生物医学工程实践教学改革

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摘要：

本文基于生物医学工程卓越工程师培养的特点，介绍了我校构建立体化、多层次实践教学平台，加强实践内容整合及“双师型”教师队伍建设，推进实践教学方法和考核方式等方面的改革探讨和实践。

关键词：

生物医学工程；卓越工程师；实践教学

一、引言

“卓越工程师培养计划”是高校工程教育改革的一项重大举措，其目的重在培养一批创新能力强、适应经济、社会发展需要的工程技术人才，为我国建设创新型国家和人力资源强国、提升国家核心竞争力提供坚实的人才支撑和智力保证。多年来南方医科大学生物医学工程学院以《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》（教高〔2011〕1号）为指导，通过改革建设符合卓越工程师培养计划要求的生物医学工程专业培养模式和体系，突出我校理医工结合的鲜明专业特色，进一步探索在医科院校开办工科专业的规律与特点。坚持以培养学生实践能力、创新能力为核心，通过建设生物医学工程广东省级示范教学实验中心、大力开展综合设计性实验等途径，我校生物医学工程实践教育改革取得了一定的成效。在多年的教学改革实践中，探索以培养创新能力为核心的立体式、多层次实验教学平台，深化教学体系改革，逐步研究和探索出了一些行之有效的新理念和模式，使学生在综合素质增强的同时，工程理念和素养得到全面提高，为保证卓越工程师培养计划的贯彻落实奠定基础[1-3]。

二、传统实践教学中存在的主要问题

1.实践教学内容和方法。

传统实践教学内容的设置存在与人才培养目标结合不够，验证性实验内容比重偏大，缺乏系统性工程实践训练内容，导致学生不能利用所学理论知识解决工程实际问题。在实验教学中，教师普遍采用灌输式教学方法，即实验前实验讲义，讲义包括实验内容、操作方法与步骤、每一步预期结果、实验报告格式等，学生机械性按照讲义完成操作，缺乏主动思考，扼制了学生的创造能力。

2.实践条件建设方式。

实验室、实践基地包括学生实践的场地、设备和工程环境，对学生的实践教学质量起着举足轻重的作用。目前，我国高校教学实验室一般是根据理论课程的教学内容而设置的，其功能是辅助理论教学，其特点是课程专用、功能单一、实验室规模小、利用率低，不利于学生实验技能、综合能力、创新能力以及工程素养培养；实践教学基地一般是建在与学校有业务往来校外企业，但是大多数企业在安排学生实习实践方面积极性并不高，多流于形式，甚至有企业将来实习基地实习的学生作为廉价劳动力使用，并未达到系统工程训练的目标。

3.师资队伍知识结构。

目前高等院校特别是研究教学型高校的教师大多具备良好教育背景、名牌大学毕业并具备博士学位，具有良好的科学研究经历，参与过高水平科研项目并发表过高水平科研论文，但大多数缺乏工程实践经历，因此高校教师中具有企业经历的“双师型”的教师数量不足，知识结构不合理。实验教师缺乏工程实践环节的专门训练，因此难以胜任相关的实践指导工作。

三、基于卓越工程师培养计划的实践改革措施

1.加强实验室和实习基地建设。

根据“卓越计划”培养目标，进一步加强实验室和实习基地建设。扩大实验室开放力度，加大专业实验室投入，提高实验室综合利用率；引进企业的资源和设备，与企业合作共建实验室；利用省级实验教学示范中心平台，为卓越工程师的培养搭建具有工程环境的实践教学平台。具体措施包括以下几个方面：（1）教学实验室建设。①近年来生物医学工程学院在省级实验教学示范中心建设项目经费的支持下，大大改善了实验教学条件，并取得了丰硕的建设成果。为此我院将在此基础上进一步加强实验中心建设，充分发挥其示范带动作用，推进广东省高校生物医学工程专业实验教学迈上新台阶。②充分利用社会资源进一步加强实验室建设。我院先后和北京微信斯达科技发展有限公司联合建立了“医学信息检测联合实验室”，和无锡祥生医学影像有限公司建立了“医学影像联合实验室”，这些公司无偿提供实验设备，这些实验室投入使用，大大增强了我院实验室实力。为此我院将充分调动全院教师的积极性，充分利用我们学校和学院的社会影响力，争取更多的社会力量投入到教学实验室的建设中。③通过自主研制实验设备以及联合研制实验设备，大大降低实验设备成本，提高了实验室设备数量并且锻炼了教师队伍。④通过整合学院内部教学资源，组建综合实验室及大学生创新实验室，这些实验室不仅能进行认识、验证型和综合型实验，而且能完成设计型和创新型实验，实现实验设备资源的交叉综合利用，充分提高实验室装备的使用效率。（2）教学科研共用实验室建设：我院科研力量雄厚，科研实验条件优越，建有数字化诊断治疗设备教育部工程研究中心、医学图像广东省重点实验室、广州市大型医疗设备质量检测工程中心。面向卓越工程师培养的创新实验基地建设，需要大量的科研项目来支撑，因此在这些重点实验室和工程中心的建设中既兼顾科研的需求，又充分考虑实验教学的需要，建成科研和学生实验教学共用模式。达到科研促进实验教学的目的，并且把这种模式拓展到校外实践基地的建设中。（3）实习基地建设。筛选具备带教师资力量和实习条件、管理规范，并在医疗器械行业内具有一定影响力的公司确定为卓越工程师培养基地，我院先后和飞利浦（PHILIPS）、西门子（SIEMENS）、杉山医疗器械有限公司、深圳新开元信息技术有限公司、雅培中国诊断部签订了卓越工程师联合培养协议，确定为我院的校外实习基地。充分利用附属医院和教学医院的资源，建立稳定的校内外实习基地；为学生的课程实践、实习、课程设计、学科竞赛、科研实践等创造良好的工程实践环境，培养学生的工程素质和实践能力[4]。

