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關(guān)鍵詞:合作;研究生;科研能力
1 醫(yī)院合作的理念和必要性
長(zhǎng)期以來(lái),在高層次科學(xué)人才培養(yǎng)方面,研究型大學(xué)一直重視學(xué)術(shù)型研究人才的培養(yǎng)。然而隨著新科技革命不斷深化、經(jīng)濟(jì)全球化日益普及和高等教育大眾化的逐步實(shí)現(xiàn),研究型大學(xué)的研究生教育也擔(dān)負(fù)了為工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步培養(yǎng)高層次研發(fā)人才的重要使命。樹(shù)立合作教育理念,增加學(xué)校和企業(yè)合作培養(yǎng)研究生的機(jī)會(huì),是我國(guó)研究型大學(xué)研究生教育發(fā)展與改革的重要方向[1]。重點(diǎn)大學(xué)在基礎(chǔ)研究方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),科研工作主要以學(xué)術(shù)成果和科技獎(jiǎng)勵(lì)為導(dǎo)向,研究缺乏市場(chǎng)意識(shí),研究生的學(xué)習(xí)研究比較容易脫離實(shí)際[2],而且,隨著研究生招生規(guī)模的擴(kuò)大,傳統(tǒng)的研究生培養(yǎng)模式也出現(xiàn)很多弊端,單一的培養(yǎng)模式已經(jīng)不能適用師生比例擴(kuò)大的研究生教育,尤其是交叉學(xué)科的研究生的培養(yǎng)[3]。因此,通過(guò)學(xué)校與醫(yī)院的合作交流,進(jìn)行多樣化培養(yǎng)方案,在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享,提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量,把大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)同經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要相結(jié)合,符合時(shí)代的要求和高校發(fā)展的趨勢(shì),更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)不同類型高層次人才培養(yǎng)的多樣性要求[4]。
生物醫(yī)學(xué)工程是一門理、工、醫(yī)相結(jié)合的交叉學(xué)科,它的發(fā)展依賴電子學(xué)、 材料學(xué)、工程力學(xué)、信息科學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的進(jìn)步,而且生物醫(yī)學(xué)工程的眾多的新課題及其研究成果都有著極好的產(chǎn)業(yè)化前景。這對(duì)該學(xué)科研究生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)提出了更高要求[5]。因此,在研究生的培養(yǎng)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注重結(jié)合社會(huì)實(shí)際,增加研究生在醫(yī)院等機(jī)構(gòu)中的合作交流,彌補(bǔ)理工院校醫(yī)學(xué)教育等方面的不足,。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,合作意識(shí)和集體榮譽(yù)感也是非常有幫助的[6]。
2 醫(yī)院合作在生物醫(yī)學(xué)工程研究生培養(yǎng)中的應(yīng)用
多年來(lái),人工心臟小組一直重視生物醫(yī)學(xué)工程研究生的跨學(xué)科培養(yǎng),充分利用和醫(yī)院的合作交流機(jī)會(huì),培養(yǎng)了許多高水平的復(fù)合型人才,而且取得了大量的教學(xué)科研成果。生物仿真與力學(xué)實(shí)驗(yàn)室人工心臟小組09級(jí)優(yōu)秀研究生經(jīng)過(guò)三年的認(rèn)真學(xué)習(xí)與努力研究,取得了優(yōu)秀的科研成果,她發(fā)表了十余篇重點(diǎn)期刊雜志論文,其中包含有著高水平含量的SCI 4篇,EI 2篇,并成功申請(qǐng)了兩個(gè)專利,一個(gè)軟件著作權(quán),榮獲了本??萍夹滦?優(yōu)秀畢業(yè)生等多個(gè)榮譽(yù)稱號(hào)。這只是眾多優(yōu)秀研究生的一個(gè)代表, 該小組還培養(yǎng)了許多高水平人才,而這些成果與成功的研究生培養(yǎng)方法是密不可分的。
例如人工心臟小組,在研究生入學(xué)之后,即根據(jù)學(xué)生各自的課題特點(diǎn),聯(lián)系醫(yī)院進(jìn)行合作交流,充分利用社會(huì)資源,安排與課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,這豐富了研究生研究課題的內(nèi)容,也提高了研究生對(duì)于所研究對(duì)象的深層次理解,同時(shí)還為研究結(jié)果提供了必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。另外,該小組研究生和醫(yī)院合作進(jìn)行了人工心臟應(yīng)用于動(dòng)物的臨床實(shí)驗(yàn),在老師的指導(dǎo)下,實(shí)驗(yàn)室研究生根據(jù)自己的課題內(nèi)容,團(tuán)結(jié)合作,自行研發(fā)了人工心臟的控制系統(tǒng),這整套系統(tǒng)涵蓋了電學(xué),生物力學(xué),醫(yī)學(xué),材料學(xué),計(jì)算機(jī)技術(shù)等大量綜合的學(xué)科,也體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),即是眾多學(xué)科的交叉綜合。他們不但合作實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì),制作;在該套系統(tǒng)被用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,他們還獨(dú)立設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)流程,參與了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的術(shù)前準(zhǔn)備和術(shù)后監(jiān)護(hù)過(guò)程,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。