生物医学工程专业论文

2022-05-14

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第一篇:生物医学工程专业论文

生物医学工程专业卓越工程师培养初探

摘要:“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》的重大改革举措,是解决国家急需的高端工程技术人才而采取的具体步骤。本文对于华中科技大学生物医学工程专业近年来开展卓越工程师培养实践进行了总结,并对存在的问题进行了分析,给出了改进的意见与建议。

关键词:卓越工程师计划;生物医学工程;卓越班培养;工程教育

一、华中科技大学生物医学工程卓越工程师实验班介绍

“卓越工程师教育培养计划”[1]是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。

华中科技大学生物医学工程卓越工程师培养的指导思想是:依靠学校强大的工科,结合优势的医科,按照建设创新型国家战略要求,结合医疗器械产业对高水平人才培养的社会需求,借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验,创建具有中国特色的工程教育模式,大力培养适应目前我国建设创新型国家的社会经济发展需要的实践能力强、具有创新意识和创新能力、具有国际视野和强大发展后劲的卓越生物医学工程师,为我国工业化和现代化提供高端的工程技术人才支持。

总体思路:针对医疗器械领域急需研究开发型专业技术人才的现状,在学科建设及科研平台建设、人才培养模式、课程体系及精品课程、师资队伍、教学内容及教学方法、实践基地及教材等方面深化和推进改革,夯实具有医疗器械产业特色的办学机制,逐步形成与建设適应市场化需要的产学研联盟,并着力培养具备生命科学与光、电、计算机等基础知识,以及医学与工程技术相结合的科学研究能力,能在医疗器械领域相关产业部门从事研究、开发与管理的卓越工程师,为同类型高校生物医学工程专业卓越工程师培养和建设起示范和辐射带动作用。

目标定位:针对医疗器械产业发展,培养能够解决实际工程问题、进行技术创新、新产品开发、与国际接轨的卓越工程师。

培养层次:整个培养途径实行三段式,即四年制本科阶段、两年制硕士阶段和三年制博士阶段,各个阶段之间设计相应的竞争分流机制与衔接机制。其中,四年制本科教育实行“3+1”培养模式[2]。前三年在学校完成理论与实验课学习,注重人文素质培养,强化基础,培养实践能力和创新能力;第四学年起,进入国内外知名医疗器械企业进行为期一年的工作实习,提高学生解决实际问题的能力。

二、生物医学工程卓越班培养采取的措施及存在的问题分析

近年来我们制订了卓越工程师实验班的培养方案,包括2011—2018年版(见图1、图2)。其中,2011年和2012年版是专门的一册,见图1。完成了2011—2018年八届学生的遴选工作,其中除2013届由启明学院统一面试录取外,其余七届均由学院统一组织面试。每届生物医学工程卓越班录取学生30名。其中,从应届高考志愿生中直接录取10名(俗称“直通车”),其余20名面向全校各专业选拔。学生自愿报名,经过学校组织的统一笔试和学院组织的面试后,择优录取。2018年共有来自全校的78名新生报名,其中来自外专业考生34名。经过考试筛选后确定40名参加面试,最终确定录取20名,即录取率大约在25.6%。迄今为止,共有四届毕业生,其免推研究生比例为60%,远高于普通班的25%。

此外,学院还制定了较为具体完善的学籍管理等相关规定,具体明确了校企合作分工及实习协议的签署,并结合学校综合试点改革,在教师评聘与考核中具体规定了有关卓越工程师班培养的相关规定,明确了职责,成立了由学校教务处统一领导,由启明学院统一进行管理的体制,为卓越工程师班的培养提供了坚实的组织保证。采取的主要措施包括以下几个方面。

(一)加强领导班子

明确从学院的角度进行实验班的建设、规划和管理工作,成立由主管副院长、教务科以及生物医学工程系等组成的强有力的班子,认真抓好生物医学卓越工程师计划实验班学生的培养工作。

(二)明确分工

任命学院院长助理、生物医学工程系系主任丁明跃教授作为该项培养计划的总负责人,并每年选派学术水平高、工作能力强、科研教学业务好的骨干青年教师担任卓越工程师实验班班主任。并在学校统一部署下,实行了入学半年后双向选择确定校内导师,对导师实行动态管理,对不合格的导师,学生有权提出转换导师的申请。

