生物醫學工程專業學生科研訓練計劃的實踐

摘要：立足于生物醫學工程的學科交叉特點，系統介紹了浙江大學生物醫學工程專業本科生科研訓練計劃的教學實踐工作。在明確的指導思想和工作思路基礎上，制定并完善了相應的管理辦法與運行方式。重點說明了采取的政策機制以及教學實驗中心建設、校內外實習基地建設等具體的條件保障工作。以期最終培養出能夠運用科學和工程技術手段解決人類健康領域中關鍵問題的交叉復合型人才。大學生創新性實驗計劃項目的實施，符合生物醫學工程專業人才培養的目標，對于加強學生實踐與創新能力的培養具有重要意義。

關鍵詞：生物醫學工程；教學；學生科研訓練；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）11-0227-03

生物醫學工程（Biomedical Engineering，簡稱BME）是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科，是多種學科向生物醫學滲透的產物。這門高度綜合的交叉學科，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科[1-2]。隨著自然科學的不斷發展，生物醫學工程的發展前景不可估量。我國目前已有100余所高等學校開展了生物醫學工程相關的教學與科研工作，并對生物醫學工程的教育教學方法改革進行了積極的探索與研究[3-4]。目前已基本認為，實驗與實踐教學的管理與改革工作已成為該專業教學工作面臨的核心問題之一[5-8]。但是，與大學生自主參加科研活動而開展的實踐教學改革報道，則仍為闕如。現隸屬于浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院的本學科，主要應用現代工程技術手段解決生物醫學中的檢測、診斷、治療等問題，研究涵蓋數字醫療信息技術、傳感與檢測技術、電子計算機技術、醫療儀器等。在多年的教學與科研工作中為生物醫學工程積累了豐富的教學與科研方法。大學生科研訓練計劃（Student Research Training Program，簡稱SRTP），是浙江大學為推動學生科研訓練向縱深和多層次方向發展，加強和拓展第二課堂實踐創新活動，增強學生科研能力而開展的主要針對本科生的科研實踐活動[9-10]。浙江大學生物醫學工程專業，多年來根據本專業的科學特點，堅持復合型、創新型人才培養目標，在STPT的教學實踐和改革中，精心塑造能夠運用科學和工程技術手段解決人類健康領域中關鍵問題的交叉復合型人才，獲得了一定的教改經驗，并取得了一定的成績。

一、指導思想與工作思路

圍繞“以人為本、整合培養，求是創新、追求卓越”的生物醫學工程教育理念，結合自身特點凝練“以學生為本，重素質，求創新”的辦學理念，致力于學生的個性發展空間拓展和創新能力的交叉復合型人才培養。

1.明確指導思想，積極開展科研訓練。明確實施大學生科研訓練主要目的在于：一是給本科生提供科研訓練機會，以期學生盡早進入該專業科研領域，接觸和了解學科的前沿，明晰學科的發展動態；二是充分利用學科綜合、教學資源和人才的優勢，因材施教，提高教學質量和辦學效益；三是培養學生理論聯系實際，自主創新意識，科研創新能力和獨立工作能力；四是加強師生團隊合作精神和交流表達能力；五是以傳統學科專業為背景立項逐步向基于問題和社會需求相結合為導向的科研立項，鼓勵部分項目出成果，為建設創新型國家做貢獻。

2.堅持辦學特色，發揮學科交叉優勢。近年來，伴隨國家高等教育改革，本專業及時轉變教育思想，堅持自身辦學特色，充分利用理、工、醫學科交叉的優勢，按照社會需求進行人才的培養，在傳統專業改造、教學改革、交叉實驗教學平臺建設方面取得了顯著成績。特別是在實踐教學領域，本專業積極倡導學生立足學科交叉的復合知識結構，敢于嘗試、勇于創新，在項目實施過程中，學生立項項目均為交叉領域的研究方向，涉及多領域的知識，形式多樣、內容豐富、充分體現了生物醫學工程本科教學工作的特色和學生的創新能力。

