生物醫(yī)學工程導學課程教學改革與實踐

[摘? ? ? ? ? ?要]? 生物醫(yī)學工程是工程學與生物醫(yī)學緊密結(jié)合的一門實踐性很強的學科。根據(jù)其學科特點，必須積極進行課程改革，將理論與實踐充分結(jié)合。在教學過程中加強學生對課程的參與。在實踐環(huán)節(jié)，注重對學生對專業(yè)課程學習的引導，并通過相關的開放實驗，形成課內(nèi)外綜合教學體系。實踐顯示，教學改革有效地提高了學生的學習興趣和學習主動性，有力地改善了教學效果，提高了學生的專業(yè)素質(zhì)以滿足行業(yè)對該領域的人才需求。

[關? ? 鍵? ?詞]? 生物醫(yī)學工程;導學;教學改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）10-0164-02

一、課程設置

大學新生導學課是南京大學“三三制”課程體系改革的創(chuàng)新，重點是介紹學校及其學科的歷史、現(xiàn)狀和未來，為新生建立知識圖譜，培養(yǎng)學生的學習興趣，促進學生科學的學習方法和思維的形成。自2015年以來，南京大學共建立了44門新生入學導學課程，涵蓋了四分之三的院系和超過一半的本科專業(yè)。專業(yè)優(yōu)秀教師和杰出學生進入課堂，與新生討論專業(yè)學習領域的核心問題，如“我需要學習什么”“我應該如何學習”和“我將來能做些什么”等。

生物醫(yī)學導學課程為南京大學面向全校一年級本科生的公選課程，并向全校各年級開放，也是生物醫(yī)學工程專業(yè)的導學課，是學生在高中學習了物理、化學等基礎課程后，進入大學了解生物醫(yī)學工程領域的科學和技術的課程。本課程以生物醫(yī)學工程專業(yè)背景為主線，重點關注該學科的產(chǎn)生、研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向。通過引導了解本專業(yè)學習領域的核心問題，如“什么是生物醫(yī)學工程”“如何學習有關課程”以及“我希望從事什么工作”。可以幫助新生了解南京大學，了解南京大學的學科和教學特點，迅速融入大學學習，建立學習興趣，并明確學習方向。

二、課程教學改革

（一）明確教學目的

生物醫(yī)學工程是工程學與生物學、醫(yī)學領域相互滲透的專業(yè)（如圖1所示）。它旨在培養(yǎng)解決生物學和醫(yī)學領域相關工程問題的專業(yè)人才，研究和開發(fā)用于生物信息獲取、處理和調(diào)控的技術、方法、裝置和系統(tǒng)，研制用于疾病早期預防、診斷、治療和康復的生物醫(yī)學材料、產(chǎn)品、裝置和系統(tǒng)。隨著人類對自身健康問題的日益重視，未來生物醫(yī)學工程將扮演越來越重要的角色。

