生物医学工程概论范例6篇

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生物医学工程概论

生物医学工程概论范文1

关键词:生物医学工程;专业建设;问题;对策

我国生物医学工程自上世纪70年代创建以来,发展相当迅猛,其学科定位、产业效益和发展前景越来越得到社会认同和重视。截止目前,全国约90余所高校设有生物医学工程专业,其中医学院校约13所。如何充分发挥医学教学资源优势,积极探索适合生物医学工程专业的教育培养模式,建设具有鲜明医学院校特色的生物医学工程专业,培养复合型高级工程技术人才,是医学院校值得思考和探讨的重要问题。

1 生物医学工程学科特点

生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科,是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。

2 当前我校生物医学工程专业情况

1)招生情况

我校2010年4月申报生物医学工程专业,2011年正式招生。2014年首届生物医学工程专业学生顺利毕业,到2015年本专业在校生共169人。

2)主要专业课程

生物化学、人体解剖生理学、生物医学工程导论、C语言、电工学、信息技术、模拟电子技术、机械制图和AutoCAD、数字电子技术、计算机原理与接口技术、临床医学概论、信号与系统、医学影像技术学、医学检验仪器、医学图像处理、医学影像学、医学传感器、医学影像原理与设备、医学电子仪器原理与设计、医用激光仪器、放射物理原理与肿瘤治疗技术等。

3)就业方向

本专业学生毕业后适合从事医院设备的操作、管理和维护,在医学设备经营公司从事经营管理和技术服务,以及在相关的研究机构、生产企业从事产品的辅助开发、制造和技术管理等等工作。

3 我校生物医学工程专业建设的问题分析

医学院校具有很深厚的医学大背景,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,生物医学工程学科和临床医学能紧密结合,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

1)理工学科体系不完善。我校是地方性医学院校,王牌专业当然是基础医学和临床医学等医学类专业,而工科专业都相当“年轻”。而生物医学工程专业学科涵盖面非常广,几乎可以用“包罗万象”来形容,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。我们学校尽管针对医学类专业的学生一直有开设了医用物理、医用高等数学等基础学科,但相比理工科院校要薄弱很多,而且缺乏材料、自动化、电子等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。

2)复合型师资严重缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先要建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍。在我校,具有医学教育背景的教师资源比较多,而具有理工科教育背景的老师却不多,既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资就更加少之又少,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

3)学生专业思想不牢固。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科,知名度不高,社会、家长、学生都不是很了解生物医学工程是个怎样的行业,甚至容易和其它名字相近的专业如:生物工程、医学工程、生物技术等专业名称混淆,导致第一志愿填报的学生寥寥无几,第一志愿填报医学院校的生物医学工程专业的更是几乎为零。统计我校几年来招生情况可见,几乎所有的生物医学工程专业的学生都是调剂生,也就是入学时专业思想就不太稳定。加之其专业知识覆盖面广,涉及领域跨度大,专业知识体系复杂,专业课程内容在各学科之间交叉频繁,本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情;生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽瓜不精”,“广而不细”等问题,相比医学影像技术学专业,就业时处于劣势;部分学生由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。

4 对策初探

医学院校要紧扣医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标,突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养,加强学科之间的有科学融合,深化教学改革,加大教学投入,改善教学环境,加强队伍建设,充分发挥医学院校资源优势。积极探索具有医学院校特色的生物医学工程专业教育培养模式,构建科学合理的课程体系和实践教学体系,不断提升生物医学工程人才培养质量。

1)积极探索与理工院校联合培养的教育模式。综合性大学与医学院校在生物医学工程专业学科建设方面优势互补、劣势互存。综合性大学具有完善的理工类学科体系,工科师资队伍力量比较强,基础课程比较成熟,实践教学条件平台比较完善,在工程技术人才培养方面具有完善的培养体系和成熟的培养经验,但缺乏医学类学科教学资源和临床实践条件,缺乏与临床需求紧密结合的先决条件。因此,医学院校要在充分发挥自身资源优势的基础上,积极探索与理工院校联合培养的教育模式,实现优势互补。校校联合培养实现资源共享、优势互补,提高育人质量。

2)积极探索与知名医疗企业联合培养的教育培养模式,实现产学研相结合。与医疗企业联合培养本身就可以很大程度上扩大专业的影响力,同时优化教学体系,解决学生实习就业等问题。学校有诸多附属医院,为医疗企业提供更多的产品使用方,同时为企业输送专业人才。是一个双赢的合作培养模式。另外,通过实施产学研相结合的培养模式,医学院校可强化与科研院所和医疗卫生机构的联系和沟通,充分发挥产学研各方主体优势,有效解决师资力量不强、支撑学科不完善、创新能力培养不扎实等瓶颈问题。实践证明,实施产学研结合,是生物医学工程高等教育的成功经验,也是培养高素质生物医学工程技术人才的必由之路。高等医学院校应树立研究与产业化并举的教育培养理念,深化教学改革,积极探索产学研相结合的教学培养模式。构建产学研一体化的最佳运行机制。

参考文献

[1] 中国科学技术协会,2008-2009生物医学工程学科发展报告[M].北京:中国科学技术出版社,2009.3期。

生物医学工程概论范文2

关键词:生物医学传感器;生物医学信号检测技术;生物医学工程;教学改革

作者简介:谢勤岚(1968-),男,湖北武汉人,中南民族大学生物医学工程学院,教授;李正义(1982-),男,湖北荆门人,中南民族大学生物医学工程学院,讲师。(湖北 武汉 430074)

