常世杰，蘇娟，李碩，柏樹(shù)令，尹勇，沙憲政

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院　a.生物醫(yī)學(xué)工程系；b.生物化學(xué)教研室；c.組織工程教研室，遼寧　沈陽(yáng)　110001

以“卓越工程師”為目標(biāo)的生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革

常世杰a，蘇娟a，李碩b，柏樹(shù)令c，尹勇a，沙憲政a

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院a.生物醫(yī)學(xué)工程系；b.生物化學(xué)教研室；c.組織工程教研室，遼寧沈陽(yáng)110001

我國(guó)醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)方式，主要有以下5種：以問(wèn)題為中心的教學(xué)法（Problem Based Learning，PBL）、以研究為中心的教學(xué)法（Research Based Learning，RBL）、以團(tuán)隊(duì)為中心的教學(xué)法（Team Based Learning，TBL）、以器官為中心的教學(xué)法（Organ Centered Teaching，OCT）和整合式教學(xué)法（Integrated Teaching，IT）[1]。

上述教學(xué)方式總體滿(mǎn)足了基礎(chǔ)理論課的教學(xué)需求，培養(yǎng)的學(xué)生理論基礎(chǔ)扎實(shí)。但是由于本專(zhuān)業(yè)課程門(mén)類(lèi)多，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐操作機(jī)會(huì)少，對(duì)于面向工程師培養(yǎng)的學(xué)生還需進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法。

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)生物工程本科生專(zhuān)業(yè)于2012年獲批“卓越工程師”計(jì)劃，已完成前期教學(xué)探索及1年來(lái)的調(diào)研及教學(xué)試點(diǎn)工作，現(xiàn)對(duì)其課程體系部分改革內(nèi)容及成果總結(jié)如下。

1　人才培養(yǎng)體系改革內(nèi)容

1.1培養(yǎng)目標(biāo)與要求的改革

通過(guò)調(diào)研，我校將立足醫(yī)科大學(xué)辦工程的優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)培養(yǎng)以下專(zhuān)業(yè)人才：① 臨床工程師，定位于臨床工作，保證醫(yī)院儀器設(shè)備安全有效地工作。我國(guó)目前還沒(méi)有真正意義上的臨床工程師隊(duì)伍，這與醫(yī)院現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程極不適應(yīng)，而國(guó)外臨床工程師的人均配備比例是每4名醫(yī)生配備1名臨床工程師。② 軟件工程師。軟件工程師定位于醫(yī)療設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)，要求培養(yǎng)的學(xué)生能夠開(kāi)發(fā)和優(yōu)化用于輔助診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能化醫(yī)院的算法和軟件的能力。③ 電子電氣工程師，定位于醫(yī)療電子儀器的硬件設(shè)計(jì)，利用所學(xué)傳感器、檢驗(yàn)儀器等知識(shí)并結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)符合醫(yī)療器械認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

2.1 巨噬細(xì)胞中CAV-1與Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)4結(jié)合抑制炎癥信號(hào)通路 TLRs是在固有免疫中發(fā)揮作用的經(jīng)典蛋白家族，其與下游配體結(jié)合，引發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而引起適應(yīng)性免疫的活化，是連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的重要橋梁。Jiao等[9]和Lim等[10]通過(guò)研究證實(shí)CAV-1與TLRs結(jié)合，如TLR4和TLR5[7]，其中TLR4受體在許多炎癥紊亂中起重要作用。動(dòng)物模型和臨床研究表明由TLR4引發(fā)的炎癥反應(yīng)與糖尿病及其并發(fā)癥的病理生理學(xué)改變相關(guān)[11-12]。

1.2課程體系與教學(xué)內(nèi)容的改革

生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的課程體系分為5大模塊：公共課模塊、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課模塊、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課模塊、專(zhuān)業(yè)課模塊和實(shí)踐教學(xué)模塊。學(xué)生能力培養(yǎng)分為3個(gè)層次：首先是掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法；其次是具備將“三基”融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用的能力；第三是從課堂過(guò)渡到實(shí)際。此外，還要對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法進(jìn)行培養(yǎng)。

