快速搭建生物醫學工程專業本科教學培養平臺的建設模式探討

黃智　黃忠朝　喻罡　劉文明　管茶香

摘要：建設生物醫學工程專業是全球的健康需求和國家的戰略需要，是國家新工科建設的要求。本文首先分析生物醫學工程專業人才培養體系的特點，其次基于新工科平臺的構建模式提出生物醫學工程專業培養平臺的建設模式，然后針對生物醫學工程的特征給出快速搭建生物醫學工程專業本科教學培養平臺的具體建議，以期為各類高校開展生物醫學工程本科教學培養平臺建設提供參考和借鑒。

關鍵詞：新工科;專業建設;人才培養;學科融合;生物醫學工程

引言

生物醫學工程學科是以自然科學的基本原理、工程技術的方法和視角解決生物科學和醫學領域中各類問題的學科。?起初，生物醫學工程學科主要是面向醫學領域中的醫療儀器和設備研制及應用的;隨著科學技術的發展和學科研究的需求及拓展，生物醫學工程學科滲透到了生物機理方面的基礎性研究;在醫療信息化高速發展時代，生物醫學工程學科又增加了與醫療信息化相關的軟件開發及信息學方面的研究;在基因技術興起時期，生物醫學工程學科隨后又進行了基因組學和生物信息學的研究;如今，隨著“互聯網+”技術、人工智能、大數據、精準醫療時代的到來，生物醫學工程進入了“?互聯網?+”?時?代。由此可以看出，生物醫學工程學科具有突出的創新性、戰略性、前沿性、交叉性、實踐性和工程性特點，所以，其在新工科建設中具有明顯優勢，如緊跟時代戰略發展、把握政策導向、服務產業需求、處于新工科發展前沿、引領學科發展等。?另外，生命科學、醫學與自然科學和工程學科相融合，不但推動了其方法學的創新和技術平臺的建立，而且促進了社會進步和經濟的發展，形成了很多新的產業、行業和研究領域，從而推動了新技術的應用，推動了社會的進步，促進了學科的大融合、大交叉。生物醫學工程專業的人才在未來將被大量需求，加大加快對生物醫學工程專業的建設符合全球的健康需求和國家的戰略需要、未來需求和發展方向。

一、生物醫學工程專業人才培養體系的特點

截至目前，我國已有超過70多所高校建立了生物醫學工程專業，其中70%為理工或綜合性大學.30%為醫學院校。因教學資源與條件的不同，理工科院校與醫科院校、綜合性大學的培養的人才具有不同的特色。理工類院校生物醫學工程專業的教育，主要體現于理學、工學及二者有機結合的特色和優勢.如理工類院校在數學、生物、材料、機械、電子、計算機、自動控制等學科，具有堅實的教學基礎、豐富的教學經驗、良好的教學資源與條件。理工科院校側重于培養學生具備扎實的基礎知識，包括數學、物理、電子、機械、生物等學科;熟悉醫學電子儀器、生物醫學信息、計算機、生物材料等相關學科專業知識;善于利用工程學方法與手段，解決專業相關領域的問題。醫學院校的優勢在于：①醫學師資力量強，學生醫學基礎扎實;②學生熟悉醫院環境，更容易與臨床醫師溝通合作;③醫療設備、病理資源豐富，學生實踐機會多。醫學院校培養的生物醫學工程類人才，由于有一定的醫學背景，能迅速發現并解決有實際臨床意義的應用性問題，而受到各級醫療機構和各大醫療設備公司的歡迎。

生物醫學工程專業因為交叉學科的特點，專業課程體系比一般的工程專業更復雜，包含醫學、電子、材料、機械等多學科課程。這導致本專業在國內高校中普遍存在一個問題：課程體系分散，學生各種知識都學一點，但都學得不精。因而在綜合性大學設置有不同的研究方向與領域，包括醫療儀器、生物醫用材料、醫學信息學、醫學圖像處理等等，不同研究方向的課程體系設置有所不同。例如醫療儀器方向的課程中主要包括醫學儀器原理、現代醫學儀器、現代傳感技術等課程，而生物醫用材料方向的課程設置中則應加強材料相關的課程，包括材料科學基礎、材料加工工藝、生物醫用材料等課程。

現代教育應以育人為本，以學生為本。在制定教學計劃、建設課程體系時，要確立學生的主體地位，尊重學生的興趣愛好和個性特點，從根本上調動學生的學習積極性，激發學生的學習熱情，變被動學習為主動學習，不斷培養學生的自主學習能力和創造性思維。以人為本.還要認真考慮學生就業的需要，要適應社會，特別是用人單位的急切需求。因此，針對學生不同興趣愛好和以就業需求為導向，還需設置不同的就業創業課程體系。中南大學生物醫學工程專業設置在基礎醫學院，依托基礎醫學院在細胞生物學，生理學，解剖學，免疫學，動物實驗科學等學科已有的教學資源和實踐平臺，設置了醫療器械生物學評價、醫療器械安全有效性評價、醫療器械管理和生物學綜合實習等課程，將醫療器械的成品檢驗和注冊審評過程所需要的基礎知識與動手實踐能力分解到各個具體的課程，構建就業創業課程體系。該體系不但可從頂層設計上實現與政府、企事業單位對從事醫療器械管理、檢驗和注冊工作人才需求的無縫對接，而且使整個教學過程模塊化、系統化、規范化。另一方面，學生在學習過程學習目的明確，能極大的激發學生的學習熱情和積極性。

