生物医学工程的发展历史

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生物医学工程的发展历史范文第1篇

20世纪60年代，美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设，相继启动了生物医学工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身特性，且反映了生物医学工程学科建设与发展的前沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的特色，但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六类。不同学校本科课程的主要差异体现在专业选修课程及其他选修课程的设置上，各个学校根据自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特点开设一些相应的选修课程，并培养学生在相应方向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程本科教育的基本特点。

我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80年代，主要发源于著名工科院校的信息技术类专业和力学专业，进而逐渐形成的生物医学工程专业教育，后来，一些医学院校在医学物理和医用计算机技术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育，于是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工程学科。上述两类院校的生物医学工程学科建设发展模式各具侧重，遵循了共同的学科基础，在培养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特点。相对来说，工科院校的生物医学工程培养模式注重工程技术的开发和功能拓展，医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。

1.中国生物医学工程学科发展思路

生物医学工程是一种交叉学科，交叉的学科基础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的发展水平，交叉的学科发展推动着生物医学工程学科的发展，并且使得生物医学工程学科研究领域变得十分广泛，而且处在不断发展之中。

1.1 学科发展轨迹

在中国，基于电子信息工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物医学仪器、生物医学信号检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及图像导引手术及放疗优化等；有基于力学发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物流体力学、生物固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度的细胞生物力学等；基于化学材料工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物材料学、组织工程与人工器官、物理因子的生物化学效应等。

1.2 学科发展特点

作为交叉学科的生物医学工程学科，其发展的关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的交叉结构，对推动交叉学科的发展具有至关重要的作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的交叉学科的描述有一个形象的说法：交叉学科如同在不同学科之间建立起连接桥梁，如果在河两岸没有坚实的基础，桥是无法建立好的，对于生物医学工程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说，它的发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交叉结构，需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉，凝练学科方向，不能大而全，过于宽泛。

目前，医学仪器和医学成像技术具有良好的应用和发展前景，应该成为生物医学工程学科的重点发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医疗器械产业中的主流产品，在产业发展中起着主导和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是学科发展的一种动力，也为学生未来职业发展奠定良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命科学发展的大趋势，生物医学工程学科应大力促进医学仪器和医学成像方法的学科建设，从而提升整个学科的发展水平。

生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升学科的发展水平，而且能开拓学科纵深发展，产生良好的经济效益和社会效益，进而增强学科服务社会发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。

交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替代性程度越高，交叉学科存在的必要性就越小。如何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深入思考的，是需要提升学科的特异性的。生物医学工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应用研究，应用理论研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学问题，开展新理论、新方法的研究。理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学和技术问题，借助理工科的相关理论和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研究是理论驱动型的学术研究，理论应用研究是应用驱动型的学术研究。理论驱动型和应用驱动型是生物医学工程学科学术研究的两种主要模式。理工科大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科背景，开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院校具有丰富的医学资源，面临着大量需要应用理工知识解决的医学问题，开展应用驱动型研究，将很好地实现与医学的应用融合，具有较好的临床应用价值，有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势将有利于生物医学工程学科特色发展，从而增强其不可替代的程度，实现学科可持续创新发展。

1.3 学科体系

作为一级学科的生物医学工程，包含学科的理论体系和技术体系，且该体系离不开所交叉的学科的理论体系和技术体系的支撑，此外生物医学工程学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色，又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性，这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位，形成自己的理论体系和技术体系。

2.大数据时代的生物医学工程学科发展

守正创新是生物医学工程学科发展的必由之路，人类已进入大数据时代，所谓大数据（bigdata），或称海量数据，是指由于数据容量太庞大和数据来源过于复杂，无法在一定时间内用常规工具软件对其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘和分析处理的数据集。大数据具有“4V”特征：①数据容量（volume）大；②数据种类（variety）多，常常具有不同的数据类型和数据来源；③动态变化快，如各种动态数据，非平稳数据，时效性要求高；④科学价值（value）大，尽管目前利用率低，却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘分析出其蕴藏的重要特征信息[6。

