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關鍵詞：C++教學；生物醫學工程；教學改革

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0073-02

一、引言

生物醫學工程是工程技術與生物學和醫學相結合產生的一門交叉學科，旨在運用工程技術手段解決生命科學和醫學中的問題[1]。生物醫學工程專業的學生需要掌握一定的工程技術手段，其中編程是一項關鍵技術。C++語言屬于面向對象編程方法中的經典語言，對于該專業學生來說是一種重要的編程工具，可能用于今后的工作或科學研究中。生物醫學工程專業學生的培養涉及到數學、物理、化學、生物等基礎學科和電子技術、信息處理技術、計算機技術、傳感器與檢測技術、成像技術以及機械和材料等應用工程學科。學生需要學習的知識多，涉及的面非常廣，與計算機類和電子信息類等傳統專業的學生相比，能夠花在編程訓練上的時間較少。為了提高生物醫學工程專業學生的編程水平，需要對教學過程中遇到的問題進行總結，提出相應的解決辦法。

二、教學中遇到的問題

生物醫學工程專業的學生在學習C++的過程中通常會遇到以下問題：

1.在C++語言的學習中缺乏對本專業的思考。由于C++語言的學習一般在本科學習的早期階段，此時學生對本專業的了解并不充分。雖然一般會提前開設《生物醫學工程導論》課，但該課程也只能讓學生對本專業有一個粗略的了解。因此，在每一門課程中都融入對生物醫學工程專業的講解就非常重要。雖然，C++這樣的編程課程可以由計算機專業的教師講授，但是，如果由屬于生物醫學工程專業且有計算機背景的教師來講授顯然更加合適。因為，后者既能教會學生編程，也能引導學生進一步了解本專業。

2.難以充分理解面向對象的思想。C++是一種面向對象的編程語言，充分理解面向對象思想對于C++的學習至關重要。面向對象的程序設計方法將數據及對數據的操作方法封裝在一起，作為對象，對同類型對象抽象出其共性，形成類，通過繼承與多態性，使程序具有可重用性[2]。通常解決問題時有兩種方式，一是按照過程方式來解決，二是將問題抽象為一個對象來解決，面向對象屬于第二種考慮事情的方式[3]。了解面向對象的思想并不困難，難的是在學習編程的過程中，理解類、對象、繼承和派生、多態等這些概念及其在編程中的靈活運用。

3.編程水平的提高緩慢。大部分學生在學習程序設計的過程中編程水平提高緩慢，部分學生在學習的過程中怕困難，不愿意編寫程序，或者只是簡單地將課本上的程序搬到電腦，而不愿意進行深入的思考。這種情況在初學編程的學生中是一種比較常見的現象。教師在教學的過程中，除了鼓勵學生勇于克服困難、努力學習以外，想辦法提高學生對編程的興趣，教會學生學以致用才是解決問題的關鍵。

三、教學方法

為了解決以上問題，筆者嘗試在教學中引入以下改進方法，取得了一定的效果。

1.以門診掛號模塊的構建來講解面向對象的思想。為了同時提高學生編程水平和引導學生了解本專業，教師在講解面向對象中某些概念的時候，可以盡量列舉一些與本專業相關的實例。例如，生物醫學工程專業的同學以后可能會接觸到醫院信息系統（Hospital Information System，HIS），利用醫院信息系統中的實例來進行講解課程中的概念，既能強化同學們對概念的認識與了解，又能培養其用面向對象的思維方式解決專業學習中遇到的問題。醫院信息系統可以分成很多模塊，門診掛號模塊是其中一個必要模塊。在講解“抽象”這個概念的時候，可以用門診掛號模塊作為實例講解。抽象，是指對某種目的而言，強調重要的部分，忽略不重要的部分。抽象是具有針對性的，在講解抽象的針對性時，可以提出以下的例子：在設計門診掛號模塊時，每個病人的姓名、性別、所選號碼等信息就是重要內容，而像體重、血型、既往病史這些信息在這里不太重要，就可以被忽略。而對于醫院信息系統中的病案管理模塊，體重、血型、既往病史這些被忽略的信息可能又是重要的。因此，對于門診掛號模塊來說，使用抽象的方法，就只考慮姓名、性別、所選號碼這些我們關心的信息。面向對象是一種考慮事情的方式，在實現門診掛號這個功能時，可以構建如下對象，病人、醫生、掛號和掛號結果等對象協同完成門診掛號：首先，由病人對象將病人掛號申請發給掛號對象，再由掛號對象請求醫生對象提供相應的醫生信息，在此基礎上，掛號對象對病人掛號申請進行處理和審核，最后將病人掛號結果提交給掛號結果對象，掛號結果對象負責保存病人掛號結果，并提供查詢服務。門診掛號模塊中各個對象之間的關系如圖1所示。

2.引導學生用面向對象的思想來考慮并解決生活中的問題。程序設計的學習對部分學生來講比較枯燥，特別是每當學生遇到不知道如何解決的問題時，挫折感比較強。為了激發學生對編程的興趣，可以嘗試引入一些生活中的實例來講解面向對象編程中的某些概念。面向對象的思想認為，一切事物皆為對象。對象可以是有形的事物，如一本書、一輛汽車；對象也可以是無形的事情，如一項計劃。對象可以是簡單的個體，比如一個人；也可以是由諸多其他對象組合而成，比如一個公司有多個部門，每個部門又由許多人組成。我們可以用生活中的現象作為具體的對象來進行分析。比如一輛公共汽車，它有一個表示其唯一性的車牌號，有外觀、重量、載客量等靜態特征，還有前進、倒車、剎車等動態行為。再比如一個學生，有一個唯一標志（學號），有姓名、年齡、性別、身高、體重等靜態特征和學習、唱歌、打籃球等動態行為。從這些實例中，可以歸納出，一個對象包括以下的內容：（1）唯一的標志符，用來表示與其他對象不同；（2）靜態特征，描述對象的屬性；（3）動態行為，描述對象具有的功能。作為貼近學生生活的一個實例，學生選課系統一般都被學生所熟悉。為了進一步理解面向對象的思想，可以嘗試引導學生用面向對象的思想來構建學生選課系統。在學生選課系統中，可以建立學生、課程、選課、選課結果這四個對象，學生對象的靜態特征包括：學號、姓名、年齡、專業等；課程對象包括：課程編號、課程名稱、選課人數等。這四個對象協同完成學生選課功能：首先，由學生對象將選課申請發給選課對象，再由選課對象請求課程對象提供相應的課程信息，如：多少學分、目前已經選這門課的人數、是否可以選，在此基礎上，選課對象對學生選課申請進行處理和審核，如：該學生是否有資質選這門課等，最后將學生選課結果提交給選課結果對象，選課結果對象負責保存學生選課結果，并提供查詢服務。學生選課系統中各個對象之間的關系如圖2所示。

3.指導學生認清學習目標的主次和形成良好的學習習慣。在學習時間有限的情況下，必須教會學生分清學習目標的主次。在C++的學習中，首先重點學習面向對象的思想，將算法的學習放到次要位置。對于編程人員來將，算法的學習十分必要，但這是一個長期的過程，必須循序漸進。對于初學面向對象編程的人員，首先必須理解面向對象的思想，并盡可能建立面向對象的思維方式，即在解決問題時，將問題抽象為對象來解決。還存在一個常見的現象，就是部分初學編程的學生在實驗課上效率很低，難以進入編程的狀態，時間一長就會去做一些無關的事情。因為計算機既是一個學習的工具，也是一個娛樂的工具，學生有時可能難以控制自己。因此，強調學生形成良好的學習習慣并給自己制定規矩，就顯得非常重要，比如：課前要預習，編程的時候嚴格要求自己只能編程，其他無關的事情完全不能做。只要學習方法正確并且有良好的學習習慣，大部分學生應該都能夠把C++學好。

學生編程水平的提高是教學過程中一個困難的問題，如何促進學生對編程產生興趣，讓學生覺得編程不僅是一件重要的事情，而且是一件有趣的事情，這還需要廣大教師不斷探索教學方法，在教學的過程中摸索出一套適合自身情況的方法，這樣才能讓教學產生良好的效果。

參考文獻：

[1]John D.Enderle.生物醫學工程學概論[M].原書第2版.封洲燕，譯.北京：機械工業出版社，2010.

[2]鄭莉.C++語言程序設計[M].第4版.北京：清華大學出版社，2010.

