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生物医学工程科研方向范文1
“卓越计划”的提出旨在培养工程界的领军人物，除了要求学生掌握本领域的学科基础理论知识，还要大力培养学生的工程实践能力以及人文综合素质。对于培养医疗器械仪器产业相关的生物医学工程专业的学生来说，要求学生具有如下方面的能力：具有扎实的理、工、医等多学科的医学仪器工程基础和专业知识；深入理解并掌握医学仪器工程分析和设计原理，理解医疗器械生产过程中的工程技术问题；具备实现医学仪器工程相关设计的智慧、能力及奉献精神；具有宽广的人文社会科学背景知识。
二、生物医学工程人才培养模式存在的问题
到目前为止，全国约有140所高等院校开设了生物医学工程本科专业，所有的培养计划和方案都只是偏重于相互关联比较紧密的学科方向，不可能涵盖所有的学科方向。由此，生物医学工程学科本科生的培养方案非常多，相互之间的区别还比较大，但它们大多都存在着一些问题。
1.在课程的设置上，内容比较散，课程之间的相互联系较少。生物医学工程是一门理、工、医融合在一起的交叉型学科，课程设置除了一些公共课程外，其专业课涉及了电子技术、计算机技术、生物技术、数学、物理、化学、医学基础等相关课程。在大多数本科院校仅仅是将这些课程简单地拼凑起来，并没有很好地将它们的知识点进行融合，形成生物医学工程领域特色的专门课程。
2.教师的知识结构很难融合多学科的知识，使得课程体系的执行在一定程度上脱节。在大多数院校的生物医学工程教学任务是由电子、计算机、生物、物理、医学等领域专家来承担，他们往往在某一个领域内有很高的造诣，但要结合其它领域的知识就存在一定的困难。这种现象阻碍了本科生培养计划的实施，也使人感觉课程体系比较松散。
3.在培养过程中，学生对生物医学工程相关产业的了解较少。生物医学工程学科是一个年轻的学科，其相关产业更是最近十年才发展起来的，大部分高校与这些企业之间的联系不够紧密，使得学生很难到相关企业开展工程实践活动。主要有两方面的原因，一是已开设生物医学工程专业的部分高校的科研能力有待提高；二是企业主要是以赢利为目的，不愿意接受本科生到企业进行工程实训。
三、生物医学工程培养模式改革探索
桂林电子科技大学生物医学工程学科定位于医学仪器相关科学技术问题的研究，并已经被确认为广西重点学科。依托于“生物医学传感与智能仪器”广西高校重点实验室，紧密围绕“医药制造”等广西十四个千亿元产业以及广西国民经济发展的需要，构建了特色鲜明的“工程应用型”专业学科结构体系。这些改革举措有效解决了当前生物医学工程本科专业教学普遍存在的诸多问题，为工程型生物医学工程人才的培养提供了新思路。
1.凝练专业方向，领航专业发展。凝练专业方向，不仅要清楚自己的优势和特点，还要了解当前科学技术发展前沿、相关企业的技术需求和人才需求。只有不断加强与医疗器械相关生产企业的联系，掌握最新的人才需求情况以及专业需求情况，才能使专业方向紧跟需求，专业才能长期健康发展。
2.加强科学研究，带动本科教学。生物医学工程是一门交叉融合特性非常明显的学科，这种特性在科学研究尤为突出。鼓励教师参与医学仪器相关的科学研究，积极申报国家、省部级生物医学工程相关科研项目。特别鼓励教师承担相关企业委托的科研项目，这在教学方面至少有三个好处：（1）可以加强高校与企业之间的联系，为学生的实习、工程实践活动提供实际条件，同时也使相关工程研究可以到生产实际当中；（2）使教师在较短的时间里快速融合理、工、医三个学科的知识点，掌握医学仪器生产过程中的科学问题和工程设计要求，有利于提高教师本身的工程实践能力和水平；（3）可以组织学生参与教师的科研项目，包括企业委托的开发项目，使学生有机会参与工程实践训练活动，同时，让学生能够亲历生产现场，有助于对医疗器械生产过程中的工程技术问题的理解。
3.完善课程体系，适应“卓越计划”。生物医学工程课程设置可采用多任务与相互联系的教学规律，鼓励在课程的设置上注重广度也有深度。课程的设置必须既重视基础知识，又突出专业特色；既有较宽的知识面，又有一定的专业深度。主要应包括基础知识课程体系、专业基础知识课程体系、医学知识课程体系、专业知识课程体系和人文社会科学等选修课程体系。在专业课程和实践课程的设置方面要经过充分的企业调研，广泛听取企业相关生产专家的意见，了解企业生产中的人才需求进行设置，并要安排足够的时间到企业去进行顶岗实习。
4.加强与相关生产企业合作，切实提高学生工程实践能力。建立高校与相关生产企业的良好关系对于工学本科人才培养是非常重要的。可以邀请企业参与院系对办学方向、发展规划、专业建设等重大问题的讨论和决策，参与学校教育改革、参与人才培养的全过程，及时修正培养方案和课程体系。还可以聘请企业有较高水平和富有经验的工程技术人员，参与并指导教学活动、实习、毕业设计课题、参与毕业答辩，让学生可以进行充分的工程实践能力训练，切实提高学生工程实践能力。
生物医学工程科研方向范文2
在美国高校的生物医学工程专业，不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师，还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例，它的生物医学工程专业拥有100多名教师，但其本系的教师只有42名，其他均为外系教师，这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富，涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面，这种充分利用学科间的优势进行教学的模式，不仅丰富了生物医学工程专业，更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展，我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比，在联合培养方面还有一定的欠缺，在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够，各高校间的交流程度有待提升。
