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1.國外生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀概述
生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)是目前全球發(fā)展最快、貿(mào)易往來最活躍的產(chǎn)業(yè)之一。20世紀80年代以來,全球生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)(醫(yī)療器械)銷售額年增長率一直保持在水平。BME產(chǎn)品的國際貿(mào)易額每年以25%的速度增長,銷售利潤可達50%以上。因此,美國、日本、德國和法國等發(fā)達國家投入了大量人力和財力,發(fā)展BME高科技產(chǎn)業(yè),搶占國際市場。全球范圍內(nèi),BME產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產(chǎn)、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。
2.我國生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)與生物材料科學的發(fā)展及生物醫(yī)學工程學科的興起,我國BME工業(yè)獲得了進一步發(fā)展的理論基礎(chǔ)和技術(shù)源泉,從而帶動了整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步和新發(fā)展,走上了 BME科技產(chǎn)業(yè)的道路,但與國際先進水平的差距依然非常明顯,主要表現(xiàn)為民族產(chǎn)業(yè)不強,高、精、尖的BME產(chǎn)品依賴進口現(xiàn)象嚴重,加快了醫(yī)療費用的高速膨脹;由于我國BME產(chǎn)品檔次低可靠性不高、缺乏創(chuàng)新能力等原因,難與國外產(chǎn)品抗衡;BME產(chǎn)業(yè)雖然數(shù)量眾多、但組織規(guī)模不大和產(chǎn)品檔次低,難于參與國際競爭。但我國人口眾多,BME產(chǎn)品需求量又相當大。所以,發(fā)展中國的生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè),改革中國的生物醫(yī)學工程高等教育,已經(jīng)刻不容緩。
3.生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)化與生物醫(yī)學工程學科教育
工程學突飛發(fā)展的今天,生命科學也在迅猛發(fā)展,尤其是近年來迅速興起的生物技術(shù)給BME以極大的推動。生物醫(yī)學工程作為典型的交叉、融合、邊緣性的學科,其含義更深更廣:不僅是工程學與生命科學、醫(yī)學的交叉結(jié)合,也包括所有其他學科和生命科學、醫(yī)學的交叉結(jié)合;不僅是工程技術(shù)的相應(yīng)理論方法與生物醫(yī)學中人體結(jié)構(gòu)功能的交叉結(jié)合,而且要考慮工程技術(shù)的相應(yīng)理論方法與生物技術(shù)的交叉結(jié)合。正是由于上述諸學科的相互結(jié)合和滲透,BME的研究已經(jīng)深入到分子醫(yī)學水平。
可以說有多少理工科分支,就會有多少BME領(lǐng)域,這種多學科的交叉融合涉及到幾乎所有的理工學科和所有的生物學和醫(yī)學分支,沒有那一個學者、那一個科研結(jié)構(gòu)可以涉足其全部。而且,BME所指的學科交叉,不是生物醫(yī)學同那一個工程學科分支的簡單結(jié)合,而是多學科、廣范圍、高層次上的融合。隨著科學的進一步發(fā)展,各類學科都有了迅猛的發(fā)展,不斷有新技術(shù)出現(xiàn),而且專業(yè)基礎(chǔ)也在變化,這些發(fā)展變化給生物醫(yī)學工程學帶來了新的挑戰(zhàn)。我們有必要站在新的高度對生物醫(yī)學工程學科和教育的一些問題做進一步的探討和思考。
4.對我國生物醫(yī)學工程高等教育思考
我國已有的BME專業(yè)大致可以分為兩類:一類是理工科大學的BME專業(yè),另一類是醫(yī)學院校的BME專業(yè)。理工科大學的BME專業(yè)側(cè)重點在于工科,以培養(yǎng)能從事BME研究、開發(fā)和生產(chǎn)的高級BME技術(shù)人才為主要目標,而醫(yī)學院校的BME專業(yè)則培養(yǎng)能將工程技術(shù)與醫(yī)學密切結(jié)合,能為醫(yī)療和醫(yī)學研究部門進行工程技術(shù)服務(wù),能從事醫(yī)院醫(yī)療儀器設(shè)備的管理與質(zhì)量保證工作的高級醫(yī)學工程技術(shù)人員為主要培養(yǎng)目標。
生物醫(yī)學工程學科在我國僅設(shè)一級學科,不設(shè)二級學科。我國生物醫(yī)學工程高等教育始于20世紀70年代后期,20多年來,我國生物醫(yī)學工程學科研究和高等教育已經(jīng)取得了相當可觀的進步,但從總體水平上看,與國外相比仍有相當大的差距。與我國國情和經(jīng)濟發(fā)展的需要很不適應(yīng),BME專業(yè)畢業(yè)生的社會需求缺口較大。
4.1 我國生物醫(yī)學工程高等教育存在的問題
我國生物醫(yī)學工程學科發(fā)展不平衡在研究方面,引進、消化、跟蹤研究多,創(chuàng)新性研究較少;理論方法等應(yīng)用性基礎(chǔ)研究多,取得自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用研究較少。在學科建設(shè)和發(fā)展方面,主要集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學工程學科,對材料技術(shù)型生物醫(yī)學工程學科、生物技術(shù)型生物醫(yī)學工程學科和醫(yī)療器械型生物醫(yī)學工程等學科幾乎沒有涉足。