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生物醫學工程學科（BiomedicalEngineering,簡稱BME）是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它運用了現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現象,為防病、治病提供新的技術手段，其目的是解決醫學中的有關問題，保障人類健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。生物醫學工程學科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學科。生物醫學工程興起于20世紀50年代，它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系，而且發展非常迅速，成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學這個名詞最早是出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會，1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會，后來成為國際生物醫學工程學會。生物醫學工程學除了具有很好的社會效益外，還有很好的經濟效益，前景非常廣闊，是目前各國爭相發展的高技術之一，現今市場規模可達1000～2000億美元。生物醫學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫療儀器裝備、醫學物理學以及醫學材料等，它的發展將隨著世界高技術的發展，如航天技術、微電子技術等的發展而得到長足進步。

隨著生物醫學工程學科的高速發展，對相關人才的需求日益增大，為此，我國有大量的醫科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫學工程從本科到博士的專業及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫學工程國際會議”上，各種院校生物醫學工程學科專業教育、課程建設等問題被提出并進行探討，對于交叉學科教育教學模式的創立進行了研究，說明這一問題已經成為高校教育教學研究的熱點。本文在對生物醫學工程學科特色、對醫科藥科、綜合性大學、理工科大學辦學特點進行分析的基礎上，對于在各類院校中設置的生物醫學工程專業的特色建設進行闡述。

1生物醫學工程專業內容特色概述

生物醫學工程是一門新興的邊緣學科，它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法，在各層次上研究人體系統的狀態變化，并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。生物醫學工程專業人才培養特色的探討敏楊禹陳國明劉盛平（重慶理工大學藥學與生物工程學院）

1.1醫學影像技術

即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應設備進行成像的技術，現還有正在興起的阻抗成像技術等。

1.2醫用電子儀器裝備

分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號，現在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數的監護儀等，而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備，如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監護儀、X射線電視等。現代化醫療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。

1.3生物力學

主要是研究生物組織和器官的力學特性，人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學（血液流變學）、軟組織和骨骼力學、循環系統動力學和呼吸系統動力學等。

1.4生物材料

即人工器官、組織工程所需要的物質與材料，其大多數是需要植入人體，需要具備耐腐蝕、化學穩定性，需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料，根據所需還應滿足各種器官對材料的各項要求，包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。

1.5生物效應與生物控制

生物效應是指在醫療診斷和治療中，光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節控制現象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫學工程最為競爭激烈的領域在醫學成像技術上，其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統為主。而對醫學信號的處理分析，包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析，以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫學工程專業的本科學生，將從業于該領域的研究、設備研發及制造、使用、維修養護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫學，十分廣泛，僅四年內進行如此龐大的知識學習，學生將會呈現基礎知識欠缺而專業知識也不深入的問題。為此，我們就醫科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析，在此基礎上，提出了生物醫學工程本科學習建立特色課程體系的見解。

2生物醫學工程專業人才的培養特色的研討

我國生物醫學工程本科專業分別在醫科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫學工程具有典型交叉特性，該專業的畢業生的就業方向有運用醫學影像學技術、醫學信息學技術等在醫院進行疾病診斷及治療，有運用基礎數學、物理、化學知識進行理論創新與實踐，更多的是運用工程技術進行醫療器械、設備裝備的研發、制造與維護管理等。由于生物醫學工程龐大的知識體系，無法由某一個從業人員掌握，需要各方向的協作與合作，由此認為，設置于醫科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫學工程專業應有各自的特色。

2.1醫科類大學生物醫學工程專業人才的培養特色

2.1.1人才培養目標

作為醫科大學，其專業人才培養具有鮮明的醫學特色與優勢。醫科類大學生物醫學工程相關專業的人才，其就業方向更多應以進入醫院從事常規放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作，運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療，所以其培養的人才首先應學習并具備醫學的專業知識，然后才是具備基于醫學專業領域需要的現代醫療儀器的研發與使用、管理能力的知識體系的學習，成為擁有工學知識及應用能力的醫學應用型、復合型高級人才，畢業后所從事的仍是醫藥衛生領域工作，在醫院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫學工程側重點不同。如在一般醫科大學中都設有生物醫學工程專業，以及與此相關的醫學影像學專業、醫學信息學專業等，其培養目標就應以“培養具有基礎醫學、臨床醫學和現代醫學生物醫學工程（如影像學、信息學等）的基本理論知識及能力，能在醫療衛生單位從事醫學診斷、治療（或信息管理等）和醫學成像（或醫學信息等）技術等方面工作的醫學高級專門人才”為主。相應的培養要求應在于“學習基礎醫學、臨床醫學、醫學影像（或信息學、醫學超聲學等）的基本理論知識，受到常規放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫學影像學、信息學、醫學超聲等操作技能的基本訓練，具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力，基本的儀器（裝備）維修保養能力”上。#p#分頁標題#e#

2.1.2課程設置

基于醫科大學的特色，其主干課程應注重基礎醫學、臨床醫學，同時開設基于醫學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數學類、物理類、化學類、計算機類，如高等數學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程，基礎和臨床醫學類課程，如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫學、中藥學、衛生管理等課程，然后按照各高校側重設置傳統生物醫學工程的工學類、工程類課程，如模擬電子、數字電子技術、傳感器、數字信號處理、醫學圖像處理、醫用儀器原理、醫學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態學等，部分專業可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫學工程專業，但需要按照本校特色來設置課程，切忌大而全無特色，或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫學工程高度交叉學科的學科特色的。

2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫學工程專業人才的培養特色

2.2.1人才培養目標

現今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫學工程專業，如北京大學工學院、浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫學工程學院，四川大學高分子科學與工程學院等，各具特色。以東南大學生物科學與醫學工程學院為例，其前身是生物科學與醫學工程系，創建于1984年。學院的科學研究及學生培養方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透，應用電子信息科學理論與方法解決生物醫學領域中的科學問題，發展現代生命科學技術。其人才培養目標在于“培養掌握生物醫學工程專業知識，掌握分析與健康相關的生物醫學工程問題的方法，并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力，具備健全人格和遠大理想的工醫結合復合型優秀人才”。即更加注重于培養工程與醫學相結合的復合型人才，這些專業人才的從事的工作更多是在用于醫學診斷、治療的儀器設備的設計、研發及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫學工程專業的培養目標，按照其特色制定為“以工程為主，以從事生物醫學工程教學科研的相關學科為依據，培養從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發、生產的高級專門人才。”，偏向于材料工程學。由此可知，在綜合性大學工科以及理工科大學中，生物醫學工程專業應更注重工學、工程學內容，其培養目標就應以“培養具有現代醫學生物醫學工程（如機械、電子、材料、計算機在醫學中應用等）的基本理論知識及能力，能在醫療設備相關企事業單位從事設備（或裝備）設計研發、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養要求應更多的學習工學的基本理論知識，受到常規醫療裝備、設備等設計、研發、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。

2.2.2課程設置

基于工科特色，其主干課程應注重工科基礎理論的學習，了解醫學基礎知識，同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫學中而派生的專業課程。如將特色定在醫療設備制造等方向上的生物醫學工程專業，其基礎類課程更加強了基礎數學、物理的學習，設置了較多學分的高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及實驗等，醫學類課程設置了基礎醫學與實驗，涵蓋人體解剖學知識，專業基礎課和專業課設置了生物醫學數學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫學成像原理、醫學影像系統、生理信號檢測、生理信號處理、醫學圖像處理、醫學儀器設計與實現、醫學傳感器、醫學光學、醫學超聲、醫學材料等，同樣，課程設置也應按照本校特色加以取舍。

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生物醫學工程（Biomedical Engineering， BME）是將工程學與生物、醫學緊密結合而形成的新興的交叉學科，旨在利用工程技術手段開發各類以高新技術為特征的現代醫療器械及系統，為疾病的診斷、監測、控制、預防和治療提供有效的解決方案[1]。生物醫學工程主要的研究領域包括：人工器官及生物材料、醫療儀器及設備、電子信息技術、醫學影像技術等[2]。從其研究領域可以看出，生物醫學工程是現代工程技術與生物醫學相結合形成的交叉學科，涉及生物、電子、信息、材料、藥學等多個領域，具有很強的交叉性和綜合性[3]，同時由于生物醫學工程在我國的發展時間較短，如何培養出兼具工程技術研發和生物醫學基礎能力的專業人才，已成為本學科發展的重要課題之一。

一、我國生物醫學工程現有培養模式的不足

生物醫學工程學在我國發展于20世紀70年代，目前，我國高校中的生物醫學工程專業設置分為兩種：①設置在理工科大學;②設置在醫學院校。據不完全統計，我國已有60余所綜合或理工科大學和30余所醫學院校設立了生物醫學工程專業，培養從本科到博士各層次的專業人才。由于是新興學科，我國的生物醫學工程專業現有的培養模式通常存在以下不足[4]。