2课程设置之比较
美国高校的本科课程突出通识化、职业化，学制采用四制，课程主要分为5个方面：（1）科学基本知识；（2）工程类核心课程；（3）生物医学类核心课程；（4）人文与社会科学；（5）工程类选修课程。其中工程类核心课程类似于国内的专业基础课，而工程类选修课类似于专业课。在4a本科教育中，第1a主要进行通才教育，学习基础知识；第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业，学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导；最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向，特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性，重视人文、社会科学等方面的教育，为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上，基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育，在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高，能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见，我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性，学科之间的跨度不够，学科交叉性不足，很难实现学科间的共同促进和发展，导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展，联系实际不够紧密，过分强调专业型技术人才培养，一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。
3实验实践能力之比较
美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展，积累下了丰厚的科研基础力量，并且大多高校具备条件优越的实验室，且实验室资源十分充足，为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如，哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中，实验室课程占很大比例；杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力；弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚，目前各高校的专业实验室资源有限，并且对本科生不完全开放，实验条件相对落后，因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外，在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高，设置的实验课多半是验证性实验等，缺乏创新性，不能充分调动学生的积极性，也不能发挥学生的主观能动性，因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计，我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6，较美国高校水平差距较大。
4对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示
通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式，发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养，更好地发展我国生物医学工程教育，总结了以下感受与启示。
（1）结合我国生物医学工程的发展趋势，确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前，我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段，但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步，该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此，我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式，更加注重为研究生培养打下坚实基础，而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上，从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件。同时，我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合，致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才，为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。