專業(yè)設(shè)置偏、少目前的生物醫(yī)學工程本科教育的專業(yè)設(shè)置面比較集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學工程專業(yè),只有個別學校在培養(yǎng)目標中增加生物材料和人工器官方面的內(nèi)容;各院校的研究生培養(yǎng)(科研方向)基本以生物醫(yī)學信號的檢測處理、醫(yī)學成像、醫(yī)學圖像處理、醫(yī)學儀器研究為主,部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫(yī)學材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數(shù)大學比較集中在納米材料、生物醫(yī)學材料以及人工器官和生物醫(yī)學圖像處理。研究生培養(yǎng)的專業(yè)面相比本科生的專業(yè)面寬廣。
醫(yī)工結(jié)合不突出由于受到認識和理論上的因素、文化心理上的因素、管理體制上的因素以及國家政策上的因素等方面的限制,工程與醫(yī)學的有機結(jié)合在教學上體現(xiàn)的還很不夠,綜合院校往往具備更深的理工基礎(chǔ)而缺乏醫(yī)學背景,醫(yī)學院校與臨床結(jié)合緊密,但工程力量又顯得薄弱。雖然近年來,不少醫(yī)科院校與綜合性大學合并,為生物醫(yī)學工程專業(yè)工程背景的教育和研究提供了條件,但由于體制和教育模式的限制,學科的交叉和融合并沒有得到根本解決。
專業(yè)層次不合理目前我國舉辦生物醫(yī)學工程專業(yè)教育的各高校,生物醫(yī)學工程高等教育基本執(zhí)行以本科教育為主體積極發(fā)展研究生教育的方針。然而,由于生物醫(yī)學工程學科自身的特殊性和學科自身的高度交叉、融合的特點,可以設(shè)想,四年制的本科教育又怎能實現(xiàn)真正意義上的醫(yī)工的交叉融合呢?生物醫(yī)學工程研究是其產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ),而研究必須通過產(chǎn)業(yè)化才能實現(xiàn)為醫(yī)學服務(wù)的目的,但是當前辦有生物醫(yī)學工程專業(yè)的大學,很多在基礎(chǔ)研究方面并不具備實力,所以對于本科教育而言,其研究和產(chǎn)業(yè)化的任務(wù)也很難實現(xiàn)。
4.2 我國生物醫(yī)學工程高等教育改革思考
學科發(fā)展與專業(yè)設(shè)置在歐美一些發(fā)達國家,無論本科和研究生教育的學科發(fā)展、專業(yè)設(shè)置以及培養(yǎng)目標都以社會需求為導向,緊密結(jié)合生產(chǎn)和科技發(fā)展變化的需要,及時調(diào)整學科發(fā)展方向和專業(yè)設(shè)置內(nèi)容。在我國開設(shè)生物醫(yī)學工程專業(yè)經(jīng)驗比較成熟的大學往往存在著偏重于理科或醫(yī)科的現(xiàn)象,沒有體現(xiàn)出生物醫(yī)學工程多學科交叉的特點。所以我國的BME高等教育首先要從社會需求的角度出發(fā),拓展學科建設(shè)方向,逐步建立起適合于多學科合作發(fā)展的運行模式。其次要充分利用高等院校的科研優(yōu)勢設(shè)置課程體系。美國生物醫(yī)學工程課程特別是專業(yè)課程既能體現(xiàn)學科本身涉及面廣的特點,又具有相當?shù)撵`活性,又能結(jié)合科研優(yōu)勢,突出重點,是很值得我們借鑒的。
醫(yī)工結(jié)合與交叉復合型人才培養(yǎng)BME是多學科的交叉學科,專業(yè)人員需要同時具備醫(yī)學和工程技術(shù)兩類知識和經(jīng)驗靠以往的醫(yī)生+工程師來組成專業(yè)技術(shù)人員隊伍是無法適應(yīng)學科發(fā)展需要的。所以必須從現(xiàn)在起,特別重視BME教育工作,加強現(xiàn)有專業(yè)點的建設(shè),提高教學質(zhì)量,改革現(xiàn)有教材,制定科學的人才培養(yǎng)計劃。首先,各學科的交叉和融合是我們必須牢牢記住的關(guān)鍵點。以醫(yī)、工、理為基礎(chǔ),為實現(xiàn)多學科的交叉和融合奠定堅實的基礎(chǔ)。其次,構(gòu)建科學的教育體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)專業(yè)設(shè)置和學科研究方向確定知識結(jié)構(gòu)的主干,同時注重拓寬知識范圍,使學生既能有相應(yīng)的生物醫(yī)學工程專業(yè)知識又具備在其他領(lǐng)域中發(fā)展的基礎(chǔ),從而實現(xiàn)真正意義上的理、工、生物醫(yī)學的交叉和融合。
積極擴大研究生教育,控制本科生招生數(shù)量 目前的生物醫(yī)學工程本科教育的專業(yè)設(shè)置主要集中在信息技術(shù)型生物醫(yī)學工程,然而依據(jù)生物醫(yī)學大市場的發(fā)展狀況來看,雖然信息技術(shù)型生物醫(yī)學工程已經(jīng)在我國形成規(guī)模,但其就業(yè)市場還是相對較小,另一方面,由于學校幾乎沒有針對生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)化過程的知識能力進行培養(yǎng)教育,學生個人很難把生物醫(yī)學工程技術(shù)從教室或?qū)嶒炇抑苯酉蚴袌龊彤a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。所以,生物醫(yī)學工程教育的發(fā)展應(yīng)該積極擴大研究生教育,控制本科生招生數(shù)量和規(guī)模,學制可以考慮為五年,限制或減少專科層次以下的學生在校人數(shù),生物醫(yī)學工程本科教育的重心應(yīng)該是為研究生教育打好理工科、生物學和醫(yī)學基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 生物醫(yī)學工程專業(yè) 醫(yī)學信號檢測與儀器 產(chǎn)學研人才培養(yǎng)模式 課程群