(三)逐步补充、完善卓越计划班培养计划

在原有计划基础上,进一步扩大了学生的知识面,补充管理、政策法规等工程技术所需的知识与技能,开设由企业家主讲的业界课程,激发学生的学习兴趣。我校曾经多次召开研讨会,进一步压缩学时数,凝练课程体系,加强骨干课程的建设工作。同时,积极与楚天激光、华大基因、深圳迈瑞、上海联影等公司联系,逐步建立和完善校外教学实践基地建设,并建立完善的企业培养计划与方案,确保第一批学生能获得好的教学效果。

(四)建立校外工程实践教育基地,落实企业实习

在应用型人才培养中,校外工程实践教育中心发挥着主要作用[3]。为此,我们先后与武汉楚天激光集团、北京天智航公司、深圳蓝韵、深圳安科、深圳蓝网等企业签订了校外工程实践教育基地合作协议,并从2014年起选送卓越班学生到这些基地进行为期8—12个月的企业实习,完成包括专业实习、课程设计、毕业设计在内的实践培养环节,大大提高了学生的工程实践能力。从2018年毕业的四届学生来看,其成绩和整体素质远均远高于同届生物医学工程普通班学生,取得了较好的培养结果。此外,对于生物医学工程本科生而言,由于卓越班学生的带动,其学习风气、学生成绩都有很大的改进与提高。

然而,在近八年的培养过程中也发现了以下问题。

第一,对于卓越工程师培养计划的总体目标不清晰,从上到下认识较为模糊,将卓越班与理科基地班、生命科学基地班等混为一谈,或者与普通班培养计划大同小异,忽视了对于工程技术人才培养目标的明确和关注。有的人认为,卓越工程师培养就等同与创新能力培养,有人认为企业实习是浪费时间,误人子弟;甚至有人认为工程技术人才培养是二流、三流学校的培养目标,“985”学校只需要培养科学人才就够了。因此,在培养过程中往往容易造成领导、老师、学生之间的不一致,严重干扰了培养计划的顺利实施。

第二,培养方案在突出特色方面有待加强。目前的卓越班培养方案虽然在课程设置、课程要求、实践环节等方面与普通班的培养方案已有较大变化,然而对于绝大多数课程来说,仍然与普通班同堂上课,在理论课程的教学与实验环节变化不大。对于如何培养应用型的工程技术人才,缺乏有针对性的课程改革,且力度有待加强。

第三,在学生选拔过程中,学生往往对于卓越工程师班存在不正确的认识。认为卓越班就是尖子班,有优越性,所以要进入,然而,对于从事应用型研究或者是到企业工作不感兴趣,对于在企业实习抵触情绪很大。

第四,专业硕士是我国为了加快工程技术人才培养而采取的一种有效措施,然而目前我院专业硕士的培养与学术硕士的培养除学制不同外,几乎没有差别,即所谓的“小硕士”与“大硕士”。因此,在学生中造成一种专业硕士低于学术硕士的印象。

第五,培养计划与企业需求嚴重脱节。考虑到生物医学工程专业的交叉学科特点,卓越工程师计划仅仅停留在本科阶段是不够的。事实上,绝大多数医疗器械企业从事研发的人员都具有硕士以上学位。在目前的免试推荐过程中,由于没有与卓越工程师硕士阶段的培养相衔接,因此很难有学生留到企业,降低了企业参与卓越工程师计划的积极性。

三、生物医学工程卓越工程师培养方案改革建议

针对目前培养过程中所存在的问题,我们提出了以下改革建议。

(一)进一步明确培养目标,突出培养特色

2018年9月,在华中科技大学召开了题为“生物医学工程卓越工程师培养教学研讨会”,来自清华大学、天津大学、东北大学等知名生物医学工程高校和企业、医院等代表进行了充分地交流与讨论,进一步明确了“生物医学工程卓越工程师培养目标应当是为我国医疗器械等产业提供高级工程技术人才”。为达到此目标,需要采取有别于一般创新人才培养的特殊方式,探索一条新的培养道路与途径。

(二)建立适合于应用型人才培养的新的学业评价体系

2016年以来,我们在湖北省及华中科技大学教学研究项目资助下开展了生物医学工程卓越工程师培养学业评价体系的建立与探索研究,并结合正在进行的国际工程认证工作,将逐步改变传统的以获取知识为导向、以发表论文为目的的学术型人才学业评价标准。改革教学方法,尤其是增大解决工程问题、提高实际动手能力所占比重,从而引导更多学生投身于国家急需的创新型产业及重大工程中。