我校生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)改革前為5年制，共55門(mén)課程，4096學(xué)時(shí)；改革后調(diào)整為4年制，共50門(mén)課程，3200學(xué)時(shí)。因?yàn)閷?zhuān)業(yè)特點(diǎn)是交叉融合、方向多、學(xué)生興趣廣，因此主要通過(guò)整合方式對(duì)學(xué)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)相似課程進(jìn)行整合以壓縮學(xué)時(shí)。改革前后各模塊學(xué)時(shí)變化，見(jiàn)圖1；各模塊間比例變化，見(jiàn)圖2。

圖1　改革前后各模塊學(xué)時(shí)對(duì)比

圖2　改革前后各模塊比例對(duì)比

可見(jiàn)，在總學(xué)時(shí)大幅縮減的情況下，如何保證培養(yǎng)目標(biāo)不降低也是本次教學(xué)改革的一大動(dòng)因。在改革中，公共課模塊沒(méi)有變化。醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)模塊隨我校醫(yī)學(xué)課程整合同步進(jìn)行。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課模塊參考醫(yī)學(xué)課程整合的方式進(jìn)行整合，如計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理和匯編語(yǔ)言整合成新的微機(jī)原理，分別從理論、實(shí)現(xiàn)和軟件上對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行講解，確保學(xué)生能力不降低；原有醫(yī)學(xué)儀器概論重點(diǎn)講述醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本原理，調(diào)整后其內(nèi)容整合到醫(yī)學(xué)電子儀器、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)和現(xiàn)代臨床檢驗(yàn)儀器課中；針對(duì)人才培養(yǎng)的實(shí)際需要，增設(shè)局部解剖和影像診斷學(xué)的臨床基礎(chǔ)課程，以適應(yīng)大型影像設(shè)備企業(yè)的人才要求。

此外，還將原有分散在部分課程的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[2-3]進(jìn)行整合，開(kāi)設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐課程，以提高學(xué)生的綜合運(yùn)用和創(chuàng)新能力（后文將詳細(xì)說(shuō)明）。

1.3實(shí)踐教學(xué)的改革

實(shí)踐教學(xué)是工程人才培養(yǎng)模式的重要組成部分，是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的關(guān)鍵。除社會(huì)實(shí)踐、公益活動(dòng)外，我們還大膽改革了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)踐基地建設(shè)。改革后的實(shí)踐教學(xué)將包括3方面內(nèi)容：整合醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、新增項(xiàng)目實(shí)習(xí)和擴(kuò)展畢業(yè)實(shí)習(xí)。

醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)：在原有課間實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)課程改革，將原有的醫(yī)學(xué)理論課與課間實(shí)習(xí)進(jìn)一步整合，提高學(xué)生入院實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)醫(yī)院和臨床工作的了解。

項(xiàng)目實(shí)習(xí)：基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐，在第3學(xué)年安排學(xué)生參與教師的科研或工程項(xiàng)目，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程的了解；同時(shí)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行鍛煉。

畢業(yè)實(shí)習(xí)：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文、就業(yè)工作通盤(pán)考慮。加大由實(shí)踐教學(xué)基地承擔(dān)的臨床或工程中應(yīng)用項(xiàng)目的比例，鼓勵(lì)學(xué)生到醫(yī)院去、到企業(yè)去，參與真正的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)；在答辯時(shí)會(huì)根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的實(shí)際情況靈活做出評(píng)價(jià)。這種模式有利于企業(yè)進(jìn)行用人考察，同時(shí)可促進(jìn)本科生的就業(yè)。

其中，項(xiàng)目設(shè)計(jì)由于是學(xué)生第一次分組開(kāi)展科研活動(dòng)，指導(dǎo)教師或團(tuán)隊(duì)會(huì)全程負(fù)責(zé)指導(dǎo)；畢業(yè)設(shè)計(jì)則由學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展科研，要求指導(dǎo)教師少參與，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.4教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)與培養(yǎng)機(jī)制的改革

教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)主要針對(duì)青年教師。逐步要求年輕專(zhuān)職教師具備工程實(shí)踐經(jīng)歷，有計(jì)劃地選送教師到醫(yī)院或者企業(yè)相關(guān)崗位工作1～2年，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；從實(shí)踐基地聘請(qǐng)具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和管理人員擔(dān)任兼職教師，承擔(dān)部分專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)任務(wù)，擔(dān)任本科生聯(lián)合導(dǎo)師，承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生、指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)等任務(wù)。