二、生物醫學工程平臺建設模式

新工科平臺的構建是開展新工科學科專業建設、發展和人才培養的重要前提和基礎，可以有實體和非實體兩種模式，即按照傳統工科以院系為實體平臺進行學科與專業建設的架構和按照新工科特征不設實體的由相關院系和學科關聯組成的架構，或稱跨學科交融的新型組織。

采用不設實體的組織架構構建生物醫學工程平臺的模式符合生物醫學工程的引領性、交融性、創新性、跨界性和發展性等特征。這需要相關學科和院系的溝通協調、協作配合和通力合作，教師由來自校內不同實體院系、不同學科和專業方向的教師以及校外兼職教師組成，他們共同承擔生物醫學工程的科學研究、專業建設和人才培養工作。非實體生物醫學工程教學平臺的優勢集中體現在：能夠充分利用相關院系和學科長期積累的校內外各種資源，使生物醫學工程建設始于較高的起點;對生物醫學工程新產業的需求和未來發展具有很強的適應性，及時調整學科建設方向和人才培養要求，能夠及時調整或重組教師隊伍。但是，這種非實體平臺的有效運行需要制度和機制的保障：在資源分配上要突破傳統的院系利益格局，鼓勵學科之間融合，強調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評價模式，鼓勵教師跨學科專業、跨院系的合作與融合;在管理體制上，要轉變傳統的條塊分割的管理模式，促進跨院系跨學科跨部門的協同發展。

四、生物醫學工程本科教學平臺的搭建

1.生物醫學工程基礎醫學課程平臺的搭建

基礎醫學知識的教學是生物醫學工程專業教學體系的重要組成部分。通過對基礎醫學知識的學習，為生物醫學工程各個研究方向專業知識的學習奠定必要的醫學基礎。鑒于此，中南大學把生物醫學工程專業的教學組織管理機構設置在基礎醫學院，突出基礎醫學知識的教學重點，使學生加深對基礎醫學內容的理解和把握。

2.生物醫學工程不同方向專業課程平臺的搭建

根據醫療器械各領域對從業人員知識背景的不同需求，需要為不同方向的學生提供不同的專業課程教學平臺。如生物信息方向含“生物信息學”“計算分子生物學”“結構生物學”等課程，需要生物學科和基礎醫學的教師來承擔生物醫學工程的科學研究、專業建設和人才培養工作。生物醫用材料方向含“材料科學與基礎”“材料力學”“材料加工原理”等課程，需要材料科學與工程學科的教師來承擔生物醫學工程的科學研究、專業建設和人才培養工作。醫學儀器方向含“電子技術”“傳感器原理與技術”“信號與系統”“機電一體化設計”等課程，需要電子科學與技術的教師來承擔生物醫學工程的科學研究、專業建設和人才培養工作。采用不設實體的組織架構構建生物醫學工程專業課程平臺的模式適應了新時期對跨領域人才的新需求，為不同方向的學生提供了系統性的知識構架與從理論到實踐的引導過程，可以達到很好的教學效果。

3.生物醫學工程不同方向實踐平臺的搭建

生物醫學工程專業因為交叉性、實踐性和工程性的特點，在一個實體內同時搭建包含醫學、電子、計算機、機械等多學科課程實踐教學平臺需要耗費學校大量的建設資金，因此，采用不設實體的組織架構構建生物醫學工程專業課程實踐平臺的模式，充分利用各高校長期的發展過程中積累的實踐教學平臺，實現資源共享，可快速搭建生物醫學工程的實踐教學平臺。

第一層次的平臺建設結合全校共享的公共基礎實驗平臺，如物理實驗平臺，化學實驗平臺，基礎醫學實驗平臺，充分滿足不同專業方向的本科生進行基礎課程實驗的需求;第二層次的平臺建設結合生物醫學工程不同方向的實際，不同方向的課程實踐可安排在不同學科的專業實驗平臺，如生物醫用材料方向的金工實習，材料學基礎實驗均可在材料科學與工程實踐平臺完成。第三層次的平臺是創新創業實訓及實踐平臺，可積極引導學生參加“大學生創新創業訓練計劃”、教師的科學研究活動和學科綜合競賽活動，也可以與企業、?行業、研究院所的深度融合和優勢互補，獲取社會資源，同大型醫院的醫學工程部、醫療器械企業和醫療器械檢測所展開合作，建設不同方向的專業實踐基地，為學生營造一個接觸和體驗接近真實應用系統的環境。

結語

建設生物醫學工程專業是全球的健康需求和國家的戰略需要，是國家新工科建設的要求。生物醫學工程人才培養體系的構建和平臺建設模式要勇于創新，要看準未來發展和行業變革的趨勢，引領學科發展，提升人才培養質量，?服務社會經濟發展。?為此，需要全校上下的通力合作，進一步探索和研究生物醫學工程專業人才培養的課程體系、實踐培養體系及在非實體本科教學平臺建設模式、制度和機制方面勇于創新等，為建設工程教育強國做出貢獻，為創新型國家建設提供卓越型生物醫學工程專業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，無源醫療器械的設計和制造。