生物医学工程范文10篇

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生物医学工程

生物医学工程范文篇1

根据《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》有关要求,为贯彻落实《生物产业发展“*”规划》,促进我国生物产业持续、快速、健康发展,保障广大人民群众身体健康,国家发展改革委决定于20*-20*年组织实施生物医学工程高技术产业化专项。现将有关事项通知如下:

一、专项的主要内容

生物医学工程是指综合应用生命科学和工程科学的原理与方法,系统研究人体的结构、功能及生命现象,研发用于防病、治病的材料、植入器械、人工器官以及生物医学信号检测、图像显示和疾病诊治装置的总称。专项根据我国生物医学工程产业的技术发展基础和特点,重点支持具有我国自主知识产权和国内外重大市场前景的生物医学工程产品产业化项目,以及产业化相关技术开发及产业化重大技术支撑条件建设。专项支持的重点领域为:

(一)新型医用植入器械及人工器官的产业化,包括:表面生物活化改性的人工关节;表面抗凝血、抗组织增生改性的血管支架、人工机械心瓣膜及其他介入治疗器件;人工肾、人工肝等体外循环人工器官等。

(二)组织工程产品产业化,包括:组织工程骨、肌腱、血管、皮肤、角膜等组织工程产品。

(三)数字化医学影像诊断设备和系统的产业化,包括:计算机断层扫描系统(CT)、磁共振系统(MRI)、数字化X射线机、彩色超声影像系统等。

(四)微创诊疗设备和新型肿瘤治疗装置的产业化,包括:新一代多品种内窥镜、微型摄像及介入手术装置、肿瘤物理治疗设备等。

二、专项实施目标

通过实施专项,加快生物医学工程高技术成果的产业化,形成一批生物医学工程新产品,扭转高端产品依赖进口局面,满足广大人民群众医疗需要。培育和壮大生物医学工程产业,扶持自有品牌,加速产业结构调整,提高中高档产品比例,提高产业整体水平,提升产业在国际分工中的地位。培育具有较强国际竞争力的大型企业和企业集团,促进产业集聚式发展。引导、推动产业持续、快速发展,做大产业规模,促使我国生物医学工程产业在2010年达到1000亿元以上的规模。

三、专项实施的原则

为确保专项实施能够取得应有的效果,在专项的组织实施过程中,重点把握以下原则:

(一)以市场为导向。面向提高广大人民群众医疗健康水平的重大需求,推进新型生物医学工程产品、特别是已经具备一定技术基础产品的产业化进程。

(二)鼓励自主创新。着重推动具有我国自主知识产权和自有品牌产品的产业化;加速发展我国具有技术基础和优势的产业领域。

(三)促进产学研联合。重点支持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作项目。

(四)培育龙头企业,促进产业集聚。重点扶持具有潜在国际竞争力的大型企业和企业集团,促进项目向国家生物产业基地集聚。

四、具体要求和进度安排

(一)专项项目应按照我委颁布的《国家高技术产业发展项目管理暂行办法》(国家发展改革委令第43号),开展项目组织、资金申请报告编制和申报工作。

(二)主管部门要严格审查项目的产业化基础和申报单位的建设条件。申报单位(包括技术依托单位)应是行业或区域有实力、影响力的大企业,应具备较强的技术开发、经营管理、资金筹集等方面的能力。

(三)项目需要提供有关部门出具的医疗器械或相关生产许可文件。项目应是近3年取得注册证书的新产品,并在全国具有比较优势。

(四)项目主管部门应对资金申请报告及相关附件(如银行贷款承诺、自有资金证明、生产许可文件等)进行认真核实,并负责对其真实性予以确认。

生物医学工程范文篇2

[关键词]双语教学;生物医学工程;高等教育;“一带一路”

一、汉英双语教学发展情况简介

以汉语、英语为代表的6种语言是世界主要语言,也是联合国的工作语言。其中,汉语是世界上使用人数最多的语言,使用人数约有11.95亿人;英语是世界上使用范围最广的语言,是将近60个国家唯一的官方语言或官方语言之一,也是全世界最多国家使用的官方语言[1]。为适应新形势的发展,教育部于2001年印发了《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》的四号文件,提出要积极推动使用英语等外语进行教学,以培养高素质、复合型人才,实现我国高等教育的可持续发展[2-3]。党的十八大以来,国家对外开放迈上新台阶,“一带一路”倡议、构建人类命运共同体等大政方针对中国外语教育提出了新要求、新挑战;面对党和国家对新时期国际化人才的新需求,高校外语教育须高举和平发展、合作共赢的旗帜,深化改革与发展,砥砺前行,为中国在全球治理中彰显大国力量、发挥大国作用,贡献更多力量。其中,同时以两种语言进行的外语教学,即所谓的双语教学,源自1960年加拿大的一项教改计划,不久便风行全球,如在美国双语教学主要用西班牙语授课,在新加坡主要使用汉语授课,在我国则主要使用英语讲授课程[4]。近年来,我国的汉英双语教学方兴未艾,已逐步融入国际大潮之中。

二、生物医学工程专业实施双语教学的必要性

(一)中国双中国双语教学发展的要求。2000—2011年,新世纪标准化双语教育体系的建立健全,使得授课语言比重发生转变,体制机制不断健全。2012—2016年,新节点全面加快双语教育发展步伐。2017年以来,双语教学实行中央政策与地方政策相结合,教育教学改革与质量保障体系完善相结合,培养与培训相结合,探索与创新相结合[5]。目前,国内对双语教学方法的研究主要停留在对国外理论的介绍和借鉴上,尽管有不少学者对我国背景下外语教学需求分析的模型进行了探索,但尚未形成具有中国特色的模型框架。因此,梳理需求分析的最新理论成果、深化需求分析在外语教学领域的内涵研究、构建中国背景下需求分析模型框架仍需进一步研究和探索[5]。(二)中国生物医学工程的发展要求。生物医学工程(生医)是一门年轻的交叉学科,主要运用工程学和应用科学的知识和技术解决生物学和医学领域的科学问题,充分研究生命系统及其行为,以及开发相关的生物医学系统和设备,最终让患者得到更好的照料,提高健康个体的生活质量。该专业对疾病治疗、社会经济发展都有着深远意义,成为各国科学家的研究热点,是一门具有巨大发展潜力的“朝阳学科”[6]。生医工程师常同医生、治疗师共同工作,以解决临床问题。生医兼具社会效益和经济效益,前景广阔,是新时期各国争相发展的新兴技术[7]。生医兴起于20世纪50年代的美国,在中国则起始于20世纪80年代。2005年前后,我国生医市场成为继美国、日本之后世界第三大市场,但由于我国生医技术未达到世界平均水平,仍处于初期发展阶段,市场常常供不应求,相应人才异常短缺[8]。为了更好地学习国外先进的生医技术,与国际接轨,扭转被动局面,该专业的双语学习迫在眉睫,双语教育刻不容缓,双语人才培养水平亟待提高。