2　教學(xué)改革的部分效果

2.1學(xué)生能力培養(yǎng)變化

改革后短期評(píng)價(jià)顯示，參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的學(xué)生在學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論課內(nèi)容時(shí)，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)目標(biāo)較以往明確，在理論課時(shí)削減20%（由4096學(xué)時(shí)減少至3200學(xué)時(shí)）的情況下，學(xué)生考試成績(jī)有5%左右（主干課筆試的平均分?jǐn)?shù)）的提高，可見(jiàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)短期效果明顯。

中期評(píng)價(jià)顯示，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研，學(xué)生接受任務(wù)后到開(kāi)始實(shí)質(zhì)性操作的時(shí)間由以前的6～8周，縮短至5～6周，可見(jiàn)課程改革對(duì)于學(xué)生自學(xué)能力和知識(shí)獲取能力的提高有顯著效果。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的獨(dú)立性較改革前明顯提高，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新能力有顯著效果。

長(zhǎng)期評(píng)價(jià)在學(xué)生畢業(yè)后會(huì)繼續(xù)進(jìn)行跟蹤調(diào)研。

2.2就業(yè)情況

我校自2008年起開(kāi)始有畢業(yè)生，畢業(yè)的主要去向?yàn)椋横t(yī)療設(shè)備企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)單位和升學(xué)繼續(xù)深造?，F(xiàn)在按照這3大類(lèi)對(duì)畢業(yè)生就業(yè)情況進(jìn)行分析。2011年之前完全按傳統(tǒng)方式培養(yǎng)學(xué)生，累計(jì)培養(yǎng)畢業(yè)生147人，就業(yè)率98.6%；2012年畢業(yè)學(xué)生27人，就業(yè)率100%；2013年培養(yǎng)畢業(yè)生31人，截至6月初的就業(yè)率為90.3%?？梢?jiàn)總體就業(yè)率一直維持在較高水平，這與生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)人才短缺的實(shí)際情況密切相關(guān)?？梢?jiàn)進(jìn)行教學(xué)改革初步試點(diǎn)后，去醫(yī)療設(shè)備企業(yè)的學(xué)生比例略有提高，并且就業(yè)單位質(zhì)量明顯提升。

2.3教學(xué)手段創(chuàng)新

項(xiàng)目設(shè)計(jì)（Project Based Learning，PBL）是一種以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)方法，主張主動(dòng)式學(xué)習(xí)，皆在培養(yǎng)學(xué)生探索、合作、溝通的能力以及團(tuán)隊(duì)精神。我系本次教學(xué)改革主要是在常規(guī)教學(xué)手段中加入以“項(xiàng)目”為支撐的PBL模式，即項(xiàng)目實(shí)踐課程，旨在提高生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)生解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)在第4年開(kāi)展，共60學(xué)時(shí)。這個(gè)時(shí)期的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了或正在學(xué)習(xí)相關(guān)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在解決項(xiàng)目問(wèn)題上有一定的理論基礎(chǔ)。在項(xiàng)目選題方面，要求教師從科研或者實(shí)際應(yīng)用中選擇難度適中、并且可以與學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)或正在學(xué)習(xí)的知識(shí)有銜接的題目；課程實(shí)施過(guò)程以學(xué)生自主討論為主，教師指導(dǎo)為輔，學(xué)生按課時(shí)定期與指導(dǎo)教師開(kāi)會(huì)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行溝通；課程的考核分為4個(gè)方面：開(kāi)題審查、中期檢查、最終答辯、綜合性評(píng)價(jià)（實(shí)驗(yàn)記錄、報(bào)告、海報(bào)）。

為了更好地實(shí)施項(xiàng)目實(shí)踐課程，自2009年起我系每年派出1～2名師生到有著豐富PBL經(jīng)驗(yàn)的丹麥奧爾堡大學(xué)親自體驗(yàn)課程實(shí)施過(guò)程，將其優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為適合我國(guó)高等教育體系特色的教學(xué)方法。相信隨著課程實(shí)施時(shí)間的增長(zhǎng)、經(jīng)驗(yàn)的增加，我系的教學(xué)水平一定會(huì)有非常好的提升[4-5]。