人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的生物医学大数据发生源，这种源源不断的生物医学大数据的检测、处理与分析，将给生物医学工程学科的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据处理技术的进步。生物医学大数据广泛涉及人类医疗卫生健康相关的各个领域：临床医疗、基础医学、公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、健康网络信息等，可谓包罗万象，纷繁复杂。生物医学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息，研究有效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法，对生物医学大数据进行关联和融合计算分析，充分挖掘生物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间映射关联，既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治疗康复提供系统化的全新的认识，有利于深入疾病机理研究分析，开展个性化诊疗。还可以通过整合系统生物学与临床数据，更准确地预测个体患病风险和预后，有针对性地实施预防和治疗。

生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的应用前景，从三个方面应用将推动生物医学工程学科的发展。

（1）开展多模态影像大数据计算分析。医学影像学科的发展从早期看得到，到看得清，目前的看得准，未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才有利于临床早期干预，提高治疗预期。医学影像大数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。

建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值计算方法，挖掘多模态影像数据的特征数据和特征关联，将会提供强有力的影像诊断分析手段，极大地推动影像技术的发展，具有重要的临床应用价值和科学价值。

（2）开展多种类医学信号大数据计算分析。医学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号，能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融合多种医学信号的大数据计算分析，能对生理病理过程进行更好更全面的阐释，不仅能深入了解生理病理的状态特征和过程特征，而且能实现个体健康监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性研究，推进系统化的医学应用研究。实现强大的多种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。大数据挖掘能够增加准确度和发现弱关联的能力，能更好地认识生理病理现象和本质。

（3）开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析的生物信息数据，已进入计算系统生物学的时代。开展生物信息大数据计算分析，可以拓展组学研究及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活方式、心里行为等暴露组学，至细胞分子水平上的基因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因蛋白质调控网络，再到人类健康和疾病状态的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关联计算分析，可以全面阐述生命过程机制，挖掘生命过程特征及关联特征。

3.结论

生物医学工程的发展历史范文第2篇

在新闻会上，刘德培院士介绍，“2012年世界医学物理与生物医学工程大会”将于2012年5月26～31日在北京召开。本次大会由国际医学物理与医学工程联合会（International Union of Physical and Engineering Sciences in Medicine，IUPESM）、国际医学物理组织（IOMP）、国际医学与生物工程联合会（IFMBE）共同主办，由中国生物医学工程学会及其医学物理分会承办。大会主席由中国生物医学工程学会前任理事长刘德培担任，学术交流将围绕医学物理与生物医学工程领域的20个专题展开。

世界医学物理与生物医学工程学术大会是最重要的世界级大会，每三年一次，会议所涉及领域涵盖了生物医学工程、医学物理的所有领域，包括医学影像、肿瘤放射治疗学、辐射防护、放射生物学、癌症研究和治疗中的新技术、医学超声、远程医疗、人工器官、生物医用材料、康复医学与工程、神经工程、生物医学仪器、临床工程等等。这些领域是现代和未来医疗模式中的技术热点，很多领域基础研究预示了未来医疗模式和手段的发展趋势。

刘德培院士表示，生物医学工程以及医学物理学科是支撑医疗器械产业的重要专业技术领域，目前这一产业已被列为国家新兴战略性产业的一部分。在这一时期我国举办此次世界大会，对于推动我国这一领域的发展具有特殊意义，是不可多得的历史机遇。

新闻会上，王延祜介绍了“讲理想、比贡献”活动是在企业广泛开展的一项群众性技术创新活动，是中国科协、国家发展改革委、科技部和国务院国资委四部门搭建的平台，迄今已经开展了26年，深受广大企业科技工作者欢迎，为企业技术创新和技术进步作出了积极贡献。截至2010年，在全国范围内共组织评选表彰活动11次，共计表彰先进集体1?129个、先进个人1?109名、优秀组织者798名。2012年将组织开展全国“讲理想、比贡献”活动评选表彰工作，并对获奖单位和个人进行表彰奖励。为此，领导小组于4月6日召开会议，专题研究部署，审议通过了《全国“讲理想、比贡献”活动2012年工作要点》和《全国“讲理想、比贡献”活动表彰奖励办法（修订稿）》；研究部署了2011-2012年度全国“讲理想、比贡献”活动评选表彰奖励工作。

王延祜表示，2011-2012年度全国“讲理想、比贡献”活动评选表彰工作加大了表彰奖励力度，将在全国范围内评选表彰300个先进集体（含企业专家工作站50个）、200名科技标兵、200名优秀组织者。

