地方醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐和探討

田秀梅 陽范文 魏悅姿

[摘要] 本文圍繞創(chuàng)新教育這一核心主題，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐研發(fā)能力為出發(fā)點(diǎn)，從地方醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃、師資隊(duì)伍建設(shè)、以及實(shí)踐教學(xué)等幾個(gè)方面，深入探討創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建。在有機(jī)結(jié)合學(xué)生個(gè)性發(fā)展的條件下，探索培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的有效途徑，創(chuàng)設(shè)適用于不同才能學(xué)生發(fā)揮和展示自身能力的學(xué)習(xí)環(huán)境，營造創(chuàng)新素質(zhì)教育的氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新型綜合素質(zhì)人才。本課題對(duì)于全國高校推行學(xué)生素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)，探討創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式有一定的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 生物醫(yī)學(xué)工程;創(chuàng)新性;人才培養(yǎng)模式;醫(yī)科院校

[中圖分類號(hào)] G642? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210（2020）10（a）-0079-04

Practice and discussion on talents training mode of biomedical engineering in local medical colleges and universities

TIAN Xiumei? ?YANG Fanwen? ?WEI Yuezi

Department of Biomedical Engineering， School of Basic Sciences， Guangzhou Medical University， Guangdong Province， Guangzhou? ?511436， China

[Abstract] Centering on the core theme of innovative education and starting from the cultivation of students′ innovative consciousness， innovative ability and practical research and development ability， this paper probes into the construction of innovative applied talents training mode in depth from the several aspects of the training plan of biomedical engineering major， faculty construction and practical teaching， etc. in local medical colleges and universities. Under the condition of combining students′ personality development organically， explore the effective way to cultivate innovative applied talents， create the learning environment suitable for students with different talents to give play to and show their abilities， create the atmosphere of innovative quality-oriented education， and cultivate innovative and comprehensive quality talents. This topic has certain reference value for the national colleges and universities to carry out students′ quality-oriented education and ability training and to explore the innovative application talents training mode.

[Key words] Biomedical engineering; Innovative; Talents training mode; Medical colleges and universities

醫(yī)學(xué)背景深厚是醫(yī)學(xué)院校中生物醫(yī)學(xué)工程（biomedical engineering，BME）專業(yè)的優(yōu)勢，然而，醫(yī)學(xué)院校側(cè)重于培育臨床醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)類專業(yè)方面，導(dǎo)致對(duì)于生物醫(yī)學(xué)專業(yè)的投入相對(duì)不足，校本部的工程力量較為薄弱，因此，充分利用醫(yī)學(xué)院校眾多附屬醫(yī)院的優(yōu)勢資源，使其與醫(yī)學(xué)更加緊密結(jié)合培育創(chuàng)新型應(yīng)用人才，對(duì)于醫(yī)科院校的BME專業(yè)人才培養(yǎng)，尤為重要[1-3]。BME專業(yè)是一門醫(yī)學(xué)與理工學(xué)緊密結(jié)合，具有較強(qiáng)實(shí)踐性，與多個(gè)學(xué)科交叉的新興邊緣學(xué)科[4-5]。由此可見，在地方醫(yī)科院校培養(yǎng)的BME人才，既要適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的要求，也要滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。因此，探討創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)模式是BME教育者的當(dāng)務(wù)之急。

本課題組通過連續(xù)抽樣調(diào)查廣東省廣州地區(qū)三所開設(shè)導(dǎo)師制和訪學(xué)制醫(yī)科院校的BME專業(yè)大一至大三本科生，共3個(gè)年級(jí)210名學(xué)生的調(diào)查資料表明，>50%的學(xué)生認(rèn)為：對(duì)本學(xué)校BME專業(yè)開展創(chuàng)新建設(shè)課程進(jìn)行教學(xué)改革，非常有必要;>21%學(xué)生考慮讀研;然而，仍有大部分學(xué)生認(rèn)為BME是做“醫(yī)學(xué)研究”的，對(duì)就業(yè)方向不了解。

