生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

[摘? ? ? ? ? ?要]? 生物醫(yī)學(xué)工程是工程學(xué)與生物醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合的一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。根據(jù)其學(xué)科特點(diǎn)，必須積極進(jìn)行課程改革，將理論與實(shí)踐充分結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的參與。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，注重對(duì)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，并通過(guò)相關(guān)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，形成課內(nèi)外綜合教學(xué)體系。實(shí)踐顯示，教學(xué)改革有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有力地改善了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)以滿足行業(yè)對(duì)該領(lǐng)域的人才需求。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 生物醫(yī)學(xué)工程;導(dǎo)學(xué);教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）10-0164-02

一、課程設(shè)置

大學(xué)新生導(dǎo)學(xué)課是南京大學(xué)“三三制”課程體系改革的創(chuàng)新，重點(diǎn)是介紹學(xué)校及其學(xué)科的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)，為新生建立知識(shí)圖譜，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維的形成。自2015年以來(lái)，南京大學(xué)共建立了44門(mén)新生入學(xué)導(dǎo)學(xué)課程，涵蓋了四分之三的院系和超過(guò)一半的本科專(zhuān)業(yè)。專(zhuān)業(yè)優(yōu)秀教師和杰出學(xué)生進(jìn)入課堂，與新生討論專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的核心問(wèn)題，如“我需要學(xué)習(xí)什么”“我應(yīng)該如何學(xué)習(xí)”和“我將來(lái)能做些什么”等。

生物醫(yī)學(xué)導(dǎo)學(xué)課程為南京大學(xué)面向全校一年級(jí)本科生的公選課程，并向全校各年級(jí)開(kāi)放，也是生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)學(xué)課，是學(xué)生在高中學(xué)習(xí)了物理、化學(xué)等基礎(chǔ)課程后，進(jìn)入大學(xué)了解生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)的課程。本課程以生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)背景為主線，重點(diǎn)關(guān)注該學(xué)科的產(chǎn)生、研究現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向。通過(guò)引導(dǎo)了解本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的核心問(wèn)題，如“什么是生物醫(yī)學(xué)工程”“如何學(xué)習(xí)有關(guān)課程”以及“我希望從事什么工作”。可以幫助新生了解南京大學(xué)，了解南京大學(xué)的學(xué)科和教學(xué)特點(diǎn)，迅速融入大學(xué)學(xué)習(xí)，建立學(xué)習(xí)興趣，并明確學(xué)習(xí)方向。

二、課程教學(xué)改革

（一）明確教學(xué)目的

生物醫(yī)學(xué)工程是工程學(xué)與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相互滲透的專(zhuān)業(yè)（如圖1所示）。它旨在培養(yǎng)解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)工程問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)人才，研究和開(kāi)發(fā)用于生物信息獲取、處理和調(diào)控的技術(shù)、方法、裝置和系統(tǒng)，研制用于疾病早期預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)的生物醫(yī)學(xué)材料、產(chǎn)品、裝置和系統(tǒng)。隨著人類(lèi)對(duì)自身健康問(wèn)題的日益重視，未來(lái)生物醫(yī)學(xué)工程將扮演越來(lái)越重要的角色。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，新生可以了解生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域是如何相互交叉、相互促進(jìn)的，為未來(lái)學(xué)習(xí)工作做好準(zhǔn)備。

（二）改革教學(xué)方式和內(nèi)容

課程根據(jù)其應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容采用課堂講授、課程制作設(shè)計(jì)、課堂練習(xí)等多種形式，課程每周2小時(shí)， 課堂授課主要包括：

