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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(diǎn)
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(diǎn)。
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(jì)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(yàn)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(jì)、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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)的工程技術(shù)訓(xùn)練,影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的整體實(shí)現(xiàn)。
2)復(fù)合型師資嚴(yán)重缺乏。要實(shí)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(duì)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(duì)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(jì)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(duì)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(shí)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(duì)伍力量比較強(qiáng),基礎(chǔ)課程比較成熟,實(shí)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(yàn),但缺乏醫(yī)學(xué)類學(xué)科教學(xué)資源和臨床實(shí)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(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。校校聯(lián)合培養(yǎng)實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的培養(yǎng)模式,醫(yī)學(xué)院??蓮?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(shí)等瓶頸問題。實(shí)踐證明,實(shí)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(yàn),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。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會,2008-2009生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展報告[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2009.3期。
中圖分類號:G642
摘要:針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐與創(chuàng)新能力教學(xué)過程中存在的問題,提出一種“以項(xiàng)目為載體”的課程設(shè)計(jì)(Design Centered Learmng)特色國際化人才培養(yǎng)模式,對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀進(jìn)行分析,以引進(jìn)外方優(yōu)秀教育資源Design Centered Learning(DCL)教學(xué)模式中一個案例教學(xué)過程為例,闡述這種教學(xué)模式對學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)產(chǎn)生的積極影響,為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐與創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)提供一種模式參考。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;DCL;實(shí)踐與創(chuàng)新;人才培養(yǎng)模式
高等教育的根本任務(wù)是人才培養(yǎng),不斷提升人才培養(yǎng)水平是大學(xué)的永恒目標(biāo)與追求,這一點(diǎn)在當(dāng)前中國的大學(xué)改革和發(fā)展中尤顯重要。隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展,我國的高等教育已由精英教育步入大眾化教育階段。而在這一轉(zhuǎn)變過程中,人才培養(yǎng)模式卻沒有適時轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致人才培養(yǎng)與社會需求錯位,使大學(xué)生就業(yè)困難。而生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是一門將理工學(xué)與生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合,綜合運(yùn)用各種工程技術(shù)原理和方法,解決醫(yī)學(xué)實(shí)踐相關(guān)問題的交叉學(xué)科。近年來,生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)在我國獲得了快速發(fā)展,涌現(xiàn)出很多具有較強(qiáng)實(shí)力的生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)企業(yè),從而迫切需要大批合格的、具有實(shí)用創(chuàng)新能力的從業(yè)人員。因此,如何緊密結(jié)合我國社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求,培養(yǎng)社會急需的高素質(zhì)生物醫(yī)學(xué)工程人才,成為亟待解決的一個問題。
1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)創(chuàng)新型、實(shí)踐型人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析
目前,我國開設(shè)工科專業(yè)的本科高校有1 003所,占本科高??倲?shù)的90%;高等工程教育的本科在校生達(dá)到371萬人,研究生47萬人。但是,我國工程教育仍存在不少問題,主要體現(xiàn)在:人才培養(yǎng)模式單一,多樣性和適用性欠缺;工程性缺失和實(shí)踐教學(xué)薄弱問題長期未得到解決;評價體系導(dǎo)向重論文、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐;對學(xué)生的創(chuàng)新教育和創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練重視與投入不足;產(chǎn)學(xué)研合作不到位,企業(yè)不重視人才培養(yǎng)全過程的參與。工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要產(chǎn)學(xué)研合作教育。當(dāng)前,我國工科大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力從總體上看顯得比較低,表現(xiàn)在有些學(xué)生缺乏創(chuàng)新實(shí)踐的理念和愿望,缺少創(chuàng)新實(shí)踐能力的毅力與意志;有些學(xué)生有創(chuàng)新實(shí)踐意識但不能很好利用,有創(chuàng)新實(shí)踐熱情但創(chuàng)新實(shí)踐能力不夠;有些學(xué)生雖有創(chuàng)新實(shí)踐靈感但缺乏創(chuàng)新實(shí)踐技能等。每年畢業(yè)生招聘會上反饋的信息表明,有些畢業(yè)生專業(yè)技能、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力等與用人單位的要求還存在不少差距,企業(yè)很難招收到需要的高素質(zhì)人才來承擔(dān)企業(yè)繼續(xù)發(fā)展的重任,出現(xiàn)了學(xué)生“就業(yè)難”和企業(yè)“人才荒”的兩難境地。工科院校應(yīng)正視現(xiàn)狀、分析原因,從教育理念、課程體系、教師素質(zhì)、實(shí)踐教育、課外科技實(shí)踐、社會實(shí)踐等多方面入手,構(gòu)建有利于工科大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)模式。