這為學(xué)生提供了一次學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)了解到臨床醫(yī)學(xué)的一些常識(shí),同時(shí)為研究生階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等提供臨床驗(yàn)證,確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的真實(shí)性,正確性,這也大大促進(jìn)了研究生科研成果的獲得。在合作這個(gè)過(guò)程中,也增強(qiáng)了研究生的社會(huì)溝通能力,有利于研究生畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展。該小組還與醫(yī)院合作進(jìn)行了粒子成像測(cè)速(PIV)實(shí)驗(yàn),該技術(shù)廣泛應(yīng)用于測(cè)量流體的流動(dòng)特性,利用醫(yī)院的設(shè)備,并且進(jìn)行了相關(guān)的PIV實(shí)驗(yàn)培訓(xùn),為心血管內(nèi)血液的流動(dòng)特性的仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,增加了課題的完整性和可靠性。
并且,根據(jù)心衰課題,還安排研究生進(jìn)行醫(yī)院手術(shù)室見(jiàn)習(xí),通過(guò)學(xué)生在手術(shù)室的見(jiàn)習(xí),他們能夠更直觀地了解到輔助循環(huán)(人工心臟等設(shè)備)在改善心衰中的地位,也可以了解到輔助循環(huán)在整個(gè)過(guò)程中的工作原理,通過(guò)實(shí)際的觀察學(xué)習(xí),學(xué)生能夠更扎實(shí)地理解輔助循環(huán)。同時(shí),通過(guò)在手術(shù)室中的學(xué)習(xí),學(xué)生還可以對(duì)生理知識(shí)有更多的了解,他們接觸到了很多參數(shù),比如生化標(biāo)記物BNP的濃度能夠表征心臟功能等,同時(shí)學(xué)生還了解了一些藥物的作用,補(bǔ)充了理工類學(xué)科醫(yī)學(xué)知識(shí)的不足,這對(duì)于學(xué)生之后的學(xué)習(xí)以及生活都有著極其重要的意義。
該小組還給了學(xué)生很多其它的機(jī)會(huì)去與人合作,提供給每一個(gè)成員充分的機(jī)會(huì)去提升自己,在這樣的培養(yǎng)方式下,小組取得了很大的成績(jī),受到了學(xué)院學(xué)校以及社會(huì)的高度認(rèn)可,經(jīng)過(guò)三年訓(xùn)練,小組成員可以獨(dú)立的完成一些合作項(xiàng)目,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)操作,科研思維的嚴(yán)謹(jǐn)性也得到提高。研究生經(jīng)過(guò)自己的努力,科研成果大大增加。截止2008到2011年,通過(guò)與醫(yī)院合作教育,小組研究生SCI類9篇,EI類13篇,核心期刊會(huì)議十余篇。該小組研究生畢業(yè)后均有良好的職業(yè)發(fā)展,就業(yè)范圍涉及醫(yī)院,軟硬件企業(yè)公司及研究機(jī)構(gòu),實(shí)踐證明,合作培養(yǎng)方式取得很大的成功。
3 醫(yī)院合作的重要意義
通過(guò)人工心臟小組的例子可以看到,合作這種培養(yǎng)方式,對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生能力的提升是很有效的。由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)有著高度的學(xué)科交叉性,因此研究生的培養(yǎng)也應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。學(xué)校和醫(yī)院等企業(yè)進(jìn)行合作交流,彌補(bǔ)了工科院校醫(yī)學(xué)資源的不足,為生物醫(yī)學(xué)工程研究生提供實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),為學(xué)生研究?jī)?nèi)容提供必要的數(shù)據(jù)和驗(yàn)證,幫助研究生取得科研成果;同時(shí),學(xué)生走出校門,提高了動(dòng)手能力,鍛煉了社會(huì)交往能力;最后,學(xué)生在合作中,更進(jìn)一步了解自己的專業(yè)在社會(huì)的發(fā)展情況,他們對(duì)職業(yè)有了更深的認(rèn)識(shí),有助于其畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展。我院根據(jù)研究生各自的課題特點(diǎn),為研究生提供與醫(yī)院的合作機(jī)會(huì),充分利用了校外資源,積極幫助學(xué)生進(jìn)行,這種方式是適應(yīng)教育的趨勢(shì)的,對(duì)提高學(xué)生的綜合能力及以及幫助學(xué)生取得科研成果有著重要意義。
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關(guān)鍵詞:3D打印;生物醫(yī)學(xué)工程;發(fā)展現(xiàn)狀
前言
三維打?。═hree Dimension Printing,簡(jiǎn)稱3DP)屬于一種快速成型(Rapid Prototyping,簡(jiǎn)稱RP)技術(shù),它由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)數(shù)據(jù)通過(guò)成型設(shè)備以材料逐層堆積的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)體成型。“三維打印”在技術(shù)界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分層制造”等[1]。三維打印起源可追溯于上世紀(jì)八十年代,1984年查爾斯?赫爾發(fā)明了將數(shù)字資源打印成三維立體模型的技術(shù),并于1986年成立了3D Systems公司,開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商用立體光敏3D打印機(jī),1988年,斯科特?克倫普發(fā)明了熔融沉積成型技術(shù)(FDM)并于1989年成立了Stratasys公司,隨后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先進(jìn)的兩家3D打印公司。我國(guó)清華大學(xué)顏永年教授于1988開(kāi)始研究3D打印成型技術(shù),華中科技大學(xué)王運(yùn)贛教授以及西安交通大學(xué)盧秉恒院士等,紛紛于上世紀(jì)90年代起就開(kāi)始涉足3D打印成型技術(shù)的研究。
