探索研究型教學之路——生物醫學工程本科生創新培育計劃

[摘 要]我國醫療儀器市場潛力巨大，但醫療儀器產品總體技術含量較低。生物醫療產業普遍存在技術研發人才匱乏、研發能力不足等問題，產品總體質量和技術水平落后于發達國家，缺乏市場競爭力。從生物醫學工程人才培養這一根本問題上著手，在“寬”基礎的前提下，強調培養學生的自我學習能力和創新思維能力以及動手能力的思路。建立導師制，由專業教師擔任本科生學業指導教師，負責本科生的學業指導和項目選題。實行導師制的目的是給予本科生更個性化的發展空間和更全面的有效的指導，并有利于師生雙向提高。

[關鍵詞]本科教育 研究性教學 創新培育

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）15-0006-02

我國醫療儀器市場潛力巨大，但國內醫療儀器產品總體技術含量較低，關鍵技術主要被美、日、德等國家的少數幾個跨國大公司所壟斷。國內生物醫療產業普遍存在技術研發人才匱乏、研發能力不足等問題，產品總體質量和技術水平落后于發達國家，缺乏市場競爭力。要解決目前生物醫療產業創新研發能力低下的難題，首先要從生物醫學工程人才培養這一根本問題上著手。

一、本科生創新培育計劃思路的形成

2004年12月教育部在北京召開了第二次全國普通高等學校本科教學工作會議，研究制訂了《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》。該文件要求“積極推動研究性教學，提高大學生的創新能力”；同時提出“要讓大學生通過參與教師科學研究項目或自主確定選題開展研究等多種形式，進行初步的探索性研究工作”。中山大學的本科人才培養教育觀念是“通識教育、大類教學、復合創新”。相對于其他學科，生物醫學工程學科的特點是多學科交叉，教學過程所涉及的內容多且雜，如果強調“寬”基礎，學生能夠“精（專）”的領域就有限。通過借鑒國內外著名高校的相關經驗和近幾年的嘗試和思考，我們初步形成的思路是：首先培養學生掌握較為廣泛扎實的基礎理論知識，然后以某個方向專業訓練為載體，著重培養學生的自我學習能力和創新思維能力，以及解決具體問題的實踐能力。基于這一思路，我們推出生物醫學工程創新培育計劃，探索中山大學生物醫學工程專業研究性教學的道路。該計劃的總體內容和目標是：中山大學工學院生物醫學工程專業為研究性教學的開展提供硬件條件（設備、場地）與軟件條件（師資、管理）的支持，建立并實行本科生學業導師制度，以本學科已有的廣東省傳感技術與生物醫療儀器重點實驗室為依托、以教師們正在進行的縱向科研項目或橫向開發項目為載體，引導本科學生參與項目調研、方案制訂和項目研發的整個過程，培養學生主動獲取知識的能力、思考創新的能力和實踐能力，為將來更好更快地適應各自的工作崗位要求奠定堅實的基礎。

二、國內外著名大學創新性培養方案分析

我們對國內外著名大學的本科生培養方案，尤其是對國內外著名工科院校的實習教學方案進行了廣泛的調研和分析，逐漸形成了在“寬”基礎的前提下，強調培養學生的自我學習能力和創新思維能力，以及動手能力的思路。例如美國麻省理工學院著重培養學生創造性思維和解決問題的能力，以及終身學習的習慣。既培養學生某一方向的專業技能，也鼓勵學生拓寬知識面，以適應現代社會的挑戰。具體方案有：1.實行本科生學業導師制度。每名本科生入學后將被指定一位專職教師作為學業導師，導師幫助本科生設計學習項目、選課和選專業。在導師的指導下，本科生有機會參與跨學科實驗室和研究中心的研究活動，從而培養學生的研究型思維、完成實驗的技能和進行數據分析的能力。2.學院設有獨立活動期。每年的一月，學生們可以利用學院實驗室與研究中心的資源，從事一些自己感興趣的研究項目。教師則成為項目的指導者與協作者，鼓勵并引導本科生在研究型教學中主動地參與過程。美國明尼蘇達大學機械工程本科培養特色為基礎知識教育與科研能力培養并重，通識教育與專業教育并重。他們專門設有實踐創新教育環節，培養學生綜合實踐和創意創新的能力。具體方案有：1.大量采用講座+討論、講座+實驗的授課方式，強調理論課程與實踐、研究環節的結合。2.設立和基礎課程學習緊密相關的實踐性、研究性學習項目，通過項目的實施，進一步強化學生對基礎理論學習與實際問題解決相互關系的理解。學校還設有獨立活動期、本科生研究項目等實踐創新教育項目，給學生提供了充分的個性發展空間。清華大學電子工程系奉行知識、能力、素質并重的教育理念，通過營造良好的學術環境來激發學生的學習熱情和創造力，注重實驗教學與理論教學相互促進，注重基本技能、綜合能力和創新能力培養，注重將最新的科研成果引入實驗教學。其特點是前期強化基礎、復合交叉，后期導師指導、以人為本，激勵創新。另外，國內外基于問題驅動的產學研教學模式也是值得我們借鑒的。

