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一、引言
生物医学工程学是多学科交叉边缘学科,结合了生物学、医学、工程学等专业。生物医学工程的前身是生物医学电子学专业,其建立起源于电生理学。国内众多理工科、医科及综合性院校都开设了生物医学工程专业,其培养目标是使毕业生能够理解、阐明并应用数学、物理学、工程学原理解决医学问题;能够成功地从事职业实践并继续深造;具有独立的学习和工作能力,高度重视职业及伦理责任。相应的课程设置主要包括工程类课程和医学类课程等。
其中,生理学是研究生命现象及其本质,全面介绍人体各系统的功能及活动本质的学科,内容详尽,覆盖知识面广。不论对于医科院校还是工科院校,生理学是生物医学工程专业必修基础医学课程之一,对于将工科课程与医学知识有机融合起到不可替代的桥梁作用。生理学作为生物医学工程专业中一门有代表性的基础医学课,其课程设置需考虑如何平衡有限学时与广泛的生理学知识点、结合考虑工科院校学生的思维个性、工科院校的生物医学工程专业的培养方案特色等。本文重点讨论工科院校生物医学工程专业生理学的教学问题。
二、生理学教学的现状分析
(一)授课对象与医学院教材的冲突
目前国内尚无生物医学工程专用的生理学教材,而大多数院校选用人民卫生出版社的《生理学》教材。首先,该生理学教材原本针对医药卫生专业撰写,有很强的专业性,与生物化学、组织与胚胎学、病理学、药理学等众多基础医学课程关联密切,又离不开临床医学课程知识。其次,生理学是一门以实验科学为基础的学科。再次,生理学课程的系统性非常强,当选择性讲授教材内容时对知识点的取舍需非常慎重。对于缺乏基础医学知识、医学实验技能及实验经验的工科院校学生而言,在有限的学时内完全照搬传统教材是不现实的,而且严重影响学生的学习效果。
(二)教师背景与生物医学电子学专业知识的冲突
工科院校中生理学教师多为医学类专业出身,而基于生理学为综合性实验学科,医学背景的教师能将生理学中有关基础医学和临床医学背景的概念、理论解释清楚,但是对于生理学中诸多涉及理工科的实验技术及仪器原理却不一定能理解透彻,并阐述清楚。因为没有扎实的工科知识背景和丰富的生理学实验经验,是无法与工科背景的学生良好的互动,从而影响生理学的教学效果。
三、对策分析与讨论
(一)教学大纲及生理学教材的建设
须对生理学的教学大纲内容谨慎斟酌。要综合考虑以下几方面的因素。第一,引导和培养学生的学习兴趣,适当增强疾病与健康管理的内容。第二,结合本院校系的学科特色,增强教学大纲内容与本院校系生物医学工程专业学科特色的关联。第三、工科院校的生理学学时安排比较少。例如,重庆大学生理学的理论学时是32个,第三军医大学生理学理论学时是70个。因此建议重点讲特定生理系统的研究方法,对于未讲授内容,建议学生自学。在此基础上,编撰适合工科院校生物医学工程专业的特色生理学教材。
重庆大学生物医学工程系的学科特色是电子信息与仪器,所以在具体生理系统原理及介绍中,尽量结合该生理系统的相关医学仪器为例,一方面,应用实例有助于学生更生动地理解该生理系统的工作原理,另一方面,也能将空洞的生理学理论与后续的医学仪器原理及设计课程结合起来,引导学生理解医学仪器的设计原理,提高学生对专业的兴趣。
例如,讲授肺在生理状态下的弹时,补充呼吸疾病患者的肺丧失弹性情况做对比;在讲授第五章呼吸调节类型分为自主呼吸与随意呼吸时,强调临床上重症患者在清醒状态与睡眠,麻醉状态下呼吸机的意义;讲授呼吸系统的呼吸运动原理时,结合人工呼吸、简易呼吸机及智能性呼吸机的原理与设计等。
(二)生理学教师应增强仪器及设备专业知识的培训
提高工科院校生理学授课教师的综合素质,可从三方面开展工作。第一,增强生理学教师的专业技能培训,包括派遣其到医药院校生理学教研室旁听生理学精品课程,丰富基础医学和临床医学知识;同时增加生理学教师参加各种生理学实验及新型医疗仪器的使用培训,增强各种医疗仪器原理及操作技能。第二,生理学教师的选拔,要重视医学背景与工科背景的综合。例如,本科为医学专业,研究生阶段为工科背景或者本科为工科背景,研究生阶段为医学专业为佳。第三,通过开展科研项目来训练生理学教师,从而丰富生理学教师的综合专业技能。一个科研项目的顺利完成,融汇贯穿了医学问题的发现、生理机制分析及工科技术解决方案的全过程。重庆大学于2012年7月与第三军医大学成立生物医学工程联合学院,对两校的生物医学工程专业本科生实行相同的培养方案中,医学类课程由第三军医大学教师与重庆大学教师组成联合课程教学组进行授课。
事实上,生理学教师的综合性高素质要求也符合生物医学工程专业本科教育的广泛性特征。在本科教育排名第一的约翰霍普金斯大学认为:最新的生物医学工程本科教育就是使其能继续在研究生、医学以及职业学校中接受教育或在产业领域谋求职业。
(三)加强生理学实验及实验教材的建设
生理学是一门实验性学科,生理学教学的建设离不开生理学实验室及实验教材的建设。一方面,生理学的概念和理论来源于大量动物实验和临床病例;另一方面,生理学实验可以让学生对课本上的概念和理论有更加感官、形象的认识,训练学生的实验技能,提高学生的学习兴趣。