通過本課程的學習，新生可以了解生物學、醫(yī)學和工程學、計算機科學等領域是如何相互交叉、相互促進的，為未來學習工作做好準備。

（二）改革教學方式和內(nèi)容

課程根據(jù)其應用性強的特點，教學計劃和教學內(nèi)容采用課堂講授、課程制作設計、課堂練習等多種形式，課程每周2小時， 課堂授課主要包括：

1.生物醫(yī)學工程的歷史

通過對傳統(tǒng)醫(yī)學、實驗醫(yī)學、實驗生物學和現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展歷史介紹，了解現(xiàn)代工程學在生物學、醫(yī)學的巨大推動下如何形成了生物醫(yī)學工程這門獨立的學科。課程內(nèi)容包括對各種先進實驗診斷方法的介紹，如高靈敏度的放射免疫測定方法，可測量體內(nèi)成分含量。各種電子儀器也廣泛用于各臨床科室，如心肺監(jiān)視器、伽馬射線攝影和電子計算機輔助斷層成像。分子生物學，通過研究生物大分子（蛋白質(zhì)，酶，核酸等）的結(jié)構(gòu)和相互作用，可幫助我們認識生命現(xiàn)象和疾病的本質(zhì)，其影響已逐漸滲透到生物學和醫(yī)學的各個領域，并出現(xiàn)了一些新興學科，如分子遺傳學、分子細胞學、分子藥理學、分子病理學和分子免疫學。納米材料在生物檢測診斷上也已有了很大的進步和應用，各種納米材料在實踐應用中取得了良好的效果。藥物控釋納米材料已成為納米醫(yī)用材料研究發(fā)展的重點。納米粒子不但具有穿過組織間隙并被細胞吸收等特性，而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實現(xiàn)口服、靜脈注射及敷貼等多種給藥途徑等優(yōu)點，因而在藥物輸送方面具有廣闊的應用前景。

2.生物醫(yī)學工程專業(yè)課程設置

通過導學課對生物醫(yī)學工程專業(yè)主干課程的學習方式方法進行介紹和引導，包括計算機工程計算與仿真、電路與系統(tǒng)、工程實驗、生物醫(yī)學工程概論、生物材料工程、計算納米技術、嵌入式系統(tǒng)、生理學、解剖學、微弱信號檢測、生化分子材料等。內(nèi)容涉及生物電信號起源、微弱信號檢測與測量、人體的奧秘以及各種高端醫(yī)學工程設備的介紹。

3.生物醫(yī)學工程科學的學習方法

生物醫(yī)學工程可以研究很多領域，包括生物醫(yī)學電子學、生物醫(yī)學信息、生物醫(yī)學儀器、生物材料、生物力學、仿生學、細胞組織和基因工程、臨床工程、醫(yī)學成像、康復工程、系統(tǒng)生理學、生物納米技術和神經(jīng)工程學。這些研究領域都是學生未來工作的具體方向。因此，在本科階段奠定良好的基礎非常重要，學習的過程必須逐步遞進。在教學過程中，我們必須注意厚積薄發(fā)，逐步積累以避免拔苗助長。同時，學生要積極參與各項教學實踐活動，注重知識的整體聯(lián)系和整體結(jié)構(gòu)，理論與實踐相結(jié)合。本科學習通常需要學生能夠自主學習新知識，并且可以向他人學習，逐步培養(yǎng)提出問題、分析總結(jié)問題、解決問題的綜合能力。為了提高學生的學習興趣，可以讓學生到研究實驗室進行實地考察和觀察交流。

4.生物醫(yī)學工程專業(yè)就業(yè)

生物醫(yī)學工程專業(yè)畢業(yè)生，可以到計算機信息技術（IT）、材料、化學、物理、生物等研究院所進行深造，也可以到計算機信息、材料、化學、生物、醫(yī)療設備等企業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生部門工作（如圖2所示）。

實踐證明，就學好工程專業(yè)知識而言，與生物醫(yī)學領域的背景問題相結(jié)合，也會事半功倍。移動醫(yī)療、遠程醫(yī)療、體域網(wǎng)等為學生學習通信原理和計算機技術提供了良好的學習載體。

（三）多元的課程考核方式

課程考核包括平時的課堂表現(xiàn)、課程制作設計、課堂測驗。課程制作設計的主要內(nèi)容是根據(jù)課堂講授的內(nèi)容進行動手制作。 教學實踐顯示，學生對該課程制作設計表現(xiàn)出濃厚的學習興趣，能夠積極參與課堂，高質(zhì)量地完成課程作業(yè)。

三、結(jié)論

課堂效果和測驗顯示，生物醫(yī)學工程導學課程的教學改革，有效地提高了教學效果，極大地激發(fā)了學生的學習積極性，使學生能夠系統(tǒng)地了解生物醫(yī)學工程領域的發(fā)展歷史和未來，加強了學生的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，以滿足行業(yè)應用型人才的發(fā)展需求。

參考文獻：

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◎編輯 趙瑞峰