教學方法[4]。項目化教學是由學校和企業共同組成項目小組，深入實際，在解決問題的同時，使學生應用已有的知識，在實踐的第一線培養解決問題的能力，非常適合對動手能力要求高的專業。《智能儀器》課程的應用型很強，適合項目化的教學方法。但這種教學方法對學生自身自學欲望有所要求，容易出現學生兩極分化的情況，因此我們增加了層次化教學的部分，從以下幾個措施改革目前的教學方法：

 

(一)調整課程內容。改革前教學按照智能儀器的硬件、軟件算法、產品性能以及產品指標的制定的順序進行，改革后按照產品的市場調研、研究、生產過程進行教學，更加貼合實際研發流程。

 

(二)改變教師和學生角色。傳統教學方法完全由教師主導整個教學過程，將知識解釋灌輸給學生，學生在這種模式下形成了惰性心理，缺乏獨立思考、獨自解決問題的能力，并且缺少對知識學習的熱情。教學方法改革后，教師負責問題的提出，引導思考方向，學生翻閱資料、集體討論等方法解決問題，促使學生養成獨立思考的習慣，學習方式由被動轉為主動。

 

(三)制定適合的教學方案及內容，分層次進行。為所有學生設計必選項目，保證基本功能的實現;另外開設選修部分，以便于高水平的學生提高。學生在產品研發過程中，不斷查閱資料，有助于接受新技術。研究過程中，有利于創新意識的培養。小組共同完成一個產品的研發，每個人根據自身特點，做適合自己的工作，有利于團隊合作。

 

(四)校企聯合，制定針對項目化教學的考核方法。各模塊及樣機作為成績評定一句，并邀請公司的檢驗人員進行真正的產品檢驗，給學生以更真實的教學環境，激勵學生不斷地提高。對于一些優秀的產品，可以與企業商討其商業化。

 

五、總結

 

項目化、層次化的教學方法能夠極大地增強學生的學習積極性，提高他們翻閱資料，獨自解決問題的能力，在增強學生團隊意識的同時，使其能夠找出在團隊中的角色，對后期的就業有一定的指導作用。此種教學改革方法對教師能力水平和學生的綜合素質提出了極高的要求，在執行過程中，教師要不斷地與學生交流，修改教學計劃，調整教學內容，更新自身的知識、技術與信息，以取得更好的教學效果。

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1.國內外BME產業發展現狀概述

BME產業是目削全球發展最快、貿易往來最活躍的產業之一。20世紀80年代以來，全球BME產業（醫療器械）銷售額增長率一直保持在6%?10%的水平。BME產品的國際貿易額以每年25%的速度增長，銷售利潤可達50%以上。因此，美國、日本、德國和法國等發達國家投入了大量的人力和財力發展BME高科技產業，搶占國際市場。全球范圍內BME產業的主要產地在美國、歐洲和日本，美國是最大的生產、使用和出口國，其次是日本、德國和法國。

隨著電子技術、計算機技術與生物材料科學的發展及BME學科的興起，我國BME獲得了進一步發展的理論基礎和技術源泉，從而帶動了整個產業的技術進步和新發展，走上了BME科技產業的道路，但與國際先進水平的差距仍然非常明顯，主要表現為民族產業不強，高精尖的BME產品依賴進口現象嚴重，加快了醫療費用的高速膨脹；由于我國BME產品檔次低、可靠性不高、缺乏創新能力等原因，難以與國外產品抗衡；BME產業雖然數量眾多，但組織規模不大和產品檔次低，難于參與國際競爭，但我國人口眾多，BME產品和BME專業技術人員需求量又相當大。所以根據中國BME產業現狀，改革中國的高等醫科院校的BME教育和培養現有的BME技術人員，已經刻不容緩。

2.我國BME技術人才隊伍建設基本情況

2.1 BME技術人員人才梯隊建設現狀

知識結構，我國BME技術人員從專業來說，絕大多數是改行的，而且多數為中專或無學歷，主要靠自學或多年從事本職工作積累的實踐經驗，普遍缺乏計算機、電子類和機械類知識。近年來，部分本專科畢業生開始步入企業、醫院工作，這是好的趨勢。

