楊羽　楊嬌　李景梅　李玉瑤　韓德明

摘? 要? 新工科背景下，發(fā)展理工科專業(yè)的生物醫(yī)學工程專業(yè)，需以“四新”為導向，積極探索將新工科與新醫(yī)科交織融通。根據(jù)新工科要求，以長春理工大學為例，根據(jù)學科特色與學生的培養(yǎng)目標，詳盡介紹課程體系的具體建設流程，希望進一步引領新生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的建立。

關鍵詞? 新工科；生物醫(yī)學工程；課程體系

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）08-0061-03

0? 引言

生物醫(yī)學工程最早興起于20世紀中葉的美國，作為跨學科專業(yè)，是一門融合工程學、醫(yī)學及生命科學的獨立學科。其基本任務是將工程學和生命科學進行有機結合，利用人工材料、儀器、系統(tǒng)以及信息學方法來檢測人體健康狀況或者輔助人體功能，為人類診斷、監(jiān)測、控制、預防以及治療疾病，是生命科學的重要支柱。本學科所涉及的研究工作范圍包括多個領域，例如：人體的生理信號提取、計算機技術、圖像處理、信號處理、通信技術、生物材料、生物力學、人造器官、診斷和治療方面的技術。生物醫(yī)學工程是一項富有發(fā)展前景的新興學科，將推動整個工程學科以及醫(yī)學行業(yè)的發(fā)展，減少對外依賴，是國家大力發(fā)展的行業(yè)之一[1-2]。

長春理工大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)從1995年開始建立，依托大光電背景，2005年被評為一級學科碩士學位授予點，并于2021年被評為生物醫(yī)學工程國家級一流本科專業(yè)建設點。專業(yè)開展了關于生物、醫(yī)學、光學、機電、計算機、材料科學等方面的交叉學科研究，形成幾個研究方向：生物醫(yī)學光電儀器方向、生物醫(yī)學信號檢測方向、圖像處理方向、生物醫(yī)學光子學方向、生物材料加工與生物檢測方向。其中，光電生物醫(yī)學儀器專業(yè)具有鮮明的學校特色，在專業(yè)行業(yè)中有著引領和示范的作用。學科不僅擁有優(yōu)秀的教學團隊，并且有著省級科研創(chuàng)新團隊和省級科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊的群體。以服務國家和地方醫(yī)療器械為辦學宗旨，培養(yǎng)具有較強的專業(yè)實踐能力，能在光電醫(yī)療儀器公司、醫(yī)療機構、電子電信等相關領域從事產(chǎn)品設計、技術開發(fā)、管理、技術服務以及高校教育教學等相關工作。

1? 新工科的背景及要求

當前，全球范圍內新一輪技術革命與行業(yè)改革正加速展開，我國制定了一系列的重要戰(zhàn)略，包括國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略、“中國制造2025”——我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領、“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出以及實施、“一帶一路”在世界范圍內不斷擴大等。國家新型經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，以新科技、新產(chǎn)業(yè)為特征，需要生物醫(yī)學工程專業(yè)教育符合信息時代發(fā)展趨勢，也需要學生具備更高的想象力和專業(yè)交叉融合能力。

2019年2月，中共中央、國務院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》提出要實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，重點部署了面向教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務。教育部建議大力發(fā)展“四新”政策，其中“四新”包括“新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科和新文科”。

2021年吉林省高校教學科研工作會議提出，以“兩雙”“四新”為工作重點，深化落實國家和省級新工科理論研究與實踐工程，推動“四新”工程建設，實現(xiàn)“六卓越一拔尖”目標2.0。