三、創新培育計劃實施所具備的軟硬件條件

中山大學生物醫學工程學科具有生物醫學工程一級學科博士點和博士后流動站，是廣東省重點學科，設有廣東省傳感技術與生物醫療儀器重點實驗室、廣州市生物醫療設備重點實驗室。目前生物醫學工程學科已有教授38名、副教授41名、講師64名，梯隊完備，所有教師都是工作在科研一線的研究人員。學科的主要研究方向為醫療儀器與傳感器、納米生物材料與組織工程、靶向輸送與控制釋放。學科近年來在相關領域內承擔了多項縱向研究項目，包括國家重點基礎研究發展計劃項目和國家高技術研究發展計劃項目、國家科技部重大科技專項、國家自然科學基金重點項目和教育部新世紀優秀人才支持計劃等。學科緊密結合南沙中山大學科技創新產業基地、廣州大學城健康產業基地以及行業龍頭企業等合作單位，大力倡導協同創新，承擔了多項橫向研究項目。因此，學科的平臺和師資為生物醫學工程本科生創新培育計劃的開展提供了充分的保障。

四、本科生創新培育計劃的實施方案

首先建立導師制，由專業教師擔任本科生學業指導教師，負責本科生的學業指導和項目選題；同時由該教師屬下的研究生擔任學生導師，負責本科生創新培育計劃具體工作的指導與跟進。實行導師制的目的是給予本科生更個性化的發展空間和更全面的有效的指導，這有利于師生雙向提高。

在第一學年，考慮到本科生專業知識的缺乏，創新培育計劃的主要內容是本科生利用課余時間協助教師或研究生從事實驗輔助或文獻調研等工作，使本科生對生醫工專業本身和具體項目科研過程有一個初步的認識，培養學生基本的實驗操作技能和自主檢索學習的能力。后期在導師的指導下撰寫一份助研工作總結報告或文獻檢索報告，同時做成PPT用于年終匯報考評，從而培養學生的基本科技寫作能力和PPT制作與講演能力。

第二學年開始引導本科生逐漸進入具體的項目工作。若干名學生組成項目組，可以參與指導教師的在研項目中的某一部分，或者在教師指導下自主選題。首先進行項目調研和前期預研，中期組織進行項目開題答辯，然后在學業導師或學生導師的具體指導下開展項目研究，鼓勵項目進展較為順利的項目組申報學校的大學生科研項目計劃。

第三學年本科生在導師們的指導下繼續開展創新培育計劃項目工作，可以考慮將夏季學期（小學期）中4周生產實習（項目實習）課程和創新培育計劃項目合并到一起來做。組織中期檢查匯報與成績評定，推薦項目工作表現優秀的本科生參加國家大學生創新計劃、廣東省大學生創新計劃、挑戰者杯等競賽。

第四學年春季學期有長達12周畢業設計（論文）時間，可以充分利用這段時間，在前面三年創新培育計劃工作的基礎上，進一步深化、凝練項目成果，完成畢業設計（論文），進行項目結題答辯。對項目研發過程中表現優秀的本科生推薦研究生免試資格，鼓勵成果突出的學生撰寫專利或論文。另外，學生導師（在讀研究生）給予頒發助教資歷證書，其中表現優異者在教學實踐考評和獎學金評定時給予加分。

總之，我們擬通過生物醫學工程創新培育計劃的實施，探索出一條研究型本科教學的路子，為解決生物醫療產業的自主技術創新、提升國內企業技術水平及市場競爭力提供人才支持。期望學生通過自主學習和項目實踐，熟練掌握生物醫學工程的基礎理論，具備較強的自我學習能力和實踐創新能力，能夠綜合應用多學科知識和方法解決醫學實際問題，成為在生物醫療儀器、生物材料與組織工程等相關領域從事科學研究與應用開發的高素質醫工復合型人才。

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[責任編輯：劉鳳華]