年齡結構。各醫院或BME產業從事BME技術的人員絕大多數為中老年一代，年輕人員所占比例少。

人數比例。據文獻報道，我國縣級以上醫院有1400多所，共有BME技術人員約5萬人左右，從人員數目配置水平上來看，發達國家300張床以上的醫院配置工程技術人員5人，500~800張宋以上的醫院要配置工程技術人員10~20人，而我國平均每個醫院配置工程技術人員不足4人。

職稱結構。在被調査的人中，職稱晉升工程系列的人員主要是醫科院校畢業的學生，中初級及其以下職稱人數所占比例較大，職稱結構不盡合理。

2.2 BME技術人員人才隊伍管理現狀

管理思路我國在醫療儀器設備正常運行的質量控制和質量保證方面既無國家具體法律規章制度，又無專門人才。許多醫院還是過去的設備科，無醫學工程科，工程技術人員編制少、整體素質差。

管理機制由于計劃經濟傳統體制的影響，各醫院領導對于投入的所有資產的地位、作用及管理的重要性認識不足，造成管理不善。

繼續教育現有人才得不到應有的重視，使得他們在培訓、進修、職稱評定、經濟收入等方面都不如臨床科室。

人才流失由于工作環境、工作條件以及經濟待遇等普遍較差的原因，使得本已缺乏的BME技術人才還在不斷外流，特別是近幾年來畢業的有較深厚專業基礎的高層次人才更是難以留住。

3.我國醫科院校BME本科教育現狀及存在問題分析

我國BME作為一門專門學科開始于20世紀70年代末，主要集中在工科院校的信息技術類的BME專業教育，后來，一些醫科院校相繼開展了BME專業教育，并發展迅速。醫科院校則注重醫學與工程結合、工程技術在醫學中的綜合應用，但因為培養目標和課程設置上的原因，目前的醫科院校BME專業本科應用型教育發展緩慢，其畢業生比較適合于進入醫療設備科研、生產單位工作或者繼續進行深造，卻未能有效提供醫院大量需要的一線應用型人才，與國外相比仍有相當大的差距，還有許多需要我們進行改革的地方。

3.1 我國BME學科培養目標不能全面實現

主要表現在課程體系上，就是過分側重工程科學知識，輕視工程實踐訓練；注重專業知識的傳授，輕視綜合素質與能力的培養，不重視社會人文、經濟、環保等方面知識的作用。在教學方法上，基本上是一種“分析模式”，強調垂直思考、抽象學習、簡化分解、追求確定性、個人獨自工作等。培養模式單一，一刀切、趨同化現象嚴重。師資隊伍普遍存在著重科研、輕本科教學；重理論研究、輕工程研究，教師本身缺乏生物工程實踐經驗和能力；學科間的交叉融合很少或者幾乎是空白。教育內容側重精英教育，經濟、法律、環保、人文等教育要求偏低，這些對于BME專業本科教育目標的順利實現是很不利的。

3.2 我國BME學科發展不平衡

在研究方面，引進、消化、跟蹤研究多，創新性研究較少；理論方法等應用性基礎研究多，取得自主知識產權的應用研究較少。在學科建設和發展方面，主要集中在信息技術型BME學科，對材料技術型BME學科、生物技術型BME學科和醫療器械型BME等學科幾乎沒有涉足。其根本原因在于醫科院校BME學科，雖然理工和醫學能夠緊密結合，醫學大背景深厚，能發現對醫學發展有實際意義的研究課題，避免了完全跟蹤國外研究，有助于形成有自主知識產權的成果和產品，但是工程力量相對薄弱，科研投入不足，嚴重地制約了學科發展的平衡性。

3.3 專業設置偏少

目前的BME本科教育的專業設置面比較集中在信息技術型BME專業，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。醫科院校以醫學作為基底學科，植入某些工程學科知識，并以醫學應用為目的建立相關課程體系，而對于生物學中涉及的細胞及分子生物學、神經生物學、發育生物學及生物技術；對于工程技術中諸如電子學、材料學、控制技術也均較少涉及，這些都不利于醫科院校BME這一交叉學科的發展。各醫科院校的研究生培養（科研方向）