在美國及歐洲等經(jīng)濟發(fā)達國家,早在上世紀50年代就指出生物醫(yī)學工程的重要性,目前海外知名高校均設(shè)有生物醫(yī)學工程專業(yè),本專業(yè)世界排名前三位的高校分別是美國約翰霍普金斯大學、哈佛大學和賓夕法尼亞大學。生物醫(yī)學工程專業(yè)招生分數(shù)在這幾所學校中也往往遠高于其他專業(yè),其畢業(yè)生也受到其他各大高校研究室、大型生物醫(yī)學研發(fā)企業(yè)和各大醫(yī)院青睞,畢業(yè)后發(fā)展前景良好。
目前,全國設(shè)置生物醫(yī)學工程專業(yè)的高校達140所左右,在天津市開設(shè)生物醫(yī)學工程專業(yè)的高校僅有天津大學、天津醫(yī)科大學、河北工業(yè)大學和天津工業(yè)大學,其他天津市市屬高校均未開設(shè)該專業(yè)。其中天津大學以光學儀器為專業(yè)特色,天津醫(yī)科大學以醫(yī)學背景為主解決一些臨床存在的工程問題,河北工業(yè)大學以電磁計算為專業(yè)特色。
天津市把醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)作為調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu),促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級過程中重點培育的新興產(chǎn)業(yè),加強醫(yī)藥器械研發(fā)的產(chǎn)、學、研聯(lián)合,支持醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)走“專、精、特、新”道路,著力培育醫(yī)療器械特色產(chǎn)業(yè)。天津市人才的需求情況:2013年,天津市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值突破1000億元。生物醫(yī)藥企業(yè)2000余家。2012年,主營業(yè)務(wù)收入超過百億元企業(yè)3家,50~100億元企業(yè)3家,10~50億元企業(yè)6家,1~10億元企業(yè)58家。天津市醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)284家(2013年底統(tǒng)計),其中規(guī)模以上企業(yè)共36家,醫(yī)療器械注冊企業(yè)2500余個。技術(shù)服務(wù)企業(yè):行業(yè)產(chǎn)值近億元。因此天津市急需這方面的高端專業(yè)人才。
生物醫(yī)學工程專業(yè)是21世紀最具發(fā)展前景的專業(yè)之一,為適應(yīng)我國和天津市“十三五”經(jīng)濟建設(shè)和科技發(fā)展的需要,推動“天津市醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展,天津工業(yè)大學設(shè)置了天津市首個專門以培養(yǎng)醫(yī)學信號檢測及儀器方向高端專業(yè)人才為主的“生物醫(yī)學工程”本科專業(yè)。本專業(yè)在與學校辦學定位和專業(yè)結(jié)構(gòu)布局相統(tǒng)一的基礎(chǔ)上,以培養(yǎng)復合型人才,增強學生工程技術(shù)和工程實踐能力為目標,逐步形成產(chǎn)學研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢,天津工業(yè)大學生物醫(yī)學工程專業(yè)2012年本成為“天津市生物醫(yī)學工程學會”理事單位;2013年成為“天津濱海新區(qū)轉(zhuǎn)換醫(yī)學產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟”理事單位;2014年與中國醫(yī)學科學院生物醫(yī)學工程研究所共同組建“天津市醫(yī)學電子診療技術(shù)工程中心”;2015年成為“中國生物醫(yī)學工程學會健康工程分會”成員,這些發(fā)展都是為了加快發(fā)展產(chǎn)學研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。
課程建設(shè)總體思路是按照目前的專業(yè)定位進行課程的建設(shè),形成以《生理學》、《生物醫(yī)學電子學》、《傳感器與醫(yī)學工程》、《醫(yī)學電子儀器設(shè)計》、《嵌入式系統(tǒng)》、《醫(yī)學成像新技術(shù)》、《醫(yī)學儀器概論與標準》等為核心課程,構(gòu)建醫(yī)學信號檢測及儀器為方向的課程群,帶動整個生物醫(yī)學工程課程體系的建設(shè)和發(fā)展。
本專業(yè)開設(shè)的主要理論課程有:高級語言程序設(shè)計(C)、大學物理、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、高頻電子、生物醫(yī)學電子學、人體解剖、生理學、工程光學、傳感器與醫(yī)學工程、醫(yī)學電子儀器設(shè)計、醫(yī)學成像新技術(shù)、醫(yī)學儀器概論與標準、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及DSP技術(shù)、EDA原理及應(yīng)用、電磁場與電磁波、通信原理、虛擬儀器技術(shù)、光電檢測技術(shù)與系統(tǒng)、電磁兼容、生物醫(yī)學光子學、醫(yī)學圖像處理、生命科學導論等。
主要實踐課程有:電路理論實驗、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、生物醫(yī)學電子學實驗、生理學實驗、傳感器與醫(yī)學工程實驗、醫(yī)學電子儀器設(shè)計實驗、醫(yī)學成像新技術(shù)實驗、電工實踐、電子實踐、電子系統(tǒng)設(shè)計與工程實踐(1,2)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計專題實踐、生物醫(yī)學工程實踐1(偏重醫(yī)學信號檢測原理與方法)、生物醫(yī)學工程實踐2(偏重醫(yī)學電子儀器的開發(fā)與實現(xiàn))、畢業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計。