工科院校生物医学工程专业教研室在开展生理学实验的过程中,不具备医药院校的实验条件,所以应该充分发挥工科院校的特色,充分利用现有的工科院校特有的实验资源。工科院校的教师和学生对生理学实验中各种仪器的理解更深刻,仪器操作能力更强,对各种生理信号分析处理水平更高。首先,增强医学仪器在生理学实验设置中的比重。利用学生对强大的虚拟软件的熟悉,通过医学仪器的操作,加强学生对生理系统机制的理解。其次,提高各种生理信号分析处理在实验内容中的比重。充分利用工科学生对数据处理软件的熟悉对生理信号进行深度处理,增强学生对生物医学信号的印象和理解。例如,重庆大学生物医学工程专业生理学的设置应该结合本系生物医学电子与仪器的优势,在生理学实验的设置中增强医学电子信号的检测比重,具体表现在增加各种生物医学传感器的实验,开展各种生理信号的采集实验。
四、小结
生理学在生物医学工程专业课程体系中承担着承上启下的综合性作用。首先,生理学教学需传授给学生丰富复杂的基础医学理论与实验知识,从而训练学生在将来的学习与研究中能提出需要解决的医学问题。再次,使学生理解各种生物医学仪器的设计原理,提高学生学习各种医学仪器设计的兴趣。因此,生理学教学的宗旨无论是对教学大纲,还是专业教师以及生理学实验都提出了更高的要求。所以,生理学的教学改革研究需要理清发展思路,充分利用工科院校的特色资源,发挥工科院校的教学优势,准确定位本单位的教学大纲,提高专业教师的综合素质,丰富生理学实验,最终才能提高教学水平,把学生培养成能够成功从事职业实践并继续深造的合格的生物医学工程本科毕业生。
参考文献:
[1]高莉,刘健,陈强,浅谈工科院校生物医学工程专业生理学的课程建设[J],医学信息,2009,22(10):2007-2009
[2]李小慧,吴建盛,理工院校生物医学工程专业解剖生理学教学的思考,中国电力教育,2013(10):161—162
从17世纪列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光学显微镜发现微生物开始,医学的每一次重大进展都留下了工程技术的痕迹。200多年前Galvani和Volta两位科学家在电生理方面的先驱性研究,常为追溯生物医学工程的发展时提起。现代生物医学工程孕育于19世纪,其作为一门独立学科的发展历史还不过数十年时间。1985年X射线发现后,X光机很快进入医学临床,开创了医学图像学。以后航天技术、微电子技术、计算机等高技术的飞速发展,为人类研究和改善生命运动过程开辟了新的前景,工程技术与医学更加广泛深入地渗透结合,于是逐步形成了多学科与生物医学交叉融合的生物医学工程学科。生物医学工程在20世纪50年代形成学科领域,60年代崛起发展。1953年,德国在ILMENAU大学建立了第一个生物医学工程系。1964年,世界性的生物医学工程联合会(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering,IFMBE)成立,到1991年已举办九届世界生物医学工程大会。1979年,美国物理学家科马克(A.M.Cormack)和英国的电气工程师亨斯菲尔德(G.N.Hounsfield)发明了用电子计算机将X射线穿透人体形成重叠影像展开技术,无创伤地取得人体横断面图像,创造了X射线CT,因而获得诺贝尔生理学与医学奖,更成为工程技术与医学交叉融合而对医学进步产生巨大推动作用的标志。自20世纪60年代以来,美国许多著名大学都开始了生物医学工程高层次人才的培养,代表了全世界生物医学教学和研究的前沿。美国生物医学工程从基础教育到研究生培养,从理论教学到行业训练乃至职业培训,都有一套较为完善的制度,从而在生物医学工程领域长盛不衰。我国的生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的,1980年成立了中国生物医学工程学会,1986年正式加入世界生物医学工程联合会IFMBE。截止2003年,我国已有48所综合或理工科大学、18所独立医科大学设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次专业人才,另有9所专科院校开设了医疗器械专科教育。
2国外医学工程学科的发展方向
在国外,医学工程专业已经深入到医学的各个领域,发挥着重要的作用。主要体现在医疗设备研发、医疗设备管理、医疗设备维护以及医疗设备的质量控制方面。
2.1医疗设备研发
各种医疗设备的研发均源于医学临床实践,国外的医学生经过4年的理工科大学学习,其医生均为生物医学工程和临床医学的双学士。因此,国外医疗设备的研发速度和思路远大于国内,许多最新的医疗设备发明均源于国外临床实践[2]。
2.2医疗设备管理
医疗设备管理主要是通过科学化管理更大效能地发挥医疗设备的作用,为医疗机构创造更大的效益。其中包括医疗设备的采购、医疗设备的监控及医疗设备的效率评价等。
2.3医疗设备维护
医疗设备使用过程当中维护、保养异常重要,因此医疗设备的维护是医学工程专业在国外医疗机构的主要职能之一。