生物醫(yī)學(xué)工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,動手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)來說顯得尤為重要。而生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)雖然已成長和發(fā)展了幾十年,但是,由于其本身“新興學(xué)科”與“交叉學(xué)科”的特點(diǎn),并隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,對生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的認(rèn)識及基本定義都還在不斷地創(chuàng)新、調(diào)整、補(bǔ)充和完善,特別是社會上對這個專業(yè)的認(rèn)識和接受程度還不高,不大清楚這個學(xué)科的性質(zhì)、作用和地位,相關(guān)的產(chǎn)業(yè)部門認(rèn)識也較模糊。高等教育人才的培養(yǎng),不僅要適應(yīng)科學(xué)的進(jìn)步,更要滿足社會對人才的需求。當(dāng)前,數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)正在蓬勃發(fā)展中,相關(guān)的醫(yī)療器械、醫(yī)療技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)也在迅速壯大。珠江三角洲、長江三角洲及京津環(huán)渤海灣三大區(qū)域已成為本土三大醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),三大區(qū)域醫(yī)療器械總產(chǎn)值之和及其銷售額之和均占全國總量的80%以上。因此,如何結(jié)合學(xué)科的創(chuàng)新與發(fā)展,充分利用產(chǎn)業(yè)成長及壯大的時機(jī),培養(yǎng)滿足社會需求的人才,是擺在生物醫(yī)學(xué)工程教育者面前的當(dāng)務(wù)之急。
為了提高本科生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力,在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中,實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力方面是十分重要的,具有不可替代的作用。工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力更是教學(xué)改革的核心目標(biāo)。工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是知識經(jīng)濟(jì)社會對優(yōu)秀工程技術(shù)人員素質(zhì)的要求,是現(xiàn)代企業(yè)應(yīng)對全球經(jīng)濟(jì)一體化、參與國際競爭的需要,也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要,同時也是建設(shè)創(chuàng)新型國家與科教興國發(fā)展戰(zhàn)略的需要。實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)、發(fā)展、創(chuàng)新知識的源泉,是檢驗(yàn)真知的標(biāo)準(zhǔn),也是深刻認(rèn)識、理解、學(xué)習(xí)知識和技術(shù)的最好課堂與老師。人們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一句格言:聽到的會忘掉,看到的能記住,只有親自做過的才會真正明白,并深深地刻在記憶中。只有親歷親為,才能深刻理解、掌握、運(yùn)用事物的本質(zhì)、原理、規(guī)律,并有新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。過去高等學(xué)校培養(yǎng)的畢業(yè)生雖然掌握了一定的知識和技術(shù),但與企業(yè)工程師相比,他們在綜合素質(zhì)、實(shí)踐與創(chuàng)新能力方面存在著很大的差距。經(jīng)驗(yàn)告訴我們:知識≠能力,兩者之間有一個傳動的鏈條叫做實(shí)踐,即應(yīng)用知識解決工程問題。因此要培養(yǎng)未來的卓越工程師,提高工程師教育質(zhì)量,充分開發(fā)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力就必須要按照其成長的特點(diǎn)和規(guī)律改革教育體系和教學(xué)模式,讓工程師教育回歸工程。
2 引進(jìn)荷蘭特色化教學(xué)模式DCL培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力
東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院在對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)實(shí)施國際化教學(xué)的過程中,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,以培養(yǎng)滿足社會需求的、“用得上、留得住、干得好”的實(shí)用創(chuàng)新型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才為目標(biāo),從培養(yǎng)模式、專業(yè)課程設(shè)置、實(shí)踐教學(xué)、本科生導(dǎo)師制等多個方面,深入開展了教學(xué)改革與嘗試,并成功探索出“以項(xiàng)目為中心的課程設(shè)計(jì)”本土化實(shí)踐教學(xué)方法,取得了較好的效果。
“以項(xiàng)目為中心的課程設(shè)計(jì)”是一種開展“學(xué)習(xí)+研究”的教學(xué)模式,引進(jìn)了合作方荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)Design Centered Learning(DCL)教學(xué)模式,基于問題進(jìn)行研究、面向?qū)嵺`探索學(xué)習(xí),在教學(xué)中研究、在研究中教學(xué),把學(xué)生的科技能力培訓(xùn)列入教學(xué)計(jì)劃,校企合作,發(fā)揮資源優(yōu)勢。它是以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),以學(xué)為中心,采取學(xué)生分組合作、查閱資料、調(diào)查研究、討論、交流等方式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法的課程。以培養(yǎng)能力為宗旨,以項(xiàng)目為載體,基于問題研究,以課題研究和問題解決為核心,學(xué)思結(jié)合、知行合一的教學(xué)活動,注重方案設(shè)計(jì)、過程訓(xùn)練,激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,以及提出問題、分析問題、解決問題的能力,讓學(xué)生提前了解企業(yè)運(yùn)作機(jī)制,為學(xué)生就業(yè)乃至創(chuàng)業(yè)搭建一個良好的平臺。
3 DCL在研究中教學(xué),在教學(xué)中研究——以“老年人摔倒測試"案例教學(xué)過程為例
3.1 案例的選擇和設(shè)計(jì)—二整合各類知識、解決實(shí)際問題
“老年人摔倒檢測”是本科生第6學(xué)期進(jìn)行的DCL項(xiàng)目。這個案例針對當(dāng)今老齡化社會的熱點(diǎn)問題——獨(dú)居老人的健康智能監(jiān)護(hù),在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域是非常有實(shí)際意義和研究價值的課題。當(dāng)今獨(dú)居老人逐年增多,老人的健康問題已經(jīng)成為一個社會問題。摔倒是威脅老年人健康的一個惡性殺手。如何利用生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)知識,研發(fā)可以對老年人行為動作進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的儀器設(shè)備,設(shè)計(jì)有效的摔倒檢測的算法,能夠在老人發(fā)生摔倒危險的第一時間,通知家屬和社區(qū)醫(yī)院,從而最大程度的減輕傷害,正是這個課題需要解決的關(guān)鍵問題。而這個課題也是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理兩門前序課程的基礎(chǔ)上展開的,讓學(xué)生們能夠直接理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用,對知識有更加感性的認(rèn)識??傊瑥陌咐倪x擇和設(shè)計(jì)上,首先變以教為主為以學(xué)習(xí)研究為主。教師根據(jù)教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn),提煉出能夠涵蓋本課程主要知識內(nèi)容的項(xiàng)目或研究設(shè)計(jì)課題。選擇提煉項(xiàng)目的原則是項(xiàng)目知識化、知識問題化、問題層次化。然后成立由中外教師和企業(yè)專家組成的教學(xué)小組,編寫該案例的教案、提煉項(xiàng)目、講授工程案例,選擇可以引導(dǎo)學(xué)生對此項(xiàng)目和問題開展自主學(xué)習(xí)、合作探索研究的問題作為主要教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。