新闻会还介绍，中国科协将在全国食品安全宣传周期间开展相关科普活动。为深入普及食品安全法律法规和科普知识，切实提高消费者自我保护意识、防范能力与消费信心，正面引导社会公众客观、理性看待发展阶段的制约因素和政府部门的积极努力，倡导弘扬全民参与社会监督的意识和风气，按照《食品安全宣传教育工作纲要（2011—2015年）》要求，2012年6月11～17日，国务院食品安全办、工信部、公安部、农业部、商务部、卫生部、工商总局、质检总局、粮食局、食品药品监管局、中国科协等11个单位将以“共建诚信家园　共铸食品安全”为主题共同主办全国食品安全宣传周活动。

生物医学工程的发展历史范文第3篇

《生物医学传感器》是生物医学工程专业一门重要的专业基础课,属于各种专业技术交叉的边缘学科,是生物医学技术与微电子技术结合的纽带。课程要求学生了解各类生物医学测量技术中常用的物理、化学和生物传感器的构成原理、性能特点等各种基础知识,掌握各种传感器在医学上的各项应用方法,为使学生将来在生物医电领域设计、研究出更好的医电产品打下坚实的基础。生物医学工程专业是南京邮电大学近年新设立的专业,专业课程的建设刚刚起步,而国内外有些高校开设的《生物医学传感器》课程已经建设成为精品课程,而且建立了课程的教学网站,因此,南京邮电大学本课程的建设与国内外其他开设本专业的高校相比还存在一定的差距。现阶段,保证专业课的教学质量和教学水平、体现课程的特色是教学的首要任务。本文首先分析了南京邮电大学的特色和课程的特点,结合南京邮电大学开拓信息学科的新领域的办学思路,提出教学内容的改革,在教学内容上体现电子信息的特色;结合本专业在信息时代和信息环境下的发展背景,提出引导式教学方法。把上述方法应用于2006级生物医学工程专业《生物医学传感器》课程的教学,取得了较好的效果。

一、课程建设的背景和现状

南京邮电大学是信息类高校,信号与信息处理是南京邮电大学的强势学科。在这样的背景下开设《生物医学传感器》课程结合了南京邮电大学在信息与电子技术的传统,开拓信息学科新领域的办学思路。课程授课总学时数为48学时,其中含6学时课内实验。本课程具有以下几个特点:首先,课程涉及到的基础知识面宽广,包括物理、化学、生物、电子电路等多方面的知识,需要在掌握电路基础、模拟电子线路、数字电路、微机原理、数字信号处理、程序设计、工程生理学等课程知识的基础上进行学习。其次,课程本身的内容与南京邮电大学的强势学科信号与信息处理的关系不是十分密切,而南邮是信息类的高校,专业培养目标定位在“适应生物医学及信息产业发展的需要”,以及“开拓信息学科的新领域”的办学思路上,需要使课程的教学内容及信号与信息处理学科的研究内容紧密结合。再次,课程开设的时间在大四上学期,此时学生的目标更加明确,就是寻求更好的就业机会或深造机会,因此在教学中需要结合实际情况和学生的需求,适当调整教学内容和教学方法。最后,本课程和工程应用紧密结合,很多生物医学传感器产品已经非常成熟,一批实力强劲的医疗仪器企业正在蓬勃发展,所以,教学内容应与工程实际相结合,突出应用性。根据上述的课程特点进行相应的教学内容和教学方法改革,在保证教学质量和教学水平的前提下,以培养学生创新精神、提高学生综合能力和就业能力为重点,建立体现电子信息特色的《生物医学传感器》课程新的教学体系,力求课程质量和教学质量上一个新台阶。

二、信息类高校环境下本课程的教学内容设置

南京邮电大学是信息类高校,又处于信息时代,本专业大部分学生对通信和电子信息有着浓厚的兴趣,在传感器、电子信息、生物医学工程之间建立联系,既能够拓宽学生的知识面,又能激发学生的学习热情。在教学内容的设置上,首先应该保证教学大纲中制定的基本教学内容,然后在此基础上引入信号与信息处理学科相关的内容作为知识讲座,这部分内容总的授课学时数不超过2学时,主要集中在无线体域网、生物识别与信息安全、生物芯片与生物信息学等几个方面。