本專業(yè)畢業(yè)生可以在培養(yǎng)具有生命科學、醫(yī)學信號檢測理論與方法、醫(yī)學電子儀器設(shè)計等方面知識和能力,德智體全面發(fā)展,能在生命科學研究領(lǐng)域、醫(yī)療儀器及器械領(lǐng)域、健康產(chǎn)品領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)單位等從事研究、設(shè)計、市場、銷售、教學、管理和服務(wù)等方面工作,具有醫(yī)學信號檢測及儀器方向的創(chuàng)新型、復合型、應(yīng)用型人才,適應(yīng)國家和天津市“十三五”的醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。本專業(yè)學制四年,學生畢業(yè)后可獲得工學學士學位。
1)學生基礎(chǔ)知識不牢固、基本功不過硬。生物醫(yī)學工程是醫(yī)工結(jié)合、多學科交叉的工科專業(yè),目前,大部分高校在課程安排上似乎都存在過分強調(diào)“面面俱到”,導致學生對于專業(yè)性基礎(chǔ)課沒有足夠的時間來學習消化,導致學生基本功不過硬。CDIO模式核心思想是培養(yǎng)學生掌握扎實的工程基礎(chǔ)的理論知識和基本的專業(yè)技能,并在此基礎(chǔ)上通過相關(guān)創(chuàng)新實踐培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)牢固、職業(yè)操守高尚的新時代具有高水平能力的工程師,對照這個模式,生物醫(yī)學工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識與專業(yè)技能培養(yǎng)顯得非常重要。
2)目前大部分高校工科教育重理論、輕實踐,工程教育的師資隊伍普遍缺乏行業(yè)背景,導致學生動手能力不強、實踐技能差。畢業(yè)生到醫(yī)療設(shè)備相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)工作,首先需具備最基本的動手能力和最起碼的的專業(yè)技能,通過企業(yè)提供的短暫的崗們培訓后就能夠直接頂崗上任。但有些畢業(yè)生缺乏最基本的如鉗工、車工、金工等知識,也不能對基本的醫(yī)療設(shè)備進行簡單維修和故障糾錯的能力,實踐技能遠不能達不到企業(yè)期望要求。
3)由于專業(yè)課程設(shè)置不合理,目前大部分高校所開設(shè)的課程“參照傳統(tǒng)”,并未考慮課程的融合及學科知識之間的交叉,加上創(chuàng)新教育方面做得不夠,必然影響培養(yǎng)的畢業(yè)生的工程科技與創(chuàng)新的能力,同時,導致畢業(yè)生缺乏實踐動手能力和解決實際問題的能力,團隊合作意識和人際交往能力也不夠強。
4)教學方法老套,我國傳統(tǒng)的教學方法主要以傳授式的方式進行教學。它以教師講授,甚至灌輸為主,即填鴨式,它重在知識本身的傳達,容易忽視學生是主體,所以,總是使學生處于被動學習中,自然不利于培養(yǎng)學生的主動學習和創(chuàng)新能力。顯然,一旦學生缺乏主動學習的積極性和動力,學生的學習效果將大打折扣。
CDIO工程教育方法自實施以來,已取得了顯著的成果,深受企業(yè)、工業(yè)界的歡迎。借鑒CDIO工程的教育方法,對我國生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出以下建議:
1)更新工程教育理念,加強與企業(yè)的合作CDIO工程教育改革要將求學生理解如何構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行(Conceive-Design-Implement-Operate)。這些行動首先需要教育者樹立正確的教育觀并理解相應(yīng)的教育理念,即CDIO工程教育培養(yǎng)理念。加強與企業(yè)的合作,建立校企業(yè)聯(lián)合實訓基地,給學生提供更多更實際的工程問題,培養(yǎng)學生真正分析問題解決問題的實踐能力。讓學生到企業(yè),真正的參與企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn),與企業(yè)工程師交流學習,提高學生工程能力與工程素養(yǎng),同時,也讓學生有更加明確的自我發(fā)展方向。
2)構(gòu)建基于CDIO教育理念的一體化課程CDIO課程計劃包括由相互支持的專業(yè)課程和明確集成個人、人際交往能力,產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)建造能力為一體的綜合能力培養(yǎng)的方案。一體化課程計劃給學生提供一種學習經(jīng)驗,不僅讓學生了解到知識、學科之間的相互融合,而且能讓學生在學習過程中學到相互交叉的各種科學知識,此外,還能提高個人綜合素質(zhì)、人際間的交往能力以及對產(chǎn)品、系統(tǒng)建造的能力水平。構(gòu)建一體化課程體系,以實現(xiàn)具有工程學、生物學和醫(yī)學的基本理論知識及扎實的醫(yī)學設(shè)備基本知識,能在醫(yī)療器械企業(yè)從事產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、操作、故障分析、營銷及售后技術(shù)服務(wù)的教育目標為目標,通過導論、概論課程激發(fā)學生學習的興趣和動力,強調(diào)把“設(shè)計———實現(xiàn)”融入一體化課程,在重視基礎(chǔ)知識及基礎(chǔ)理論的同時,對專業(yè)課程進行合理的整合,注重人文素養(yǎng)和工程實踐,形成“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重素質(zhì)、強能力”的特色生物工醫(yī)學工程課程體系。
3)構(gòu)建新型的教學方法與教學方式在科技信息高速發(fā)展,醫(yī)療設(shè)備不斷更新?lián)Q代的當代,社會對生物醫(yī)學工程師的要求越來越高,要求他們的知識結(jié)構(gòu)與知識面更加合理,這樣主動學習和終身學習能力顯得更加重要。終身學習需要建立在主動學習之上,掌握終身學習的方法和技能。主動學習是學生發(fā)自內(nèi)心的“我要學習”而不是“要我學習”,通過主動的學習,學生才能積極參與到思考和解決問題的一系列活動當中。培養(yǎng)學生主動學的方法是———“做中學”,學生在做中學新知識與新學習方法,充分體現(xiàn)了學與做的結(jié)合,知與行的統(tǒng)一。