1998年,清華大學(xué)的顏永年教授又將3D打印成型技術(shù)引入生命科學(xué)領(lǐng)域,提出生物制造工程學(xué)科概念和框架,并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印設(shè)備,為制造科學(xué)提出了一個(gè)新的發(fā)展方向--生物制造。生物制造的一個(gè)重要手段即是生物3D打印。生物三維打印是以活細(xì)胞(living cells)、生物活性因子(proteins and bio-molecules)及生物材料 (biomaterials)為基本成形單元,設(shè)計(jì)制造具有生物活性的人工器官、植入物或細(xì)胞三維結(jié)構(gòu),是制造科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)交叉融合的新興學(xué)科,它是目前3D打印技術(shù)研究的最前沿領(lǐng)域,也是3D打印技術(shù)中最具活力和發(fā)展前景的方向[2,3]。
1 3D打印技術(shù)的分類
目前比較典型的3D打印快速成形技術(shù)主要分為三種[4]:
1.1 粉末粘結(jié)3D打印光固化材料3D打印與熔融材料3D打印
粉末粘結(jié)3D打印是目前應(yīng)用最為廣泛的3D打印技術(shù),其工藝過(guò)程如下:首先,在工作平臺(tái)上均勻鋪灑單位厚度的粉末材料;其次,依據(jù)實(shí)體模型離散層面的數(shù)字信息將粘結(jié)劑噴射到粉末材料上,使粉末材料粘結(jié),形成單位實(shí)體截面層;再次,將工作臺(tái)下降一個(gè)單位層厚;最后,重復(fù)第一步至第三步,逐層堆砌,形成三維打印產(chǎn)品。其存在缺點(diǎn)是,通過(guò)粉末粘連成形的零件精度和強(qiáng)度偏低,一般需要后續(xù)工藝提高其強(qiáng)度,但后續(xù)處理工藝會(huì)導(dǎo)致零件體積收縮,變形嚴(yán)重。
1.2 光固化3D打?。ü饷羧S打印)
該技術(shù)使用液態(tài)光敏樹(shù)脂作為原料制作零件模型,光敏材料三維打印成形基于噴射成形技術(shù)和光固化成形技術(shù),噴頭沿X方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),根據(jù)零件的截面形狀,選擇性噴射光固化實(shí)體材料和光固化支撐材料形成截面輪廓,在紫外光照射下光固化材料邊打印邊固化,層層堆積至制件成形完畢。但其應(yīng)用于骨骼類產(chǎn)品打印的主要缺點(diǎn)是,當(dāng)前具有生物活性的骨骼類材料如羥基磷灰石,生物玻璃等材料自身不是光敏性材料,需與光敏材料混合使用,因此影響產(chǎn)品的生物活性在打印后將受到很大影響。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三維打印成形基于熔融涂覆成形(FDM)專利技術(shù),分別加熱兩種絲狀熱塑性材料至熔融態(tài),根據(jù)零件截面形狀,選擇性涂覆實(shí)體材料和支撐材料形成截面輪廓,并迅速冷卻固化,層層堆積至制件成形完畢,其原理與光敏材料3D打印成形類似 [16]。目前熔融材料三維打印成形,可采用由磷灰石和骨骼所需的有機(jī)鹽配置而成的骨水泥,不需要額外添加紫外光照射固化所需的光敏介質(zhì),有利于保證材料后續(xù)的生物相容性和生物活性。但由于擠壓式噴頭的噴嘴處壓力大,容易造成阻塞現(xiàn)象,因此對(duì)噴嘴和材料漿料的粒徑要求較高。
除三維打印外,應(yīng)用比較廣泛的商業(yè)化快速成形工藝還包括立體光刻成形(SLA)、選擇性激光燒結(jié)成形(SLS)堆疊、實(shí)體制造(LOM)、熔融堆積成形(FDM)等,但這些工藝大多需要配備價(jià)格昂貴的激光輔助系統(tǒng),且成型工藝實(shí)質(zhì)上還是類似于上述三種材料疊加-固化技術(shù)。因此,三維打印技術(shù)被認(rèn)為是最具生命力的快速成形技術(shù),發(fā)展?jié)摿薮螅卺t(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景廣闊,其推廣應(yīng)用將對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)模式帶來(lái)顛覆性的影響。
2 三維仿生重構(gòu)建模技術(shù)的發(fā)展
基于醫(yī)學(xué)圖像的三維重構(gòu)建模技術(shù)是生物3D打印技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容之一。3D打印生物構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)首先需要在計(jì)算機(jī)環(huán)境下有效重構(gòu)和建模,生成可用于驅(qū)動(dòng)打印噴頭的指令數(shù)據(jù)進(jìn)而操控成型設(shè)備實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成型。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展,人體組織的二維斷層圖像數(shù)據(jù)可以方便地獲取以進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷和治療。但是,二維斷層圖像只是表達(dá)了某一截面的解剖信息,醫(yī)生可以憑經(jīng)驗(yàn)由多幅二維圖像去估計(jì)病灶的大小及形狀,“構(gòu)思”病灶與其周圍組織的三維幾何關(guān)系,可三維打印設(shè)備卻無(wú)法根據(jù)這些斷點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行立體三維成型,因此,基于醫(yī)學(xué)圖像的三維重構(gòu)建模技術(shù)是生物3D打印技術(shù)的重要前驅(qū)步驟。
由于CT或MRI等檢測(cè)設(shè)備掃描得到的二維圖像信息不能直接用于快速成型,只有通過(guò)專用軟件將二維斷層圖像序列重建為三維虛擬模型,并生成為快速成型機(jī)可以接受的STL(Stereo Lithography)格式圖形文件,才能最終制造出生物產(chǎn)品三維實(shí)體模型。近十多年來(lái),歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究十分活躍,其技術(shù)水平正從后處理向?qū)崟r(shí)跟蹤和交互處理發(fā)展,并且已經(jīng)將超級(jí)計(jì)算機(jī)、光纖高速網(wǎng)、高性能工作站和虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來(lái),代表著這一技術(shù)領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向。
