生物医学工程专业实验室建设的探讨

杜若瑜，汤丽华，安荣荣，武灵芝，王 俊

（南京邮电大学 地理与生物信息学院，江苏 南京 210023）

·实验室建设与管理·

生物医学工程专业实验室建设的探讨

杜若瑜，汤丽华，安荣荣，武灵芝，王 俊

（南京邮电大学 地理与生物信息学院，江苏 南京 210023）

该文从加强实践教学，完善教学体系出发，阐述了生物医学工程实验室建设的重要性和主要建设内容。该文以南京邮电大学生物医学工程专业实验室的创建和平台建设为例，介绍了创新性实验室的建立过程和管理机制。实践结果表明，生物医学工程专业实验室的建立极大地推动了实验教学内容和教学方式的变革，为培养全面发展的创新性人才奠定了基础，使专业建设进入一个新的高度。

生物医学工程；专业实验室；创新性人才；实践平台；课程体系

生物医学工程是综合生物学、电子学和医学的新兴交叉性学科，研究内容广泛，涉及微电子学、计算机技术、化学、物理等和医学结合的边缘学科，主要通过工程的办法来解决生物医学中存在的实际问题，对人类的健康和医疗卫生事业的发展具有重要的推动作用，目前已成为全球发展最快的产业之一，也推动了国内高校一大批生物医学工程专业的诞生和发展［1－4］。

生物医学工程专业是一门实践性很强的学科，通过本科人才培养，不仅要求学生具备丰富的专业基础理论知识，而且对学生的创新实践能力也提出了新的要求［3－6］。因此，实验室的建设和发展是该学科发展的必然趋势，对学生科学研究能力的培养发挥着重大的作用。在实验室内，学生可以将课堂所学理论知识与实践相结合，培养学生动手、动脑能力，发现课堂所学原理的真正所用，并在此基础上进行创新［6－10］。自2008年南京邮电大学生物医学工程专业建立以来，学校和学院对其实践教学进行了积极探索，对教学内容和教学环境不断改进，逐渐建成了一个教学和科研相辅相成的综合性实践基地，进一步完善了南京邮电大学“教学研究型本科人才培养实践创新体系”，为专业特色人才的培养奠定了基础。

1 生物医学专业实验室的建立

鉴于实践教学的重要性，自建院以来，学校就对生物医学专业实践环境给予了极大的重视。实验室初期以教学为主搭建了一个医学电子教学仪器平台，对学生开放医学信号检测、生物传感以及数据库分析的实践平台，满足基本的教学需求。接着，随着教学活动的不断丰富，进一步建立了生物医学专业实验室，在原来的信号检测基础上，积极构建了生物信息表征和分析平台，将科研和教学结合起来，引导学生关注该领域的最新发展成果。由于不断投入人力和物力，经过几年的建设，最终建成了一个教学和科研相长的综合性实验基地。

生物医学实验是以生命科学问题为导向，以实验方法和研究内容为主线，在细胞、亚细胞和分子水平3个层次上，学习如何通过科学实验手段来研究分析生物分子的结构、组成和功能，以及疾病发生机制的独立性实践课程［10－12］。它继承并发展了生物化学、细胞生物学、遗传学和分子生物学实验的核心内容，并且更加强调学科之间的交叉融合，更加重视新技术的应用和对学生创新能力的培养。其任务是在对学生进行系统、规范的生物医学实验技能训练的同时，强调对学生动手能力、科研素质、探索精神和创新能力的培养，为学生提供一个理论联系实际、大胆实践操作和积极思考的舞台，使学生通过课程的学习，掌握医学生物学实验的基本原理、基本方法和技术，培养科学的思维、创新的意识、独立思考、综合分析和解决问题的能力。

2 生物医学实验室的教学改革内容

2.1 课程体系的建立和师资队伍的建设

经过多年的教学探索，结合生物医学工程本科专业的培养目标，我们对生物医学工程实验课程的设置有了更深的认识，对教学大纲和教学内容不断进行修订和充实，建立了课程实验、专题实验和综合实验等实践课程体系，在学分、学时数、环节类别和可选择性等各个方面，都进行了强化，同时注重了灵活性和学生的自主性，如图1所示。学院还集中了一支责任心强、教学和科研水平高、经验丰富的教师队伍来承担该课程的教学建设，从实验的设计、操作以及分析改进对学生进行全面指导，扩大了学生的视野，增强了学生的实践创新能力，使得实验教学内容能够逐步与生物医学工程学科发展紧密接轨。