3.2 案例進(jìn)行過程中——提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)能力
教師通過案例描述的形式提供給學(xué)生信息,通常是這樣的描述:介紹一些簡單的關(guān)鍵詞、主要目標(biāo)(可以是簡單的建議),并給出案例方面的一些暗示。學(xué)生需要在小組里(最多不超過8人)完成這個案例。為此,他們需要在助教的協(xié)助下每周進(jìn)行一次會議,每個案例持續(xù)10周。與傳統(tǒng)課程不同的是助教的職責(zé)是作為一名觀察者為學(xué)生提供改善方案的建議,而不是傳統(tǒng)意義上單純地傳授知識。在每次會議期間,學(xué)生需要確認(rèn)自己欠缺的知識、明確自學(xué)作業(yè)中自己需要完成的任務(wù)。每個學(xué)生都需要做這些任務(wù)并且需要在下次會議中向整個小組匯報自己做的結(jié)果。除了專業(yè)知識部分的任務(wù),學(xué)生還會討論到各自的進(jìn)步,如由于在小組里擔(dān)任討論組長、會議記錄秘書和板書等角色而學(xué)會的相應(yīng)技巧。總的來說,DCL主要是鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí),鼓勵組員之間進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作,鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考如何組建實(shí)驗(yàn)、如何做報告、如何開展一次有效的會議以及如何成為領(lǐng)導(dǎo)者。
3.3 案例完成效果考核方式——顛覆死記硬背的傳統(tǒng)方式、改善被動抄襲的學(xué)習(xí)態(tài)度
教學(xué)模式、目標(biāo)改變了,成績考核方式也改變了——小組、教師評價學(xué)習(xí)研究成果。因此評價學(xué)生的學(xué)習(xí)研究成果時要用新的方法來評價。要從學(xué)習(xí)知識轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)能力轉(zhuǎn)變,從關(guān)注結(jié)果向過程與結(jié)果并重轉(zhuǎn)變。要重點(diǎn)考核自學(xué)能力、研究能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)研究的態(tài)度和學(xué)習(xí)研究的成果。小組和教師要結(jié)合個人在項(xiàng)目中完成任務(wù)的情況、工作量的大小、難易程度、貢獻(xiàn)大小、自主學(xué)習(xí)與研究的態(tài)度、創(chuàng)新等情況給出該門課程的成績。值得注意的是教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變的體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是:只要經(jīng)過學(xué)習(xí)和研究學(xué)會了知識,收獲了能力,不看成果和貢獻(xiàn)大小,都在合格以上??己嗽u價方法的改革,就是要解放學(xué)生,讓其輕松快樂地學(xué)習(xí),使學(xué)習(xí)成為一種有趣的研究活動。就“老年人摔倒檢測”這個案例來說,最終的考核結(jié)果來源于多個方面,包括指導(dǎo)教師根據(jù)平時學(xué)生的表現(xiàn)、每周的自學(xué)報告、會議記錄、會議日程完成的情況給定的分?jǐn)?shù),小組中期答辯的分?jǐn)?shù),期末答辯時評委根據(jù)小組儀器設(shè)備展示以及PPT講述情況給定的分?jǐn)?shù),其他小組評價的分?jǐn)?shù),組員之間互評的分?jǐn)?shù)等多個方面,從不同維度對學(xué)生成績進(jìn)行評估,使考核方式脫離傳統(tǒng),更加科學(xué)合理,更有效地調(diào)動學(xué)生們的積極性。
實(shí)踐表明,這門課程很受學(xué)生喜愛,“老年人摔倒檢測”這個案例也取得了比預(yù)期更好的成效。學(xué)生們普遍反映,對前序的信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理的課程理論知識的理解更加深入,而對怎么分工合作完成項(xiàng)目也有了初步的了解,對未來的工作或者繼續(xù)深造都有很多益處。
4 實(shí)踐效果
經(jīng)過多年的中外校企合作、學(xué)研產(chǎn)醫(yī)結(jié)合,利用教學(xué)資源和優(yōu)勢,實(shí)施以項(xiàng)目為載體、基于問題的研究,學(xué)研一體,在研究中教學(xué),在教學(xué)中研究的DCL教學(xué)改革,使教學(xué)得到了真正意義上的回歸,變以教為中心為以學(xué)為中心,學(xué)生回歸了學(xué)習(xí)的主體地位,教師變成了主導(dǎo)的角色。把學(xué)習(xí)和研究集合于項(xiàng)目之中,學(xué)習(xí)知識與收獲能力共生并進(jìn),用新的考核評價方式評價學(xué)生的學(xué)習(xí),減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),使學(xué)習(xí)變成了一種積極快樂的研究活動。東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院本科生大學(xué)4年中除基本實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程外,主持并實(shí)際參與的項(xiàng)目案例達(dá)10余項(xiàng),共計(jì)2400余學(xué)時,學(xué)生的英語能力、動手能力及創(chuàng)新能力得到顯著提高。幾年來本科生的就業(yè)率達(dá)到100%。在實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)考核中,絕大多數(shù)學(xué)生被東軟集團(tuán)一類的企業(yè)納入人才儲備庫。這種研究型的教學(xué)模式的優(yōu)勢越來越凸顯,正在改變著教學(xué)的水平和質(zhì)量,也在改變著教師的教學(xué)觀念,同時也改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)觀。
5 結(jié)語
東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院的教育教學(xué)改革仍在不斷深化,新的本科人才培養(yǎng)模式在中外合作、產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué)、集成優(yōu)勢資源、通過教學(xué)培養(yǎng)人才、科研創(chuàng)造成果、成果孵化高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)推動人才培養(yǎng)和成果轉(zhuǎn)化、基礎(chǔ)研究與技術(shù)研發(fā)融合、產(chǎn)品生產(chǎn)、市場營銷、人才培養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)培育有機(jī)結(jié)合等方面做了一些工作,這些成果有待在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。
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1.1 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科