基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖像處理、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、生物醫學材料以及人工器官和生物醫學圖像處理。研究生培養的專業面相比本科生的專業面寬廣。

3.4 醫工結合不突出

由于受到認識和理論上的因素、文化心理上的因素、管理體制上的因素以及國家政策上的因素等方面的限制，工程與醫學的有機結合在教學上體現的還很不夠，綜合院校往往具備更深的理工基礎而缺乏醫學背景，醫科院校與臨床結合緊密，但工程力量又顯得薄弱。雖然近年來，不少醫科院校與綜合性大學合并，為BME專業工程背景的教育和研究提供了條件，但由于體制和教育模式的限制，學科的交叉和融合并沒有得到根本解決。其原因主要有二：一是實踐環節的學時數由于體制改革進程的不定性和教育投資的不足而受到消弱。二是有醫學工程實踐經驗的教師不足，企業有經驗的工程師難以進入人才培養的環節。

4.BME技術人才隊伍建設的建議和思考

4.1 醫院加強BME技術人才隊伍建設

人才隊伍建設。應在建立BME技術人員引進、培養、淘汰機制的基礎上，加強建立BME技術人才梯隊的文化內涵建設，提髙BME技術人員的醫學文化修養，培養敬業精神，重視BME技術人員梯隊培養和知識更新，逐步改變現有在職BME技術人員知識結構、年齡結構、人數比例以及職稱結構。

人才隊伍管理。醫療儀器設備是醫院資產的核心，必須加強對醫院BME技術人員隊伍的領導與管理，發揮BME技術人員的作用，提高維修質量，降低維修成本，改變管理思路，結合單位情況制定科學規范的醫療儀器設備正常運行的質量控制和質量保證制度，組織制訂或督促執行醫療儀器設備維修管理制度，組織審查維修機構工作規劃并監督實施，審批維修開支等。另一方面，要健全管理機制，逐步改變BME技術人員工作環境、工作條件以及經濟待遇等普遍較差的現狀，改變“重醫輕工”的傳統觀念。

繼續教育。注重改變BME技術人員在培訓、進修、職稱評定、經濟收入等方面都不如臨床科室的狀況。繼續教育的方式可以采取自學為主，同時采取其他靈活多樣的繼續教育方式，鼓勵廣大在職人員注重收集各種相關信息，逐步改善在職人員的知識結構和專業技能。如扎實的基本理論知識、熟練使用必要的常用檢測儀器及儀表、全面掌握各種基本元器件性能及其測試方法、熟練的原理圖閱讀和問題分析、自學以及熟練閱讀外文資料的能力等。

4.2 我國醫科院校BME高等教育的發展思考

學科培養目標。當前應突出強調的側重點應該包括：工程實踐能力；表達交流溝通能力與團隊合作精神；終生學習能力，職業道德及社會責任；社會人文和經濟管理、環境保護等知識。課程體系在繼續保持教學與自然科學基礎學習的基礎上，更強調理論與實踐結合、知識與能力結合，在內容上，著重強調加強工程實踐訓練，加強各種能力的培養，強調綜合與集成，自然科學與人文社會科學的結合，工程與經濟管理的結合；在教學觀念和教學方法上，放手讓學生去實踐，鼓勵創新，充分發揮學生學習的主動性；對于教師隊伍，加強選拔和培養，向社會公開招聘，在學歷和實踐經驗方面要求要嚴格，同時要十分重視每個教師的業務素質培養，為教師創造一些學習機會和培訓條件等。

學科發展與專業設置。我國的BME高等教育首先要從社會需求的角度出發，拓展學科建設方向，逐步建立起適合于多學科合作發展的運行模式。其次要充分利用高等院校的科研優勢設置課程體系，盡快從單一學科中解放出來，把握學科交叉、融合發展的必然趨勢，做到優勢互補，在培養人才素質上形成自己的特色，創出自己的名牌，用自己創造的特色和質量去參與競爭。美國BME課程特別是專業課程既能體現學科本身涉及面廣的特點，又具有相當的靈活性，又能結合科研優勢，突出重點，是很值得我們借鑒的。