(三)卓越工程师培养必须拓展到硕士,甚至博士阶段

这一点,对于生物医学工程专业而言尤其重要。由于生物医学工程是一门涉及面广、对于理论与工程实际和伦理道德修养等多方面要求高的学科,因此,仅仅具有本科学历与基础是不够的,必须至少拓展到硕士阶段,与工程硕士培养相衔接。同时,解决目前研究生培养所遇到的校内导师名额少、不愿意带领工程硕士做企业课题等问题,寻找出一条能够实现双赢的道路。

四、结论

要建立创新型国家,没有一流的企业不行。要建设一流的企业,没有一流的工程技术人才不行。现有高校,尤其是双一流建设学校,所实行的大多是面向理论研究型人才的培养方式,难以满足企业对于应用型工程技术人才的培养需求。如何担当起高校所肩负的国家培养高级工程技术人才的历史重任是值得我们思考的问题。

参考文献:

[1]王生伟.普通高校卓越工程人才培养模式的研究与实践[J].现代营销(学苑版),2014,(5):78-79.

[2]戴梓茹,张晨晓,王培,牛改改,董庆亮,陈德强.应用型本科院校卓越工程师培养模式改革——以钦州学院食品卓越工程师培养为例[J].西部素质教育,2018,(23):1-2+9.

[3]李晓晓,孙付春.基于应用型人才培养的大学生校外实践基地建设与管理研究——以成都大学成大川汽工程实践教育中心为例[J].成都大学学报(社会科学版),2018,(12):115-120.

作者:丁明跃

第二篇:生物医学工程专业办学研究初探

摘 要:通过介绍在生物医学工程专业方面办学经验的研究,探索了医学院校开办生物医学工程专业的一些经验。相关的教学成果进一步推进了教育理论创新,促进了学科教育全面、协调、可持续发展。

关键词:生物医学工程;办学;研究

生物医学工程是一门新兴的学科,它综合工程学、生物学和医学的理论和方法,运用工程技术手段解决医学中有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

我校为福建省首家开办生物医学工程专业的高等院校。在教学过程中,我们坚持以学生为中心,以就业为导向,以应用型学科为重点谋求专业发展。教学坚持理论联系实际,使医疗卫生单位、医学仪器与学生所学专业相结合,与相关教学医院的影像中心、医学工程中心合作共建,并聘请专家教授承担相关课程,使学生掌握现代化医疗仪器设备与前沿高新技术,培养具有自主学习与终身学习能力,适应我国社会主义现代化建设和医药卫生事业发展需要,具備生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力的高级工程技术人才。

根据我校生物医学工程专业教育发展需要及中心实验室的教学功能,我们制订了该专业的发展目标与建设规划。

一、发展目标

1.实现技能实践教学中心教学实践环境的现代化和科学化,实验室建筑面积达500平方米,同时容纳实验学生人数达150人,实训实验课程数项目达20项以上。

2.建设一支高素质的教师队伍,建立教学内容、教学方法、教材和教学管理水平处于同类院校前列的技能实践教学体系。进一步完善实践教师合理流动的制度,在该中心内部完善竞争上岗、定期考核的管理机制,并结合该中心的实际情况制订相应的具体管

理办法和措施。

3.本科生的实践教学为技能实践教学中心主要工作切入点,

逐步强化本科生自主实践、自行设计的体制。努力实现生物医学工程专业学科理论研究与实践应用的有机融合,提升我校生物医学

工程专业应用型研究的能力,建立一个全方位的开放式的实训平台,提升我校培养高素质人才的能力。

4.技能实践教学中心坚决贯彻和执行《高等学校实训室工作规程》(国家教委主任20号令)、《高等学校仪器设备管理办法》(高教[2000]9号)、教育部2005年1号文件以及国家及省教育厅等有关部门制定的相关规定,并逐步完善实训室的各项规章制度。实训室内部实行定期评估、有章可循、奖惩结合的管理制度。修订完善开放型实训室的具体制度及管理条例(包括各类人员培训办法等),确保中心教学实训室的全面开放。

