生物医学工程的分类范文

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关键词：生物医学工程（BME）；本科教育；培养方案

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0016-02

生物医学工程（Biomedical engineering，BME）是一门生物医学与理工科交叉渗透相结合而发展起来的边缘学科，它整合了数学、物理、生物医学、工程技术、计算机技术等众多领域，具有综合面广、交叉性强的特点。应该说有多少工程的门类，就会有多少生物医学工程的分支。与物理、数学等传统专业相比，生物医学工程专业建立的时间较短，又具有专业覆盖的知识面宽、交叉性强、实践性强的特点，因此如何建立完善的BME专业本科教育培养方案是世界各国、各高校所普遍面临的一大难题。相比之下，美国代表了目前全世界生物医学工程教学和研究的前沿，因而广泛学习、了解该专业本科教育在美国的情况，并结合国内实际，是形成更加完善的、具有自身特色的国内生物医学工程专业本科教育培养方案的最有效途径。

一、生物医学工程专业本科培养概况

生物医学工程是综合生物学、工程学、医学的理论、方法和手段，从工程的角度研究人体结构功能及其相互关系，以解读生物医学中人的生命奥秘，解决医学中的实际问题，保障人类的健康，为疾病的预防诊断治疗和康复服务的学科。作为多学科交叉、融合的新兴边缘学科，BME崛起于20世纪60年代，被认为是今后几十年内最容易出现理论突破和技术创新的学科领域之一。美国的生物医学工程是全球发展最早和最快的，早在1953年就制订了其学科研究计划，并于1967年把培养BME专门研究人员列入该计划。此后，一些著名大学相继开设了BME专业科系，开始了其专业本科人才的培养。目前全美共有60余所大学的BME本科专业获了美国工程技术认定委员会（ABET）的认定，获得授予学士学位资格。而我国的生物医学工程专业本科教育始于20世纪70年代末。据不完全统计，到2008年全国已经有110余所大学有该专业的本科招生计划，其中约24个为医科院校（包括两个军医大学），其余八十余个为理工或综合性大学。随着设立该专业的高校迅速增多，各高校面临的生源竞争日趋激烈，同时毕业生的就业形势也更加严峻。因此，亟需积极探索、创新和完善该专业的教育培养方案，形成自己的特色，创出品牌，以鲜明特色和高质量在竞争中赢得一席之地。本文主要以国际知名高校——约翰霍普金斯大学和重庆大学的最新本科培养方案为参考样本，从培养目标、教学计划与课程设置、学位设置等方面，对比分析了中美生物医学工程专业本科教育的基本情况，希望对国内该专业本科教育发展有所启示。

二、两所中美大学的生物医学工程专业本科培养方案对比

在美国很有影响力和公信力的美国新闻（US News）和世界报道（World Report）最新联合公布的2009年度生物医学工程专业本科教育排名表中，约翰霍普金斯大学位列第一，具有很强的代表性。这里就选择了这所国际知名高校的生物医学工程专业的最新本科培养方案为参考样本，从培养目标、教学计划与课程设置、学位设置等方面，同样与国内具有一定代表性的重庆大学的生物医学工程专业培养方案进行比较分析，以分析不同和找出差距。

1.培养目标与培养规格及要求的比较。在这个方面，美国的BME本科教育更多地是为研究生培养（含职业教育）打基础。这个理念反映在他们的培养目标上，就是通过对学生进行理科、工程、医学及人文社会学科等相关领域的四年本科教育，使其具有广阔的工程学和生物医学背景，能够理解、阐明并应用相关工程学原理解决医学问题；能够成功地从事职业实践并继续深造，具有独立的学习和工作能力。他们并不强调让学生具备某种专业技术技能，更看重的是基本素质和综合能力的培养，从而使得毕业生具有更广阔的发展空间。而我们是以培养在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事设计、制造、应用、开发和企业管理的高素质创新型工程技术人才为目标，更强调学生对生命科学、电子技术、计算机及信息科学等专业技术及技能的掌握。相比之下，我们的培养目标更加明确，要求更加具体，但也存在过于单一和局限的问题，因此学生在择业的广泛性方面远不及美国。

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一、开设生物医学工程专业的必要性

生物医学工程专业是一门跨医学和电子工程、计算机技术的综合性学科，主要培养医疗仪器设备公司所需的设计、生产、调试和售后维修服务的技术人员，也可以向医院提供从事影像技术和设备维护的技术人员。随着计算机技术的发展，目前国内医院都在进行医疗设备的更新换代，拥有大量现代化高技术含量的医疗设备成为医院达标的重要指标。医院正需要掌握这方面技术的人员。同时，卫生部已下达文件，到2010年大医院实现医学图像数字化管理，中小型医院要逐步实现数字化管理。而我们开办的生物医学工程专业突出了影像技术和计算机课程的教学，为学生掌握医学图像的获取、传输、处理打下了良好的基础。与此同时，国家正在加大医疗仪器设备国产化的力度，扶持和发展医疗仪器设备生产的民族企业，一大批从事医疗仪器设备生产的民营企业纷纷建立，它们需要大量的生物医学工程专业的中级人才。

从以上的分析可以看出，社会对生物医学工程专业的专业人才需求还有很大的空间。我校开设生物医学工程专业，既有利于江西医疗仪器设备工业的发展，又能满足周边省份对这类人才的需求。通过我们对厂家和医院的调查，以每年招生50人计年2月中算，5年内仍不能满足人才市场需求，毕业生就业形势看好。

二、生物医学工程专业培养目标

培养目标是一个专业规定的人才培养方向和标准，是培养人才模式的重要内容。根据社会需求和我院的实际情况，我们将生物医学工程专业的培养目标定为：培养具备医学基础知识、电子技术、医疗仪器设备技术和信息系统的基础知识，掌握医学影像技术、计算机技术和各种医学仪器设备的专业知识，能在各企业从事各类医学仪器设备系统的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理、维修和应用的技术人才。要求学生主要学习医学基础知识、电子技术、计算机技术、信息科学的基础理论和基础知识，接受电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用等技能的基本训练。毕业生必须具有以下几个方面的专业技术和能力：掌握电子技术的基本原理及设计方法，掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论，具有生物医学的基础知识，具有微处理器和计算机应用能力，具有医学影像诊断方面的应用能力，具有生物医学工程研究与开发的初步能力，掌握医学电子仪器和影像设备维护与管理技术，具有医院信息化管理、医学图像传输和处理、医院办公自动化、远程医疗技术，了解生物医学工程的发展动态。

三、生物医学工程专业课程设置

学科的高度分化和高度综合是现代科学技术发展的重要特征之一。生物医学工程是运用工程技术的理论与方法解决医学中的实际问题。因此，生物医学工程应在现代医学理论和工程技术理论及相关学科的基础上，建立起自己的专业学科课程）体系。要培养复合应用型生物医学工程人才，使之适应当前社会的要求，就必须对传统的教学模式进行改革。而我们教学改革的原则是“拓宽专业、加强基础、增多方向”，正确处理规模、结构、质量、效益的关系，从变革和发展内涵入手，在扩大专业基础面的同时，分类加深加细应用型人才的培养，主动适应社会的实际需求。

生物医学工程专业在我国开办较晚，没有现成的培养模式，也没有配套教材。为了达到培养目标，确保培养规格，我院对生物医学工程专业课程设置和教材选用十分慎重，尤其是课程设置方面。经过近十年的探索和实践，我系已初步形成了一套科学完整的课程体系，其中学分为170分，学时为2500个左右，课程有40多门，主要课程如下：

1.通识课模块。主要包括政治、体育、大学英语、大学物理、高等数学、计算机基础、C语言程序设计、线性代数、大学物理实验等课程。这些课程的设置是为学生的德智体全面发展和进一步学习专业基础课及专业课奠定基础。

2.医学基础课模块。主要包括基础医学概论含人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学）、临床医学概论含诊断学、内科学、外科学）等课程。通过上述课程的学习，使学生较系统地掌握基础医学的基本知识和基本技能，为学生今后进一步学习专业知识，向医学交叉学科方向发展提供知识储备。

