新工科背景下医学院校生物医学工程专业双创教育探索

贝翠琳 刘艳丽 王莹莹 杜丽莉 高小涛

[摘           要]  新工科建设下医学院校生物医学工程专业的教育教学要符合国家战略，适应产业需求，具备跨界整合能力，以培育高质量的生物医学工程专业人才。结合承德医学院生物医学工程专业的实践教学，从培养目标、课程建设、实验实践教学和校企合作机制等方面对如何加强培养学生的创新创业能力进行探索和实践。

[关    键   词]  新工科;医学院校;生物医学工程;创新创业

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）25-0098-02

一、引言

科技创新能力是促进生产力发展的主要因素，是我国现阶段经济发展的主要动力，国务院于2015年6月制定了《关于大力推进大众创业万众创新政策的意见》，此文件把创新创业作为国家的重大发展战略。党的十九大更是明确提出了要“建设创新型国家”的宏伟蓝图。为了满足国家战略和新兴产业的创新发展需求，培养具有全球视野、创新能力的综合性人才是我国高等院校现在的主要任务。2017年2月，教育部为了推动“新工科”的建设实施，先后达成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等重要共识。其目的是为了建设能够满足产业需求、服务于国家重大发展战略并且能面向未来产业发展的新的工程学科与相应专业，从而培养具有创新创业能力、国际视野、跨界整合能力的高素质的工程科技人员。

生物医学工程（BME）学科主要是应用现代工程技术和自然学科的方法和手段，站在工程人员的角度去分析和研究生物个体尤其是人的结构、功能等生命特征的现象，是将生命科学与工程技术相互结合、相互渗透形成的新型前沿学科。该学科涵盖医学医疗设备、生物信息学、医用物理学、细胞生物学、生物力学以及生物医学材料等，在生命科学领域具有极其重要的地位。生物医学工程学科符合“新工科”提出的引领性、交叉性、创新性、前沿性、战略性等特点，因此其在“新工科”建设中优势突出。

二、现状分析

目前，我国有近100所高等院校开设了生物医学工程、生物信息学等本科专业。按照学校的办学背景可以把开设生物医学工程专业的院校分为两类：一类是医学类院校，另一类是理工类院校，形成了截然不同的办学模式。具有医学背景的学校的课程设置侧重于生物材料、医学仪器等领域的课程，虽然不乏临床医学人才，但理工类师资相对薄弱，工科实践教学中心存在起步晚、不能引起学校重视等问题;理工类学校的课程设置更加侧重于工程技术的培养，由于医学类师资相对匮乏，医学类课程较少，解剖等课程更是停留在看图说话的阶段，导致学生获取的医学知识相对欠缺，造成不能确保工程知识有效应用于医学难题等。

对于生物医学工程专业学生的培养，不同高校之间除了以上不同之外，还有很多共性的问题：从设置的课程上看，由于师资薄弱，普遍存在专业课占主要部分，选修课偏少的问题;同时存在明显的前松后紧的情况，也就是高年级课程较多，低年级课程较少。此外，有些专业课程内容存在重叠，专业课中讲过的知识其实在基础课程中早已介绍，不能有效地提高学生学习的积极性和主动探索的兴趣;缺少自然、人文、心里、创业就业等知识课程，课程体系较单一，课程不丰富。在师资方面，大部分院校师资力量充足，不仅能满足教学需求，而且科研实力雄厚，然而对于一部分近年开设生物医学工程专业的院校而言，师资力量还是很薄弱的，尤其体现在实践课程的授课上面。针对学生就业而言，由于生物医学工程是一门交叉性很强的学科，需要学生既要掌握丰富的理论知识，还要具有很强的专业技能、实践动手能力和创新创业的能力，传统的人才培养模式下培养的生物医学工程专业的毕业生欠缺创新思维和创新创业能力，因此不能满足市场经济下用人单位的需求。

三、初步探索

（一）明确培养目标

根据教育部制定的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》中生物医学工程本科专业要求重新定位人才培养目标，秉承“厚基础、重实践、宽口径”的教育理念，以市场需求为导向，充分考虑我省市相关企业及医疗系统生物医学工程产业专业人才需求，深入产业结构，立足于培养临床医学工程方向的应用型人才。其目标是培养具有良好的人文科学素养和团队合作精神，具有社会责任感和职业道德，适应社会与经济发展需要，较全面地掌握关于生物医学工程的基础理论知识，具备基本技能，能在医疗卫生、医疗设备等相关行业的企事业从事医学医疗器械、仪器设备、生物医学工程、电子技术及计算机技术等先关的研究、应用、管理和技术开发等工作，具有终身学习能力和创新创业能力的生物医学工程学科领域的复合型专业人才。

（二）整合课程体系

课程体系建设是人才培养的重要环节，是培养目标的具体体现。在课程建设上，以市场需求为导向，拓宽口径，强化基础，组建该专业课程体系的基本构架，课程设置上形成公共课群、专业基础课程群、专业课程群和专业选修课程群。在教学实践中，本着以学生为主体的教学理念，立足地方当前和未来发展需要，根据学生对知识结构的衔接，及时更新课程内容、调整授课次序，在培养核心课程基本技能的同时兼顾专业设计要求，注重医学知识与工程技术的互融互通，做到融会贯通。