基金项目:本文系湖北省教学研究项目“生物医学工程专业创新人才培养的课程体系改革研究与实践”(项目编号:JYS11003)的研究成果。

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0096-02

生物医学工程学是一门理工医相结合的交叉学科,它是应用工程技术的理论和方法,研究解决医学防病治病,保障人民健康的一门新兴的边缘科学。[1]“生物医学传感器与检测技术”课程是该专业人才培养体系中的核心课程。它既是一门知识面较宽的综合性理论课,也是一门实践性较强的技术课程。该课程主要讲授生物医学传感器的特性、原理,信号处理与接口电路,传感器在人体生理信号检测中的应用等内容。[2-4]要求学生理解和掌握生物医学传感器的换能原理、感测技术、主要技术指标,生物医学检测技术的原理、基本电路,生物医学传感器与检测技术的基本应用等。

近年来,随着电子技术、微机电技术、新材料和制造技术、信息处理技术的快速发展,各种新型生物医学传感器和生物医学信号检测技术不断涌现,传统的教学内容和教学方法已经不能满足人才培养的要求。为此依据“加强医工结合,注重工程实践教学,培养医疗仪器工程设计能力”的指导思想,对本课程教学内容和教学方法进行了若干改革探索。

一、改革课程体系和教学内容

长期以来,由于缺少相关的专业课程教材,“生物医学传感器与检测技术”课程的教材基本上是使用电子信息类、检测技术与仪表类、自动化类专业的传感器与检测技术教材,[5-7]教学内容也是对这些教材的教学内容进行相应的增删后形成的。这些内容主要讲授各种传统物理类传感器原理和测量电路,缺少与生物医学工程专业相关的有针对性的教学内容。根据生物医学专业的特点,结合近年来出版的几本相关教材,[2-4]对该课程的教学要求、教学内容进行了调整,将该课程内容划分成4个模块组织教学。

1.概述和传感器特性模块

概述和传感器特性模块对医用传感器的作用、分类、要求、发展等内容进行了概述性的介绍。针对生物医学信号的特点,介绍了传感器的基本特性,包括静态特性、动态特性、动态特性分析、传感器的误差、数据处理方法等重要内容。

2.传感器原理模块

传感器原理模块除了讲授应变式、压电式、磁电式、热电式和光电式等经典的物理类传感器的基本原理外,还增加了三类重要的传感器内容:化学传感器、医用电极和生物传感器。化学传感器和生物传感器融合了化学、生物学、医学、物理学和信息学等相关学科,已经发展成为生物医学传感器中两个活跃的研究领域。医用电极在医疗仪器和生物医学科学研究中得到了广泛的应用。生物传感器除了讲授生物传感器的基本概念和类型、生物敏感材料的固定化等基本内容外,主要讲授了若干应用广泛的生物传感器,另外还介绍了一部分新型的生物传感器,以及生物传感器近年来最新的研究成果。[2]

3.检测技术基础模块

检测技术基础模块讲授基本的测量与处理电路,包括传感器接口电路、信号放大电路、信号选择电路、信号运算电路、信号调理电路、信号变换电路、驱动电路等。另外,增加了测量方法、测量系统结构等内容。

4.传感器和检测技术应用模块

应用模块增加了生物医学信号的特点、生物医学测量系统的基本构成、生物医学测量中干扰和噪声的产生与抑制、人体生理信号检测的基本要求等教学内容。重点放在生物医学传感器在人体生理信号检测中的应用等内容上,如心音传感器和脉搏传感器、多普勒频移血流计、生物电放大基础,以及心电图测量、脑电图与肌电图测量、血压的测量、血氧饱和度和心输出量的无创伤测量方法等重要内容。而超声波成像系统和X-CT断层扫描系统原理、电刺激和心脏起搏等内容则可以考虑在后续课程中学习。

以上四个模块的教学内容和教学时间大致如表1所示。根据专业人才培养方案和教学实际,可以由一门课在一个学期完成,也可以分成2~3门课程在2个学期完成。目前按前一种方案组织教学。

新的教学内容具有如下特点:第一,注重基本理论与临床应用相结合。对每类传感器都介绍若干临床应用或医疗仪器部件作为实例,使学生对传感器的应用有全面的了解和认识。第二,注重培养学生分析实际问题的能力。针对不同的被测对象,不仅介绍选择什么类型的传感器,还介绍如何选择信号处理与接口电路,提高了学生对传感器和检测电路的正确选择能力。第三,注重培养学生的临床应用和工程设计能力。

二、改革教学模式和教学方法

相对于教学内容的改革,“生物医学传感器与检测技术”课程教学模式的改革有更重要的意义。因为除了数据处理等理论内容之外,该课程的大部分内容都是工程应用型的内容,学生理解这些内容相对容易,也容易自学没有讲授的内容。但由于内容繁杂,学生如何在短时间内掌握这些内容,并能熟练使用所学内容进行医疗仪器设计,则是仍然没有解决的问题。

1.采用“从系统到单元,以检测对象为中心”的教学模式

传统的课程教学模式对于“生物医学传感器与检测技术”这样的课程来说,确有不合适之处。学生学习完整个课程之后,不能建立传感器、检测电路、检测方法与医疗仪器之间的内在联系,更不用说用这些知识来设计医疗仪器的单元或模块。因为教学是以分散的元件或电路作为授课内容的,学生没有从系统的观点来学习和掌握这些基本内容,因而学习的知识是零散杂乱的。为此笔者在教学中提出了“从系统到单元,以检测对象为中心”的教学模式。