(一)生物医学传感器与无线体域网[1](P1-16)[2](P33-34)

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是当今无线通信领域的研究热点,无线体域网(WirelessBodyAreaNetwork,WBAN)就是以人体为中心,由和人体相关的网络元素(包括个人终端,分布在人身体上、衣物上、人体周围一定距离范围如2米内、甚至人身体内部的传感器、组网设备)等组成的通信网络,是一种特殊的无线传感器网络。无线体域网的一个重要应用就是用于人体健康状况的监控,如监测血压、心律、体温、运动速度等参数,测量这些参数所涉及的压力传感器、加速度传感器、温度传感器等都是《生物医学传感器》课程的重要内容,把这部分内容作为知识讲座可以拓宽学生的知识面,激发学生的学习兴趣,对巩固课程的理论知识起到积极的作用。

(二)生物医学传感器与生物识别技术[3](B20)

生物识别技术(BiometricIdentificationTechnology)是指利用人体生物特征或行为特征进行身份认证的技术。生理特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等,行为特征有签字、声音、按键力度、步态特征等。大部分的生物特征都是通过光学传感器如CCD或CMOS形成图像信号,例如人脸、指纹、虹膜、掌纹、手形、静脉等(也有用半导体电容式传感器获得指纹图像),随后进行特征提取和分析比对,因此生物识别技术也是传感器、信息处理与生物医学工程的结合点之一。

(三)生物医学传感器与生物芯片、生物信息学[4](P209-213)

人类基因组计划(HumanGenomeProject,HGP)是人类为了认识自己而进行的一项伟大而影响深远的研究计划。目前的问题是面对大量的基因或基因片断序列如何研究其功能,只有知道其功能才能真正体现HGP计划的价值--破译人类基因这部天书。生物信息学将在其中扮演至关重要的角色。生物芯片技术就是为实现这一环节而建立的,生物芯片是生物传感器的阵列和集成化,使对个体生物信息进行高速、并行采集和分析成为可能,必将成为未来生物信息学研究中的一个重要信息采集和处理平台,成为基因组信息学研究的主要技术支撑。简言之,生物芯片是生物信息学的主要技术支撑和操作平台,而生物信息学的研究又与信息科学的研究领域息息相关,因此,把生物芯片和生物信息学作为《生物医学传感器》课程与电子信息领域的第三个结合点。

上述三个内容就是本课程为体现“适应生物医学及信息产业发展的需要”的专业培养目标,以及“开拓信息学科的新领域”的办学思路而设置的体现信息环境下本课程教学特色的教学内容。

三、引导式教学方法的尝试

授课对象是即将步入社会或继续深造的生物医学工程专业学生,虽然同样是信息类高校的学生,他们的就业机会和出路远不如南京邮电大学的热门专业,而且大学教育更强调的是素质教育和创新型人才的培养[5](P43-45),因此寻求合适的教学方法显得至关重要。在教学过程中,除了采用目前普遍使用的现代化教学手段,如多媒体动画和网络课件以外[6](P98-99),在教学方法上尝试采用引导式教学,引导学生注重学习能力、综合能力和就业能力的提高,引导学生注重创业能力的培养,引导学生关注生物医学传感器发展的前沿动态。#p#分页标题#e#

(一)启发学生注重学习能力的提高

授课对象是即将步入社会或继续深造的学生,无论对于哪一类学生,学习能力都是至关重要的。在专业课的教学中普遍存在这样一种现象,很多大学生认为学校的课程设置有失水准,课堂上所学的知识没有用武之地,进入工作岗位以后几乎一切都要重新学习,教学与实际严重脱节。然而专业课的学习是一个打好理论基础的阶段,也是一个知识积累的阶段,同时,通过教与学的过程,使学生在潜移默化中提高了自己获取知识的能力,培养良好的学习方法和学习习惯。正是知识积累程度和学习方法两方面的差异造成了每个学生的学习能力各不相同,这也正是为什么有的学生能事半功倍,而有些学生却事倍功半。对于《生物医学传感器》课程,内容庞杂,如各种物理传感器的伏安特性、频率响应、温度特性等,极易混淆,又如“压电效应”和“应变效应”,两者既有区别,又有联系,讲授相关知识时要引导学生注意前后知识的融会贯通和分析比较。因此,在教学过程中不能只是照本宣科、强调应试教育,更要启发学生在学习的过程中找到合适的学习方法,提高学习效率,使自己在有限的时间内获取知识的精华。这个过程在大学教学中必不可少,有了扎实的理论知识和高效的学习方法,大学生在以后的学习和工作中将会事半功倍,获益非浅。