（一）理論與實踐脫節

在國外，生物醫學工程專業在課程設置上十分注重多學科的交叉以及理論與實踐的結合。我國高等教育中傳統的教學是以理論為基礎、以課堂講授為主的一種重理論輕實踐，或是實踐缺乏實用性，局限于書本的教學模式。這種教學模式的弊端是，學生在實踐中不能很好地將專業理論知識同實際應用相結合，造成理論和實踐脫節;同時部分高校開展的實驗方法和手段陳舊，內容簡單孤立，絕大部分屬驗證性的實驗，缺乏綜合性、設計性實驗，最終均導致的學生的創新能力以及實踐能力的難以滿足于市場的需求。

（二）培養模式差異較大

從20世紀60年代初美國大學開設生物醫學工程本科教育至今，大約有70余所高校通過了美國工程與技術認定委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）的評估獲得授予生物醫學工程學士學位的資格。ABET的準則鼓勵各種教學計劃的一致性，這對于推動生物醫學工程學科的發展具有極其重要的作用。而我國生物醫學工程發展時間相對較短，專業培養方向較多，不同院校的生物醫學工程專業又由分別來自不同學科和專業的教師組建，因此造成不同院校的專業建設基礎、人才培養目標、課程體系及培養模式均各有差異。工科背景較強的院校以工程學為基礎，輔以少量醫學課程，這類院校的學生工程學知識相對穩固，而醫學知識相對薄弱;醫科院校則多以醫學為背景，工程學知識教授相對較少。這種醫工結合不緊密的問題造成了學生的專業素質和創新能力與社會要求差距較大的弊端，同時又進一步導致了生物醫學工程專業招生和就業難等一系列問題。

（三）實驗設備相對落后

醫學專業同工科專業一樣，均須以實驗為基礎，否則開設生物醫學工程專業如紙上談兵，教師無從教學，學生也無法學習和理解。而專業實驗室建設要求高，建設經費投入多，實驗室的建設、設備的更新換代均需要大量的經費和專業技術人員的支持，而一些高校實驗經費緊張，儀器臺套數不夠，特別是在初始發展階段，困難較多，專業培養往往出現投入大產出少的現象，給經費有限的高校帶來了建設上的困難。

（四）師資力量薄弱，缺乏復合型師資

生物醫學工程作為“朝陽學科”，師資力量相對薄弱，很多教師都不是生物醫學工程專業出身，雖然對所授課程知識駕輕就熟，但其知識領域相對于生物醫學工程這樣一個交叉性很強的學科而言，仍舊過于窄淺，對如何帶動學生實現專業知識的融會貫通還缺少豐富的經驗。與此同時，目前國內高校生物醫學工程專業師資隊伍中，具有理工科教育背景或醫學教育背景的教師比較多，而既懂醫學又懂工程技術，能將工程技術與醫學需求緊密結合起來的復合型、交叉型師資比較缺乏，教師與各相關學科交叉融合能力較弱，這一狀況一定程度上影響了專業課程體系的構建以及教學和人才培養的質量。

（五）學校、社會對專業的了解與重視不足

一些醫學院校的教師對此專業的了解就是把它分類在工科，這就導致傳授醫學、生物學知識的教師對待此專業的課程重視不夠，認為學生的任務就是學好電子、工科類課程就夠了。而學生也并未得到工科的專業教學，與科班的工程類學生同樣存在差距。這樣的惡性循環，使得本來應形成優勢與合力的“生物”、“醫學”與“工程”專業，非但不能很好地融會貫通，反而處于“兩不管”或者“兩不精”的尷尬境地。而社會對于此專業的認知也很有限，有相當多的人把此專業簡單理解為維修、銷售儀器，僅把畢業生當作技術工來看待。

（六）學生思想不穩定

生物醫學工程在我國作為一門全新的專業，其涉及的學科領域跨度大，專業知識體系復雜，就業方向不確定。很多本科生對所學專業缺乏深層次的認識，對自己的前途也缺乏一定的自信，部分學校也只是按照固定思路教學，導致學生思想不穩定，學習積極性、主動性不高，使學生在就業時處于劣勢。

三、培養模式改進措施

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一、選擇直接就業于生物醫學工程專業方向的幾點考慮

根據生物醫學工程專業的特點，有醫院與企業兩條道路供選擇。但更多的同學肯定是希望進入醫院，因為醫院屬于事業單位編制，相對于企業存在風險的運營方式，同學們普遍喜歡相對安穩的工作環境。其實同學們應該更多地了解社會對我們所提出的要求，以便于選擇一個真正屬于自己的地方，而不是靠自己的主觀臆斷。1.進入醫院的大門進入醫院可能是許多同學想要的，在這里也要明確，生物醫學工程有兩個比較明顯的分支，一是進入醫院設備科，進行對于醫院設備的維修與采購，管理醫院的醫療設備。另一種是投入到醫院的放射科，對醫院的醫療設備進行技術性的操作與使用。分流的選擇是在大二結束之后根據自己的興趣特長及老師的推薦所進行的。相對于企業所存在的員工競爭壓力，醫院的工作可能相對安穩，對于技術的創新要求并不高，但對于同學的實際操作能力及對于儀器的了解程度有較為苛刻的要求。2.應聘于醫療器械企業或電子計算機企業首先選擇進入企業要明確自己的方向，從自身特點出，比如①認為自己的社會交際能力較好，則可以從事營銷，做好對外推銷自己公司產品的工作并學會維系與客戶之間的關系，及時反饋客戶的意見，更新并拓寬自己的銷售渠道。②認為自己動手能力及實踐操作能力較為不錯的，則可以做一名技術工程師，主要職責為安裝、調試、維修設備，為客戶提供售后服務工作。③再者，如果覺得自己在專業理論知識方面、專業創新方面有異稟的天賦，則可以留在企業的科研創新部門，從事設備更新及研發工作。比起在醫院工作，企業的薪水及待遇可能會更可觀，但相對的，其工作壓力及員工競爭也會較大，存在失業的可能性也就較高。3.從事高校教育工作或從事科研創新工作比起之前兩種，這條路可能算是最輕松也是最艱難的。輕松是因為它們并不需要太多的擔心失業與資薪問題，但是確實對于專業知識的掌握要求是最嚴格的。①從事教育工作還要有一定的教學經驗與手段、良好的專業背景及優秀的師德師風。所以對同學們的能力提出了更高的要求。②選擇科研工作則要有堅韌不拔的探索精神，謹小慎微的鉆研態度、過硬的專業知識及孜孜不倦吸收新知識的心態。但這正是每一個專業從事者最希望的歸宿，也是每一個同學最大的榮耀。

二、對自我的繼續深造：讀研

我國對于生物醫學工程專業研究生教育只存在于一些較為重點的理工科學校中，所以對于醫科大學，可以說繼續深造像泥潭一樣舉步維艱。不過感到榮幸的是溫州醫科大學于2008年獲批生物醫學工程領域工程碩士點,是全國同類高校第一個招收生物醫學工程專業工程碩士的單位。2010年獲準招收雙證生物醫學工程全日制碩士。主要研究方向為醫學儀器與醫院信息管理、基因工程與基因藥物。1.考研趨勢的必要與優勢相對于匆匆就業，選擇考研是一條較為穩妥的道路。本科就業的學生雖然對于器械的制造、修理及工作運力相當精通，但缺乏對于一些生物醫學方面的專業知識。很難根據病人的實際情況和醫院復雜多變的局勢做出很快的應對。簡而言之，讀研才是將生物醫學與工程學真正結合的時期。在醫科大學進修該專業的研究生往往能根據醫科大學自身醫學氛圍濃厚的特點，讓同學們更好地利用自己所學的工科知識，融會生物學與醫學方面的專業知識，并通過附屬醫院的實踐來強化理論知識，結合一定的臨床醫療器械使用經驗，使研究生們更好地將生物醫學和工程學結合。2.在醫科大學生物醫學工程讀研的方向及目標作為醫科大學的一分子，應將自己打造為一位具有以生物學與醫學為基礎，擅于應用工程學方面的技術及方法的具有醫科大學特色的復合型人才。根據我校提出的某些明確要求，我校塑造的生物醫學工程研究生應具備能夠靈活應用并及時更新工程學的理論基礎，獨立解決有關醫療工程的“疑難雜癥”的能力。3.我校對目前生物醫學工程研究生的教學及考核（1）高校對于生物醫學工程研究生的教學內容應側重在醫學上的應用。與本科教育一樣，我校研究生教育也分兩條路，一是從事生物醫學基因工程和基因藥物的研究，二是對于醫療器械及醫院信息管理系統的學習。在教學內容上，我校除了對于原有知識的鞏固及加強外，更多的是對現存臨床醫學中的實際問題及教學案例進行剖析、解決，突出醫學理論及工程應用兩大特色。在課程設置上也會較多的注重實踐應用，并采用隔周周末上課的教學方法，將平時在實踐中遇到的問題帶到教室與導師分享并探討解決方案。這樣，更能讓自己將工作與學習、實踐與理論牢牢結合在一起。（2）對于研究生的考核。學校采用以課程項目以及學術論文的形式，配合醫科大學的特色，對其的要求也顯而易見，應該是涉及生物醫學領域的研究與拓展、更新與調試、開發與制造，特別是對于新興事物的捕捉、猜想、實踐、驗證以及應用。項目不論形式，但對于其內涵價值、科研難度及工作量有一定的要求，并應與導師相呼應，導師既是學習上的模范，又是工作上的同事，相互協作達到最理想的狀態來完成項目。畢業是對于大學學習做出的一個最明確、最不會讓自己后悔的選擇的時候。在面對畢業設計時更靈活，在選擇畢業出路時更明確。在平時學習中，我們應該注意積累專業知識，多對自己的定位及目標進行反思、不斷總結，在畢業時積極與同學、老師、家人溝通及探討。筆者堅信，隨著同學們對于生物醫學工程專業了解的加深，畢業于生物醫學工程的我們會走得更好、更遠。