3.专业基础课模块。包括模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析基础、电子测量与工艺、单片机及其应用、汇编语言、微机原理与接口、医用传感器原理、工程制图、Matlab应用等课程。通过上述课程的学习，使学生能够掌握电子技术、计算机技术、信号检测和信号处理的基本原理及应用，为进一步学习专业课奠定牢固的基础。

4.专业课模块。主要包括超声诊断仪器原理、X射线设备、医用检验仪器、医用电子仪器、医用电动仪器、现代医学影像技术概论、医学图像处理、医用制冷设备、生物信号处理、临床医学工程技术等课程。通过这些专业课程的学习，使学生能掌握医学影像技术和各种医学仪器的专业知识，能成为在各企业从事各类医学仪器的设计、制造、调试、维修及销售的工程技术人才和在医院从事医疗设备管理和应用的技术人才。

5.实贱模块。实践教学环节包括了军训、生产劳动、社会实践、科研训练、毕业实习和设计。其中军训2周，社会实践、科研训练各安排1周，毕业实习和课程设计各安排10周。

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关键词：生物医学工程；考核；电子类课程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）06-0239-02

广东医学院生物医学工程专业于2003年开始第一届本科招生，针对如何进行具有生物医学工程专业特点的教学改革进行了大量的研究和实践。作为工科专业，电子类课程是专业的基础课程，与电子信息专业要求不同，生物医学工程专业以小信号、低频率电路为主要研究对象。本专业侧重培养高水平的应用型人才，毕业生要能够快速开展医疗仪器方向的研发、测试等工作。因此，我们从2008年开始着手进行了相关电路课程的改革和探测，下面针对专业特点和考核方式进行讨论。

一、生物医学工程专业课程特点分析

生物医学工程是以技术与工程的手段研究和解决生物和医学中的相关问题，并综合了生物学、医学和工程技术学的交叉学科[1-3]。它要求学生掌握物理学、数学、电子学、医学等相关基础知识，并能够融会贯通[4-5]。其中电子技术的相关知识是生物医学工程专业课程的主要内容。与普通高校电子信息专业和自动化控制专业不同的是，本专业电子类课程内容局限在低频、弱电范围内，同时要求学生具备较强的操作和分析能力。因此，在课程教学和考核中应该更加注重与本专业特点相结合，发展具有专业特色的考核评价体系。作为课程发展的导向，考核方式是课程建设水平的集中体现，也是评价教学质量的重要手段和课程改革的参考依据。在本专业发展初期，电子类课程的考核主要体现在：（1）一考制，即将期末考试成绩作为学生的最终成绩，方式比较单一，特点不突出，忽视了学生在实验技能、创新设计方面的评价；同时在期末考试中所暴露出来的问题也来不及纠正。（2）与专业领域衔接不够紧密。考核内容只强调基础知识的掌握，考核内容与普通电子工程专业内容一样，忽视了生物医学工程专业的特色；（3）考试题型单一。最初的考试题型也只有计算分析一种，覆盖面较窄，考试评价主观性较强，难以全面评价学生的综合能力。

二、考核方式的改变与实践

从2008年开始，我们便针对电子类课程存在的问题进行了专项研究，提出考核改革的目标，即把教学作为提高学生综合素质的关键环节，将考核向过程考核转移。课程组从2009级本科生开始推行一系列课程改革措施，目前已经进行了三届改革试验。逐步形成了一套具有生物医学工程专业特色的考核方式。考核方式改革具体内容是：（1）专业基础课的考核由平时作业和阶段测验成绩、实验课成绩和期末成绩组成。①平时作业由主讲教师根据教学计划通过在线课程网站布置，学生在学习完一章内容后在一周以内提交作业。该项成绩占总评成绩的10%。②阶段测验包含两种形式，一种是传统的随堂测验，另一种是在线测验，即由测验系统给出成绩。阶段测验根据学习内容，安排2～3次，占总评成绩的5%。③我们特别加强了对实验课程的考核力度，实验课成绩包括实验完成情况和实验报告的撰写两方面，占总评成绩的15%。④期末成绩则延续传统闭卷考试形式，在统一阅卷的基础上给出，占总评成绩的70%。考试题型更加丰富，一般不少于四种类型题，客观题占50%左右。考试难度适当降低，但是知识覆盖面增加到了课程内容的80%以上。（2）电子类专业课程考核则注重课程设计、大作业（或课程论文）等更加自由的形式。①考核也贯穿于整个教学过程。以综合设计课程为例：教学和考核都是以分组方式进行，电路设计为主要教学内容，设计结果和课程论文则是考核依据。这里还强调了团队合作，同一小组成员的考核成绩是相同的。②通过计算机辅助进行。在电路设计软件课程中，学生在课程学习中除了要掌握软件的基本知识外，综合能力的提高也是主要的一个方面。考核也是通过计算机完成的，教学可以为每位学生设置不同的题目，内容更加灵活多变。我们进行考核方式改革的方针是以学生为主体，注重培养学生兴趣和综合能力，在教学过程中也尽量增加小组讨论和团队项目。总之，考核方式的改变就是力求做到全面、有效，能够在学习过程中对学生进行促进。

三、网络平台的建设和作用

专业课程学习网站的建设是教育教学改革的重要内容，在电子类课程的改革中成为了重要的工具。截止到2011年，生物医学工程专业的专业基础课已经陆续完成了网络课程的组建工作并迅速投入到教学中。在线网络课程建设为考核方式提供了更多的选择，已经逐渐成为改革成功的关键一环。我们在网络课程建设中，特别强调了其参与考核的功能。因此，将题库建设作为重要的一环。目前，已将完成了500道网络习题的初等规模题库，包括在线自测试题10套，为课程考核方式改革提供了重要的硬件支撑。学生在线考试的形式反应积极，认为形式新颖、操作方便。目前，我们在过程测试中至少包含一次在线考试，平时的作业布置和提交也都通过在线网络进行，也就是说约40%的平时成绩是通过网络考核获得的。除此之外，网络课程还为教学提供了重要的支撑平台，这主要体现在两方面：（1）扩展了教学内容，丰富了学生的知识面。以往学生获得知识的渠道单一，枯燥的内容制约了学生的学习积极性。我们在网络课程中提供了大量的相关资料，包括文献、新闻、图片、视频等，充分延伸了教材内容，满足了学生多元化的学习需要；（2）提供了交流的平台。我们同样组建了学习小组，小组成员作为团队活跃在网络中。教师为各个小组布置了不同的讨论题目，有的作为作业成为考核的一部分。在网络环境中，学生拥有了充分的发挥空间和自由，能够以更加放松的心态融入到学习中。

生物医学工程专业电子类课程考核方式改革是新时期人才培养模式改革的重要组成部分。是在培养创新性人才的指导思想下进行的有益的探索和尝试。根据三年来的教学实践，改革获得了任课教师的支持，得到了学生的认可。我们所提出的综合型的过程考核思想正在切实地促进教学质量的提高。我们下一步的工作重点是继续深化考核方式改革，使其不流于形式并带动整个课程的建设，不断地提高教学质量和学生的综合应用能力。

参考文献：

[1]陈超敏，周凌宏，龚剑，等.新时期生物医学工程专业人才培养模式的改革与探索[J].中国高等医学教育，2005，（1）：22-23.

[2]张守华，叶亚林，腾理知，刘志成.医学院校培养生物医学工程人才的特点[J].中国高等医学教育，2003，（5）：59-60.

[3]陈其荣，殷南根.交叉学科研究与教育：21世纪一流大学的必然选择[J].研究与发展管理，2001，（13）：44-48.

[4]邹慧玲，董秀珍.美国优秀生物医学工程本科教育特点分析[J].中国高等医学教育，2003，（5）：6-9.

[5]董秀珍，邹慧玲，杨国胜.对生物医学工程学科的几点认识[J].医疗卫生装备，2003，（3）：3-5.