二、建设内容

根据生物医学工程专业的培养目标:培养具有自主学习与终身学习能力,适应我国社会主义现代化建设和医药卫生事业发展

需要的德、智、体、美、实践全面发展,具有理学基础知识、临床医学、生物医学工程基础知识及生物医学工程各项技术操作能力,具有良好的执业道德风尚,能在医疗卫生单位或医疗器械设备公司从事介入放射学、医学成像技术及医学影像设备维修等方面工作

的实用型人才。依据社会需求,紧跟学科发展,以学科建设为基础,以专业建设为重点,以能力培养为主线,以深化教育改革为措施,以提高教学质量,培养基础宽厚、临床实践能力强的高素质人才为目标,着力整合优化课程体系,加强师资队伍、课程、教材和多媒体教学课件建设。

现根据该发展目标,特制订具体建设方案如下:

1.确立技能实践教学中心指导思想

坚持以“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”“三个代表”和“科学发展观”重要思想为指导,坚持党和国家的教育方针,贯彻落实科学发展观,按照教育部“加强基础、拓宽专业、注重实践、培养能力”的人才培养方针,坚持以“博学人文、强化经典、拓展基础、提升技能”为专业办学理念,以就业为导向,以提高人才培养质量为出发点,以教育观念的更新为先导,解放思想,实事求是,与时俱进。以改革促进专业内涵建设,为实现学校“育人为本、质量第一,办人民满意的大学”核心价值观,主动适应海西建设和促进我国医疗卫生事业发展做出实质性的贡献。

2.高度重视,搭建新办专业发展的理想舞台

校院两级领导对生物医学工程专业建设非常重视。校领导多次主持召开专项会议组织落实专业建设的具体问题,解决具体困难,在师资配备、实验设备、人才引进方面给予优先落实,并由分管校长具体负责,认真落实每项工作。将境外发达的生物医学工程技术办学理念引进我校,为本专业的蓬勃发展提供了理想舞台。同时,随着我院本专业学生毕业踏上工作岗位,应用于大陆的医疗事业,为整个中华民族的医疗卫生事业的发展做出贡献。

3.实验室建设

(1)新增相关专业教学仪器及配套软件,以满足不断发展的生物医学工程专业的实训需要。

(2)加强中心的信息化建设,提高实验室和仪器设备的使用效率,努力建成面向校内外、全面开放的实训中心。

(3)在教学资源、教学模式和教学策略方面进行改进,全面实现实验教学的多媒体化和部分实验教学的远程网络化教学,努力使实验教学条件和手段达到和保持省内同类院校的领先水平。

4.理论与实践相结合,加强师资队伍建设

(1)作为专业建设的以高等学校实验教学示范中心的标准加强中心的师资力量建设,围绕学校人才队伍建设规划、学科建设发展规划和本科专业建设规划,使中心的教学适应学科建设和实验教学改革的需求,规范实验教学的管理,进一步提高教学质量。

(2)积极引进专业实验教学、技术人才5~7名,在更高的层次上加强师资队伍建设,逐步形成一支结构合理、学术造诣高、教学经验丰富、教学效果好、精干的实践教学团队,并建设一支高水平的、精干的实验教学管理团队。

(3)本专业的授课教师既有专注于理论研究的学校各学院的教师,又有投身于实践的各临床附属医院经验丰富的各科医生及医学影像、超声、放射专业的相关技术人员。因此,利用专职实践教师主要负责实践教学,同时兼任理论教学;兼职教师主要负责理论教学,同时兼任实践教学,进一步统筹协调教学理论与实践教学的关系。注重培养学生的创新精神和创造能力,改革传统的教学模式,将知识传授、素质的提高和学生创造性潜力的发掘结合起来。采取得力措施,鼓励学生进行科学研究和创造性活动,并奖励科技发明制作和公开发表作品。

(4)注重青年教师培养,发扬“老教师传帮带”优良传统。老教师具有丰富的专业知识和教学经验,为了能够有效、充分地继承他们的教学经验,学院开设了教师研讨班,定期开办讲座,进行经验交流与总结。年轻教师根据专家的点评,认真地总结自己授课的优缺点,吸取老教师教学经验的精华,为自身素质和授课能力的提高提供润色剂。目前,学院已开展了五届“青年教师研讨班”活动,邀请资深老教师对青年教师的授课进行点评,整个师资队伍呈现出“传帮带”的和谐气象。

