生物医学工程专业研究生课程体系改革与构建*

2017-06-01马晓玉王长军苏景宽

中国医学装备 2017年3期

汤池卢杨于霄郭伟马晓玉王长军* 苏景宽*

汤池①卢杨②于霄①郭伟①马晓玉①王长军①*苏景宽②*

目的：为适应国家和军队高层次和创新型人才培养需求，改革并构建生物医学工程(BME)专业研究生课程体系。方法：通过资料查询、调查研究和专家论证等方式，分析国内外优秀高校BME专业的研究生课程体系设置及培养特色，全面评估第四军医大学BME专业研究生现有课程体系的优势与不足，从而进行课程体系改革与构建。结果：进一步明确BME专业研究生培养目标，改革和优化现有课程体系，专业类课程门数增加150%，自开专业课比例达到81.25%，基本实现“按需设课”的目标。结论：新修订的研究生课程体系更利于培养高层次和创新型BME人才。

生物医学工程；研究生；课程体系；人才培养

汤池,男,(1977- ),博士，副教授。第四军医大学生物医学工程学院，从事生物医学工程专业教学、科研及管理工作。

生物医学工程(biomedical engineering，BME)是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来，运用工程技术手段研究解决生物学和医学中有关人类健康、疾病诊疗和康复等问题的新兴交叉学科[1]。随着现代科技的飞速发展，BME作为21世纪推动医学和生物学现代化发展的两大主导技术之一，对该学科研究生知识、能力及素质的培养提出了更高要求，如何培养高素质、复合型BME人才是高等院校面临的重大挑战[2-3]。

研究生课程体系建设是研究生能力和素质培养的重要环节，院校在人才培养和专业建设过程中应始终围绕学科发展和社会需求的最新变化，以完善研究生知识结构体系为引导，以“按需设课”为目标，不断加强课程体系建设，修订和完善课程设置、教学内容和方法，以提高研究生培养的能力和效果[4-5]。

本研究通过调研国内外优秀高校BME专业的研究生课程体系设置及培养特色，全面评估学校BME专业研究生课程体系的优势与不足，通过调查研究和专家论证等方式，进一步明确BME专业研究生培养目标，改革和优化现有课程体系，修订培养方案，为培养符合国家和军队需求的高层次、创新型BME人才奠定基础。

1 现状分析与存在问题

然而，作为医学院校大环境下的工科专业，长期以来在研究生课程体系设置方面存在不足。主要表现在两个方面：①供选课范围小。学校现开设的公共课和选修课以医学专业相关课程为主，工科相关课程较少，需依托学院自行开设，②受学院师资力量等限制，目前已开设的课程不够丰富，难以做到按需设课，部分急需的课程因条件不足尚未开设。

2 国内外生物医学工程专业教育现状调研

为了了解和学习国内外相关优秀高校的经验和做法，为下一步优化培养目标、改革课程体系和修订培养方案提供依据，根据国内外生物医学工程专业排名与教育发展现状，采用资料收集和实地调研等方式，对国内外部分优秀高校BME专业研究生的培养现状进行了调研[6-9]。调研院校包括国外5所高校和国内5所高校，均为国内外BME专业排名领先院校，调研内容主要包括研究生培养方案、课程设置、创新能力培养和毕业标准等[10-12]。

(1)国外5所高校：约翰霍普金斯大学、牛津大学、纽约州立大学石溪分校、加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)以及帝国理工大学。