作者：繆林哲 李亞庭 郭亦韜 紀欣農 單位：溫州醫科大學

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由于生物醫學工程專業是新興發展起來的新學科，大眾缺乏對其的了解，因此實際工作中我們發現，部分考生報考專業時帶有盲目性，往往對專業的名稱產生誤解，致使入學后發現專業與自己所期望的不符而產生迷茫和厭學的狀況；另外，由于全國的生物醫學工程專業畢業生比例較小，社會知名度不夠高，學生入校后也容易產生消極心理，不知道學了有什么用，將來到哪里就業等等疑問，因此我們除了加大宣傳力度，在招生時將學科的發展規劃、課程設置、社會需求等作大力宣傳，使學生真正了解專業的定位而根據自己的興趣和特長選擇報考外，更注重對入校后學生的思想教育，如定期開展一些交流活動，請一些專業領域的專家學者作學術報告，使學生了解生物醫學工程領域的前沿發展方向；邀請已經畢業的生物醫學工程專業的本科生、研究生以及博士生等與同學們座談，了解他們現在從事的職業、研究的內容等，提供給學生一個發展的目標和方向；帶領學生到一些與生物醫學工程產業緊密相關的公司、企業、醫院等參觀，組織學生參加深圳每年一屆的醫療器械博覽會，讓他們通過實地感受和了解，從而熱愛生物醫學工程專業，增強信心，也極大提高了學習興趣，學習更有了動力和目標。

2合理設置專業課程

我們堅持“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的人才培養模式[1]，要求學生在學習期間能接受先進的理論和技術，培養較強的分析、解決問題能力。課程設置除學校規定的政治理論、外語等公共課程外，專業課程分為四條主線：1）醫學儀器與生物醫學信號處理，還包括：電子技術、電路分析、信號與系統、數字信號處理、數字圖像處理、醫學圖像處理等；2）微機原理及其應用，還包括：單片機（ARM、MCU、DSP）技術、算法語言、網絡技術、計算機在生物醫學中的應用等；3）醫學基礎知識，包括：解剖與生理學、臨床醫學概論等；4）生物醫學工程專業課程，包括：生物醫學測量、醫學傳感器原理及應用、生理系統建模與仿真、醫學成像技術、生物力學、生物材料等，以醫學儀器與信息為主軸，兼顧力學、材料等其他主干領域，滿足涉及面廣的生物醫學工程綜合人才培養的要求，讓學生在接受多方面全方位專業基礎教育的同時，也可以根據自己的喜好選擇在感興趣的領域繼續深造。

3開展教學改革生物醫學工程專業注重培養復合通用型的應用人才，這就要求我們在教學過程中必須方式多樣，注重培養學生的實踐能力。

3．1采取多種教學方法

改變過去單純的“教師講、學生聽”的注入式教學方式，轉變為“學為主，教為導”的方法，課堂多以啟發式、討論式教學[2]。這樣可以活躍氣氛，教會學生自己學習、自己思考、自己發現的能力。

3．2采用多媒體和板書教學結合使用

多媒體的使用可使過去枯燥的純粹手寫教學內容變得直觀、形象、生動，但單純的多媒體教學可能會造成學生產生偷懶情緒，一晃而過的幻燈片并不能讓學生印象深刻，因此在課堂教學中應適當結合黑板書寫，加深記憶并鼓勵學生適當筆記。

3．3加強教材建設，整合課程及網絡資源

我們在課程教學中以書本基礎理論為主線，輔以參考資料和自編講義，并開發了一個生物醫學工程專業的網絡教學平臺，以信息技術為手段，以優化課堂教學、提高課堂教學的效率為目標，在網絡環境下進行了生物醫學測量、醫學成像技術等部分專業課程的輔助教學。我們充分利用和整合網絡資源，在教學平臺上開設了包括課程講義、答疑討論、在線測試、試題試卷庫、參考資料下載等教學內容，教師與學生之間、學生與學生之間能通過此平臺開展教與學的互動交流，培養了學生自主學習、協作學習，創新學習、學會質疑、學會探討以及終身學習的能力，大大調動學習興趣和積極性。

3．4重點突出實驗、課程設計、畢業設計和實習等實踐環節

我們將實驗分為基礎性實驗（如工程生理學實驗）、綜合性實驗（如醫學測量與傳感器實驗、醫學儀器與信息處理實驗等）和創新性開放實驗，分階段、分層次鍛煉學生的實踐能力，例如綜合性實驗將幾門課程的知識融合在一起，提高學生的綜合應用能力；創新實驗由教師擬定實驗目標，實驗過程由學生自己設計和動手創造，改變過去學生盲目被動的按照規定步驟進行實驗，缺乏思考，不能達到實驗目的的情況，真正培養學生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力，并安排時間讓學生分組講述本組實驗或設計的思路和過程，以及遇到的問題和解決方案等，這樣的方式不僅能讓學生相互交流心得體會，而且學會總結經驗，鍛煉邏輯思維和語言表達，真正突出學生綜合能力的培養。

3．5注重產學研的結合

我們秉承“科研帶動教學，研究帶動教育”的理念，積極與省內有關醫療器械公司、醫院、生產廠等密切聯系，建立良好合作關系，加強了實習基地建設，為學生提供良好的實踐機會。與美國NationalInstrument公司合作建立“華工-NI虛擬儀器聯合教學實驗室”,有效地提高了學生參與課外實踐的積極性。同時積極組織引導學生參與教師的課題研究中，學生從大學一年級開始就可以進實驗室參與項目，同時鼓勵學生發表學術論文，使學生的綜合專業技能得到極大鍛煉。

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醫院中生物醫學工程科又稱為臨床醫學工程，其任務是要把工程學的理論和技術運用到現代醫療中去，解決醫學和生物學的難題以改善病人的生活質量，同時進行醫療設備的物流管理、財務核算管理、質量控制技術管理和采購管理。它隨現代社會醫療科技發展應運而生，其存在和發展影響、制約、甚至決定著醫療衛生的發展。

1.醫院中生物醫學工程科現狀

生物醫學工程科在醫院中的職能大致包括以下四個方面：醫療設備的物流管理、財務核算管理、質量控制技術管理和采購管理。然而由于起步較晚，我國臨床醫學工程的發展還落后于發達國家。目前各級醫院臨床醫學工程部門工作開展質量參差不齊，各醫院之間缺乏縱向、橫向協作機制，醫學工程學科工作開展缺乏系統性的規范。與相關科室之間職能劃分不明確；醫學工程技術人員知識結構和隊伍階梯結構不合理；缺乏有效的進修培訓機制，知識老化快；缺乏有效的工作質量考核體系，維護維修工作效率低下；醫學工程人員在醫院中的地位和待遇得不到有效提高，工作缺乏積極性。最終導致人才流失，在生物醫學工程隊伍面臨萎縮的同時，生物醫學工程科在醫院的生存和發展也面臨挑戰，其主要表現在以下幾個方面。

1.1 管理體制問題

自20世紀70年代我國建立生物醫學工程學科實體以來，全國各級醫院也相繼組建了生物醫學工程學科，但相當多的醫院至今仍延續著創建之初的機構名稱，如器械科、儀器室、藥械科、維修室等，地方醫院均稱為設備科，部隊醫院又稱為器械科，只有少數幾家醫院稱為臨床醫學工程科。另外，在其組織結構和管理體制上也比較混亂，有的歸屬后勤系統，有的歸屬醫技部門，也有的直接隸屬醫院總務科，這種管理體制嚴重束縛了生物醫學工程的發展。

各醫院的生物醫學工程科其功能、職責也不一樣。首先，就其采購范圍而言，有負責全院的醫療儀器、設備的采購；有負責包括總務方面的設備采購（如空調、冰箱等）；也有負責全院醫用消耗品的采購。內容各式各樣，雜亂無章，往往按醫院的傳統和經驗辦事，沒有一個明確的職責范圍。

