快速搭建生物医学工程专业本科教学培养平台的建设模式探讨

黄智　黄忠朝　喻罡　刘文明　管茶香

摘要：建设生物医学工程专业是全球的健康需求和国家的战略需要，是国家新工科建设的要求。本文首先分析生物医学工程专业人才培养体系的特点，其次基于新工科平台的构建模式提出生物医学工程专业培养平台的建设模式，然后针对生物医学工程的特征给出快速搭建生物医学工程专业本科教学培养平台的具体建议，以期为各类高校开展生物医学工程本科教学培养平台建设提供参考和借鉴。

关键词：新工科;专业建设;人才培养;学科融合;生物医学工程

引言

生物医学工程学科是以自然科学的基本原理、工程技术的方法和视角解决生物科学和医学领域中各类问题的学科。 起初，生物医学工程学科主要是面向医学领域中的医疗仪器和设备研制及应用的;随着科学技术的发展和学科研究的需求及拓展，生物医学工程学科渗透到了生物机理方面的基础性研究;在医疗信息化高速发展时代，生物医学工程学科又增加了与医疗信息化相关的软件开发及信息学方面的研究;在基因技术兴起时期，生物医学工程学科随后又进行了基因组学和生物信息学的研究;如今，随着“互联网+”技术、人工智能、大数据、精准医疗时代的到来，生物医学工程进入了“ 互联网 +” 时 代。由此可以看出，生物医学工程学科具有突出的创新性、战略性、前沿性、交叉性、实践性和工程性特点，所以，其在新工科建设中具有明显优势，如紧跟时代战略发展、把握政策导向、服务产业需求、处于新工科发展前沿、引领学科发展等。 另外，生命科学、医学与自然科学和工程学科相融合，不但推动了其方法学的创新和技术平台的建立，而且促进了社会进步和经济的发展，形成了很多新的产业、行业和研究领域，从而推动了新技术的应用，推动了社会的进步，促进了学科的大融合、大交叉。生物医学工程专业的人才在未来将被大量需求，加大加快对生物医学工程专业的建设符合全球的健康需求和国家的战略需要、未来需求和发展方向。

一、生物医学工程专业人才培养体系的特点

截至目前，我國已有超过70多所高校建立了生物医学工程专业，其中70%为理工或综合性大学.30%为医学院校。因教学资源与条件的不同，理工科院校与医科院校、综合性大学的培养的人才具有不同的特色。理工类院校生物医学工程专业的教育，主要体现于理学、工学及二者有机结合的特色和优势.如理工类院校在数学、生物、材料、机械、电子、计算机、自动控制等学科，具有坚实的教学基础、丰富的教学经验、良好的教学资源与条件。理工科院校侧重于培养学生具备扎实的基础知识，包括数学、物理、电子、机械、生物等学科;熟悉医学电子仪器、生物医学信息、计算机、生物材料等相关学科专业知识;善于利用工程学方法与手段，解决专业相关领域的问题。医学院校的优势在于：①医学师资力量强，学生医学基础扎实;②学生熟悉医院环境，更容易与临床医师沟通合作;③医疗设备、病理资源丰富，学生实践机会多。医学院校培养的生物医学工程类人才，由于有一定的医学背景，能迅速发现并解决有实际临床意义的应用性问题，而受到各级医疗机构和各大医疗设备公司的欢迎。

生物医学工程专业因为交叉学科的特点，专业课程体系比一般的工程专业更复杂，包含医学、电子、材料、机械等多学科课程。这导致本专业在国内高校中普遍存在一个问题：课程体系分散，学生各种知识都学一点，但都学得不精。因而在综合性大学设置有不同的研究方向与领域，包括医疗仪器、生物医用材料、医学信息学、医学图像处理等等，不同研究方向的课程体系设置有所不同。例如医疗仪器方向的课程中主要包括医学仪器原理、现代医学仪器、现代传感技术等课程，而生物医用材料方向的课程设置中则应加强材料相关的课程，包括材料科学基础、材料加工工艺、生物医用材料等课程。

现代教育应以育人为本，以学生为本。在制定教学计划、建设课程体系时，要确立学生的主体地位，尊重学生的兴趣爱好和个性特点，从根本上调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，变被动学习为主动学习，不断培养学生的自主学习能力和创造性思维。以人为本.还要认真考虑学生就业的需要，要适应社会，特别是用人单位的急切需求。因此，针对学生不同兴趣爱好和以就业需求为导向，还需设置不同的就业创业课程体系。中南大学生物医学工程专业设置在基础医学院，依托基础医学院在细胞生物学，生理学，解剖学，免疫学，动物实验科学等学科已有的教学资源和实践平台，设置了医疗器械生物学评价、医疗器械安全有效性评价、医疗器械管理和生物学综合实习等课程，将医疗器械的成品检验和注册审评过程所需要的基础知识与动手实践能力分解到各个具体的课程，构建就业创业课程体系。该体系不但可从顶层设计上实现与政府、企事业单位对从事医疗器械管理、检验和注册工作人才需求的无缝对接，而且使整个教学过程模块化、系统化、规范化。另一方面，学生在学习过程学习目的明确，能极大的激发学生的学习热情和积极性。