(二)引导学生注重综合能力、就业能力的提高

若干年前,大学生毕业后融入社会的时候,一纸文凭就能证明他的价值,学士学位、硕士学位、博士学位便把人分成了三六九等,那是一个凭着文凭就业的年代,那是一个以文凭的高低来衡量人能力高低的年代。而如今,大学生遍地都是,研究生也多如牛毛,文凭不再能一纸定乾坤,它只是块“敲门砖”而已,有了它只是代表有了一个机会,能否把握住这个机会全凭个人能力,不仅要有过硬的专业技能、学习能力和创新能力,同时要有良好的心理素质、身体素质和组织能力、协调能力、社会活动能力等适应社会、适于生存的能力,这也就是所谓的综合能力、现代社会中的生存能力。笔者所接触的生物医学工程专业学生中也存在这样的问题,他们普遍反映所学的专业没有用武之地,也不是自己感兴趣的专业,导致学生学习的最终目标就是挣够学分、拿到文凭,他们还没有意识到能力的重要性,这样培养出的毕业生根本没有竞争性。如何让自己的学生在这种形势下脱颖而出,成了高等学校与教师面临的严峻的问题。于是,在中国教育体制中占据多年的应试教育逐渐退出历史舞台,取而代之的是素质教育。在专业课的教学中宽基础、淡专业,注意各个学科间的融会贯通,教师在其中充当导学的角色,介绍课程的基本内容、知识结构特点、相关的基础知识、启发性地提出问题。培养学生获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力,以及创造性的思维能力,同时引导学生注重自身综合能力、就业能力的提高。

(三)引导学生注重创业能力的培养

目前大学生就业已经完全市场化,而就业市场却是“僧多粥少”,竞争十分激烈。大学生转变就业观念是缓解就业紧张局势的关键环节。不要把观念停留在“就业”上,尤其在南京邮电大学其他热门专业行业收入不菲的情况下,不要只关注有限的高收入、高待遇的岗位,应树立艰苦“创业”的意识,不仅为自己解决就业问题,也为更多的人提供就业机会。从教学环节上讲,引入现代化的教学方法和手段,广泛运用现代教育技术,把多媒体课堂教学和现代远程教育逐步渗透到传统的教育模式之中,改变教与学的关系,突出学生的主体地位,开发学生的潜能,激发学生主动求知的欲望,给学生以充分自由发展的空间,使学生能够发现问题,并积极独立地寻找解决问题的途径,从而形成良好的思维习惯。另外,增加实践教学的类型和模式,在教学过程中设计一些一题多解、综合练习、设计一些简单的电路等,促使学生将所学的知识转化为实践运用的能力,以提高在校大学生的创新能力、动手能力,有力地促进了大学生综合能力和综合素质的提高,从而提高了职业岗位的适应能力。

生物医学工程的发展历史范文第4篇

关键词 全日制工程硕士；医学基础；教学方法

中图分类号：G643.2 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）06-0061-03

Exploration and Application of Full-time Engineering Master for Medical Foundation Teaching Methods//L? Xiuhua， LIU Wei， ZHOU Yubai， ZHOU Zhixiang， SHENG Wang， MA Xuemei， YAN Hong

Abstract With the changes and reforms of the graduate enrollment system， the full-time Master of Engineering enrollment has gradually expanded. Therefore， the completing training and achieving goals have been highly valued. In this paper， the following four aspects of the full-time Master of Engineering medical foundation teaching methods were explored with the practical application respect. These four aspects are： The combination of theoretical and practical application is the practical requirements to the engineering master's； Rational organization of classroom discussion is an effective way to train engineering master professional interest； Teaching is an effective way for the infiltrated project to broaden the depth and breadth of knowledge； and the highlight innovative teaching process is to develop a master project to adapt the foundation of society. The conclusion is this kind of teaching model is a useful teaching exploration， especially for the overall requirements of the full-time Master of Engineering training

