新工科背景下醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)雙創(chuàng)教育探索

貝翠琳 劉艷麗 王瑩瑩 杜麗莉 高小濤

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?新工科建設(shè)下醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教育教學(xué)要符合國家戰(zhàn)略，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求，具備跨界整合能力，以培育高質(zhì)量的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才。結(jié)合承德醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的實踐教學(xué)，從培養(yǎng)目標、課程建設(shè)、實驗實踐教學(xué)和校企合作機制等方面對如何加強培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力進行探索和實踐。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?新工科;醫(yī)學(xué)院校;生物醫(yī)學(xué)工程;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）25-0098-02

一、引言

科技創(chuàng)新能力是促進生產(chǎn)力發(fā)展的主要因素，是我國現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，國務(wù)院于2015年6月制定了《關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新政策的意見》，此文件把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作為國家的重大發(fā)展戰(zhàn)略。黨的十九大更是明確提出了要“建設(shè)創(chuàng)新型國家”的宏偉藍圖。為了滿足國家戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展需求，培養(yǎng)具有全球視野、創(chuàng)新能力的綜合性人才是我國高等院校現(xiàn)在的主要任務(wù)。2017年2月，教育部為了推動“新工科”的建設(shè)實施，先后達成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”等重要共識。其目的是為了建設(shè)能夠滿足產(chǎn)業(yè)需求、服務(wù)于國家重大發(fā)展戰(zhàn)略并且能面向未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的工程學(xué)科與相應(yīng)專業(yè)，從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、國際視野、跨界整合能力的高素質(zhì)的工程科技人員。

生物醫(yī)學(xué)工程（BME）學(xué)科主要是應(yīng)用現(xiàn)代工程技術(shù)和自然學(xué)科的方法和手段，站在工程人員的角度去分析和研究生物個體尤其是人的結(jié)構(gòu)、功能等生命特征的現(xiàn)象，是將生命科學(xué)與工程技術(shù)相互結(jié)合、相互滲透形成的新型前沿學(xué)科。該學(xué)科涵蓋醫(yī)學(xué)醫(yī)療設(shè)備、生物信息學(xué)、醫(yī)用物理學(xué)、細胞生物學(xué)、生物力學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)材料等，在生命科學(xué)領(lǐng)域具有極其重要的地位。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科符合“新工科”提出的引領(lǐng)性、交叉性、創(chuàng)新性、前沿性、戰(zhàn)略性等特點，因此其在“新工科”建設(shè)中優(yōu)勢突出。

二、現(xiàn)狀分析

目前，我國有近100所高等院校開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程、生物信息學(xué)等本科專業(yè)。按照學(xué)校的辦學(xué)背景可以把開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的院校分為兩類：一類是醫(yī)學(xué)類院校，另一類是理工類院校，形成了截然不同的辦學(xué)模式。具有醫(yī)學(xué)背景的學(xué)校的課程設(shè)置側(cè)重于生物材料、醫(yī)學(xué)儀器等領(lǐng)域的課程，雖然不乏臨床醫(yī)學(xué)人才，但理工類師資相對薄弱，工科實踐教學(xué)中心存在起步晚、不能引起學(xué)校重視等問題;理工類學(xué)校的課程設(shè)置更加側(cè)重于工程技術(shù)的培養(yǎng)，由于醫(yī)學(xué)類師資相對匱乏，醫(yī)學(xué)類課程較少，解剖等課程更是停留在看圖說話的階段，導(dǎo)致學(xué)生獲取的醫(yī)學(xué)知識相對欠缺，造成不能確保工程知識有效應(yīng)用于醫(yī)學(xué)難題等。

對于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，不同高校之間除了以上不同之外，還有很多共性的問題：從設(shè)置的課程上看，由于師資薄弱，普遍存在專業(yè)課占主要部分，選修課偏少的問題;同時存在明顯的前松后緊的情況，也就是高年級課程較多，低年級課程較少。此外，有些專業(yè)課程內(nèi)容存在重疊，專業(yè)課中講過的知識其實在基礎(chǔ)課程中早已介紹，不能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動探索的興趣;缺少自然、人文、心里、創(chuàng)業(yè)就業(yè)等知識課程，課程體系較單一，課程不豐富。在師資方面，大部分院校師資力量充足，不僅能滿足教學(xué)需求，而且科研實力雄厚，然而對于一部分近年開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的院校而言，師資力量還是很薄弱的，尤其體現(xiàn)在實踐課程的授課上面。針對學(xué)生就業(yè)而言，由于生物醫(yī)學(xué)工程是一門交叉性很強的學(xué)科，需要學(xué)生既要掌握豐富的理論知識，還要具有很強的專業(yè)技能、實踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式下培養(yǎng)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的畢業(yè)生欠缺創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，因此不能滿足市場經(jīng)濟下用人單位的需求。