以血压测量为例。以某种无创血压模块为授课对象,在课堂上教师主要讲授血压测量模块的原理、电路框图、压力传感方式等系统级内容,要求学生将系统进行分解,直至每个单元和元器件。学生通过分解、分析,不仅了解了测量原理,还掌握了压力传感器、放大电路、接口电路、显示电路等主要内容。另外,学生通过思考、分析、比较,还可以进一步提出了若干改进措施。相对于传统的教学模式,这种教学模式有明显的效果。

2.结合使用多媒体教学与板书形式等多种授课形式

多媒体教学是一种现代教学方式,具有形象直观、信息量大等优势,但传统的板书教学方式有其固有的优点。两种教学方法的有机结合,可以很好地调动学生的学习积极性,集中学生的学习注意力,提高教学效果。采用多媒体教学和传统板书教学手段相结合的方式,例如对于传感器的外形、结构及生物医学应用等,通常采用多媒体的图片和动画展示,增加学生的感性认识;而对于传感器的测量原理、基本测量电路、设计公式的推导,往往采用传统板书的方式,有助于学生更好地理解和掌握。

3.加强实践教学

“生物医学传感器与检测技术”课程教学对实验和实践环节的要求较高。学生需要通过验证性实验教学来掌握传感器的原理和性能、测量电路的原理等基本知识;通过综合性和设计性实验教学来掌握传感器的使用方法、测量电路的设计和调试等基本工程技能。在教学过程中,根据课程教学内容和教学进度,穿插安排实验教学,保证每一个理论知识点都可以通过相应的实践教学来达到从理论知识到应用能力的转化。

在基础实验的基础上,增加了综合性、设计性实验等自主性实验内容。通过实践,学生锻炼了分析和解决问题的能力,提高了综合和总结的能力,加深了对所学理论知识的掌握程度。

此外,在课程设计教学中,还结合传感检测技术应用与医疗仪器设计的相关知识和能力要求,提出课程设计题目。学生通过自主设计,选择不同的传感器和测量电路来实现要求的任务,可以进一步提高学生提出问题、解决问题的能力,并进一步锻炼其工程设计能力。

三、结束语

对“生物医学传感器与检测技术”课程的教学内容和教学方法进行了若干改革,取得了一些有益的教学成果。补充教学内容拓宽了课程教学内容,分块调整教学内容完善了课程体系,使其更适合于生物医学工程专业的人才培养目标。“从系统到单元,以检测对象为中心”的教学模式、实验和课程设计相结合的教学方法提高了学生的专业感知度,锻炼了学生的医疗仪器工程设计能力。近3年的教学实践证明,这些改革提高了教学效果,有较好的推广价值。

参考文献:

[1][美]JohnD.Enderle,SusanM.Blanchard,JosephD.Bronzino.生物医学工程学概论(第2版)[M].封洲燕,译.北京:机械工业出版社,2010.

[2]王平,刘清君.生物医学传感与检测[M].浙江:浙江大学出版社,2002.

[3]陈安宇.医用传感器(第二版)[M].北京:科学出版社,2008.

[4]杨玉星.生物医学传感器与检测技术[M].北京:化学工业出版社,2009.

[5]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,

2002.

生物医学工程概论范文3

Abstract: According to detailed analysis of the principle and function of monitor, the various norms that the monitor should abide, embedded products similar as the products are found, on this basis,the appropriate work processes are determined, which achieve the feasible method thatmonitor from the production of prototype practical way to small batch production.

关键词:参数监护仪;实施;原理

Key words: parameter monitor; implementation; principle

中图分类号:TN92 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0244-01

多参数监护仪的开发是一项较为复杂过程,尤其是我公司在监护仪开发经验不足的情况下,面临的困难较多。多参数监护仪属于二类医疗器械,其安全性有效性应当加以控制,其开发研制必须遵循如下标准的要求:GB9706(EC60601-1)通用安全标准,YY0089 病人监护系统专用安全要求,EN1441风险分析要求,GBT14710医用电器设备环境要求及试验方法。监护仪主要包括:信号采集,信号处理,信号存储,信号显示。信号采集:根据生命指征诸如(ECG、EEG、EMG、EOG、EGG)和各类非生物电量(血压、血氧饱和度、脉搏、体温、血气)的生命特征,合理的选用电极与传感器自人体提取各类生理和生化信息,信号处理:信号处理部分一般包括信号的模拟处理(放大、滤波、校正、变换、匹配、抗干扰),和数字信号处理(计算、滤波、变换、分析、识别、分类)。信号显示:CRT显示或液晶屏显示各类图像、波形,文字数字、和统计曲线、并提供图形或色光报警,扬声器可提供报警,各类记录仪可将被监护参数及趋势图进行记录、拷贝,作为永久记录存档,或进一步由医生进行分析判断。

从公司的现状考虑:关于多参数监护仪的技术积累不多,而信号采集、信号处理较为复杂且非常关键,因此,信号采集和信号处理可以考虑引进这方面的技术,信号显示可以基于S3C2440开发板的基础上进行二次开发,主控板+核心板的方式实现监护仪的ECG波形的显示,无创血压、体温、脉搏、有氧饱和度、呼吸示值的显示。

软件部分:

①需购置s3c2440试验板一块,并带8寸触摸屏,分辨率为640X480:通过大约1个半月的时间对其工作环境,以及芯片自带GPIO,UART,中断程序,LCD,触摸屏,usb,等基于ASD的demo,以及对应的基于linux的LCD,触摸屏,UART,按键驱动,网络驱动及应用程序的开发,时间允许的条件下进行文件系统的制作。②着重lcd液晶的开发,移植QT,菜单的开发,触摸屏的开发,通过触摸屏对菜单进行操作的功能,完成一些信息的输入,完成相应的API,模拟显示心电图:a.在linux环境下建立QTE环境;b.实现QT在s3c2440上的移植,学习QT编程;c.实现系统菜单的编写,菜单包括如下内容:病人信息设置,缺省配置,趋势图回顾,趋势表回顾,NIBP测量回顾,报警事件回顾,系统设置,选项设置,机器版本,药物计算,机器维护,演示功能,及其相应的子菜单的编写,具体内容参考《便携式监护仪操作手册》;d.实现触摸屏,触摸屏校正,实现触摸对菜单的控制,实现对部分功能模块的操作;e.编写ECG波形API接口实现对心电图的动态模拟显示总计时间约两个半月。③按键驱动开发,定义几个按键功能键:MENU,START,REC/STOP,SILENCE,FREEZE,MAIN,旋转控制按键,实现对功能菜单的操作及相应的功能,具体细节参考《便携式监护仪操作手册》.其中选择控制按键可以完成主屏上,系统菜单中,参数菜单中的所有操作,其功能较为强大,编程实现较为复杂(一个半月左右)。④实现51芯片通过串口发送的ECG、呼吸、血氧饱和度、体温、无创血压、脉搏数据,实时显示。⑤编写网络驱动及网络运用程序,实现心电数据网络的汇总。以C/S架构实现对多部心电监护仪的监视。实时实现图形化显示心电信号(图形显示暂时不做)。⑥编写USB驱动,实现USB热插拔,数据的图形化读写,保存(可选做)。⑦语音的驱动的编写,语音录音,语音的报警,真人语音提示心率异常情况(一个月)。⑧需要对linux整个应用程序平台的规划,实现各个功能模块协调工作(考虑各功能模块是通过进程方式,还是线程方式)。

测试人员:学习IEC601族以及GB9706标准,严格执行《广东企业产品标准――MK-9000多参数监护仪》中的标准及检验方法,进行显示灵敏度,显示稳定度、扫描速度,标准信号的精度,内部噪音,输入阻抗,输入回路电流,共模信号抑制能力,时间常数,频率特性,外部输出,心率的检测和显示、心率报警设置,心率发生时间,报警和消警。ST段及心率失常分析和心电回放,呼吸率,窒息报警范围,无创血压,脉搏氧饱和度,温差,双通道体温、打印机,心电灵敏度控制,心电最小信号,基准稳定度,心排量,频率特性等项目的测试。

商务人员:购买标准心电模拟器。

硬件部分:①基于51系列的多参数监护仪的核心电路可以考虑向有这方面经验的公司购买,要求对方提供原理图和51芯片单片机程序,及相应的性能指标,技术服务条款。②原理图制作,PCB制作,模拟仿真,焊接,单片机编程。通过串口和s3c2440通信。③制作主控板,包括USB,SD卡,触摸屏,LCD,IIS,普通按键,旋钮按键,网卡接口,Nandflash,NorFlash接口。制作相应的器件库,画原理图,制作PCB板,进行模拟仿真,焊接,灌vivi bootloader,内核,文件系统,应用程序,测试第三阶段实现主控板和功能模块的制作,联调,在完成实现各个功能的模块前提参考GB9706.1医用电气设备第一部分:安全通用标准,医用电气设备第2部分:心电图机安全专用要求下进行动物(人体模型)试验,并完成科技成果的专家鉴定,到国家指定的检测中心进行性能检测。经安全性有效性及适用性等多方面的临床验证后完成医疗器械的最后设计,完成生产样机或小批量试验。

本文从公司现状出发,对监护仪的原理和功能进行详细分析,及对监护仪所遵循的各项标准,找到与产品接近的嵌入式产品,并基于此基础上,确定其相应的工作,确定好相应的工作人员,实现监护仪从生产样机到小批量生产切实可行的方法。

参考文献:

[1]谢宏韬,张永红,等.基于80C196KC单片机的便携式家庭心电血压监护仪的研制[J].北京生物医学工程,2001,20(4):271-274.

[2]刘晨光,张永红,白净,等.基于TMS320VC5402的便携式心电监护仪的研制[J].航天医学与医学工程,2004,17(2):135-139.

生物医学工程概论范文4

关键词:地方院校;生物工程;本科生培养

基金项目:西华大学教育教学改革研究项目(20130036),西华大学研究生教育改革创新项目(YJG2016004)

Q81-4

当前,我国生物工程专业本科毕业生就业困难的现象越来越严重,造成这种现象的主要原因包括以下两个方面:1)从产业结构分析,由于我国的很多新兴产业尚处于起步发展阶段,因此需要大量职业化程度较高的应用型人才;2)从高校的人才培养现状来看,各地区高校生物工程专业具有明显的同质化现象,忽视了地方特色,不利于学生的就业竞争以及地方的发展。本文重点探讨了基于地方特色的生物工程专业人才培养模式,希望可以提高该专业的人才培养质量和就业竞争力。

