陳杭 周泓 沈義民 陳祥獻(xiàn) 黃正行 陳沙利

[摘 要] 該文通過論證旨在說明，深化高等學(xué)校創(chuàng)新教育改革，是提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、推動(dòng)國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的必要任務(wù)。針對(duì)目前生物醫(yī)學(xué)工程本科生難以從現(xiàn)實(shí)的社會(huì)需求中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、創(chuàng)新性地解決問題的現(xiàn)狀，基于開放的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)——?jiǎng)?chuàng)客空間，提出了將創(chuàng)新課程和創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新教育模式，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性與創(chuàng)造性，鍛煉和加強(qiáng)學(xué)生的研究能力與創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新教育模式的進(jìn)一步完善打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞] 生物醫(yī)學(xué)工程;創(chuàng)新教育模式;創(chuàng)新實(shí)踐

[基金項(xiàng)目] 浙江大學(xué)“十三五”第一批教學(xué)改革研究項(xiàng)目（本科教學(xué)）（Zdjg08037）;2018年度浙江大學(xué)通識(shí)教育改革項(xiàng)目（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類）

[作者簡(jiǎn)介] 陳 杭，浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院教師。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）23-0251-02? ? [收稿日期] 2019-11-13

一、引言

國(guó)務(wù)院《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）指出，深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級(jí)的迫切需要。《意見》明確，要健全創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系，推動(dòng)我國(guó)新工科創(chuàng)新教育改革，需要根據(jù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)要求調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置，開發(fā)開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育必修課選修課。教育部部長(zhǎng)陳寶生強(qiáng)調(diào)：創(chuàng)新發(fā)展要更緊迫一些。要不斷推動(dòng)高等教育的思想創(chuàng)新、理念創(chuàng)新、方法技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。由此可以看出，加強(qiáng)創(chuàng)新通識(shí)教育，提升工科學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力，是當(dāng)下迫在眉睫的教育改革任務(wù)。

創(chuàng)新教育的目的是讓學(xué)生了解創(chuàng)新的概念和實(shí)現(xiàn)的流程，然后在實(shí)踐中體會(huì)和踐行“創(chuàng)新”的理念。如今的本科教育體系中，科研實(shí)踐部分主要包括SRTP（Student Research Training Program——本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃）和畢業(yè)設(shè)計(jì)，一般都是結(jié)合導(dǎo)師的科研項(xiàng)目制定主題，很少是由學(xué)生真正從產(chǎn)業(yè)和用戶角度出發(fā)，尋找現(xiàn)實(shí)需求的。需求的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)簡(jiǎn)單而又深刻的過程，要用“全新的視角”，才有可能發(fā)現(xiàn)有待解決的問題，這是創(chuàng)新的關(guān)鍵。發(fā)現(xiàn)問題后，提出解決方案，利用創(chuàng)新的構(gòu)思技巧、原型設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，才能最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)儀器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。所以在科研實(shí)踐里真正融入“創(chuàng)新”的思路和方法，是創(chuàng)新教育必需的環(huán)節(jié)。

二、創(chuàng)新教育模式

創(chuàng)新教育模式包括創(chuàng)新通識(shí)課程和創(chuàng)新實(shí)踐兩個(gè)部分。

1.創(chuàng)新課程：課程“醫(yī)學(xué)儀器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐”是浙江大學(xué)2018年通識(shí)教育改革項(xiàng)目，共1.5個(gè)學(xué)分。課程邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域?qū)＜?，展開八次講座，分別講授八個(gè)不同的主題，涵蓋需求發(fā)現(xiàn)分析、科研問題解決方案、產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)、倫理規(guī)范、專利申請(qǐng)、科技論文撰寫、產(chǎn)品檢驗(yàn)、商業(yè)模式等各個(gè)方面，從不同層次全鏈?zhǔn)降嘏囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。該課程已在2019夏學(xué)期面向全校學(xué)生開設(shè)，受益學(xué)生130人，包括了全校18個(gè)專業(yè)，不僅給學(xué)生帶來了完全不一樣的課堂體驗(yàn)，更是浙江大學(xué)對(duì)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的呼應(yīng)。

2.創(chuàng)新實(shí)踐：在通識(shí)課程基礎(chǔ)上，結(jié)合SRTP和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，在需求發(fā)現(xiàn)分析、科研問題解決方案、產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)里，都體現(xiàn)創(chuàng)新的理念和方法，具體包括以下內(nèi)容：（1）需求發(fā)現(xiàn)與分析：改變?cè)袑?dǎo)師來設(shè)定主題的現(xiàn)狀，讓學(xué)生直接和臨床需求相對(duì)接，洞察醫(yī)療過程中存在的問題，篩選需求;（2）方案框架設(shè)計(jì)：概念設(shè)計(jì)及篩選，是個(gè)反復(fù)迭代的過程?；谡_的概念，設(shè)計(jì)整體框架，這個(gè)過程不是憑空想象或者只有理論推導(dǎo)的，而是要基于行業(yè)的背景和多方面知識(shí)，進(jìn)行多角度分析并不斷完善的;（3）產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)：按照框架，設(shè)計(jì)原型機(jī)，設(shè)計(jì)方案要符合CFDA對(duì)醫(yī)療儀器規(guī)定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，以及臨床驗(yàn)證的需求。

