淺談生物醫學工程專業的實踐與探索

杜金陽 劉鴻

摘要：生物醫學工程（Biomedical Engineering，BME）是一個理、工、醫交叉性學科，我校生物醫學工程專業歷經十余年在本科人才培養上進行了實踐創新，并不斷探索，取得了一定的成績。隨著我國醫學技術和醫療設備的不斷發展和進步，對新時期的生物醫學工程也提出新的要求。我校本專業還需要，并不斷結合當前時代的潮流，融合互聯網、人工智能（AI）、大數據。不斷建立健全實驗實踐教學平臺，擴大校企合作，完善醫院實踐平臺建設。

關鍵詞： 生物醫學工程; DCL;人才培養

一、生物醫學工程的內涵及發展歷程

伴隨著人類醫療的科技不斷發展，人民對醫務工作者及醫療器械相關行業人員的追求也在提高。這導致了生物醫學工程對醫療行業的作用顯得愈發重要。生物醫學工程是一門將生物醫學和工程科學的原理和方法與高度交叉整合相結合的學科，生物醫學工程是工程科學與生物醫學之間的橋梁，為工程科學在生物醫學領域的應用提供了基礎。通過結合工程科學，生物醫學和臨床實踐的跨學科，多學科活動，促進工程科學，生物醫學和醫學知識的整合，促進人類健康[1]。本學科致力于了解復雜的生命系統，揭示生命現象和規律，開發臨床實踐的設備、方法和算法，提高臨床診療水平，提高醫療服務質量，提供有效的解決方案。離子對人類整個生命周期中出現的健康問題。技術手段。隨著醫療和其他行業的發展，其內容正在擴大，包括生物力學，生物材料，組織工程和再生醫學，康復工程和人工器官，生物醫學成像，生物電子學（生物信號檢測和處理，生物系統）以及醫學影像學，生理建模，模擬與控制，醫學信息學，人工智能等[2]。

美國 1958 年成立國際醫學電子學聯合會，并于 1965 年將改稱為國際醫學和生物工程聯合會即時現在的國際生物醫學工程學會。1972年，美國杜克大學成立第一個認可的大學生物醫學專業。

20世紀70年代末我國開始生物醫學工程專業探索建設。并在80年代成立了中國生物醫學工程學會。經過幾十年的發展，目前為止，已有120多所高校開設了生物醫學工程專業。其中，清華大學、東南大學、浙江大學等高校被授予國家生物醫學工程重點學科【3】。貴州醫科大學生物醫學工程于2016年獲貴州省教育廳批準成為省級重點學科（培育）。

其實在大眾認知中，生物醫學工程、生物技術與生物工程是比較容易混淆的三個專業學科。簡單地從人才培育的目標來劃分，生物技術專業需掌握生命科學技術的基礎理論、基本知識、基本技能。生物工程專業主要是掌握生物工程設備的宏觀工程（技術）內容，生產工藝，工廠設計，自動化控制等，還包括分子水平的微觀工程內容，如基因，酶，細胞，代謝途徑和代謝調節。生物醫學工程專業具有生命科學、電子技術、計算機技術和信息科學的基本理論知識，具有醫學與工程技術相結合的科研能力[4]。目前國內開辦主要是醫學類和理工類院校，醫學院類更加側重于生物材料，醫療器械設備的維修等，注重醫學知識的培養而忽視了工程技術理論的研究;理工類院校模式側重于工程技術的培養，培養的學生具有較強的物理和電子計算機知識。但是，圖像中缺乏管理，操作，維護和開發能力[5]。目前我校生物醫學工程專業本科主要是偏向醫療儀器的研發、維護、維修以及設備在臨床運用。

二、生物醫學工程專業人才培養

根據當地社會及行業需要及結合自身條件，貴州醫科大學生物醫學工程專業成立于 2003 年，本專業主要培養良好的人文素質、健康的體質和團隊精神、扎實的生命科學、電子技術、計算機網絡技術和信息科學基礎理論、豐富的專業知識、較強的創新精神和工程實踐能力。能夠勝任臨床醫學工程，醫療儀器領域及電子、計算機技術、信息產業等相關領域的工作。是擁有工程技術、醫學知識相結合的高素質臨床工程技術人員。因此人才培養必須以合理的知識結構為基礎，還應了解醫學的基礎或臨床過程等專業知識，并在創新創業培養過程中通過解決各種實際醫學問題來豐富生物醫學工程學科的知識結構，不斷從各自領域汲取新營養[6]。為了更好地培育人才。生物醫學工程專業在2013年獲得貴州省“卓越工程師教育培育計劃”教改項目，并在2014年正式積極地開展卓越工程師的選拔工作。為了提高工科學生的工程實踐能力，采用設計為中心（Design-Centered Learning，DCL）教學方法，生物醫學工程專業在2014年被納入設DCL的學習教學法的試點單位。寧旭等人認為：DCL的實踐教學改革改變過去生物醫學工程專業教學中偏理論、輕實踐的問題。DCL 實踐環節的訓練是生物醫學工程專業學科認證中的重要一環，保證了學生必須具備的專業能力和素養。有助于激發學生自主學習，對培養學生學術討論、任務分工、團隊協作、實驗探索、解決問題的能力具有明顯效果[7]。經過五年的教學實踐，我發現參與卓越工程師培訓的學生在成績和綜合實踐能力明顯高于普通學生。并且DCL教學方法在生物醫學工程《卓越工程師》培養中的應用與實踐于2018年獲得貴州省第九屆高等教育教學成果三等獎。我們認為該DCL教學模式適用于生物醫學工程專業這種交叉學科特點及發展方向，并能有效提高本科生素質水平，在今后的教學實踐中將會繼續不斷創新地運用該教學模式。