（2）根据学科发展的规律及特点，逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科，是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物，将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律，发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展，目前国内也有一大批该领域的专家学者，他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩，掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术，对临床需求有着深刻的认识与理解。因此，各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律，真正理解交叉学科的内涵，一方面通过高校联合优势，集中解决各个分支专业的教学问题；另一方面，尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中，高效整合师资队伍，使其充分体现医工融合的特点，从而为学生提供优质的教学资源，使其真正领会医工结合的真谛与内涵，那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。
（3）筑牢学生人文素养基础，强化学生实践能力，课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点，同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼，具有相当的灵活性，并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法，并结合各高校的实际情况，贴合自身的科研方向与优势，有针对性地指导学生进行科研实践，提升学生的实验实践能力。同时，要强化研究与产业的双方面发展，将市场需求纳入课程设置的考虑因素，并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面，灵活创新地设计课程，争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。
5结语
生物医学工程科研方向范文3
生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是20世纪50年代形成的一门独立的边缘科学，现代医疗器械则是这一新兴学科的产品形式。它是工程技术向医学科学渗透的必然结果。20世纪50年代以来，心脑血管疾病、癌症、糖尿病等现代文明流行病开始威胁人类健康。因此，医学科学的进一步完善和发展不是以定性观察、现象归纳为方法学特征的医学本身所能解决的，它必须和以定量观测、系统分析为方法学特征的工程科学相结合，并综合运用各种已有的和正在发展的高新技术，才有可能逐步解决这些问题。生物医学工程学科应运而生。当前生物医学工程已成为生命科学的重要支柱，是21世纪最具有潜在发展优势的领先科技之一[1]。
1、什么是生物医学工程？
1.1含义
生物医学工程是一个新兴的多学科交叉领域，其内涵是：工程科学的原理和方法与生命科学的原理和方法相结合以认识生命运动的“定量”规律，并用以维持、改善、促进人的健康。“生物医学工程”这个词汇蕴含了三个专业领域的相互影响：生物学、医学和工程学。生物医学工程是综合生命科学和工程技术的理论、方法、手段,研究人类及其他生命现象结构功能的理、工、医相结合的新兴交叉学科，是多种工程技术学科向生命科学渗透和相互交叉的结果,并已成为生命科学的重要支柱。生物医学工程是应用基础科学，主要服务于人类疾病的诊断、预防、监护、治疗及保健、康复等方面；生物医学工程的主要研究任务是利用工程技术手段解决医学诊断、治疗和信息化管理等问题，为医学提供高技术含量的现代医疗装备。
1.2内容与领域
生物医学工程的研究内容可分为基础研究和应用研究两个方面。基础研究，包括生物力学、生物控制、生物效应、生物系统的质量和能量传递、生物医学信息的提取与处理、生物材料学、生物系统的建模与仿真、各种物理因子的生物效应等;应用研究，直接为医学服务，包括生物医学信号检测与传感技术,生物医学信息处理技术,医学成像与图像处理技术,人工器官、医用制品和仪器,康复与治疗工程技术等。后者是医学工程研究领域中最主要的内容之一，它的成果直接推动医疗卫生事业的发展，效果最明显、最迅速,所以特别受医学工程人员和医生的重视。
2课程安排
根据我国《生物产业发展“十一五”规划》，生物医学工程高技术专项将按照当代生物医学工程技术和产业发展的方向，重点发展医疗影像设备、医疗监护系统及设备、肿瘤物理治疗设备等11大类产品,强化新型医用植入器械和人工器官、数字化与智能化医疗装备、可生物降解医用高分子及药物控释载体、医疗监护和远程诊疗系统等领域的创新能力。针对这一方向，我们将设定14次课，分别介绍各项技术产品或领域的现状和发展，让学生对生物医学工程学科有个整体的了解和认识。课程设置如下[2]：
1.生物医学工程概况：介绍生物医学工程学科概况、发展历程、学科内容、工程分支，以及国内外高校建设发展生物医学工程学科的情况。