三、初步探索

（一）明確培養(yǎng)目標

根據(jù)教育部制定的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》中生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)要求重新定位人才培養(yǎng)目標，秉承“厚基礎(chǔ)、重實踐、寬口徑”的教育理念，以市場需求為導(dǎo)向，充分考慮我省市相關(guān)企業(yè)及醫(yī)療系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才需求，深入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，立足于培養(yǎng)臨床醫(yī)學(xué)工程方向的應(yīng)用型人才。其目標是培養(yǎng)具有良好的人文科學(xué)素養(yǎng)和團隊合作精神，具有社會責(zé)任感和職業(yè)道德，適應(yīng)社會與經(jīng)濟發(fā)展需要，較全面地掌握關(guān)于生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ)理論知識，具備基本技能，能在醫(yī)療衛(wèi)生、醫(yī)療設(shè)備等相關(guān)行業(yè)的企事業(yè)從事醫(yī)學(xué)醫(yī)療器械、儀器設(shè)備、生物醫(yī)學(xué)工程、電子技術(shù)及計算機技術(shù)等先關(guān)的研究、應(yīng)用、管理和技術(shù)開發(fā)等工作，具有終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)合型專業(yè)人才。

（二）整合課程體系

課程體系建設(shè)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)目標的具體體現(xiàn)。在課程建設(shè)上，以市場需求為導(dǎo)向，拓寬口徑，強化基礎(chǔ)，組建該專業(yè)課程體系的基本構(gòu)架，課程設(shè)置上形成公共課群、專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群和專業(yè)選修課程群。在教學(xué)實踐中，本著以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，立足地方當前和未來發(fā)展需要，根據(jù)學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)的銜接，及時更新課程內(nèi)容、調(diào)整授課次序，在培養(yǎng)核心課程基本技能的同時兼顧專業(yè)設(shè)計要求，注重醫(yī)學(xué)知識與工程技術(shù)的互融互通，做到融會貫通。

（三）改革實驗實踐教學(xué)

1.整合現(xiàn)有實驗室資源，完善實驗教學(xué)體系

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的實踐課程中由計算機仿真軟件實現(xiàn)的課程有圖像處理、信號處理、信號與系統(tǒng)等課程。醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)療儀器設(shè)備實踐課程主要通過硬件與軟件相結(jié)合手段在實驗室驗證相關(guān)實驗;主要通過醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的見習(xí)環(huán)節(jié)完成的課程有數(shù)字化醫(yī)院、醫(yī)學(xué)儀器故障診斷與維護、臨床工程技術(shù)等。關(guān)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主干課程，如電路基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)和單片機原理與應(yīng)用等課程的實踐環(huán)節(jié)，由于其時間環(huán)節(jié)與基礎(chǔ)知識相互滲透，組建了綜合實驗室，以合理分配教學(xué)人員及硬件資源，增加現(xiàn)有實驗儀器的使用效率。

（1）基礎(chǔ)實驗層，主要涉及專業(yè)主干課程體系的電路分析、 模電、數(shù)電、電裝實習(xí)等課程及相關(guān)課程設(shè)計，這部分的實驗主要面向的是一年級跟二年級的學(xué)生。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這部分的實驗課程，強化對基礎(chǔ)知識的理解，加強對基本原理的掌握，并熟悉了電工電子實驗的基本實驗方法、實驗手段，掌握了基本的實驗技能?；A(chǔ)實驗層是整個實驗體系的根基，主要培養(yǎng)學(xué)生的基本試驗技能和基本實驗方法，為后續(xù)的實踐課程打下良好的基礎(chǔ)。