在市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,國(guó)外已經(jīng)研制了三維醫(yī)學(xué)影像處理的商品化系統(tǒng),其中,比較典型的有比利時(shí)Materialise公司的Mimics、美國(guó)Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在國(guó)內(nèi),中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所醫(yī)學(xué)影像研究室自主開(kāi)發(fā)的3D Med是基于普通微機(jī)的三維醫(yī)學(xué)影像處理與分析系統(tǒng),系統(tǒng)能夠接收CT、MRI等主要醫(yī)療影像設(shè)備的圖像數(shù)據(jù),具有數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、二維讀片、距離測(cè)量、圖像分割以及三維重建等功能。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系研發(fā)的人體斷面解剖圖像三維重構(gòu)系統(tǒng)能給外科手術(shù)中的影像診斷提供一定的參考。中國(guó)科技大學(xué)在應(yīng)用Delphi開(kāi)發(fā)三維重構(gòu)軟件的研究上取得了很好的成果。國(guó)內(nèi)企業(yè)也研發(fā)了一些三維醫(yī)學(xué)影像處理系統(tǒng)。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高級(jí)圖像處理軟件”于2005年4月投入市場(chǎng)。它能對(duì)二維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行快速的三維重建,并能對(duì)臨床影像的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的可視化和智能化挖掘和處理,為臨床提供更多有價(jià)值的信息。但目前國(guó)外優(yōu)秀軟件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的價(jià)格非常昂貴,且其技術(shù)嚴(yán)格保密。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品大多沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成熟的商業(yè)應(yīng)用模式。
3 3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用
3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中應(yīng)用廣泛,其應(yīng)用領(lǐng)域大致包括:體外器官模型、仿生模型制造;手術(shù)導(dǎo)板、假肢設(shè)計(jì);個(gè)性化植入體制造;組織工程支架制造;生物活體器件構(gòu)建以及器官打??;藥物篩選生物模型等。如圖1所示為3D打印在生物醫(yī)學(xué)工程中的各種應(yīng)用情況[5-7]。
3.1 體外器官模型、仿生模型制造。該類應(yīng)用主要用于醫(yī)療診斷和外科手術(shù)策劃,它能有效地提高診斷和手術(shù)水平,縮短時(shí)間、節(jié)省費(fèi)用。便于醫(yī)生、患者之間的溝通,為診斷和治療提供了直觀、能觸摸的信息,從而使手術(shù)者之間、醫(yī)生和病人之間的交流更加方便。
3.2 手術(shù)導(dǎo)板、假肢設(shè)計(jì)。該類應(yīng)用便于訂制精確的個(gè)性化假體,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療需求。根據(jù)患者缺損組織數(shù)據(jù)量身訂制的假肢,可提高假肢設(shè)計(jì)的精確性,提高手術(shù)精確度,確?;颊叩墓δ芑謴?fù),減少患者的痛苦。
3.3 個(gè)性化植入體制造。人體許多部位的受損組織,需要個(gè)性化定制。如人類面部頜骨(包括上下頜骨) 形態(tài)復(fù)雜, 極富個(gè)性特征, 形成了個(gè)體間千差萬(wàn)別的面貌特點(diǎn)。人類的頭顱骨,需要準(zhǔn)確與顱內(nèi)大腦等軟組織精確匹配扣合,人體的下肢骨、脊柱骨等會(huì)嚴(yán)重影響患者今后的步態(tài)及功能恢復(fù)。因此這類修復(fù)體可通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化訂制和精確 “克隆”受損組織部位和形狀。
3.4 組織工程支架制造。如通過(guò)3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)和制備具有與天然骨類似的材料組分和三維貫通微孔結(jié)構(gòu),使之高度仿生天然骨組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)特征,賦予組織工程支架高度的生物活性和骨修復(fù)能力。
3.5 生物活體器件構(gòu)建以及器官打印。此方面的應(yīng)用大多涉及活體細(xì)胞的生物3D打印技術(shù)。細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)體的3D構(gòu)建可以通過(guò)活細(xì)胞及其外基質(zhì)材料的打印構(gòu)建活體生物器件。如英國(guó)赫瑞瓦特大學(xué)和一家干細(xì)胞技術(shù)公司合作,首次將3D打印拓展到人類胚胎干細(xì)胞范圍。這一突破使得利用人類胚胎干細(xì)胞來(lái)“打造”移植用人體組織和器官成為可能。美國(guó)康奈爾大學(xué)研究人員最近在其發(fā)表的研究論文中稱,他們利用牛耳細(xì)胞在3D打印機(jī)中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形兒童的器官移植。
3.6 藥物篩選生物模型。藥物篩選指的是采用適當(dāng)?shù)姆椒?,?duì)可能作為藥物使用的物質(zhì)(采樣)進(jìn)行生物活性、藥理作用及藥用價(jià)值的評(píng)估過(guò)程。作為篩選,需要對(duì)不同化合物的生理活性做大規(guī)模橫向比較,因此有研究人員指出通過(guò)3D打印技術(shù),精確設(shè)計(jì)仿生組織藥物病理作用模型,可以使人們開(kāi)在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模高通量篩選新型高效藥物。最近,四川大學(xué)聯(lián)合加州大學(xué)圣地亞哥分校等科研機(jī)構(gòu),通過(guò)3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)了一款肝組織仿生結(jié)構(gòu)藥物解毒模型(如圖1-c),該研究成果發(fā)表在最近一期的Nature Communications上,受到3D打印研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。