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    1临床医学工程专业课程体系的调整

    1.1医学院校临床医学工程应用型人才培养目标医学院校的临床医学工程应用型人才以医疗设备的全程技术管理、信息系统的维护、影像工程科等为主。通过4年专业学习,学生对于医疗仪器有比较深入的了解,侧重于理论的应用,能够对仪器进行基本的保养、维护和一般性维修;对于仪器的医学应用比较了解,在医生和仪器提供者之间起桥梁作用,承担部分仪器的高效使用、改造等任务。同时也可以成为医学仪器生产厂家的运行、维护、安装、研发等专业技术人才。

    1.2专业课程以原理为基础,兼顾应用坚持“重人品,厚基础,强能力,宽适应”的人才培养模式[5],接受先进的理论和技术。专业课程设置可分以下几大类:医学仪器与图像处理类,包括电路、数字图像处理、传感器等;微机原理以及应用类,包括单片机、计算机原理及应用、医学信息系统等;医学基础类,包括系统解剖学、生理学等;生物医学工程专业课程,包括生物力学、生物材料、医学传感器等。教学以“学为主,教为导”的方法,采取启发式、讨论式教学[6]。授课以原理为基础,不要求复杂的公式推导,但是要有定性的概念,例如超声探头高频低频的应用差别。由于设备更新换代很快,无需纠结于某个特定型号的设备并研究其具体功能,应概括性介绍医学设备的应用。开设理论教学与实地教学相结合,与医院合作,组织学生到医院参观学习,请相关业务人员介绍医疗仪器和系统的软件以及硬件设备,及其实际运行情况,使学生有更直观的认识。

    1.3引入医疗器械风险管理的概念,加强学生医疗风险意识在基础专业课程教学的同时,引入医疗器械风险管理的概念。表1为制造商对某设备风险的可能性评估。表格左列为危险的可能性分类,首行为危险的严重性分类,阴影区是可用性测试工程师优先考虑的内容。风险分为R1、R2、R3、R4、R5、R6等6个等级。医疗器械的风险管理贯穿于产品的整个寿命周期,在设备的使用过程中仍可能存在,因此医疗工程人员需要具有医疗风险意识。在教学中,引入医疗器械风险管理的概念,让学生了解医疗环境下多种因素都有可能造成医疗设备的使用风险,同时让学生感到学习临床医学工程在医院工作“有用武之地”。

    1.4以研带教,直观认识医疗风险在理论学习的基础上兼顾研究和应用,培养学生科研能力的同时,加深学生对医疗风险的认识程度。例如,我们对RFID标签在高磁场下应用的安全性进行测评[7-8],通过实验发现,13.56M无源RFID标签作为患者标识,在1.5T磁场下持续使用对自身安全正确使用没有影响,但是其可能影响核磁成像的信号及噪声水平,形成伪影,见图1。由此可见,通过简单的研究发现临床环境中风险因素随时可能被引入。开展创新性研究实验,在培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力的同时,提升学生对临床医学工程专业的兴趣,更有利于学生今后的择业意向。

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关键词：生物医学；测试技术；传感器

中图分类号：O6-33；G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0131-02

一、引言

面向生物医学工程专业开设《测试技术与传感器》是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容，集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等学科技术的实践性非常强的专业基础课。杭州电子科技大学生仪学院目前开设的《测试技术与传感器》课程的课程目的为系统论述测试系统及其基本特性；介绍测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用，以及传感器的发展趋势、选用原则等，它是实现测试与自动控制的重要环节，仪器专业的重要专业基础课，也是自控原理、智能仪器课程设计、虚拟仪器课程设计的基础。

二、存在问题

目前该课程的教学状况及存在的问题：（1）测试技术与传感器技术属于多学科交叉渗透课程，涉及电学、磁学、光学、化学等学科，对先修课要求较高，现有的教学内容，以教师课堂讲授为主，侧重于原理的介绍及公式的推导，学生看不见，摸不着，缺乏感性认识，容易出现枯燥、难以学好的感觉，加上很大一部分学生的学习主动性差，学习态度上不太重视，没有投入必要的精力和时间，直接影响教学效果。（2）现行传感器教材比较繁多，有的以传感器原理为主线，有的以过程参数测量为主线，但是很多教材都没有涉及新型传感器的理论知识及其应用，不利于学生拓宽知识面，不符合宽口径人才培养模式。（3）目前传感器课程的实验环节以验证性实验为主，主要使学生掌握常用传感器的使用和标定方法，以及相应传感器的测量转换电路设计。（4）课程考核方式一般是以考试为主，辅以作业、实验、考勤评价，这种考核方法很难激发学生的学习积极性和主动性，不能真实反映学生的学习能力、对知识的掌握程度及其专业应用能力。

传感课程教学方法研究大多是自动化、精密仪器专业中对该课程的教学方法研究。结合本专业优势，本文提出通过使用启发式教学、结合临床实际教学、结合多媒体等手段丰富教学方法，提高生物医学传感教学效果。这些方法对提高生物医学专业的传感教学提供了重要改进措施，对提高教学质量具有重要意义。改革和完善《测试技术与传感器》课程的教学模式，通过研究型教学，训练学生的高级思维能力和解决实际问题的操作能力，培养学生主动学习、独立学习与终身学习的能力，使学生具备一流大学本科生的素养，提高核心竞争力。

三、改革目标

1.本文拟从课堂教学模式、课程教材多样性模式、实验课教学模式等方面研究并探索出具有杭州电子科技大学生物医学特色的“测试技术与传感器”研究型教学模式，培养学生的高级思维能力、解决实际问题的操作能力、交流沟通能力，在大学学习结束后，离开校园和教师，具有继续自主学习的能力。

2.在以基本传感测试单元为框架的知识体系的基础上，收集整理基于生理学与工程应用或医学临床现象结合的传感学科交叉内容，为编写生物医学工程等工科专业适用的生物传感教材、论文等提供教学资料并制定教材理论体系框架。

四、具体措施

（一）课堂教学模式探索

1.教师课堂讲授重点为最核心的知识点，对具有迁移价值的学科基本原理进行阐述。讲授内容少而精，对重点、难点讲深讲透，引导学生多角度、深层次地理解基本原理，而对事实性知识点，则少讲或不讲；讲授内容宽而新，以学科的发展为大背景，了解课程基本原理在大学科中的定位，以及与学科最新发展的联系。

教学内容较多，面面俱到的教学难以完成教学任务，教学效果并不佳。根据传感检测特点和生物医学工程等相关专业的培养需要，设计该课程的课程体系以各传感器基本功能为主，尤其是电感、电容、电压、应变片、磁电式传感等章节作为教学重点和难点，其中的各个章节的应用与心电、脑电、肌电内容相关联，引入生物医学工程重要的研究领域――脑机交互，作为重点讲解；而光敏、气敏、热敏等章节内容相对简单，容易理解，不做重点讲解。因此，可据此分配授课时间，突出教学重点。

2.教师根据核心知识点，提出知识点总结分析归纳问题、实际应用相关问题等，由学生课程小组分别选择问题，课后参阅书本、资料，提出解决方案，并由课程小组代表发言，课堂展示并交流。

此外，在各个传感系统中识记结构部分内容琐碎难记，而生物医学工程专业对这部分内容的要求并不高，不要求掌握详细结构，在理解传感结构及工作原理的基础上，日后工作或科研中用到这部分内容时能够通过查阅参考书获得信息即可，课堂讲解突出章节纲要，对其中涉及的工程应用现象补充材料介绍。

3.课堂教学中，教师讲述研究课题开题报告基本格式及其具体实例，由学生自我提出学科感兴趣的实际问题，参阅相关资料和解决方法，模拟写作研究课题开题报告。为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在生物医学传感的教学过程中注意整理、添加与工程应用和医疗仪器的内容。比如，在讲解压电传感基础上增加相关的医疗应用讲解，如人工瓣膜、血压监测计等器件的工作原理内容；在讲解电感基础上，增加当前无创呼吸电感检测的原理等介绍，这些内容对激发学生兴趣、启发学生的创新思维具有重要作用。然而，这部分内容还比较零散，没有形成良好的体系，此外，目前还没有专门适用于生物医学工程等工科专业的生物传感生理学教材。在讲解医疗方向的应用时，要注意资料的收集、整理和系统化，不仅可以很好地服务于生物医学工程等专业的培养要求，还将对编写工科专业专用的生物医学传感教材提供课程资料和理论框架。

