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【摘要】:结合新疆医科大学生物医学工程专业的教学实践,借鉴国内外先进的教育发展理念,以培养临床工程方向应用型人才为中心,从人才培养目标、课程体系建设、实验实践环节和师资队伍建设等方面对生物医学工程专业人才培养模式进行了深入探索和实践.
【关键词】:生物医学工程;临床工程;应用型人才;培养模式
生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是一门综合工程学、生物学和医学的新兴边缘交叉学科,是多种工程学科与生物医学相互渗透的产物,它为生命科学各学科提供工程学原理、方法和手段,为人类疾病的预防、诊断、治疗和保健康复等提供有力保障[1G2].该学科内容涵盖医疗仪器设备、生物信息学、生物力学、医用物理学以及生物医学材料等,在生命科学领域扮演着重要的角色[3].生物医学工程学科涵盖多种理工学科、生物学及医学分支.为了实现技术创新和理论突破,达到为医学服务的目的,需要将生物医学工程研究向产业化发展,而在此过程中所涉及的设计开发、生产管理、售前及售后服务等环节皆需兼具坚实理工学基础和丰富医学知识的应用型人才[4G5].随着科学技术的日新月异和人们生活水平及健康意识的不断提高,生物医学工程产业方兴未艾,与之相关的医疗仪器设备和医疗技术也迅猛发展,各类大型医疗器械正日益广泛地应用于医疗卫生机构中[6].大型医疗设备的操作、维修保养、管理及医疗企业产品的更新换代亟需大量的生物医学工程应用型人才.因此,如何结合生物医学工程学科的创新和发展,抓住时代机遇,在学科交叉点上实现科学突破,发现重大产业成果[7],培养满足社会需求的人才,是生物医学工程专业教育工作者必须思考和解决的重大问题.
1现状与思考
新疆维吾尔自治区是一个多民族聚居的地区,据2016年新疆统计年鉴中主要年份卫生机构数据显示,新疆各类医院计914家(不含基层医疗卫生机构)[8].随着国家和各省市对口援疆工作的有序开展,各地州、市、县以及生产建设兵团医院条件得到快速提升.除了医疗机构,我区医疗器械生产及供应企业、医学研究机构、生物医学教学研究机构、生物信息领域等对生物医学工程专业人才的需求也日益增大.新疆医科大学针对自治区人才市场的需求,面对21世纪高等教育发展的挑战与机遇,于2008年创办了生物医学工程专业,该专业依托医学工程技术学院,同年开始招收本科生.医学院校相比于综合性或理工院校而言,其开设生物医学工程专业的优势在于:医学师资力量雄厚,学生医学基础知识扎实;医疗仪器资源丰富,学生实践操作机会较多;学生熟悉医院环境,了解临床实际需求,与临床工作人员能够进行更顺畅的沟通交流.然而,在人才培养过程中亦存在一定缺陷:工程基础相对薄弱,实验实践教学环节有待改进,师资力量有待加强.文章结合新疆医科大学生物医学工程专业多年的教学实践经验,以社会需求为导向,以人才培养为根本,以突出应用型、实践型和创新型人才的培养为目标,围绕专业特色和学生的学习状况,借鉴国内外生物医学工程教育发展的先进经验,在课程体系、师资队伍建设、实验实践教学环节和校企(医院)合作等方面对生物医学工程专业应用型人才培养模式进行了深入探索和初步实践.
2培养模式探索与实践
2．1明确培养目标
根据教育部制定的«普通高等学校本科专业目录和专业介绍»中生物医学工程本科专业要求,秉承“厚基础、重实践、宽口径”的教育理念,以市场需求为导向,充分考虑新疆维吾尔自治区生物医学工程产业结构,立足于培养临床工程方向的应用型人才.临床工程方向是生物医学工程专业的一个亚专业,其目标是培养掌握现代工程技术理论、计算机技术和医学科学知识,具备一定的创新意识和初步的科学研究能力,能在生物医学工程领域、医疗设备及其他电子信息技术领域独立从事医疗器械的研发、安装操作、维修保养、教学和管理等的高级工程技术人才.