2.组织工程学：应用细胞生物学和工程学的原理,吸收现代细胞生物学、分子生物学、材料与工程学等学科的科研精华,在体内或体外构建组织和器官,以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能,是继细胞生物学和分子生物学之后,生命科学发展史上又一新的里程碑,标志着医学将走出器官移植的范畴,步入制造组织和器官的新时代。目前组织工程已经成为再生医学研究和发展的核心与主要方向。
3.生物材料学：研究与生物体（特别是人体）组织、血液、体液相接触或作用时，不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应,无毒、无不良反应的特殊功能材料。许多重点院校和科研单位都成立了相应的研究机构，从事生物材料及制品的开发研究，在天然高分子和合成高分子、无机和金属生物材料研究方面均取得了举世公认的成果。
4.人工器官：主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。人工器官在临床上的应用，挽救了不少垂危的生命，为临床医学的发展开拓了新途径。目前人工器官的研究和应用已基本遍及人体全身。
5.生物传感器技术:使用固定化的生物分子结合换能器,用来侦测生物体内或体外的环境化学物质或与之起特异互作用后产生响应的技术。目前,生物传感器正朝着以下几个方面发展:①向高性能、微型化、一体化方向发展；②生化检测的智能化系统；③仿生生物学的发展。
6.生物系统的建模与仿真：对生物体在细胞、器官和整体等各层面的参数及其相互关系建立数学模型，并用计算机求解该模型以分析和预测各种条件下生物系统运行的机制和状态。研究领域涵盖生物力学、复杂生物医学系统的建模与仿真等领域，主要采用计算力学、图形图像分析和数学建模等方法，对生物医学中的科学问题进行计算机建模和分析。
7.生物医学信号检测与处理技术：生物医学信号的检测与处理几乎成为了生物医学工程学科共同的研究方向。从生物体中获取各种生物医学信息，并将其转换为易于检测和处理的电信号。
8.医学成像与图像处理技术：研究如何将人体有关生理、病理的信息提取出来并显示为直观的图像、图形方式，或对已有的医学图像进行分析处理，为疾病的早期诊断和治疗提供了可能性,也为临床诊断引入了新的概念。
9.数字化X射线影像技术及设备：数字化X射线影像技术现已成为临床诊断的最主要手段。涉及的关键技术包括:直接数字化平面X射线影像技术;数字化X射线三维影像技术;低剂量CT、容积CT等。
10.磁共振影像技术及设备：磁共振影像是检测人体解剖、生理和心理信息的多因素、多层面和多对比度成像设备。
11.核医学成像技术及设备：核医学成像是对放射性核素标记化合物的体内生化过程成像的装备,是目前能够在临床应用的最主要的分子成像手段。涉及的关键技术：单光子断层成像(SPECT)技术和系统、正电子发射(PET)影像技术和系统、PET与CT融合技术等。
12.数字化超声波成像技术及设备：超声成像设备在四大影像设备中使用最为广泛。目前重点发展技术包括：多波束成像技术、谐波成像技术、多角度复合成像技术、三维成像技术、电容式微机械超声换能器、彩色超声成像设备系统、数字黑白超声影像设备等。#p#分页标题#e#
13.医学纳米技术和纳米材料：可运载肿瘤标志物分子的特异性抗体、肿瘤治疗药物以及造影剂等新的高效药物(基因)载体；发展纳米尺度的显微探针成像技术；发展用于组织再生修复的纳米生物材料；建立用于纳米材料健康与安全评价的技术与方法，都是当前重点发展方向。
14.康复工程技术:重点发展假肢仿生智能控制技术、低成本假肢矫形、适应不同功能障碍者工作和学习的环境控制系统与远程交流、认知功能康复、人工电子耳蜗汉语识别、电子助视、老年人室内安全监护等技术。
3教学模式的探索
针对课程本身的特点和学生认知的特点，设想从以下几个方面探索课程的教学：
3.1多媒体教学
多媒体教学具有直观、生动、易于理解的特点，并可节约教学时间，提高效率。由于每次课针对的是某项技术领域相关理论知识和行业动态的介绍，涉及的知识点多且泛，采用多媒体教学课件进行教学，形象直观，趣味性强，可以使学生印象深刻，降低了抽象知识的理解难度和记忆难度，激发了学生的学习兴趣。
3.2优化课程内容，加强实践教学
在教学中注意把握课程的整体体系，强调课程知识点和适用性。教学重点清晰，适当补充行业最新动态作为课外知识。课堂授课的重点应放在概念的理解和相关模型的建立。同时，应创造条件充实参观和实验内容，让复杂的理论实物化、形象化、简单化。跟有教学合作基础的医院联系，安排学生到相应科室参观相关设备和操作系统，开展现场教学和尽可能多的实验课，提高学生的学习兴趣。如果条件允许，还可以让学生参与到实际操作中。通过这种实践教学，使学生觉得取得临床上的应用成就并不是遥不可及，从而增强他们对理论知识学习的兴趣。
生物医学工程科研方向范文4
由于生物医学工程专业是新兴发展起来的新学科，大众缺乏对其的了解，因此实际工作中我们发现，部分考生报考专业时带有盲目性，往往对专业的名称产生误解，致使入学后发现专业与自己所期望的不符而产生迷茫和厌学的状况；另外，由于全国的生物医学工程专业毕业生比例较小，社会知名度不够高，学生入校后也容易产生消极心理，不知道学了有什么用，将来到哪里就业等等疑问，因此我们除了加大宣传力度，在招生时将学科的发展规划、课程设置、社会需求等作大力宣传，使学生真正了解专业的定位而根据自己的兴趣和特长选择报考外，更注重对入校后学生的思想教育，如定期开展一些交流活动，请一些专业领域的专家学者作学术报告，使学生了解生物医学工程领域的前沿发展方向；邀请已经毕业的生物医学工程专业的本科生、研究生以及博士生等与同学们座谈，了解他们现在从事的职业、研究的内容等，提供给学生一个发展的目标和方向；带领学生到一些与生物医学工程产业紧密相关的公司、企业、医院等参观，组织学生参加深圳每年一届的医疗器械博览会，让他们通过实地感受和了解，从而热爱生物医学工程专业，增强信心，也极大提高了学习兴趣，学习更有了动力和目标。