2.4医疗设备的质量控制
医疗设备若保证其诊断治疗质量则必须进行定期的质量控制,包括计量检测、周期检验、强制检验和维修后计量修正等,确保医疗设备的性能和准确性[3]。
3国内医学工程发展情况
国内医学工程专业起始于20世纪80年代,军队主要有第一军医大学生物医学工程系(现更名为南方医科大学生物工程学院),每年全国招生40人左右,主要方向是:放射医学专业和医学影像专业,突出的成就是研制出了我国第一台X刀放射治疗系统。第四军医大学生物医学工程系每年全国招生20余人,主要方向是:电子工程与计算机智能化,突出成就是全国第一次研制人体阻抗断层成像。地方大学开设生物医学工程专业的主要有浙江大学、清华大学、四川大学、天津大学及成都电子科技大学等[4]。地方大学培养生物医学工程专业与部队有差别,军队主要是以医科大学为基础,毕业生的医学理论基础较好,但是理工科稍微欠缺;地方大学主要是理工科为基础,基础医学有所欠缺。因此,之后北京大学、四川大学开设生物医学工程专业时则结合了双方的优势,取得了很好的效果。医学工程专业的人员不深入临床是无法获得创新灵感的[5]。就生物医学工程专业人才分布流向而言,主要是去往大型国外医疗设备公司做销售、售后服务;去往国内医疗设备公司做研发、销售;去往各类医院的设备科、信息科、网络中心等。
4医学工程专业在医院的发展
医学工程专业是医院发展的主流方向,医学工程在医院虽然属于辅助科室,但对于医院的发展实属不可或缺,其主要工作是设备管理、设备维护、质量保证和设备计量。
4.1医疗设备管理
医院的医疗设备管理工作非常重要,医院的核心竞争力是医院的先进的医疗设备。如何最大限度地发挥医疗设备的作用和医疗设备的全生命周期管理是医疗设备管理的主要目标[6]。(1)设备的购置论证。以购置何种医疗设备最有利于医院的学科建设和发展为目的,每采购一种医疗设备均需进行严格的购置论证。(2)设备的购置管理。设备的购置需要调研、论证及招标等多个环节,购置管理需要采用科学化的方法优化流程、提高效率及避免商业腐败。(3)设备的档案管理。医疗设备使用和后期的管理必须进行科学化的医疗设备档案管理,目前网络化、电子化档案管理是发展的趋势[7]。(4)设备的发放储存。设备和耗材的发放和储存是物流管理的范畴之一,如何降低库存减少资金积压、提高储存的质量等需要进行科学、精心的研究[8]。(5)设备的使用监督。医疗设备能否有效使用需要监督和管理,提高设备的使用效率,加强设备的使用监督是医疗设备管理中的重要环节。(6)设备的报废回收。设备使用一定的时间需要报废,何种设备符合报废的标准、报废的设备如何处置等是医学工程人员的重要研究范畴。(7)设备的效益评估。何种医疗设备可以继续购置、何种医疗设备购置后会亏损等是对医疗设备的效益评估,同时也是医院领导对医疗设备采购决策的主要依据。(8)设备的租赁管理。有些医疗设备没有必要每个临床科室都去购买,设备租赁是提高设备的利用率的好办法。做好医院内设备的租赁管理,合理高效地调整设备是医学工程科室的重要管理范畴。4.1.1医疗设备管理目标和原则(1)医疗设备管理目标:设备检查收益是医院最大的利润增长点,应围绕新技术、新设备开展医院的新业务,设备管理的目标就是使得设备在医院收益中发挥最大的作用。(2)医疗设备管理原则:科学化管理,科学化决策,以经济效益为中心对设备进行科学化评估和决策,避免设备的闲置、浪费、重复性购置,把设备的效益发挥最大化。4.1.2医疗设备管理中存在的问题及对策(1)现阶段医院在设备管理方面存在以下主要问题:①设备采购盲目,事先的评估不足或者评估误差大;②采购的设备其发挥效能低下,无预先的盈亏控制体系,无法发挥设备的效能;③设备管理混乱,使用率、开机率不足,无法有效调动临床使用科室的积极性;④设备的监控体系缺乏,无法对具体设备的效益做出定量评估,致使再次采购缺乏依据。(2)针对以上存在的问题可以采取以下的一些对策:①医学工程科应该承担起自己的职能,配合院领导做好设备购置的科学决策;②设备管理是科学,决策的原则是效益,围绕效益做好医院的设备统筹;③设备管理包括设备的购置、监督、报废、评估,是医疗设备“全生命周期”的科学管理,是医学工程学科研究的主要方向;④因地制宜发挥医疗设备的最大效能。
4.2医疗设备维护
设备维护是延长设备使用寿命、提高设备使用率和效率的关键[9]。现在的设备维护不同于过去,设备维护主要应做好以下工作:①设备维护从过去的简单修补到设备的效益保证转变,能发挥设备的最大效益是核心;②设备维护从简单的元件维护,到整机的保障,着重强调时间和经济效益的比例;③设备维护从简单设备的维修到复杂大型设备的工作保障;④设备安全维护的出发点和立足点是医院的经济效益和社会效益;⑤医疗设备维护应该从以往的集中统一维护逐步过渡到专人保养维护,提高设备的使用率,将设备的故障隐患消灭在萌芽状态之中;⑥医疗设备维护应该从以往的等待设备随机故障发生后的紧急随机维修逐步发展到对设备预防性维护保养,充分发挥设备的效能。
4.3医疗设备质量保证
