淺談生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的實(shí)踐與探索

杜金陽(yáng) 劉鴻

摘要：生物醫(yī)學(xué)工程（Biomedical Engineering，BME）是一個(gè)理、工、醫(yī)交叉性學(xué)科，我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)歷經(jīng)十余年在本科人才培養(yǎng)上進(jìn)行了實(shí)踐創(chuàng)新，并不斷探索，取得了一定的成績(jī)。隨著我國(guó)醫(yī)學(xué)技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)新時(shí)期的生物醫(yī)學(xué)工程也提出新的要求。我校本專業(yè)還需要，并不斷結(jié)合當(dāng)前時(shí)代的潮流，融合互聯(lián)網(wǎng)、人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)。不斷建立健全實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，擴(kuò)大校企合作，完善醫(yī)院實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。

關(guān)鍵詞： 生物醫(yī)學(xué)工程; DCL;人才培養(yǎng)

一、生物醫(yī)學(xué)工程的內(nèi)涵及發(fā)展歷程

伴隨著人類醫(yī)療的科技不斷發(fā)展，人民對(duì)醫(yī)務(wù)工作者及醫(yī)療器械相關(guān)行業(yè)人員的追求也在提高。這導(dǎo)致了生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)醫(yī)療行業(yè)的作用顯得愈發(fā)重要。生物醫(yī)學(xué)工程是一門將生物醫(yī)學(xué)和工程科學(xué)的原理和方法與高度交叉整合相結(jié)合的學(xué)科，生物醫(yī)學(xué)工程是工程科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)之間的橋梁，為工程科學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。通過(guò)結(jié)合工程科學(xué)，生物醫(yī)學(xué)和臨床實(shí)踐的跨學(xué)科，多學(xué)科活動(dòng)，促進(jìn)工程科學(xué)，生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)知識(shí)的整合，促進(jìn)人類健康[1]。本學(xué)科致力于了解復(fù)雜的生命系統(tǒng)，揭示生命現(xiàn)象和規(guī)律，開(kāi)發(fā)臨床實(shí)踐的設(shè)備、方法和算法，提高臨床診療水平，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，提供有效的解決方案。離子對(duì)人類整個(gè)生命周期中出現(xiàn)的健康問(wèn)題。技術(shù)手段。隨著醫(yī)療和其他行業(yè)的發(fā)展，其內(nèi)容正在擴(kuò)大，包括生物力學(xué)，生物材料，組織工程和再生醫(yī)學(xué)，康復(fù)工程和人工器官，生物醫(yī)學(xué)成像，生物電子學(xué)（生物信號(hào)檢測(cè)和處理，生物系統(tǒng)）以及醫(yī)學(xué)影像學(xué)，生理建模，模擬與控制，醫(yī)學(xué)信息學(xué)，人工智能等[2]。

美國(guó) 1958 年成立國(guó)際醫(yī)學(xué)電子學(xué)聯(lián)合會(huì)，并于 1965 年將改稱為國(guó)際醫(yī)學(xué)和生物工程聯(lián)合會(huì)即時(shí)現(xiàn)在的國(guó)際生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)。1972年，美國(guó)杜克大學(xué)成立第一個(gè)認(rèn)可的大學(xué)生物醫(yī)學(xué)專業(yè)。

20世紀(jì)70年代末我國(guó)開(kāi)始生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)探索建設(shè)。并在80年代成立了中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前為止，已有120多所高校開(kāi)設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)。其中，清華大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)等高校被授予國(guó)家生物醫(yī)學(xué)工程重點(diǎn)學(xué)科【3】。貴州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程于2016年獲貴州省教育廳批準(zhǔn)成為省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科（培育）。

