快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)平臺(tái)的建設(shè)模式探討

黃智　黃忠朝　喻罡　劉文明　管茶香

摘要：建設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要，是國家新工科建設(shè)的要求。本文首先分析生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的特點(diǎn)，其次基于新工科平臺(tái)的構(gòu)建模式提出生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)平臺(tái)的建設(shè)模式，然后針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的特征給出快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)平臺(tái)的具體建議，以期為各類高校開展生物醫(yī)學(xué)工程本科教學(xué)培養(yǎng)平臺(tái)建設(shè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：新工科;專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng);學(xué)科融合;生物醫(yī)學(xué)工程

引言

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是以自然科學(xué)的基本原理、工程技術(shù)的方法和視角解決生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中各類問題的學(xué)科。?起初，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科主要是面向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的醫(yī)療儀器和設(shè)備研制及應(yīng)用的;隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科研究的需求及拓展，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科滲透到了生物機(jī)理方面的基礎(chǔ)性研究;在醫(yī)療信息化高速發(fā)展時(shí)代，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科又增加了與醫(yī)療信息化相關(guān)的軟件開發(fā)及信息學(xué)方面的研究;在基因技術(shù)興起時(shí)期，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科隨后又進(jìn)行了基因組學(xué)和生物信息學(xué)的研究;如今，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來，生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)入了“?互聯(lián)網(wǎng)?+”?時(shí)?代。由此可以看出，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科具有突出的創(chuàng)新性、戰(zhàn)略性、前沿性、交叉性、實(shí)踐性和工程性特點(diǎn)，所以，其在新工科建設(shè)中具有明顯優(yōu)勢(shì)，如緊跟時(shí)代戰(zhàn)略發(fā)展、把握政策導(dǎo)向、服務(wù)產(chǎn)業(yè)需求、處于新工科發(fā)展前沿、引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展等。?另外，生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)與自然科學(xué)和工程學(xué)科相融合，不但推動(dòng)了其方法學(xué)的創(chuàng)新和技術(shù)平臺(tái)的建立，而且促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，形成了很多新的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和研究領(lǐng)域，從而推動(dòng)了新技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，促進(jìn)了學(xué)科的大融合、大交叉。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的人才在未來將被大量需求，加大加快對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的建設(shè)符合全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要、未來需求和發(fā)展方向。

一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的特點(diǎn)

截至目前，我國已有超過70多所高校建立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，其中70%為理工或綜合性大學(xué).30%為醫(yī)學(xué)院校。因教學(xué)資源與條件的不同，理工科院校與醫(yī)科院校、綜合性大學(xué)的培養(yǎng)的人才具有不同的特色。理工類院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教育，主要體現(xiàn)于理學(xué)、工學(xué)及二者有機(jī)結(jié)合的特色和優(yōu)勢(shì).如理工類院校在數(shù)學(xué)、生物、材料、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等學(xué)科，具有堅(jiān)實(shí)的教學(xué)基礎(chǔ)、豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、良好的教學(xué)資源與條件。理工科院校側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理、電子、機(jī)械、生物等學(xué)科;熟悉醫(yī)學(xué)電子儀器、生物醫(yī)學(xué)信息、計(jì)算機(jī)、生物材料等相關(guān)學(xué)科專業(yè)知識(shí);善于利用工程學(xué)方法與手段，解決專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的問題。醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢(shì)在于：①醫(yī)學(xué)師資力量強(qiáng)，學(xué)生醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí);②學(xué)生熟悉醫(yī)院環(huán)境，更容易與臨床醫(yī)師溝通合作;③醫(yī)療設(shè)備、病理資源豐富，學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)多。醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)的生物醫(yī)學(xué)工程類人才，由于有一定的醫(yī)學(xué)背景，能迅速發(fā)現(xiàn)并解決有實(shí)際臨床意義的應(yīng)用性問題，而受到各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)和各大醫(yī)療設(shè)備公司的歡迎。