4.课程教材模式探索。课程教材采用开放性体系，教师围绕教学目标研读现行的先进教材的基础之上，为学生推荐至少2本以上国内外先进教材，包括英文原版教材，对应于不同核心知识点，引导学生学会知识点的寻找、分析、归纳、比较，并利用各种国内外文献网络进行最新相关进展的补充和学习。引导学生尽可能或完全避免学一门课程只读一本书的现象。

在课堂教学中，除了使用多媒体和板书进行理论教学之外，还有意识地利用网络公开课等引导学生的自主学习。在我校图书馆的视频资源中有国内外著名大学的视频公开课，利用这些强大的网络资源可以弥补课时少、课程任务重的矛盾。比如，在该课程教学中，原理介绍部分占课时较少，在对重点器件结构和系统课堂讲解的前提下，其中一些具体的设计内容布置给学生自学。除了缓解课时不足的矛盾，网络课程资源还可补充教学内容，加深学生对知识的理解。

教师发展学习平台中的相关传感课程讲述，由经验丰富的名师授课，通过网络观看可加深对理论学习的印象，还可激发学生的学习兴趣。不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，向学生示范了资料收集和获取信息的方法，提高了学生自主学习的能力。

（二）实验课教学模式探索

1.基础性实验：围绕测试技术与传感器的核心知识点，掌握传感器的基本原理及信号检测，这类实验主要属于验证性实验。

2.综合性实验：模拟生产或生活实际中的某一具体项目开展，学生可根据被测对象的不同选择各自合适的传感器，实验室配备电压表、电流表、指示灯、蜂鸣器、计数器等设备，用于学生自行完成线路的连接，也可根据学生的具体情况拓展知识点，综合性实验可在做的过程中让学生将学到的理论知识贯穿起来，整个项目采用3～4人为一小组的团队形式，以学生为主体，教师可适时地进行引导，循序渐进地实施项目，完成知识、技能和相关能力的学习。

3.提高性实验：对于提高阶段，我们将尝试结合虚拟仪器实验平台，虚拟仪器技术是仪器智能化发展的一个重要方向。我们增设实验内容要求学生采用软件LABVIEW或VB、VC等作为开发工具，设计直观友好的用户交互界面。如有可能还可根据检测分析的结果产生相应的输出控制信号。

4.除了实验教学，在与医疗仪器相关的脑机交互研究方面还可成立大学生科研活动小组，开展多种课外科技活动。其中申请者是该科研活动小组的指导教师之一。结合该课程的教学改革，拟吸收对生物医学方向感兴趣的同学加入，主要以观摩实验和学习实验方法为主，在活动参与中激发学生专业兴趣、促进专业学习。

五、总结

本文针对面向生物医学工程专业开设的《测试技术与传感器》课程当前存在的问题，结合生物医学专业学科交叉特色，提出了相应的改革目标和措施，使学生能自主使用各种通用传感和专用医疗仪器平台，灵活选择信号分析方法，加强对仪器平台分析的能力和对结果的理性认识，发挥该课程的实践性优势。通过施行开放式的《测试技术与传感器》课程教学模式改革，注重实验知识的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增强学生的自主性与参与性，培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型的“医工结合”型储备人才。

参考文献：

[1]杭州电子科技大学教务处.生物医学工程专业及医学信息工程专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划，2011.

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关键词：高校；独立学院；特色专业建设；人才培养

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0146-03

特色是高等学校的生命线，特别是作为民办独立学院的我校，只有走特色发展之路，才能适应社会经济发展、高等教育发展和中原经济区建设的需要。专业建设是高校最重要的教学基本建设，决定着人才培养的格局与办学水平，是提高教学质量和科研水平的关键，也是一项长期战略任务，对高校的改革与发展具有深远的影响[1，2]。特色专业是高校的一面旗帜，特色专业建设也是高校特色发展的重要组成部分[3]。高校的特色专业可以概括为：充分体现学校办学定位，在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面，具有较高的办学水平和鲜明的办学特色，获得社会认同并具有较高社会声誉的专业[4，5]。因此，在准确定位的前提下，我校特色专业建设的目标是“以质量求生存，以特色求发展”，同时坚持“科学、创新、示范”的建设原则，不断增强特色专业建设的质量和水平，并以特色专业辐射和带动其他学科专业的建设和发展，促进我校、院整体办学水平的不断提高。本文对新乡医学院三全学院生命科学技术学院特色专业建设进行了探讨，以期为我校、院专业建设提供参考。

一、我院专业设置概况

我院现有生物技术、生物工程和生物医学工程三个本科专业。生物技术是由多学科交叉形成的综合性新兴学科，具有基础性强、涵盖范围广、涉及领域宽等特点，是21世纪生命科学领域的核心科学技术，更是我国中长期科学技术发展规划纲要中优先发展的学科之一。生物医学工程是综合生命科学与工程技术的理论、方法和手段，依靠理、工、医紧密结合，促使理工学科与医学相互渗透、相互交叉的一门新兴学科，也是本世纪最具发展潜力的学科之一。生物工程是运用生物学、化学、工程学等基础学科的基本原理，并与机械、电子、材料、医学等多学科相互交叉、渗透、融合而发展起来的新兴工程技术学科。我院于2005年设置生物技术和生物医学工程，2008年又增加了生物工程专业，现有学生300余名。

二、我院特色专业建设优势

我校是河南省唯一一所西医类独立学院，医学专业已经具有了良好的社会声誉，这一特色优势为我院的生物技术、生物医学工程和生物工程三个医学相关专业医药特色建设奠定了坚实的基础。同时，我省开设生物技术和生物工程的二本及三本院校，如河南大学、河南师范大学、河南农业大学等，专业大多是涉农方向，而开设生物医学工程专业的院校还不多，这就为我院建设医学特色生物技术、生物工程和生物医学工程专业提供了宽松的外部环境。另外，新乡医学院生命科学技术学院已经积累了丰富的专业建设经验，生物技术和生物医学工程均为省级特色专业，这些经验是我院特色专业建设的有力支撑。

三、我院特色专业建设目标

特色专业建设要有明确的目标，才能保证各项建设工作的有序开展。根据发展规划和准确定位，同时兼顾科学性、创新性、前瞻性和示范性等原则[6]，我院特色专业的建设目标确定为适应社会发展对人才的需求，发挥已有的医学专业优势，办出医学特色，使我院专业建设与人才培养紧密结合中原经济区建设、高等教育发展和国家经济社会发展需要，同时为我校其他专业建设和改革起到示范和带动作用。