医疗设备的质量保证是发挥医疗设备作用的前提,医疗设备的精度和准确度直接关系到诊断和治疗的结果。因此,对医疗设备的质量控制是医疗设备管理的重中之重。国外的大型医疗设备有严格的治疗控制流程和管理人员。医疗设备的保证已经逐步成为医学工程学科的一个重要分支。医院的大型医疗设备必须进行定期的周期检验和质量监控。为此,医疗设备质量控制工程师应运而生,成为医疗设备发挥作用的“保护神”[10]。
4.4医疗设备计量
医疗设备计量是保证医疗设备诊断治疗准确的前提。设备计量包括:设备使用前的计量检定;设备维修后的计量检定[3]。设备的检定类型:国家强制计量检定(强检);周期性计量检定(周检)。《计量法》是医疗设备计量工作的依据。军队计量体系规定军区总医院建立三级计量站,为医院医疗设备进行计量的强检和周检。医疗设备计量是医学工程科的重要职责。
5结语
会计学
【伪装面具】会计是一种每天都和钱、数字打交道的职业,所以会计学属于经济学,每天学的是关于计算的课程。
【真实面目】会计学并不是经济学,而是工商管理类专业,毕业以后拿的学位是管理学学位,而不是经济学学位。会计学是在研究财务活动和成本资料的收集、分类、综合、分析和解释的基础上形成协助决策的信息系统,用以有效地管理经济的一门应用学科,可以说它是社会学科的组成部分,也是一门重要的管理学科。会计学的研究对象是资金的运动。
会计学、微观经济学、宏观经济学、管理信息系统、统计学、财务管理、市场营销、审计学等都是主干学科。会计学专业的学生需要保持清晰的头脑以及对数字的敏感性。而学生毕业后,必须掌握管理学、经济学和会计学的基本理论;熟悉国内外与会计相关的方针、政策和法规和国际会计惯例。
【推荐院校】龙头院校:厦门大学、北京大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学等;实力院校:天津财经大学、南京审计大学、首都经济贸易大学、浙江财经大学 北京工商大学、广东财经大学、云南财经大学、兰州理工大学、河北经贸大学、金陵科技学院等。
【就业小贴士】目前来说,会计学专业最好的就业方向还是注册会计师。每年注册会计师资格考试的报名人数都保持在60万人左右,而相关数据显示,我国目前需要的注册会计师人数约为35万人,甚至更多,可见会计学是一个很有前途,但也是很具有挑战性的专业。
医学影像工程
【伪装面具】专业的名字里面有“医学”两个字了,所以这是一个医学类专业。
【真实面目】该专业确实与医学类专业有着一定的关系,但它却是实实在在的电气信息类专业。学生毕业后授予的不是医学学位,而是工学学位。医学影像工程专业是一个集数学、物理、计算机科学、信息技术以及医学科学于一体的交叉学科,具有鲜明的医、工结合,以工为主的特点。
该专业的学生主要学学物理、电路分析、程序设计、医学图像处理、微机原理与应用、生理学、病理学等课程。主要培养能从事X线机、数字化X线机成像装置、磁共振成像装置、超声成像设备等医学影像设备的研制和技术支持的复合型高级应用工程技术人才。所以当你想学医,发现临床医学等专业是当下比较热门的专业,要求的分数很高,所以就选择了和医学沾边了的专业――医学影像工程,那你可以说得上是“误入歧途”。
【推荐院校】龙头院校:华中科技大学、安徽医科大学、天津医科大学、南昌大学、东南大学等;实力院校:苏州大学、新疆医科大学、重庆医科大学、青海大学、兰州大学、石河子大学、三峡大学等。
【就业小贴士】毕业后能够从事医学影像设备研究、科技开发、运行管理、经营销售和提高影像设备诊断技能方面的工作。医院会设有影像医学中心、影像医学部或影像医学科,设置相关的仪器设备,并编制有专门的护理师、放射技师以及医师,负责仪器设备的操作、影像的解释与诊断,这些工作与放射科负责放射治疗有所不同。
生物医学工程
【伪装面具】生物医学工程专业属于生物科学类专业,主要研究生物学方面的知识,如果不是生物类的专业,就是属于医学专业,是生物和医学的交叉学科。
【真实面目】生物医学工程专业和医学、生物科学是有着“千丝万缕”的关系。但是,生物医学工程是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题。所以,生物医学工程专业并不属于生物科学类,也不属于医学类,而是属于电气信息类,毕业后授予工学学位。
生物医学工程总体来说有三个大方向:仪器、图像、材料。可以说,生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科,是跨学科的综合性学科。
主要课程有:自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、数据库技术、地理信息系统原理、测量学、地理信息系统设计与应用、地理信息系统二次开发、程序语言相关课程等。
【推荐院校】龙头学校:中山大学、东南大学、清华大学--北京协和医学院、上海交通大学、华中科技大学、四川大学、北京航空航天大学、浙江大学、东北大学等;实力院校:天津工业大学、长春理工大学、河南科技大学、南方医科大学、首都医科大学、咸宁学院、广西医科大学等。