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)因?yàn)榻徊鎸W(xué)科的特點(diǎn)，專業(yè)課程體系比一般的工程專業(yè)更復(fù)雜，包含醫(yī)學(xué)、電子、材料、機(jī)械等多學(xué)科課程。這導(dǎo)致本專業(yè)在國內(nèi)高校中普遍存在一個(gè)問題：課程體系分散，學(xué)生各種知識(shí)都學(xué)一點(diǎn)，但都學(xué)得不精。因而在綜合性大學(xué)設(shè)置有不同的研究方向與領(lǐng)域，包括醫(yī)療儀器、生物醫(yī)用材料、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理等等，不同研究方向的課程體系設(shè)置有所不同。例如醫(yī)療儀器方向的課程中主要包括醫(yī)學(xué)儀器原理、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器、現(xiàn)代傳感技術(shù)等課程，而生物醫(yī)用材料方向的課程設(shè)置中則應(yīng)加強(qiáng)材料相關(guān)的課程，包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料加工工藝、生物醫(yī)用材料等課程。

現(xiàn)代教育應(yīng)以育人為本，以學(xué)生為本。在制定教學(xué)計(jì)劃、建設(shè)課程體系時(shí)，要確立學(xué)生的主體地位，尊重學(xué)生的興趣愛好和個(gè)性特點(diǎn)，從根本上調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維。以人為本.還要認(rèn)真考慮學(xué)生就業(yè)的需要，要適應(yīng)社會(huì)，特別是用人單位的急切需求。因此，針對(duì)學(xué)生不同興趣愛好和以就業(yè)需求為導(dǎo)向，還需設(shè)置不同的就業(yè)創(chuàng)業(yè)課程體系。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)設(shè)置在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，依托基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院在細(xì)胞生物學(xué)，生理學(xué)，解剖學(xué)，免疫學(xué)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)科學(xué)等學(xué)科已有的教學(xué)資源和實(shí)踐平臺(tái)，設(shè)置了醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)、醫(yī)療器械安全有效性評(píng)價(jià)、醫(yī)療器械管理和生物學(xué)綜合實(shí)習(xí)等課程，將醫(yī)療器械的成品檢驗(yàn)和注冊(cè)審評(píng)過程所需要的基礎(chǔ)知識(shí)與動(dòng)手實(shí)踐能力分解到各個(gè)具體的課程，構(gòu)建就業(yè)創(chuàng)業(yè)課程體系。該體系不但可從頂層設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)與政府、企事業(yè)單位對(duì)從事醫(yī)療器械管理、檢驗(yàn)和注冊(cè)工作人才需求的無縫對(duì)接，而且使整個(gè)教學(xué)過程模塊化、系統(tǒng)化、規(guī)范化。另一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)目的明確，能極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

二、生物醫(yī)學(xué)工程平臺(tái)建設(shè)模式

新工科平臺(tái)的構(gòu)建是開展新工科學(xué)科專業(yè)建設(shè)、發(fā)展和人才培養(yǎng)的重要前提和基礎(chǔ)，可以有實(shí)體和非實(shí)體兩種模式，即按照傳統(tǒng)工科以院系為實(shí)體平臺(tái)進(jìn)行學(xué)科與專業(yè)建設(shè)的架構(gòu)和按照新工科特征不設(shè)實(shí)體的由相關(guān)院系和學(xué)科關(guān)聯(lián)組成的架構(gòu)，或稱跨學(xué)科交融的新型組織。

采用不設(shè)實(shí)體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程平臺(tái)的模式符合生物醫(yī)學(xué)工程的引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等特征。這需要相關(guān)學(xué)科和院系的溝通協(xié)調(diào)、協(xié)作配合和通力合作，教師由來自校內(nèi)不同實(shí)體院系、不同學(xué)科和專業(yè)方向的教師以及校外兼職教師組成，他們共同承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。非實(shí)體生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在：能夠充分利用相關(guān)院系和學(xué)科長期積累的校內(nèi)外各種資源，使生物醫(yī)學(xué)工程建設(shè)始于較高的起點(diǎn);對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程新產(chǎn)業(yè)的需求和未來發(fā)展具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，及時(shí)調(diào)整學(xué)科建設(shè)方向和人才培養(yǎng)要求，能夠及時(shí)調(diào)整或重組教師隊(duì)伍。但是，這種非實(shí)體平臺(tái)的有效運(yùn)行需要制度和機(jī)制的保障：在資源分配上要突破傳統(tǒng)的院系利益格局，鼓勵(lì)學(xué)科之間融合，強(qiáng)調(diào)教育與科研資源共享;考核制度上，要改變以院系為中心的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)模式，鼓勵(lì)教師跨學(xué)科專業(yè)、跨院系的合作與融合;在管理體制上，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的條塊分割的管理模式，促進(jìn)跨院系跨學(xué)科跨部門的協(xié)同發(fā)展。