Key words Full-time Engineering Master； medical foundation； teaching methods

生物医学工程是综合工程学、医学和生物学的理论和方法而发展起来的交叉边缘学科，基本任务是运用工程技术手段研究和解决生命科学特别是医学中的有关问题，主要研究利用电子信息技术结合医学临床对人体信息进行无损或微损的提取和处理，是关系到提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。

北京工业大学生命科学与生物工程学院从2005年开始，正式开设医学基础研究生专业学位课，每年选课人数都在10人左右。但是随着社会的发展和需求，近年全日制工程硕士（专业学位研究生）的招生规模逐年增加，2012年选课人数是19人，2013年选课人数已经达到25人。由于研究生的培养目标在不断更新和变化，作为已有专业知识模块中的医学基础课程的教学方法，已经不能完全适用于专业学位研究生的培养，需要重新探索工科院校全日制工程硕士医学基础课程的教学方法，并结合实际教学情况进行应用研究。

有效的教学方法构建有效的课堂组织，有效的课堂组织造就更高的教学质量，更高的教学质量铺垫中国教育的基石[1]。医学基础课程具有理论性强、应用性强两大特点，增加了教学的难度和复杂性，因此必须要紧密结合专业知识，采取多种教学方法联合并用，增强教学的针对性、实用性，使学生具体体会到学有所用，增强学习兴趣，圆满完成教学计划和培养目标。

1 理论性与应用性的有机结合是工程硕士的实际需求

建立面向应用领域、跨学科门类、融合工程技术和工程科学、保证工程系统性和完整性的应用实践型教学模式是保障全日制工程硕士人才培养质量，保证教育产品符合企业人才需求的关键。所以，医学基础课程不仅在教学内容上有所突破，在教学方法上也要大胆创新，将理论性与应用性有机结合，通过基础知识模块和应用知识模块来体现，突出案例分析和实践研究。

从临床医学的角度讲解基础医学的内容，使学生的学习更有针对性。在教学方法上，适当引入案例教学为基础的课堂讨论，以病例、问题为先导，把基础医学、临床医学、预防医学、康复医学等知识有机串联起来，形成一个系统完整的新的理论体系。病例中包括对病人的发病原因、发病机制、实验室诊断、临床症状、防治、愈后康复以及与之相关的仪器研发应用等内容。

如在学习循环系统时，除了常规学习心脏血管的形态学知识外，以冠状动脉粥样硬化性心脏病为线索，将生理病理、临床症状体征、诊断治疗、预防康复等融为一个整体，结合本院生物医学工程专业的研究成果，将人工心脏、人工血管、支架的研究内容纳入综合治疗方案、特殊治疗方法的范畴。同时在将知识进行纵横联系的同时，还需了解学生的个体需求、发展规划，可以将课堂教学内容与学生的毕业论文及实际工作相结合。这种教学模式既能增加学生的知识层面，启发学生学习的兴趣，最大限度地调动学生自主学习的积极性，又能培养学生的综合思维，而且可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力以及反应的灵活性，是一种有益的教学探索，尤其适合于全日制工程硕士培养的整体要求。

2 合理组织课堂讨论是培养工程硕士专业兴趣的有效方法

根据医学基础课程的教学目标，把教学内容分为重点讲述、一般概述、自学三部分，但并不等于后两部分内容不重要，而是课堂教学的学时所限，因此，要求教师合理、科学地督促学生把这些知识不仅要学好，而且要用好。

采用课堂讨论式教学方法比较适合这两部分内容的教学，为了有效利用课上时间，讨论课前，师生都要充分准备，查找相关资料，将适当的课堂讨论融入整体的教学过程中。整个环节包含题目的提出、主题发言、学生互动、教师完善补充、总结五大部分。其中题目的选择是课堂讨论成败的关键，教师结合每个学生的学术背景和研究方向，选择相关的比较前沿的讨论题目。如有的学生毕业论文或工作内容与肿瘤相关，无论是抗肿瘤的药物研究，还是肿瘤表面标志物的筛选、肿瘤早期基因诊断试剂盒的研发以及肝癌的微波热疗等，都会以细胞为基础，辐射药理学、细胞生物学、分子生物学、免疫学、肿瘤学的一些基础知识，使学生对肿瘤的相关知识点有全面的了解，同时对自己所要研究的实际问题又有比较深入的思索和规划。因此，在讨论课上既有学生的主题发言，又有相互间的探讨和交流。这样既培养了学生独立思考和自学的能力，又加深了学生对课程的理解熟知程度；同时也不同程度地培养了学生的思维敏捷能力、应变能力、与人沟通能力、语言表达能力等综合实力，提倡畅所欲言、各抒己见，博采众长、坚持真理的学术理念，培养学生研究实践问题的主动意识和持续科研的能力。