(2)国内5所高校：清华大学、浙江大学、东南大学、上海交通大学以及首都医科大学。

调研结果表明：①各院校BME专业课程体系均围绕其研究方向而设置和服务，由于科研方向不尽相同，课程体系也相应变化[13-15]。如约翰霍普金斯大学BME专业的主要研究方向偏生理学领域，包括细胞和组织工程、心血管系统、医学成像、系统神经科学、分子和细胞系统、生物信息学和计算生物学等，因此学校将生理学基础作为必修课，且安排在两学期完成[16-17]。西安交通大学BME专业的主要研究方向包括生物医学超声和医学仪器等，因此学校将生物医学超声、医学仪器与信息工程等课程纳入专业必修课；②国外高校培养模式、学制与国内差别过大，参考意义不大。国外高校研究生学制一般为1.5～2年，课程学习时间设置也较灵活，如约翰霍普金斯大学为14个月，牛津大学则不需要系统上课，只需要参加研讨会或专题讲座；③国内综合性大学背景下BME专业，选课范围广，基本可以做到按需选课，而医学院校背景下的BME专业难以实现。如西安交通大学BME专业研究生课程体系中，规定选修课(＞8学分)可在全校范围相关学科内近百门课程中任选，而首都医科大学BME专业的研究生则面临可选课程有限的难题。

3 生物医学工程专业研究生培养目标

在调研分析的基础上，依据新时期军队建设的需要，结合学校BME专业研究生培养的实际，进一步明确了BME专业研究生培养目标，即培养具有扎实的电子工程学科基础知识，具有开拓创新精神和科研实践能力，德、智、体全面发展的生物医学工程专业高级人才，具体培养目标应达到：

(1)政治素质：掌握马列主义、毛泽东思想及邓小平理论，学习实践科学发展观和习近平强军思想，全心全意为人民服务，自觉献身国防现代化建设，严格遵守国家的法律、法规，服从分配，品德优良。具有远大的理想信念和科学的世界观，具有勤奋好学和实事求是的科学态度。

在举业追求高质量发展的当下，越来越多的企业面临转型和跨界的“诱惑”，抱负不凡的雅昌，依然坚守艺术服务领域，初心不改。

(2)知识结构：具备扎实的电子工程学科基础理论和系统的专业知识、工程技术与生物医学相结合的综合性知识结构，熟悉所从事研究方向科学技术的新发展与新动向。

(3)专业能力：具备综合运用电子工程技术、信息技术及生物医学技术解决医学健康领域科学和工程实际问题的能力，具有良好的创新思维能力，能够独立担负相关生物医学工程领域内科研、教学和专业技术工作。掌握一门外语，能熟练阅读本专业外文文献，并能撰写外文论文。

(4)身体与军事素质：具有健全的心理、健康的体魄和较过硬的军事素质。

基于以上培养目标，结合国家、军队对生物医学工程专业研究生培养的需求与特点，提出“一个提升、三个突出”的课程体系设置总体指导思想。即课程设置要着重提升研究生创新能力培养，在研究生的选题和科学研究过程中，突出军事医学特色、突出高新技术特色、突出应用需求特色。

4 研究生课程设置需求和意见的调研

针对课程体系设置的具体需求，采用问卷调查方式，分3个层次分别对本领域内知名专家、毕业研究生学员和在读研究生学员进行调研，征集课程设置的意见和建议，从知识、能力及素质等方面进行分类汇总，为修订研究生培养方案，改革课程体系提供依据。

(1)专家调研：共发放专家调研问卷30份，回收有效问卷25份。对课程设置意见反馈结果进行统计分析，调研结果中必要性排名前8位的课程如图1所示。

图1 专家问卷调研结果示图

(2)学员调研：共发放学员调研问卷50份(毕业学员和在读学员各25份)，回收有效问卷42份(毕业学员18份，在读学员24份)。对课程设置意见反馈结果进行统计分析，调研结果中必要性排名前8位的课程如图2所示。

图2 学员问卷调研结果示图

结合国内外优秀高校BME专业课程设置情况，通过分析整理专家和学员问卷调研结果显示：学院BME专业现有课程设置不够合理，主要体现在专业课和专业基础课课程设置过于单薄，在完善研究生知识结构上存在漏洞，特别是在培养数学基础、电磁场理论和计算机编程能力方面不足，未能做到按需设课。

经专家组研究论证，课程体系中急需增设以下课程：①数学基础方面。数值分析、随机过程；②基础理论方面。电磁场理论；③计算机能力方面。高级语言编程、Matlab编程以及数字信号处理；④电子技术方面。集成电路设计；⑤专业课程方面。军队卫生装备、英文写作。