生物醫(yī)學(xué)工程(BiomedicalEngineering,BME)是綜合應(yīng)用生命科學(xué)與工程科學(xué)的原理和方法,從工程學(xué)角度在分子、細(xì)胞、組織、器官乃至整個人體系統(tǒng)多層次認(rèn)識人體的結(jié)構(gòu)、功能和其他生命現(xiàn)象,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)的學(xué)科。BME學(xué)科是各學(xué)科交叉與高度綜合的產(chǎn)物,涉及學(xué)科領(lǐng)域十分廣泛,包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,又結(jié)合了包括聲、光、磁、電子、計(jì)算機(jī)、材料等尖端工程學(xué)科,是將其它學(xué)科研究成果應(yīng)用于臨床,將生命體與診斷、醫(yī)療、康復(fù)等裝置視為一個系統(tǒng),并充分考慮其相互作用的一類知識高度密集的技術(shù)領(lǐng)域。
1.2 國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育現(xiàn)狀
我國自1978年創(chuàng)建生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科。截止2004年9月,我國有80余所高校設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科相關(guān)專業(yè)。其中醫(yī)科大學(xué)11所,綜合性大學(xué)12所,名牌工科大學(xué)13所,醫(yī)學(xué)院16所,普通工科院校27所,高職高專5所(左右)。依據(jù)人才培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)不同,上述高??梢苑譃?類:(1)實(shí)力較強(qiáng)的理工院校的BME專業(yè)以培養(yǎng)能從事BME研究、開發(fā)和生產(chǎn)的高級BME技術(shù)人才為主要目標(biāo)。(2)醫(yī)學(xué)院校的BME專業(yè)以培養(yǎng)能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)密切配合的高級臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員為主要目標(biāo)。(3)普通理工科院校以培養(yǎng)能夠從事醫(yī)療器械質(zhì)量管理、設(shè)備管理、市場營銷、技術(shù)服務(wù)等工作的應(yīng)用型人員為主要目標(biāo)。為了區(qū)別本科院校的專業(yè)設(shè)置、適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,第三種類型中高職高專層次的院校一般將生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的名稱設(shè)置為“醫(yī)用電子儀器專業(yè)”、“醫(yī)療器械專業(yè)”等。
1.3 我校醫(yī)療器械專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)
我校自2002年創(chuàng)設(shè)“醫(yī)療器械專業(yè)”。該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)可劃歸到第三類,即:面向醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售型企業(yè)、貿(mào)易型企業(yè)和醫(yī)院等醫(yī)療器械使用單位培養(yǎng)從事醫(yī)療器械市場營銷、質(zhì)量管理、保養(yǎng)維護(hù)等方面工作的高等技術(shù)應(yīng)用性人才。至今,該專業(yè)已招收3屆近250名學(xué)生。首批35名學(xué)生已于2005年畢業(yè),一次性就業(yè)率為95%。
2.醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)
生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展不僅促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的現(xiàn)代化,而且形成了一個新的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域——生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)。生物醫(yī)學(xué)工程的產(chǎn)業(yè)范圍包括:生物醫(yī)學(xué)材料制品、(生物)人工器官、醫(yī)學(xué)影像和診斷設(shè)備、醫(yī)學(xué)電子儀器和監(jiān)護(hù)裝置、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療設(shè)備、醫(yī)學(xué)信息技術(shù)、康復(fù)工程技術(shù)和裝置、組織工程等。習(xí)慣上,在生產(chǎn)實(shí)踐和行業(yè)監(jiān)管領(lǐng)域,“生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)”則更多地被稱為“醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)”。
2.1 醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)生、發(fā)展
20世紀(jì)初,電子管的發(fā)明和電子學(xué)的蓬勃發(fā)展促進(jìn)了近代醫(yī)學(xué)科學(xué)和自動化理論與實(shí)踐的飛速發(fā)展。隨著晶體管的發(fā)明,各種模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)日趨成熟,一大批數(shù)字化檢驗(yàn)、檢查、治療儀器應(yīng)用于臨床。70年代以后,大規(guī)模集成電路、微處理器芯片問世,各種以微處理器為核心的醫(yī)療檢驗(yàn)、檢查、治療儀器在中等以上醫(yī)院得到廣泛應(yīng)用。先進(jìn)醫(yī)療器械在醫(yī)院的使用極大推動了醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展,并成為醫(yī)學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。醫(yī)療器械已經(jīng)發(fā)展成為全球性發(fā)展最快、貿(mào)易往來最活躍的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、公眾健康保健中起到越來越重要的作用。
2.2 醫(yī)療器械市場概況
2.2.1世界醫(yī)療器械市場概況
醫(yī)療器械是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快,貿(mào)易往來最為活躍的工業(yè)門類之一。據(jù)美國醫(yī)療衛(wèi)生工業(yè)制造商協(xié)會(HIMA)統(tǒng)計(jì),1995年全球醫(yī)療器械銷售額為1200億美元,2000年達(dá)到1900億美元,2005年增加到2500億美元,預(yù)測2006年全球醫(yī)療器械銷售額將達(dá)到2600億美元左右。
2.2.2 中國醫(yī)療器械市場狀況
中國有14億人口,29萬家醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu),醫(yī)療器械有廣闊的市場。2000年,中國醫(yī)療器械市場容量達(dá)527億元,2005年達(dá)到760億元,平均年增長率15%,占世界市場份額3%,是全球醫(yī)療器械十大新興市場之一,已成為除日本以外亞洲最大的市場。
2.3 醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
2.3.1 我國醫(yī)療器械工業(yè)的現(xiàn)狀
我國的醫(yī)療器械工業(yè)總產(chǎn)值自改革開放以來一直保持快速增長。20世紀(jì)90年代以來,平均增幅一直保持在20%左右的水平。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù),1995年全國醫(yī)療器械工業(yè)總產(chǎn)值僅140億元,2005年我國醫(yī)療器械工業(yè)總產(chǎn)值、銷售收人、利潤總額已經(jīng)分別達(dá)到504億元、488億元和40億元,同比均有24%以上的增幅,增長勢頭強(qiáng)勁。
截至2004年11月30日,我國醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)數(shù)已達(dá)到10447家,其中僅2004年就比2003年凈增加1438家,增長率達(dá)13.8%。年生產(chǎn)品種5000多個,規(guī)格1萬個以上,其中僅2001~2004年,我國共注冊境內(nèi)醫(yī)療器械產(chǎn)品29480個。加上期間注冊的港澳臺醫(yī)療器械產(chǎn)品178個、進(jìn)口醫(yī)療器械產(chǎn)品7595個,產(chǎn)品已基本上滿足全國各級醫(yī)院的裝備要求。