2．2优化课程体系
课程体系建设是人才培养的重要环节,是培养目标的具体体现.在课程建设上,以市场需求为导向,横向拓宽口径,纵向强化基础,双向组建该专业课程体系的基本构架,课程设置上形成公共课群、专业基础课程群、专业课程群和专业选修课程群.在教学实践中,本着“以学生为主体”的教学理念,坚持以“应用为目的,实用为主,够用为度”的指导思想,立足地方当前和未来发展需要,根据学生对知识结构的衔接,及时更新课程内容、调整授课次序,在培养核心课程基本技能的同时兼顾专业设计要求,注重医学知识与工程技术知识的相互融合.在现行的课程体系中,总学时数为2943,总学分为163．5,理论与实验学时比例为1︰0．51,相比以往(1︰0．32)有较大幅度的提升,突出了应用型本科课程设计要求和特点.前三学期主要以公共课程为主,培养学生的科学文化素养,共计14门课程,69学分,占总学分的42％;专业基础课程贯穿前三个学年,为学生今后的持续发展和后续课程奠定基础,共计13门课程,57．5学分,占总学分的35％;第六、第七学期加大专业课程的开设比例,拓宽专业面,突出专业特色,让学生系统掌握专业理论和相关技能,共计7门课程,24．5学分,占总学分的15％;专业选修课共计8门课程,12．5学分,占总学分的8％;第八学期着重进行专业实践,加强培养学生对相关专业课程的综合理解和运用能力.在实施通才教育与专才教育的同时,注重学生个性化发展和综合素质的提高,在课程设置中,为学生开设任意选修课程,要求学生四年累计修满8个学分的课程.
2．3强化实验实践教学
实践教学是应用型人才培养体系的重要组成部分,是锻炼学生独立分析和解决问题能力的主要途径,是学生理论联系实际的桥梁,从培养高素质应用型人才的需求出发,对实践环节进行了改革.
2．3．1改革课堂实验教学
为了逐步加强该专业学生实践创新能力的培养,学科不断优化和更新实践内容,科学设计实验大纲,主要针对计算机信息类和电子技术两大类课程实验教学进行了改革.依托大学计算机中心,培养学生在计算机、网络及数据库方面的编程能力,同时锻炼其利用计算机进行医学信号和图像处理的能力,通过减少验证性、演示性的实验内容,增加设计性、综合性和探索性的实验比例,以确保学生的创新能力和基础技能在实验环节中得到充分的锻炼.在物理实验中心原有设备的基础上,组建了医学电子实验室,通过相应电子类课程,以培养学生检测分析电路的能力.加强综合性实验教学,比如利用单片机完成简单的数字化仪器设计过程等,以自主探索的方式培养、锻炼学生理论联系实际的能力,提高其创新意识和团队协作意识,在传授知识的同时有效培养并提升其综合能力.
2．3．2活跃第二课堂
第二课堂可充分培养学生的专业兴趣、专业思维能力、动手实践能力和创新能力[9].学校根据专业培养目标,主要围绕以下几方面开展第二课堂:第一,采取“导师＋本科生”的联动培养方式,即每位导师指导3名本科生,定期了解学生的学习、生活及心理情况,强化指导教师与学生之间的沟通机制.第二,为学生创设动手训练的机会,向其开放大部分实验室,并针对诸如电子技术、程序设计和单片机等课程开设了课程设计,以加强学生实际操作能力,丰富其实践经验.第三,组织学生参加各类科技创新竞赛,诸如数学建模、统计建模、工业大赛和英语竞赛等,以培养其综合实践应用能力.第四,鼓励学生申报和参与学校的创新基金项目,以巩固和扩展课程教学内容,开发学生潜能,帮助优秀学生脱颖而出,以使其科研实践能力得到锻炼,综合素质和团队意识不断增强.第五,设立“教授讲座”课堂,要求专业教师队伍中副高以上的教师结合自身研究方向和科研专题向学生讲授最新科研成果,以开阔学生眼界,提高其科研素养.
2．3．3严抓毕业设计
为了保证毕业设计质量,严格选题申报和审查制度,实行双导师制,由学校和医院专家共同指导,要求选题上依托教师承担的科研项目,围绕学科研究方向和临床实际问题展开,并确保题目的独特性和新颖性,充分发挥学生的主观能动性,挖掘其潜在的创新和创造力,强化其理论知识及实践技能.在具体实施过程中由学生自主选题,指导教师进行全程指导和质量监控,针对疑难问题,首先指导学生科学地进行文献资料查阅,再以互相讨论的方式寻找出解决方案.学生的科研素质、协作创新精神在教师全程参与科学实践的过程中得到全面培养和提高.