1實驗教學在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用
創(chuàng)新是民族進步的靈魂,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高等教育的根本任務(wù)。就高等學校而言,創(chuàng)新能力培養(yǎng)是隨著新一輪技術(shù)革命和知識經(jīng)濟的來臨,社會經(jīng)濟、文化發(fā)展對高級專門人才所應(yīng)具有的特征提出的新要求。創(chuàng)新型人才具備的素質(zhì)概括起來應(yīng)該具有以下幾個方面的能力:與人合作、共事和溝通的能力;分析、批判和發(fā)現(xiàn)的能力;參與、分享和表達的能力等等[2,3]。實驗教學作為高等教育的重要環(huán)節(jié),是提高學生實踐能力的重要途徑,對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著更為重要的作用。實驗教學的目的是幫助學生掌握實驗的基本技能、提高學生實際的動手能力、加深學生對所學理論知識的理解。在此基礎(chǔ)上,實驗教學可以引導學生通過實驗發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析處理,從實踐的探索中找到解決問題的方法。同時,幫助學生在實驗的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)新方法,探索新觀點,掌握新技術(shù)。實驗教學的根本目的就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此,電子學實驗教學體系建設(shè)必須以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為目標[4]。
2電子學實驗教學改革實踐
圍繞創(chuàng)新教育的目標,我們從實驗教學方法、實驗教材、實驗教學內(nèi)容、實驗設(shè)備管理和實驗教學場地等多方面積極探討電子學實驗教學改革并加以實踐。
2.1改進實驗教學方法,更新實驗教材
傳統(tǒng)的電子學實驗教學方法突出“驗證性”,主要是老師指導學生做實驗,目的是為了驗證某一定理或結(jié)論。實驗過程一般是老師首先介紹實驗的目的和實驗器材的使用方法,然后把實驗涉及到電路做相關(guān)的講解,然后學生開始搭建電路,測量實驗數(shù)據(jù)。通過驗證性實驗可以更好的反饋學生學到的理論知識,但這種實驗方法也很容易讓學生產(chǎn)生依賴性,學生只是根據(jù)老師的講解機械的操作,學生很少去想實驗為什么這樣做,有沒有更好的方案,在實驗過程中一直處于被動地位,不利于學生創(chuàng)造性的發(fā)揮。因此,我們逐步改變老師在實驗中的角色,突出學生在實驗中的主體地位,老師由傳統(tǒng)的講解者、傳遞者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的指導者、幫助者、促進者。老師把主要精力由傳遞知識轉(zhuǎn)化到如何教導學生自己學習的方法上,指導學生動的“從哪里”和“怎么樣”獲得自己所需要的知識,掌握獲得知識的工具和處理獲取信息的方法,不斷激發(fā)和培養(yǎng)學生學習的積極性和主動性。同時,在基于注重基礎(chǔ)、強化實踐的原則下,針對醫(yī)學院校工科專業(yè)的特點與實際需求,我們在2011年編寫了清華大學出版社十二五規(guī)劃教材《電子學實驗教程》,以利于因材施教[5]。
2.2優(yōu)化實驗教學內(nèi)容,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子的新技術(shù)、新知識、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。面向電子技術(shù)發(fā)展的方向,我們更新電子學實驗教學大綱,優(yōu)化實驗教學內(nèi)容。降低了電子學實驗中驗證型實驗的比重,逐步將實驗分為基礎(chǔ)驗證型試驗、設(shè)計型試驗和研究型實驗三部分。在設(shè)計型實驗中老師根據(jù)專業(yè)特點提供一些設(shè)計課題,只給出實驗的任務(wù)和設(shè)計原理,提供一定的參考電路和參考資料,由學生根據(jù)要求自行設(shè)計電路,并組裝調(diào)試完成。學生可以根據(jù)自己的情況選擇難易不同的實驗項目進行設(shè)計。學生在實驗過程中首先利用計算機仿真軟件對電路進行分析和設(shè)計,然后根據(jù)設(shè)計、完成電路,最后利用實驗儀器對電路進行測量和調(diào)試,在設(shè)計性實驗的過程中提高學生獨立思考的能力;在研究型實驗中老師根據(jù)課程內(nèi)容和學科發(fā)展,提出若干研究主題,并向?qū)W生介紹這些主題的基本情況和研究背景,學生可根據(jù)自己興趣自由選題。在老師的指導下,學生通過查閱資料進行綜合性的研究分析,給出主題的研究策略,提交研究論文。研究型實驗主要是為了發(fā)揮學生在學習中的主體作用、擴寬學生的知識面、培養(yǎng)學生思考創(chuàng)新的能力,對學生綜合素質(zhì)的提高起到了積極的作用。在輔導學習進行研究型實驗同時,輔導老師也可以更好的掌握本專業(yè)的發(fā)展方向和發(fā)展動態(tài),提高自身的業(yè)務(wù)水平[6,7]。
2.3建立預約開放式的實驗室管理模式