三、相关研究综述

我们从大量生医汉英双语教学的相关文献中提炼出13个双语教学中常见的问题。1.多媒体:多媒体教学方式在双语教学授课中的应用;2.考核方式:集练习、讲评、讨论和提问于一体的多样考核方式;3.教学内容:教学内容的设置;4.学生水平:因学生水平差异而影响双语教学的质量;5.因材施教:针对学生的不同特点采取不同的教学方式;6.教师水平:专业教师水平对双语教学质量的影响;7.补充语言:选择汉语作为补充语言便于理解;8.授课内容:精心设置授课内容,注重基础英语和专业英语的协同;9.实例教学:使抽象的知识具体化,注重应用的介绍;10.科教结合:培养学生动手实践能力,将所学知识与科研相结合;11.国内外学科发展:密切联系国内外学科发展,把握国内外学科动态;12.及时总结:教师和学生要及时总结授课与学习的方法和技巧;13.师生反馈:建立师生反馈制度,便于及时调整师生教学与学生学习的方法。每个问题在文献中出现次数的具体统计数据如图1所示。由图1可见,首先,受到最多关注的问题主要集中在多媒体、考核方式、教学内容和学生水平四个方面,全部有十篇以上文献对这些问题进行了分析。前三个问题是针对教师教学方面情况而提出的,这说明教师教学质量对生医双语教学水平有重要影响。第四个问题是针对学生学情而提出的,这说明学生的学习能力对于生医双语教学水平来说也是不可忽视的重要影响因素。但总体来说,教师教学水平在整个生医双语教学过程中,扮演着最重要的角色,其重要性远高于学生学习水平的影响。其次,因材施教、教师水平、补充语言、授课内容四个方面,全部有五篇左右的文献对这些问题进行了分析。这四个问题重点针对教师传授基础知识的教学方法,说明学生掌握基础学科知识需要教师自我提升的同时注重授课的表达,因材施教、循序渐进、与时俱进地传授学科基础知识。再次,实例教学、科教结合、国内外学科发展、及时总结、师生反馈五个方面,平均有两篇文献对上述问题进行了分析。前三个问题是针对教师授课内容的局限性提出的,说明教师的教学内容并非局限在课本上,为便于学生更好地理解专业基础知识,教师应注重学科知识应用的介绍,使抽象的知识具体化,积极开扩学生眼界,让学生有放眼全球的大局观,从而与国际接轨。后两个问题是针对师生在授课与学习过程中反思与反馈情况提出的,说明师生在实践过程中应根据彼此之间的反馈信息及时调整授课与学习方法。综上所述,教师教学在整个生医双语教学中起着至关重要的作用,主要体现在教师教学质量、学科基础知识的讲解、学科知识应用三方面。总体来看,教师应创新教学方式方法来保证教学质量,注重学科基础知识的讲解,用拓展的眼光传授知识并在实践中不断反思改进;学生在整个生医双语教学中主观意识的作用影响较大,主要体现在学生学习能力、学生反思能力、学生学习专注度三方面。为实现良好的教育目标,学生应积极配合教师完成教学任务,在反思自身的同时完成反馈制度,为教师创新教学方法贡献一份力。二者相辅相成,学生与教师相互配合,方能实现生医双语教学的教育目标。

四、问卷与调研

为了从实际教学环境中得到第一手调研资料,本研究面向东北大学医学与生物信息工程学院(以下简称“医工学院”)2016、2017、2018级本科生发放调查问卷。东北大学是一所校史近百年的教育部重点、985、211、“双一流”高校,医工学院是东北大学唯一具有中外合作办学资格的院级单位,与英国、荷兰、日本等数十个国家地区开展学生交流合作项目,国际化程度极高,外语需求程度极高。问卷包含的问题分为三类,分别对应外语学习主动性、实际学习情况和教学情况三方面精心设定;选项分为A、B两类,A为有益于双语教学的选项及答案,B为不益于双语教学的选项及答案。问卷调查结果见表1。由表1显示的统计结果可知:1.在外语学习主动性方面,学生的答案大部分集中于A选项,即有益于双语教学的选项及答案,说明学生外语学习的主动性较强。学生对英语的兴趣高,这为双语教学奠定了较好的基础。因为以出国为目的的学生偏多,所以学生可以更有针对性地学习外语知识,这在一定程度上促进了双语教学的开展。以兴趣为先的学习,能够进一步提高学生研究生医的主观能动性,使双语教学与国际接轨,进而让学生掌握国际一流知识,为出国打下坚实基础。这为双语教学提供了良好的先决条件。2.在实际情况方面,学生的答案集中于A选项较多,即有益于双语教学的选项及答案(最后一个问题除外),这说明学生英语实际情况较好。93%的学生已经通过了大学英语四六级、雅思、托福等英语等级考试,学生有着良好的英语素养,为双语教学提供了良好的教育对象。学业成绩在前50%的学生平时应用英语的情况较好,这说明英语已经逐渐融入学生的生活,成为不可或缺的一部分。学生在一定程度上熟悉英语环境,学习英语很少出现力不从心的情况,这大大促进了双语教学的开展。但学生仍未形成英语思维,对于参考书的选择以及复习备考阶段更倾向于汉语。这说明学生接触新知识需要以汉语作为补充语言,却很难跳出汉语的“舒适圈”,需要教师进行引导。3.在双语教学方面,学生的答案集中于A选项偏多,即有益于双语教学的选项及答案(第3、第7、第8个问题除外),这说明医工学院双语教学情况整体来看符合学生心理预期,难易适中。但教师和学生更依赖汉语教学和学习,为了保证学生更容易学习新知识,教师采用汉语为主的教学语言;为了提高学习效率,学生采用汉语为主的学习语言。学生普遍认为双语授课重点在于个人努力,但这与学生更加期待汉语为主教学语言相矛盾,需要教师加以引导,对此,93%的学生对双语教学表示担忧。综上所述,东北大学医工学院教学应该注重培养学生的英语思维,使其走出汉语的“舒适圈”,原汁原味地理解国际先进知识,避免因一味迁就学生而降低英语在双语教学中的比例。从以上东北大学医工学院的调研结果来看,可以进一步总结并获得如下经验教训。(1)教师的授课语言应适当增加英语所占比例。(2)教师的教学讲义应适当增加英语所占比例。(3)教师应注重培养学生的英语直接思维能力。东北大学站在21世纪新时代的起跑线上,于2005年成立医工学院并设立生医专业,前瞻性地与国外知名大学合作,开启东北大学双语教学新纪元。东北大学医工学院旨在为尖端的医疗技术领域培养高端人才,贯彻落实双语教学基本方针。在双语教学方面,教师在课堂上渗透听说读写等多种方式、考试采用英文试卷等多种形式进而强化学生对知识的记忆及应用。东北大学医工学子在双语教学的教学背景中,出国率高达50%。作为中国生医专业双语教学的一个典型缩影,东北大学医工学院在长期双语教学工作中积攒的宝贵经验,为相关高校、单位、教师、学生和管理人员提供了难能可贵的第一手实践资料,值得借鉴、学习、参考和推广。