其次，在日常工作中，只重視醫療儀器、設備的采購、維修和日常管理，而忽視了醫院儀器、設備安全性、可靠性的管理與監測；忽視了醫療儀器、設備的功能開發與利用；忽視了醫院整體軟、硬件的規劃管理與技術管理，從而成為醫院的一個純采購部門。

由于臨床醫學工程在我國還是一個新生事物，仍然處于〃創業〃階段，因此至今為止還沒有形成一套完整的醫療設備管理法規，也沒有建立我國自己的臨床醫學工程師法。在醫療儀器、設備的采購、驗收、使用、維修、報廢和培訓等方面缺少一套嚴謹、規范、科學的管理制度。

1.2 生物醫學工程技術人員隊伍問題

生物醫學工程技術人員是生物醫學工程的主體和體現。由于歷史原因，生物醫學工程技術人員在醫院設備管理中的地位與作用是很微妙的，在醫院早期設備管理任務較少，醫學工程技術人員主要來源于電工、鉗工、電器維修人員的改行，主要工作是器械、儀器、設備的維修，地位等同于一般工人。隨著醫院的發展，20世紀80年代初期部分醫學院和工學院相繼開設了醫療器械維修及生物醫學工程專業，畢業后學生紛紛進入醫院從事醫療儀器設備的維修工作。很多醫院特別是大型醫院的設備管理部門取名為生物醫學工程科，醫學工程技術人員的地位有了很大的提高，等同臨床醫療技術人員，有了自己的學會和職稱晉升。21世紀初隨著醫院后勤服務社會化改革，有的醫院將醫學工程技術人員劃入后勤服務，有的醫院將設備管理部門也劃入后勤服務里面，醫學工程技術人員的地位落入低谷。現代醫療設備技術含量越來越高，大規模集成電路器件的采用，機械化生產電路板，使故障的查找難度增大或即使找到故障也無配件更換，許多廠商特別是大型設備廠商已將醫療設備售后維修作為一項重要收人，對醫院實行維修壟斷，不提供完整技術資料和配件來源，配件專用性很強，兼容性很差，制約了維修工作開展，出現了維修能力危機，崗位危機，醫學工程技術人員在醫院是否有存在的必要，已存疑問。

1.3 醫學與工程相結合的問題

醫院擁有門類齊全的現代化醫療儀器設備，這為工程技術人員提供了得天獨厚的資源條件。然而在現有的模式下，醫學工程技術人員大多集中在臨床醫學工程科或設備科內，技術人員只在需要維修時才被動與各類醫學儀器接觸，因此對所接觸的儀器熟悉程度并不很高，不易形成對某臺或某類醫療儀器的深入研究。同時，生物醫學工程人員一般掌握的醫學知識不多，而臨床醫生在工程方面的知識比較貧乏，他們在臨床上發現了和工程相關的醫學問題不能很好的與工程技術人員交流和溝通，更談不上解決，從某種意義上說，這就導致臨床醫學與生物醫學工程不能很好地結合，不能夠充分發揮二者的優勢。

2.醫院中生物醫學工程發展和創新的對策

到目前為止，生物醫學工程科在醫院中已經成為專業性很強的職能科室，在醫院現代化建設中所起的作用越來越重要。深入研究探析生物醫學工程學科在醫院中的作用、發展及創新，對醫院現代化建設和學科自身的發展都有極其重要的現實意義和深遠的戰略意義。面對目前醫院中生物醫學工程出現的問題和面臨的挑戰，變革和創新勢在必行。

凡事預則立，不預則廢。對醫院生物醫學工程科的發展和創新必須進行系統科學的分析，進行科學規劃，為達到設計總目標，列出的各階段的分目標并逐步落實。先定奮斗目標具體分析各人的特長實力，合理開發利用人力資源。結合實際加強理論研究和創新工作，形成對醫學工程學科發展有指導意義的完整學科系統，進而真正做到科學論證、合理購置、科學使用、嚴格質控、科學維修、嚴密計量。本文就醫院生物醫學工程科如何發展和創新提出了以下幾點發展對策。

2.1 轉變工作模式，明確工作職責

首先要改變觀念、轉變工作模式，要將目前以〃采購、維修〃為中心的單一化工作模式向以〃質量保證、安全監管、技術保障〃為中心的多元化工作模式轉變；要明確臨床醫學工程學科在醫院中的職責和任務，即除了當前的常規工作，如設備的招標組織、論證、采購、安裝、驗收、檔案管理等外，還應包括以下主要工作：在用設備的質量檢查、質量保證和質量評估；醫療設備的安全性能測試、監管和保證；預防性維護、保養和故障維修；醫療設備的醫學計量及維修后的計量與性能測試；對醫院臨床醫學工程技術人員的技術培訓與考核；開展臨床科學研究等。

2.2 改變現有管理體制，使醫療設備效能最大化

醫院的發展，是靠先進的科學技術，嚴格有序的科學管理；創新才是飛躍，是發展的根本。不創新將是死水一潭，所做的工作只是原地打圈圈沒有得到提升；創新的科學管理能使有限的資源進行優化組合，合理配置，最終實現更大范圍資源的科學合理共享，產生出比以前高出幾倍的效率，管理出效率更出效益是眾所周知的；各類醫療儀器是一種服務和增值于一體的物質資源，是科技應用于臨床醫學的成果，是醫院現代化水平和技術實力的標志，是現代大醫院發展壯大的基礎。國內大中型醫院都具有少則幾千萬元多則幾億元的現代化醫療設備，但若沒有真正利用現代化科學管理理論進行科學管理，讓配置更加科學合理，就不會讓它的作用得到更好的發揮。現在對醫院的評價仍用舊觀念和過時的方法，即把醫療設備的總值作為一個很大的指標，總認為醫療設備的總值越大，管理水平就越高，各類效益就越好，醫院就越強，呈現出重購買輕管理的現象，致使部分設備不適合本地區常見病或不適合醫院對該學科的需求，而使用率下降或閑置損壞，造成對醫療設備資源的浪費。

管理沒有跟上是造成設備浪費的原因；用科學的管理理論進行管理，明白不同的理論適合不同醫療系統的管理，注重理論和實踐的結合，更重要的是加強創新觀念的開發，和本地區醫院及廠商進行適度溝通，利用靈活多變的形式進行開發利用，使醫療設備效能的發揮達到最大化。

2.3 加強人才培養，提高自身素質

生物醫學工程人才的培養是本學科發展的關鍵。因此，在日常的工作中，我們要不斷地加強人才隊伍的建設，通過各種培訓班、業務講座、出國深造等途徑，提高生物醫學工程人才隊伍的業務技能和外語水平。同時，通過調整人才梯隊、整合崗位編制、聘請優秀人才等措施，以保持一支高素質、高水平的生物醫學工程人才隊伍。

2.4 健全各項制度，提高學科地位

在提高生物醫學工程人才隊伍自身素養的同時，要形成重視臨床醫學工程學科的大環境：國家有關部門應盡快建立〃醫學工程師法”規范臨床醫學工程機構的名稱，明確界定醫學工程人員的職責范圍，制定科學的、合理的人員編制，并制定相應的技能培訓、考核以及職稱晉升、聘任等相關制度；要建立一個良好的激勵機制，對生物醫學工程師的權利、義務和獎懲做出明確的規定；同時還要關注生物醫學工程師的科研成果、技術革新和工作業績，以穩定生物醫學工程隊伍，提高和發展我國的生物醫學工程學科，促進醫學現代化發展。

2.5 開展生物醫學工程的臨床研究，走醫工結合的發展創新之路

這里所說的醫工結合之路有兩方面的含義，其一，應使生物醫學工程技術人員具備較深厚的工程學和醫學兩方面的基礎理論知識，因為生物醫學工程學科是連結醫學與工程學之間的橋梁，若"兩岸〃基礎不扎實則橋本身也不會牢靠。其二，在平時的工作上應注重與臨床醫生的交流和溝通，注重工程和醫學這兩個學科之間的交叉和滲透。現代醫學科學發展到今天，醫學與工程學之間的關系就如同舟與水之間的關系一樣，沒有"工程之水” “醫學之舟"將寸步難行，只有二者有機地結合，才能成為一個和諧的整體。

醫院中的生物醫學工程是一個以設備保障為基礎，面向臨床提供工程支援服務的專業。工程人員要充分利用傳統與現代傳媒加強工程信息的交流，既可使工程人員掌握各種現代衛生手段，反過來也可促使醫院工程人員為病人及醫護人員提供更多更新的工程信息知識。充分發揮醫院工程人員的專業特長，加強工程人員在充分溝通臨床醫療工作中的作用。