（三）改革实验实践教学

1.整合现有实验室资源，完善实验教学体系

生物医学工程专业的实践课程中由计算机仿真软件实现的课程有图像处理、信号处理、信号与系统等课程。医学传感器、医疗仪器设备实践课程主要通过硬件与软件相结合手段在实验室验证相关实验;主要通过医院医疗设备的见习环节完成的课程有数字化医院、医学仪器故障诊断与维护、临床工程技术等。关于生物医学工程专业的主干课程，如电路基础、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理与接口技术和单片机原理与应用等课程的实践环节，由于其时间环节与基础知识相互渗透，组建了综合实验室，以合理分配教学人员及硬件资源，增加現有实验仪器的使用效率。

（1）基础实验层，主要涉及专业主干课程体系的电路分析、 模电、数电、电装实习等课程及相关课程设计，这部分的实验主要面向的是一年级跟二年级的学生。学生通过学习这部分的实验课程，强化对基础知识的理解，加强对基本原理的掌握，并熟悉了电工电子实验的基本实验方法、实验手段，掌握了基本的实验技能。基础实验层是整个实验体系的根基，主要培养学生的基本试验技能和基本实验方法，为后续的实践课程打下良好的基础。

（2）综合设计实验层，主要涉及课程有微机原理及接口技术、单片机原理及应用、医学传感器、医用设备、图像处理等相关课程及课程设计，这一层次主要为大学二、三年级学生设计，通过综合设计层实验巩固专业知识，初步培养大学生的创新创业能力，综合设计实验主要开设综合性、设计性实验项目，给定实验任务，要求学生分组，给出设计方案，着重培养学生团队意识，根据所学基础专业课解决工程实际问题的综合设计分析能力。

（3）应用创新实验层，主要涉及电子类竞赛、挑战杯及各类创新创业项目竞赛等，实验主要针对大三、大四学生，建立开放实验室，对参加相关比赛学生全天开放，根据参报的竞赛项目自由分组，提出各组自己的设计方案及主要的设计观点，充分调动学生的主观能动性，发挥学生的聪明才智，并开设相关培训课程，培养学生的创造性思维和创新的能力。

（4）创业研发实验层，此类实验主要面向的是毕业班和有大学生创新创业项目的学生，通过参与指导教师的科研项目进行科技训练、科技发明创造等，有助于拓展学生的知识结构，开阔学生的学术视野。还可以利用校企合作机制建立產学研的实践平台，以促进教学与实践环节时刻紧跟市场和时代的步伐，并能提高学生的参与积极性，促进学生主动参与，主动思考及探索，将学生的个体的创新创业潜能及激情充分激发出来，并通过这种创业活动实现自己的创业梦想。

2.提升实验教师的素质与能力

（1）提高教师的创新实践能力。实践课程设计的关键是合理配置实践的内容与时间，摒弃“我说你听”的传统观念，增强互动，实现动脑与动手相结合。学生的成效也能促进教师的教学改革，形成不断循环的正反馈。实验教师应对专业基础知识掌握扎实并有优秀的实操功底，要勇于了解和尝试前沿技术。

（2）创新教学思路，改革教学方法，提升教学水平。实践教学的目的就是灵活掌握并且运用所学的基础知识，在此基础上更要力争做到开拓创新。实训课最应该注重的就是教师与学生的沟通交流，共同交流经验，通过实践操作不断提高学生的动手实践能力，提升学生对专业的认同度。改革教学方法要充分认识到实践教学是学生与社会实际工作接轨的重要桥梁。教师要创新教学内容，学习国内外的优秀教学经验，并建立自己的创新实践教学实验。

（3）建立校企合作机制

我校现拥有承德医学院附属医学院、承德市中心医院、中国人民解放军第306医院、中国人民解放军第266医院，天津泰达心血管医院、河北省燕达医院、保定市第一医院等10多个实践基地，为培养能服务于“健康中国”重大战略的人才提供了较好的实习平台。但要培养高质量的人才，必须开阔思路，“走出去，请进来”，建立更广泛的校企合作机制。遵循“学生、学校、企业”三赢的原则并开展多样化的校企合作机制。

四、结语

“创意—创新—创业”的教育架构是“新工科”建设的主要改革方向，而实践能力始终是工科人才能力培养的重中之重。为了更好地促进工程教育与产业转变的发展融合，高校应该进一步探索研究适合本地区本学校人才培养的知识架构、实验实践教学改革等，为培养优秀的生物医学工程领域人才做出贡献。

参考文献：

[1]雷钢.高校双创实验实训平台建设研究[J].实验室研究与探索，2019（1）：210-214.

[2]那振宇，吴迪，许爱德.新工科背景下高校校内创新实践基地建设探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2019（3）：3-4.

[3]雷印杰，韩敬华，邰明松，等.新工科建设中教育模式的转变问题研究：以四川大学电子信息学院为例[J].教育现代化，2019（17）：39-41.

[4]中国科学技术协会.2011—2012生物医学工程学科发展报告[Z].北京：中国科学技术出版社，2012.

[5]郑万挺，曾碧新，黄敏.生物医学工程“医工”互融特色教学改革模式的探索[J].中国高等医学教育，2018（2）：76-77.

编辑 武生智