二、生物医学工程平台建设模式

新工科平台的构建是开展新工科学科专业建设、发展和人才培养的重要前提和基础，可以有实体和非实体两种模式，即按照传统工科以院系为实体平台进行学科与专业建设的架构和按照新工科特征不设实体的由相关院系和学科关联组成的架构，或称跨学科交融的新型组织。

采用不设实体的组织架构构建生物医学工程平台的模式符合生物医学工程的引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性等特征。这需要相关学科和院系的沟通协调、协作配合和通力合作，教师由来自校内不同实体院系、不同学科和专业方向的教师以及校外兼职教师组成，他们共同承担生物医学工程的科学研究、专业建设和人才培养工作。非实体生物医学工程教学平台的优势集中体现在：能够充分利用相关院系和学科长期积累的校内外各种资源，使生物医学工程建设始于较高的起点;对生物医学工程新产业的需求和未来发展具有很强的适应性，及时调整学科建设方向和人才培养要求，能够及时调整或重组教师队伍。但是，这种非实体平台的有效运行需要制度和机制的保障：在资源分配上要突破传统的院系利益格局，鼓励学科之间融合，强调教育与科研资源共享;考核制度上，要改变以院系为中心的传统评价模式，鼓励教师跨学科专业、跨院系的合作与融合;在管理体制上，要转变传统的条块分割的管理模式，促进跨院系跨学科跨部门的协同发展。

四、生物医学工程本科教学平台的搭建

1.生物医学工程基础医学课程平台的搭建

基础医学知识的教学是生物医学工程专业教学体系的重要组成部分。通过对基础医学知识的学习，为生物医学工程各个研究方向专业知识的学习奠定必要的医学基础。鉴于此，中南大学把生物医学工程专业的教学组织管理机构设置在基础医学院，突出基础医学知识的教学重点，使学生加深对基础医学内容的理解和把握。

2.生物医学工程不同方向专业课程平台的搭建

根据医疗器械各领域对从业人员知识背景的不同需求，需要为不同方向的学生提供不同的专业课程教学平台。如生物信息方向含“生物信息学”“计算分子生物学”“结构生物学”等课程，需要生物学科和基础医学的教师来承担生物医学工程的科学研究、专业建设和人才培养工作。生物医用材料方向含“材料科学与基础”“材料力学”“材料加工原理”等课程，需要材料科学与工程学科的教师来承担生物医学工程的科学研究、专业建设和人才培养工作。医学仪器方向含“电子技术”“传感器原理与技术”“信号与系统”“机电一体化设计”等课程，需要电子科学与技术的教师来承担生物医学工程的科学研究、专业建设和人才培养工作。采用不设实体的组织架构构建生物医学工程专业课程平台的模式适应了新时期对跨领域人才的新需求，为不同方向的学生提供了系统性的知识构架与从理论到实践的引导过程，可以达到很好的教学效果。

3.生物醫学工程不同方向实践平台的搭建

生物医学工程专业因为交叉性、实践性和工程性的特点，在一个实体内同时搭建包含医学、电子、计算机、机械等多学科课程实践教学平台需要耗费学校大量的建设资金，因此，采用不设实体的组织架构构建生物医学工程专业课程实践平台的模式，充分利用各高校长期的发展过程中积累的实践教学平台，实现资源共享，可快速搭建生物医学工程的实践教学平台。

第一层次的平台建设结合全校共享的公共基础实验平台，如物理实验平台，化学实验平台，基础医学实验平台，充分满足不同专业方向的本科生进行基础课程实验的需求;第二层次的平台建设结合生物医学工程不同方向的实际，不同方向的课程实践可安排在不同学科的专业实验平台，如生物医用材料方向的金工实习，材料学基础实验均可在材料科学与工程实践平台完成。第三层次的平台是创新创业实训及实践平台，可积极引导学生参加“大学生创新创业训练计划”、教师的科学研究活动和学科综合竞赛活动，也可以与企业、 行业、研究院所的深度融合和优势互补，获取社会资源，同大型医院的医学工程部、医疗器械企业和医疗器械检测所展开合作，建设不同方向的专业实践基地，为学生营造一个接触和体验接近真实应用系统的环境。

结语

建设生物医学工程专业是全球的健康需求和国家的战略需要，是国家新工科建设的要求。生物医学工程人才培养体系的构建和平台建设模式要勇于创新，要看准未来发展和行业变革的趋势，引领学科发展，提升人才培养质量， 服务社会经济发展。 为此，需要全校上下的通力合作，进一步探索和研究生物医学工程专业人才培养的课程体系、实践培养体系及在非实体本科教学平台建设模式、制度和机制方面勇于创新等，为建设工程教育强国做出贡献，为创新型国家建设提供卓越型生物医学工程专业人才支撑和智力保证。

参考文献

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作者简介

黄智（1984.03—），男，汉，湖南衡南，博士，副教授，无源医疗器械的设计和制造。