針對(duì)以上存在的問題以及BME多學(xué)科交叉的實(shí)際復(fù)雜情況，經(jīng)過對(duì)歐美著名大學(xué)BME專業(yè)本科教學(xué)模式和特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和深入的探索，結(jié)合廣州醫(yī)科大學(xué)（以下簡稱“我?！保?0年的辦學(xué)特點(diǎn)和思路，以及近幾年的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步歸納、總結(jié)、思考適合地方醫(yī)科院校的BME專業(yè)人才培養(yǎng)模式。我校強(qiáng)調(diào)以創(chuàng)新教育為核心，探索創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的有效途徑，采用“智能+教育”的模式，開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)“金課”，在教學(xué)實(shí)踐中重點(diǎn)開展“三早教學(xué)”-“早實(shí)驗(yàn)、早科研、早實(shí)踐”，以適應(yīng)社會(huì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型對(duì)人才的需求，提出實(shí)踐方法進(jìn)行人才培養(yǎng)模式教學(xué)改革與研究，包括以下6方面內(nèi)容：①修訂教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃;②依托醫(yī)學(xué)背景設(shè)計(jì)、開展教學(xué)活動(dòng);③開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué);④“三早”教育，創(chuàng)新科研機(jī)制;⑤優(yōu)化師資隊(duì)伍，提高業(yè)務(wù)水平;⑥構(gòu)建靈活多維的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。進(jìn)而形成具有專業(yè)特色和優(yōu)勢的新型教學(xué)模式。

1 具體做法

1.1 及時(shí)修訂教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，開設(shè)輔助課程

2014年，我校所有專業(yè)招生整體實(shí)現(xiàn)一本招生，生工專業(yè)由原來的二本邁向一本，人才培養(yǎng)出現(xiàn)新要求。通過對(duì)其他兄弟院校的BME專業(yè)調(diào)研，結(jié)合醫(yī)科院校的醫(yī)學(xué)背景，在生工專業(yè)的教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的需求，及時(shí)對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)技能點(diǎn)，以及專業(yè)教育中的專業(yè)知識(shí)層次進(jìn)行修訂和調(diào)整，優(yōu)化醫(yī)學(xué)院校BME專業(yè)的課程設(shè)置。與此同時(shí)，開設(shè)輔助課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在宏觀角度上介紹該學(xué)科產(chǎn)生的背景和主要內(nèi)容，如《生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論》《創(chuàng)新維修實(shí)踐》課程等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)BME對(duì)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的作用，了解BME科學(xué)創(chuàng)新的進(jìn)展。

1.2 依托醫(yī)學(xué)背景設(shè)計(jì)、開展教學(xué)活動(dòng)

我校作為醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢：醫(yī)學(xué)背景深厚，與臨床醫(yī)學(xué)密切相關(guān)，有21個(gè)研究所/中心，包括呼吸疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等28個(gè)市級(jí)以上重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[6]。臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)入ESI排名全球前1%，具有雄厚的醫(yī)學(xué)教學(xué)力量。有7所直屬和10所非直屬附屬醫(yī)院，為實(shí)踐教學(xué)的開展提供充?；?，也為科研課題的實(shí)施提供保障。學(xué)科教學(xué)資源豐富，可實(shí)現(xiàn)BME技術(shù)與醫(yī)學(xué)的緊密結(jié)合，能迅速為臨床解決實(shí)際技術(shù)問題。處于醫(yī)學(xué)院校的生工專業(yè)可充分利用醫(yī)學(xué)背景的有利優(yōu)勢制訂教學(xué)計(jì)劃，設(shè)計(jì)多學(xué)科和交叉學(xué)科的BME課程體系，在教學(xué)活動(dòng)中注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)跨學(xué)科問題的解決能力，合理整合生物學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、數(shù)理化、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的核心原理和方法。

1.3 采用“智能+教育”的模式，開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)“金課”

在高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)和科技革命變革下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)“金課”已成為推進(jìn)教育公平的重要舉措，強(qiáng)有力地推進(jìn)中國現(xiàn)代化高等教育[7-9]。2019年4月9日中國慕課大會(huì)上，南京航空航天大學(xué)的田威教授展示往返于西安、貴陽和北京三地的大飛機(jī)拆裝虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，多人協(xié)同教學(xué)，體驗(yàn)飛機(jī)裝配實(shí)驗(yàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)，不受時(shí)空限制有效利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，與其他實(shí)驗(yàn)者共享資源，讓教師實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)合作實(shí)驗(yàn)和聯(lián)合遠(yuǎn)程指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，有效提高學(xué)習(xí)和教學(xué)效率，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在的問題，減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施的購置、節(jié)約標(biāo)本購置成本，解決珍稀標(biāo)本和病種的來源，從而有利于保障經(jīng)濟(jì)、安全可靠的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