5.实验教学课程建设

(1)中心实验课程建设以培养医学生生物医学工程技能和综合临床技能为手段,以培养学生实践能力和创新能力为目的,以高素质的教师队伍和先进的教学设备为保障,建立多学科交叉、多专业共享、多功能实施的临床技能实验教学公共大平台。体现生物医学工程教育的整体性、综合性、实践性、创新性,构建多角度、系统化的生物医学工程临床技能实践教学体系;推行协调统一的实验室和实验教学运行管理模式;形成多层次的临床技能教学课程模块;实现生物医学工程基础理论与临床技能教学的结合、虚拟教学与真实教学相结合、临床技能训练与医学影像诊断技术训练的结合及对医学生人文素质培養与临床技能训练的结合。

(2)进一步加强课程体系建设。整合优化资源,开发不同层次、不同学科种类的临床技能课程,完善专科临床技能实验课程设置。在实验教材建设方面,进一步加快系列化实验教材的建设工作,争取在三年内实现实验教材与实验教学体系和教学模式相配套,并形成自己的特色。在完善实践技能培训课程体系的基础上,组织编写多学科交叉、集基础性、综合性和专业性为一体的临床技能综合实训教材。

(3)持续深入地开展实验教学研究,以提高学生实践创新能力为目标,加强对新时代医学影像人才实践能力知识体系的研究,密切关注高新技术的发展动态及其在生物医学工程科中的最新应用,并不断充实和提高实验与实践项目的水平。

(4)建立科学合理的实验教学质量评价和保证体系,不断提高实验教学的质量。

6.全体教师同心协力,构建和谐气象

(1)在学校和学院领导下,每位教师都在为新办专业的发展献策献力。人人都关注新办专业的发展,齐心协力,坚决抵制不良影响,整个师资队伍得以和谐、健康、稳定地发展,为新办专业的发展筑起了坚不可摧的钢铁长城。

(2)通过建立老中青相结合的教学小组、建立学生反馈机制、开展公开教学、教学竞赛、观摩、交互听课等活动,大力开展教学方式及教学方法的改进,提倡教学途径多元化的趋向发展。逐步改进课堂授课的模式,将单纯教师讲、学生听的单动教学模式,向互动、多边交流的教学模式过渡,提倡教师使用讨论法、演示法、导读法等多种方式培养学生自主学习、自觉学习的精神及能力,促进教师提高教学水平。建立一支数量够、素质高、业务精和治学严谨的教师队伍,保障生物医学工程专业建设和可持续发展。

7.优化管理模式与运行机制

(1)进一步优化管理模式与运行机制。加强实验室管理体制的改革和建设,借鉴国家重点实验室管理方式,完善各项管理规章制度,构建技能实验教学质量监控系统,保证临床技能实验教学质量。

(2)制度保障,狠抓落实。积极支持和配合学院的实验教学改革,各实验室采取开放式的管理模式,为医学生进行临床技能培训创造便利的条件,也为临床教学提供适应的临床技能训练场地;中心建立健全了教学及其管理的各项规章制度,强化管理,保证实验教学质量。

(3)按照学校的有关规定,中心对各实验室进行不定期考核,实施动态管理,不断改进。接受学校实验教学指导委员会及有关专家的考核,按照省级高校教学示范实验室评估指标的要求加强实验室及实验教学的管理,提高实验教学质量。

三、政策措施

1.医学工程专业教学计划和教学大纲的修订

生物医学工程专业是伴随现代科学飞速发展应运而生的新兴专业。培养和造就高层次生物医学工程专业人才,是一项刻不容缓的任务。为了达到培养基础宽厚、临床实践能力强的生物医学工程高素质人才的目标,我们在修订生物医学工程专业(本科)教学计划中围绕以能力培养为主线,运用现代教育理念,遵循教育教学的基本规律,坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高的原则。本专业培养具有基础医学、临床医学、生物医学工程的基本理论知识及能力(能在医疗卫生单位从事生物医学工程专业工作的临床医师,同时也是生物医学工程专业的全科医生),能在医疗卫生单位或医疗器械设备公司从事介入放射学、医学成像技术及医学影像设备维修等方面工作的实用型医学影像技术学人才。修订后的生物医学工程专业教学计划中充分体现了课程体系的先进性、科学性和可操作性,对课程体系进行了科学的调整和优化。打通公共基础,建立通识教育基础平台;拓宽学科基础课,增加基础学科选修课;凝练专业主干课程,加强临床实践环节;前期趋同,宽口径专业培养,后期分流灵活专业方向,实现专才向通才、教学向教育、传授向学习的转变。改变教育教学理念,突出高素质人才的培养,传授专业理论基础与新技术、新进展和前沿知识相结合,理论教学与素质教育相结合,科研能力的培养与临床、教学实践相结合,特别突出学生能力的培养,即学生基本技能、临床思维能力、科研能力的培养和素质教育。教学计划在2006年制订的基础上,2011年又在大学的教育平台上重新修订并于当年实施。几年来,生物医学工程专业所承担的各专业、班级的考试成绩呈正态分布。