三、課程建設

根據生物醫學工程專業教學指導委員會指導性意見，根據本學科的發展及社會產業需求，以及自身院校的條件。我們學院設立了理論教學部分，主要包括公共基礎課、學科 基礎課和專業領域課。實踐部分，包括實驗課程、科研訓練、畢業實習、畢業設計等。目前開設有信號與系統、生物醫學光學、醫學信號處理、醫學影像設備學、卓越工程師技能訓練、生物醫學傳感器等課程。實驗課程包括：醫學影像設備學實驗、數據結構實驗、醫用傳感器實驗、臨床檢驗儀器學實驗、醫學儀器原理實驗。但課程建設依然存在重理論輕實踐的問題。我們仍需要調整與優化。

四、就業問題與展望

正如前面所說我國醫療事業的正在不斷發展進步，社會對各種醫療器械的研發、設備銷售和售后服務的需求顯著增加，醫院對醫療器械人才的渴望，許多大學開設了生物醫學工程專業。然而，生物醫學工程就業市場的人才供需在就業市場普遍缺乏生物醫學工程人才，但很多畢業生沒有適合自己的工作。究其原因主要是1.生物醫學專業缺乏一定的社會認可度;2.專業對口就業市場發展不均衡;3.學生對本專業了解不夠，沒有做好職業規劃[8] 。為此，我院為每一級的生物醫學工程專業配備專業班主任，自2014年開展學術班主任制度，學生更深一步了解專業內涵，很好地進行專業知識的學習拓展學生職業能力，訓練專業技能，培養綜合能力，規劃自己的職業生涯，明確自身的就業目標，提高了學習的積極性。目前，畢業生可以選擇在醫療設備企事業單位工作，進行醫療儀器設備的管理與維護，從事醫療儀器公司的研發、銷售、售后等工作，就業市場較為廣泛。

近年來醫療體制改革不斷深入，互聯網，大數據，人工智能（AI）和移動可穿戴醫療設備的快速發展，這些都與生物醫學工程密切相關。需要我們更加把握行業產業需求，優化改進教學實踐 內容。1.健全實踐教學實驗平臺建設，更新替換老舊設備。醫療設備更新換代較快，新技術不斷出現，學校應該不斷加大投入，優化健全實驗實踐教學平臺，提高學生的實踐能力，創新能力，大力提倡創新創業。2.加強醫院平臺建設。我院有很好的醫院資源提供給學生實習，實踐，能有效地提升工程實踐能力4.推動校企合，注重產學研深度融合。企業的平臺是學生提升工程實踐能力的好平臺，通過與企業建立合作關系，學生能夠不斷增強解決生物醫學工程產業技術問題的能力，企業也可以在此過程中找到適合的人才，我們需要更加一步擴大企業的合作，為學生提供更為寬廣的平臺。

為以滿足當前社會對生物醫學工程人才的需求。適應當前互聯網、人工智能的趨勢，以醫院和社會實際需求為導向，進一步優化知識結構與課程設置、實踐能力與創新創業能力培養。進一步探索為生物醫學工程學科的人才培養提供適合的機制和模型。

參考文獻

[1]Karagozoglu， B. Biomedical engineering： Education， research and challenges.At the International Conference on Electrical Technology Progress. 2013.

[2]劉慧強， 樊孝喜， 段穎妮， et al.探討醫務人員結合對生物醫學工程專業發展的現實意義[J]。 教育現代化， 2017（31）：43-44+69.

[3]汪卓赟， 陳明壯， 查靜茹， et al. 生物醫學工程實踐教學體系改革研究進展[J]. 中國醫學裝備， 2019， 16（01）：144-148.

[4]趙東旭， 謝海燕， 李勤. 生物技術與生物工程辨析--兼論生物工程與生物醫學工程的區別[J]. 生物學雜志， 2017（1）.

[5]鄭萬挺， 曾碧新， 黃敏. 生物醫學工程專業“醫·工”互融特色教學改革模式的探索[J]. 中國高等醫學教育， 2018（2）：76-77.

[6]欒寬， 田文志， 鮑佩華， et al.以目標學科需求為導向的跨學科創新創業人才培養模式研究-以哈爾濱工程大學生物醫學工程為例[J]。 黑龍江科學， 2018， v.9;No.129（14）：27-28.

[7]寧旭，徐林，許佳，et al.以設計為中心的實踐教學改革與合格生物醫學工程人才培養[J]。 醫療衛生裝備， 2018， 39（12）：96-100.

[8]鮑捷，高校生物醫學工程專業畢業生就業情況分析。 高教探索， 2017（s1）： p. 30-31.