為保障電子學實驗教學改革的順利進行,我們建立了預約開放式的實驗室教學管理模式。電子學實驗中心配備專職的實驗教學人員,實行實驗室預約開放制度,學生通過電話或網(wǎng)絡(luò)提前預約實驗時間和實驗內(nèi)容,實驗室提供實驗設(shè)備、實驗材料和技術(shù)資料,同時提供相應(yīng)的指導或協(xié)助,從而充分利用實驗室資源,提高學生動手能力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。充分利用學校構(gòu)建的教學平臺系統(tǒng),學生可以在教學平臺中找到所有實驗室設(shè)備、教學多媒體課件的資料。同時,指導學生使用學校購買的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、超星電子圖書館、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺等資料數(shù)據(jù)庫,擴寬學生視野,有效補充電子學教材和實驗室資料的不足。基于教學平臺,建立實驗預約與教學管理網(wǎng)絡(luò)平臺,有效地提高實驗室的利用效率、管理水平和管理效果[8,9]。
2.4實行實驗課程學分制
傳統(tǒng)的實驗教學模式中,我們通常將學生的考勤和實驗報告作為評定學生實驗成績的主要依據(jù)。導致一些學生過分重視實驗數(shù)據(jù)的準確性,忽略了做實驗本身的目的是培養(yǎng)自己的實踐能力,而不是片面地追求實驗數(shù)據(jù)與理論的誤差。同時由于實驗成績在課程最終評定成績所占比例較低,也造成一些學生不認真對待實驗,或是直接抄襲其他同學的實驗數(shù)據(jù)。因此,我們將電子技術(shù)學實驗課程與理論課程分離,將實驗單獨設(shè)課(2學分),引起學生的足夠重視。同時,改變依靠實驗報告評定成績的該方法,從多方面考察學生的實驗能力來評定學生實驗課程的成績。首先,采取抽取選題的方式進行實際能力操作的考核,這部分成績占實驗總成績的60%;然后,以設(shè)計性實驗和綜合性實驗的報告來考察學生綜合利用所學知識和科研工作能力的依據(jù),根據(jù)報告質(zhì)量給定成績占25%;最后將平時考勤和實驗報告的成績占實驗總成績的15%。通過考試改革使學生進一步認識到實驗課程的重要性,而不是僅僅將實驗課看做理論課的附屬[10]。
3電子學實驗教學改革實踐效果
在實驗教學改革的過程,我們明確教學思路,秉承著實驗的一個重要特點“動手、觀察、思考、感悟、發(fā)現(xiàn)”。不段提高電子學實驗教學的質(zhì)量,取得了明顯成效。通過實驗教學可以幫助學生鞏固和加深理解所學的原理知識(表1所示為(2005級~2008級)生物醫(yī)學工程本科電子技術(shù)學理論課程考試成績統(tǒng)計表),同時,開闊了學生的視野、增強了學生的興趣、提高了學生的動手能力和科研能力,學生從事電子學技術(shù)應(yīng)用研究的興趣有了空前的提高,學生科技活動也空前活躍。生物醫(yī)學工程本科專業(yè)學生在山東省第五屆~第八屆大學生機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計競賽和第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中取得了優(yōu)異的成績,多次榮獲一等獎[11]。
[關(guān)鍵詞]臨床醫(yī)學工程師;繼續(xù)教育;學科建設(shè);醫(yī)院管理
0引言
隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展和醫(yī)療改革的持續(xù)深入,醫(yī)療行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和轉(zhuǎn)變。在時代變革的要求下,實現(xiàn)醫(yī)療器械耗材的科學管理、醫(yī)用設(shè)備的計量質(zhì)控和醫(yī)工結(jié)合的科研開發(fā)已經(jīng)成為醫(yī)學工程學科必須承擔的學科任務(wù)。新的醫(yī)療行業(yè)模式中,醫(yī)學工程與醫(yī)療、護理、臨床藥學已經(jīng)并列為現(xiàn)代醫(yī)院的四大支柱,是醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量、醫(yī)療安全的技術(shù)保障。如何實現(xiàn)專業(yè)職能轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)滿足工作任務(wù)要求,掌握應(yīng)用工程理論、軟件技術(shù),能夠與臨床共同開展應(yīng)用研究的臨床醫(yī)學工程師是醫(yī)療事業(yè)發(fā)展賦予醫(yī)學工程學科的新任務(wù)。
1臨床醫(yī)學工程師定義
美國臨床工程協(xié)會將臨床醫(yī)學工程師[1]定義為:“臨床醫(yī)學工程師是指將工程學與管理技能應(yīng)用臨床醫(yī)療保健行業(yè),來保障、幫助和促進患者的醫(yī)療和護理的人”。日本凡獲得日本厚生大臣頒發(fā)的臨床工程技士資格證書[2],在醫(yī)師指導下從事生命維持裝置的操作、維修保養(yǎng)和管理工作的人為臨床工程技士。
2臨床醫(yī)學工程師的工作職責
按照臨床醫(yī)學工程師的定義及醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展要求,必須重新評估和定位臨床醫(yī)學工程師的任務(wù)、職責。臨床醫(yī)學工程師的核心任務(wù)不僅包括醫(yī)療設(shè)備的維修,還包括醫(yī)療設(shè)備的計量質(zhì)控、應(yīng)用安全管理、建立應(yīng)急保障措施等[3-4]。
2.1設(shè)備的合理選型與優(yōu)化設(shè)置
醫(yī)療設(shè)備及耗材的采購是醫(yī)學工程學科的傳統(tǒng)工作職能,設(shè)備采購過程中的選型關(guān)系到設(shè)備使用中的醫(yī)療質(zhì)量,在設(shè)備參數(shù)確定中必須具有一定前瞻性,結(jié)合醫(yī)院的規(guī)模、技術(shù)水平,充分考慮醫(yī)院的發(fā)展趨勢。采購的新設(shè)備應(yīng)用于臨床前,醫(yī)學工程師應(yīng)首先掌握該設(shè)備的應(yīng)用原理,與設(shè)備廠家共同指導臨床科室操作人員進行操作并且在日常使用過程中時常檢查應(yīng)用情況。
2.2醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用安全與不良事件監(jiān)測