一、结合地方发展特色,明确生物工程专业的发展方向

我国开办生物工程专业的高校有两百多所,涉及综合性大学、农业院校、师范院校和医学院校等,其学科发展方向各有偏向比如化工、发酵、制药和食品等,但更多的是追求全面。由于各高校办学条件的差异性,一些地方普通高校往往存在培养特色不够鲜明,导致学生对未来职业上的困惑。而我校的情况是培养方向不够清晰,没有明确的专业方向和特色。这对生物工程专业的人才培养和课程体系建设显然是不利的。

近年来,我国重点调整产业结构,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的传统落后产能,大力发展高新技术产业[1]。结合我校生物工程学院的现状,有发酵工程及酿酒工程两个本科专业,在师资力量和教学资源上具有一定的基础。因此,我校生物工程专业必须在此基础上,结合高校所在地区的发酵工业包括酿酒产业的实际需求接轨。

二、明确生物工程专业人才的培养目标

要增强生物工程专业的就业竞争力,在众多的高校中脱颖而出,就必须进行有针对性的人才特色培养,必须明确人才培养目标和特色定位。根据资料显示,很多高校,其生物工程专业的人才培养目标大多定位较为宽泛和模糊,技术、工艺、产品、设备等面面俱到,涉及的就业领域看似很广,面也宽,但实际的效果却是大量的生物工程专业的毕业生找工作面临较多的困难。为改变此现状,提高就业竞争力,应采用单点突破的方式办学。我校生物工程专业起源于食品科学与工程中的发酵食品方向,传统食品发酵工程和酿酒工程领域有一定的基础,因此应将目标定位于:以发酵工程为培养方向,掌握发酵工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物发酵技术特别是酿酒工程技术的研发、生产等相关流程和厂房设计要求等基础理论、基本技能,能在发酵工程领域和酿酒工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。该定位异于省内高校的学科方向,定位集中,易于突破。

三、构建具有地方特色的生物工程专业特色培养模式

生物工程专业是一类理工结合的复合型专业,其人才培养的特征也应是复合型人才的培养。目前我校生物工程专业核心课程占比存在不足,更谈不上生物工程上下游技术教育的有机结合。[2]生物工程专业培养体系中,由于该专业交叉学科较多,各种教材因对体系完整的要求导致在实践中教学内容重复比例偏大,浪费大量的教育资源;教学模式上,以传统的课堂讲授为主,实践教学比例还不能满足对理工复合型人才的培养,鉴于我校生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践从三方面提出生物工程专业特色培养方案的重构方案。

第一,构建专业基础课程体系。该方面的课程体系,主要以培养本专业学生基础理论为目的,为以后专业核心课程的学习提供理论支撑。课程主要涵盖微生物学、生物化学、分子生物学、工程制图、化工原理、发酵工程、生物反应与分离工程、生物工程设备与设计。

第二,构建专业核心课程体系。这是生物工程专业的主干课程,以培养本专业学生专业基本知识和技能为根本目的。该模块以生物制药为核心设计相应课程体系,核心课程包括:化工原理、生物化学、微生物学、有机化学、发酵工程原理与技术、代谢控制发酵、发酵工业分析、生化工程、生物分离工程、发酵设备、清洁生产与三废治理。

第三,拓展实验性教学环节。提高实践环节学分比例,占总学分的30%以上,课程包括化工原理课程设计、发酵工厂概论课程设计、蒸馏酒工艺学课程设计、发酵工艺综合实验、生物工程生产实习、生物工程毕业实习、生物工程毕业论文(设计)。

通过生物工程专业课程的设置和学习,使学生掌握生物技术特别是发酵技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能、专门知识和关键技术,熟悉生物工程产品的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,具备一定经营理念。使毕业学生获得以下几方面能力:科学知识的工程化能力,工程问题分析与解决能力,信息、技术和知识获取能力,技术创新的初步能力,组织、表达和交往能力,终身和自主学习能力以及国际竞争与合作能力。

结语:

现代生物工程是一门比较活跃的科学领域,当前已经广泛的应用在了医药、农业、能源、轻工、食品和环境保护等各个领域,在社会发展中具有非常重要的作用。高校生物工程专业只有不断完善课程体系,改革教学目标和方法,建立起具有地方特色的生物工程课程教育体系,不断强化学生的理论知识和实践技能训练,才能为将来的就业打下坚实的基础。

参考文献:

生物医学工程概论范文5

【关键词】应用型人才;医药信息;培养模式

高等学校教育教学改革的根本目的是为了提高人才培养的质量。提高人才培养质量的核心就是在遵循教育规律的前提下,改革人才培养模式,使人才培养方案和培养途径更好地与人才培养目标相协调,更好地适应社会的需要。高校承担着为地方培养人才科技创新和社会服务的职能,因此高校必须实现人才培养目标的战略转移,实现从学历教育到能力本位的战略转移,在教育观念和教学过程中,更加注重提高学生的学习能力、就业能力和创业能力。

一、应用型医药信息人才的需求现状

电子计算机和现代通信技术的发展,使信息技术一跃成为领导现代技术发展趋势的主导性技术群,并进而成为现代社会经济发展的强大动力,奠定了人类社会迈向信息时代的技术基础。随着医学科学、生物技术和制药技术的迅猛发展,医药数字信息化是发展的必然方向。因此加强医药信息化的建设势在必行,医药信息人才的需求强劲。相比其他专业目前人才需求相对过剩的现状,医药信息人才这种有医药专业背景和计算机信息技术结合的人才旺盛需求在现阶段显得格外突出[1]。