五、总结与展望

双语教学这一举措积极响应对外开放的基本国策,把“引进来”和“走出去”更好地结合起来,在“一带一路”的大背景下,可以更好地实现生医的研究培养目标。目前双语教学的状况在一定程度上满足了教学预期:在教育对象方面,学生有较强的外语学习主动性,有出国意向并对英语感兴趣,整体英语素养较高;在教学方面,教师授课难易程度适中,在教师与学生的密切配合下,学生基本可以掌握教师传授的知识。美中不足的是,学生在学习、复习知识时在语言的选择上更偏向于汉语,而教师为了教学内容更容易被理解,授课语言中汉语的比例较大。久而久之,双方对汉语的依赖性越来越大。通过对文献中双语教学重点问题的统计可得出,教师教学水平在整个生医双语教学过程中,扮演着最重要的角色,其重要性远高于学生学习水平的影响;教师的教学内容应涉及学科基础知识和拓展知识两部分的讲解:学科基础知识需要注重授课方式的表达,如多采用多媒体、因材施教等方式;拓展知识需要注重与实践相结合、与国内外学科发展相结合。此外,学生学习能力、反思能力和学习专注度决定了教学效果。

[参考文献]

[1]陈颖.美国华人社区的语言使用与语言认同[D].南京:南京大学,2012.

[2]贺全国,杨玉林,杨云.生物医学工程双语教学的实践与探讨[J].北京大学学报(哲学社会科学版),2007(S2):224-225.

[3]教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[J].医学教育,2001(6):1-3.

[4]ArceJ.CulturalHegemony:ThePoliticsofBilingualEdu⁃cation[J].MulticulturalEducation,1998(2):10-16.

[5]徐飞,马之成.国内英语教学需求分析研究:回顾与启示[J].外语电化教学,2017(4):85-90.

[6]郭圣文,吴效明.生物医学工程专业医学影像类课程双语教学的实施与思考[J].北京大学学报(哲学社会科学版),2007(S2):120-121.

生物医学工程范文篇3

摘要:阐述了生物医学工程专业开设数学实验课的必要性和迫切性,介绍了数学实验课的主要特点。

关键词:数学实验;数学软件;生物医学工程

1引言

生物医学工程专业应该培养学生具有生命科学、电子技术、计算机技术及医药信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程相结合的科研能力,能使学生成为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研究、开发、教学及管理的生物医学工程高级技术人才。而现代科学中多学科相互交叉渗透,对数学的要求越来越高。一方面是如何应用数学知识和数学思维进行多学科的综合,应用数学解决大量的实际问题;另一方面是信息技术、工程技术等相关学科对数学的要求比传统的学科的要求更高。

数学实验课是以数学建模与数值计算为核心内容的课程,它将数学知识、数学建模与计算机应用三者融为一体,使之有机地结合起来,达到解决实际问题的目的。开设数学实验课程,学生可以在学学数学的基础上,运用所学的知识,亲自动手和设计,建立数学模型,通过计算机并利用数学软件解决实际问题,从而培养学生的创新意识及动手能力,这对学生将来在生物医学工程领域尽快成才大有益处。

2数学实验课的主要特点

数学实验课在整个数学实践性环节中占有重要的地位,必需熟悉它的主要内容和特点,从而使整个课程体系取得最优的效果。

21数学软件的使用

数学软件是现代数学的重要的计算工具,在数学实验中是不可或缺的,它为数学实验提供了工作的平台。采用Matlab、Mathematic、Maple和Ansys等数学软件,使学生有一个较高的平台,直接运用数学家和计算机专家研制的数学软件,解决实际问题。同时,随着数学软件的不断升级,学生可以运用最新的数学知识和数学方法来处理实际问题。

22计算机的应用

实际问题的解决离不开科学计算,而计算机技术的强大功能为数学实验提供了实验条件。同时,数学实验课也为计算机课程提供了大量实践操作的练习机会。两者的结合必将提高学生对计算机知识的掌握水平和应用的能力,使计算机课程可以用更少的课时取得更好的效果。

23与数学建模课的结合

数学实验课的前期着重对基本实验方法的讲授,后期涉及一些中等难度以下的数学模型的求解。数学实验偏重学数学方法,数学建模偏重用数学。数学建模课可以作为数学实验课的后续课程,加强各种模型的训练,培养学生的实际建模能力。

24与其它数学公共课的交互

数学实验课中涉及到高等数学、线性代数、概率统计、计算方法等多门数学课程,它把这些内容通过实践、应用的方式有机地结合起来。学生在完成数学实验的过程中,激发了对其它数学课的兴趣,可以更深入地学习与探求相关课程,并且把学到的新知识再拿回到实验课中来应用,从而使所学知识更牢固,体会也更深刻。

3开设数学实验课的必要性

传统的数学教学是通过教师在课堂上讲解定义、定理证明、公式推导和大量的计算方法与技巧等,课后学生利用公式解题。这种教学方式会产生一个不好的后果,就是学生越来越觉得数学枯燥无味,而且缺乏应用能力。再加上目前的学生深受应试教育的影响,学习主动性不够,缺乏应用数学解决问题的意识和能力。

许多高等教育发达的国家,也在进行着数学教学模式的改革。例如,美国于80年代初开始了微积分教学的改革,建立计算机代数系统(CAS),抛弃了一些严格的定义和复杂的证明过程,更注重微积分的思想与本质。这种改革十分强调发展学生的思维、重视概念的理解,并将图像、数值和符号始终贯穿整个微积分的教学。