兴趣是学习的生命力、源动力。学生只有产生兴趣，才能充分发挥主观能动性，产生学习积极性；只有怀着好奇心和求知欲，自觉地投入到学习过程中来，才能主动地去学习知识、掌握知识和运用知识，才会提高学习效率，学有成效[2]。坚信兴趣是最好老师的教学理念，做到学有所用、用有所长、长有所专。

3 教学多向渗透是工程硕士拓宽知识深度和广度的有效途径

由于医学基础课程的宽广性和综合性、理论性和应用性的特点，决定了无论基础知识模块还是应用知识模块的教学内容，必须将基础医学、临床医学、预防医学、康复医学、特殊医学五者相互贯穿、有机联系，同时将医学基础内容渗透到生物医学工程专业所涉及的研究和应用领域，增强学生学习的实用性。比如在学习细胞、肿瘤等知识时，会实时地将生物电磁效应研究的内容、手机辐射对人体健康的影响融入其中。同时基于生物医学图像处理的研究课题，如细胞显微图像的计算机自动分析、B型超声图像处理等理论，突出结构与功能的关系，即结构是功能的基础，而某一种生理功能又是某一特定结构的运动形式；健康与疾病的关系，即疾病与健康一样，都是生命的表现形式，疾病中所表现出来的种种病理变化，都是正常结构、功能发生量变和质变的结果。只有了解正常，才能确定异常，才能对疾病做出正确的诊断和治疗，才能准确判断预后。

另外，生物力学仿真与医学应用也是生物医学工程所涉及的研究领域，其研究方向侧重于研究血流动力学与动脉疾病（特别是动脉粥样硬化）的关系，以及血流动力学的临床应用，如血管搭桥术、动脉瘤支架介入治疗等，这又关联到如血液在血管中的流动、心脏瓣膜及人工瓣膜等的工作过程所要涉及的医学基础本质内容。可以看出，通过这样的多向渗透，将纵横交错的复杂知识网络梳理成一条直线清晰的脉络，使学生学到的不是一点点具体课程知识的堆砌，而是注意学科知识间的渗透与综合，重视知识应用性的沟通与转化；使学生意识到在应用领域中基础知识的重要性和必要性，没有基础理论作为基石的支持，后续的应用研究不仅是空中楼阁，且很难实施和实现。从另一个角度无形中又激发了学生自主学习的自觉性和积极性，形成一个良性的循环过程。这种教学方法提高了教学的针对性，更有利于全日制工程硕士研究生培养目标的实现和顺利完成。

4 突出教学过程的创新性是培养工程硕士适应社会、服务社会的基础

医学基础知识是从事生物医学工程技术工作的重要基础，同时各种生物医学工程技术又促进了医学水平的全面提升。随着高科技产业的发展和应用，迫切需要具有科学思维和创新意识、能够敏锐发现问题和创造性地解决实际问题的生物医学工程人才。教学过程不是简单重复书本上的条条框框、考核试卷上的题目，而是一个创造性的过程，是教学双方挖掘、展示、发挥人的创造性和主观能动性的过程。

创新是研究生教育的核心内容，也是全日制工程硕士培养的深层次目标。医学基础课程建设的特点是“厚基础理论，博前沿知识，重实际应用”，在整个教学环节中逐步渗透和培养全日制工程硕士研究生的创新意识。教师拥有了培养学生创新意识的理念，就会体现于教与学的创新上。学生是教学过程的核心，教学设计要想引导出富有创新性的教学过程，就必须关注最新的科技动态、科研成果，具有前瞻性的思维模式和科学研究的主导思想。因此，在每年的教学内容中都会适时添加当年的诺贝尔生理学与医学奖的获奖内容，并由此引申到相关知识领域的研究进展、发展动态及未来的可能趋势。例如，2011年诺贝尔生理学与医学奖尘埃落定之际，就将树突状细胞等在第二道防线中的作用和重要意义，以及一些目前用来治疗自身免疫疾病的新药和很多正在开发的免疫治疗癌症的药物，都利用了诺贝尔奖得主发现的这些机理和原理等纳入相关的与免疫有关的章节中。