3D打印在生物醫(yī)學(xué)工程中應(yīng)用:(a)3D打印磷酸鈣骨組織工程支架; (b)3D打印細(xì)胞、活體器官構(gòu)件;(c)3D打印肝組織仿生結(jié)構(gòu)藥物解毒模型。
4 結(jié)束語(yǔ)
三維打印技術(shù)正處在蓬勃興起的階段,3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中得到了廣泛的應(yīng)用,其應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀表明:3D打印在體外器官模型、組織工程與再生醫(yī)學(xué)、個(gè)性化醫(yī)療以及新藥研發(fā)等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。抓住生物材料及植入器械的三維打印技術(shù)新一輪發(fā)展浪潮,發(fā)展我國(guó)生物三維打印技術(shù),對(duì)發(fā)展我國(guó)生物材料醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)步入國(guó)際先進(jìn)水平具有十分重要的意義。
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摘要:結(jié)合醫(yī)學(xué)院校特點(diǎn),探討了以醫(yī)學(xué)院校為背景的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)模式的創(chuàng)新與優(yōu)化,從培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)位論文等方面進(jìn)行了探索和優(yōu)化,以不斷完善和規(guī)范生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)過(guò)程。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;工程碩士;培養(yǎng)模式
工程碩士教育已成為我國(guó)涉及面最廣、規(guī)模最大的一種專業(yè)學(xué)位。工程碩士專業(yè)學(xué)位是我國(guó)學(xué)位與研究生教育中的一個(gè)新類型,注重在教育實(shí)踐中的不斷創(chuàng)新[1-2]。生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的新興邊緣學(xué)科。針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域特殊行業(yè)特點(diǎn),按照工程碩士培養(yǎng)的目標(biāo),探討面向醫(yī)學(xué)院校的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)新模式十分必要。
以醫(yī)學(xué)院校為背景的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)應(yīng)注重以下三個(gè)方面:一是課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容,如何使學(xué)生在不脫產(chǎn)的情況下保證學(xué)習(xí)質(zhì)量;二是按照研究生學(xué)位條例,在這種培養(yǎng)模式下如何確定論文的要求;三是如何體現(xiàn)以醫(yī)學(xué)院校為背景的工程碩士特色培養(yǎng)模式。工程碩士教育要抓住這三個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)行教育思想和培養(yǎng)模式上的創(chuàng)新。
一、優(yōu)化課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容
課程教學(xué)是工程碩士培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),是知識(shí)再積累和知識(shí)更新的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),在整個(gè)研究生培養(yǎng)過(guò)程中,是學(xué)??煽貢r(shí)間最長(zhǎng),影響最大的環(huán)節(jié)[3]。因此在課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容上,考慮工程碩士的特殊性,才能培養(yǎng)出高質(zhì)量、特色鮮明的工程碩士。在進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)工程碩士培養(yǎng)模式探索期間,我們通過(guò)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的工程碩士進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,并對(duì)調(diào)查及調(diào)研結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析,對(duì)課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化。
在課程設(shè)置上增設(shè)了實(shí)用設(shè)備類課程的講解,針對(duì)工程碩士要求動(dòng)手能力強(qiáng)等特點(diǎn),加設(shè)了與醫(yī)療相關(guān)的設(shè)備維修理論及實(shí)踐課程和相關(guān)實(shí)用性較強(qiáng)的應(yīng)用類課程。同時(shí),在教學(xué)內(nèi)容上也進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,主要表現(xiàn)為:1.在講解基本理論的基礎(chǔ)上,增加如電子病歷等熱門話題的開(kāi)放式教學(xué)模式探討;2.攻讀工程碩士學(xué)位的學(xué)生已經(jīng)具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)及在某一領(lǐng)域已經(jīng)有一些獨(dú)到見(jiàn)解,在教學(xué)內(nèi)容上可以安排一些學(xué)生講座,讓學(xué)生針對(duì)自己所熟悉的領(lǐng)域與班級(jí)學(xué)生進(jìn)行講解與互動(dòng),從而擴(kuò)大工程碩士在教學(xué)內(nèi)容上的局限性;3.在時(shí)間充裕的前提下可以嘗試邀請(qǐng)相關(guān)醫(yī)院及廠家的專家進(jìn)行專題講座,可以增加解決某一專業(yè)問(wèn)題的針對(duì)性。
二、優(yōu)化學(xué)位論文指導(dǎo)與評(píng)價(jià)體系