在通過對(duì)創(chuàng)新課程的學(xué)習(xí)、明確以上各個(gè)環(huán)節(jié)的要求后，學(xué)生可以利用SRTP和畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，與臨床需求對(duì)接進(jìn)行選題，完成進(jìn)一步的實(shí)踐。同時(shí)學(xué)院和醫(yī)療儀器行業(yè)的專家也保持緊密的合作關(guān)系，可以組成導(dǎo)師組對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)。

三、基礎(chǔ)或支撐條件

浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院為真正實(shí)現(xiàn)“以人為本、整合培養(yǎng)、求是創(chuàng)新、追求卓越”的教學(xué)理念和培養(yǎng)目標(biāo)，即建立以學(xué)生為主體，集實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外訓(xùn)練和創(chuàng)新活動(dòng)為一體的新型實(shí)踐教學(xué)模式，已經(jīng)搭建了開放的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)——?jiǎng)?chuàng)客空間。筆者所在學(xué)院從2000年起就規(guī)范有序地做好實(shí)驗(yàn)室的開放工作，主要考慮在最大開放時(shí)間的情況下，怎樣降低管理人員的工作量、提高各方面的安全和開放的效果。經(jīng)過不斷的努力，最終建設(shè)完成了一個(gè)以自由寬松的開放模式構(gòu)建的綠色、自然、親和的創(chuàng)新教育平臺(tái)。

創(chuàng)客空間在時(shí)間、空間和設(shè)施上完全開放，通過引入“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維，將空間的門禁、監(jiān)控、燈光、感應(yīng)、溫度、濕度系統(tǒng)等聯(lián)入物聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)或智能終端就可以通過互聯(lián)網(wǎng)觀察和控制實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)施?？臻g旨在營(yíng)造“談笑有鴻儒、輕松出創(chuàng)意”的氛圍，學(xué)生在實(shí)踐過程中碰到的任何問題，現(xiàn)場(chǎng)都有管理教師答疑解惑。專業(yè)教師和學(xué)生之間的“傳、幫、帶”指導(dǎo)模式，和不定期舉辦的學(xué)術(shù)講座，更能引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。開放、智能的平臺(tái)為創(chuàng)新實(shí)踐提供了保障，讓更多的同學(xué)能得到科研能力的鍛煉。

四、初步成果

“醫(yī)學(xué)儀器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程通過大作業(yè)的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，要求學(xué)生尋找一個(gè)醫(yī)學(xué)或大健康方面的真實(shí)需求，利用用戶畫像和故事板對(duì)需求進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)完善產(chǎn)品方案，并把過程記錄下來，最后形成一份嚴(yán)格按照科技論文寫作規(guī)范而成的報(bào)告。學(xué)生帶著作業(yè)和自己的思考，從課堂出發(fā)，來到醫(yī)院，重新進(jìn)入生活，發(fā)現(xiàn)痛點(diǎn)，解決痛點(diǎn)，最終完成了核磁共振兼容新生兒生命體征檢測(cè)儀、多功能胃鏡機(jī)器人系統(tǒng)、基于腦電生物反饋的智能睡眠眼罩、基于便攜式醫(yī)療概念的新型多功能消炎耳釘?shù)榷囗?xiàng)閃爍著創(chuàng)造思維光輝的作品。

此外，近幾年學(xué)院的短學(xué)期課程項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽、國(guó)際辦學(xué)、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等學(xué)生團(tuán)體在創(chuàng)客空間的環(huán)境中愉快地工作學(xué)習(xí)，形成了思維碰撞、互幫互助的良性氛圍。創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)確確實(shí)實(shí)地為廣大學(xué)生提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，研究能力、創(chuàng)新能力等多方面能力得到了鍛煉和加強(qiáng)，開闊了視野，完善了知識(shí)結(jié)構(gòu)，也磨煉了意志力。學(xué)院學(xué)生廣泛受益，國(guó)內(nèi)外競(jìng)賽成績(jī)驕人，如中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、ADI中國(guó)大學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽、NI LabVIEW全球?qū)W生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)虛擬儀器設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)生物醫(yī)學(xué)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等均取得了優(yōu)異的成績(jī)。

五、結(jié)論

醫(yī)療儀器的創(chuàng)新必須做到：緊密結(jié)合醫(yī)療儀器的臨床需求、嚴(yán)格按照醫(yī)療儀器的設(shè)計(jì)規(guī)范、符合食品藥品監(jiān)督管理局的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及臨床驗(yàn)證要求，每個(gè)環(huán)節(jié)都不可缺失。所以生物醫(yī)學(xué)工程教育涉及的知識(shí)面廣，知識(shí)體系交叉，需要培養(yǎng)學(xué)生很強(qiáng)的綜合分析能力和實(shí)踐能力，這種創(chuàng)新教育模式需要進(jìn)一步的探索。

參考文獻(xiàn)

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Exploration on the Innovative Education Model of Biomedical Engineering

CHEN Hang，ZHOU Hong，SHEN Yi-min，CHEN Xiang-xian，HUANG Zheng-xing，CHEN Sha-li

（School of Biomedical Engineering and Instrument Science，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310027，China）

Abstract：Deepening the reform of innovation education in colleges and universities is a necessary task to enhance students' sense of innovation and promote national innovation and development.Because undergraduates in biomedical engineering find it difficult to find problems in a timely manner and solve problems in an innovative way according to real social needs，this study is based on the open practice innovation platform -Maker Space and proposes an innovative education model combining innovation curriculum and innovation practice.It guides and stimulates students' enthusiasm，initiative，and creativity，exercises and strengthens students' research ability and innovation ability，and lays a foundation for further improvement of the innovative education model.

Key words：Biomedical Engineering，innovative education model，innovative practice