生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)方法研究

季忠　廖彥劍　羅小剛　葉東海

摘 要 為了提高生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生的綜合應(yīng)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生在醫(yī)療器械產(chǎn)品研發(fā)中的全局觀，本文基于一種檢測(cè)診斷類智能醫(yī)療產(chǎn)品的開發(fā)，以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，探討了一種旨在激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識(shí)、提升科研創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的綜合能力為目的的案例建設(shè)及其在該專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過(guò)程中的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞 專業(yè)學(xué)位 案例建設(shè) 綜合 科研創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G643 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.01.019

Abstract In order to improve the comprehensive application knowledge of biomedical engineering degree graduate students to analyze problems and solve problems， and cultivate students' overall view in the research and development of medical device products， this article is based on the development of a detection and diagnostic intelligent medical product， which is problem-driven. This paper discusses a case construction aimed at stimulating and cultivating students to acquire new knowledge， enhance the ability of scientific research and innovation and the comprehensive ability of solving problems， and its teaching methods in the process of training graduate students of this professional degree.

Keywords professional degree; case construction; comprehensive; scientific research innovation

案例教學(xué)法作為一種應(yīng)用較為廣泛的教學(xué)方法，通過(guò)有機(jī)整合課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、科學(xué)研究?jī)?nèi)容和實(shí)際生產(chǎn)要求，形成完整的教學(xué)案例，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)案例進(jìn)行討論分析并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)案例進(jìn)行具體實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，使學(xué)生在分析能力和解決問(wèn)題的能力、表達(dá)能力和判斷能力、協(xié)調(diào)能力和決策能力等方面得到有效鍛煉。[1]因此，本文旨在通過(guò)一種醫(yī)療器械產(chǎn)品的完整實(shí)現(xiàn)案例，提高生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生以所學(xué)專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高培養(yǎng)質(zhì)量，更好地滿足生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的人才需求。

1 綜合應(yīng)用案例建設(shè)的必要性

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是融合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科，它主要研究工程學(xué)原理在生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的方法和技術(shù)，同時(shí)也探索生物醫(yī)學(xué)原理的工程應(yīng)用，其主要目標(biāo)是應(yīng)用工程技術(shù)提高人類健康水平。而作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)由于是近幾年才逐步提起并被重視，如何在培養(yǎng)過(guò)程中體現(xiàn)專業(yè)學(xué)位培養(yǎng)的特點(diǎn)，更好地適應(yīng)我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展和服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)該領(lǐng)域人才的需求，仍處于一個(gè)不斷探索和完善的階段。

另一方面，全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)與學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)相比，更加強(qiáng)調(diào)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合。但學(xué)生在專業(yè)實(shí)踐階段缺乏成熟應(yīng)對(duì)企業(yè)需要的基本技能和專業(yè)知識(shí)體系，這就要求我們?cè)诎l(fā)展校企合作的校外實(shí)踐基地的建設(shè)的同時(shí)，在學(xué)校教育體系內(nèi)部的校內(nèi)實(shí)踐課程和基地建設(shè)時(shí)改革我們的校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐課程的教學(xué)方法，通過(guò)綜合應(yīng)用案例式教學(xué)實(shí)踐使學(xué)生了解和熟悉在企業(yè)等社會(huì)實(shí)踐部門生產(chǎn)、研發(fā)、管理等實(shí)踐活動(dòng)中可能遇到的各類相關(guān)問(wèn)題，以及遇到這些問(wèn)題如何去解決，為學(xué)生今后科研或工作提供有價(jià)值的參考實(shí)例，有助于專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 綜合案例建設(shè)的設(shè)計(jì)

2.1 案例建設(shè)目標(biāo)

使學(xué)生能夠更好地掌握生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，能夠運(yùn)用現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程及人工智能等最新發(fā)展的先進(jìn)科學(xué)與工程技術(shù)方法、手段發(fā)現(xiàn)和解決生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題，提高學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域內(nèi)從事工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行、分析與集成、研究與開發(fā)、管理和決策的能力，為我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展助力。同時(shí)通過(guò)該綜合案例學(xué)習(xí)，使學(xué)生在專業(yè)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上更好地了解智能醫(yī)療產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化、質(zhì)量控制過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決方法，使學(xué)生更好地了解本行業(yè)本領(lǐng)域?qū)W(xué)生綜合能力及素養(yǎng)的要求，自覺加強(qiáng)本專業(yè)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2.2 要解決的教學(xué)問(wèn)題

2.2.1與本行業(yè)本領(lǐng)域要求脫節(jié)的問(wèn)題

現(xiàn)在不少高校的專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實(shí)踐性課程和校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐基地學(xué)習(xí)和鍛煉的過(guò)程中，更多的是從醫(yī)療器械產(chǎn)品的功能模塊實(shí)現(xiàn)方面進(jìn)行訓(xùn)練。學(xué)生在整個(gè)專業(yè)實(shí)踐過(guò)程中很難建立起醫(yī)療器械產(chǎn)品開發(fā)的整體概念，也很難了解在醫(yī)療器械產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過(guò)程中可能遇到的形形色色的問(wèn)題，對(duì)目前各種新技術(shù)在醫(yī)療器械產(chǎn)品中的應(yīng)用也不熟悉，學(xué)生在本領(lǐng)域的綜合實(shí)踐能力得到的培養(yǎng)有限。