醫(yī)療設(shè)備不良事件是指獲準上市的合格醫(yī)療器械在正常使用情況下,發(fā)生的或可能發(fā)生的任何與醫(yī)療器械預期使用效果無關(guān)的有害事件[5]。醫(yī)療設(shè)備事關(guān)醫(yī)療安全,雖然醫(yī)療設(shè)備在投入臨床應(yīng)用前都要經(jīng)過國家相關(guān)管理及技術(shù)機構(gòu)的安全驗證和審批,經(jīng)歷臨床應(yīng)用驗證,但在實際應(yīng)用中由于醫(yī)療設(shè)備本身故障或操作不當?shù)仍蛴锌赡艹霈F(xiàn)對患者造成傷害的不良事件。
2.3故障應(yīng)急維修和預防性維護
故障的應(yīng)急維修和預防性維護是臨床醫(yī)學工程師的基本技能之一,關(guān)系到醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用安全與質(zhì)量控制管理的關(guān)鍵任務(wù),也是等級醫(yī)院評審中明確要求醫(yī)學工程部門必須限時完成的工作任務(wù)之一。作為臨床醫(yī)學工程師,大中型醫(yī)療設(shè)備是保障重點。必須和相關(guān)科室密切配合,關(guān)注大型設(shè)備的運行狀態(tài)和環(huán)境。
2.4設(shè)備的計量與質(zhì)控
《中華人民共和國計量法》規(guī)定了醫(yī)療設(shè)備的計量與質(zhì)控工作是醫(yī)學工程專業(yè)保障醫(yī)療設(shè)備安全運行時必須強制執(zhí)行的工作職能之一。醫(yī)療行為侵權(quán)訴訟的舉證責任倒置工作對醫(yī)學計量工作提出了更新、更高的要求[6]。臨床醫(yī)學工程師與臨床醫(yī)療工作者共同承擔醫(yī)療風險。因此,定期做好國家規(guī)定的設(shè)備計量強檢項目的計量檢測,建立健全各種計量檢測網(wǎng)絡(luò)和督查體系,建立計量檔案是臨床醫(yī)學工程師重要的工作職責之一。
2.5與臨床需求相結(jié)合的科研開發(fā)
學科建設(shè)是科研工作必不可少的重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學工程學科作為醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理、維保部門,承擔著大量日常工作。與科研院所相比較,其缺乏在理論基礎(chǔ)等方面探索的時間和物質(zhì)條件。但服務(wù)臨床、與臨床緊密聯(lián)系是醫(yī)院醫(yī)學工程科和臨床醫(yī)學工程師的優(yōu)勢。只有實踐和臨床相結(jié)合,從臨床實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題才能夠真正探索出一條具有學科優(yōu)勢的科研之路。
3臨床醫(yī)學工程師現(xiàn)狀與繼續(xù)教育工作
3.1人員構(gòu)成
當前醫(yī)院醫(yī)學工程專業(yè)技術(shù)人員流失嚴重,人員數(shù)量少、技術(shù)力量相對薄弱是必須面對的現(xiàn)實情況。表1給出了13家醫(yī)院醫(yī)學工程科科主任基本情況構(gòu)成。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在被調(diào)查的13家單位中,38.5%的醫(yī)學工程科科主任所學專業(yè)為醫(yī)學工程,84.6%的科主任具有本、碩士學歷,年齡40歲以下占38.5%,具有中級職稱的占76.9%。表2為3家三級甲等醫(yī)院醫(yī)學工程科工作人員基本情況構(gòu)成表。數(shù)據(jù)顯示3家醫(yī)院的床工比分別為1.14%、1.58%、2.25%,人員數(shù)量普遍偏少,人均承擔工作任務(wù)重;從科室分工來看,采購人員在個別醫(yī)院所占人員比例有待優(yōu)化;從學歷來看,本、碩士人員已經(jīng)成為工作主力;年齡構(gòu)成各醫(yī)院實際情況不同,比例有所不同。
3.2優(yōu)勢與問題
3.2.1行業(yè)優(yōu)勢
(1)人員學歷構(gòu)成方面:隨著高等教育的普及,各個醫(yī)院醫(yī)學工程人員學歷層次有了明顯提升。40歲以下工作人員均具有本科以上學歷,為實踐技能的進一步提高奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
(2)人員年齡構(gòu)成方面:40歲以下中青年已經(jīng)成為醫(yī)學工程專業(yè)領(lǐng)導、工作的主力軍。在所有進行調(diào)研的醫(yī)院中,中青年工作人員比例均處于較高水平,具有良好的學習能力和充沛的精力。以科主任為代表的醫(yī)學工程技術(shù)人員普遍勇于接受新技術(shù)、新設(shè)備,且對國際前沿的技術(shù)與設(shè)備保持著強烈的學習和探索興趣。
(3)工作方式方面:隨著行業(yè)內(nèi)交流的增多,各家醫(yī)院醫(yī)學工程學科互相取長補短,以醫(yī)院等級評審為契機,建立并不斷完善工作制度。工作職能明確、工作流程完善,考核、驗收標準更具有可操作性。
3.2.2存在問題
(1)學科持續(xù)發(fā)展方面:從表1中不難看出在所調(diào)查的13家醫(yī)院中醫(yī)學工程科科主任存在專業(yè)不對口情況。當然,造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的。在目前軍地各級醫(yī)院敏感崗位輪換制度的大背景下,如何在遵守行業(yè)規(guī)定的前提下保持醫(yī)學工程能夠可持續(xù)性發(fā)展,且作為醫(yī)院的一個學科分支,如何擁有中長期發(fā)展規(guī)劃、目標值均需每個單位醫(yī)學工程專業(yè)的掌舵人進行認真的考慮和反思。
(2)職稱構(gòu)成方面:以科主任職稱數(shù)據(jù)為代表,普遍存在醫(yī)學工程科缺乏高技術(shù)職稱等現(xiàn)象。這與目前醫(yī)療行業(yè)職稱構(gòu)成及評比體系有明顯關(guān)系。當前各個醫(yī)院普遍將工程類與醫(yī)技類人員合并評比技術(shù)職稱。在評比過程中,發(fā)表高等級文章、科技獎項、承擔課題等均作為打分標準予以考核。相比較而言,工程類高水平期刊普遍影響因子較低,在醫(yī)院環(huán)境中工程技術(shù)人員在獎項、課題方面不占優(yōu)勢。