2.2 实验室软硬件平台的综合搭建

生物医学实验室的建设需要投入大量的人力和物力。在建院之始，学院就设置了学科专业实验场地，购置了超声仪。医学检测工作箱等一批试验设备，服务于本科教学。随着教学改革的深入，学院的实践教学环境不断扩展和更新，得到了长足的发展。目前实验室已经具有了信号检测平台，生物材料制备平台以及分子结构信息表征平台等，如图2所示。这些仪器为生物医学专业师生提供了良好的学习和研究环境，保证了教学和创新活动的开展。

2.3 实验室的维护和管理

随着教学和科研的需求，实验室的平台建设还需要不断地扩大和加强。除了满足学院的实践教学任务，还要积极承担起学校的学科建设、人才培养任务，积极促进跨学科的交流合作，建设成为一个开放、综合性的实验基地，因此实验室的维护和管理至关重要。首先，要对实验室现有的仪器设备进行编号，专人负责，建立规范的操作章程，定期进行校正、保养，从而保证仪器良好的工作状态，延长使用寿命，保证教学和科研工作的顺利进行。其次，实验室要定期开展一定的培训课程，包括基本的实验室安全、实验废品的清理、实验报告的撰写等内容，引导初期进入实验室的学生尽快进入规范的实验操作过程，少走弯路，增强学生的自信心，自愿、自主地进行实验。同时建立实验室资源库，将实验室的仪器设备的规格参数、使用范围进行详细的介绍，便于查找，既有助于学生实验前做好调研工作，也有助于同行进行检索和开展跨学科的实验合作交流。

图1 生物医学工程专业实践课程体系

图2 生物医学实验平台

3 结束语

生物医学专业实验室的建设旨在培养学生科学实验能力与提高学生科学实验素养，使学生在获取知识的同时提高自学能力、运用知识的综合分析能力、动手能力和设计创新能力；建立与教学研究型大学特点相适应的生物医学工程实验课程新体系，改革实验教学内容和教学方法，健全和完善各项教学管理制度，使课程质量和教学水平达到一个新的高度，将本专业建设成为精品专业，培养具有专业特色的应用型人才；同时从生物大分子的结构功能关系、生命信息的获取和分析以及新型生物材料的设计和制备等方面展开基础性研究，应用信息科学领域的最新成果，发展生命科学研究的新技术和新方法，对人类重大疾病的诊断、治疗和预防提供理论指导和技术支持。

［1］武芳.高校实验室建设与创新人才培养模式［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2014，39（7）：206－209.

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［3］王光利，代小红.高校生物医学工程专业若干问题的探讨［J］.医学教育探索，2010，9（4）：454－456.

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［10］张玉平，秦惠洁.浅谈研究型大学的本科实践教学体系［J］.实验室研究与探索，2005，24（3）：62－65.

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［12］刘林涛，田慧珍.高校实验室改革与发展研究［J］.中国现代教育装备，2013，2（15）：25－31.

Exp loration on Construction of Biomedical Engineering Laboratory

DU Ruoyu，TANG Lihua，AN Rongrong，WU Lingzhi，WANG Jun
（School of Geography and Biological Information，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210023，China）

In terms of enhancing practical teaching and the course system，the importance and main construction contents of the Biomedical Engineer Laboratory is described in this paper.As an example of the Biomedical Engineer Laboratory in Nanjing University of Posts and Telecommunications，the establishment process andmanagement framework have been introduced in details.The practical results show that the construction of the laboratory of biomedical engineering has greatly promoted the reform of experiment teaching content and teachingmethods，thus laying a foundation for cultivating innovative talents with all－round development，so that profes sional construction has entered a new level.

the biomedical engineer subject；practice teaching；innovative talents；practice platform；curriculum system

G482

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.034

2015－10－17；修改日期：2017－04－18

南京邮电大学教学改革项目（JG03216JX60，JG03215JX87）；南京邮电大学实验室课题项目（17032SG1310，2016XZZ04，17032SG1613）；南京邮电大学信息文科建设工程项目（XJ03201）。

杜若瑜（1985－）女，博士，讲师，主要从事生物信号处理方面的研究。

武灵芝，副教授，wulz＠njupt．edu．cu