四、我院特色专业建设模式

1.构建具有生物基础和医药特色的人才培养方案。人才培养方案是实施人才培养的指导性文件，是开展各项教学活动的基础，是组织实施教育教学活动的依据，对人才培养质量具有重要的导向作用[4，5]。以我校人才培养方案修订工作为契机，改革课程和时间教学体系，构建了具有生物基础和医药特色的生物技术、生物医学工程和生物工程人才培养方案，为我院特色专业建设奠定了坚实基础。（1）凸显生物科学与医药融合的课程体系。结合教学实践对课程设置和教学内容进行改革，科学合理安排必修、选修课程。对于生物技术、生物工程专业，课程设置以生物科学为基础，将细胞生物学、微生物学、细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等列为专业必修课；选修课程多设置医药相关课程，如生物技术制药、医学遗传学、医学免疫学等。这样既可以保证学生的理论知识、实践能力和综合素质培养的要求，又可以充分利用我校已有的优质医学教育教学资源，体现生物科学与医学、药学的紧密结合，办出生物技术、生物工程专业的医药特色。在生物医学工程专业课程设置中，将专业基础课分成医学基础、电子学基础和医学仪器三大部分，注重教学内容的更新，打破不同学科课程间的壁垒，把理、工、医多学科的交叉与相互渗透反映到教学内容中。优化教学方法与形式，采取灵活多样的指导、启发、讨论式教学。如：充分发挥网络的作用，开展网络教育。新乡医学院和我省多数高校都已经加大了网络示范课程的建设力度，一批精品课程及优秀教育教学资源正在通过网络为广大学生服务。借此平台，学生学习的自主能动性极大提高，师生互动沟通的灵活性和及时性得到了有效保证，同时解惑答疑之余探讨科研及教学管理的积极性空前高涨，教育教学效果明显改善。因此，我校、院也于今年启动了网络示范课程建设，课程平台已搭建完成，一大批优质教学资源也已上传网络供师生共享，如细胞工程网络示范课程，有效促进了我院的教育教学效果和特色专业建设。（2）强化生物基础与医药特色的实践教学体系。实践性强是我院各专业的典型特点，为提高学生动手能力，培养出创新性应用型专业人才，突出实践性教学也是我院专业建设的主要特色。第一，强化实验室教学，整合实验教学内容，将其分为基础实验、专业实验两个层次和几个系列，避免了实验内容的交叉重复，使其更加系统和符合客观规律，知识结构更加合理。第二，以指导学生毕业设计（论文）为基础，设立科技活动小组，尝试开放实验室，让学生参加教师科研项目，同时举办实验技能竞赛等活动。第三，不断加强、扩充校外实践教学基地与实习基地建设，尤其是以双赢实习基地为平台创新生产实习教学，如：加强我院生物技术、生物工程专业的野外经济动植物实习和生物医学工程专业的金工实习及与“驼人集团”的合作等。通过强化实践教学体系，全面培养和提高了学生的观察能力、动手能力、实践能力以及思维能力、综合分析能力和解决问题能力。

2.深化改革，探索“多样化、实用型”的人才培养模式。人才培养模式是高校为学生构建的知识、能力、素质结构，以及实现这种结构的方式，它从根本上规定了人才特征，集中地体现了教育思想和专业的人才培养水平[6]。作为三本院校，我院特色专业建设始终重视人才培养模式的创新，把“厚基础、宽口径、强实践、重创新、高素质”作为人才培养的基本原则，把“满足学生考研、就业和用人单位需要”作为教育教学工作的出发点和落脚点，不断激发学生的创业精神、创造品质和创新意识，构建“多样化、实用型”的人才培养模式。

3.加强教师队伍建设。“治校兴业，人才为先；治教兴学，惟在得人”。高素质教师队伍是特色专业建设的基础和根本保障，近年来我院狠抓教师队伍建设，在人才聘任和引进方面向特色专业倾斜，在人员配备方面向特色专业靠拢，在人才培养和培训方面向特色专业侧重，收到了良好的效果。同时，我院充分利用新乡医学院的优良师资和各种有利条件，对专职教师进行理论及实践教学能力的培养，使他们不仅具备较强的专业理论素养，在实践操作技能教学方面也成为能工巧匠，切实提高教师队伍的专业素质。

培育高校专业建设的鲜明特色，不仅是全面提高人才培养工作过程中的一项必要工作，而且是打造学校核心竞争能力的重要途径[7]。面对竞争日益激烈的外部环境和人才培养工作的新形势、新要求，我校应以自身专业、资源为基础，以市场为导向，优化学科配置，构建完善的人才培养体系，打造具有三全学院特色的品牌专业，从根本上提升我校的核心竞争力！

参考文献：

[1]刘彬让.试论高等学校的特色专业建设[J].高等农业教育，2008，（03）：47-49.

[2]龙石银，曹朝晖，田英，等.生物技术省级特色专业建设的探索与实践[J].基础医学教育，2011，13（10）：903-905.

[3]龙石银，张彩平，乔新惠，等.医药特色生物技术专业人才培养模式的实践[J].基础医学教育，2012，14（1）：29-31.

[4]刘德胜，张树平，代现平.医学院校生物技术国家级特色专业建设的探索与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2011，（2）：79-81.

[5]王元元.加强特色专业建设？摇提高人才培养质量[J].中国高等教育，2008，（17）：26-28.

[6]牛国庆，王海娟.对高校特色专业建设的思考[J].河南理工大学学报（社会科学版），2009，10（2）：229-332.

[7]宋毅，蒋达勇.加强特色专业建设？摇培养适应社会需求的人才[J].中国高等教育，2008，（13）：32-25.

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关键词 机械制图 生物医学工程 教学方法

中图分类号：G642文献标识码：A

0 引言

生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)专业是涉及生物学、医学、工程学等多门学科的新兴专业，其目的是培养具有复合型知识结构，具备医学与工程技术相结合的初步科学研究能力，能在各级医院临床第一线配合医护人员从事医疗仪器设备的实际操作及维护、管理、研究、安全检测等技术支持工作的实用型高级工程技术人才。随着医疗卫生事业在中国的蓬勃发展，生物医学工程专业在各地医学院校陆续开设。《机械制图》是所有工科专业的主干课程之一，也是生物医学工程专业的一门专业基础课，它是培养学生具备一定的绘图和读图能力，启发并培养学生的空间想象能力，为后续课程的学习及为以后接触医疗仪器设备的实际操作、维护、设备设计等打下坚实的基础。

1 生物医学工程专业《机械制图》课程教学过程中存在的问题

首先，和理工科院校的学生不同，我校生物医学工程专业的学生在学习《机械制图》课程之前没有接触过与绘图相关的其他课程，如画法几何、制图基础、计算机辅助绘图等，也没有参加过金工实习，因此在空间想像能力和绘图功底上不如理工科学生。其次，《机械制图》本身是一门实践性很强的技术基础课，主要研究的是点、线、面及其空间几何形体与其投影之间的对应关系。在教学中，我们发现学生上课听课较认真，也能够跟得上老师的思路，但是课后作业情况不是很理想。学生普遍反映作业难度较大，要花大量时间思考并完成作业，有时还无法独立完成，由此产生了畏惧心理，久而久之失去了学习该课程的兴趣，认为自己学不会了而放弃对这门课程的学习。再次，工程图样是工程界用于技术交流的“语言”，因此要符合《技术制图》国家标准，图纸有多大，图框怎么打，字体怎样写，图线如何画，甚至是每个符号代表什么含义都有明确的规定，这就要求学生在作图时要认真细致，严格遵守制图的国家标准，来不得半点马虎，也没有自由发挥的余地，这些对初学者来说是比较困难的，学起来也很枯燥乏味。再加上有些同学自身基础比较薄弱。就拿我校生物医学工程专业的学生来说，民考汉学生占班级人数的1/4左右，部分学生来自于较为偏远的农村。故而在《机械制图》课程的教学上如何采用灵活的教学手段切实的提高学生的学习兴趣，提高课程的教学质量成了当务之急。

2 制图课程教学内容和方法的探索与改革

2.1 充分了解学生，合理制定教学大纲，调整教学内容

作为理工科专业的一门公共基础课程，机械类学生和非机类学生对《机械制图》课程的教学目标是不同的。就我校生物医学工程专业的学生来说，主要是让学生学习国家制图标准的一些基本规定和正投影法的基本理论；能够识读、绘制简单的机械图样；学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。根据教学目标，我们设定总教学参考学时为64学时，其中理论48学时，实验16学时。实验部分主要介绍AutoCAD软件常用命令的使用，使学生学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。

2.2 改变传统的板书教学模式，采用多媒体计算机辅助教学

传统的制图授课方式，主要是通过粉笔+直尺+圆规方式在黑板上进行演示性教学，有些院校也会借助实物模型和挂图进行辅助授课。这种教学方式虽然能给学生留下较为深刻的印象，但是尺规绘图会花费大量时间，模型和（下转第98页）（上接第82页）挂图又缺乏动作和连续性，难以满足现代教学的需要。多媒体计算机辅助教学，将传统的课堂教学内容与多媒体技术和计算机辅助教学技术相结合，集文字、图形和动画等多种信息于一体，形成一种全新的现代化教学系统。①如教师在讲解点、线、面的三面投影时，可以利用AutoCAD、PowerPoint等软件，将它们的三面投影用多种色彩的线条绘制出，并通过动画制作，将投影的作图步骤一步一步地演示给学生，使之产生动态效果，既增加了直观性，又活跃了课堂气氛；在讲解机件的图样画法时，可以利用绘制出的三维立体图，将抽象的制图教学具体化，帮助学生建立空间概念，丰富空间想象能力；在讲解螺纹紧固件及常用件章节时，还可以对零件的加工过程进行动态仿真演示，以帮助学生理解，提高学生的学习兴趣，达到帮助学生掌握知识的目的。