随着计算机技术的迅速发展,近10多年来,创建了多种数学软件包。这些软件包具备强大的数值计算、符号演算和图形处理等功能,例如,能迅速准确地进行求极限、导数、积分、泰勒展开、计算行列式、矩阵的各种运算、解方程、解方程组、假设检验、方差分析和回归分析等。因此,在数学教学中应该进行教学方法和教学手段的改革,没有必要过分强调记忆大量

公式和计算技巧,应注重解决实际问题时常采用的数学思维和方法,即应用数学能力的培养。开展数学实验课教学能激发学生学习数学的兴趣与主动性,培养学生数学建模能力、数据计算和处理的能力,使学生具有用数学知识、结合计算机技术和专业知识解决实际问题的意识和能力。

4开设数学系实验课的条件

我院生物医学工程专业开设数学实验课必须认识到师资队伍建设和实验设施建立的重要性。

数学实验课的开设,必须与数学理论课程的教学改革有机地结合在一起;任课教师应该具备数学教学、数学软件和计算机的相关知识,要有数学建模的经验。

建立“数学实验室”或建设良好的数学实验环境是开设数学实验课的物质条件。开设数学实验不仅需要计算机和数学软件等充足的硬件条件,更需要各级领导的大力支持,相关部门的积极配合等良好的软件环境。

5结束语

数学实验课是一个新生事物,它逐渐被越来越多的院校和专业所接受,它能把“讲授―记忆―测验”的传统学习过程,转变为“直觉―探试―出错―思考―猜想―证明”的新型学习模式,将信息的单项传播转变为多项交流,使学生的被动接受变为主动学习。通过数学实验课的训练,促使学生手脑并用,给予学生更多的自己思考与领悟的机会,逐步启迪心智,推动思维。它是对传统数学课程进行教学改革的一种有效尝试。随着数学实验课的推广,它的优越性会逐渐体现出来,它在培养人才方面的作用会被社会所承认。

参考文献

1徐群芳.林业院校开设数学实验课的探讨.中国林业教育,2004,3:55~56

生物医学工程范文篇4

关键词:生物医学工程;教育,医学,本科;学生,医科;毕业设计

本科教育在高校教育中占据着极为重要的地位,本科生的培养质量也能够在一定程度上反映高校的综合实力和办学水平[1-2]。作为本科生培养过程中的最后一个教学环节,毕业设计已经日益受到高校管理者的重视。生物医学工程是一门典型的交叉学科,旨在结合理工科的知识与技能以解决医学中存在的问题。第三军医大学于2007年成立了生物医学工程系,由于受到军队院校招生政策的限制,目前每年的本科生招生数量较少。根据生物医学工程的专业特点及结合学校的军事特色,提出了一系列措施解决本科生毕业设计过程中存在的问题,切实保证本科生毕业设计的质量,以提升军医大学教育的水平。

1本校生物医学工程专业毕业设计存在的问题

本校生物医学工程专业的本科生,虽然数量较少,但生源质量普遍较高。从2012级本科生开始,该专业由五年制改为四年制。学制的减少使得学生的课程安排更为紧密,同时,也使得学生的毕业设计时间大大缩短。此外,本校生物医学工程系与重庆大学生物医学工程系进行了联合办学[3],该专业的本科生需要在大三到重庆大学生物医学工程系进行为期1年的学习。毕业设计通常是安排在最后1个学期,经过前面3年半的军校学习与生活,学生各方面情况会发生一些变化,这些变化不仅表现在学习成绩上的差距,还表现在对待学习的态度及为人处世等方面。这些变化会或多或少影响到最后的毕业设计。目前,该专业本科生毕业设计整体完成质量较好,但仍存在部分不足,集中表现在以下几个方面。

1.1学生对于毕业设计的态度不够端正

本科生毕业设计通常仅仅被看作对学生学习能力和知识运用能力的一种检验,毕业设计的完成质量并不影响学生的毕业。由于缺乏一定的奖惩机制,使得极个别学生对待毕业设计的态度不够端正。此外,对毕业设计重要性的认识不足也会使得他们的态度不够端正,态度不端正会使学生在毕业设计过程中缺乏前进动力,从而导致毕业设计的完成质量不尽如人意,尤其对于学习成绩不理想的学生,这种情况较为普遍。

1.2毕业设计的选题不够合理

部分学生的毕业设计选题不够合理,主要表现在选题过于简单与陈旧,缺乏一定的理论性和实际应用价值,工作量也较小,容易完成;或选题虽然具有一定的理论与实际应用价值,但研究内容较多,有一定的难度,工作量较大,完成难度较大。以上问题无论哪一方面均会对毕业设计的质量产生不利影响。此外,还有部分学生将选题完全寄托于指导教师,然而对于指定课题确并不感兴趣,从而使得学生在毕业设计上处于被动。此外,部分学生的毕业设计选题是由自己提出的,但导师未进行严格把关,可行性论证不够,致使最终的完成质量不高。

1.3学生忙于毕业分配

学生通常是在本科阶段的最后1个学期进行毕业设计,此时距离学生毕业仅仅4个月左右的时间,而真正用于毕业设计的时间仅有3个月左右。由于是军队院校,生物医学工程专业研究生录取名额较少,很多学生即使非常优秀也难以进入研究生阶段的学习。本科生毕业后将会统一参加学校的分配,很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作。由于分配单位的好坏并非依据毕业设计的成绩,因此,部分学生会将毕业设计的一部分时间用于联系工作单位,这使得学生难以安心进行课题研究,从而给毕业设计工作带来一定的不利影响。

1.4学生存在一定的畏难情绪

军医大学毕竟是以医学为主,生物医学工程是军医大学少量涉及理工科背景的专业。然而,该专业的学生普遍对理工科知识有一定的畏难和抵触情绪。生物医学工程专业本质上就是利用理工科的知识与方法解决医学中的难题,属于交叉学科,其目的是提高临床疾病的诊断率。既然利用的是理工科的方法,不可避免地要涉及编程,而这一点对学生来讲是一大考验。通过本科阶段课程(尤其是实验课)的学习,仅仅有极少数学生具备了一定的编程能力,大部分学生的编程能力仍然较差,对自己的编程能力没有信心,甚至心中存在较大的恐惧和抵触情绪,从而不敢面对和接触需要编程的课题,总是担心自己难以完成。因此,学生在毕业设计的选择上,更倾向于选择那些无需编程的教研室,而那些需要学生编程的教研室鲜有人问津,从而造成学生资源分配不均。