在此背景下，生物醫(yī)學工程專業(yè)需以“四新”為引領，將生物醫(yī)學工程專業(yè)進行教學改革，主動適應新工科、新醫(yī)科發(fā)展，突出工科專業(yè)特色，瞄準精準醫(yī)學、智能醫(yī)學工程技術，開展生物醫(yī)學工程專業(yè)課程“新體系”研究。圍繞吉林省高等教育的“兩雙”“四新”工作重點，開展生物醫(yī)學專業(yè)課程體系建設研究，探索生物醫(yī)學工程教學實踐的新理念、新方法，實現(xiàn)新工科和新醫(yī)學的交融、互動發(fā)展的生物醫(yī)學工程專業(yè)課程“新體系”[3]。

2? 生物醫(yī)學工程專業(yè)培養(yǎng)目標

生物醫(yī)學工程專業(yè)主要是培養(yǎng)畢業(yè)生在掌握好基本理論的基礎上具備知識與技術能力，在實際工作中加以運用，以適應社會的快速發(fā)展，可以擔任生物醫(yī)學工程專業(yè)和相應行業(yè)的教學任務、專業(yè)科研和管理方面等工作的應用型的復合人才。具體要求有以下幾條。

1）掌握馬克思主義基本理論，立學先立本，貫徹黨的基本路線，懷著對中華民族的熱愛，遵紀守規(guī)，有較高的思想道德素質，能夠正確地為社會主義現(xiàn)代化建設工作。

2）掌握本學科基礎理論知識、基本技能和研究方法，以及生物、醫(yī)學與光、機、電、算等相關交叉學科知識及技術，深入了解生物醫(yī)學工程領域發(fā)展趨勢和最前沿發(fā)展動態(tài)，具備良好的獨立從事生物醫(yī)學工程及其相關學科科學問題研究能力，能夠發(fā)現(xiàn)和提出問題，做到在分析問題、查閱相關資料的基礎上解決問題。

3）熟練掌握常見的計算機應用軟件的操作，具備中外文數(shù)據(jù)庫檢索及常見搜索工具的使用能力，具有豐富的知識獲取與鑒別及歸納總結能力。

4）具有一定的英語水平，在閱讀外文專業(yè)書刊以及外文文獻時可以了解其大致內容，具有一定的筆譯能力，具有良好的聽、說能力，能夠較好地參與、完成英語學術交流、討論及會議報告，具有較熟練的外文科技論文寫作能力。

5）在生物醫(yī)學工程的某個方向或者研究領域培養(yǎng)出一定的探索興趣，了解本領域或方向的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，為進一步深造奠定基礎。

6）可以勝任科研單位、高等學校、有一定學科關系的企事業(yè)單位和國家或者地區(qū)有關政府部門的科研、教育、管理和檢測及技術改造等工作。

3? 生物醫(yī)學工程人才課程體系建設

伴隨新型的科技變革與行業(yè)巨變的到來，以新型人工智能、大數(shù)據(jù)的興起為代表的新工科與新醫(yī)科交互發(fā)展，現(xiàn)有生物醫(yī)學工程教育體系已經(jīng)不能完全適應新工科與新醫(yī)科的發(fā)展，應對現(xiàn)有教育體系進行完善，緊跟時代的變化。

長春理工大學作為一個擁有20多年生物醫(yī)學工程專業(yè)教學經(jīng)驗的院校，基本形成多學科教學、學科交叉的知識體系。學校注重培養(yǎng)復合創(chuàng)新型生物醫(yī)學工程人才，注重學生的實踐能力培養(yǎng)，緊跟國家政策，要求學生能夠適應國家和社會發(fā)展，具有整合能力、全球視野、領導能力、實踐力，成為應用型人才。本文旨在在教育部全面開展“四新”建設的教學改革背景下，從生物醫(yī)學教育的實際出發(fā)，對專業(yè)培養(yǎng)體系加以思考和設置，制定相關的教學實踐性措施，注重培養(yǎng)畢業(yè)生適應變化技能和工程技術實踐能力，提高學生的專業(yè)素質。