目前我國醫(yī)療器械工業(yè)總產(chǎn)值在國際市場份額僅占2%左右,而美國高達(dá)42%,歐盟占27%,日本占14%。從醫(yī)療器械和藥品的銷售比例來看,我國為1:5左右,而在發(fā)達(dá)國家兩者的銷售比例為1:1.9,可見我國醫(yī)療器械工業(yè)的發(fā)展空間很大。醫(yī)療器械行業(yè)“十五”規(guī)劃預(yù)測,到2010年我國醫(yī)療器械行業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)1000億元。
經(jīng)過50多年的建設(shè),我國醫(yī)療器械工業(yè)布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步形成。目前,醫(yī)療器械生產(chǎn)廠商主要集中在上海、北京、天津、江蘇、浙江、廣東、遼寧、山東、湖北、四川、陜西等地區(qū)。國有企業(yè)繼續(xù)在行業(yè)內(nèi)發(fā)揮骨干作用,如北京萬東、山東新華、汕頭超聲、蘇州醫(yī)療、上海手術(shù)、上海齒科、上海醫(yī)光等;90年代以后,在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌條件下,涌現(xiàn)出一批鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和民營企業(yè),如江蘇宏寶、威海高分子、哈慈、浙江雙鶴、康德萊、寧波戴維等,多種所有制成份的共同發(fā)展,使醫(yī)療器械行業(yè)展現(xiàn)出勃勃生機(jī)。
2.3.2 浙江省、寧波市醫(yī)療器械相關(guān)企業(yè)現(xiàn)狀
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),浙江省現(xiàn)有醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售型企業(yè)1000余家、貿(mào)易型企業(yè)1000家以上、縣級(含)以上醫(yī)院等醫(yī)療器械使用單位200家以上。進(jìn)人2005年中國醫(yī)療器械企業(yè)銷售收人100強(qiáng)的生產(chǎn)銷售型企業(yè)中,浙江占了5家。據(jù)2000年的統(tǒng)計(jì),寧波市有醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售型企業(yè)80家、總產(chǎn)值不足4億元人民幣、產(chǎn)值達(dá)到500萬元的企業(yè)不足10家。經(jīng)過5年多的調(diào)整、發(fā)展,到2005年,全市醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售型企業(yè)有220家、貿(mào)易型企業(yè)250家。全市醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售型企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)20億元人民幣,年產(chǎn)值在500萬元以上的企業(yè)有50家,有的企業(yè)產(chǎn)值已達(dá)到2億元。產(chǎn)品涵蓋醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)、嬰兒培養(yǎng)箱、高壓氧艙、心電圖機(jī)、衛(wèi)生材料和敷料、體外診斷試劑等幾十個門類數(shù)百個品種幾千種規(guī)格的產(chǎn)品,在全國都有一定的影響。
政策評估從國家政策層面上看,按照原國家經(jīng)貿(mào)委制定的《醫(yī)療器械行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃》,到2010年我國醫(yī)療器械總產(chǎn)值將達(dá)到1000億元,在世界醫(yī)療器械市場上的份額將占到5%,到2050年這一份額將達(dá)到25%,成為世界一流的醫(yī)療器械制造強(qiáng)國。為貫徹落實(shí)“十五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,2003年2月11日,國家計(jì)委專門公告,組織實(shí)施“十五”期間生物醫(yī)學(xué)工程高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng),加快生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
地方上,北京、天津、上海、江蘇、廣東、浙江等省市,以及深圳、南京、佛山、莆田、衡陽、杭州、寧波等城市都對醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)和政策支持?!墩憬窠?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》指出,醫(yī)療器械是“具有重大帶動作用的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”,要“大力發(fā)展”。有關(guān)部門已經(jīng)著手制訂“醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)’十一五’發(fā)展規(guī)劃”。寧波市醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會也正在促成“十一五”規(guī)劃期間的政策支持。
同時,政府部門也意識到要制定更嚴(yán)格的監(jiān)管制度來引導(dǎo)各類型單位實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級、規(guī)范管理,解決這些單位面臨著一些實(shí)際問題:推動生產(chǎn)銷售型企業(yè)落實(shí)生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)和質(zhì)量管理認(rèn)證;明確要求新開辦貿(mào)易型企業(yè)至少配備2名醫(yī)療器械大專以上畢業(yè)生從事質(zhì)量管理、提供售后技術(shù)服務(wù);要求醫(yī)療單位加強(qiáng)設(shè)備管理、強(qiáng)化醫(yī)療器械不良事件監(jiān)測與控制。
3.討論
3.1 我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科正在得到各類型高校的重視,各學(xué)校又依托原有基礎(chǔ)發(fā)展出各具特色的相關(guān)專業(yè)進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展。但可以預(yù)見,各高校之間的競爭也將日趨激烈。尋找合適的定位、有所側(cè)重才能為學(xué)科的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
本文針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的認(rèn)知特點(diǎn),對我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開展《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了探討,從精選教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué),改進(jìn)教學(xué)方法及改革考核形式等4個方面提出了課程改革的幾點(diǎn)設(shè)想。
【關(guān)鍵詞】
醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器;課程改革;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)
基金項(xiàng)目:
廣東省2014年高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(GDJG20142116)
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)密切結(jié)合,能為醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究部門進(jìn)行工程技術(shù)服務(wù),能從事醫(yī)院儀器設(shè)備管理和質(zhì)量保證工作的高級醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員[1]。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器是醫(yī)院檢驗(yàn)科必不可少的儀器,醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器學(xué)是一門涉及光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器、生物化學(xué)、放射等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科[2]。該課程與臨床免疫、臨床檢驗(yàn)、臨床生化、醫(yī)學(xué)傳感器等課程的學(xué)習(xí)有著密切的聯(lián)系,對學(xué)生的理性思維、邏輯推理、高度抽象以及綜合應(yīng)用等能力的要求較高。我院從2008年開設(shè)了《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)選修課程。課程安排在大學(xué)三年級,目前教學(xué)大綱學(xué)時數(shù)為32學(xué)時。本人經(jīng)過多輪的教學(xué)實(shí)踐,深深的感到我院《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程教學(xué)模式和教學(xué)方法亟待改革,為此做了如下方面的嘗試和探索。