我校BME實(shí)驗(yàn)中心經(jīng)過長達(dá)8年的建設(shè)，2016年設(shè)立BME虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，2018年度獲批省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)采用“智能+教育”的模式，在生物材料模塊、微納醫(yī)學(xué)模塊等模塊上開展典型實(shí)驗(yàn)，如運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、拉伸性能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、金剛石納米酶多功能分子探針的制備與表征實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)中心為“全國大學(xué)生電子競賽”“全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等大學(xué)生課外科技活動(dòng)，提供符合參與競賽的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。合計(jì)約200多名學(xué)生參與各類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐項(xiàng)目，近3年取得顯著成效：省級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目8項(xiàng)、校級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目10項(xiàng)、省級(jí)教改項(xiàng)目1項(xiàng)、市級(jí)教改項(xiàng)目5項(xiàng)、校級(jí)實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目8項(xiàng)、企業(yè)橫向課題4項(xiàng)和申請(qǐng)專利20余件（獲得授權(quán)10項(xiàng)）。

虛擬仿真技術(shù)將經(jīng)典教育理念和全新的智能技術(shù)相融合，在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上做實(shí)驗(yàn)”和“虛擬做真實(shí)驗(yàn)”，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、為提高人才科研技術(shù)水平提供新的優(yōu)質(zhì)教育資源，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面均獲得一定的提高。

1.4 通過“三早”教育探索因材施教和科研創(chuàng)新的新機(jī)制

在教學(xué)過程中通過開展導(dǎo)師制，開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、早期到產(chǎn)學(xué)研基地和創(chuàng)新人才培養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)見習(xí)和調(diào)研等，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)“三早”教育——早科研、早實(shí)踐、早見習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主實(shí)踐能力[10-12]。①對(duì)學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀、刻苦專研的學(xué)生提前實(shí)行導(dǎo)師制，培養(yǎng)其早期科研能力，導(dǎo)師制可有效提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。目前，大部分學(xué)生認(rèn)為，在現(xiàn)行教學(xué)中實(shí)行導(dǎo)師制能有效提高自身創(chuàng)新能力和科研能力的鍛煉，很好地彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。②設(shè)計(jì)多學(xué)科和交叉學(xué)科的BME課程體系，通過開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、開辟學(xué)生科研第二課堂、開展學(xué)術(shù)沙龍和科普講座等專題講座、參加各類大學(xué)生競賽活動(dòng)——電子電工設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模比賽等渠道，改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的早期實(shí)踐和科研創(chuàng)新能力。③早期到產(chǎn)學(xué)研基地和創(chuàng)新人才培養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)見習(xí)和調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生的自主研發(fā)能力、創(chuàng)業(yè)能力、社會(huì)實(shí)踐能力。利用寒暑假時(shí)間，與廣東健澤醫(yī)藥集團(tuán)等企業(yè)搭建高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的平臺(tái)，提早組織學(xué)生見習(xí)和觀摩生物醫(yī)學(xué)材料與醫(yī)療器械設(shè)計(jì)和研發(fā)的方法與過程，了解研究成果產(chǎn)業(yè)化過程。聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的學(xué)校外企業(yè)和研究所專家，本系的學(xué)科帶頭人、教學(xué)和科研骨干教師定期開展專題講座。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，鼓勵(lì)教師及時(shí)應(yīng)用科研項(xiàng)目及其成果，將科研成果轉(zhuǎn)化為科普講座，截至2018年底，BME系教師共主持廣州市科普課題3項(xiàng)，在課題和項(xiàng)目開展過程中，學(xué)生能夠參與教師的科研工作，學(xué)習(xí)與分享科研工作的方法，讓學(xué)生早日成長，早期培養(yǎng)獨(dú)立開展科研實(shí)驗(yàn)的能力。