生物醫學工程科僅以引進設備為主不足以發揮自身作用，應積極研究開發臨床療效好而市場沒有的常規設備，有超前發展的意識，使本科向服務于臨床、服務于科研的方向發展，為臨床提供治療、診斷的新手段。以臨床使用設備為基礎，從設備使用人員入手，詢問不合理因素，對其進行創新和改進；也可結合臨床開展專科新設備的研究，改善常用設備，啟用新技術，進行設備經濟效益和社會效益的研究，以治療和診斷效果為最終目的，與臨床合作，在開發研制新設備中會有新發現新進展新突破。

總之，生物醫學工程是綜合運用現代工程技術研究成果、解決醫學上有關問題的一門新興學科，是工程技術滲透到生命科學領域、深入到醫學中的一門邊緣交叉學科，已成為醫學發展日益強大的推動力。而醫學的發展，反過來又促進生物醫學工程學科的發展。二者之間已構成了相互依賴、相互促進的依存關系。所以，要取得科研成果，必須以維修為基礎，以科研為主導，走理工醫全面發展的道路。只有這樣，才能促其鞏固和發展，才能占有本身應具有的學術地位，才能促進生物醫學工程學科的發展和創新。

3.結束語

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關鍵詞：電子技術；生物醫學工程；問題驅動

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.130

1 引言

生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的新興學科，其主要研究方向是運用工程技術手段，研究和解決生物學和醫學中的有關技術問題保障人類健康為疾病的預防、診斷、治療和康復服務[1]。多學科的交叉使得生物醫學工程不同于那些經典的學科，也有別于生物醫學和純粹的工程學。我校生物醫學工程專業是工程技術為主，醫學知識相結合的專業，以培養能在醫療儀器、醫學信息處理等領域從事研發、教學、管理等工作的人才為目標。電子技術在生物醫學工程研究和醫療儀器開發中有著重要作用，任何一臺現代醫學儀器或設備中都需要電子技術完成信息檢測與處理、系統控制等核心功能[2]。

“電子技術”包括模擬電子技術和數字電子技術兩門主要課程，課程的技術性和實踐性較強。通過理論知識的學習要求學生掌握電子技術的基本概念，基本電路和基本技能，同時相關的實驗培養學生的工程素質、動手能力、創新能力以及自主設計的基本能力[3]。目前，國內很多高校生物醫學工程專業開設的電子技術理論和實驗課程都普遍存在著一些問題：

（1）理論知識和實驗內容與生物醫學工程專業的關聯性不突出；

（2）偏重于理論教學為主，實驗為輔，學生被動的接受知識，學習興趣不高；

（3）實驗內容固定，驗證性實驗過多，缺乏學生自主創新的設計性實驗。因此，探索切實可行的適合于生物醫學工程專業的電子技術課程的教學模式與教學方法已成為提高電子技術課程教學質量的必然要求。

2 問題驅動法

問題驅動式教學方法近年來得到了很多教學人員的關注，在眾多的課程中得到了應用[4-5]。百度百科中定義：問題驅動教學法即基于問題的教學方法（Problem-Based Learning，PBL），區別于傳統的LBL（Lecture-Based learning，LBL）[6]，PBL教學模式是一種以學生為主體、以專業領域內的各種問題為學習起點，以問題為核心規劃學習內容，讓學生圍繞問題尋求解決方案的學習方法。

問題驅動教學法要求學生與教師轉變在傳統LBL教學中的固有地位，學生由被動的知識接受者轉變為主動的信息加工者和知識構建者，教師從知識的灌輸者轉變成為學生主動加工信息、構建知識的引導者。問題驅動教學法大概分為四個步驟：（1）提出問題；（2）分析問題；（3）解決問題；（4）結果評價[7]。教師在教學前期，要明確教學目標，設計執行方案，提出問題。在教學過程中，教師安排學生活動，引導學生自主分析，相互討論和交流。然后在分析的基礎上，讓學生們提出解決問題的方法，進行實踐。最后，對過程和結果進行評價。可以看出，問題驅動法能夠提高學生學習的主動性以及在教學過程中的參與程度，激起學生的求知欲。但是并不意味著教師的參與程度減少了，這種教學方法對教師的要求更高，教師必須具備較強的課堂掌控能力和引導能力。

《電子技術》課程作為是工科專業的基礎必修課，具有理論性和實踐性并重的特點。其課程內容、基本概念、技術術語、電路種類多，學生學習起來比較困難。為了提高電子技術課程的教學質量，很多學校都開展了電子技術課程的教學改革，其中問題驅動法就是選擇的新教學模式之一。但是，由于各種原因，如教學目標的定位、問題驅動法的理解、具體實施過程中的執行力等，基于問題驅動法的教學改革并不是一帆風順的。作為生物醫學工程專業的基礎必修課，《電子技術》又有其特殊性，其課程的教學目標側重于讓學生掌握面向生物醫學及醫學儀器的電子技術，如果理論知識和實驗內容與生物醫學工程專業的關聯性不突出，學生對于課程內容在專業上的應用不甚了解，就會影響到對后續專業課程的學習，甚至影響到將來從事生物醫學工程專業相關工作的能力。因此，有必要研究具有生物醫學工程專業特色的電子技術課程的問題驅動法。

3 問題驅動法的實施

進行問題驅動的教學模式，需要教師有效掌控和恰當引導。下面，主要從教師的角度來闡釋需要注意的問題，對問題驅動法的四個步驟進行分析。

（1）提出問題；在課程開始之前，教師要制定問題，需要其具有全局的概念，考慮各方面因素，包括：教學大綱、培養方案、授課教材等。在問題的選擇上應該考慮以下幾個方面[8]：

1）問題是否和某個單元的教學內容相關；

2）問題是否對學生具有吸引力；

3）問題實施的時間和硬件條件是否能夠保證；

4）問題是否聯系實際，是否與生物醫學工程專業的應用相關；

5）問題之間是否具有連續性，是否具有系統性；

為了突出生物醫學工程專業特點，問題設計必須貼近專業應用。問題之間最好具有關聯性，由小的模塊小的問題，最終組合而成大的模塊大的系統，解決與專業相關的問題。

舉例說明：在模擬電子技術中，所選用的教材為高等教育出版社出版，童詩白、華成英主編的《模擬電子技術基礎第四版》[9]。根據教材中的內容，結合生醫專業應用，可以圍繞心電信號檢測儀的各個模塊展開，設計以下問題：微弱生理信號放大、信號濾波、非矩形波整形為矩形波、直流電源設計。下表1中顯示設計問題與教材章節的知識點對應。從表中可以看出，除了第九章的內容沒有體現，其他章節的知識在問題中均有涉及。由于學時的限制，教材第九章的功率放大電路目前并不在本校生物醫學工程的模擬電子技術教學大綱中。

在布置問題的時候，加入情景帶入，首先向學生講解人體心電信號的特點，心電監測的臨床意義，再提出心電監測儀的采集、放大、濾波、整形、供電問題。其中在信號放大部分，涉及的知識點較多，要對前級放大和后級主放大進行分開設計和說明。隨著課程內容不斷深入，問題不斷得到解決之后，可以將各個模塊組合，并加入右腿驅動電路或50Hz陷波電路，實現簡易的心電信號檢測電路。最后的整體電路進行實際人體測試，用示波器觀察信號，這樣學生在學習模擬

電子技術知識的同時，鍛煉了實踐動手能力，還能與專業應用結合起來，了解電子技術知識在生醫專業中的用武之地，一舉三得。

（2）分析問題；在課程教學中，教師按照進度向學生一一展示問題，引導學生根據所學知識，對問題進行分析。在這個階段，教師需要做到以下幾點：

1）引導學生進行分組，任務分配；

2）引導學生對問題內容進行分析；

3）引導學生將問題與所學知識相關聯；

4）引導學生文獻查閱資料；

由于學生的基礎有限，在這個階段，可能會遇到以下情況：對問題的分析存在偏差，無法與知識點相結合、查閱獲取文獻的能力不足，教師要及時的提供幫助，在學生為主導的前提下，掌控整體過程。

（3）解決問題。在問題分析完成的前提下，學生提出解決問題的方案，并具體實施。教師需要考慮的是：

1）方案是否具有可行性；學生所提出的方法是否合理正確。對于存在問題的方案，是放手讓學生嘗試，還是進行適當的干預提示其改正，需要教師結合具體情況進行操作。

2）方案實施是否順利；方案的實施需要時間與精力的付出，《電子技術》中的問題解決往往需要實際的電路焊接和調試環節，課程的學時如何安排，硬件實驗環境如何保證是教師需要考慮和協調的。此外，對于初次進行電路制作的學生，教師運用經驗為學生提供元器件選擇和購買、電路焊接及調試訓練等實踐方面的幫助，也是必不可少的。