【就业小贴士】一般来说,生物医学工程专业的同学本科毕业后有几个方向:读研究生继续深造,如果想在这一领域搞科研,或有更深入的发展就要继续深造,撇开别的不说,进大学和科研所的门槛基本都是博士,本科阶段的学习只是个基础;进入国家医疗器械司及各级医疗器械检测所;进入各级医院的医学工程处、设备处、信息中心以及医学影像科;去各大跨国以及国内医疗器械企业。
城市地下空间工程
【伪装面具】该专业主要研究的是地下建筑,就业同样也是往地下建筑这方面发展。
关键词:卫生职业技术教育医学工程专业创建与发展
目前,随着教育体制的改革,高等教育分为普通教育和高等职业教育两大块。全国各地的教育体制要做相应的调整,我省也不例外。卫生职业技术学院的建立,给我省原有医疗器械维修专业的发展带来一次新的飞跃,一个高的起点。因此,我省应看准这一时机,抓住这一机遇,在保证卫生专业的 前提下,首先在现有医疗器械维修专业的基础上进行调整,在卫生职业技术学院创办医学工程系(或开设医学工程专业),力争取得教育部、卫生部、国家医药管理总局有关部门的重视、关心与支持。下面就此谈一点想法:
1 全国医学工程专业的情况
1.1 存在的问题和矛盾
根据湖南医科大学仪器培训中心在近几年对百余家不同级别、不同地域的一般性医院的医疗装备管理和维修人员的调查报告来看,当前医学工程技术队伍的知识结构和人才需求存在的问题和矛盾,同时也表达了工程技术人员的愿望和要求。
1.2 医学工程技术队伍人才建设的现状
1.2.1 人员缺乏
从调查结果中可以看到,不管是拿一级医院都反映工程技术人员的缺乏,有的基层医院甚至没有维修人员或由总务科的电工兼管,这主要是与医学工程专业起步晚,开设这个专业的学校少,培养出来的工程技术人才赶不上社会的需求有着直接的关系。
1.2.2 水平偏低
人员编制比例低“半路出家”和学历偏低者在哪一级医院都存在着相当的比例,虽然在长期实践中积累了大量的经验,但由于基础差、知识较陈旧,外语水平低,因此对新设备、新科技接受较慢较难,维修水平明显偏低。有的毕业分配到医院后,技术水平不高,动手能力差、长期不能独立胜任工作,这与学校的办学条件和经验有关,也与专业课程的设置和师资力量、实习、实验条件有关。还有个别学生在校学习时绳属是混文凭。
我国医院一般在300万元以上医疗器械设备资产的配1人,而发达国家的医院配置的比例是每100万元医疗器械设备资产配备1人,可见人员编制比例明显偏低。
1.2.3 职称晋升难、留住人才难
医学工程技术人员和医学工程专业教师因在医院和卫生职业学校都误认为不是主要学科,得不到重视。例如:部分医院(其中包括三甲级医院)把医学工程技术人员化归后勤科、总务科、药材科或医务科代管;学校把从事医学工程专业教学人员化归数学物理教研组。同等条件或高于临床医生和临床教学教师晋升条件,他们能晋升而从事医学工程专业的却不能晋升。而那些学历低没文凭、外语应试和口语能力低、基础理论知识不系统,写论文困难的维修人员晋升就更困难了。由此引出留住人才难。具有本科和本科以上学历的高层次人员到了医院或卫生职业学校认为屈才,除了社会地位、经济收入、职称、住房等不公外,还有更大的抱负,有的到了科研部门,有的到了国内外大的医疗器械公司,有的考了研究生。
1.2.4 人员来源不一、知识结构不一、人员所在的学科不一
医学工程技术人员大致由经过医疗器械设备培训班培训(1980年前工作)的工人、相近专业(自动控制、无线电、电工电子、计算机)改行和80年以后毕业生物医学工程、医疗器械维修专业的大、中专毕业生组成。因此他们只能根据各自的情况来从事不同难度医疗器械的维修。把医学工程技术人员化归后勤科、总务科、药材科或医务科,造成人员所在的学科不一,这样很不利医学工程队伍的发展。
1.3 医学工程专业的教育基地的现状和矛盾
80年代后期,卫生部在全国五所医科大学(北京医大、上海医大、华西医大、中山医大、湖南医大)建立了五个仪培中心。五个仪培中心的创办和开展,为我国医学工程技术队伍的状大作出了极大的努力和积极的贡献。近几年虽然先后在清华大学、浙江大学、天津医科大学、西安医科大学、一军医大学、四军医大学、华中科技大学等十几所高校陆续开设了生物医学工程或医学装备工程专业的本科班。但这些学校培养的是学术型人才、工程型人才和技术型人才。其毕业生不乐于从事维修工作。而湖北省荆州卫生学校、云南省卫生学校、南京市第二卫生学校、杭州市第二卫生学校、河南洛阳市卫生学校、陕西咸阳市卫生学校、湖北咸宁地区卫生学校、湖北恩施州卫生学校、湖北沙市电子工业学校等中等职业学校开设医疗器械维修中专班,培养的是技能型人才。其毕业生只能对低、中档器械进行维修,对高、精、尖的大型器械又不太胜任。鉴于上述情况,高职教育方可解决这一问题。
湖北省荆州卫校自1986年开办医疗器械维修专业到目前为止,共有14届。已毕业走上工作岗位的12届,在校就读和正在实习的2届。据我了解的情况来看,该专业的生源及毕业的学生共分布在广东、福建、河南、山东、新疆等省(自治区)和我省各级医疗卫生单位,表现很好,已成为主要技术骨干,有的还走上领导岗位。仅这个专业就说明了该校已经培养了不少的初级实用性的技能型人才,作出了一定成绩和贡献。这为湖北省卫生职业技术学院开办医学工程系(或专业)奠定了一定的基础。但由于各自为阵、办学分散、经费不足、师资力量缺乏、教材和实验室等种种问题,制约了本专业的发展,导致湖北省开办的此专业远远不敌云南、江苏等省办的中职水平。