1.生物醫(yī)學(xué)工程的歷史

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷史介紹，了解現(xiàn)代工程學(xué)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的巨大推動(dòng)下如何形成了生物醫(yī)學(xué)工程這門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。課程內(nèi)容包括對(duì)各種先進(jìn)實(shí)驗(yàn)診斷方法的介紹，如高靈敏度的放射免疫測(cè)定方法，可測(cè)量體內(nèi)成分含量。各種電子儀器也廣泛用于各臨床科室，如心肺監(jiān)視器、伽馬射線攝影和電子計(jì)算機(jī)輔助斷層成像。分子生物學(xué)，通過(guò)研究生物大分子（蛋白質(zhì)，酶，核酸等）的結(jié)構(gòu)和相互作用，可幫助我們認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象和疾病的本質(zhì)，其影響已逐漸滲透到生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，并出現(xiàn)了一些新興學(xué)科，如分子遺傳學(xué)、分子細(xì)胞學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)和分子免疫學(xué)。納米材料在生物檢測(cè)診斷上也已有了很大的進(jìn)步和應(yīng)用，各種納米材料在實(shí)踐應(yīng)用中取得了良好的效果。藥物控釋納米材料已成為納米醫(yī)用材料研究發(fā)展的重點(diǎn)。納米粒子不但具有穿過(guò)組織間隙并被細(xì)胞吸收等特性，而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實(shí)現(xiàn)口服、靜脈注射及敷貼等多種給藥途徑等優(yōu)點(diǎn)，因而在藥物輸送方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置

通過(guò)導(dǎo)學(xué)課對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)主干課程的學(xué)習(xí)方式方法進(jìn)行介紹和引導(dǎo)，包括計(jì)算機(jī)工程計(jì)算與仿真、電路與系統(tǒng)、工程實(shí)驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)工程概論、生物材料工程、計(jì)算納米技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、生理學(xué)、解剖學(xué)、微弱信號(hào)檢測(cè)、生化分子材料等。內(nèi)容涉及生物電信號(hào)起源、微弱信號(hào)檢測(cè)與測(cè)量、人體的奧秘以及各種高端醫(yī)學(xué)工程設(shè)備的介紹。

3.生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)的學(xué)習(xí)方法

生物醫(yī)學(xué)工程可以研究很多領(lǐng)域，包括生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)信息、生物醫(yī)學(xué)儀器、生物材料、生物力學(xué)、仿生學(xué)、細(xì)胞組織和基因工程、臨床工程、醫(yī)學(xué)成像、康復(fù)工程、系統(tǒng)生理學(xué)、生物納米技術(shù)和神經(jīng)工程學(xué)。這些研究領(lǐng)域都是學(xué)生未來(lái)工作的具體方向。因此，在本科階段奠定良好的基礎(chǔ)非常重要，學(xué)習(xí)的過(guò)程必須逐步遞進(jìn)。在教學(xué)過(guò)程中，我們必須注意厚積薄發(fā)，逐步積累以避免拔苗助長(zhǎng)。同時(shí)，學(xué)生要積極參與各項(xiàng)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，注重知識(shí)的整體聯(lián)系和整體結(jié)構(gòu)，理論與實(shí)踐相結(jié)合。本科學(xué)習(xí)通常需要學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)新知識(shí)，并且可以向他人學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)提出問(wèn)題、分析總結(jié)問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以讓學(xué)生到研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地考察和觀察交流。

4.生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)就業(yè)

生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生，可以到計(jì)算機(jī)信息技術(shù)（IT）、材料、化學(xué)、物理、生物等研究院所進(jìn)行深造，也可以到計(jì)算機(jī)信息、材料、化學(xué)、生物、醫(yī)療設(shè)備等企業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生部門(mén)工作（如圖2所示）。

實(shí)踐證明，就學(xué)好工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)而言，與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的背景問(wèn)題相結(jié)合，也會(huì)事半功倍。移動(dòng)醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療、體域網(wǎng)等為學(xué)生學(xué)習(xí)通信原理和計(jì)算機(jī)技術(shù)提供了良好的學(xué)習(xí)載體。

（三）多元的課程考核方式

課程考核包括平時(shí)的課堂表現(xiàn)、課程制作設(shè)計(jì)、課堂測(cè)驗(yàn)。課程制作設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)課堂講授的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)手制作。 教學(xué)實(shí)踐顯示，學(xué)生對(duì)該課程制作設(shè)計(jì)表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣，能夠積極參與課堂，高質(zhì)量地完成課程作業(yè)。

三、結(jié)論

課堂效果和測(cè)驗(yàn)顯示，生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)學(xué)課程的教學(xué)改革，有效地提高了教學(xué)效果，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地了解生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展歷史和未來(lái)，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以滿足行業(yè)應(yīng)用型人才的發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

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◎編輯 趙瑞峰