1根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)精選教學(xué)內(nèi)容
目前醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程的教材大部分是針對醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生編寫的,有的雖然適合工科專業(yè)的學(xué)生使用,但是介紹的儀器比較落后,已跟不上現(xiàn)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器精密化、自動化和綜合化的發(fā)展。我院《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程以朱根娣主編的,由上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的第2版《現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)儀器分析技術(shù)及應(yīng)用》為教材[1]。該教材比較適合醫(yī)工專業(yè)的學(xué)生使用,內(nèi)容安排共十一章,基本涵蓋了目前臨床上常用的較先進(jìn)的檢驗(yàn)儀器??紤]到課時的限制和醫(yī)工專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們對課程的內(nèi)容安排主要有光電比色技術(shù)及生化分析儀,血細(xì)胞分析儀、流式細(xì)胞分析儀、尿液分析儀、血?dú)夥治鰞x、電解質(zhì)分析儀等臨床常用儀器的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、使用方法及其維護(hù)和臨床應(yīng)用。教材關(guān)于檢驗(yàn)標(biāo)本及臨床實(shí)驗(yàn)室的整體情況涉及的比較少,但對于工科學(xué)生來說,醫(yī)學(xué)知識較為薄弱,在以往的教學(xué)中教師一開始就介紹檢驗(yàn)儀器,學(xué)生總是會問,知道了儀器的結(jié)構(gòu)和原理,但是這個儀器的標(biāo)本怎么來的,整個實(shí)驗(yàn)室的管理是什么樣的。因此課程在介紹各論之前,需要增加臨床標(biāo)本的采集、存儲及實(shí)驗(yàn)室管理的相關(guān)知識,以便學(xué)生對臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。另外,臨床使用的檢驗(yàn)儀器大部分是由國外廠家生產(chǎn)的,操作界面,使用說明及技術(shù)資料等都是以英文形式給出的,學(xué)生掌握一定專業(yè)英語知識是很有必要的。因此在教學(xué)內(nèi)容中也增加了專業(yè)詞匯的英語表達(dá),為學(xué)生以后工作中更好的了解本課程的發(fā)展動態(tài)做好準(zhǔn)備。工科學(xué)生的就業(yè)的方向之一是從事儀器的銷售、維修等。因此學(xué)習(xí)檢驗(yàn)儀器就需要學(xué)習(xí)其電路知識。因現(xiàn)在各廠家儀器關(guān)于電路的介紹都比較少,所以教材中涉及的也較少。但是現(xiàn)在有一些關(guān)于檢驗(yàn)儀器維修的網(wǎng)站以及其他高校精品課程網(wǎng)站,對電路部分有一定的介紹[3]。我們從中精選了血細(xì)胞分析儀電路部分,并把這部分內(nèi)容增加進(jìn)教學(xué)講義中。通過介紹這種典型儀器的電路知識,對學(xué)生學(xué)習(xí)其它醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的電路知識起到觸類旁通的作用,為畢業(yè)后從事檢驗(yàn)儀器保養(yǎng)和維修工作打下基礎(chǔ)。
2增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我院目前在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)影像工程和醫(yī)學(xué)儀器檢測兩個專業(yè)方向開設(shè)了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器這門課程。課程開設(shè)之初的設(shè)想是為完善專業(yè)課程結(jié)構(gòu)設(shè)置同時考慮到學(xué)生的就業(yè)方向需求的一門選修課程,因此課程設(shè)置學(xué)時為32學(xué)時,全部為理論課程。但經(jīng)過這幾年的教學(xué)實(shí)踐,筆者深深的感受到?jīng)]有實(shí)驗(yàn)課的教學(xué),就好比“畫餅充饑”,學(xué)生普遍感覺內(nèi)容抽象難懂,因此增加實(shí)驗(yàn)課程勢在必行。目前我院還還沒有專門的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)室,對于實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)初步計(jì)劃是和學(xué)校其它單位合作,同時配置一批分光光度計(jì)。對于實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置,可分3個層次;第一個層次參觀醫(yī)院檢驗(yàn)科室。組織學(xué)生分批參觀檢驗(yàn)科室,對于工科學(xué)生來說一方面可以學(xué)習(xí)檢驗(yàn)標(biāo)本的采集、處理以及存儲的相關(guān)知識,另一方面可以對檢驗(yàn)儀器有一個感性的認(rèn)識,同時對檢驗(yàn)科室的工作流程有一個了解。這一內(nèi)容安排在上完緒論之后,各論之前,通過參觀檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的熱情。第二個層次為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),因檢驗(yàn)儀器屬精密儀器且價格比較昂貴,實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和配置實(shí)驗(yàn)儀器需分批進(jìn)行。在開設(shè)實(shí)驗(yàn)之初,先選用分光光度計(jì)作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)儀器,后續(xù)再擴(kuò)展到其他檢驗(yàn)儀器。因分光光度計(jì)價格較便宜操作簡單,且它和生化分析儀都是依據(jù)朗伯比爾定律而設(shè)計(jì)的。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中配置不同濃度的溶液,讓其分別通過分光光度計(jì),測得各自的吸光度值,從而驗(yàn)證了郎伯比爾定律,同時也熟悉了生化分析儀的原理。第三個層次為儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析和故障檢修階段。我們積極跟教學(xué)醫(yī)院聯(lián)系,把它們淘汰的檢驗(yàn)儀器回收到實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)過程中把這些儀器完全拆開,學(xué)生通過觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu),熟悉整個儀器的運(yùn)作流程[4]。對于一些較簡單的儀器,比如尿液分析儀,可以設(shè)置小故障,讓同學(xué)們試著檢修,幫助學(xué)生進(jìn)一步了解儀器的結(jié)構(gòu),將理論的東西具體化。也有利于將來學(xué)生在工作中能更準(zhǔn)確地保養(yǎng)和維修儀器。
3改進(jìn)教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情