1.4 发展医学工程专业是现代化医院建设的趋势
当代医学的发展极大地取决于工程技术进入医学领域的程度。随着科学技术和现代工业的飞速发展,现代医学已把几十门学科汇集一体。80年代以来,在医学诊断过程中广泛使用了医学成像技术(X线、同位素、超声学),内镜技术、核医学技术、生理工能检测技术、免疫诊断技术、人工脏器等先进技术。正是有了这复杂且相互渗透的先进技术和相应设备,才使现代医学发展如此之快。俗话说工欲善其事,必先利其器。靠谁利其器?靠技能型工程技术人员。因此,现代医院建设,工程技术人员必然进入医院,因而发展医学工程专业是现代化医院建设的趋势。
1.5 医疗装备水平是衡量医疗水平的重量标志之一
医学工程学是近几十年发展起来的新兴的交叉边缘性学科。为了生存和发展,世界各国都把最高、最新、最精、最尖的科学技术应用于生命科学。高、新、精、尖的科学技术在生命科学上的应用给医疗卫生科学的发展带来了新的飞跃,全国的医疗仪器装备近十年来以几倍甚至几十倍的速度增长。医疗仪器装备的优劣已成为现代化医院等级评定的主要标准之一,装备水平已经是衡量一个国家医疗水平的重要标志之一。
1.6 医学工程的发展给医学工程人员的素质提出更高要求
医学工程技术人员的素质赶不上发展的需要,表现为:现有医疗仪器装备的功能开发没完全达到设计要求,有的仪器设备的应用只占其全部功能一半,甚至只有全部功能的五分之一,造成仪器装备的极大浪费,仪器装备的安装和使用达不到仪器装备的基本要求而造成人为的损坏;维修力量缺乏,有的仪器出现故障不能及时排除,坏了无人修,或越修越坏。所以,提高全国医学工程技术人员的素质,提高质量是全国医学卫生事业建设的需要。 2 卫生职业技术学院开设医学工程系应解决的问题
2.1 办学力量问题
1991年我第二次应邀参加在南京大学召开的全国高、中等院校“生物医学工程”、“医用电子仪器”、“医疗器械维修”等专业的大、中专教材编写会议时,了解的全国六所中等职业学校开办医疗器械维修专业的情况条件都不太好。十年后的今天,基本照旧。只不过是有的生格为卫生职业技术学院,因此,我建议:我国卫生职业技术学院在开设医学工程系时应吸取原先办医疗器械维修专业时的经验教训,应集中精力在全国有代表性、有一定基础的省市开办几所,把所有的财力、物力、人力集中投进去,把此系或专业办好。
2.2 专业名称问题
医疗器械维修专业实际上就是医学工程专业。“维修”一词给人的印象或一般看来就是修修补补,技术含量不高,所以此名称招生时就不吸引人,毕业后就业也难。据我对全国20多所高等院校办此类专业情况的了解,其名称均为医学工程、医用电子仪器、电子技术应用、生物医学工程等。基础课和专业基础课一样,只是专业课作一下调整就行了。建议医疗器械维修在卫生职业技术学院的专业名称应改为“医学工程”专业。
2.3 课程设置问题
医学工程,顾名思义就是医学与工程技术结合,使诊断工程化。当代医学的发展极大地取决于工程技术进入医学领域的程度,随着科学技术和现代工业的飞速发展,现代医学已把医学、药学、数理化、电子学、机械学、分子生物学、精密仪器、激光、超声、射线、遗传工程学、材料工程学、信息工程学、计算机技术等汇集一体,构成了纵横交错的综合学科,其广度和深度已经远远超过了对传统医学的认识范畴。因此,医修专业的专业基础课教材选的是非电专业教材是极不合理的。专业课的名称也过于陈旧。例如“常备”、“医电”。“常备”原先讲的是钳工、电氧焊接、显微镜和581光电比色计一类简单分析仪器的内容,而现在的内容全是现代的医用检验仪器,所以应改为“医用检验仪器”。“医电”实际上是大学的一门专业,而不是一门课程。它是“心电图机、脑电图机、胃电图机、肌电图机、心向量图机、超声诊断仪、核医学诊断仪”等医用电子仪器的总称。如果课程名称和课程设置不改,这将会给招生和学生毕业后就业带来不利。
建议应设置为基础课:高等数学、英语、医用物理学、普通物理学、机械制图等。专业基础课:电工学、电路分析、模拟电子线路、数字与脉冲电路、计算机原理(注:这五门必须是电子专业的课程)、生物医学电子学等。专业课:生物电测量仪器、超声诊断仪、医用检验仪器、X射线机原理、X线影像设备原理与应用、制冷设备等。选修课:黑白电视机原理、彩色电视机原理、音响设备原理(VCD、DVD)、市场营销等(这些课程必须再根据设置的专业再定)。如果在职业技术学院开设“医学工程系”,这些专业课可开3—5个专业。
2.4 教师队伍的建设问题
在卫生职业技术学院内开设医学工程系,除了专业名称、课程的设置要改,还必须加强该专业教师队伍的重视和建设。即要有一支精兵强将(工学博士、硕士、学士各种知识结构齐备和高级工程师、副教授、工程师、讲师)组成的专兼教师队伍。在现在暂不具备条件的情况下,可把原有从事医学工程的高级工程技术人员充分利用起来,过渡一下。同时该专业的教师必须和临床医学、护理等专业的教师一样,均属于主科教师,而不应该附属数学物理教研室,应单独成立医学工程教研室。其教师的专业职称应是“医学工程”或“生物医学工程”专业。这样,可增强教师的敬业精神并调动其积极性。