1.5指导教师投入精力稍显欠缺

指导教师对学生毕业设计的指导不足也是导致毕业设计质量不高的一个重要原因。在很多指导教师眼中,研究生的毕业课题需要精心指导一番,而本科生的毕业设计较为简单,无需过多指导。此外,个别导师工作繁忙,这也是造成对学生毕业设计指导不够的原因之一。当然,也存在个别学生性格极为内向,不善言辞,总是埋头做事,极少主动与指导教师沟通。

2对提高本科生毕业设计质量的思考

针对生物医学工程专业本科毕业生的毕业设计的不足,提出了以下几种措施。

2.1根据部队的实际需求以及学生的能力与特长进行科学选题

本科生的毕业设计应当结合当下学生、教师、学校和社会的需求进行选题[4]。然而,军医大学的本科生都是军人身份,毕业后需要分配到部队单位任职。因此,在进行毕业设计选题的时候,无论是指导教师指定的课题或是学生自由选择的课题,需要重点关注以下两点:选题必须具有一定的科学意义和鲜明的军事特色,具备较强的军事应用价值[5];选题应结合学生的兴趣特长,尽可能为学生选取他们感兴趣的课题,并能够充分发挥他们的特长,这样才有可能做出高质量的毕业设计。当然,依托军队科研项目提升毕业设计的质量也是一条行之有效的途径[6]。最后,课题的研究内容要适量,工作量要在学生力所能及的范围内。

2.2充分发挥学校“本科生带教”的优势

为了深入推进学校创新教育改革,完善本科学生创新教育体系,充分彰显学生主体和教员主导作用,构建密切合作、教学相长的师生关系,全面提高本科人才培养质量,根据学员成长成才规律,学校制定了“本科学生导师制管理办法”。目前,国内外的许多知名高校均建立了“本科生导师制”,并将其引入到本科生的毕业设计工作中[7]。在学生本科入学的时候就为每一名学生选配一位带教教师。理论上来讲,本科生导师制与毕业设计没有任何关系,学生并非一定要在带教导师那里进行毕业设计。在学生即将进入毕业设计阶段,仍然会让学生重新选择毕业设计的指导教师。目前,如果能够将本科生导师制与学生的毕业设计相结合,即学生最终在带教教师那里进行毕业设计,对学生和指导教师来讲均是有利的。首先,经过前面几个学期的带教指导,学生和教师之间已经非常熟悉,配合也会非常默契;其次,学生在前期的带教过程中或多或少地已经接触到相关的课题工作,具备了一定的能力,如果在此基础上进行毕业设计的选题,能够最大限度地发挥本科生导师制这项政策所带来的优势,有利于学生做出高质量的毕业设计。

2.3为本科生毕业设计提供良好的环境

学生选择了指导教师后,一般要进入指导教师所在的教研室进行毕业设计,成为教研室的一员,与学生毕业设计相关的所有工作将由教研室负责。因此,教研室要为学生创造良好的学习环境,尽力解决他们在毕业设计过程中遇到的困难,让学生感受到教研室这个大家庭的温暖。要充分保证学生从事毕业设计的时间,坚决杜绝给学生安排与毕业设计无关的活动。此外,要让学生参与到教研室的各项活动中来,尤其是教研室的学术讨论等,应适当安排本科生进行汇报,提高他们的语言表达能力。最后,学生也要严格按照教研室的各项规章制度要求自己,确保工作的正常进行。

2.4强化指导教师在学生毕设过程中的指导作用

指导教师在学生整个毕业设计阶段发挥着主导作用。首先,指导教师需要有较强的责任感。本着为学生负责的原则,为学生的选题进行严格把关,确保选题的科学性与可操作性。其次,指导教师要定期查看学生的课题进展情况,及时发现存在的问题并加以纠正;指导教师要注重培养学生的科研能力和基本的科学素养,尤其是在科学研究的规范性方面加以引导,为今后的学习与工作打下良好的基础;指导教师要加强与学生的沟通,消除他们对于毕业设计的畏难情绪,增加完成课题研究的信心;指导教师应关心学生的学习与生活,帮助解决其各方面的实际困难,做学生的良师益友;对于表现优异的学生,有能力的指导教师可以给予一定的奖励与资助,从而激励学生的学习劲头与热情。此外,鉴于学生数量较少,为了保证学生毕业设计的质量,每位教师通常仅指导1名本科生的毕业设计,从而保证每位教师有充足的精力指导学生的毕业设计,也能够使得每名学生得到个性化的一对一指导,在毕业设计过程中采用多种教学手段来提高学生的创新意识和实践能力[8-9]。

2.5进一步强化和完善毕业设计的规范和规章制度

毕业设计中的主要环节包括选题、中期检查、答辩与成绩评定等。对上述每一个环节均应统一组织、严格把控,及早对学生的毕业设计进行反馈,确保最终的毕业设计完成质量[10-11]。在成绩评定上,要明确优秀、良好、合格与不合格所对应的标准,确实为每一名学生的毕业设计做出公平、公正的评价。建立毕业设计奖惩机制,可以考虑将最终的毕业设计成绩与学生的综合评定挂钩,能够在一定程度上端正学生的学习态度,激发他们的学习热情和工作动力。在各个环节上要加大对学生学术规范性的检查力度,对于发生学术失范的学生实行一票否决制,真正做到奖罚分明[12]。要建立指导教师遴选机制,确实选出那些学术水平高、责任心强的教师来担任本科生毕业设计的指导教师。总之,本科生毕业设计是一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节。军医大学生物医学工程专业的毕业设计有气自身的特点。高水平的毕业设计能够为学生今后进入部队工作打下良好的基础,对学生今后的工作也会起到潜移默化的影响。只要思想重视、措施到位、身系学生、敢于担当,就一定能够将本科生毕业设计工作提高到一个新的水平,切实提高学生的知识运用能力与创新意识,为今后胜任部队工作岗位打下良好的基础。

作者:粘永健 王莉 邱明国 李晓寒 单位:第三军医大学

参考文献:

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[10]曹贻鹏,张新玉,柳贡民.本科毕业设计流程优化探索研究[J].黑龙江教育:高教研究与评估版,2016(4):61-62.