醫工結合與交叉復合型人才培養。BME是多學科的交叉學科，專業人員需要同時具備醫學和工程技術兩類知識和經驗，靠以往的醫生與工程師來組成專業技術人員隊伍是無法適應學科發展需要的。所以必須從現在起，特別重視BME教育工怍，加強現有專業點的建設，提高教學質量，改革現有教材，制定科學的人才培養計劃。首先，各學科的交叉和融合是我們必須牟牢記住的關鍵點。以醫、工、理為基礎，為實現多學科的交叉和融合奠定堅實的基礎。其次，構建科學的教育體系結構。根據專業設置和學科研究方向確定知識結構的主干，同時注重拓寬知識范圍，使學生既能有相應的BME專業知識又具備在其他領域中發展的基礎，從而實現真正意義上的理工生物醫學的交叉和融合。

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物理學與醫學是人類知識寶庫中的兩個重要分支，隨著物理學在醫學中應用深度和廣度的發展，各種人體成像和放療設備，構成了我國醫療器械行業中技術含量和附加值最高的一類醫療設備，這些高精尖的醫療設備和儀器占有醫院大約50%以上的固定資產，是現代醫院的重要標志。由于缺乏專門人才，目前這些設備除了常規診斷外，很多功能沒有發揮出來，這些設備產生的我國特有的大量正常人體信息，尤其是病理信息資源得不到利用，因此，抓緊醫學物理人才培養，已經成為開發應用設備功能進。的當務之急。

1現階段我國培養醫學物理人才面臨的機遇與挑戰

1.1國外醫學物理學科發展已經比較成熟

國外醫學物理學科的發展已經相當完善，20世紀50年代初英國建立“英國醫院物理學家協會（BHPA）”；1958年成立“美國醫學物理學家協會（AAPM）”；1965年初成立“國際醫學物理學組織（IOMP）”，現已有七十多個國家加入。縱觀國外，醫學物理學科的形成與發展，不僅從根本上改善了醫院大批高精尖醫療設備的性能、顯著提高了醫學診斷與治療質量、醫學科研水平的縱深發展，同時帶動了相關醫療器械產業的迅猛發展。與此同時也建立了相應的醫學物理學人才培養體系。20世紀90年代末，國際原子能機構啟動了一個系統而全面的醫學放射物理學的教學計劃，包含許多不同水平的培訓項目和短期培訓課程（如IAEATRS-277和TRS-398測量規程培訓），IAEA技術合作項目用專門資金支持各個國家在自己的大學建立醫學放射物理專業的研究生項目培訓。美國的AAPM在1990年制定了《初級醫學物理師的培訓計劃》，要求對剛進入醫院從事腫瘤放射治療、影像診斷及核醫學的醫學物理學碩士或博士畢業生最少進行2年的臨床培訓，1993年制定了《醫學物理學碩士學位的教學計劃》[1]。由此可見，國外的醫學物理學科的發展已經比較完善，從課程設置、入學要求、學制以及畢業要求都已經比較完善。其醫學物理人才一般是理學或工學院校畢業的本科生再到醫學院校學習臨床知識，一般具有碩士或博士學位。60多年來發達國家已經培養了大批量的醫學物理師，目前這些國家腫瘤放射治療中醫師與物理師的比例是2:1或1:1[1-2]。