工程碩士學(xué)位論文是工程碩士培養(yǎng)的主要環(huán)節(jié),也是最終環(huán)節(jié)。與工學(xué)碩士不同,生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士的選題應(yīng)來(lái)源于醫(yī)院及相關(guān)部門的實(shí)際需要或具有明確的生物醫(yī)學(xué)工程背景,研究成果要有應(yīng)用價(jià)值。因此,在學(xué)位論文指導(dǎo)方面可以實(shí)施由學(xué)校具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師與醫(yī)院相關(guān)部門的技術(shù)人員聯(lián)合指導(dǎo),醫(yī)、校雙方導(dǎo)師發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),共同指導(dǎo)。
為制定更具實(shí)用性的論文指導(dǎo)與評(píng)價(jià)體系,我們調(diào)研了省內(nèi)10余家附屬醫(yī)院和部分相關(guān)企事業(yè)單位的相關(guān)科室,了解附屬醫(yī)院及相關(guān)科室對(duì)人才的需求情況,根據(jù)相關(guān)部門及臨床醫(yī)生提出的意見(jiàn)進(jìn)一步完善生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士的畢業(yè)論文制訂及相關(guān)評(píng)價(jià)體系。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,制訂了工程碩士論文學(xué)位論文質(zhì)量參考標(biāo)準(zhǔn),并在多家培養(yǎng)單位中應(yīng)用,取得了較好的效果。
三、構(gòu)建適合醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)的模式
生物醫(yī)學(xué)工程的研究是電子技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物技術(shù)以及材料科學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等新技術(shù)的飛速發(fā)展和研究的深入,由多學(xué)科的滲透與綜合作用于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域而形成的一門新型的交叉的邊緣學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)具有跨學(xué)科、交叉的學(xué)科特殊性,在培養(yǎng)模式方面會(huì)出現(xiàn)偏重于工科或醫(yī)科的現(xiàn)象,沒(méi)有真正體現(xiàn)出醫(yī)學(xué)工程的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。那么如何更好地將理、工、醫(yī)三者有機(jī)的結(jié)合在一起,使得培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和基本素質(zhì)更加完善,這已成為我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)方面的一個(gè)突出問(wèn)題。
為了更好地構(gòu)建適于醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)模式,應(yīng)重視以下幾個(gè)方面[4]:
1.以社會(huì)需求為導(dǎo)向
專業(yè)設(shè)置及培養(yǎng)目標(biāo)都以社會(huì)需求為導(dǎo)向,緊密結(jié)合生產(chǎn)和科技發(fā)展變化的需要,及時(shí)調(diào)整課程設(shè)置,不斷更新課程內(nèi)容和教學(xué)方法,使學(xué)生能夠盡快地接受新技術(shù)與信息。
2.重視實(shí)際能力
在教學(xué)過(guò)程中可以開(kāi)展課程討論會(huì),重視學(xué)生實(shí)際操作能力,培養(yǎng)創(chuàng)造精神與創(chuàng)新意識(shí)。
3.師生共同參與課程設(shè)置
課程目標(biāo)由側(cè)重傳授知識(shí)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)探究能力,由片面增加學(xué)生認(rèn)知成長(zhǎng)轉(zhuǎn)向兼顧學(xué)生情感發(fā)展,課程內(nèi)容由靜態(tài)的穩(wěn)定劃一走向動(dòng)態(tài)的開(kāi)放靈活,課程不再僅僅作為面向過(guò)去知識(shí)的載體,而更多地呈現(xiàn)為面向未來(lái)發(fā)展的過(guò)程;課程設(shè)計(jì)趨向更大的彈性,在必修課的基礎(chǔ)上,增加了選修課的數(shù)量,多方位地開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課程設(shè)置與發(fā)展,通過(guò)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的感受與需要,由學(xué)生和老師共同參與課程的設(shè)置與修改,而不僅僅是由學(xué)校單獨(dú)制定,課程的組織不再限于學(xué)科界限而是面向跨學(xué)科和綜合化的方向發(fā)展。
培養(yǎng)模式的創(chuàng)新主要表現(xiàn)為:
1.由學(xué)校教師和醫(yī)院臨床醫(yī)生共同承擔(dān)教學(xué)任務(wù),真正實(shí)現(xiàn)理、工、醫(yī)的有機(jī)結(jié)合。
2.以培養(yǎng)復(fù)合型人才為目標(biāo),真正做到與實(shí)際相結(jié)合。針對(duì)醫(yī)生在診療過(guò)程中對(duì)現(xiàn)有儀器設(shè)備的看法和改進(jìn)意見(jiàn)以及病人的需要建立起一個(gè)良好的溝通環(huán)境。
3.引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)理念與方法。
四、結(jié)語(yǔ)