生物医学工程范文篇5

科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新

仪器设备,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇

航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我

国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中

国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学

科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中

国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我

国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研教学工作

,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来,其意思是用

刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微镜,推动了

解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进

一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞

生了细胞学、组织学、细胞病理学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞

的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,

使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电

子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用

影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域

之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于X线CT技

术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水

平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人

体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量,远远大于普通X线照片观

察所得的信息。目前,螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世,能快速扫描

和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的CT,提高了诊断准确率[1]。医学

工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc

e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI),它不仅可分辨病理解剖

结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在

早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步,促进了医学诊

断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态MRI、MRA、FM

RI、MRS发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18F,11C,13N)的原理,

创造的正电子发射体层摄影(PET),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体

把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史,但它已显示出对肿

瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值[2]。

影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年

)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行

扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa

diology),这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功

地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小

、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发

展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及

高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性

诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管

管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高

,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗

并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的

临床医学新领域--介入医学[3,4]。

人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医

疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们

称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏

瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难

修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技

术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修

补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样

的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材

料、新技术的结果[5]。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病

晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关

节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千

万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,

其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。

此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程

医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上

可见,20世纪生物医学工程的发展,显著提高了医学诊断和治疗水平,有力地推

动着医学科学的进步。

21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史,从伦琴发现

X线到今天X射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用

,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世,从赫斯费尔德发明CT到今天

CT成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的

医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹,我们有理由预测21世纪新的医学诊疗

技术可能在以下10个方面有重大突破和创新:

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,

诊疗用机器人将被广泛应用。[6]

(2)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技

术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着

PET的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂

型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将

有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效

缓释材料,药物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育

材料、生物止血材料将有新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此,用于社区、

家庭、个人医疗保健诊疗仪器,康复保健装置,以及微型健康自我监测医疗器械

和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外,对精神、心理、社会源性疾病的防

治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发,研制精神分析、

心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型创伤防护装置、生命急救

系统是未来生物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代,有关分子生物学的诊疗新技术将快

速发展,遗传、疾病基因诊疗技术,生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪

白芯片和诊疗系统将被广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康,研究和开发劳动保护、家庭保

健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定,提出了奋斗目标:“到2

000年,基本实现人人享有初级卫生保健”,到2010年国民健康的主要指标在经济

发达地区达到或接近世界中等发达国家水平,在欠发达地区达到发展中国家的先

进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”,国家

工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等,对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争,在医学

诊疗技术上取得了重大成就;但面向21世纪的巨大挑战,我们要动员起来,调整

生物医学工程范文篇6

关键词:生物医学工程;超净实验室;安全管理;健康意识

生物医学工程(BiomedicalEngineering)是生物学、医学和工程学等多学科相结合的新兴交叉学科,综合了生物、化学、物理等多种类型的实验。近些年来,随着国内各高校办学规模和招生数量的不断扩大,对培养创新型生物医学人才的要求更高,为了满足社会需求、引领未来生物医学工程科技和市场的发展,我国不少高等院校成立了生物医学工程专业,随之而来,则是对生物医学工程超净实验室的开放性、共享性的要求不断提高。在生物医学工程领域的教学及研究中,超净实验室的应用需求非常普遍。使用超净实验室的人员包括科研研究者、实验室人员、本科生及研究生。这就意味着超净实验室使用人员具有数量大、进出频繁、成分复杂、知识层次不同等特点。如果使用不当会对环境和操作者的健康造成很大的影响。因此有效预防超净室安全事故的发生是非常重要的。大量的实例证明,超净实验室的安全与健康管理除了安全硬件设施的建设以外,软件建设即人的管理也是极为重要的。实验室安全事故的发生原因主要包括四个方面:(1)人的不安全行为,包括实验操作人员安全意识不强,存在麻痹侥幸心理,未遵守实验室标准操作规程违规操作,有效的个人防护不足;(2)物的不安全状态,包括实验室防护、保险、警示灯硬件设施装置缺乏或有缺陷,实验仪器设备带病作业;(3)管理上的缺陷,包括实验室管理制度不严、实验室安全培训不到位,考核不严格,实验室管理者安全法律责任意识淡薄,上级职能部门监管不力;(4)环境的不安全因素,包括实验室水电线路以及设备配置在设计装备上的不科学造成的隐患。因此,要落实和加强实验室安全管理和实验室环境健康,需要各级管理机构、实验室工作人员、实验室使用人员的多方配合和共同参与。下面结合生物医学工程专业超净实验室的应用特点及潜在不安全因素及通行的安全管理模式,并结合作者在本校超净实验室工作的亲身经历,从超净实验室的安全管理、安全教育及健康意识引导实践几个方面进行阐述。

一、生物医学工程专业超净实验室的应用特点及潜在不安全因素

生物医学工程是应用工程学的原理和技术解决生物学和医学的问题。生物医学工程运用工程科学的原理和方法,通过与生命科学的原理和方法结合,以达到认识机体功能及生命运动的规律、维护并促进人类健康的目的。与其他学科类似,生物医学工程的研究内容涵盖了基础研究和应用研究两个方面的内容。基础研究主要包括生物材料学、各种理化因子的生物学效应、生物系统的建模与仿真、生物医学信息的提取与处理等;应用研究包括人工器官、医用制品和仪器,康复与治疗工程技术,生物医学信号检测与传感技术,生物医学信息处理技术等。生物材料学主要研究与生物体特别是人体组织、血液、体液相接触或作用时不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变,不引起免疫排异和过敏反应,无毒、无不良反应的特殊功能材料。而人工器官则主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。超净实验室是对洁净度有一定要求的实验室,洁净度是指单位体积空气中所含悬浮粒子数量的程度。超净室主要由空调机组、过滤系统、进排气通道等组成。超净实验室是一个相对封闭的系统,室外新风经过初效、中效空气过滤器和高效过滤器处理,通过空调和风机送入超净室,而室内的尘埃则通过回风夹道被带走。以上过程循环往复,使超净室达到设定的洁净度。我校生物医学工程专业的超净实验室主要用途为进行细胞培养、材料表面生物分子接枝及其检测、光刻制备微图形、支架喷涂等实验,由万级和十万级两个洁净度区域构成,每个区域各有4个实验室。超净实验室内新风量仅占20%左右,这就意味室内空气80%左右都是回流循环风,超净实验室内氧气浓度明显低于大气中氧气浓度。为避免实验人员长时间因缺氧发生不适或晕倒等意外,要求实验人员进入超净实验室工作时间不宜过长,建议最好两个小时左右离开超净室透透气。特别是每年本科毕业班同学做毕业设计时,进入超净实验人员众多,再加之进行细胞培养实验时通常在超净工作台内使用酒精灯,酒精燃烧时耗氧,这些都会加剧超净实验室内缺氧。在细胞实验中,除定期用紫外线辐照房间空气灭菌以外,超净工作台使用前也要进行紫外线辐照灭菌。由于超净工作台使用频繁,紫外灯工作时间长,紫外线辐照的同时,会产生大量的臭氧,如不注意防护,紫外线和臭氧会对人体产生损害。紫外线强烈作用于皮肤时,可发生光照性皮炎,严重的还可引起皮肤癌;臭氧能对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑;紫外线和臭氧还破坏人体的免疫机能,对神经系统、视觉系统也能产生危害,可出现不同程度的乏力、头痛、头晕、视力下降、记忆力衰退、失眠、易感冒等症状和免疫力下降等情况。