四、生物醫(yī)學(xué)工程本科教學(xué)平臺(tái)的搭建

1.生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程平臺(tái)的搭建

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)的教學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分。通過對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為生物醫(yī)學(xué)工程各個(gè)研究方向?qū)I(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定必要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。鑒于此，中南大學(xué)把生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)組織管理機(jī)構(gòu)設(shè)置在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，突出基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)的教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)內(nèi)容的理解和把握。

2.生物醫(yī)學(xué)工程不同方向?qū)I(yè)課程平臺(tái)的搭建

根據(jù)醫(yī)療器械各領(lǐng)域?qū)臉I(yè)人員知識(shí)背景的不同需求，需要為不同方向的學(xué)生提供不同的專業(yè)課程教學(xué)平臺(tái)。如生物信息方向含“生物信息學(xué)”“計(jì)算分子生物學(xué)”“結(jié)構(gòu)生物學(xué)”等課程，需要生物學(xué)科和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。生物醫(yī)用材料方向含“材料科學(xué)與基礎(chǔ)”“材料力學(xué)”“材料加工原理”等課程，需要材料科學(xué)與工程學(xué)科的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。醫(yī)學(xué)儀器方向含“電子技術(shù)”“傳感器原理與技術(shù)”“信號(hào)與系統(tǒng)”“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)”等課程，需要電子科學(xué)與技術(shù)的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。采用不設(shè)實(shí)體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程平臺(tái)的模式適應(yīng)了新時(shí)期對(duì)跨領(lǐng)域人才的新需求，為不同方向的學(xué)生提供了系統(tǒng)性的知識(shí)構(gòu)架與從理論到實(shí)踐的引導(dǎo)過程，可以達(dá)到很好的教學(xué)效果。

3.生物醫(yī)學(xué)工程不同方向?qū)嵺`平臺(tái)的搭建

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)因?yàn)榻徊嫘浴?shí)踐性和工程性的特點(diǎn)，在一個(gè)實(shí)體內(nèi)同時(shí)搭建包含醫(yī)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科課程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)需要耗費(fèi)學(xué)校大量的建設(shè)資金，因此，采用不設(shè)實(shí)體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程實(shí)踐平臺(tái)的模式，充分利用各高校長期的發(fā)展過程中積累的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享，可快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

第一層次的平臺(tái)建設(shè)結(jié)合全校共享的公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，充分滿足不同專業(yè)方向的本科生進(jìn)行基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)的需求;第二層次的平臺(tái)建設(shè)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程不同方向的實(shí)際，不同方向的課程實(shí)踐可安排在不同學(xué)科的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如生物醫(yī)用材料方向的金工實(shí)習(xí)，材料學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)均可在材料科學(xué)與工程實(shí)踐平臺(tái)完成。第三層次的平臺(tái)是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)及實(shí)踐平臺(tái)，可積極引導(dǎo)學(xué)生參加“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”、教師的科學(xué)研究活動(dòng)和學(xué)科綜合競賽活動(dòng)，也可以與企業(yè)、?行業(yè)、研究院所的深度融合和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，獲取社會(huì)資源，同大型醫(yī)院的醫(yī)學(xué)工程部、醫(yī)療器械企業(yè)和醫(yī)療器械檢測(cè)所展開合作，建設(shè)不同方向的專業(yè)實(shí)踐基地，為學(xué)生營造一個(gè)接觸和體驗(yàn)接近真實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的環(huán)境。

結(jié)語

建設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要，是國家新工科建設(shè)的要求。生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建和平臺(tái)建設(shè)模式要勇于創(chuàng)新，要看準(zhǔn)未來發(fā)展和行業(yè)變革的趨勢(shì)，引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，?服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。?為此，需要全校上下的通力合作，進(jìn)一步探索和研究生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系、實(shí)踐培養(yǎng)體系及在非實(shí)體本科教學(xué)平臺(tái)建設(shè)模式、制度和機(jī)制方面勇于創(chuàng)新等，為建設(shè)工程教育強(qiáng)國做出貢獻(xiàn)，為創(chuàng)新型國家建設(shè)提供卓越型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才支撐和智力保證。

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作者簡介

黃智（1984.03—），男，漢，湖南衡南，博士，副教授，無源醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)和制造。