2.加强实践教学内容整合。

（1）教学内容改革。整合传统实验内容，将单一性、验证性实验整合为综合性、设计型实验，结合企业项目补充工程训练内容，强化课程设计，将各种国家级、省级设计大赛内容纳入综合分析能力培养的实验项目。在毕业设计前必须完成一门综合实践必修课，综合实践题目由学校老师和企业老师联合设置，学生可以根据自己的兴趣及特长选择，形成具有产学特色的实践教学培养模式。（2）推进实践教学方法和考核方式改革。为适应卓越工程师培养的需要，必须改革传统的实践教学方法和考核方式。在教学方法改革中，大力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，调动学生的学习兴趣和学习热情。老师只给出实验项目的技术指标要求。要求学生完成原理方案设计、理论计算与分析；经与带教老师讨论通过后完成硬件实验样机搭建、样机性能指标测试等环节，形成完整的工程化的训练过程。在考核改革中，改变传统的实验结果加实验报告评价方式，采取考察实践全过程、实作作品展示、现场答辩、实践总结分析等方式，重在考核学生的知识应用能力和创造性思维[5]。

3.加强双师型教师队伍建设。

参与“卓越计划”实践教学的教师应具有在企业、医院工作或培训的经历，熟悉工程实践环境和过程。没有相关经历的新任教师必须到企业或者附属医院相关科室顶岗工作一年，提高工程实践能力；专业教师利用科研合作机会去合作企业与企业工程师共同指导学生，了解工程环境和生产过程，积累工程经验；聘请医院工程科室、企业中技术水平高、实践工作经验丰富、综合素质好的高级技术人员作为兼职教师，开设实践性强的课程。推动附属医院设备科、信息科成立教研室，充分利用附属医院工程科室的人员力量，直接参与专业实践课教学。加强产业技术高级研究人才队伍建设，大力引进海内外高层次创新创业人才，探索实施选聘优秀科技企业家、高级工程师担任“兼职教授”，推行产学研联合培养研究生的“双导师制”[6-7]。

四、结束语

针对卓越工程师培养计划，构建立体化、多层次的实践教学平台，在实践教学中以学生为主体，充分调动学生的主动性和探索兴趣，注重学生实验思想、实验方法和实验技能的培养，提高学生的动手能力；实践教学与科技创新实践结合，注重学生创新能力和创新精神的培养，提高学生的综合素质；实践教学过程中注重学生团队合作意识以及学术交流能力的培养；在实践教学过程中注重学生工程意识、环境意识和社会责任感的培养，培养出更多合格的生物医学工程卓越工程师。

参考文献：

[1]何波，李思漫“.卓越工程师教育培养计划”下机械设计课堂教学改革探讨[J].农业科技与装备，2013，（3）.

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育，2011，（6）.

[3]张林香，王忠德，王俊文，郝晓刚，刘世斌.针对卓越工程师培养深化改革实验教学体系[J].教育学术月刊，2012，（1）.

[4]李俊，薄翠梅，王鑫国，张广明.卓越工程师培养创新实验平台建设[J].电气电子教学学报，2012，（3）.

[5]赵存有，刘春生，侯清泉.面向就业的机械专业毕业设计改革研究[J].教学研究，2013，（2）.

[6]范小春，冯仲仁，李书进.基于卓越工程师培养的实验教学示范中心建设[J].实验技术与管理，2015，32（2）.

[7]张宝，黄孟姣.基于协同创新的本研一体化校内外实践教学基地建设[J].教育教学论坛，2015，（1）.

作者：余学飞 余晓锷 张宁 郭淑艳 张志德 单位：南方医科大学生物医学工程学院