二、我校生物医学工程超净实验室的安全管理、安全教育及健康意识引导

超净实验室使用中学生是实验操作的主体,但他们往往存在实验安全意识薄弱、专业知识不熟练和实验操作不规范的问题。针对生物医学工程超净实验室特点(超净室是一个相对密闭的系统,并且新风量远低于循环风量,超净工作台使用频繁,产生大量紫外线和臭氧)和超净实验室使用过程中可能存在的安全及健康意识引导等问题,以预防为主培养学生实验安全意识,引导其建立实验室健康意识,增强实验事故防范能力,是实验教学管理工作的重心所在。1.实验室安全管理。制定具有可操作性且详细的超净工作室安全管理制度,并张贴在醒目处。要求实验人员进入超净室必须穿实验服、长裤和不露脚面的鞋;禁止携带食物、饮品及与实验无关的物品进入超净室;室内禁止吸烟;进出超净室需登记出入时间、使用房间、实验内容、使用设备运行情况;定期进行实验服、物品及地面清洁及空气净化系统检查维修。进行实验室定期安全检查,对超净实验室中的设备进行定期检查、维护,建立设备使用台账及预约制度,设备旁附上简单易懂的操作说明。对超净工作室中的化学品使用进行安全管理,包括化学品的采购和运输、化学品的储存,以及产出的废弃物分类收集放置并由学校和学院进行统一回收处理。建立超净室安全应急响应措施及预案,包括在超净实验室内配置急救箱,箱门不上锁以备随时可用,箱内配备有急救用基本药品和工具,例如碘伏、创可贴、毛巾、纱布、防毒面具、棉签等,实验室管理人员定期检查、补充及更换急救箱内物品;配置安全标示及应急设备,超净实验室门口墙上悬挂超净室平面设计图,标注紧急情况下人员快速疏散的方向和通道,超净室内安装安全出口指示灯以及火灾逃生出口及救生锤。根据实验室使用功能配置相关的安防设施,包括监控录像头、烟雾报警装置、灭火毯、灭火器等。实验室管理人员定期进行安防设施使用方法现场培训,并在学校安全部门及学院和系安全员指导下定期开展包括火灾、地震、人体受伤、有害化学品和气体溢出等在内的突发事故应急响应演习,尤其重点针对火灾突发事故进行应对演习,其程序包括判断火势能否自行扑灭,如不能扑灭则应尽快通知超净室内其他人员及时撤离,撤离前对所在实验室房间进行断电,并及时通知实验室管理人员。通过这些应急响应演习,提高实验室管理人员和使用人员的安全意识,并能在紧急情况下采取正确的应急措施从而避免更大的事故及伤害的发生。2.逐级安全培训。生物医学工程专业的学生在入学之初即需要到实验室开展认知实习,让其初步了解生物医学工程超净实验室的特点及其工作原理,从理论角度认识紫外线和臭氧等对人体的危害,初步树立一定的安全、健康意识。需要进入超净实验室进行实验的学生集中安全培训,老师向学生详细讲解超净室设计布局、设备使用流程特点、安全注意事项,并对超净实验室的规章制度进行详细的说明。组织学生观看实验室安全教育片,把一些常见的实验伤害和事故发生后的应急措施用动画的形式表现出来,进一步增强学生的安全意识。培训完毕后,培训人需在安全保证承诺书上签字。3.超净室使用资格考核。学生入室开展实验前,必须通过超净室使用资格考核,考核合格后方能取得进入超净实验室进行相关实验的资格。考核分为理论和实地操作两部分,考核内容包括超净室使用规则;超净室特点、分区、布局;超净室能开展哪些实验、仪器设备使用及注意事项;实验人员进出超净室流程;物品及仪器设备等进入超净室注意事项等。

三、结束语

生物医学工程超净实验室综合了医学、生物、化学、物理等多种类型的实验,交叉性强,潜在危险因素较多。因此要从根本上杜绝或减少意外安全事故的发生,在教学和科研中使用超净工作室时的安全问题就必须重点关注。通过加强实验室日常安全管理及对学生进行安全教育和健康意识引导,我们初步积累了控制和降低实验伤害的工作经验,并将不断强化日常管理,形成规范细致的逐级安全培训体系,学生安全、健康意识,健康安全地进行实验研究,在最大限度地发挥超净实验室的科研教学功能的同时,保证实验室运行安全有效和使用者的安全健康。

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[4]张盼盼.超净室智能控制研究与应用[J].天津理工大学,2013

生物医学工程范文篇7

【关键词】医学院校教师;教学能力;模拟电子技术;理论教学

医学院校教师大都从高等院校毕业后直接到教研室工作,对教学内容不熟悉,教学时的共同问题是对教材或已有课件的内容和顺序不加取舍的沿用,照本宣科,缺乏对内容的重新组织,重难点不突出,缺乏知识难点化解的能力。在教学过程中,碰到较难理解的内容时,往往不善于化解难点,致使教学晦涩难懂;课堂驾驭把控能力较差,即缺乏控制课堂气氛,创造教学情境,调节学生学习情绪的能力;实践经验缺乏,教学手段单一,不分何种课程及内容,无一例外地均采用多媒体教学,未能视教学具体情况而采用合理的、多样化的教学方法。陆军军医大学(第三军医大学)电子工程学教研室成立于2009年,是生物医学工程专业基础课教研室。教研室主要承担《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统》和《医学电子学基础》共5门电子类课程,成立之初,教师共5名,高级职称仅2人,要顺利完成5门课程教学任务,提高教师教学能力,使其尽快成为教研室主力军是我教研室亟待解决的问题。我们针对师资力量薄弱问题,采用分段式培养方式,提高了教师教学能力,现报道如下。