3.1? 深化多學科交叉融合發(fā)展的生物醫(yī)學工程教育

生物醫(yī)學工程專業(yè)作為多學科交叉融合、交互發(fā)展的典型領域，需要應對以人工智能、大數(shù)據(jù)分析為代表的新一輪技術變革與行業(yè)轉型，開展新工科與新醫(yī)科交織交融、交互發(fā)展的生物醫(yī)學工程專業(yè)教學研究。瞄準精準醫(yī)學、轉化醫(yī)學、智能醫(yī)學發(fā)展的新需求、新特點，積極構建各專業(yè)交替融合蓬勃發(fā)展的教育“新理念”。實現(xiàn)新興工程學科與新醫(yī)學的交錯融通、互動發(fā)展。

要對教學進行深化，注重醫(yī)學與工科相結合，在課程設置中加大臨床案例的教學，將知識進行整合交叉，將基礎課和專業(yè)課進行關聯(lián)，應當今時代要求，醫(yī)學人工智能、大數(shù)據(jù)等課程也應列入學生培養(yǎng)方案當中。對教材進行改革也是勢在必行，棄用單一的學科教材。生物醫(yī)學工程作為一個交叉學科，單一的理論知識學習使學生的知識體系不連貫，無法應用于實踐，可以結合教材、論文以及實驗來完善課程的交叉性[4-5]。

3.2? 建設交互發(fā)展的生物醫(yī)學工程專業(yè)課程體系

實現(xiàn)課程交互發(fā)展的核心在于：課程體系的科學設計、跨學科課程資源的整合。圍繞工程教學的新思路和培養(yǎng)的新方法，改革課程體系。以新科技、新產(chǎn)業(yè)、新領域、新方法為特征的“新工科和新醫(yī)學的融合、交互發(fā)展”的新理念，探索生物醫(yī)學工程課程體系和教學模式。從跨學科課程資源的融合、專業(yè)課程模塊化教學、形成學科優(yōu)勢課程的三個角度，逐步改革課程、教學方法與教學方式，構建新的生物醫(yī)學工程教育課程體系。

隨著科技發(fā)展，對于一些因過于復雜或經(jīng)費問題無法開設的課程，可以利用VR開展虛擬課堂。針對本學科，可以利用3D平臺進行醫(yī)療器械的組建，使學生在直觀了解醫(yī)學儀器構造的同時，掌握機械結構設計的基本方法，了解設備結構設計的主要技術，了解產(chǎn)品設計過程中容易產(chǎn)生的問題和解決的途徑，進而掌握儀器的設計原理，提升醫(yī)學儀器機械結構設計能力。

3.3? 構建校企醫(yī)合作共享的工程實踐教學體系

生物醫(yī)學工程專業(yè)醫(yī)院與醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)和醫(yī)院之間有著必然的聯(lián)系，按照生物醫(yī)學工程的專業(yè)特色與辦學定位，選擇與學科建設密切配套的企業(yè)與醫(yī)院，共同建立一個良好的工程實踐平臺，為學生培養(yǎng)良好的工程實踐技能。校企醫(yī)以科研合作為紐帶，形成優(yōu)勢互補、技術相通、相互協(xié)調的平衡關系，共同構建生物醫(yī)學工程專業(yè)實踐教學體系[6]。

按照生物醫(yī)學工程的專業(yè)性質和辦學定位，選擇適合專業(yè)發(fā)展的教學單位和醫(yī)院，共同建造一個生物醫(yī)學工程專業(yè)的教育基地，通過打造優(yōu)質教學平臺，對實踐教學方法進行創(chuàng)新改革，提高教學質量，形成完善的教學體系等策略措施，能夠進一步提升我國專業(yè)醫(yī)療方面人才的培養(yǎng)質量，摒棄單一的教學方式和環(huán)境，為學生的工程領域實際能力的養(yǎng)成創(chuàng)造機會和條件[7]。