2合理设置专业课程
我们坚持“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养模式[1]，要求学生在学习期间能接受先进的理论和技术，培养较强的分析、解决问题能力。课程设置除学校规定的政治理论、外语等公共课程外，专业课程分为四条主线：1）医学仪器与生物医学信号处理，还包括：电子技术、电路分析、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、医学图像处理等；2）微机原理及其应用，还包括：单片机（ARM、MCU、DSP）技术、算法语言、网络技术、计算机在生物医学中的应用等；3）医学基础知识，包括：解剖与生理学、临床医学概论等；4）生物医学工程专业课程，包括：生物医学测量、医学传感器原理及应用、生理系统建模与仿真、医学成像技术、生物力学、生物材料等，以医学仪器与信息为主轴，兼顾力学、材料等其他主干领域，满足涉及面广的生物医学工程综合人才培养的要求，让学生在接受多方面全方位专业基础教育的同时，也可以根据自己的喜好选择在感兴趣的领域继续深造。
3开展教学改革生物医学工程专业注重培养复合通用型的应用人才，这就要求我们在教学过程中必须方式多样，注重培养学生的实践能力。
3．1采取多种教学方法
改变过去单纯的“教师讲、学生听”的注入式教学方式，转变为“学为主，教为导”的方法，课堂多以启发式、讨论式教学[2]。这样可以活跃气氛，教会学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。
3．2采用多媒体和板书教学结合使用
多媒体的使用可使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得直观、形象、生动，但单纯的多媒体教学可能会造成学生产生偷懒情绪，一晃而过的幻灯片并不能让学生印象深刻，因此在课堂教学中应适当结合黑板书写，加深记忆并鼓励学生适当笔记。
3．3加强教材建设，整合课程及网络资源
我们在课程教学中以书本基础理论为主线，辅以参考资料和自编讲义，并开发了一个生物医学工程专业的网络教学平台，以信息技术为手段，以优化课堂教学、提高课堂教学的效率为目标，在网络环境下进行了生物医学测量、医学成像技术等部分专业课程的辅助教学。我们充分利用和整合网络资源，在教学平台上开设了包括课程讲义、答疑讨论、在线测试、试题试卷库、参考资料下载等教学内容，教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流，培养了学生自主学习、协作学习，创新学习、学会质疑、学会探讨以及终身学习的能力，大大调动学习兴趣和积极性。
3．4重点突出实验、课程设计、毕业设计和实习等实践环节
我们将实验分为基础性实验（如工程生理学实验）、综合性实验（如医学测量与传感器实验、医学仪器与信息处理实验等）和创新性开放实验，分阶段、分层次锻炼学生的实践能力，例如综合性实验将几门课程的知识融合在一起，提高学生的综合应用能力；创新实验由教师拟定实验目标，实验过程由学生自己设计和动手创造，改变过去学生盲目被动的按照规定步骤进行实验，缺乏思考，不能达到实验目的的情况，真正培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力，并安排时间让学生分组讲述本组实验或设计的思路和过程，以及遇到的问题和解决方案等，这样的方式不仅能让学生相互交流心得体会，而且学会总结经验，锻炼逻辑思维和语言表达，真正突出学生综合能力的培养。
3．5注重产学研的结合
我们秉承“科研带动教学，研究带动教育”的理念，积极与省内有关医疗器械公司、医院、生产厂等密切联系，建立良好合作关系，加强了实习基地建设，为学生提供良好的实践机会。与美国NationalInstrument公司合作建立“华工-NI虚拟仪器联合教学实验室”,有效地提高了学生参与课外实践的积极性。同时积极组织引导学生参与教师的课题研究中，学生从大学一年级开始就可以进实验室参与项目，同时鼓励学生发表学术论文，使学生的综合专业技能得到极大锻炼。
生物医学工程科研方向范文5
关键词：生物医学工程专业；理工院校；解剖生理学
作者简介：李小慧（1980-），女，黑龙江铁力人，南京邮电大学地理与生物信息学院，副研究员；吴建盛（1979-），男，江西抚州人，南京邮电大学地理与生物信息学院，讲师。（江苏 南京 210003）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0161-02
生物医学工程（Biology Medical Engineering，简称BMI）是综合生物学、医学和工程学的理论与方法而发展起来的新兴交叉学科，其主要是运用工程技术手段，在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。[1]自20世纪70年代末以来，国内许多综合或理工科大学、医学院校及相关科研机构都设立了生物医学工程专业，涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向，课程设置主要包括工程类课程和医学类课程，旨在培养具有各方面能力的复合型人才。[2]
生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科，生物学和医学知识的学习就具有非常重要的作用。现在大多数院校的生物医学工程专业都开设了解剖学、生理学、生物化学、分子生物学、基础生物学等必修基础生物学或医学课程，旨在让学生了解生物体的基本构造及生命现象的本质，掌握一定的医疗常识，为学习如何把工程技术应用于医学领域打下基础。