3.強調主動意識，鼓勵學生積極參與。強調培養學生的主動意識，并貫穿到大學生科研訓練項目的整個實施過程，讓學生充分感悟主動進取的創新科研精神。在項目實施中，一貫重視發揮學生的主觀能動性，通過各種方法鼓勵學生參與、引導學生參與。在項目啟動階段，著重抓好相關信息的發布和反饋工作，鼓勵學生積極參與學校有關部門組織的宣講會、交流會等活動。在學生立項階段，與有關教師保持密切溝通，積極協調、幫助本科學生尋找科研興趣和有關項目方向。在項目進行階段，認真關注、督促學生項目的進展，重視發揮學生科研項目的輻射優勢。

二、管理辦法與運行方式

自從大學生科研訓練項目在我校實施以來，在浙江大學本科生院的指導下，積極響應、精心籌劃、狠抓落實。通過大量認真細致的工作，確保大學生科研訓練項目的順利開展，生物醫學工程專業在大學生科研訓練項目的實施的工作中，主要做了以下工作。

1.鼓勵學生立項，嚴把立項標準。主要面向二三年級學生，畢業班學生一般不作為項目負責人，立項項目的實施年限為一年。大學生科研訓練項目由學生自主申報；若組隊申報，則每個團隊一般不超過三個人，有機協作。成立了大學生科研訓練領導小組，領導小組由院長、系主任、骨干教師及教務管理人員組成。由領導小組負責組織本學科專家對申報的項目申請書進行評審，通過評審的項目報學校，由學校組織有關專家委員會評審、答辯，最終確定立項的項目。

2.分級指導管理，保障項目進行。經過對學生的宣傳動員、學生填寫申請表、制訂項目實施方案、聘請指導教師等幾個階段，整理出初步的科研訓練項目匯總表。大學生科研訓練領導小組在此基礎上對項目進行審查。本專業學生項目組均邀請了相關高級職稱教師擔任指導教師，要求他們切實承擔起項目的指導任務。各項目組均展開了不定期項目專題討論、進展報告等。

3.嚴控結題驗收，保證優質完成。大學生科研訓練的中期檢查和結題驗收均采用集中答辯、演示、驗收的形式進行。驗收專家由各系教師組成。形式類似于畢業論文答辯，并注意了以下幾個方面：答辯過程的規范化；項目進展的真實性；引導學生從項目進行的過程中汲取成功的經驗與失敗的教訓；引導學生在大學生科研訓練完成的工作的基礎上繼續深入研究，盡可能形成成果。

三、政策機制與條件保障

培養具有實踐創新能力的高素質人才是生物醫學工程教育教學改革的一個非常重要的目標，本專業這些年來為適應社會經濟和科技的快速發展，在人才培養模式的改革、創新型人才的培養等方面進行了積極的探索與實踐，為大學生科研訓練項目的實施提供了有力保障。

1.科研訓練政策機制。從學院與學科層面，在大學生科研訓練項目實施過程中結合學校有關鼓勵政策，明確了一系列有效的激勵政策。同時，制定了本科教學工作獎勵條例，對取得一定成果的老師進行獎勵。對學生而言，通過中期檢查并結題驗收合格的項目，均可記第二課堂相應學分（具體參照浙江大學本科生第二課堂學分實施細則）；對結題驗收特別優秀或立項項目取得較好成果的項目負責人，在學業合格的情況下，在推薦免試研究生時同等條件下優先考慮；鼓勵項目研究成果轉化；參加校院SRTP項目者可作為每年申請省級和國家級大學生科研創新項目條件之一。