2．3．4加强实习基地建设
实践基地是实践教学环节的重要载体,是实施实践教学的基本保证,是高校学生与专业技术岗位“零距离”接触,巩固理论基础、培养专业技能、提高实践学习和整体素质的平台[10].结合该校生物医学工程专业的学科定位和专业建设,探索了学校和企业(医院)共建校外实践教学基地.学校医学工程技术学院于2016年与迈瑞公司合作建设生物医学工程专业创新实验室,为学生打造良好的实践、实习平台.此外,依托该校各大附属医院和教学医院,在大一至大三期间,鼓励学生利用假期自由选择医院进行实习,大四阶段安排学生进入大学附属三级甲等医院或企业(如厦门智业)进行为期半年的实习实训,实行科室轮转制度,在医学工程科和放射科、CT室、核磁室等医技科室进行轮转,由医学工程科教师有的放矢地进行指导,让每位实习生置身各医技科室,系统深入地了解医疗设备的基本原理、结构功能等.通过加强校企(医院)合作,在专业与企业(医院)间建立合作共赢、合作发展的纽带,充分利用企业和医院的资源培养学生的专业工程实践能力,在增强办学活力的同时提高了学生进入社会的竞争实力,缩短学生就业时的适应期,从而实现其从学校教育到就业的“软着陆”.
2．4加强师资队伍建设
“双师型”师资队伍建设是落实人才培养模式的关键,是满足临床生物医学工程应用型人才培养的重要举措,是提高应用型本科教育教学质量的方略[11].为了进一步提高生物医学工程专业教师队伍的综合素质,建立一支理论知识坚实、实践经验丰富,既能行教学又能钻科研,既能紧跟学科前沿又富创新精神的“双师型”教师队伍,学校高度重视学术骨干的培养工作,对于青年教师和青年科研人员,制定了切实可行的青年教师导师培养制,由学院具有深厚教学科研实践经验的高资历教师带动青年教师的成长,从而锻炼和提升其独立从事教学和科研实践的能力.采用“内部提高,外部引入”的做法,培养与合理引进有机结合,提高专业师资队伍建设整体水平.“内部提高”是指鼓励在职教师通过“攻读学位,访问进修,外出交流”等方式,来优化专业教师队伍的学历层次、提高其职称结构和教学科研能力.“外部引入”,即借助国家对口支援及西部大开发的大环境,抓住机遇,广纳贤才,加大人才引进力度,通过吸纳重点院校的优秀博士生和研究生来充实生物医学工程专业的教学科研工作,招聘或引进国内外高校知名学者专家来该院做特聘教授或讲座教授,引领和指导学科建设,开展科研学术活动,更新教师的教学观念,以提高师资队伍在国内同类院校的竞争力.近年来,该校生物医学工程专业先后派遣了多位教师赴浙江大学、重庆医科大学、西安交通大学进修和攻读博士学位,同时引进多名留学博士充实该专业的科研教学工作,并有浙江大学生物医学工程专业的专家驻守该院,指导该专业的学科建设、教学科研,激发专业教师的科研热情,在很大程度上提高了该校生物医学工程专业教师队伍的整体综合素质.目前,生物医学工程专业有专职教师29名,师资队伍梯队构成,其中高级职称占比76％,中级职称占比17％,博士占比24％,硕士占比65．5％(含3名在读博士).专业教师人均承担省部级及以上课题0．55项,人均发表SCI及核心期刊论文1．13篇.7名生物医学工程专业教师于2016年获得硕士生导师资格,截止目前该专业已有10名硕士生导师.
3培养模式的效果
学校自2008年开设生物医学工程专业以来,适应国家发展、社会需求,发扬医学院校的特色与优势,不断完善和改进培养模式,优化课程设置,培养高素质的应用型技术人才.目前,已毕业三届学生,共计106人.图1为三届毕业生的基本情况.由图1可知,三届毕业生就业情况良好,考研率逐年上升.目前其就业去向主要包括医院医学工程科、放射科、检验科和医疗器械公司,主要从事医疗及其他设备的技术支持,包括设备的应用、管理、开发、维护、销售及售后服务等.用人单位对毕业生具有较高的认可度,普遍认为其工作态度端正,敬业爱岗,综合技能较强。随着科学技术的日新月异和人们生活水平及自我健康管理意识的不断提高,生物医学工程产业方兴未艾,与之相关的医疗仪器设备和医疗技术也处迅猛发展之际,各类大型医疗器械正日益广泛地应用于医疗卫生机构中,这些均对临床工程人员的素质提出了更高要求.该研究以此为切入点,充分利用这一新兴朝阳产业成长及壮大的时机,面向社会需求,借鉴国内外先进的教育发展理念,针对当前该专业人才培养模式中存在的不足,整合社会各方资源优势,推进深度融合,对生物医学工程专业临床方向人才培养模式进行探索与实践,打造具有自身特色的生物医学工程专业品牌,以便为我区医疗机构,医疗器械生产企业、医学研究机构等领域输送“基础扎实、知识面宽、动手能力强”的高素质应用型人才,从而推动我区医学教育和医疗卫生事业的发展。
作者:杨芳 杜守洪 单位:新疆医科大学