例如,各医院信息中心的建设都是近十年的事,加上又没有特别符合这一要求的专业生源,目前,医院信息中心的人才来源基本有两个途径。一是IT专业或相关专业的本科毕业生。这是许多医院信息人员的主要来源,45%的人员是IT专业,55%则为相关专业,如生物医学工程等。二是由原来医院的医务人员、统计分析人员转到信息中心工作的。虽然这类人员的IT专业水平可能会比不上IT专业毕业的人员,但由于他们了解医院和医疗,在了解医院需求、提出方案、与医务人员沟通方面会做得更好,更符合医院的实际。可见具有专业知识背景的人才是具有强的竞争力,社会也是更加需要这一类的人才。医药信息类专业开办正是为了培养医药专业知识和信息知识很好结合的人才。

二、培养医药信息应用人才的基础和特点

如何培养出高质量的信息应用型人才以满足医药信息化建设发展的需要,已是摆在当前的十分突出的问题。医药信息学是一门研究计算机和信息科学在医药卫生领域中应用的学科,是计算机信息知识与医药知识的有机融合,它包括医院管理、临床、医学教育、医学研究、医药学文献、医药统计及决策、医药实验、药品与医疗器械研制、医学图像处理、医学生物模型和远程医疗等信息系统[2]。虽然每年都培养了不少的计算机人才,但由于医药学相对的独立性,所以,仅熟悉计算机知识但未掌握医药学基础知识的人是不可能将医药学与计算机知识融会贯通的。目前我国医药院校中,仅有简单的计算机普及教育,从事医药信息学研究的人才十分匮乏。所以,通过医药院校培养医药信息化人才是目前最好的选择。

(一)医药信息应用型人才培养模式主要特点

首先,医药信息应用型人才的知识结构是围绕着医药企事业单位的实际需要加以设计的。在课程设置和教材建设等基本工作环节上,特别强调基础学生具有适应在医药企事业单位工作需要具备基本适用的医药知识。而相对忽略对学科体系的强烈追求和对前沿性未知领域的高度关注。其次,医药信息应用型人才的能力体系也是以医药企事业单位的实际需要为核心目标。在能力培养别突出对基本知识的熟练掌握和特别能够解决医药行业信息化问题,这些问题因为医药行业的特殊性为其他计算机专业学生所不容易理解。再次,医药企事业单位应用型人才的培养过程更强调与医药企事业单位实践的结合,更加重视实践性教学环节,如实验教学、生产实习等,通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动。

(二)医药信息应用型人才培养发展方向

根据医药信息实际需求,将专业定位为医学技术信息处理、医学价值信息处理和医学语义信息处理三个培养发展方向。整合医学信息学教育,以集约的形式,将医学背景知识结合医学信息学和计算机科学技术课程重新形成三个不同的课程集群,形成三个发展方向。一些课程组合作为基础的课程集群,在公共基础集群上,加上专业必修部分,辅助以选修部分,选择发展方向,这也是目前和社会需求相挂钩的最有效教学方式,代表了教学方向和趋势。具体表示如表1。广东药学院学报,2007,23(4)第4期蔡永铭,等.医药信息应用型人才培养模式研究表1医药信息应用型人才培养发展方向改革高等教育要改革封闭式培养人才的方式,面向社会培养人才[5]。在多方位调查与论证的基础上,根据社会实际需要,设立医药信息类专业或方向,全方位地为医药行业培养人才。在充分调查论证的基础上,确立专业方向的培养目标,即适应新时期高等教育人才培养的需要,发挥医院校的独特优势,实现现代科学知识、医药知识与医药行业实际的有机融合,为社会培养急需的应用型医药信息类专业人才。

三、培养医药信息应用型人才的措施

在医药院校中,如何培养高水平的应用型医药信息人才?国内尚无成熟的先例可供借鉴,因而这类应用型人才培养模式如何界定,需要何种的课程体系、师资队伍需要哪些知识结构、医药学知识与计算机、信息知识在有限的时间内采取什么样的比例结构、采取什么样的专业教材、教师学生需要具备什么样的实际经验等,都成为直接关系到这个专业方向毕业学生质量的高低、影响这个专业方向生命力的制约因素[3]。因此培养新时期医药信息应用型人才的关键措施必须是根据实际需要调整课程体系,师资队伍首先具备应用型知识结构,师生积极投身医药行业的社会实践。

(一)医药知识与信息技术结合的实用化教学

重视实用性课程的开设是教学模式改变的重要特点。在低年级开设一些编程课程,这些实用性课程的开设,有利于消除计算机的神秘性,增强学生学习的兴趣。高年级的课程设计题目采用与医药知识背景相关的课题题目,学生通过课程设计可以起到复习和运用所学习过的医药知识,同时又可以锻炼解决医药行业信息处理问题的能力。千方百计充分调动学生的积极性,通过课程设计项目大作业设计进行有效的团队作业训练。通过这种途径学习学生具有区别于其他院校所不能够达到的医药行业特殊知识背景的能力。