生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域是一個(gè)典型的交叉科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域是生物醫(yī)學(xué)信息、醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、基因芯片、納米技術(shù)、新材料等技術(shù)的學(xué)術(shù)研究和創(chuàng)新的基礎(chǔ)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo)就是為醫(yī)院及相關(guān)企事業(yè)單位培養(yǎng)復(fù)合型的高級(jí)技術(shù)人才。本文通過(guò)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)模式的探討,包括從課程體系的建設(shè)、論文評(píng)價(jià)標(biāo)體系優(yōu)化等,不斷完善培養(yǎng)模式。以醫(yī)學(xué)院校為背景的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)工作既有優(yōu)勢(shì)也有局限性,具有創(chuàng)新性和實(shí)用性的培養(yǎng)模式還需要不斷探索研究,希望能夠不斷探索出培養(yǎng)該工程領(lǐng)域高素質(zhì)、創(chuàng)新型工程碩士人才的新實(shí)用模式。
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近10年來(lái),在醫(yī)療成像、生理建模、傳感系統(tǒng)及計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互和自動(dòng)化等方面的巨大進(jìn)步,使得生物醫(yī)學(xué)工程有了快速、顯著的發(fā)展。生物醫(yī)學(xué)工程涉及了醫(yī)藥和生物科學(xué)的工程應(yīng)用準(zhǔn)則,包括生物醫(yī)藥、醫(yī)療成像、生理建模、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、信號(hào)處理、圖像重建、模式識(shí)別及生物力學(xué)等領(lǐng)域。目前,生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)擁有了復(fù)雜的醫(yī)療診斷及治療手段,越來(lái)越多的研究成果已經(jīng)應(yīng)用于臨床,幫助我們開(kāi)發(fā)新的植入物或假肢及創(chuàng)造新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和完善的工具集技術(shù)以用于疾病的檢測(cè)、預(yù)防和治療。
全書由兩部分組成,共9章。第1部分先進(jìn)的計(jì)算方法,包含第1-5章:1.生物醫(yī)學(xué)圖像分割中的圖形算法技術(shù)。用于分割三維醫(yī)學(xué)圖像結(jié)構(gòu)的圖形方法,即圖割法和多物體、多表面的分層優(yōu)化圖形圖像分割法;2.醫(yī)學(xué)圖像處理中的信息論聚類?;仡櫫俗罱畔⒄摽蚣芟碌募悍椒?,介紹了其能夠在一幅表示不同組織特性的醫(yī)學(xué)圖像中尋找聚類的合適數(shù)量,提出了一種對(duì)于優(yōu)化給定聚類配置質(zhì)量的目標(biāo)函數(shù)的聚類方法;3.多目標(biāo)差分進(jìn)化算法――基于模糊聚類的腦部MR圖像分割算法。介紹了應(yīng)用于同步優(yōu)化多集群的基于多目標(biāo)差分進(jìn)化模糊聚類技術(shù),詳細(xì)地論述了用于底層優(yōu)化的差分進(jìn)化算法技術(shù)原理,闡述了在差分進(jìn)化中聚類中心向量編碼技術(shù);4.丘腦皮層神經(jīng)質(zhì)量模型振蕩動(dòng)力學(xué)的功率譜及非線性分析。首先提出了在阿爾茨海默式癥中的異常腦震蕩研究中的多模態(tài)分析技術(shù),接著介紹了一種結(jié)合了丘腦皮層神經(jīng)質(zhì)量模型功率譜分析與非線性行為分析;5.蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)元學(xué)習(xí)方法。介紹了多尺度蛋白質(zhì)生物功能預(yù)測(cè)算法,討論了在蛋白質(zhì)功能分析中使用元學(xué)習(xí)方法的優(yōu)勢(shì),尤其是在蛋白質(zhì)序列分析、三維結(jié)構(gòu)比較、生物功能解釋與分子間相互作用分析中,給出了對(duì)選定的生物系統(tǒng)進(jìn)行整體行為預(yù)測(cè)的不同的計(jì)算方法及元學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
第2部分生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用,包括第6-9章:6.三維超聲圖像頸動(dòng)脈分割。本章介紹了一種精確可靠的從三維超聲圖像中進(jìn)行頸動(dòng)脈分割方法,闡速了頸動(dòng)脈血管分割算法,并證明了三維超聲是一種對(duì)于在經(jīng)動(dòng)脈粥樣硬化中前期后期的定量分析中的可行算法;7.結(jié)構(gòu)神經(jīng)元可塑性定量圖像分析的一些當(dāng)代問(wèn)題。介紹了在微觀層面腦結(jié)構(gòu)研究過(guò)程,闡釋了神經(jīng)元可塑性過(guò)程,以解釋大量神經(jīng)退化性疾病原因,使用熒光共聚焦顯微鏡對(duì)腦組織圖像進(jìn)行定量分析;8.軟骨和軟骨下骨中的骨關(guān)節(jié)炎的先進(jìn)核磁共振成像。概述了用以檢測(cè)軟骨及軟過(guò)下骨組織、軟骨生物組織的非植入性病理檢測(cè)的核磁共振成像技術(shù),介紹了在該領(lǐng)域的最新發(fā)現(xiàn),及骨關(guān)節(jié)炎的檢測(cè)和治療方法;9.計(jì)算機(jī)斷層掃描圖像中基于下頜骨骨折的發(fā)際線檢測(cè)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)。本章介紹了可以從CT圖像中檢測(cè)下頜骨骨折的發(fā)際問(wèn)題,闡述了解決該問(wèn)題的方法,即首先在二維CT圖像切片中確定頜骨的骨折發(fā)際線,接著使用最大流最小割算法檢測(cè)的骨裂結(jié)構(gòu)。
本書適合計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、電氣工程與系統(tǒng)科學(xué)等專業(yè)碩士研究生閱讀和學(xué)習(xí),亦可作為對(duì)圖像處理、三維重建、信息技術(shù)及生物醫(yī)學(xué)研究感興趣的其他專業(yè)學(xué)生參考書。對(duì)于在計(jì)算和分子生物學(xué)、生物工程以及圖像處理的研究人員或從業(yè)人員,本書也會(huì)提供很有用的幫助。作者: 張進(jìn)興,本文來(lái)自《中國(guó)醫(yī)學(xué)工程》雜志
進(jìn)行生物技術(shù)工程類課程群的模塊化教學(xué)
