生物醫學(xué)工程人才能力培養思考論文

　　1生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng )新型、實(shí)踐型人才培養模式現狀分析

　　目前，我國開(kāi)設工科專(zhuān)業(yè)的本科高校有1003所，占本科高�？倲档�90%；高等工程教育的本科在校生達到371萬(wàn)人，研究生47萬(wàn)人[2]。但是，我國工程教育仍存在不少問(wèn)題，主要體現在：人才培養模式單一，多樣性和適用性欠缺；工程性缺失和實(shí)踐教學(xué)薄弱問(wèn)題長(cháng)期未得到解決；評價(jià)體系導向重論文、輕設計、缺實(shí)踐；對學(xué)生的創(chuàng )新教育和創(chuàng )業(yè)訓練重視與投入不足；產(chǎn)學(xué)研合作不到位，企業(yè)不重視人才培養全過(guò)程的參與[3]。工科創(chuàng )新人才培養需要產(chǎn)學(xué)研合作教育。當前，我國工科大學(xué)生創(chuàng )新實(shí)踐能力從總體上看顯得比較低，表現在有些學(xué)生缺乏創(chuàng )新實(shí)踐的理念和愿望，缺少創(chuàng )新實(shí)踐能力的毅力與意志；有些學(xué)生有創(chuàng )新實(shí)踐意識但不能很好利用，有創(chuàng )新實(shí)踐熱情但創(chuàng )新實(shí)踐能力不夠；有些學(xué)生雖有創(chuàng )新實(shí)踐靈感但缺乏創(chuàng )新實(shí)踐技能等。每年畢業(yè)生招聘會(huì )上反饋的信息表明，有些畢業(yè)生專(zhuān)業(yè)技能、創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力等與用人單位的要求還存在不少差距，企業(yè)很難招收到需要的高素質(zhì)人才來(lái)承擔企業(yè)繼續發(fā)展的重任，出現了學(xué)生“就業(yè)難”和企業(yè)“人才荒”的兩難境地。工科院校應正視現狀、分析原因，從教育理念、課程體系、教師素質(zhì)、實(shí)踐教育、課外科技實(shí)踐、社會(huì )實(shí)踐等多方面入手，構建有利于工科大學(xué)生創(chuàng )新實(shí)踐能力的培養模式［4］。生物醫學(xué)工程是一門(mén)實(shí)踐性很強的學(xué)科，動(dòng)手與創(chuàng )新能力的培養對生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)人才培養來(lái)說(shuō)顯得尤為重要。而生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)雖然已成長(cháng)和發(fā)展了幾十年，但是，由于其本身“新興學(xué)科”與“交叉學(xué)科”的特點(diǎn)，并隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，對生物醫學(xué)工程學(xué)科的認識及基本定義都還在不斷地創(chuàng )新、調整、補充和完善，特別是社會(huì )上對這個(gè)專(zhuān)業(yè)的認識和接受程度還不高，不大清楚這個(gè)學(xué)科的性質(zhì)、作用和地位，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)部門(mén)認識也較模糊。高等教育人才的培養，不僅要適應科學(xué)的進(jìn)步，更要滿(mǎn)足社會(huì )對人才的需求。當前，數字化醫療技術(shù)正在蓬勃發(fā)展中，相關(guān)的醫療器械、醫療技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)也在迅速壯大。珠江三角洲、長(cháng)江三角洲及京津環(huán)渤海灣三大區域已成為本土三大醫療器械產(chǎn)業(yè)聚集區。據不完全統計，三大區域醫療器械總產(chǎn)值之和及其銷(xiāo)售額之和均占全國總量的80%以上。因此，如何結合學(xué)科的創(chuàng )新與發(fā)展，充分利用產(chǎn)業(yè)成長(cháng)及壯大的時(shí)機，培養滿(mǎn)足社會(huì )需求的人才，是擺在生物醫學(xué)工程教育者面前的當務(wù)之急[5]。為了提高本科生的實(shí)踐和創(chuàng )新能力，在生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)中，實(shí)踐教學(xué)在培養學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力方面是十分重要的，具有不可替代的作用。工程實(shí)踐能力與創(chuàng )新能力更是教學(xué)改革的核心目標。工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力是知識經(jīng)濟社會(huì )對優(yōu)秀工程技術(shù)人員素質(zhì)的要求，是現代企業(yè)應對全球經(jīng)濟一體化、參與國際競爭的需要，也是企業(yè)可持續發(fā)展的需要，同時(shí)也是建設創(chuàng )新型國家與科教興國發(fā)展戰略的需要。實(shí)踐是實(shí)現、發(fā)展、創(chuàng )新知識的源泉，是檢驗真知的標準，也是深刻認識、理解、學(xué)習知識和技術(shù)的最好課堂與老師。人們根據經(jīng)驗總結出一句格言：聽(tīng)到的會(huì )忘掉，看到的能記住，只有親自做過(guò)的才會(huì )真正明白，并深深地刻在記憶中。只有親歷親為，才能深刻理解、掌握、運用事物的本質(zhì)、原理、規律，并有新的發(fā)現和發(fā)展。過(guò)去高等學(xué)校培養的畢業(yè)生雖然掌握了一定的知識和技術(shù)，但與企業(yè)工程師相比，他們在綜合素質(zhì)、實(shí)踐與創(chuàng )新能力方面存在著(zhù)很大的差距。經(jīng)驗告訴我們：知識≠能力，兩者之間有一個(gè)傳動(dòng)的鏈條叫做實(shí)踐，即應用知識解決工程問(wèn)題。因此要培養未來(lái)的卓越工程師，提高工程師教育質(zhì)量，充分開(kāi)發(fā)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng )新能力就必須要按照其成長(cháng)的特點(diǎn)和規律改革教育體系和教學(xué)模式，讓工程師教育回歸工程。