1.2我國醫學物理學發展的現狀

任何一門學科的發展，都是以國家、社會和專業職位的需求為基礎，才能在人才培養、科學研究和專業應用等方面全面發展。目前，我國雖然擁有自己開發的醫療設備，但口碑較差，大多數醫院以進口高檔醫療設備為主，每年花費大量外匯。出現這一現象的原因一方面是我國醫院中尚未設立醫學物理師崗位，很多專家雖然在醫院中從事相當于醫學物理師的崗位但在職稱晉升上只能走其他的職稱系列；另一方面是醫學物理學科尚未進入本科專業目錄。隨著我國國民經濟的發展，我國在醫療診斷、治療裝備提高之后，如何提高服務質量是醫療機構實現以民為本、服務人民的宗旨所面臨的主要問題。在我國的醫療機構中長期以來主要由沒有接受過系統培訓的醫生或技術員承擔著國外由醫學物理師所做的工作，為了改變這種狀況，老一輩的科學家和工程技術人員做出了不懈的努力，2003年以唐孝威院士為首的11名院士和15名教授給吳儀總理寫信要求成立醫學物理學科；2004年在北京召開的第221次香山科學會議專門討論我國“醫學物理發展問題”[3]。到目前為止，北京大學、武漢大學及在核技術及應用學科下建立了一套涵蓋醫學物理主流內容的學科體系，形成了一套完整的課程和教材，形成了“產學研、理工醫”相結合的發展模式，培養了一批合格的碩士和博士。與此同時，蘇州大學、重慶醫科大學、南京航空航天大學、南方醫科大學等學校都曾嘗試著培養我國醫學物理人才，但目前各校有各校的特點，有的在核物理下培養、有的在放射醫學下培養、還有的在生物醫學工程下培養，沒有一套統一的培養模式。

2本科階段醫學物理人才培養模式初探

泰山醫學院放射學院于1985年開始創辦醫學影像學專業，1998年開始招收醫學影像學碩士，其中醫學影像技術方向是目前國內唯一的碩士研究生培養單位，醫學影像學專業為山東省教育廳普通高等學校教學內容和課程體系改革試點專業，山東省特色專業、國家高等學校特色專業建設點、山東省成人教育品牌專業，影像技術實驗室是山東省省級教學示范中心，影像醫學與核醫學是山東省重點學科；1989年開始舉辦醫用電子儀器與維護專科專業，2001年開始招收與此專業相對應的生物醫學工程本科專業。目前生物醫學工程專業為山東省特色專業。在這一背景下，從2005年開始嘗試培養醫學物理學本科人才，探索我國培養醫學物理人才的新模式。

2.1加強“雙師型”[4]教師隊伍建設，實現知識結構雙向融合

我們學院培養的醫學物理師的職責是與臨床醫生配合，工作在腫瘤放射治療領域，從事臨床診斷和治療的物理和技術工作，特別是診療新技術的開發和應用、質量保證和質量控制、以及保健物理和輻射防護等方面起著極其重要作用。醫學物理師的職責決定了醫學物理人才培養的師資類型、師資結構的要求與傳統本科有所不同，他需要較高比例的具有講師、副教授、教授資格，同時又具備工程師（主管技師）、高級工程師、教授高級工程師資格、有豐富臨床實踐工作經驗的“雙師型”教師。我們的設想和做法是：首先加大政策扶持和資金投入力度，努力建設一支綜合素質高、實踐能力強、專兼結合的師資隊伍；其次，學校面向三甲醫院及放療設備生產企業聘請具有較強理論功底和實踐能力的高級技術人員作為兼職教師、實習實訓指導教師；第三，鼓勵年輕老師到三甲醫院的放療科及放療設備生產企業做“訪問學者”，通過現場實踐提高他們的素質和業務水平，真正使學生接受“雙師型”教師的業務水平。通過這些方式，以期提高授課教師的業務水平，建設一支高水平的師資隊伍。

2.2以實踐教學為核心，實施“3+1”[5]教學模式，培養高素質人才

因學科專業目錄里面沒有醫學物理專業，所以我院醫學物理人才培養的專業為應用物理學專業（醫學物理學方向），四年制，授予理學學士學位。在我國應用物理學專業培養模式一般實行“3.5+0.5”的培養模式，即三年半學習加上半年實習。在開辦此專業初我們也是實行此種培養模式。經過2005級學生的畢業實踐，發現在醫院半年實習時間太短，學生還沒有完全進入角色，實習期就快要結束了，而且學生在進入實習點時，各大醫院上一年的要人計劃已經基本結束，導致學生實踐能力偏弱，實習醫院層次不高，不利于學生就業。從2006級開始我們通過調整課程設置，修改培養方案逐步試行“3+1”培養模式，即改革原有的教學模式，優化課程設置，逐步試行三年在校學習，一年在外實習的培養模式，在校學習期間通過加大實驗課所占比例及利用假期見習等方式增強學生的實踐動手能力。目前從2006級學生就業情況及醫院評價來看收到了良好的效果。#p#分頁標題#e#