解決問題的整個過程由學生完成，教師不可代辦，但是在適當的時候提供幫助，能夠提高完成效率，保證進度。

（4）結果評價。對于整個過程中學生的表現，需要比較客觀的評價。常用的方法將自我評價、小組互評、教師評價三個方面相結合。

自我評價是學生回顧和反思過程中的得失，對自我形成清楚客觀的認識。小組互評是組間成員根據參與度、貢獻度、工作表現、溝通能力等對組員同學進行分析點評。

雖然在問題驅動的教學模式中，教師的身份發生了轉變，但是并不意味教師的地位和重要性降低了。教師要密切關注學生的狀態和表現，最終對其進行評價。為了激勵學生，幫助學生正確認識自我，樹立學習后續課程的興趣和信心，教師在對學生進行評價的時候要注意以下幾點：

1）評價公正，也不忘因人而異；對待學生的評價要做到客觀中肯，但是也需要考慮學生的差異性。成績優異的學生與基礎較差的學生在小組中的分工不同，貢獻度有區別。為了激發學生的積極性，教師的評價不能采用單一標準，而是應該多元化，從合作精神、交流能力、文獻收集、電路制作、文字編寫等各個方面入手，照顧到各個層面的學生。

2）評價能力，也不忘評價態度；對待學生的評價不光要考慮其知識與技能，還要注重他們在情感、態度方面的表現。課程內容的學習只是一個方面，關注學生知識技能之外的情意發展，有助于其更長遠的進步和成長。

3）評價結果，也不忘評價過程；教師的評價不應該過分關注最終解決問題的結果是否正確，而是要側重于學生在分析問題、解決問題的過程中所表現出來的能力、態度和情感。學生在過程中的提升和收獲，才是教育的主要目的。

4）評價個人，也不忘評價團隊；教師的評價除了針對學生個人，還要涉及到團隊。強調團隊的分工合作，有利于培養學生交流溝通，與人協作的能力。

4 結論

問題驅動法能夠提高學生學習的主動性，激起學生的求知欲，其教學模式十分適合《電子技術》此類工程性和實踐性較強的課程，在許多高校教學改革項目中得到應用。生物醫學工程專業的電子技術課程要與學科特點相結合起來，因此問題驅動法的實施既有與其他課程的共性，也有其自身特點。教師在問題的設計環節，要結合生物醫學工程專業的電子技術應用，讓學生在學習電子技術知識和技能的同時，對專業發展及就業方向有一定的認識，同時也為后續的專業基礎課打下基礎。

參考文獻：

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[9]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎第四版[M].北京：高等教育出版社，2006.

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    1臨床醫學工程專業課程體系的調整

    1.1醫學院校臨床醫學工程應用型人才培養目標醫學院校的臨床醫學工程應用型人才以醫療設備的全程技術管理、信息系統的維護、影像工程科等為主。通過4年專業學習,學生對于醫療儀器有比較深入的了解,側重于理論的應用,能夠對儀器進行基本的保養、維護和一般性維修;對于儀器的醫學應用比較了解,在醫生和儀器提供者之間起橋梁作用,承擔部分儀器的高效使用、改造等任務。同時也可以成為醫學儀器生產廠家的運行、維護、安裝、研發等專業技術人才。

    1.2專業課程以原理為基礎,兼顧應用堅持“重人品,厚基礎,強能力,寬適應”的人才培養模式[5],接受先進的理論和技術。專業課程設置可分以下幾大類:醫學儀器與圖像處理類,包括電路、數字圖像處理、傳感器等;微機原理以及應用類,包括單片機、計算機原理及應用、醫學信息系統等;醫學基礎類,包括系統解剖學、生理學等;生物醫學工程專業課程,包括生物力學、生物材料、醫學傳感器等。教學以“學為主,教為導”的方法,采取啟發式、討論式教學[6]。授課以原理為基礎,不要求復雜的公式推導,但是要有定性的概念,例如超聲探頭高頻低頻的應用差別。由于設備更新換代很快,無需糾結于某個特定型號的設備并研究其具體功能,應概括性介紹醫學設備的應用。開設理論教學與實地教學相結合,與醫院合作,組織學生到醫院參觀學習,請相關業務人員介紹醫療儀器和系統的軟件以及硬件設備,及其實際運行情況,使學生有更直觀的認識。

    1.3引入醫療器械風險管理的概念,加強學生醫療風險意識在基礎專業課程教學的同時,引入醫療器械風險管理的概念。表1為制造商對某設備風險的可能性評估。表格左列為危險的可能性分類,首行為危險的嚴重性分類,陰影區是可用性測試工程師優先考慮的內容。風險分為R1、R2、R3、R4、R5、R6等6個等級。醫療器械的風險管理貫穿于產品的整個壽命周期,在設備的使用過程中仍可能存在,因此醫療工程人員需要具有醫療風險意識。在教學中,引入醫療器械風險管理的概念,讓學生了解醫療環境下多種因素都有可能造成醫療設備的使用風險,同時讓學生感到學習臨床醫學工程在醫院工作“有用武之地”。

    1.4以研帶教,直觀認識醫療風險在理論學習的基礎上兼顧研究和應用,培養學生科研能力的同時,加深學生對醫療風險的認識程度。例如,我們對RFID標簽在高磁場下應用的安全性進行測評[7-8],通過實驗發現,13.56M無源RFID標簽作為患者標識,在1.5T磁場下持續使用對自身安全正確使用沒有影響,但是其可能影響核磁成像的信號及噪聲水平,形成偽影,見圖1。由此可見,通過簡單的研究發現臨床環境中風險因素隨時可能被引入。開展創新性研究實驗,在培養學生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力的同時,提升學生對臨床醫學工程專業的興趣,更有利于學生今后的擇業意向。

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關鍵詞 生物醫學工程；創新人才；實驗平臺

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0095-02

Abstract Biomedical engineering is a new development of cross subject， putting forward higher requirements for innovative talent， it needs to reform the teaching methods， curriculum system and prac-tice， to strengthen the logical thinking and logic thinking training of students， strengthen the cultivation and education of comprehensive quality， improve the effect of classroom teaching， pay attention to theinnovation practice ability training and exercise， improve innovative ability of students.

Key words biomedical engineering； innovative talents； experiment platform

1 前言

生物醫學工程是一門新興發展起來的交叉學科，為人類的健康做出了重要的貢獻，培養能夠迎接未來挑戰的高素質的生物醫學工程專業創新人才至關重要[1]。因此，生物醫學工程專業以培養方向為引領，改革教學方式、課程結構、實踐方法，培育順應社會發展的、具備創新能力的應用型創新人才，是高等醫學院校教育者需要重點研究的課題。

2 打破傳統知識桎梏，注重學生創新思維方式的鍛煉與培養

創造力是人類知識結構的最高表現形式，除智力這個重要組成因素，還包括獨立的個性、廣泛的興趣、好奇心、自信心、堅韌的意志力、靈活的思維等。因此，只有在鍛煉學生的邏輯思維的同時加強鍛煉非邏輯思維，才能激發學生的創造力與創新精神。學生只有具備很強的非邏輯思維，才能突破思維定式，積極探索看似不相關的事物之間可能存在的內在關聯。這樣就有希望打破常規，發現那些別人無法想到的新事物和新規律，進而大膽地提出自己的新想法和新發現。

智力水平、學習動機是決定學生是否能做出創新成果的重要誘因，但并不是決定性的。非邏輯思維通常決定一個人能否做出創新成果，一些人智商高并且有較高創新欲望，但一直也沒有創新成果，主要原因在于他們在非邏輯思維能力方面還比較欠缺。愛因斯坦在創造活動中更加相信直覺與靈感，他覺得一個人的超強想象力比具備豐富的知識更為關鍵。所以，創新能力培養的目標也因此發生本質變化，既要讓學生學會發現問題、解決問題，又要鍛煉學生遇到問題的思考方式和研究方法，特別是有效地鍛煉他們的非邏輯思維。

3 優化課程教學模式，加強具有綜合能力的應用型人才培育

課程是院校依據教育大綱所制定的教學內容，課程教學結構的優與劣，直接決定了綜合素質人才的培養效果[2]。生物醫學工程作為一門交叉學科，既要有明確定位并與其他學科有所區別，又要加大與其他學科彼此的滲透與融合，以生物醫學工程專業自身的特點為核心，擬定合理的培訓目標，構建生物醫學工程專業的特色專業體系，促使學生更好地發揮自身的優勢與專長，為成為應用型、創新型專業人才做好充分準備。