2.通过课程体系的改革优化,促使了课程群的形成

生物医学工程专业教学大纲和教学计划的修订,必然涉及教学内容的更新。通过整合优化课程体系,更新教学内容。

3.更新教学手段,实现生物医学工程专业教学现代化根据生物医学工程专业教学需要大量影像图片的特点,创建生物医学工程电子教学片库,内存教学图片万余套,制作了全部课程的多媒体教学课件。我们深深体会到:多媒体教学课件的制作(下转第72页)需要花费大量的时间和精力,尤其是生物医学工程专业属于临床医学系列,教师首先要从事大量的临床工作,课件的制作可能主要利用的是业余时间,完成这项任务没有一点敬业精神是不行的。只有树立起为教育事业无私奉献的精神,积极投入到多媒体教学中,才能掌握多媒体教学的方法,改进教学方式和手段,提高师资的整体素质,以达到提高教学质量的目的。

经过多年的办学实践,主要取得的教学成果包括:(1)结合本专业内涵特点开展学科建设工作,使医疗卫生单位、医学仪器与学生所学专业相结合,开展具体学科建设实践工作,推进医疗教育理论创新;(2)教学成果促进科研工作,在教学工作基础上开展相关科研工作,并取得一定成果,现承担各类科研项目3项,发表教学及科研论文多篇(其中SCI论文8篇);(3)构建教学新体系,以更好地提高学生专业素质,满足生物医学工程领域、医学仪器领域以及其他部门对相关专业人才的需求;(4)拓展就业途径,提高学生就业率,从而更好地学有所用,为改革发展实践服务。

相关教学成果进一步加强了我校生物医学工程专业学科建设,推进了教育理论创新,促进了学科教育全面、协调、可持续发展。同时也体现我省医学教育科学研究的战略性、前瞻性,有助于推动医学教育改革发展。

基金项目:本文系福建省教育科学“十二五”规划课题(立项批准号:FJCGGJ12-082)。

参考文献:

[1]章浩伟.创新实践模式在生物医学工程教学中的探索[J].实验室研究与探索,2013(04):117-120.

[2]万振等.生物医学工程学科在临床中的创新应用[J].医疗卫生装备,2008(05):110-111.

[3]段磊.医科院校建设生物医学工程实验教学示范中心的必要性[J].实验室研究与探索,2012,31(7):116-118.

[4]熊梦辉.实验教学示范中心资源共享模式探析[J].实验室研究与探索,20l1,30(6):96-98.

作者简介:黄浩(1968-),男,副教授,研究方向:医学物理学。

作者:黄浩 陈伟炜 俞允 林多

第三篇:生物医学工程专业医学成像实验教学体系的实践应用

摘 要 通过对齐齐哈尔医学院生物医学工程专业医学成像实验教学体系进行改革,开拓新型教学模式,构建实践教学保障体系,提出“递进式·一体化”的医学成像实验教学培养体系,显著增强学生的实践授课效果,提高学生的设备研发和常见临床设备维护能力,适合在生物医学工程专业学生培养中推广应用。

关键词 生物医学工程;医学成像实验教学;临床设备

Practical Application of Experimental Teaching System of Medi-

cal Imaging in Biomedical Engineering//HAO Liguo, LI Jingyu, YANG Chao, CHEN Datong, MU Weibin, LIANG Minghui, WANG

Xiaodong, LIU Yanan

Key words biomedical engineering; medical imaging experimental teaching; clinical equipment

1 前言

生物医学工程属于现代医学和医学工程技术相互结合的学科。近几年,我国设置生物医学工程专业的高校多数为理工科和综合性院校,只有少数为医学类院校[1]。前者更加侧重工科技能的培养,后者和医学临床实践结合紧密,侧重医疗器械实践。齐齐哈尔医学院生物工程专业已经办学五年,在满足理论教学的同时,注重实践教学环节,目前正处于不断探索与实践中。