把培养目标映射到教学计划中,制定合理科学的课程体系。在教学计划的制定中,合理兼顾医药基本理论、基本课程、计算机与信息等课程的有机结合。医药信息应用型人才培养体系的课程包括医药基础课程、程序设计技术与应用类课程、信息技术与应用类课程和应用软件类课程。医药基础课程开设了基础医学概论、药学基础概论、临床医学概论、基础化学等课程,通过这些课程使学生掌握了基本医药的基础理论。对程序设计与应用类课程,主要开设了计算机程序设计技术,以算法、案例驱动来介绍程序设计技术,教学语言主要是C/C#、Java等;在网络编程方面,主要介绍JavaScript、HTML、CSS、XML等。从培养学生的能力出发,在课程的组织中,对学生进行分组并完成项目,每学期学生要完成两个较大的综合性编程练习,以培养学生的综合应用开发能力。信息技术与应用类课程主要开设数据库理论与应用,对高年级学生着重介绍数据库原理与分析、数据挖掘技术与算法等,对低年级学生主要介绍数据库的基本应用和信息技术的应用,包括Internet技术、数据访问与安全技术等。在应用软件类课程的教学中,重视通过项目训练培养学生的程序分析、设计和开发能力,几乎所有软件类课程,都有完成项目训练的要求,项目训练体现了对程序设计能力、开发能力和应用能力的培养,在课程改革中进行尝试,注重培养学生能力。

(二)加强与社会结合,开展各种社会实践活动

为增强师生对医药行业的了解,更好地将理论联系实际,丰富教学内容,充实应用型人才培养内涵,培养学生的实际操作能力,利用一切可用的机会与资源,鼓励教师学生走向社会走近医药行业,开展各种形式的社会实践活动。例如鼓励教师在完成本职工作的前提下,积极参与医药行业的实践活动;鼓励教师积极参与医药行业相关的科研活动;指导、鼓励学生利用所学知识、依据医药行业的特色积极参与相关大学生竞赛活动;邀请相关的计算机专家与医药行业计算机高手为师生讲学,使师生及时掌握国内外医药信息前沿知识及医药行业的最新动态。

(三)根据专业的需要建立师资队伍,培养应用型专业教师

学生培养质量的高低,师资力量是关键,为保证医药行业急需的应用型人才的质量,重视师资力量的培养是重中之重。所以,为组建具有合理知识结构、年龄结构和学历结构的师资队伍,应采取多种形式的师资培养模式。主要措施一是根据实际需要不断引进高学历、高层次、在计算机信息领域有较高造诣的学科带头人与专业教师;二是重视现有教师的再培养,鼓励骨干教师朝应用型、交叉型知识结构的高学历努力。只有在教师队伍建设中注意医药类、计算机信息类、理论类、应用类知识结构的搭配与交融,才能保证各专业学生对应用型知识的需要。

四、结束语

开展新时期医药行业急需的医药信息应用型人才培养,在医药院校有得天独厚的优势,培养方案应遵循基本教育规律,紧扣医药信息人才社会的需求,构建一个正确合理的医药信息应用型人才培养的模式。

【参考文献】

[1]周怡.医药信息学教育结构重组探析[J].医学教育,2005,(6):79-80.

[2]周毅.医学信息学的研究领域及人才培养[J].医学信息,2005,(8):66-68.

[3]王爱军.从医院信息人才需求谈开办《医学计算机应用》本科专业的设想[J].西南国防医药,2003,(4):35-37.

生物医学工程概论范文6

关键词:大类招生;电子信息类;培养模式;课程体系

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0168-02

社会经济的发展对人才的要求呈现多元化趋势,具有较为宽广的知识面和综合素质能力已经成为当今社会人才的必要条件。2001年北京大学推出了“低年级实施通识教育,高年级实施宽孔径专业教育”的“元培计划”。随后,许多高校推行按学院、学科,甚至是跨学科的“大类招生、分流培养”的人才培养模式改革实践[1,2]。“大类培养”作为一种新型的人才培养模式被我国高校普遍采用。东北大学秦皇岛分校在教学实践中形成“3+1”人才培养模式,然而这种模式如何适应“大类招生、分流培养”的新形势,则是我们目前迫切需要解决的问题。

一、国内高校大类人才培养模式分析

大类招生,即“按学科大类招生”,是一种不按专业或者专业方向来确定招生计划进行招生,而按照院系、学科等大类制定计划进行招生的招生模式[3]。分流培养,则是指对大类招生的学生,经过一到二年的基础课学习,通过对学科、专业的进一步了解,结合自身兴趣爱好和社会需求,根据与院系的双向选择原则进行分流培养。大类招生本身涉及到从教学、学生管理等在内的一系列变革。不同的高校在大类招生的过程中结合本校的教学资源、学科建设、专业布局和院系建制等,均制定了相应的培养模式,彼此之间的特点也不尽相同。浙江大学工信大类专业分流时间为第三学期或第四学期,中山大学计算机大类的专业分流时间为第三个学期,上海交通大学工科平台和电类平台的专业分流时间在第一个学期,存在学生专业意识薄弱导致专业分流时间点提前,出现“大类招生+专业分流+大类培养”趋势。

1.大类招生存在的问题。专业冷热不均现象明显。弱势专业的招生虽然有所改善,但在专业分流时由于认可度低导致缺人现象,低分学生聚集在弱势专业,出现自信心不足,保研名额没有人报名等情况。大类招生虽然简化招生环节,但是加大学生管理环节的难度。学生对进入大学后第一次组成的班级有着强烈的归属感,对专业分流后重新组合的专业班感觉陌生,新班级缺少凝聚力;宿舍安排也面临同一问题。大类招生的问题关键出在专业分流环节。原本希望给学生提供理性思考和选择的机会,却带来学科两极分化的结构性矛盾、学生等级分化、学生管理复杂化的弊端和挑战。如何最大程度的规避这些问题是专业分流环节设计的关键所在。