3　總結(jié)與展望

我系通過(guò)開(kāi)展“本科工程人才培養(yǎng)模式”改革，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和解決臨床工作問(wèn)題能力的訓(xùn)練，創(chuàng)新與醫(yī)院、企業(yè)的合作培養(yǎng)實(shí)用型人才機(jī)制，培養(yǎng)全面發(fā)展的工程師，以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需求。針對(duì)人才培養(yǎng)方向和相關(guān)行業(yè)對(duì)于專(zhuān)業(yè)工程人員執(zhí)業(yè)資格要求，遵循工程人才培養(yǎng)規(guī)律和醫(yī)學(xué)特點(diǎn)[6]，設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)內(nèi)其他院校（尤其是醫(yī)科院校）生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)起到示范作用。改革后創(chuàng)新的聯(lián)合人才培養(yǎng)模式可以為大企業(yè)人才培養(yǎng)和引進(jìn)開(kāi)創(chuàng)新思路；實(shí)用型工程師培養(yǎng)也可以為促進(jìn)學(xué)生就業(yè)提供優(yōu)勢(shì)條件，同時(shí)為醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)提供儲(chǔ)備人才。

以“卓越工程師”為目標(biāo)的生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革通過(guò)前期經(jīng)驗(yàn)積累和1年多的實(shí)踐探索，改革后在總體授課時(shí)間縮減20%的情況下，學(xué)生的綜合素質(zhì)和就業(yè)質(zhì)量得到了明顯提高，就業(yè)專(zhuān)業(yè)符合度也得到了進(jìn)一步提升。

未來(lái)醫(yī)學(xué)模式將由“以治病為主”向“預(yù)防為主”轉(zhuǎn)變，由“生物醫(yī)學(xué)”模式向“生物-心理-社會(huì)-工程”模式轉(zhuǎn)變。醫(yī)學(xué)重心的轉(zhuǎn)變使得治病觀念前移至預(yù)防和保健；研究重心也前移至生命早期乃至出生前；研究層次也由下游研究前移至中上游研究。未來(lái)5～10年要在重大疾病早期預(yù)警、治療新方法、新藥及個(gè)性化醫(yī)療方面取得進(jìn)展，就必須有強(qiáng)有力的工程學(xué)科作為基礎(chǔ)。因此迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，不斷引入新知識(shí)、新技術(shù)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生了解當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程的未解問(wèn)題和研究熱點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[7]。

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[中圖分類(lèi)號(hào)]G642.0

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.02.042

[文章編號(hào)]1674-1633(2014)02-0127-03

收稿日期：2013-07-03修回日期：2013-08-22

基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳普通高等學(xué)校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（GZ201236）。

通訊作者：沙憲政，教授，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院副院長(zhǎng)，生物醫(yī)學(xué)工程系主任。 郵箱：xzsha@mail.cmu.edu.cn

CurriculumReformof Biomedical Engineering Aimed for “Excellent Engineers”

CHANG Shi-jiea, SU Juana, LI Shuob, BAI Shu-lingc, YIN Yonga, SHA Xian-zhenga
a. Department of Biomedical Engineering; b.Teaching and Research Office of Biochemistry; c. Teaching and Research Office of Tissue Engineering, College of BasicMedical Science, China Medical University, Shenyang Liaoning 110001, China

[摘要]本文總結(jié)了中國(guó)醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)方式，闡述了中國(guó)醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)在培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)要求、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、培養(yǎng)機(jī)制等方面的改革，并分析了相關(guān)改革效果，指出以“卓越工程師”為目標(biāo)的課程體系改革能夠提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和就業(yè)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]卓越工程師；課程體系改革；生物醫(yī)學(xué)工程；就業(yè)質(zhì)量

Abstract：This paper summarizes the teaching approaches of biomedical engineering in China medical university, and introduces the content of curriculumreformof biomedical engineering in the aspects of training objectives and training requirements, curriculumsystem, content of courses, teaching methods, practical teaching, construction of teaching teamand training mechanism. The effect of curriculumreformis also discussed in this paper. This paper points out that the curriculumreformaimed for “excellent engineers” can improve the comprehensive quality and employment quality of students.

Key words：excellent engineers; curriculumreform; biomedical engineering; employment quality