(3)人員構(gòu)成方面:各醫(yī)院醫(yī)工人員較醫(yī)護人員學歷仍然普遍偏低,在職碩士人數(shù)占據(jù)相當大的比例;從人員年齡結(jié)構(gòu)來看,老中青比例在個別單位較好。若想在全行業(yè)內(nèi)形成“傳幫帶”的良好發(fā)展模式尚有一定困難。
(4)人員數(shù)量方面:各醫(yī)院床工比普遍較低。工作人員普遍較少導致醫(yī)學工程人員人均承擔日常工作任務(wù)繁重。由于人員數(shù)量及學歷構(gòu)成等多方面原因,大部分醫(yī)院醫(yī)學工程方面科研工作的開展舉步維艱,大部分科主任有心無力,導致學科建設(shè)停滯不前。
3.3行業(yè)繼續(xù)教育的模式探討
3.3.1醫(yī)學工程專業(yè)學科體系建設(shè)
學科建設(shè)關(guān)系到醫(yī)學工程專業(yè)的長遠發(fā)展、科室在醫(yī)院的地位、醫(yī)學工程專業(yè)所有工作人員能力素質(zhì)的提升。從調(diào)查結(jié)果來看,雖然多種原因,現(xiàn)任醫(yī)學工程科科主任中有大部分缺乏醫(yī)工學科專業(yè)背景,但一個好的管理者若能夠融合多學科專業(yè)知識,從嶄新的角度解讀專業(yè)需求,靈活應(yīng)用管理技能和方法,能夠起到觸類旁通、事半功倍的效果。在科主任管理繼續(xù)教育層面,各級醫(yī)工學會能夠也必須發(fā)揮積極主動作用。目前各級醫(yī)工專業(yè)學會基本由各個醫(yī)院、醫(yī)療機構(gòu)科室負責人構(gòu)成,借助專業(yè)學會平臺,能夠在科主任層面上開展專業(yè)論壇、管理經(jīng)驗交流、新技術(shù)探討、行業(yè)發(fā)展動向等多種形式、深層次的交流。目前,部分醫(yī)工專業(yè)學會已經(jīng)意識到領(lǐng)導崗位輪轉(zhuǎn)給行業(yè)發(fā)展帶來的困難和挑戰(zhàn),并且進行了一定層次的學術(shù)探討,在這方面值得進行更深層次的研究。面對新挑戰(zhàn)、新任務(wù),醫(yī)工行業(yè)負責人的繼續(xù)教育工作將作為重點和亮點深入、持續(xù)下去。
3.3.2與廠商相結(jié)合的新技術(shù)學習
隨著知識更新速度的不斷加快,新技術(shù)、新業(yè)務(wù)日新月異。若要提高技術(shù)保障能力,就必須不斷掌握、接受行業(yè)發(fā)展新動向。邀請廠商進行專題技術(shù)講座是開展醫(yī)工人員繼續(xù)教育工作的重要手段,能夠達到雙贏效果。通過講座,工作人員既可以了解新設(shè)備的技術(shù)特點,又能快速掌握新設(shè)備的一般故障維修方法,能夠使工作人員快速提高維修、保養(yǎng)能力,為新設(shè)備正常運行提供保障。
3.3.3臨床實踐能力的“傳幫帶”
動手能力是一名合格醫(yī)學工程師必備的基本功。高學歷不等于強動手能力。動手能力的培養(yǎng)也不是一朝一夕能夠完成的。維修中經(jīng)常碰到一些需要緊急處理的情況,應(yīng)急處理只能靠自己解決,這也最能考驗一名維修人員的理論知識和實際能力。醫(yī)療器械的數(shù)字化、信息化發(fā)展,對臨床醫(yī)學工程師的要求越來越高,從學生到合格的技術(shù)人員需要其接受終身的再教育。在實踐能力的培養(yǎng)過程中,老同志的“傳幫帶”顯得至關(guān)重要,維修經(jīng)驗的傳授、故障原因的準確判定、理論與實踐的結(jié)合必須在實踐中不斷磨合與培養(yǎng)。在實踐能力的培養(yǎng)過程中,繼續(xù)教育過程更多地體現(xiàn)在日常工作中的不斷積累、磨煉。主題授課、拜師學藝、學科各部門輪轉(zhuǎn)等可以作為繼續(xù)教育的形式,參考美、日臨床醫(yī)學工程師的培訓工作,各醫(yī)院可以結(jié)合自身特點制訂行之有效的細則,將老同志的經(jīng)驗和實踐能力作為“傳家寶”在新同志成長過程中不斷傳遞。
3.3.4醫(yī)療設(shè)備不良事件監(jiān)測學習與宣講
對醫(yī)療設(shè)備不良事件的監(jiān)測是為了保證醫(yī)療安全,協(xié)同生產(chǎn)廠家解決潛在的問題,最大限度地控制潛在的風險,以保證醫(yī)療器械安全有效的使用。然而在實際操作中,仍存在一些工作人員不敢、不愿上報相關(guān)事件的錯誤認知。究其根本原因是其對醫(yī)療設(shè)備不良事件監(jiān)測本身含義、作用的不理解。該項工作已經(jīng)得到了國家質(zhì)量監(jiān)督部門的重視,部分省市質(zhì)檢部門也已進行了省級會議培訓。作為醫(yī)院內(nèi)部配合上級管理部門,可以將該項工作納入院級繼續(xù)教育專題項目,在醫(yī)工技術(shù)人員內(nèi)部進行培訓,并可以向領(lǐng)導決策層、臨床醫(yī)護人員進行多種形式的宣講,以利于工作順利推進和開展。
3.3.5計量質(zhì)控工作的深入持續(xù)
計量質(zhì)控工作已經(jīng)成為醫(yī)學工程行業(yè)內(nèi)公認的重要職能工作之一。在繼續(xù)教育工作中主要可采取專題技術(shù)學習、會議培訓、強制推行、重點檢查等方式,力爭使有條件的單位都具有專職技術(shù)人員。
4結(jié)語
時代的發(fā)展為臨床醫(yī)學工程工作者帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇,建立有效的繼續(xù)教育機制,培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合的復合型人才,能夠提高醫(yī)學工作者為臨床服務(wù)的能力、能夠為醫(yī)院增收節(jié)支、能夠保證醫(yī)療儀器設(shè)備在醫(yī)院使用過程中的安全有效,對維護醫(yī)院的醫(yī)療安全具有重要意義。因此,醫(yī)院應(yīng)該結(jié)合行業(yè)和自身特點,發(fā)揮醫(yī)工結(jié)合優(yōu)勢,積極探索具有自身特色的繼續(xù)教育模式和方法。
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