人体解剖生理学是研究人体各部分正常形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。[3]作为生物医学工程专业的一门重要专业基础课，它包含了解剖学和生理学两门学科的内容，并且涉及到组织学、胚胎学、细胞学和分子生物学等多个学科的知识，内容广泛并且复杂抽象，对于缺乏生物学相关知识基础的生物医学工程专业的学生来说，是一个难题。南京邮电大学是以工科为主，信息科学为特色的理工科院校，生物和医学知识的教学相对薄弱。如何扬长避短，使解剖生理学知识与学生工程类的专业知识有机融合，是摆在教师面前的一项重要任务，也是教学过程中需要不断思考和努力解决的问题。
一、教学现状及存在问题
1.教学基础薄弱
南京邮电大学是以理工科为主的高校，生物医学工程专业在南京邮电大学起步较晚，工程类课程依托南京邮电大学理工教学和科研的工作积累，具有良好的基础。然而，生物和医学类课程基础较为薄弱，教学基础和实验条件与医学或者综合院校相比都有很大差距。
2.课时有限
生物医学工程专业属于前沿的交叉学科，专业囊括的知识面广，专业所学课程较多，数学、电学、计算机科学相关课程占了很大比例的学时，给生物和医学理论知识分配的学时有限，例如人体解剖生理学课程只有48个学时，但这门课程包含了解剖和生理两门学科，教学内容丰富，学时相对不足。学生的生物和医学类知识薄弱，也给教学带来了一定困难。
3.学生兴趣缺乏
信息科学是南京邮电大学的特色和优势，生物医学工程专业正是依托于南京邮电大学通信与信息工程学院的教学和科研基础而创建的，学校通信、电子和计算机等信息领域的学习与研究氛围浓厚，加之上述专业找工作容易，在这种环境下，学生会自觉将兴趣转移到通信、电子和计算机等方向，无法建立对人体解剖生理学的学习兴趣。另外，人体解剖生理学知识多、复杂抽象的学科特点，也容易让学生产生畏难和厌学的情绪。
二、教学体会和思考
在学时有限和学生兴趣缺乏的情况下，如何利用有限的课堂讲授时间，使学生更好地掌握解剖生理学知识，是摆在授课教师面前的突出问题。笔者针对在人体解剖生理学教学中遇到的实际问题，结合南京邮电大学生物医学工程专业的培养目标，根据教学过程中的体会，提出以下几点思考。
1.引导和培养学生兴趣
解剖生理学是专讲正常人体形态、结构和功能的课程，向学生强化学习解剖生理学就是认识自己、了解自己的观念。但是如果单纯讲解课本上解剖和生理学的知识，学生仍然是被动接受，缺乏兴趣。因为解剖生理学的一些知识与学生日常生活密切相关，在课堂教学中可以穿插讲授一些卫生保健的知识或者一些学生感兴趣的问题，让学生知道课堂知识能够在日常生活中学以致用，自然而然会产生兴趣，主动去学习。例如，在讲到呼吸系统时，就结合生活现状，介绍吸烟的危害、雾霾天气呼吸系统疾病的预防等；在讲到循环系统时，可以介绍如何预防心血管疾病。对于女生感兴趣的减肥和护肤的话题，在讲授消化系统和皮肤章节时，适时介绍节食减肥的危害和正确保养皮肤的方法。此外，身体是解剖生理学最好、最直接的“教具”，在课堂教学中，可以增加互动，让学生参与进来，这样不仅可以加深学生的直观印象，还可以活跃课堂氛围，从而激发学生的兴趣。例如，在讲授解剖学知识和常用方位术语时，可以请学生到讲台上来做示范，使学生轻松掌握这些知识。
2.课程教学与专业结合
生物医学工程专业的目的是运用工程技术手段解决医学中的有关问题，保障人类的健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。在讲解解剖生理学知识的同时，一定要将生物医学工程专业的目标和意义贯穿其中，不仅能加深学生对专业的认可度，而且有助于对解剖生理学知识的巩固。例如，在讲解运动系统的关节内容时，介绍完关节结构和功能后，可以向学生系统介绍人工关节的相关知识，包括人工关节的发展历史、使用的材料及应用疾病等。在讲解呼吸系统和循环系统时，可以介绍人工心肺装置的构造以及在外科手术中的重要意义。总之，在解剖学教学中，应结合知识点介绍相应的器官是如何人工制备，如何实现相应的解剖和生理功能等内容。通过将解剖学知识与工程学知识有机结合，不仅可以拓展学生的知识面，还可以促进学生对专业方向的理解，培养学生发现问题和解决问题的能力。
3.简化课程内容
解剖生理学课程存在学时少、实验少、内容多等问题，在课时的安排上要符合生物医学工程专业的需求。基于上述考虑，将课程重点放在解剖学上，有选择地介绍生理学内容，对于未介绍的知识，建议学生自学。对于解剖学部分，对运动系统、内脏学和心血管系统重点讲授，对神经系统、感觉系统和内分泌腺部分有所删减，目的是为了加深学生对人体结构的掌握和了解。此外，我们精心钻研教材并设计教学大纲，了解课程的教学重点、难点，在课前对学生较难理解的部分设计好教学方法和模式，力争用简练、易懂的语言讲解课程内容，消除学生畏难、厌学的情绪。
4.充分发挥多媒体教学的优势
解剖生理学教学需要向学生展示很多人体结构，涉及名词非常多，很多学生反映较难记忆。制作集合声音、文字、图片、动画、视频等多种媒体信息的课件来辅助教学，可将人体结构直观化，人体功能原理图像化和动态化。从视听的角度强化学生的理解和记忆，提高学生课堂的学习效率。另外，使用多媒体课件也能弥补理工科院校实验条件的缺乏和教学标本的不足。但在使用多媒体教学方法的时候，教师不能脱离传统的教学方式，因为多媒体教学资料虽然直观易于理解，但知识零散且容量大，会影响学生的系统理解和记忆。教师应适时进行必要的讲解， 对于重点、难点应在课堂上充分讨论，并征求学生意见，控制好教学的节奏。
参考文献：
[1]邓玉林，李勤.生物医学工程学[M].北京：科学出版社，2007.