其實(shí)在大眾認(rèn)知中，生物醫(yī)學(xué)工程、生物技術(shù)與生物工程是比較容易混淆的三個(gè)專業(yè)學(xué)科。簡(jiǎn)單地從人才培育的目標(biāo)來(lái)劃分，生物技術(shù)專業(yè)需掌握生命科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能。生物工程專業(yè)主要是掌握生物工程設(shè)備的宏觀工程（技術(shù)）內(nèi)容，生產(chǎn)工藝，工廠設(shè)計(jì)，自動(dòng)化控制等，還包括分子水平的微觀工程內(nèi)容，如基因，酶，細(xì)胞，代謝途徑和代謝調(diào)節(jié)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)具有生命科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論知識(shí)，具有醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科研能力[4]。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)辦主要是醫(yī)學(xué)類和理工類院校，醫(yī)學(xué)院類更加側(cè)重于生物材料，醫(yī)療器械設(shè)備的維修等，注重醫(yī)學(xué)知識(shí)的培養(yǎng)而忽視了工程技術(shù)理論的研究;理工類院校模式側(cè)重于工程技術(shù)的培養(yǎng)，培養(yǎng)的學(xué)生具有較強(qiáng)的物理和電子計(jì)算機(jī)知識(shí)。但是，圖像中缺乏管理，操作，維護(hù)和開(kāi)發(fā)能力[5]。目前我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科主要是偏向醫(yī)療儀器的研發(fā)、維護(hù)、維修以及設(shè)備在臨床運(yùn)用。

二、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)

根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)及行業(yè)需要及結(jié)合自身?xiàng)l件，貴州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)成立于 2003 年，本專業(yè)主要培養(yǎng)良好的人文素質(zhì)、健康的體質(zhì)和團(tuán)隊(duì)精神、扎實(shí)的生命科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息科學(xué)基礎(chǔ)理論、豐富的專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力。能夠勝任臨床醫(yī)學(xué)工程，醫(yī)療儀器領(lǐng)域及電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的工作。是擁有工程技術(shù)、醫(yī)學(xué)知識(shí)相結(jié)合的高素質(zhì)臨床工程技術(shù)人員。因此人才培養(yǎng)必須以合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，還應(yīng)了解醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)或臨床過(guò)程等專業(yè)知識(shí)，并在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)解決各種實(shí)際醫(yī)學(xué)問(wèn)題來(lái)豐富生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，不斷從各自領(lǐng)域汲取新?tīng)I(yíng)養(yǎng)[6]。為了更好地培育人才。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在2013年獲得貴州省“卓越工程師教育培育計(jì)劃”教改項(xiàng)目，并在2014年正式積極地開(kāi)展卓越工程師的選拔工作。為了提高工科學(xué)生的工程實(shí)踐能力，采用設(shè)計(jì)為中心（Design-Centered Learning，DCL）教學(xué)方法，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在2014年被納入設(shè)DCL的學(xué)習(xí)教學(xué)法的試點(diǎn)單位。寧旭等人認(rèn)為：DCL的實(shí)踐教學(xué)改革改變過(guò)去生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)中偏理論、輕實(shí)踐的問(wèn)題。DCL 實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科認(rèn)證中的重要一環(huán)，保證了學(xué)生必須具備的專業(yè)能力和素養(yǎng)。有助于激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)討論、任務(wù)分工、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、實(shí)驗(yàn)探索、解決問(wèn)題的能力具有明顯效果[7]。經(jīng)過(guò)五年的教學(xué)實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)參與卓越工程師培訓(xùn)的學(xué)生在成績(jī)和綜合實(shí)踐能力明顯高于普通學(xué)生。并且DCL教學(xué)方法在生物醫(yī)學(xué)工程《卓越工程師》培養(yǎng)中的應(yīng)用與實(shí)踐于2018年獲得貴州省第九屆高等教育教學(xué)成果三等獎(jiǎng)。我們認(rèn)為該DCL教學(xué)模式適用于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)這種交叉學(xué)科特點(diǎn)及發(fā)展方向，并能有效提高本科生素質(zhì)水平，在今后的教學(xué)實(shí)踐中將會(huì)繼續(xù)不斷創(chuàng)新地運(yùn)用該教學(xué)模式。

三、課程建設(shè)