大多數(shù)地方高校由于歷史發(fā)展的原因,偏重文理,工程類課程實(shí)踐教學(xué)硬件不夠,辦學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,師資力量有限,生物技術(shù)本科開(kāi)出的工程類課程除了基因工程、生化工程、微生物工程(發(fā)酵工程)和細(xì)胞工程為必修課程外,蛋白質(zhì)工程、酶工程等工程類課程大多作為選修課程開(kāi)設(shè)。由于工程類課程不能全部開(kāi)設(shè),極大地限制了學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才成為空談。因此必須保證生物技術(shù)全部工程類課程理論與實(shí)踐教學(xué)正常進(jìn)行,將工程類課程整合,大力推進(jìn)工程類課程群的模塊化教學(xué)。
在以前的生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,雖然很多的工程類方面的課程業(yè)已開(kāi)設(shè),但課程之間的聯(lián)系并不緊密,課程與課程之間、理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系松散、脫節(jié),有些課程的教學(xué)內(nèi)容甚至出現(xiàn)重復(fù),比如生物制藥技術(shù)課程里面的細(xì)胞培養(yǎng)部分和細(xì)胞工程里面的相應(yīng)內(nèi)容重復(fù)。學(xué)生沒(méi)有形成核心技能,沒(méi)能把生物技術(shù)工程類課程從理論到實(shí)驗(yàn)再到實(shí)踐整合為一體,將來(lái)會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間不適應(yīng)實(shí)際的工作崗位。因此,學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間,教師應(yīng)將專業(yè)實(shí)驗(yàn)課與實(shí)際工程密切聯(lián)系,使學(xué)生能較早地接觸工程實(shí)際,了解和熟悉未來(lái)可能從事的工作[3]。為了使學(xué)生舉一反三,學(xué)到分析、解決問(wèn)題的方法,我們可以進(jìn)行典型工程教學(xué)。因此,我們?cè)谶M(jìn)行生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革中,把相關(guān)的課程集中起來(lái),形成多個(gè)教學(xué)模塊,工程類課程方面的基礎(chǔ)課程(主要是生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)和分子生物學(xué))和專業(yè)方向課程就很容易形成一個(gè)教學(xué)模塊。為了大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,養(yǎng)成勤于動(dòng)手、自覺(jué)學(xué)習(xí)的習(xí)慣,形成核心應(yīng)用能力,我們可將教學(xué)模塊內(nèi)部的知識(shí)連貫有序起來(lái),系統(tǒng)化,將理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候就不會(huì)感到枯燥,知識(shí)易于掌握,學(xué)習(xí)時(shí)能循序漸進(jìn),同時(shí)理論與實(shí)踐充分結(jié)合,使學(xué)生能明顯感到可以“學(xué)以致用”[2]。模塊化教學(xué),將更有針對(duì)性地培養(yǎng)應(yīng)用型人才,將社會(huì)上的職業(yè)崗位所需要的理論知識(shí)和技能與模塊化教學(xué)一一對(duì)應(yīng)。學(xué)生進(jìn)行模塊化學(xué)習(xí)之后,通過(guò)參加相應(yīng)的職業(yè)資格考試,取得某種資格證書,進(jìn)行上崗。如參加工程類課程模塊學(xué)習(xí)之后,參加發(fā)酵工種的職業(yè)資格考試,取得職業(yè)資格證書,這樣學(xué)生就能在將來(lái)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,率先找到工作,并很快適應(yīng)工作崗位,剛剛工作就成為一名合格的技術(shù)工人,再通過(guò)一定的工作、實(shí)踐鍛煉,發(fā)揮自己的專業(yè)素養(yǎng),逐步成為工廠的工程師。
加強(qiáng)生物技術(shù)工程類課程的工程化教學(xué)
生物技術(shù)工程類課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)比重極大,極為重要,課程之間聯(lián)系緊密,為了人才培養(yǎng)需要,應(yīng)強(qiáng)調(diào)課程的工程化教學(xué)。傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)一般是單純用于理論驗(yàn)證,要從根本上改變它與實(shí)際工程脫節(jié)的現(xiàn)狀,我們就應(yīng)該將實(shí)際工程中所涉及的實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容,這些實(shí)驗(yàn)課一般都具有很強(qiáng)的探索和研究性質(zhì)。同時(shí)由于以實(shí)際工程為背景,實(shí)驗(yàn)更具有針對(duì)性,更接近工程實(shí)際,學(xué)生更能從全局上把握,這樣將極大地促進(jìn)學(xué)生積極地思考,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和聰明才智,提高創(chuàng)新能力。作為大部分面向工廠企業(yè)一線崗位的地方高校畢業(yè)生,通過(guò)強(qiáng)化工程教育,在校期間,加強(qiáng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程,夯實(shí)基礎(chǔ),增強(qiáng)后勁,工作之后參加工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練,增強(qiáng)工作能力,適應(yīng)工作環(huán)境。
生物技術(shù)本科工程類課程模塊設(shè)置
生物技術(shù)工程類課程實(shí)行模塊化教學(xué),體現(xiàn)工程化特征,結(jié)合工業(yè)的實(shí)際需要,培養(yǎng)學(xué)生核心應(yīng)用能力。我們認(rèn)為在生物技術(shù)工程類課程模塊內(nèi)需設(shè)置理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程的教學(xué)環(huán)節(jié)(見(jiàn)表1)。
以應(yīng)用型為基點(diǎn),加快推進(jìn)生物技術(shù)工程類課程理論教學(xué)內(nèi)容體系改革
生物學(xué)科 生物醫(yī)學(xué)工程 生物技術(shù) 生物學(xué)論文 生物教學(xué) 生物科學(xué)論文 生物科技論文 生物化學(xué) 生物醫(yī)藥論文 生物統(tǒng)計(jì)論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