　　2引進(jìn)荷蘭特色化教學(xué)模式DCL培養生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng )新能力

　　東北大學(xué)中荷生物醫學(xué)與信息工程學(xué)院在對生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)施國際化教學(xué)的過(guò)程中，結合教學(xué)實(shí)踐，以培養滿(mǎn)足社會(huì )需求的、“用得上、留得住、干得好”的實(shí)用創(chuàng )新型生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)人才為目標，從培養模式、專(zhuān)業(yè)課程設置、實(shí)踐教學(xué)、本科生導師制等多個(gè)方面，深入開(kāi)展了教學(xué)改革與嘗試，并成功探索出“以項目為中心的課程設計”本土化實(shí)踐教學(xué)方法，取得了較好的效果�！耙皂椖繛橹行牡恼n程設計”是一種開(kāi)展“學(xué)習+研究”的教學(xué)模式，引進(jìn)了合作方荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)DesignCenteredLearning(DCL)教學(xué)模式，基于問(wèn)題進(jìn)行研究、面向實(shí)踐探索學(xué)習，在教學(xué)中研究、在研究中教學(xué)，把學(xué)生的科技能力培訓列入教學(xué)計劃，校企合作，發(fā)揮資源優(yōu)勢。它是以學(xué)生為主體、教師為主導，以學(xué)為中心，采取學(xué)生分組合作、查閱資料、調查研究、討論、交流等方式學(xué)習設計方法的課程。以培養能力為宗旨，以項目為載體，基于問(wèn)題研究，以課題研究和問(wèn)題解決為核心，學(xué)思結合、知行合一的教學(xué)活動(dòng)，注重方案設計、過(guò)程訓練，激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究興趣，培養學(xué)生自主學(xué)習能力、團隊協(xié)作能力，以及提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生提前了解企業(yè)運作機制，為學(xué)生就業(yè)乃至創(chuàng )業(yè)搭建一個(gè)良好的平臺。