為此，首要的是要壓縮課堂教學的學時，給學生的個性發展留下足夠的時間與空間，將學生置于創新活動的主導地位，鼓勵他們按照興趣與愛好學習，突破傳統的教學方式，建立新的教與學的方式，引導啟發他們主動學習和探索學習。在校內放寬轉換專業的限制，讓學生充分發揮自己的特長，允許學生跨學科、跨院（系）甚至跨校選課、輔修，攻讀雙學位。在建設生物醫學工程課程體系時，要在充分調研論證的基礎上，充分了解用人單位的人才需求，既要有一定的專業深度，也要有一定的專業廣度，避免專業知識的職業化傾向。對學生適當加強人文學科知識的熏陶，增加一定量的文科類選修課，大力強化他們的文化素質，以改變過去存在的過弱的人文陶冶問題，充分鍛煉學生的直覺思維和想象力。

對于生物醫學工程的實驗課，應盡量減少驗證性的簡單實驗，增加一些較新的有創造性的實驗，以利于培養學生的動手能力和一定的科研意識和創新能力。優化教學內容應注意拓寬專業基礎課，淡化專業方向，減少重復內容，追求課程的獨立性和完整性。

4 轉變教學方法手段，強化學生的創造力和綜合素質

當前，教育活動依然主要采取課堂教學的方式，是學生獲取知識、提高綜合能力的重要環節，教師的教學方式、方法和教學水平的好壞，主要由課堂教學效果來衡量。充分利用課堂教學有限的時間，啟發學生掌握創新性學習和高效率獲取新知識的方法是核心內容。但是，部分教學工作者認為課堂教學只是知識的傳遞過程，而忽略了營造以學生為核心的學習氣氛。教師應該探索互動交流式的教學模式，將創新思維融入課堂教學中，學生不僅將知識繼承，而且要在創新思維下將它們發揚光大。

采用討論式、啟發式、研究式的教學方式，將培養能力素質與傳授知識方法相互結合起來。在課堂教學過程中，教師應該壓縮理論授課時間，改變滿堂灌的教學方法，多給學生一些自由發揮、自由探索的時間，這樣對學生創新能力的培養是非常有益的。在課堂教學中，多采取引導式、互動式授課模式，讓學生能夠自由探索理論前沿，不斷激發他們的創新意識。選擇前沿的領域為學生設定研究的課題，發動學生利用所學的知識來分析和解決問題，進而使自己的創新意識和思維得到鍛煉。在課堂授課活動中，教師與學生通過互動、交流來激發創新的火花。

5 加強社會實踐教育，注重實踐環節的創新能力培養和鍛煉

創新實踐與解決問題有著密不可分的聯系，解決問題為創新實踐提供基礎，但不是所有的解決問題的過程都有創新的因素，而創新實踐的過程一定能夠解決一些問題。所以，既要加強實踐知識的傳授，又要加強實踐環節的鍛煉，尤其是對生物醫學工程專業學生創新思維的鍛煉起到十分重要的作用。

學生的創新精神與創造能力要靠大量的課外活動和社會實踐去培養，從課堂獲取的創造能力是遠遠不夠的。因此應進行教學模式改革，側重點放在實踐教學上，提高學生動手能力，一方面通過實驗將學習與研究、理論與實踐結合起來，在實踐中錘煉學生的科研能力和創新能力；另一方面通過實踐鍛煉、畢業設計和各類競賽，培養學生創造力和實際動手能力。

實驗平臺是生物醫學工程專業培養應用型技術人才的主要環境條件，是進行實踐和探索的主要場所[3]。在實驗課的課堂教學中，要引導并啟發學生用心仔細地觀察周圍事物。細心的觀察決定了開展創造的可能性，科學上的創新大都源于仔細地觀察與發現。因此，教師要有意識培養學生仔細觀察的能力，同時要倡導學生有目的地鍛煉發現問題、解決問題的能力。創新實驗要與理論教學相結合，在實驗教學過程中要讓學生在理論的指引下有所嘗試、有所觸動、有所發現。

通過實踐鍛煉、各類競賽使學生將所學理論與實踐鍛煉相融合滲透，培養學生創新能力和科學的思維方式與方法。在企業實習的教學實踐活動中，改變以往傳統的教學理念，在生產實踐中鍛煉學生的發散思維和求知欲望，讓學生互相學習、互相討論，使學生克服單一的、片面的思維方式，擴展和增強他們的優化思維和創新思維，從而使他們具備勇于創新思考、善于突破常規的能力。畢業設計和各類競賽的選題多數來自工程實際，在教師的指導下，讓學生以“生物醫學工程師”的身份去完成從課題的調研、設計、制作到調試以及修改處理的全過程，充分體驗“生物醫學工程師”應該具有什么樣的知識和能力，使他們對“工程能力”的認識產生升華，以最終達到從訓練到提高的目的。盡管有了校內實踐教學基地，但組織學生到真實的工程環境進行校外實習仍是非常必要的，在工程環境中學生可以感受工程運作過程，明確自己的努力方向，同時參與解決實際工程技術問題是校內實習無法代替的。

6 結語

生物醫學工程作為一門新興的交叉學科，對創新人才培養也提出更高的要求，傳統的創新教學模式已經無法滿足創新人才的培養需求，需要結合高校自身特點，探索新的途徑和方法，構建具有特色的創新人才培養策略。

參考文獻

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生物醫學工程專業作為一個多學科交叉的前沿學科，要求學生掌握工程技術，如醫學、生物、電子、光學、計算機在生物醫學中的應用研究、產品開發和管理的基本技能，對學生創新能力的要求很高[1]。但是，由于學科交叉、內容龐雜，本專業培養的學生其實踐創新能力往往較電子類、計算機類、光學類學生差，達不到滿意的培養效果[2]。

學科競賽是在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上，以競賽的方法培養學生綜合能力，引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題，并增強學生學習興趣及研究的主動性，培養學生的團隊協作意識和創新精神的系列化活動[3]。

目前，國內外對生物醫學工程專業學生創新能力的培養多以電子、計算機、光學專業為參考模板，東南大學、浙江大學、東北大學、天津大學等國內高校都在積極發展以競賽為導向的生物醫學工程專業創新人才培養模式。

二、建立生物醫學工程專業創新人才培養模式的具體策略

（1）整合資源，搭建科技創新實踐平臺。以學科競賽為導向的創新人才培養模式的建立，必須以學院的科研平臺為依托。為此，長春理工大學生命科學技術學院（以下簡稱“我院”）以生物醫學工程專業實驗中心為依托，為學生建立創新實驗室，吸納優秀學生開展實驗。創新實驗室配備有單片機、DSP、FPGA等開發平臺以及心電、腦電、肌電采集平臺，為學生開展科技創新活動提供了優良的條件，使創新實驗室成為學生科技新的孵化基地。我院根據各大科技競賽的需要，為學生分配專用場地，配置專業儀器設備，指派專職指導教師，搭建創新所必需的平臺。

（2）健全機制，完善科技競賽制度平臺。為保障科技競賽活動健康有序地開展，我院要加強對學生科技創新活動的引導和支持，積極鼓勵廣大師生踴躍參賽、多出成果，進而全面培養學生的創新創業意識，制定獎勵制度，明確指導教師隊伍建設和參賽學生獎勵政策，并且由專門的實驗教師協助分管院長進行管理，從而使得學科競賽更加規范化和制度化。

（3）優化隊伍，強化科技競賽智慧平臺。高水平競賽師資隊伍是將學科競賽與創新型人才培養有效結合的保證。為此，我院要專門成立大學生科技創新指導教師團隊，以具有一定工程實踐背景、較強設計研發能力和科技大賽經驗豐富的老、中、青骨干教師、優秀的研究生隊伍，形成一支結構合理、實力過硬、認真負責的優秀指導教師隊伍，全面提高教師的競賽指導能力和職業精神，為學科競賽構建一個核心的智慧平臺。

（4）營造氛圍，優化科技競賽環境平臺。濃厚的學術研究氛圍對于創新型人才的培養具有至關重要的作用。為了在科技競賽和創新能力培養方面營造濃厚的氛圍，必須充分發揮優秀學生的傳、幫、帶作用，激勵更多學生參與并專注于科技競賽活動。同時，積極發揮班導師的作用，通過教師在專業教學科研方面的優勢，對所在班級日常管理進行相關專業的培訓及管理。如定期就專業學科方向的發展情況與學生交流溝通；組織學生模擬參加課題并按項目組的方式進行管理；按學生專業學科方向的發展，選拔科技競賽種子并進行培養。

（5）教學相長，加強學科競賽內容。我院積極搭建基于大學生科技競賽的創新實踐課程體系實施平臺，將大學生科技競賽融入正常的實踐教學體系，以學科競賽為契機，深化實驗教學改革。我院加強科技競賽內容創新，將競賽的內容轉化為實驗教學或者大學生畢業設計題目，使學生能夠循序漸進地掌握基本技能和實際動手能力。

參考文獻：

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