2012年令人惊讶的是“发现成熟细胞可被重组变为多能性”，通过导入仅仅少量的基因，就可以将成熟细胞重编程为多能干细胞，即可发育成为身体各种组织的非成熟细胞。这些突破性的发现彻底改变了对于发育和细胞特化的看法。现在知道成熟细胞并不需要永远局限在它的特定功能里，历史被改写，新的研究领域产生。通过重编程人体细胞，疾病研究的新机遇获得实现，诊断与治疗的新方法获得发展。

2013年诺贝尔生理学与医学奖授予了三位解开细胞如何组织其运输系统之谜的科学家，揭开了细胞物质运输和投递的精确控制系统的面纱。该系统的失调不仅会带来有害影响，并可导致诸如神经学疾病、糖尿病和免疫学疾病等的发生。

由此可见，激发教学双方在知识、经验、精神等各个层面的交流与碰撞，是确保教学效果和质量不可或缺的一个重要因素。实际上，在教学过程中，培养学生创新意识和能力的同时，既有助于促进教师加强自身学习、更新知识，拓宽教师知识面、扩充教学内容，也有助于调动学生的学习热情，且能保证教学内容与最新科学技术同步发展的应变性和连续性；使学生在获得较宽厚的基础理论知识的同时，又具有较强的科学研究能力与技术开发能力。可以认为，突出教学过程的创新性，是培养高素质、有创造力的高技能高层次应用型人才的重要内容和方式。

注重工程应用，构建合理的知识结构，是全日制工程硕士研究生培养的一种特殊模式，强化他们的优势、弥补他们的不足是主导思想。正如郭婧娟[3]所言：“坚持独特的培养理念是工程硕士持续发展的根本所在。”全日制学术型研究生的培养，可以说有很多成熟、成功的经验值得推广和借鉴，但全日制工程硕士研究生培养，由于其培养目的和目标的特定性、社会需求的特殊性，还有许多问题有待进一步的深入研究和探索。

参考文献

[1]刘淑清，张改枝.大学课堂教学方法的适用性选择和实现条件分析[J].太原师范学院学报：社会科学版，2013（2）：

120-122.

生物医学工程的发展历史范文第5篇

1、主要专业：应用海洋物理、建筑学、艺术史、化学、生物学、计算机科学、创造性写作、英语、法语、地理、历史、国际管理、拉丁美洲研究、数学、哲学、物理、心理学、社会学、西班牙语、会计、管理信息系统、经济学、财务、国际贸易、管理科学、营销、公共事业管理、质量管理、统计、基础教育、特殊教育、高等教育、数学教育、心理健康咨询、体育管理、教育与学习、建筑工程、生物医学工程、电子与计算机工程、环境健康与安全、工业工程、信息技术、机械工程、法律、海事与海事法、海洋与环境化学、生物化学与分子生物学、药学、神经学、公共健康、音乐教育、音乐理论、爵士乐创作、钢琴表演、声乐等等。

2、迈阿密大学(Miami University)位于美国俄亥俄州西南侧的小城市牛津，因此也被称为迈阿密大学牛津分校。它也是最初的8所公立常春藤大学之一，有良好的声誉和出众的实力，也是美国百强大学之一。除了牛津以外，迈阿密大学还有4个卫星校区，其中一个位于欧洲的卢森堡。迈阿密大学有47%的学生会参加去欧洲和亚洲等别的地区交流学习的项目，并得到学校的资助 。迈阿密大学以本科教育著名，全校大约有16000名本科学生，学校不仅注重学生的学术成绩，也重视学生的个人发展(personal attention)。

3、迈阿密大学(简称MU)成立于1809年，在俄亥俄的牛津村。它是一所四年制公立大学。在1792年，乔治·华盛顿签署了国会法，其中明确提出要在俄亥俄河北部的迈阿密山北部建立一所学术性研究大学，而这所大学便是迈阿密大学MU的前身, 校训阿拉丁文“Prodesse Quam Conspici”意为“与其高谈阔论，不如笃实有成”。

（来源：文章屋网 ）