　　3DCL在研究中教學(xué)，在教學(xué)中研究——以“老年人摔倒測試”案例教學(xué)過(guò)程為例

　　3.1案例的選擇和設計——整合各類(lèi)知識、解決實(shí)際問(wèn)題

　　“老年人摔倒檢測”是本科生第6學(xué)期進(jìn)行的DCL項目。這個(gè)案例針對當今老齡化社會(huì )的熱點(diǎn)問(wèn)題——獨居老人的健康智能監護，在生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域是非常有實(shí)際意義和研究?jì)r(jià)值的課題。當今獨居老人逐年增多，老人的健康問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)社會(huì )問(wèn)題。摔倒是威脅老年人健康的一個(gè)惡性殺手。如何利用生物醫學(xué)工程的專(zhuān)業(yè)知識，研發(fā)可以對老年人行為動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監控的儀器設備，設計有效的摔倒檢測的算法，能夠在老人發(fā)生摔倒危險的第一時(shí)間，通知家屬和社區醫院，從而最大程度的減輕傷害，正是這個(gè)課題需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。而這個(gè)課題也是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了信號與系統和數字信號處理兩門(mén)前序課程的基礎上展開(kāi)的，讓學(xué)生們能夠直接理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，對知識有更加感性的認識�？傊�，從案例的選擇和設計上，首先變以教為主為以學(xué)習研究為主[6]。教師根據教學(xué)和科研經(jīng)驗，提煉出能夠涵蓋本課程主要知識內容的項目或研究設計課題。選擇提煉項目的原則是項目知識化、知識問(wèn)題化、問(wèn)題層次化。然后成立由中外教師和企業(yè)專(zhuān)家組成的教學(xué)小組，編寫(xiě)該案例的教案、提煉項目、講授工程案例，選擇可以引導學(xué)生對此項目和問(wèn)題開(kāi)展自主學(xué)習、合作探索研究的問(wèn)題作為主要教學(xué)任務(wù)和目標。

　　3.2案例進(jìn)行過(guò)程中——提高團隊協(xié)作精神、自主學(xué)習能力

　　教師通過(guò)案例描述的形式提供給學(xué)生信息，通常是這樣的描述：介紹一些簡(jiǎn)單的關(guān)鍵詞、主要目標（可以是簡(jiǎn)單的建議），并給出案例方面的一些暗示。學(xué)生需要在小組里（最多不超過(guò)8人）完成這個(gè)案例。為此，他們需要在助教的協(xié)助下每周進(jìn)行一次會(huì )議，每個(gè)案例持續10周。與傳統課程不同的是助教的職責是作為一名觀(guān)察者為學(xué)生提供改善方案的建議，而不是傳統意義上單純地傳授知識。在每次會(huì )議期間，學(xué)生需要確認自己欠缺的知識、明確自學(xué)作業(yè)中自己需要完成的任務(wù)。每個(gè)學(xué)生都需要做這些任務(wù)并且需要在下次會(huì )議中向整個(gè)小組匯報自己做的結果。除了專(zhuān)業(yè)知識部分的任務(wù)，學(xué)生還會(huì )討論到各自的進(jìn)步，如由于在小組里擔任討論組長(cháng)、會(huì )議記錄秘書(shū)和板書(shū)等角色而學(xué)會(huì )的相應技巧�？偟膩�(lái)說(shuō)，DCL主要是鼓勵學(xué)生自主學(xué)習，鼓勵組員之間進(jìn)行團隊合作，鼓勵學(xué)生獨立思考如何組建實(shí)驗、如何做報告、如何開(kāi)展一次有效的會(huì )議以及如何成為領(lǐng)導者[7]。