2.3 将机械制图与计算机辅助绘图有机融合

在传统的教学中，《机械制图》与《AutoCAD》这两门课程是相对独立、分开授课的。②这种教学方法存在很多弊端，如课时量加大，内容讲解重复等。我校生物医学工程专业的学生，所学课程科目较多，不可能同时开设《机械制图》与《AutoCAD》两门课程。为了在有限的课时里，既让学生掌握读图画图的基本方法，又能跟上时代的发展需要，掌握计算机绘图的基本技能，根据学生的实际情况，我们采用将机械制图基础知识的传授与AutoCAD软件介绍有机融合，在对教学内容进行优化重组的基础上对教学内容合理组织，使两门课程的内容相辅相成，相互促进，相互结合。既提高了教学效率，改善了教学效果，又提高了学生的学习兴趣，学习效果。如在讲解《技术制图》的基本规定时，让学生用AutoCAD软件根据国家图纸图幅标准的相关规定，绘制出带有图框线、标题栏、明细栏的A1图纸模版；在讲解图线的型式及应用时，引出AutoCAD软件中“图层”的设置与意义；在讲解基本体的三视图时，让学生学会使用AutoCAD基本绘制命令：点、线段、圆弧等绘制三视图；在讲解立体表面的交线时，汇同基本编辑命令进行介绍；在讲解尺寸标注时融入AutoCAD尺寸标注的设置；在讲解机件图样的画法章节时，融入图案填充等命令；在讲解标准件和常用件章节时，融入块和属性的操作；在讲解轴测图章节时，融入三维建模的相关知识。

2.4 加强课外实践，巩固课堂知识

《机械制图》是一门实践性很强的课程。完成一定数量的习题和作业，是巩固基本理论和培养绘图、读图能力的保证。③在制图课程的学习过程中，我们不仅要求学生在课堂中认真听课，积极思考，还要求学生利用业余时间完成相关的习题作业，以加深对教学内容的消化理解。同时，为了解决学生在学习过程中遇到的问题，每学完一章节后，我们会安排特定的时间对学生进行答疑。在答疑过程中，采用互动教学方式，鼓励学生积极参与解答，以加深对知识点的理解和巩固。

3 结束语

教学实践证明，在保证完成制图课程教学任务的前提下，科学合理的安排教学内容和进度，采取灵活多样的教学方法，可以提高学生的学习兴趣，增强学生的实践能力和严谨的科学态度，使学生基本具备一定的读图能力和空间想象能力以及计算机绘图的操作能力。

注释

① 张淑娟.工程制图课程的多媒体计算机辅助教学[J].山西农业大学学报(社会科学版),2004.3(4)368-369.

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生物材料产业概况

生物材料的定义

生物材料也叫生物医用材料，是一种植入生命系统内或与生命系统相结合而设计的物质，它与生命体不起药理反应。主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查及治疗疾患等医疗、保健等领域，能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能或能恢复缺陷部位，其作用药物不可替代。

生物材料的发展已经有非常长的历史，自人类认识了解材料起，就有了生物材料端倪。有学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点，将已有的材料分为三代，它们各自都有自己明显的特点和发展时期，代表了生物医学材料发展的不同水平，如图1所示。

生物材料的分类

当今社会医学水平的提高以及人类生活质量的改善，大大促进了生物材料的发展，生物材料应用广泛，品种众多，根据不同的分类标准，生物材料可以分为见表1。

Two

国内外生物材料产业发展现状

生物材料产品的研究与开发不仅具有巨大的经济效益又兼有重大的社会效益。随着人类文明进步以及经济的快速增长，人类更加注重生活品质，更加注重康复和保健，这给予生物材料产业庞大的市场。与此同时，交通工具大量涌现，生活节奏加快，这给疾病、自然灾害、意外事故的发生提供了温床。因此，发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。

国际生物材料产业发展现状

国际社会日益重视生物材料的研究与产业发展。生物材料的研究和产业化对社会和经济的重大作用正日益受到各国政府、产业界和科学界的高度重视，其研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划，并迅速成为国际高技术制高点之一。美国国防部将生物材料列入5 种高技术关键新材料发展规划。德国、日本、加拿大、法国、澳大利亚及韩国等国家和地区纷纷公布自己的生物材料研究计划及巨额投资来吸引人才或引导投资，以期能够在此领域内的世界性竞争中占一席之地。目前，美国、西欧、澳大利亚和日本均组建了10余个高级别多学科交叉的国家生物材料与工程中心。

生物材料产业的经济地位日益提高，有望成为本世纪世界经济新的增长点。近年来，世界生物材料市场发展势头更为迅猛，其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。全球生物材料市场规模迅猛扩张，其中1995年至2010年期间，全球生物材料市场规模增长了19倍，达到了4000亿美元。

就市场需求面而言，主要市场增长动力来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升，也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。预计在不久的将来生物医用材料及其制品产业成为本世纪经济的一个支柱性产业。

国内生物材料产业发展现状

我国生物材料产业起步于上世纪80年代初期，到现在为止，仍然属于起步阶段。我国生物医用材料研制和生产迅速发展，初具规模，已经成为一个新兴产业，总产值的增长率远高于国民经济平均发展速度。从上世纪90年代到2011年，我国生物产业年均增长均超过20%。然而，我国生物材料产业所占全球生物材料市场份额较低，最高时仅占2%左右。

我国生物材料发展起步晚，发展基础薄弱。由于我国生物材料研究和产业化起步较晚，导致我国在生物材料市场全球竞争中失去先机。目前，我国生物材料企业产品没有自己的专有产品和自主知识产权，生产的产品大都属于在国外技术非常成熟且国外厂商并不愿意生产的初级产品。同时由于生产技术装备、管理与操作工素质等因素，导致目前我国生产的生物材料质量一直处于中低档水平，鲜见有高质量的国产生物材料。由于我国生物材料质量问题，我国生物材料与制品约有70%～80%需要进口，且我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%。

我国政府日益重视生物材料产业发展。2006年国务院的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》不仅将生物技术作为科技发展的5个战略重点之一，同时在基础研究等方面也给予了高度重视。2010年9月通过的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将生物产业列入战略性新兴产业，并明确指出要求“加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化，促进规模化发展”。在2011年7月科技部的《国家“十二五”科学和技术发展规划》中第四部分“四、大力培育和发展战略性新兴产业”也明确指出要大力发展包括生物材料在内的生物产业。

我国生物材料产业市场前景广阔。据民政部门报告，我国现有的肢体不健全患者已超过1500万个，其中肢残患者约800万个；由类风湿引发的大骨节病患者有数百万；冠心病患者已超过1000万个；白内障盲人约500万个；牙缺损和牙缺失患者高达3亿～4亿人；肝炎病毒携带者1.2亿人；心血管病患者2000万人；需计划生育的育龄妇女2000万人；伴随人口老龄化（60岁以上的老年人口已达1.39亿人，约占全国人口的10.69%） 的骨质疏松患者7000万人；每年由于疾病、交通事故和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近1000万人；需要进行颅颌面等整形的人数有数千万人。这还不包括数目庞大的各类软组织、血液和器官疾病患者人数。

上述疾病的治疗均需要生物材料，从而为生物材料产业创造了巨大的市场。据统计，仅2008年，包括生物材料在内的生物行业总产值就已经突破8000亿元人民币。在“十二五”发展热点研讨会上，中国工程院院士张兴栋表示，生物医学材料的技术和产业都处于起步阶段，并在不断变革之中，我国生物医学材料市场正处于“井喷”前夕，前景比较广阔；保守估计，到2015年，将实现销售额200亿美元，同期国际市场份额为6.2%，带动相关产业收入将达600亿美元。