以往醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的教學(xué)基本上采用的是“填鴨式”的教學(xué)方法[5],雖然對于每種儀器的講授時都用多媒體給出儀器的實(shí)物圖片,原理也給出了動畫演示圖,但這些總是教師在講,學(xué)生在聽,學(xué)生總處于一種被動接收的狀態(tài)。如果留出一部分內(nèi)容讓學(xué)生來講解,既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,又能鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、對材料的組織能力及溝通表達(dá)能力。比如說,介紹完流式細(xì)胞儀的原理后,我們會留下課后作業(yè)讓同學(xué)們自學(xué)原理相似的流式細(xì)胞術(shù)尿沉渣分析儀原理,5人一組,制作幻燈片,每組指定一位同學(xué)進(jìn)行課上講解,時間限定為10min。同學(xué)講完后,教師再對同學(xué)的講解進(jìn)行補(bǔ)充和點(diǎn)評。我們在2012級醫(yī)學(xué)儀器檢測專業(yè)試行了一次,同學(xué)們普遍反映,通過這次課程的講解,對流式細(xì)胞術(shù)的理解更深了,對后續(xù)老師介紹五分類血細(xì)胞分析儀時,也是更容易理解了,學(xué)習(xí)熱情也增加了。以后我們將繼續(xù)拿一些原理相似或原理相近的內(nèi)容讓同學(xué)們自己講解,更好的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的熱情,從而學(xué)好醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器這門課。
4改革考核方式
以往的課程考核方式主要是單一的筆試形式。但醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,筆試考核一方面不能反映學(xué)生的真實(shí)能力范圍,另一方面只能促使學(xué)生死記硬背,導(dǎo)致高分低能的現(xiàn)象,極大的影響其以后的工作能力。因此我們把課程的考試形式改為筆試占70%,實(shí)驗(yàn)占15%,課堂講課占15%。這種考核方式能調(diào)動學(xué)生做實(shí)驗(yàn)和參與課堂講課的積極性和主動性,使考核成績能真正體現(xiàn)學(xué)生對課程的掌握程度。
5總結(jié)
本文從精選教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué),改進(jìn)教學(xué)方法,改革考核形式等4個方面提出了對我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程進(jìn)行改革的思考。但醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,還需在今后的教學(xué)實(shí)踐過程中,不斷的改進(jìn)和完善,從而達(dá)到提高該課程教學(xué)效果的目的。
作者:丹 余學(xué)飛 單位:南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院醫(yī)工系
參考文獻(xiàn)
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[2]朱根娣.現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)儀器分析技術(shù)及應(yīng)用[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2008:1-274.
[3]余學(xué)飛.充分利用網(wǎng)上資源,改革《醫(yī)學(xué)儀器》課教學(xué)[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2004,18(6):42-43.
BME的重要目標(biāo)之一是發(fā)展非侵入式的診斷技術(shù)用于治療和診斷疾病。生物醫(yī)學(xué)影像是一種非常有效的對結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行診斷的非侵入式技術(shù)?,F(xiàn)在,生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)已成為現(xiàn)代化醫(yī)院的主要標(biāo)志之一,它是臨床研究的一種主要工具,也是醫(yī)院開展新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的重要基礎(chǔ)。生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)是如此的重要,美國國立衛(wèi)生研究院(NationalInstitutesofHealth,NIH)在20世紀(jì)初就改變了它們傳統(tǒng)的疾病和器官的機(jī)構(gòu)模式,建立了國立生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)與生物工程學(xué)研究院(NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering,NIBIB)。而在我國國家基金的醫(yī)學(xué)科學(xué)三處,影像醫(yī)學(xué)不再是BME中的一個分支,而是被放到與BME同等的地位。美國最近開展的一項(xiàng)被認(rèn)為可與人類基因組計(jì)劃相媲美的腦科學(xué)研究計(jì)劃,正是生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用。根據(jù)美國勞工部的統(tǒng)計(jì)顯示,BME專業(yè)是美國就業(yè)領(lǐng)域中需求增長最快的專業(yè),從2010年到2018年預(yù)計(jì)有72%的增長,而生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)又是BME中增長最快的領(lǐng)域。
生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)隨時間在飛速地發(fā)展,被廣泛應(yīng)用在臨床和基本生理和生物學(xué)的研究之中。大量的新發(fā)明出現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域,被用于創(chuàng)建新的影像模式;提高圖像的空間與時間分辨率與對比度;提供更為方便使用的影像數(shù)據(jù)分析和可視化;進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療等。生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門交叉學(xué)科,它的飛速發(fā)展不僅需要優(yōu)秀的生物醫(yī)學(xué)影像從業(yè)人員,也對生物醫(yī)學(xué)影像的教育提出了更高要求和全新的挑戰(zhàn)。如何提高生物醫(yī)學(xué)影像人才隊(duì)伍的綜合水平,已迫在眉睫。
二、生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育
1.生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)從業(yè)者的變化
現(xiàn)代化的大型生物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是集物理、材料、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動化、網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)于一體的精密儀器。它的操作、維護(hù)和保養(yǎng)均十分復(fù)雜,對操作者的素質(zhì)要求比較高。數(shù)十年前,大型生物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的從業(yè)者是一些受過醫(yī)學(xué)圖像培訓(xùn)的物理學(xué)家。隨后,這項(xiàng)工作主要由本科物理專業(yè)、研究生醫(yī)學(xué)物理專業(yè)的畢業(yè)生充當(dāng)。而在今天,大型生物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的操作者主要來自于BME專業(yè)畢業(yè)的本科生和研究生。BME的教育由于融合了物理科學(xué)、工程方法和技術(shù)以及生物醫(yī)學(xué),使得BME專業(yè)的畢業(yè)生極為適合生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面的工作。生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)從業(yè)者的變化給人們提出了三個教育中的問題:是否所有的BME學(xué)生都需要對生物醫(yī)學(xué)成像有一些基本的了解和認(rèn)識?BME專業(yè)的學(xué)生需要掌握哪些生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)知識?如何使學(xué)生更好地了解、設(shè)計(jì)及使用成像系統(tǒng)?