医学成像部分是生物医学工程专业学生学习的重要内容,涵盖医学影像仪器、医学影像设备维护、医学图像处理等各环节[2],但是目前在医学成像实验教学方面尚存在一定问题。本研究通过逐步完善医学成像实验教学各单元模块,力争为社会培养出“工程素质高、实践能力强”的应用型专业人才。

2 研究方法

对象与方法 选择齐齐哈尔医学院2012—2014届生物医学工程的本科生共64名作为研究对象:将2013级和2014

级学生设为实验组,共43人,其中男14人,女29人,年龄在20~23岁,平均(22.51±1.53)岁;将2012级学生

设为对照组,共21人,其中男8人,女13人,年龄在23~

25岁,平均(24.02±1.07)岁。

对照组:授课教师按照生物医学工程教学大纲和教学计划,对学生进行实践教学授课操作,根据实验大纲的教学目的、实验原理以及实验操作步骤进行教学,学生根据授课内容完成实践操作,评分后,成绩纳入最终期末相应学科总成绩。

实验组:解决目前齐齐哈尔医学院医学生物医学工程医学成像实验教学中存在的相关课程实验不连贯、连续性不强等问题,推行“递进式·一体化”的实验教学培养模

式;以医学影像与生物医学工程中心实验室为依托,进行相关课程的实验教学改革,包括有医学成像系统、医学光学仪器、医学图像处理、医疗设备维修与原理、PACS系统、医用电子仪器、模拟电路、数字电路、电子线路辅助设计等课程,最终进行考核方法改革,建立学生专业实验技能考核与评价体系。

1)完善相关课程的实践教学内容连续性,彼此不孤立,建立“递进式·一体化”的实验教学培养模式。具体内容如下。

①模拟电路和数字电路两门课程,要求实验内容设计上,要满足为后续课程服务,即临床医学工程领域设備研制和设备维修的相关电路及元器件要重点讲授,重点为二极管、三极管、可控硅等元器件的工作原理及故障判断。电子线路辅助设计课程,重点为后续的设备研发改进服务,要求实验设计上要增加综合性、设计性实验内容,培养学生独立设计电路的创新能力。医学图像处理课程实验设计,要侧重医学成像的软件部分,提高学生的软件设计及医学图像后处理能力,学生要结合临床设备实践,掌握临床各机型(GE、SIEMENS、PHILIPS)的图像后处理方法。实验开课方式仍以综合性、设计性实验为主[2]。以上四门课内容由电子学教研室负责。

②医学成像系统内容为四大影像设备的工作原理、设备组成等内容,实验授课模式上,要以前期基础课程为基础,设计电子元器件等模块的故障现象,并进行综合分析。本部分内容要与临床工程实践高度一致。医学光学仪器和医学电子仪器两门课程涉及除医学影像设备外其他的临床设备,这部分设备临床工程工作涉及较多,要求实验设计上要与临床实践相同,在认识相关设备的同时,要与临床设备科联系,掌握设备的常见故障以及需要改进地方,要求实验涉及临床常见的故障现象[3]。医疗设备维修与原理课程,要在医学成像系统、医学光学仪器和医学电子仪器等基础上,进行实验设计延续,即设计临床常见故障现象,让学生根据设备电路图进行综合分析。本部分内容由影像设备与技术学教研室负责。通过本实验设计,最终使专业基础课程为专业课程服务,专业课程为临床工程服务,形成“递进式·一体化”的实验教学培养模式。

2)提高学生实践能力,要求学生利用第五学期寒假,去临床设备维修公司进行顶岗实习,增加设备操作实训。本部分内容由影像设备与技术学教研室负责。

3)提高学生的创新能力,在医学成像领域,要求学生进行创新能力训练,积极参加国家、省级大赛及大赛培训。

实验评价体系 在本部分的实验教学中,建立一整套的培养目标,要求学生能够完成每一部分的实验方案设计,达到培养目标,每个实验是整个实验教学体系中的一个组成部分[4],要求学生通过实践考核,能够达到医学成像流程中每个环节的具体要求,理论教学和实验教学不脱节,相继进行。