生物医学工程科研方向范文6
关键词：生物医学；测试技术；传感器
中图分类号：O6-33；G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0131-02
一、引言
面向生物医学工程专业开设《测试技术与传感器》是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容，集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等学科技术的实践性非常强的专业基础课。杭州电子科技大学生仪学院目前开设的《测试技术与传感器》课程的课程目的为系统论述测试系统及其基本特性；介绍测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用，以及传感器的发展趋势、选用原则等，它是实现测试与自动控制的重要环节，仪器专业的重要专业基础课，也是自控原理、智能仪器课程设计、虚拟仪器课程设计的基础。
二、存在问题
目前该课程的教学状况及存在的问题：（1）测试技术与传感器技术属于多学科交叉渗透课程，涉及电学、磁学、光学、化学等学科，对先修课要求较高，现有的教学内容，以教师课堂讲授为主，侧重于原理的介绍及公式的推导，学生看不见，摸不着，缺乏感性认识，容易出现枯燥、难以学好的感觉，加上很大一部分学生的学习主动性差，学习态度上不太重视，没有投入必要的精力和时间，直接影响教学效果。（2）现行传感器教材比较繁多，有的以传感器原理为主线，有的以过程参数测量为主线，但是很多教材都没有涉及新型传感器的理论知识及其应用，不利于学生拓宽知识面，不符合宽口径人才培养模式。（3）目前传感器课程的实验环节以验证性实验为主，主要使学生掌握常用传感器的使用和标定方法，以及相应传感器的测量转换电路设计。（4）课程考核方式一般是以考试为主，辅以作业、实验、考勤评价，这种考核方法很难激发学生的学习积极性和主动性，不能真实反映学生的学习能力、对知识的掌握程度及其专业应用能力。
传感课程教学方法研究大多是自动化、精密仪器专业中对该课程的教学方法研究。结合本专业优势，本文提出通过使用启发式教学、结合临床实际教学、结合多媒体等手段丰富教学方法，提高生物医学传感教学效果。这些方法对提高生物医学专业的传感教学提供了重要改进措施，对提高教学质量具有重要意义。改革和完善《测试技术与传感器》课程的教学模式，通过研究型教学，训练学生的高级思维能力和解决实际问题的操作能力，培养学生主动学习、独立学习与终身学习的能力，使学生具备一流大学本科生的素养，提高核心竞争力。
三、改革目标
1.本文拟从课堂教学模式、课程教材多样性模式、实验课教学模式等方面研究并探索出具有杭州电子科技大学生物医学特色的“测试技术与传感器”研究型教学模式，培养学生的高级思维能力、解决实际问题的操作能力、交流沟通能力，在大学学习结束后，离开校园和教师，具有继续自主学习的能力。
2.在以基本传感测试单元为框架的知识体系的基础上，收集整理基于生理学与工程应用或医学临床现象结合的传感学科交叉内容，为编写生物医学工程等工科专业适用的生物传感教材、论文等提供教学资料并制定教材理论体系框架。
四、具体措施
（一）课堂教学模式探索
1.教师课堂讲授重点为最核心的知识点，对具有迁移价值的学科基本原理进行阐述。讲授内容少而精，对重点、难点讲深讲透，引导学生多角度、深层次地理解基本原理，而对事实性知识点，则少讲或不讲；讲授内容宽而新，以学科的发展为大背景，了解课程基本原理在大学科中的定位，以及与学科最新发展的联系。
教学内容较多，面面俱到的教学难以完成教学任务，教学效果并不佳。根据传感检测特点和生物医学工程等相关专业的培养需要，设计该课程的课程体系以各传感器基本功能为主，尤其是电感、电容、电压、应变片、磁电式传感等章节作为教学重点和难点，其中的各个章节的应用与心电、脑电、肌电内容相关联，引入生物医学工程重要的研究领域――脑机交互，作为重点讲解；而光敏、气敏、热敏等章节内容相对简单，容易理解，不做重点讲解。因此，可据此分配授课时间，突出教学重点。
2.教师根据核心知识点，提出知识点总结分析归纳问题、实际应用相关问题等，由学生课程小组分别选择问题，课后参阅书本、资料，提出解决方案，并由课程小组代表发言，课堂展示并交流。
此外，在各个传感系统中识记结构部分内容琐碎难记，而生物医学工程专业对这部分内容的要求并不高，不要求掌握详细结构，在理解传感结构及工作原理的基础上，日后工作或科研中用到这部分内容时能够通过查阅参考书获得信息即可，课堂讲解突出章节纲要，对其中涉及的工程应用现象补充材料介绍。