2.生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)的知識結(jié)構(gòu)和應(yīng)掌握的基本知識
生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)的知識來自于多個學(xué)科領(lǐng)域,包括電氣工程學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、生物物理學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)等。生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)需要具備基本能量物理、輻射、輻射能量與物質(zhì)的交互、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)收集、分析和可視化、組織器官基于圖像的建模、數(shù)學(xué)變換、信號和圖像處理、軟件工程、信息論以及高性能計(jì)算等多方面的知識。由于生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)在BME教育中的重要性,BME的學(xué)生即使未來不從事相關(guān)的工作,他也應(yīng)該學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)成像和生物醫(yī)學(xué)圖像處理的基礎(chǔ)課程。他們應(yīng)該理解常用圖像模式的基本成像原理和它們的優(yōu)缺點(diǎn),如何進(jìn)行基本的圖像分析與處理,常用模態(tài)圖像的基本解釋等。而未來準(zhǔn)備從事相關(guān)工作的BME學(xué)生,則應(yīng)該選擇一到兩種影像模式,圍繞它們的具體應(yīng)用進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)與研究。
3.生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中存在的挑戰(zhàn)
在生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中,存在著一些挑戰(zhàn)阻礙著高質(zhì)量的生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育。這些挑戰(zhàn)包括有限的動手實(shí)踐、教科書中的知識老化等。生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門理論與實(shí)踐、原理與應(yīng)用緊密結(jié)合的學(xué)科,實(shí)踐教育可以使學(xué)生快速有效地掌握必要的基礎(chǔ)理論、基本知識,節(jié)省時間,提高授課的效率。醫(yī)療機(jī)構(gòu)對生物醫(yī)學(xué)影像專業(yè)大學(xué)生的實(shí)際操作能力要求越來越高,因此,必須提高醫(yī)學(xué)影像工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué),提升學(xué)生的就業(yè)競爭力。而在生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中,使用實(shí)際影像設(shè)備進(jìn)行教育,往往由于安全問題和成本高而變得不可行。例如,小型x-射線管和在影像中使用的放射線核素在成本上是可行的,但它們所釋放的電離輻射對人體存在安全危害,不適合在高校課堂中使用。如果不考慮安全問題,會發(fā)現(xiàn)一臺基礎(chǔ)的磁共振設(shè)備就需要數(shù)十萬元,而且后期也存在著大量的維護(hù)費(fèi)用,往往不是高校的教育經(jīng)費(fèi)可以承擔(dān)的。當(dāng)前,在醫(yī)院的放射科、影像科等科室中,現(xiàn)代化的大型生物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備被廣泛地采用。而在大學(xué)的實(shí)體教學(xué)中,學(xué)生卻往往沒有機(jī)會接觸這些設(shè)備,這就造成了教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的脫節(jié)。另外,生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一個高速發(fā)展的領(lǐng)域,每隔五到十年都會有較重大的突破。而在教學(xué)中教材的建設(shè)是一個較長期的過程,一本教材往往需要數(shù)年才能成形,這就導(dǎo)致了有時教科書和其他教育資源還沒出版就有些過時了。
4.生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中的資源
在生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中,網(wǎng)絡(luò)可以為學(xué)生與教師提供了一個開放、共享與實(shí)時的資源平臺,大量的不同影像模式和針對不同的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的影像被放在網(wǎng)絡(luò)上共享,這就使得學(xué)生們可以更好地理解圖像形成的方式和認(rèn)識如何根據(jù)工程和科學(xué)的需要生成圖像,從而將抽象概念形象化、具體化。一個在線的超聲波教程被證明在幫助BME學(xué)生學(xué)習(xí)超聲波的基本知識上比常規(guī)教程更為有效。當(dāng)前,在課堂中使用真正的成像設(shè)備是有一定難度的,而影像設(shè)備模擬器則是課堂學(xué)習(xí)一種非常有用的輔助手段。仿真大腦數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)磁共振設(shè)備掃描參數(shù)的不同生成T1、T2以及PD模式的大腦磁共振圖像。美國的MedSim公司也直接提供了超聲圖像仿真儀用于實(shí)體仿真。在教學(xué)過程中,應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、模擬器、網(wǎng)絡(luò)資源等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺建設(shè),提供給學(xué)生一些重要的電子資源,便于學(xué)生課外自學(xué),鞏固知識,鞏固基礎(chǔ)性、實(shí)用性、穩(wěn)定性的實(shí)踐教學(xué)資源。根據(jù)教育技術(shù)的發(fā)展,對教學(xué)方式、內(nèi)容與手段等進(jìn)行改革。從過去的以教師傳授,學(xué)生被動接受知識向以學(xué)生為主體,增強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力的培養(yǎng)、應(yīng)用與綜合能力的培養(yǎng),教師積極引導(dǎo)的方式轉(zhuǎn)變,構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)與交互平臺,培養(yǎng)學(xué)生主動探索和高級思維的能力,廣泛而深入地參與到教學(xué)過程。
5.生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育中的教學(xué)方法的改進(jìn)
生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)不再是以課堂灌輸為主,傳統(tǒng)的教學(xué)模式必然會導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降,它的改革勢在必行。如何高質(zhì)量地完成現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)成為擺在教師面前的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。學(xué)科的迅速發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用的需求產(chǎn)生導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)也不斷創(chuàng)新,新的理論、新的方法被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域,如多模態(tài)成像系統(tǒng)的出現(xiàn),從解剖圖像到功能圖像,從宏觀的組織結(jié)構(gòu)影像到微觀的分子影像,成像技術(shù)與手段不斷更新等。隨之,也出現(xiàn)了一些新的生物醫(yī)學(xué)影像處理方法,包括圖像的融合、三維圖像分割、圖像動態(tài)跟蹤、分子影像分析等。教師的科研方向及課題都具有一定的前瞻性,采用的理論與方法較新。教師可結(jié)合具體的項(xiàng)目,實(shí)施“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合,根據(jù)所在領(lǐng)域的國內(nèi)外研究動態(tài),以專題討論或穿插于課堂教學(xué)的方式,及時跟蹤學(xué)科發(fā)展動態(tài),將最新的知識與先進(jìn)技術(shù)介紹給學(xué)生,使其掌握本學(xué)科最前沿的學(xué)術(shù)思想與專業(yè)知識。此外,宜結(jié)合國內(nèi)外醫(yī)學(xué)影像乃至生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展,分析國內(nèi)相關(guān)技術(shù)水平與差距,使學(xué)生能從宏觀上把握學(xué)科知識與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。
三、小結(jié)
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)律教育問題 新時代教育價值觀