根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)指導(dǎo)性意見(jiàn)，根據(jù)本學(xué)科的發(fā)展及社會(huì)產(chǎn)業(yè)需求，以及自身院校的條件。我們學(xué)院設(shè)立了理論教學(xué)部分，主要包括公共基礎(chǔ)課、學(xué)科 基礎(chǔ)課和專業(yè)領(lǐng)域課。實(shí)踐部分，包括實(shí)驗(yàn)課程、科研訓(xùn)練、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。目前開(kāi)設(shè)有信號(hào)與系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)、醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、卓越工程師技能訓(xùn)練、生物醫(yī)學(xué)傳感器等課程。實(shí)驗(yàn)課程包括：醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)用傳感器實(shí)驗(yàn)、臨床檢驗(yàn)儀器學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)儀器原理實(shí)驗(yàn)。但課程建設(shè)依然存在重理論輕實(shí)踐的問(wèn)題。我們?nèi)孕枰{(diào)整與優(yōu)化。

四、就業(yè)問(wèn)題與展望

正如前面所說(shuō)我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的正在不斷發(fā)展進(jìn)步，社會(huì)對(duì)各種醫(yī)療器械的研發(fā)、設(shè)備銷售和售后服務(wù)的需求顯著增加，醫(yī)院對(duì)醫(yī)療器械人才的渴望，許多大學(xué)開(kāi)設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)。然而，生物醫(yī)學(xué)工程就業(yè)市場(chǎng)的人才供需在就業(yè)市場(chǎng)普遍缺乏生物醫(yī)學(xué)工程人才，但很多畢業(yè)生沒(méi)有適合自己的工作。究其原因主要是1.生物醫(yī)學(xué)專業(yè)缺乏一定的社會(huì)認(rèn)可度;2.專業(yè)對(duì)口就業(yè)市場(chǎng)發(fā)展不均衡;3.學(xué)生對(duì)本專業(yè)了解不夠，沒(méi)有做好職業(yè)規(guī)劃[8] 。為此，我院為每一級(jí)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)配備專業(yè)班主任，自2014年開(kāi)展學(xué)術(shù)班主任制度，學(xué)生更深一步了解專業(yè)內(nèi)涵，很好地進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)拓展學(xué)生職業(yè)能力，訓(xùn)練專業(yè)技能，培養(yǎng)綜合能力，規(guī)劃自己的職業(yè)生涯，明確自身的就業(yè)目標(biāo)，提高了學(xué)習(xí)的積極性。目前，畢業(yè)生可以選擇在醫(yī)療設(shè)備企事業(yè)單位工作，進(jìn)行醫(yī)療儀器設(shè)備的管理與維護(hù)，從事醫(yī)療儀器公司的研發(fā)、銷售、售后等工作，就業(yè)市場(chǎng)較為廣泛。

近年來(lái)醫(yī)療體制改革不斷深入，互聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，人工智能（AI）和移動(dòng)可穿戴醫(yī)療設(shè)備的快速發(fā)展，這些都與生物醫(yī)學(xué)工程密切相關(guān)。需要我們更加把握行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求，優(yōu)化改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐 內(nèi)容。1.健全實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，更新替換老舊設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備更新?lián)Q代較快，新技術(shù)不斷出現(xiàn)，學(xué)校應(yīng)該不斷加大投入，優(yōu)化健全實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力，大力提倡創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。2.加強(qiáng)醫(yī)院平臺(tái)建設(shè)。我院有很好的醫(yī)院資源提供給學(xué)生實(shí)習(xí)，實(shí)踐，能有效地提升工程實(shí)踐能力4.推動(dòng)校企合，注重產(chǎn)學(xué)研深度融合。企業(yè)的平臺(tái)是學(xué)生提升工程實(shí)踐能力的好平臺(tái)，通過(guò)與企業(yè)建立合作關(guān)系，學(xué)生能夠不斷增強(qiáng)解決生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題的能力，企業(yè)也可以在此過(guò)程中找到適合的人才，我們需要更加一步擴(kuò)大企業(yè)的合作，為學(xué)生提供更為寬廣的平臺(tái)。

為以滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程人才的需求。適應(yīng)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)、人工智能的趨勢(shì)，以醫(yī)院和社會(huì)實(shí)際需求為導(dǎo)向，進(jìn)一步優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)與課程設(shè)置、實(shí)踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。進(jìn)一步探索為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的人才培養(yǎng)提供適合的機(jī)制和模型。

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