1.5 優(yōu)化師資隊(duì)伍，提高教師業(yè)務(wù)水平

在教師隊(duì)伍建設(shè)方面，及時(shí)總結(jié)推廣教研室或教師的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，有機(jī)結(jié)合常規(guī)教研活動(dòng)和專題教研活動(dòng)，固定教研活動(dòng)時(shí)間，促進(jìn)教師間的相互交流，邀請(qǐng)校外專家開展科研和教研講座，了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，提高教師的教學(xué)和科研業(yè)務(wù)水平[13-17]。創(chuàng)設(shè)老、中、青年教師提高、進(jìn)步、成長的良好氛圍，建設(shè)穩(wěn)定的教師隊(duì)伍。綜合利用材料與電子學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)、影像學(xué)、化學(xué)等諸多學(xué)科間的教師優(yōu)勢進(jìn)行教學(xué)，共同促進(jìn)學(xué)科發(fā)展。積極鼓勵(lì)教師開展實(shí)踐活動(dòng)，打破理論課教師與實(shí)踐課教師的界限，組織教師到醫(yī)藥和醫(yī)療設(shè)備企業(yè)了解需求和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)理論課教師更多的積極地參與實(shí)踐課的教學(xué)指導(dǎo)，積累企業(yè)案例，使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合。

1.6 構(gòu)建靈活多維的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，摸索培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力和就業(yè)競爭力的有效途徑

借鑒國內(nèi)外成功案例，從以下幾種評(píng)價(jià)方式改革完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系[18-22]：①改革課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。根據(jù)課程目標(biāo)，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)使用不同形式的考試與考察。課堂發(fā)言和討論采用口試的形式進(jìn)行評(píng)價(jià);隨堂測驗(yàn)、課后作業(yè)采用筆試進(jìn)行評(píng)價(jià);課程結(jié)束后綜合做出結(jié)果評(píng)價(jià)。②改革創(chuàng)新成果評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生提交的科研論文和創(chuàng)作必須具有創(chuàng)新性并通過答辯，這是評(píng)價(jià)學(xué)生創(chuàng)造性的重要指標(biāo)。③改革實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)。注重考察活動(dòng)取得的質(zhì)量和成效而不是數(shù)量，著重考察學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)過程中的團(tuán)隊(duì)合作能力、學(xué)術(shù)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，提高學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的綜合能力和就業(yè)競爭力。④開展形成性評(píng)價(jià)。利用學(xué)校云平臺(tái)、網(wǎng)考系統(tǒng)開展線上作業(yè)、小測驗(yàn)、在線中段考等。德國哲學(xué)家約翰·戈特利布·費(fèi)希特曾經(jīng)說：“教育必須培養(yǎng)人的自我決定能力，而不是要去培養(yǎng)人們?nèi)ミm應(yīng)傳統(tǒng)的世界[7]?！苯逃桥囵B(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探討和理解問題的能力，使他們?cè)谖粗臅r(shí)勢中進(jìn)行正確的選擇和學(xué)習(xí)。

2 結(jié)語

醫(yī)科院校BME專業(yè)應(yīng)有效地依托醫(yī)學(xué)院校背景，體現(xiàn)醫(yī)學(xué)特色，在教學(xué)過程中綜合利用材料與電子學(xué)、醫(yī)學(xué)、高數(shù)與統(tǒng)計(jì)學(xué)、影像學(xué)、化學(xué)等諸多學(xué)科間的教師優(yōu)勢，促進(jìn)醫(yī)學(xué)與理工學(xué)科更好地融合，發(fā)揮BME專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn)。該教學(xué)改革模式在借鑒國內(nèi)外成功案例改革課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、創(chuàng)新成果評(píng)價(jià)和實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，以創(chuàng)新教育為核心開展教學(xué)活動(dòng)，更好適應(yīng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、善創(chuàng)新”的現(xiàn)代人才培養(yǎng)要求，以創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和科學(xué)研發(fā)創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力的新方式。同時(shí)，在系列創(chuàng)新活動(dòng)中培育學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，塑造良好的性格與人格，增強(qiáng)就業(yè)競爭力，營造濃厚的創(chuàng)新素質(zhì)教育氛圍，形成良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和培養(yǎng)途徑，培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

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