2.应对的措施。针对专业分流所存在的问题,建议采取以下应对措施:学生选专业之前完全凭借以上公共课为主,无法体会到平台建设及专业培养上的良好初衷,反而使得一些按专业招生的非热门专业生源更为稀少。教师也应注重大类中不同专业之间的融会贯通,在课程调整、教学手段改进及学生引导上积极主动,以此来带动学生的“学科大类观”。思政教育与专业教育密切结合,积极引导学生。针对学生班级归属感的缺失:建议管理仍然以行政班为主,教学班为辅的原则,不更换辅导员,在教学班推行导师制+学长制的辅助措施。制定完备的分流方案,避免存在暗箱操作的空间。

二、电子信息类人才培养模式

电子信息类将培养从事各类电子与信息技术、通信技术和网络技术的相互交叉融合的研究型人才和应用型人才。该大类包括电子信息工程、通信工程、生物医学工程三个本科专业。首先进行通识教育和大类培养,统一授课,而后进行专业选择,按专业进行培养,与原来“3+1”人才培养模式的异同见表1。由表1可知,在大类人才培养模式下,原来的“3+1”培养模式变成“1+2+1”培养模式,不同之处主要在第一学年,其他没有改变。

电子信息类人才培养模式符合顺应时代背景、符合社会需求的。其优势主要体现在以下三个方面:

1.有利于培养复合型、创新性人才。当代社会需要本科高校培养综合性的人才,而过去按专业招生培养模式是典型的专才教育,容易导致学生的知识面过窄,从而难以适应社会的发展与用人单位的需要。大类招生提倡注重学生的大类学科培养,其“宽口径、厚基础”的培养特点能够为学生的均衡、全面发展打下了坚实的基础,有效地避免了专业教育在这一方面的缺陷。

2.减少了考生报考志愿的盲目性。大类招生为不了解大学专业设置的高考考生及其家长提供了一个先了解后选择的机会,从很大程度上避免了盲目选择专业又“一选定终生”的矛盾。通过大类招生,学生入学后再深入的了解所在学校的专业特点与发展方向,避免了学生入学前对专业信息了解的片面性和专业选择的盲目性,也提高了弱势专业的生源质量。按大类招生分流培养,前两年不分专业,在基础课程的学习中充分地了解自己,结合社会发展与需求,从容地选择专业,使专业与自身的兴趣、特长、技能的契合度大大提高,拉动了学生的学习积极性和专业发展的动力,促进了学生毕业时的竞争力。

3.促进了良好学风的形成。大类招生以后的专业分流,使学生在入学以后仍需要参与学院乃至学校范围内的专业竞争,使学生的竞争意识增强,学习的压力和动力加大。并且由于学生能够更好的了解各个专业的内涵,以及各个专业的优劣势和选拔分流的需求,所以能够针对性的在所心仪的专业上投入更多的时间、精力,以及选修指定的课程,从而实现了学生的自主学习。

三、电子信息类课程体系

教学是人才培养的主渠道,而课程体系的设置是高校教学工作的核心环节。因此,电子信息类课程体系是电子信息类人才培养的关键。电子信息类课程体系包括通识课程、大类课程、专业课程和实践教学。大类招生的核心是大类培养,与大类培养相对的课程是通识课程、大类课程。

1.通识课程。通识课程是由人文社会科学课群和文化素质教育课群构成。人文社会科学课群包括基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、形势与政策、体育和英语等课程。文化素质教育课群包括卫生健康教育、心理健康教育、公共艺术、军事理论、普通话语音常识及训练、创业基础、职业生涯与发展规划、就业指导、当代世界经济与政治、文献检索和科技文献写作。

2.大类课程。大类课程由数学与自然科学课群和工程技术基础课群。数学与自然科学课群包括高等数学、复变函数与积分变换、线性代数、概率论与随机过程、大学物理和大学物理实验。工程技术基础课群包括计算机引论、C++程序设计、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电路原理。

结论

现在社会需要的是既有专业化的知识结构,综合素质又强的交叉型复合人才。在此背景下,改革电子信息类专业传统培养模式,构建适合大类培养的课程结构和体系,符合本科院校教学发展与改革的趋势,是高校人才培养的重要变革,也是新世纪本科高校人才培养的理性选择。结合现有专业培养机制,筛选出考研率、就业率、出国学生比例、薪资等重要指标,并与实行大类招生以后的数据进行比对关联分析,并通过学生、老师的调研、座谈等丰富形式,及时反馈和掌握大类招生培养的新现象、新问题,从而敏锐的跟踪和了解大类招生对学院乃至学校的影响,并及时进行干预,改善大类招生培养效果。

参考文献:

[1]周艳琳,洪长昊.大类招生模式下本科生课程体系的探索-以H大学实践为例[J].黑龙江教育学院学报,2014,33(3):42-44.

[2]祝洪章.对高校“大类培养”模式下“个性化”人才培养问题的思考[J].教育探索,2015,(3):54-56.

[3]吕慈仙.高等学校按学科大类招生的现状分析[J].宁波大学学报(教育科学版),2007,29(1):65-68,78.

The Exploration of Electronic Information Class Training Mode In Classified Enrollment

LIU Zhi-gang,LIU Zhi-kuan

(Northeastern University at Qinhuangdao,Qinhuangdao,Hebei 066004,China)