Three

滨海新区生物材料产业发展现状

滨海新区生物材料产业技术研发能力不强、产业基础薄弱，尚处于起步阶段。但关联产业如生物医药、新材料均是滨海新区核心产业，有一定的产业基础；南开大学、天津大学以及生物医药联合研究院等科研实力雄厚的教学与研究机构在生物医药、新材料等领域都有很强的科研实力，这对滨海新区今后发展生物材料产业提供了可能。由此可见，虽然滨海新区发展现状不尽人意，但是具有很大的市场发展潜力。

滨海新区研发能力不强，研究领域处于空白

根据布局在滨海新区的研究院所、高等院校等创新机构的研究方向发现，滨海新区虽然拥有国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究院以及天津科技大学等生物领域的研究与教学机构，但对于生物材料或生物医学工程相关的研究基本处于空白。虽然南开大学和天津大学在生物材料领域科技成果产出较多，有较强的科研能力，但相关研发团队基本分布在市内的校区，辐射滨海新区的能力有限。

产品结构单一、企业数量偏少

滨海新区拥有生物材料领域的企业较少，产品结构单一，企业分布也较分散，没有形成完整的产业链。天津世纪康泰生物医学工程有限公司（原天津泰达生物医学工程股份有限公司）和天津国韵生物材料有限公司是滨海新区为数不多的生物材料公司。世纪康泰主要产品为人工晶体系列产品，而国韵生物材料主要产品则是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羟基烷酸酯（PHA）及其应用产品，虽同属滨海新区但产品相关度低，再加上滨海新区相关企业稀少，无法形成有力的产业发展合力。

政策支持乏力，滨海新区相关政策处于真空状态

天津市有关支持生物材料发展的政策，仅有《天津市中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，在生物医药及工程技术领域提到“医用纳米生物材料与技术，骨科植入材料和医用塑料技术与产品；”和新材料和纳米技术领域中提到“生物医学材料重点发展可控生物降解材料，具有天然生理功能的人工器官和组织工程材料，环境响应医用材料，研究材料的生物相容性及其评价方法。”，后续具体的支持政策没有出台，仅停留在规划层面。甚至在滨海新区十二五规划中也没有体现支持生物材料产业或生物医学工程领域发展的相关内容。

Four

滨海新区应对策略

结合滨海新区生物材料产业发展所面临的起步晚、研发能力不强、产业基础薄弱等问题，提出以下建议。

加强原始创新研究，重点突破

当前，滨海新区生物材料领域原始创新能力偏低，原始创新研究成果稀少。为改变这一局面，建议一是根据“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”科技工作的指导方针，以市场需求为导向，选择具有一定基础和优势、关系国计民生的关键领域，从滨海新区企业的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。二是积极推进企业、高校、科研院所的“产、学、研”合作，结合实际形势，积极研发新产品，推动产品升级换代，提高产品附加值。

整合研究机构，协同创新

根据研究基础、领域需求，整合研究机构和共享研究资源，避免散兵游勇独立作战，既可以避免重复研究，使科研长期处于低水平，也可以促进资源共享，提高研究水平，开发出更多附加值更高的产品，共同推动研究工作健康发展；理顺、构建材料合成与选择、体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验流程，避免因好的材料由于各种试验不能按计划完成导致无法报批形成产业化而造成不必要的损失；严格、规范和简化报批程序，鼓励跨领域、跨学科的科技人员协同创新，重视基础研究和应用研究的衔接，重视技术集成。

注重科技招商，填补空白

针对滨海新区生物材料领域产业基础薄弱、技术创新能力不强的问题，滨海新区应加大科技招商工作力度，以填补产业和技术空白为目标，以国家生物医药国际创新园、天津国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究、天津科技大学等创新机构和滨海新区生物医药科技企业孵化转化载体、科技园区、科技企业孵化器、大学科技园等招商载体为招商引智平台，有针对地吸引技术能力突出、产品竞争能力强的生物材料企业和海内外高端人才来滨海新区落户，以期可以填补滨海新区产业技术空白，加速滨海新区生物材料产业全链条的形成。

整合社会资源，推动科技成果在滨海新区转化

建议由合适的组织或机构搭设风险投、融资平台，健全、完善风险投资体系，结合生物材料产业化须经历小试、中试、工业试验、市场开拓、 垄断期生产、稳定生产期和衰退期等7个阶段的特点全程跟踪，积极促进技术创新与成果转化；加大共性技术研究与共享，尤其是重大攻关技术。重视高水平公共技术平台建设，成立生物材料技术研究、开发的国家级、市级的公共技术平台、合作研究平台和技术转化平台以及人才培养的基地。

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一、生物专业分类

生物学专业是有着较长历史的专业之一，人们在生物学的基础上，通过不断与其他学科相交又而诞生了很多新的专业，比如生物科学、生物技术、生物工程、生物化学、生物信息学、生物医学、食品科学与工程、海洋生物科学、海洋生物工程、畜牧生物等。

为了便于对这些专业进行区分，大致把他们划分成如下六类：

第一类生物科学专业

生物科学专业旨在培养具有扎实的生物科学理论基础，掌握本学科的基本理论和基本技能，具有一定的科学研究能力和创新精神的生物学专门人才。

第二类生物工程专业(相近专业：生物技术专业、生物工艺专业)

生物工程也叫生物工艺、生物技术，是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料。例如，基因重组技术、DNA和蛋白质序列分析技术、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、染色体工程等工程的诞生和发展，已在工业、农业和医疗卫生等方面得到了广泛应用，并取得许多突破性进展。

第三类生物信息学专业(相近专业：基因信息学专业)

生物信息学是近年来发展并完善起来的热门交叉学科，最初常被称为基因组信息学。生物学是生物信息学的核心和灵魂，数学与计算机技术则是它的基本工具。广义地说，生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物学数据的一门学科。

第四类生物食品专业(相近专业：食品科学与工程专业)

生物食品专业是培养具有化学、生物学、食品工程和食品技术知识，能在食品领域内从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的高级科学技术人才的学科。

主要专业课程：生物学、生物化学、分子生物学、生物统计学、数据库、计算机软件基础、生物信息学、蛋白质组学、基因芯片技术、生命系统建模等。

第五类生物医学工程专业(相近专业：医学生物技术专业)

生物医学工程是综合生物学、医学和工程技术学的交叉学科，也是运用自然科学和工程技术的原理与方法，研究与揭示人体的生命现象，并从工程角度解决人体医疗问题的一门综合性高技术学科。生物医学工程专业是目前国际上发展极为迅速的交叉学科和边缘学科，旨在利用现代工程技术的手段解决生物医学上的检测、诊断、治疗、管理等问题以及进一步探索生命系统的各种运动形式及其规律性，是21世纪生命科学的重要支柱，共有21所高校开设了生物医学工程专业。

主要专业课程：模拟与数字电子技术、微机原理、数字信号与处理、工程生理学、医学成像与图象处理、生物传感技术、细胞生物学、生物化学、遗传分子生物学等。

第六类海洋生物技术专业(相近专业：海洋渔业科学与技术专业、水产养殖专业等)

这类专业培养具有坚实的现代海洋生物科学和现代生物技术基础知识和基本技能的人才。他们能在科研、生产及教学等部门从事海洋生物基础理论研究、高新技术研究和生物制品开发及相关管理。

主要专业课程：细胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、生物技术大实验、生物信息学、发育生物学、发酵工程设备等。

二、专业学习的苦与乐生物学是一门涉猎多种基础学科的专业，在大学期间需要学生学习多种基础型学科，如：高等数学、无机化学、有机化学、生物化学、物理、英语、计算机等等，几乎涵盖了理工科的全部基础学科。

不过，大家不要被以上这些艰涩的数理化英课程吓到，当你接触到生物专业课时，一个色彩斑斓的趣味世界就此向你敞开。通过动物学的课程，你会感叹造物主的神奇，从最低等的原生动物到最高级的哺乳动物，每个物种都有其独特的适应自然界的特点。学了微生物，你便了解了冬虫夏草为何又是虫又是草，也学会了如何在没有冰箱的情况下保存食物。在遗传学课堂上，你可以跟同学们热烈探讨转基因食物到底是好是坏，先有鸡还是先有蛋。等你了解了分子和细胞学之后，你便可以和朋友们侃侃而谈，人为什么会生老病死。