　　3.3案例完成效果考核方式——顛覆死記硬背的傳統方式、改善被動(dòng)抄襲的學(xué)習態(tài)度

　　教學(xué)模式、目標改變了，成績(jì)考核方式也改變了——小組、教師評價(jià)學(xué)習研究成果。因此評價(jià)學(xué)生的學(xué)習研究成果時(shí)要用新的方法來(lái)評價(jià)。要從學(xué)習知識轉向學(xué)習能力轉變，從關(guān)注結果向過(guò)程與結果并重轉變。要重點(diǎn)考核自學(xué)能力、研究能力、實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力、學(xué)習研究的態(tài)度和學(xué)習研究的成果。小組和教師要結合個(gè)人在項目中完成任務(wù)的情況、工作量的大小、難易程度、貢獻大小、自主學(xué)習與研究的態(tài)度、創(chuàng )新等情況給出該門(mén)課程的成績(jì)。值得注意的是教學(xué)觀(guān)念轉變的體現標準是：只要經(jīng)過(guò)學(xué)習和研究學(xué)會(huì )了知識，收獲了能力，不看成果和貢獻大小，都在合格以上�？己嗽u價(jià)方法的改革，就是要解放學(xué)生，讓其輕松快樂(lè )地學(xué)習，使學(xué)習成為一種有趣的研究活動(dòng)。就“老年人摔倒檢測”這個(gè)案例來(lái)說(shuō)，最終的考核結果來(lái)源于多個(gè)方面，包括指導教師根據平時(shí)學(xué)生的表現、每周的自學(xué)報告、會(huì )議記錄、會(huì )議日程完成的情況給定的分數，小組中期答辯的分數，期末答辯時(shí)評委根據小組儀器設備展示以及PPT講述情況給定的分數，其他小組評價(jià)的分數，組員之間互評的分數等多個(gè)方面，從不同維度對學(xué)生成績(jì)進(jìn)行評估，使考核方式脫離傳統，更加科學(xué)合理，更有效地調動(dòng)學(xué)生們的積極性[8]。實(shí)踐表明，這門(mén)課程很受學(xué)生喜愛(ài)，“老年人摔倒檢測”這個(gè)案例也取得了比預期更好的成效。學(xué)生們普遍反映，對前序的信號與系統和數字信號處理的課程理論知識的理解更加深入，而對怎么分工合作完成項目也有了初步的了解，對未來(lái)的工作或者繼續深造都有很多益處。

　　4實(shí)踐效果

　　經(jīng)過(guò)多年的中外校企合作、學(xué)研產(chǎn)醫結合，利用教學(xué)資源和優(yōu)勢，實(shí)施以項目為載體、基于問(wèn)題的研究，學(xué)研一體，在研究中教學(xué)，在教學(xué)中研究的DCL教學(xué)改革，使教學(xué)得到了真正意義上的回歸，變以教為中心為以學(xué)為中心，學(xué)生回歸了學(xué)習的主體地位，教師變成了主導的角色。把學(xué)習和研究集合于項目之中，學(xué)習知識與收獲能力共生并進(jìn)，用新的考核評價(jià)方式評價(jià)學(xué)生的學(xué)習，減輕了學(xué)生的學(xué)習負擔，使學(xué)習變成了一種積極快樂(lè )的研究活動(dòng)。東北大學(xué)中荷生物醫學(xué)與信息工程學(xué)院本科生大學(xué)4年中除基本實(shí)驗實(shí)踐類(lèi)課程外，主持并實(shí)際參與的項目案例達10余項，共計2400余學(xué)時(shí)，學(xué)生的英語(yǔ)能力、動(dòng)手能力及創(chuàng )新能力得到顯著(zhù)提高。幾年來(lái)本科生的就業(yè)率達到100%。在實(shí)習與實(shí)訓考核中，絕大多數學(xué)生被東軟集團一類(lèi)的企業(yè)納入人才儲備庫。這種研究型的教學(xué)模式的優(yōu)勢越來(lái)越凸顯，正在改變著(zhù)教學(xué)的水平和質(zhì)量，也在改變著(zhù)教師的教學(xué)觀(guān)念，同時(shí)也改變著(zhù)學(xué)生的學(xué)習觀(guān)。

　　5結語(yǔ)

　　東北大學(xué)中荷生物醫學(xué)與信息工程學(xué)院的教育教學(xué)改革仍在不斷深化，新的本科人才培養模式在中外合作、產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué)、集成優(yōu)勢資源、通過(guò)教學(xué)培養人才、科研創(chuàng )造成果、成果孵化高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)人才培養和成果轉化、基礎研究與技術(shù)研發(fā)融合、產(chǎn)品生產(chǎn)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、人才培養和創(chuàng )業(yè)培育有機結合等方面做了一些工作，這些成果有待在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。

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