3.4? 建立開放的創(chuàng)新實訓平臺，加強素質提升

新工科背景下，更需要大學生或研究生具備相應的動手技能，具備能夠實際解決問題的能力。打造一個開放的實驗環(huán)境能夠激發(fā)學生的創(chuàng)造力以及對專業(yè)的興趣，使學生跳出規(guī)定的實驗課課程，發(fā)揮主觀能動性，并且可以整合實驗室資源，逐步建設一個開放的創(chuàng)新實訓平臺，致力于打造具有獨立思考、獨立解決問題能力的生物醫(yī)學工程專業(yè)的

優(yōu)秀人才[8]。

學校每年都會在學生大一的時候舉行實驗之星比賽，找專業(yè)教師對學生進行指導，讓學生先接觸簡單的實驗，也讓學生了解實驗室的設備。并且每年都會舉辦生命之光實驗，激發(fā)學生的科研熱情，讓學生自主選擇課題，找相應的指導教師，歷經(jīng)一年通過一系列實驗去驗證課題的結果或者是制作一個小型的器械。每年的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”以及生命科學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等都為學生的實踐提供展示的機會，也能利用這些大賽去激起學生的科研熱情[9-10]。

4? 結束語

新工科背景下，我國對工科的教育和發(fā)展有了較高要求，生物醫(yī)學工程作為一個醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，必須落腳于服務國家戰(zhàn)略、緊跟時代發(fā)展，所以我們的教學必須適應新工科、新醫(yī)科發(fā)展。

長春理工大學作為一個以光電為背景的理工類大學，一直以來堅持自己的特色辦學，對學生有著明確的培養(yǎng)目標，要求利用扎實的基礎服務實踐，開展了一系列的比賽，鍛煉了學生的能力。在這個時代風口，要抓住機遇，響應國家需求，加深學科交叉性，利用先進的教學手段去提高學生的能力，使學生更能適應這個飛速發(fā)展的社會，取得更多的科研成果。

5? 參考文獻

[1] 郭圣文，吳效明.理工類院校生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].中國醫(yī)學物理學雜志，2013，

30（2）：4084-4088.

[2] 彭誠，陳放怡.生物醫(yī)學工程專業(yè)融合式課程體系建設探索[J].電氣電子教學學報，2022，44（2）：41-45.

[3] 畢曉艷，羅曉飛，肖嘉瑩.新工科背景下生物醫(yī)學工程專業(yè)課程教學改革與實踐[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2022，5（5）：50-52.

[4] 劉潔，聶立波.新工科背景下生物醫(yī)學工程碩士研究生教育的現(xiàn)狀及改革[J].科技風，2022（7）：46-48.

[5] 齊煒.新時代學科交叉背景下的生物醫(yī)學工程專業(yè)培養(yǎng)體系建設[J].教育教學論壇，2020（20）：239-240.

[6] 陳洪波.依托校企醫(yī)合作的生物醫(yī)學工程專業(yè)學生工程實踐能力培養(yǎng)體系的構建[J].實驗技術與管理，2014，

31（12）：6-8.

[7] 劉杰，張超，羅潔.新工科背景下生物醫(yī)學工程“多學科融合”人才培養(yǎng)體系的建設[J].高教學刊，2021，

7（34）：141-144.

[8] 季振宇，周怡敏，楊濱，等.新工科和新醫(yī)科背景下生物醫(yī)學專業(yè)課程教學設計與實踐[J].醫(yī)學教育研究與實踐，2020，28（3）：374-376.

[9] 陳明壯，查靜茹，汪卓赟，等.新工科背景下的生物醫(yī)學工程實踐教學研究[J].中國醫(yī)學工程，2020，28（7）：

1-4.

[10] 紀穎.應用型本科高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系建設研究[D].沈陽：沈陽師范大學，2022.

*項目來源：吉林省教育科學規(guī)劃課題“新工科背景下生物醫(yī)學工程專業(yè)課程體系改革研究”（課題編號：ZD21023）。

作者簡介：楊羽、李玉瑤、韓德明，副教授；楊嬌，長春理工大學碩士研究生；李景梅，教授。