作为一门实验学科，除了理论知识的学习，生物学还要求很强的动手能力。化学是生物的基础，在一开始的各种化学试验中，要求大家能够精确地配置试剂，调节pH值，在茶叶中提取咖啡因，在杂质中提炼萃取某种纯净物……当然，最让其他专业同学羡慕也最受同学欢迎的是各种生物大实验。比如动物学实验：同学们总是一边内心默默为那些为科学献身的小动物们垂泪哀悼，一边又摩拳擦掌跃跃欲试：“庖丁解牛”一般地解剖蝗虫并临摹它的各种器官；亲手淹死了一只白鸽，然后再给鸽子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用电流刺激破坏了脑神经的青蛙尸体观察反应……植物学实验，制作豌豆根尖的压片标本，再在显微镜给它们画一幅写真。除此之外，生物学专业还有为期一周左右的野外实习，同学们会进入某一个自然保护区，在与大自然亲密接触的同时，也不忘了利用自己的专业知识，分析当地的生态状况和资源，采集制作各种动植物标本，最后汇总成一份图文并茂的实践报告。

一个生物学家，一定是一个兼具动手动脑能力的博物学家。作为小小的生物学子，经过几年的科学训练，你rE--定成为了朋友圈中的Mr，Knowall。

三、就业与发展

据调查了解，生物学毕业的同学大致上可以有几个方向去发展。

1.读研与出国

生物学快速发展的特点决定了对它的研究在大学四年期间的学习是远远不够的。因此，生物专业毕业生选择继续深造的比例比其他专业要高出很多，这也是生物学本科就业率低的部分原因。在很多“985”院校的生命学院，保送研究生甚至保送硕博连读的比例也相对较高。另外，生物专业也一直是最容易出国的热门专业，拿奖学金也相对容易。

2.公务员或者事业单位

在报考公务员和事业单位时，生物学专业的选择面确实相对比较窄，但仍然有一些不错的选择。比如待遇较好的药检所和疾控中心，这两个单位一个与药厂发展息息相关，一个主管公共卫生事业，都是国家非常重视的单位。

另外，高校和中学也是属于事业单位，毕业后留校发展或到中学任教也是不错的选择。高校内有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、组织免疫所、生殖中心之类，一些中小学的自然或生物老师，本

科生便可以胜任。

3.投身科学研究行业

生物专业可以到各大企业从事与生物技术有关的应用研究和技术开发，大致有三个方向。

外企：在中国设立了研发中心的知名外企，一般是医药企业和日化企业，比如拜耳、宝洁、高露洁等。他们的职位多是进行高端研究的，设备精良，待遇丰厚。

国企：中粮基团下属的中粮研究院，有涉及转基因研究、微生物发酵、生物能源研究这几类：中烟工业，评价烟和研究烟产品。中国生物技术公司。是我国历史最为悠久的从事疫苗和血液制品研究及生产的专业机构，据说里面的研究掌握着中国的生物产业发展方向。

私企：有人说，一个硕士拿着一叠自己的简历去广州科学城转一天，肯定能找到工作。这里的私人生物企业或者是合资企业数不胜数，一般选择专业对口的毕业生。其中发展迅速和规范较大的要属华大基因，它是中国最大最先进的基因测序公司，也为很多高校学生提供奖学金和各种实习就业机会。

4.非研发的技术支持岗位

如果你不愿意做实验，还有很多生物技术公司的非研发岗位可供选择。生物技术公司是专门为生物学研究服务的企业，他们提供科研所需的各种高科技仪器、试剂以及其他的专业实验。这类公司的非研发岗位包括销售代表、技术支持、市场专员、客服代表、工程师等。这些岗位要求从业者具备生物专业背景知识以及良好的沟通能力。

四、报考指南

开设生物类专业的院校有两百多所，大致可以按综合性大学、师范类院校和特色专业院校分类。

作为理学的一个重要门类，生物学在综合性院校往往能得到较好的发展。国内顶尖水平的国家重点学科数量，被当作衡量高校科学研究实力的最关键参数之一。而雄厚的财力是与科研实力成正比的，所以我国首批评选的生物学一级重点学科，就包括清华大学、北京大学、复旦大学、武汉大学这几所著名高校。另外。四川大学，中山大学，浙江大学，上海交通大学等老牌高校也有生物学二级重点学科。

作为理学类的基础性学科，生物学专业在师范类院校的开设比较普遍。在全国217所招收生物学硕士研究生的大学中，师范类院校占了36所。师范院校一般以培养生物学教师为主要目的，但随着大学生就业市场的开放，一些实力较强的师范院校开始培养科研技术人才，其中优势学科单位有5所，分别是东北师范大学、北京师范大学、华东师范大学、湖南师范大学和南京师范大学。

由于主要学科与生物学的联系紧密，一些农林、医科、海洋等专业院校也会招收生物学专业的硕士研究生。这些院校的生物学专业极具特色，在与主要学科的交叉中获得了良好的发展。比如中国农业大学、西北农林科技大学、首都医科大学和中国海洋大学，就是其中的佼佼者。

另外，国家在一些重点高校中还设立了生物学基地班，全国只有19个，属于国家理科基础科学研究和教学人才培养基地。基地班实行“本―硕―博分流连读制”，经费方面有专门拨款，在实验条件、导师设置和保研名额上都有政策的倾向性，所以门槛也相对较高。

篇10

细胞发生物理力学性能上的改变最终使得细胞分裂失控，结果便是这些分裂失控的细胞出现较低的死亡率，导致恶性肿瘤的增长。该研究发现是目前唯一一种从物理学的角度分析肿瘤的发病原因。该论文已经发表在最近出版的《物理评论快报》上，该期刊由美国物理协会创办。

博士后研究生保劳格帕尔克对该研究评论为：到目前为止，关于癌症的研究都集中在生化角度，为了寻找解决与生化致癌相关的各种相互依存的诱发因素，我们将焦点集中在较不“显眼”的细胞机械因素方向。这是一种新的针对癌症诱发因素研究方法。然而，研究人员在区别癌变细胞与正常细胞过程中发生了怪异的相似性，比如在细胞的机械强度和粘附性方面，癌变细胞之间表现出与正常细胞迥然不同的特点。

这些特点也是研究人员区别癌变细胞与正常细胞的方法，其同样也类似于以前观察癌变细胞时的分类法。根据研究人员介绍：癌变得细胞较健康的细胞显得更加柔软，这就意味着当这些柔软的癌变细胞被较硬的正常细胞所包围时，前者就会变得更紧实，不易扩散。但是，当相邻的癌变细胞数量增加时，来自正常细胞的较硬表面“对抗力”就出现了降低，这时候癌变细胞“趁机”松弛下来，扩大自己的表面积，以便覆盖更大的区域。拉伸的细胞可以提高自身的增值能力，并降低了细胞死亡的概率。

该研究小组的研究人员通过精确的计算模型复制了在一个组织内细胞的生命周期，便于观察细胞机械性能的改变如何对细胞的行为产生影响。在实验开始前，研究人员确定在这个健康的组织内有相同机械性能以及粘附性的细胞，然后在组织中心将一些细胞软化，结果显示只要软化的细胞低于临界值，这个组织仍然会保持健康、稳定。

如果超过了这个临界值，机械性能出现变化的柔软细胞就会出现倍数式增加，远远大于正常健康的细胞。除了这一点外，肿瘤的增长是依靠自身强大的繁殖能力替换到周围健康的细胞，临床观察也显示这也是恶性肿瘤的一个特征。研究人员还分析了如何使一个细胞增加粘附性，或者保持较硬的机械性能，以及影响其他细胞的转移性能和繁殖能力。他们观察到软化细胞之间的结合能力出现了改变，该变化是控制着更多肿瘤细胞形成的一个关键因素。