2.科研訓練條件保障①科研訓練研究經費。大學生科研訓練項目研究經費由學校根據立項的情況下發。但是，由于參與的學生越來越多，SRTP的活動經費仍然比較緊張。因此，本學科積極探索了除校立項目下撥經費之外的其他經費來源。鼓勵本專業多數教師用課題組的科研經費來支持大學生科研訓練活動。目前的做法是對所有項目用統籌的方法來使用經費，項目經費主要用于購置實驗材料、測試加工、資料、交通費等開支，實行專款專用。②教學實驗中心建設。本學科建設并投入使用的“生物醫學工程教學實驗中心”建有信息處理與仿真、工程生理教學實驗室、綜合設計與實踐實驗室等9個專業教學實驗室，使用面積達到700平方米。經過近幾年的持續建設和改造，目前實驗中心教學實驗設備先進，套數較為齊全。本學科充分發揮自身較強的科研開發能力，近幾年來，實驗室專職人員聯合相關教師相繼開發并啟用了醫學儀器實驗裝置、智能門鎖管理系統、帶有生理參數的人體仿真模型等大量的自制設備，極大地方便了學生在現有儀器設備的基礎上進行的創新性設計與二次開發[11]。通過深化實驗室管理和實驗時間合理設置，學院實驗中心開發了門禁管理系統，學生可以根據需要刷卡進入實驗室進行實驗。這樣保證了實驗室在開放時間和開房率方面最大限度地滿足了學生的需求。③校內外實習基地建設。實踐基地是培養學生的實踐創新能力和動手能力的物質平臺。目前本科生的實踐基地分為校內基地和校外基地兩種。浙江大學學生科學儀器技術服務中心（校內實踐基地）：本專業在84年成立了學生維修組，承擔了為全校相關單位和實驗室儀器及計算機維修、維護工作。他的功能是讓學生基于這樣的平臺進行一些技術上的科研訓練，由中心成員組成的團隊多次在國家科研競賽中獲得優異成績，從儀器技術服務中心出去的同學，在電子應用技術、計算機技術和人際交往能力等方面都是同齡人中的佼佼者，在企業或學術界都有很好的口碑；臨床實踐基地（校外實踐基地）：2008年開始與浙江大學醫學院附屬第一醫院等11家單位共建了生物醫學工程臨床實踐與實習基地，為學生的科研訓練提供了更大更寬的實踐平臺和更好的教學條件。使學生開闊視野，為熟悉和了解醫療設備在醫院的實地應用提供最大可能的便利條件。也為大學生科研訓練工作走向實用化起到了引導作用。同時，教學實踐基地的建立也為學生的科研實踐工作和醫院的人才的選拔都提供了一個很好的平臺。

校內外教學實習基底的建設，有助于發揮學科交叉優勢，從實驗教學模式、實驗教學層次體系、實驗教學方法進行改革和探索，建設一個設計為主的綜合、開放的實驗室，為學生提供一個開放、安全、高效和有序的實驗環境，同時不斷提升大學生科研訓練管理水平，為大學生科研訓練項目的實施提供有力保障。

四、創新成果與總結

立足學生實驗和校內外實踐基地建設，為培養學生實踐和創新能力創造條件。同時，本學科非常重視學生的科技賽事，如組織電子設計競賽、虛擬儀器設計大賽等，在各類學科競賽、國家、省大學生創新性實驗項目及校、院二級SRTP中均取得了一定的創新成果。近幾年來，浙江大學生物醫學工程專業本科生參加各類競賽共200余人次，共發表各類論文20余篇，其中SCI收錄7篇，EI收錄6篇，ISTP收錄1篇；獲軟件著作權6項，實用新型專利10項，發明專利申請1項；學生獲國際和國家級獎項16人次（如：中國機器人大賽暨RoboCup公開賽類人組冠軍、大學生數學建模競賽國際一等獎等）、省部級獎項30多人次，2007年大學生電子設計競賽獲全國一等、二等獎各一項（學校共獲一等、二等獎各兩項）；2010年獲ADI中國大學創新設計競賽一等獎1項。本學科已完成國家大學生創新訓練項目共14項，省大學生創新訓練項目共12項，校級SRTP項目175項，院級SRTP項目87項，85%以上學生均參加校、院二級SRTP。總之，我們一貫注重學生實踐能力培養，以大學生創新性實驗計劃實施為契機，一方面構建了系統完整的實踐教學體系，為培養學生實踐和創新能力創造條件；另一方面非常重視學生動手能力培養，努力構建適合專業人才培養目標、具有特色的創新人才培養模式和培養方案，積極推進大學生創新能力訓練體系的構建。因此，大學生科研訓練活動的實施是生物醫學工程專業培養創新人才的重要舉措，有助于更好地培養大學生科技創新意識，提高大學生科技創新能力。

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作者簡介：茅麗蓉（1962-），女，浙江海寧人，工程師，本科教學科科長，主要從事本科教學管理工作。