2.5 实验室建设问题
在卫生职业技术学院时,教育部、卫生部计财司应和地方财政联合起来进行扶持。可以事先把医学工程专业的几个实验室的计划提出来,力争开办医学工程系时和它所配套的实验室能够一起建起来。医学工程专业应装备五个实验室,用以解决“医用电子专业”和“医用检验仪器专业”专业基础课:“电工学”、“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”和“微机”等几门课程开设多项学生实验课的问题;而对临床医学仪器(内含X线影像专业)中几门专业课的实验应建一个“临床电子仪器实验室”;对制冷设备专业还要建一个“制冷设备维修实验室”。在财力不足的初期,后两个实验室可在临近有实力的医院内医学工程科(器械科)作为实习基地,而后逐步过渡。
2.6 教材建设问题
我国从事医疗器械维修的专家、教授不少,但著书立说的不多。据我了解情况是正式编辑出版此专业书籍的有:大连第一疗养院的师宇东等人编著的《医用诊断电子仪器与技术》(上、下册);原武汉军区总医院的陈智文等人编著的《进口心电图机原理与调试》和《B型超声诊断仪原理》;南京大学电子系以甘心照等人编写的《常用医疗诊断电子仪器》、《医用B超与超声多普勒系统》等七本书;湖南医科大学徐栋国等人编著的《X线影像设备原理与技术》;雷元义编著的《心电图机原理与维修》、《A型超声诊断仪原理与维修》和《单导心电图机使用与维修手册》、与甘心照等人合作编著了两本书、独著的《中外心电图机实用技术》(这六本书一直都是全国二十多所高中等院校医学工程专业的学生、医学工程技术人员、计量人员的教科书和参考用书)。其它的人编著出版发行著作的很少,这不利我国医学工程队伍的发展。建议卫生部科教司应组织全国从事医学工程专业的专家、教授、学者和技术人员一起合作编写一套此专业的书籍。其理由是抓好教材建设是办好这个专业的重要环节,也可以说是对我国开办卫生职业技术学院医学工程系的一个支持。
2.4 生源问题:
1 新形势对生物医学工程专业本科生的要求
自20世纪医学成像理论获得突破以来,各种医学成像系统不断涌现,并逐步成为广大临床医生诊断的主要依据,一些知名企业像西门子、飞利浦、GE、日立等都成立了专门的医学成像设备研发机构,加之医疗机构专业化的需要,使得医学影像专业人才仍供不应求。但是,这些单位需要的大都是应用型人才,不仅要掌握该专业的基本理论知识,更重要的是具备实际的动手操作能力,尤其是硬件开发、实际编程能力。这就要求必须注重提高学生的实践能力和创新能力,使学生不仅具备从事本学科研究与技术开发的实际动手能力和解决实际问题能力,而且具备从事跨学科研究的基本能力和潜质,为今后更好地改进和发展新的医学成像设备奠定基础[6]。
2 当前课程教学中的问题分析
医学成像技术是生物医学工程专业的一门核心课程,也是一门能直接应用于工程实践的技术课程。因此,在课程教学过程中应注意知识的理论讲解与学生的实际动手有机结合,使学生不仅牢固掌握基本的理论知识,而且具备扎实的动手能力。然而,在当前的教学过程中还存在以下主要问题。
2.1 该课程的教学偏重理论讲解,忽略实验教学 如针对各类成像技术大都是理论的讲解,现有的课程体系缺少实践教学部分,学生很难进行相关成像技术基本的实验操作,使得学生所学知识大都是纸上谈兵。此外对于学生硬件构造分析、编程能力的培养不够,针对某一成像设备的操作以及具体问题的编程训练较少,学生缺乏实际动手的训练。
2.2 教学内容理论性较强,内容较多,课时量相对较少 因而对于某些成像技术和一些基本算法实现的过程讲解不深入,甚至一略而过,致使学生学完该课程后对于医学成像技术这门课的认识和理解仍然停留在比较肤浅的阶段,很难有效地实现既定的培养目标。
2.3 教学方法不够丰富 目前课堂多采用现代的多媒体教学,但是又过分依赖于多媒体,而单纯的多媒体教学又会使学生产生偷懒情绪,一晃而过的幻灯片并不会给学生留下深刻的印象,这很大程度上影响了学生学习的兴趣和教学的效果。
2.4 现有的考核体系不够完善 医学成像技术具有医理工三结合的特点,融合了当今诸多高新技术,不仅注重基本成像原理的基础理论知识,更注重对仪器设备的实际动手操作。同时,新技术的发展不断为成像技术注入新的活力,单纯的卷面考试成绩已不能全面反映学生对该门课程认识和掌握情况。因此,现有的考核体系有待改进。
3 具体教学改革的内容
为了提高学生的个人能力和职业竞争力,实现创新型人才的培养目标,笔者的教研团队在借鉴兄弟院系先进经验,同时在其他高校大量调研的基础上,对医学成像技术的教学内容和教学体系进行了一系列的教学改革与创新。
3.1 教学内容的改革 首先,调整适合该专业创新型人才培养目标的教材。现行的医学成像技术教材很多,但是大部分都是针对医学院影像专业的学生,教材内容理论性较强,而工程实践性内容很少,因而找到侧重于工科实践类的教材是本项目研究的首要任务。通过大量调研,再结合本院实际情况,笔者选择了清华大学出版社的《医学成像系统》作为主要教材,以人民卫生出版社的《医学影像成像理论》和重庆大学出版的《医学成像技术》为辅助教材。同时,辅以参考资料和自编讲义,尽可能的拓宽学生的知识面和学科视野。