5 生物医学工程专业研究生课程体系优化与构建

在资料收集和问卷调研分析的基础上，依据国家、军队对BME专业人才的需求，组织校内外相关领域专家进行论证，通过吸收国内外优秀高校的经验做法，并结合学校BME研究生培养的实际，在构建学科交叉性和前沿性的研究生课程体系过程中，重点对专业课部分进行了改革和优化。

(1)公共必修课程。依据国家、军队有关学术学位研究生课程教学相关规定，结合学校研究生培养实际，按照学校统一要求开设7门公共必修课：包括英语、医学统计学、自然辩证法概论、军队信息安全保密、中国特色社会主义理论与实践、科学素养与学术道德以及习近平强军思想学习研究，共计15学分。

(2)专业类课程。分专业必修课和专业选修课两部分，按照课程类型又可分为专业基础课和专业课。在前期资料收集、问卷调研分析和专家讨论的基础上，经反复论证对课程体系中专业课部分进行了较大调整。

(3)新开10门研究生专业课程。依据最新的BME专业硕士研究生培养目标和课程设置需求，为进一步完善研究生知识结构，提高能力素养，在课程设置中体现“按需设课”的原则，经专家论证拟新开设10门研究生专业课程。其中，本校自开课程7门，依托西安交通大学开设课程3门。课程教学坚持“以我为主、借助外力”原则，立足依托我院师资力量承担主干课程，完成主要教学任务。新课程体系中我院自开专业课程共13门，自开专业课比例达到81.25%。其中，新开课程达7门，包括数值分析、高级语言编程、Matlab、BME科技论文写作、荧光分子成像技术、EDA技术与应用以及军队卫生装备进展。由于受学校师资力量限制，电磁场理论、随机过程和数字信号处理3门急需课程，学校尚无条件开设，经研究计划依托工科基础较雄厚的西安交通大学开设，并协调其实现校际学分互认，拓展了研究生课程的开设方式。

(4)取消1门研究生专业课程。由于课程内容与现有研究方向结合不够紧密，且近3年选课人数过少等原因，取消1门专业基础课《非线性动力学》。调整后课程体系中专业类课程设置见表1。

(5)其他课程。①公共选修课：可在全校开设公共选修课程中任选，并达到要求的学分；②教学实践：参加教学实践活动，由培养科室根据承担教学任务自行安排，并获得相应学分；③学术活动：参加校内外各类学术活动，并达到要求的学分。

表1 BME专业研究生课程体系(新版)

通过上述改革，丰富了专业课程门数和内容，专业类课程门数增加了150%，学分数增加了114%；进一步优化了课程体系，使课程设置紧密结合BME专业研究生知识结构需求和实践能力的培养，课程针对性更强。

6 结语

本研究成果宏观上体现为BME专业研究生培养目标的制定，包括对研究生政治素质、知识结构、能力素养等方面的总体要求。具体体现在新型BME专业研究生课程体系的构建，结合研究生培养目标的总要求，有针对性地优化设置相应课程体系，进一步提升课程体系的科学性和合理性。研究注重参考国内外优秀高校做法，依据国内、军内人才培养需求，论证BME专业研究生培养目标，优化了研究生课程设置，构建了新型BME专业研究生课程体系。新课程体系以研究生知识结构完善和能力素养提升为目标，课程针对性更强，学员选课范围更广，基本实现了“按需设课”的目标。

新版研究生培养方案和课程体系已于2015年开始实施试运行，在应用过程中将检验实际应用效果，及时收集教员、学员的反馈信息，并进一步改进和完善。该课程体系有望全面提高学校BME专业研究生培养质量，对于研究生能力素养的提升将具有重要的实际意义。

[1]John DE.生物医学工程学概论[M].北京：机械工业出版社，2014：1-5.

[2]赵于前，李香花，黄忠朝.生物医学工程专业研究生跨学科培养模式研究[J].中国医学物理学杂志，2012，29 (1)：3199-3201，3207.