（2）綜合設(shè)計實驗層，主要涉及課程有微機原理及接口技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)用設(shè)備、圖像處理等相關(guān)課程及課程設(shè)計，這一層次主要為大學(xué)二、三年級學(xué)生設(shè)計，通過綜合設(shè)計層實驗鞏固專業(yè)知識，初步培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，綜合設(shè)計實驗主要開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗項目，給定實驗任務(wù)，要求學(xué)生分組，給出設(shè)計方案，著重培養(yǎng)學(xué)生團隊意識，根據(jù)所學(xué)基礎(chǔ)專業(yè)課解決工程實際問題的綜合設(shè)計分析能力。

（3）應(yīng)用創(chuàng)新實驗層，主要涉及電子類競賽、挑戰(zhàn)杯及各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目競賽等，實驗主要針對大三、大四學(xué)生，建立開放實驗室，對參加相關(guān)比賽學(xué)生全天開放，根據(jù)參報的競賽項目自由分組，提出各組自己的設(shè)計方案及主要的設(shè)計觀點，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，并開設(shè)相關(guān)培訓(xùn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新的能力。

（4）創(chuàng)業(yè)研發(fā)實驗層，此類實驗主要面向的是畢業(yè)班和有大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的學(xué)生，通過參與指導(dǎo)教師的科研項目進行科技訓(xùn)練、科技發(fā)明創(chuàng)造等，有助于拓展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。還可以利用校企合作機制建立產(chǎn)學(xué)研的實踐平臺，以促進教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)時刻緊跟市場和時代的步伐，并能提高學(xué)生的參與積極性，促進學(xué)生主動參與，主動思考及探索，將學(xué)生的個體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛能及激情充分激發(fā)出來，并通過這種創(chuàng)業(yè)活動實現(xiàn)自己的創(chuàng)業(yè)夢想。

2.提升實驗教師的素質(zhì)與能力

（1）提高教師的創(chuàng)新實踐能力。實踐課程設(shè)計的關(guān)鍵是合理配置實踐的內(nèi)容與時間，摒棄“我說你聽”的傳統(tǒng)觀念，增強互動，實現(xiàn)動腦與動手相結(jié)合。學(xué)生的成效也能促進教師的教學(xué)改革，形成不斷循環(huán)的正反饋。實驗教師應(yīng)對專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握扎實并有優(yōu)秀的實操功底，要勇于了解和嘗試前沿技術(shù)。

（2）創(chuàng)新教學(xué)思路，改革教學(xué)方法，提升教學(xué)水平。實踐教學(xué)的目的就是靈活掌握并且運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上更要力爭做到開拓創(chuàng)新。實訓(xùn)課最應(yīng)該注重的就是教師與學(xué)生的溝通交流，共同交流經(jīng)驗，通過實踐操作不斷提高學(xué)生的動手實踐能力，提升學(xué)生對專業(yè)的認同度。改革教學(xué)方法要充分認識到實踐教學(xué)是學(xué)生與社會實際工作接軌的重要橋梁。教師要創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)國內(nèi)外的優(yōu)秀教學(xué)經(jīng)驗，并建立自己的創(chuàng)新實踐教學(xué)實驗。

（3）建立校企合作機制

我?，F(xiàn)擁有承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)學(xué)院、承德市中心醫(yī)院、中國人民解放軍第306醫(yī)院、中國人民解放軍第266醫(yī)院，天津泰達心血管醫(yī)院、河北省燕達醫(yī)院、保定市第一醫(yī)院等10多個實踐基地，為培養(yǎng)能服務(wù)于“健康中國”重大戰(zhàn)略的人才提供了較好的實習(xí)平臺。但要培養(yǎng)高質(zhì)量的人才，必須開闊思路，“走出去，請進來”，建立更廣泛的校企合作機制。遵循“學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)”三贏的原則并開展多樣化的校企合作機制。

四、結(jié)語

“創(chuàng)意—創(chuàng)新—創(chuàng)業(yè)”的教育架構(gòu)是“新工科”建設(shè)的主要改革方向，而實踐能力始終是工科人才能力培養(yǎng)的重中之重。為了更好地促進工程教育與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變的發(fā)展融合，高校應(yīng)該進一步探索研究適合本地區(qū)本學(xué)校人才培養(yǎng)的知識架構(gòu)、實驗實踐教學(xué)改革等，為培養(yǎng)優(yōu)秀的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域人才做出貢獻。

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編輯 武生智