其次,借助现代教育技术,结合多媒体手段来丰富课堂教学的内容,帮助学生理解课程中涉及的复杂公式和数学模型。同时采用动画、图片、视频等丰富的多媒体教学手段重新制作了医学成像课程的多媒体教学课件,新课件不仅保证对医学成像技术的基本概念、基本原理的讲述,还对一些医学成像设备的构造等有一个大致的了解以及成像技术中的基本算法以及算法实现步骤有着详实、细致地讲解。
此外,笔者还通过介绍学科发展的新动向和新成果,实行教学、科研相结合,让学生参与到老师的相关科研项目中,通过项目实践不断充实和更新教学内容,也实现了教学相长。
3.2 实践教学的改革与创新 为了使实验教学和课堂理论教学相互呼应,体现教学的“实践性”特点。首先,增加学生上机编程类课程设计,并设计了一些新的实验项目,提高学生的编程能力。在个别新的实验项目中,给出一些示范性程序,并且对这些程序作深入、细致的讲解,使学生能够在比较的过程中真正领悟到自己的不足,不再眼高手低,达到迅速提高学生编程能力的目的。
其次,创设“真实情境”,在生产车间现场让学生亲身体验B型超声的实际操作和生产装配,为学生日后踏上工作岗位或者进一步深造奠定良好的基础[7-8]。此外,笔者还在教学过程中设置了一些临床操作实验,使学生能够对医疗设备进行一些基本的实践操作。限于经济及其他制约因素,笔者从小型的医学成像设备入手,精心设计和安排临床操作实验。目前先后购买两台B超诊断仪,以该设备为基础,有针对性地设计、改进了一些和超声成像、超声检测及治疗相关的实践课程,并给出了设备示范操作步骤,制定了实验环节和安排计划等等,同时,在实习基地-徐州创新医学仪器公司让学生亲历B超诊断仪的研发、生产全过程。这样能够通过学生亲自动手操作设备、实地观察设备所成图像、亲身经历生产装配过程加深对所学知识的理解。
此外,针对大型医学成像设备价格昂贵的问题,让学生参与开发了“CT扫描工作站仿真教学系统”[9-10]。不但解决了难以开展大型成像设备实验课程的问题,还大大提高了学生学习这门课的热情,初步形成了“产学研”结合的教学体系模式。据笔者所知国内各大理工类学校生物医学工程专业都还未有这样的先例。这种具有浓厚的工科背景和特色的实践课程环节,契合了当前对于生物医学工程专业应用型人才的培养目标和要求。
3.3 教学手段与教学方法的改进 采用多媒体和板书教学相结合,多媒体教学使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得更加直观、生动、形象,而一味地使用多媒体教学。这种一晃而过的幻灯片并难以给学生留下深刻的印象,有种“吃快餐”的感觉,很难激发学生深入探究的兴趣。因此在课堂教学中结合黑板书写以加深记忆,并鼓励学生适当做笔记。
其次,将过去单纯的教师讲、学生听的“填鸭式”教学方式,转变为以学生为主,教师引导的启发式、讨论式、体验式教学[11-12]。这样既可以充分调动学生学习的积极性,活跃气氛,又能培养学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。
同时,笔者充分利用和整合网络资源,以信息技术为手段,以优化课堂教学提高课堂教学的效率为目标,开发了一个针对医学成像技术的网络学习平台。在该平台上开设了包括教学大纲、课程讲义、参考资料下载、答疑讨论、试题试卷库、在线测试等教学内容,教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流,培养了学生自主学习、创新学习、学会质疑、共同探讨以及终身学习的能力,大大调动了学生学习的积极性和主动性。
3.4 考核体系的改变 当前对学生的考核仍普遍是“一纸定乾坤”的考试模式,为了全面客观评价学生成绩,笔者在总评成绩中加重平时实践环节的比重;如让学生参与学习、了解医学成像技术各领域发展的综述报告、各种观摩、实验设计等,并体现在期末的考试总评成绩中。考试的形式也“不拘一格”,当前该课程的考试方式上采取的是半开卷的形式[13-14]。这种新的方式既大大提高学生的学习热情和积极性,又使学生真正通过考试及时发现和补救学习上的漏缺,达到了客观、合理、有效评价学生学习效果的目的。
3.5 注重产学研的有机结合 秉承“以教学带动科研,以科研促进教学”的教育理念,积极与省内外知名医疗器械公司、医院、生产厂家建立联系,加强生产实习基地建设,强化产学研结合,为学生提供良好的实践及就业机会[15]。目前已初步与华南医电有限公司达成合作意向建立科大-华南医电虚拟仪器联合教学实验室,并先后与徐州创新医学仪器公司、驼人集团、曙光医疗集团、莲花医疗等建立生产实习基地、产学研合作基地;极大地提高了学生参与课外实践的积极性。同时,积极组织引导学生从大一开始就参与到教师的课题研究当中,同时鼓励学生发表学术论文。结果表明,这种新的教学方式学生乐于接受,教学效果令人满意,学生的综合专业技能得到了极大提升。