3.课堂教学中，教师讲述研究课题开题报告基本格式及其具体实例，由学生自我提出学科感兴趣的实际问题，参阅相关资料和解决方法，模拟写作研究课题开题报告。为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在生物医学传感的教学过程中注意整理、添加与工程应用和医疗仪器的内容。比如，在讲解压电传感基础上增加相关的医疗应用讲解，如人工瓣膜、血压监测计等器件的工作原理内容；在讲解电感基础上，增加当前无创呼吸电感检测的原理等介绍，这些内容对激发学生兴趣、启发学生的创新思维具有重要作用。然而，这部分内容还比较零散，没有形成良好的体系，此外，目前还没有专门适用于生物医学工程等工科专业的生物传感生理学教材。在讲解医疗方向的应用时，要注意资料的收集、整理和系统化，不仅可以很好地服务于生物医学工程等专业的培养要求，还将对编写工科专业专用的生物医学传感教材提供课程资料和理论框架。
4.课程教材模式探索。课程教材采用开放性体系，教师围绕教学目标研读现行的先进教材的基础之上，为学生推荐至少2本以上国内外先进教材，包括英文原版教材，对应于不同核心知识点，引导学生学会知识点的寻找、分析、归纳、比较，并利用各种国内外文献网络进行最新相关进展的补充和学习。引导学生尽可能或完全避免学一门课程只读一本书的现象。
在课堂教学中，除了使用多媒体和板书进行理论教学之外，还有意识地利用网络公开课等引导学生的自主学习。在我校图书馆的视频资源中有国内外著名大学的视频公开课，利用这些强大的网络资源可以弥补课时少、课程任务重的矛盾。比如，在该课程教学中，原理介绍部分占课时较少，在对重点器件结构和系统课堂讲解的前提下，其中一些具体的设计内容布置给学生自学。除了缓解课时不足的矛盾，网络课程资源还可补充教学内容，加深学生对知识的理解。
教师发展学习平台中的相关传感课程讲述，由经验丰富的名师授课，通过网络观看可加深对理论学习的印象，还可激发学生的学习兴趣。不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，向学生示范了资料收集和获取信息的方法，提高了学生自主学习的能力。
（二）实验课教学模式探索
1.基础性实验：围绕测试技术与传感器的核心知识点，掌握传感器的基本原理及信号检测，这类实验主要属于验证性实验。
2.综合性实验：模拟生产或生活实际中的某一具体项目开展，学生可根据被测对象的不同选择各自合适的传感器，实验室配备电压表、电流表、指示灯、蜂鸣器、计数器等设备，用于学生自行完成线路的连接，也可根据学生的具体情况拓展知识点，综合性实验可在做的过程中让学生将学到的理论知识贯穿起来，整个项目采用3～4人为一小组的团队形式，以学生为主体，教师可适时地进行引导，循序渐进地实施项目，完成知识、技能和相关能力的学习。
3.提高性实验：对于提高阶段，我们将尝试结合虚拟仪器实验平台，虚拟仪器技术是仪器智能化发展的一个重要方向。我们增设实验内容要求学生采用软件LABVIEW或VB、VC等作为开发工具，设计直观友好的用户交互界面。如有可能还可根据检测分析的结果产生相应的输出控制信号。
4.除了实验教学，在与医疗仪器相关的脑机交互研究方面还可成立大学生科研活动小组，开展多种课外科技活动。其中申请者是该科研活动小组的指导教师之一。结合该课程的教学改革，拟吸收对生物医学方向感兴趣的同学加入，主要以观摩实验和学习实验方法为主，在活动参与中激发学生专业兴趣、促进专业学习。
五、总结
本文针对面向生物医学工程专业开设的《测试技术与传感器》课程当前存在的问题，结合生物医学专业学科交叉特色，提出了相应的改革目标和措施，使学生能自主使用各种通用传感和专用医疗仪器平台，灵活选择信号分析方法，加强对仪器平台分析的能力和对结果的理性认识，发挥该课程的实践性优势。通过施行开放式的《测试技术与传感器》课程教学模式改革，注重实验知识的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增强学生的自主性与参与性，培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型的“医工结合”型储备人才。
参考文献：
[1]杭州电子科技大学教务处.生物医学工程专业及医学信息工程专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划，2011.