观察指标与评价标准

1)观察指标[4]:观察比较两组学生实验考核成绩、实验课堂教学效果评价、学习能力提高评价,以及对课程的满意程度。

2)评价标准:实验考核成绩满分100分,最终折合成50分,包括实验操作、结果和实验报告等。

统计学方法 采用SPSS20.0统计学软件,实验成绩等正态分布的计量资料采用表示,均数之间比较采用t检验,学生对教学模式的学习能力评价、课堂教学的效果以及满意程度等计数资料采取χ2检验,以P<0.05有统计学意义。

3 结果

医学成像教学体系主要是各科目教师通过采用对实验项目整合、逐步递进方式,进而实现成像部分一体化的实验教学体系,即上一个科目为下一科目的实验教学打下坚实学习基础,并且为专业学科提供服务,建立适合齐齐哈尔医学院生物医学工程医学成像的“递进式·一体化”的实验教学培养模式,实现每个实验在整个体系中的连续性。

两组学生的理论及实验课考核最终成绩对比 如表1所示,实验组考核的实验课程理论成绩、实验操作成绩均显著高于对照组(t=10.562、11.856,P=0.001、0.000),差别显著,具有统计学意义(P<0.05)。实验组学生的综合考核成绩均显著高于对照组学生(P<0.05),证实了医学成像教学体系,基础课程为后续课程设计实验项目,有利于学生的学习,能够显著提高学生的实践动手能力。

两组学生对课堂教学效果的评价 如表2所示,实验组学生在同教师互动、课堂注意力、时间合理性以及课堂气氛等方面均显著优于对照组学生(t=16.596、10.108、12.263、18.059,P=0.000),差别显著,具有统计学意义(P<

0.05)。

两组学生对学习能力提高的评价对比 如表3所示,实验组学生的主动学习能力、独立思考能力、解决问题能力以及创新能力等方面均显著优于对照组(t=12.563、13.059、14.729、14.899,P=0.000),差别显著,具有统计学意义(P<0.05),表明本套教学模式可以很好地培养学生的自主动手能力、解决问题能力以及思维创新能力。

两组实习生对教学模式的满意程度对比 如表4所示,对照组学生对教学模式满意共14例,满意度为71.43%;实验组学生对教学模式满意共41例,满意度为95.35%。两组差别显著(χ2=11.389,P=0.000),具有统计学意义(P<

0.05),证实了学生对医学成像教学体系满意程度较高,大多数学生可以接受此教学体系。

学生顶岗实习及参加国赛情况 截至目前,齐齐哈尔医学院已经向哈尔滨凯汇源医疗器械公司选派多名学生进行顶岗实践训练,学生运用课堂所学,结合实际情况,完成相应设备维护。在医学成像领域大学生创新能力培养方面,生物医学专业学生在第三届全国医疗产业发展与创新大奖赛上,报送的“智能数字化X线机系统——面向基层医院模拟X光机改造”项目获得创新大奖,两次在黑龙江省彩格杯工业设计大赛中获得三等奖,并且三人在彩格工业设计有限公司中进行大赛培训。

学生参加的顶岗实习情况,能够和实际相结合,能够运用所学,极大提高了动手操作能力。学生能够延续课堂教师讲授内容,在临床设备中实践操作,增加了医学成像知识的系统性。学生参加国赛情况,是对齐齐哈尔医学院生物医学工程专业人才培养质量的集中检验,锻炼了学生应用理论解决实际问题的能力,培养了學生的团队协作精神;同时提升了齐齐哈尔医学院生物医学工程专业在全国医疗卫生企业中的影响力,开创了学生进行科技创新创业活动的新局面。

4 结语

“递进式·一体化”的医学成像实验教学培养体系,能够显著增强学生的实践授课效果,提高学生的动手能力和实践操作能力,并且能够和临床工程生产实践和全国大赛相结合,提高学生的设备研发和常见临床设备维护能力,适合在生物医学工程专业学生培养中推广应用。

参考文献

[1]楼盛华,戴文战,叶秉良.基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J].高等理科教育,2008(3):109-113.

[2]骆清铭,朱丹,曾绍群,等.生物医学光子学特色方向本科教学体系建设初探:以华中科技大学为个案[J].高等工程教育研究,2008(4):106-109,145.

[3]李天钢,马春排,李自毅.生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J].实验室研究与探索,2008(7):21-22,46.

[4]马春排,李天钢,李自毅,等.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验室研究与探索,2010(4):103-105,122.

作者:郝利国 李靖宇 杨超 陈大同 穆伟斌 梁明辉 王晓东 刘雅楠

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