2.2.2校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐過(guò)程與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程一致性問(wèn)題

因?yàn)闂l件限制，很多高校在專業(yè)學(xué)位研究生校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)局限于醫(yī)療器械產(chǎn)品的局部，對(duì)于企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的諸如產(chǎn)品性能指標(biāo)如何確定、產(chǎn)品如何定位、產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程如何管理、產(chǎn)品質(zhì)量如何控制、產(chǎn)品如何才能從實(shí)驗(yàn)室研究樣品變成臨床可用的真正的產(chǎn)品等過(guò)程和可能遇到的問(wèn)題完全不熟悉，因此即使校內(nèi)專業(yè)課程和專業(yè)實(shí)踐完成較好，也很難適應(yīng)企業(yè)醫(yī)療器械產(chǎn)品開發(fā)流程需求。

2.3 采取的方法和主要特色

2.3.1 案例背景

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生經(jīng)過(guò)本科階段和研究生階段專業(yè)課程地學(xué)習(xí)，仍不能很好地在實(shí)際醫(yī)療器械功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有效應(yīng)用不同專業(yè)課程的理論知識(shí)，在該案例的建設(shè)過(guò)程中，充分考慮學(xué)生現(xiàn)狀，科學(xué)設(shè)置案例的每個(gè)環(huán)節(jié)，以期學(xué)生在該案例實(shí)施中能獲得更好的鍛煉。

2.3.2 案例的實(shí)施

根據(jù)醫(yī)療器械產(chǎn)品的開發(fā)流程進(jìn)行案例建設(shè)，并在開發(fā)流程中注意結(jié)合人工智能在醫(yī)療產(chǎn)品中的應(yīng)用特點(diǎn)，具體包括醫(yī)療器械產(chǎn)品需求分析、醫(yī)療器械產(chǎn)品臨床預(yù)期用途分析及性能指標(biāo)要求、醫(yī)療器械產(chǎn)品功能研發(fā)階段的管理和控制、醫(yī)療器械產(chǎn)品樣機(jī)試制注意事項(xiàng)、醫(yī)療器械產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、醫(yī)療器械產(chǎn)品臨床驗(yàn)證、醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)申請(qǐng)資料準(zhǔn)備以及醫(yī)療器械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量體系建設(shè)等環(huán)節(jié)的實(shí)施案例。

在不同環(huán)節(jié)的實(shí)施過(guò)程中，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)背景，鍛煉和強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力。如從一種電生理檢測(cè)診斷儀器的功能實(shí)現(xiàn)需求出發(fā)，分析在醫(yī)學(xué)信號(hào)的不同處理階段如何應(yīng)用不同醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法及其可實(shí)現(xiàn)的效果，加深對(duì)各專業(yè)知識(shí)如何用于解決實(shí)際問(wèn)題的理解，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，靈活應(yīng)用不同醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法解決實(shí)際問(wèn)題。

在教學(xué)方法上，該案例實(shí)施采用以設(shè)計(jì)為中心（Design Centered Learning，DCL）的學(xué)習(xí)模式，[2]3～5名學(xué)生為一組，學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種具體醫(yī)療器械設(shè)備的完整功能。通過(guò)該案例，使學(xué)生在溝通能力、分工協(xié)作能力、系統(tǒng)分解能力、具體問(wèn)題的解決能力等方面得到提升。

3 結(jié)論

通過(guò)該綜合案例的實(shí)踐，一方面，學(xué)生可以學(xué)習(xí)了解智能醫(yī)療產(chǎn)品開發(fā)的全過(guò)程，在每個(gè)部分的實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)，要求學(xué)生具有醫(yī)療器械產(chǎn)品研發(fā)的全局觀，要具備快速有效獲取新知識(shí)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在解決問(wèn)題的過(guò)程中鍛煉有助于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新型思維，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

另一方面，通過(guò)該綜合案例建設(shè)，在專業(yè)課程和實(shí)踐過(guò)程中可使學(xué)生掌握醫(yī)療器械產(chǎn)品從研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)的全過(guò)程，以及各種新方法、新技術(shù)如何在醫(yī)療產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。該綜合案例不僅適用于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生，其他相關(guān)專業(yè)的學(xué)生如要從事醫(yī)療器械產(chǎn)品開發(fā)，均可從該案例中獲得有價(jià)值的參考實(shí)例，可有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)研究成果的快速轉(zhuǎn)化。

案例建設(shè)項(xiàng)目2018年度重慶大學(xué)專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例建設(shè)項(xiàng)目“檢測(cè)診斷類智能醫(yī)療產(chǎn)品開發(fā)案例”（201802026）

參考文獻(xiàn)

[1] 郭學(xué)，孫海濱，樂(lè)紅志，等.《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》案例庫(kù)建設(shè)[J].山東化工，2020.49（10）：189-190.

[2] 季忠，廖彥劍，侯文生，等.DCL方法在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士專業(yè)實(shí)踐過(guò)程中的應(yīng)用模式探討[J].教育教學(xué)論壇，2019.10（42）：171-172.