[3]王志远，陈武凡，何明娥.生物医学工程专业研究生培养的实践与探索[J].中国高等医学教育，2006(4)：42-43，65.

[4]谢勤岚，曹汇敏，黄敏.生物医学工程专业课程体系建设[J].教育教学论坛，2013(47)：86-88.

[5]詹鹤云.生物医学工程专业课程体系研究[J].临床医学工程，2011，18(9)：1483-1484.

[6]袁力，焦红霞，秦斌，等.生物医学工程产业发展与生物医学工程技术人才培养[J].中国医学装备，2008，5(10)：26-29.

[7]Yuldashev ZM，Pakharkov GN.50th Anniversary of Biomedical Engineering Education in Russia[J].Biomed Eng，2012，46(3)：127–130.

[8]Mestas CA，Infantosi AFC，Nascimento LN，et al. A Brief Profile of Biomedical Engineering Education in Latin America[J].WCMPBE Proceedings，2012，39：2264-2267.

[9]Min W.Biomedical Engineering Education and Training In Hong Kong：Recent Developments[J].3rd IFMBE Proceedings，2006，15：228-231.

[10]Jörg S.Current Status of Biomedical Engineering Education Programs in Austria[J]. Springer Berlin Heidelberg，2009，22：2742-2745.

[11]Bliznakov Z，Pallikarakis N.Overview of Biomedical Engineering Education Programs in Europe：The Results of the CRH-BME Project Survey[J].Springer Berlin Heidelberg，2011，19(1)：55-59.

[12]Georgi C，Vahe B，Hrachik V，et al.Current State of Biomedical Engineering Education in Armenia and Perspectives of Development with TEMPUS IV BME-ENA Project[J].Ifmbe Proceedings，2015，45：1008-1011.

[13]Lin KP，Chen MF，Tsai CL，et al.Status of Biomedical Engineering Education in the Asia Pacific[J].XIV MCMBEC Proceedings，2016，57：1331-1334.

[14]Bliznakov Z，Pallikarakis N.Review of the Biomedical Engineering Education Programs in Europe within the Framework of TEMPUS IV，CRH-BME Project[J].XII MCMBEC Proceedings，2010，29：979-982.

[15]Lhotska L.Biomedical Engineering Education：New Curricula，New Experience[J].4th IFMBE Proceedings，2009，22：2760-2763.

[16]Bliznakov Z，Rodina-Theocharaki A，Pallikarakis N.Management and Implementation of the TEMPUS IV BME-ENA Project in the Field of Biomedical Engineering Education[M].3rd ICNBE Proceedings，2016：489-492.

[17]李正美，郑浩，鲁雯，等.生物医学工程专业实验教学改革探索[J].中国医学装备，2014，11(7)：65-67.

Reformation and reconstruction of graduate curriculum system for biomedical engineering/

TANG Chi, LU Yang, YU Xiao, et al//
China Medical Equipment,2017,14(3):137-140.

Objective: To reform and reconstruct the graduate curriculum system for biomedical engineering (BME) in the Fourth Military Medical University in order to fit in with the cultivation requirement of high-level and innovative talent for the country and troop. Method: By means of documents query, investigation and research, and expert argumentation, to investigate and research the graduate curriculum system and cultivation characteristic of BME from domestic to overseas; to roundly assess the advantages and disadvantages of current graduate curriculum system of BME in the Fourth Military Medical University; so as to reform and reconstruct current curriculum system. Results: The cultivating goal of BME graduates has been further defined, and the current curriculum system has been optimized and reformed. The number of professional courses has increased 150%, and the proportion of self-open professional courses has reached 81.25%. Therefore, the goal of curriculum setting according to the requirement has been initially achieved. Conclusion: The new version curriculum system of BME graduates is more conducive to cultivate highlevel and innovative BME talents.

Biomedical engineering; Graduate; Curriculum system; Talent cultivation

1672-8270(2017)03-0137-04

R-05

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.039