一、生物医学工程系教学存在问题

生物医学工程(biomedicalengineering,BME)区别于纯粹医学教学,它是利用工程手段,融合生物、物理、化学等技术来解决生命科学(lifescience)的问题,多学科的高度综合交叉是生物医学工程的特点,培养的生物医学工程学生应具备电子工程、计算机技术、物理、生物、医学专业等相关专业知识。陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程专业教学存在的问题:①教学课程内容多,教学学时量少;②以电子工程类课程为核心,内容难度大,理解困难,注重工程实践,但实践时间少;③非生物医学工程专业出身教师占大多数,医学院校教师大都从高等院校毕业后直接到教研室工作,对教学内容不熟悉,教学时的共同问题是对教材或已有课件的内容和顺序不加取舍的沿用,照本宣科,缺乏对内容的重新组织,重难点不突出,缺乏知识难点化解的能力。在教学过程中,碰到较难理解的内容时,往往不善于化解难点,致使教学晦涩难懂;课堂驾驭把控能力较差,即缺乏控制课堂气氛,创造教学情境,调节学生学习情绪的能力;实践经验缺乏,教学手段单一,不分何种课程及内容,无一例外地均采用多媒体教学,未能视教学具体情况而采用合理的、多样化的教学方法。陆军军医大学(第三军医大学)电子工程学教研室成立于2009年,是生物医学工程专业基础课教研室。教研室主要承担《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统》和《医学电子学基础》共5门电子类课程,成立之初,教师共5名,高级职称仅2人,要顺利完成5门课程教学任务,提高教师教学能力,使其尽快成为教研室主力军是我教研室亟待解决的问题。我们针对师资力量薄弱问题,采用分段式培养方式,提高了教师教学能力,现报道如下。

二、生物医学工程系教学存在问题

生物医学工程(biomedicalengineering,BME)区别于纯粹医学教学,它是利用工程手段,融合生物、物理、化学等技术来解决生命科学(lifescience)的问题,多学科的高度综合交叉是生物医学工程的特点,培养的生物医学工程学生应具备电子工程、计算机技术、物理、生物、医学专业等相关专业知识。陆军军医大学(第三军医大学)生物医学工程专业教学存在的问题:①教学课程内容多,教学学时量少;②以电子工程类课程为核心,内容难度大,理解困难,注重工程实践,但实践时间少;③非生物医学工程专业出身教师占大多数,力相比其他专业难度大。德国职业教育教师的培养方式为理论与实践结合培养,即首先学习教学的理论,然后应用于实践。但是,理论和实践又互补进行,涉及到基础课学习、继续教育课学习、专业课学习、实践课学习、理论课学习等。我校结合实际情况,设计出一套从简单到复杂的阶段式培养方式。阶段式培养设置时间为3年半,分阶段对教师进行系统性的能力培养、技能培养,逐步提高教师教学能力。

三、阶段式培养方法

阶段式培养分助教培养和讲师培养两个阶段。

1.助教培养

设立总目标:时间2年,着重对教学基本知识、基本技能的教育和实践为主的培训,能尽快适应教师角色,具备良好的师德修养,掌握本专业的基本理论、基本知识、基本技能,掌握教育的基本原理,具备基本的教学能力,熟悉相关学科理论知识,尤其是教育学、心理学、工程学、临床医学等教学基本知识,了解本学科前沿及发展趋势,提高助教综合素质,提升教育教学基本能力。设立分目标:①掌握军事教育和医学教育的基本理论和基本要求,并完成《医学院校医学院校教师课堂教学指导》和《军事院校教育基本理论知识》两门自学课程考核,这两本课程积淀了我校名师教学的经验和教训;②提高备课水平,能按照标准书写实施计划、教案、制作课件,并通过听课、参加集体备课、试讲,上实验课等教学活动,增强教学水平,以达到能独立承担一门本学科主干课程教学任务;③熟悉教学组织工作规范和日常教学活动,能胜任科室教学秘书一职;④学习与本学科密切相关的医学课程两门;⑤具备一定科研水平,为后期科研指导教学做准备。

具体培训内容:自学《军队院校教育基本理论知识》和《医学院校医学院校教师课堂教学指导》,参加由学校统一命题的笔试考试,成绩≥70分;全程跟班听完教研室开设的至少5门课程;参加学校或学院组织的教学观摩课/专题讲座不少于10次,并按学校教学规范要求认真记录听课情况;参加教研室集体备课≥15次,并按学校教学规范要求认真记录集体备课情况;承担至少2门课程的实验课程,实验课前进行试讲,试讲内容≥20学时,要求考核良好率100%,并按学校教学规范认真记录试讲情况,教研室考核合格才能上讲台;担任教学秘书,负责教学档案的建设与管理,协调教研室教学相关事宜,及时有效传达上级下达的任务和安排,认真记录集体备课、试讲、教学会议记录本等;教学实践:承担实验课教学每年不少于20学时,负责学生作业批改和课后习题课辅导;独立完成教学多媒体课件、教案的制作,专家听课良好率≥90%,并按照要求记录教学实践情况。本教研室开设的5门课程实践性都比较强,助教培训让医学院校教师通过上实验课来熟悉课程内容。助教培训的任务核心还是“备课本”,让医学院校教师熟悉和弄懂课程内容,教学还只是停留在把准确的知识传授给学生而已。

2.讲师培养

经过助教培训后,教学能力仅停留在能讲课阶段,离会讲课还相差甚远;从教学经验来讲,教学主要集中在帮带学生方面,教学内容仅局限在专业技术层面,教学经验还不够丰富,缺乏实践;从课程开发方面来讲,教学内容仅停留在课本基础上,课程内容没有与时俱进,缺乏创新与改进。总体目标:设立1年半,熟悉本专业课程在整个专业培养中的地位,系统掌握课程内容及知识点之间的关系,应用本学科前沿及发展趋势到教学中去,学习最新先进的教学手段,提高综合素质,让医学院校教师真正成为理论课主讲教师。具体培训内容:以实践提高医学院校教师教学能力,在继续承担实验课基础上,每年至少10学时理论课。作为教学,要让教师弄清楚教学的元素。教学要注重教学目标,希望让学生获取什么,达到什么目的是教学的核心;教学元素间的关系;知道教学的重点、难点以及学生情况分析;会设置疑点,并指导学生的疑点;教学教师发掘自我的教学特点;教学之前要有叙述设计,所讲内容注重把握核心情况下环环相扣,让学生感觉课程内容有血有肉;小结是点拨课程重难点的有力手段;教学注重内结构与外结构的关系,所讲知识点在课程体系中的位置;教学不是教师的个人show,要时刻注重内容的启发与互动,建立与学生之间的联系,让学生跟着你走;恰当引入丰富的多媒体,提高学生听课兴趣;掌握适合电子类课程教学的先进方法,比如以设计为中心教学法、行动导向教学法、案例教学法、问题引导式、PBL教学法等。

在课程教学目标确定后,讲课要有相应的学术深度,时代在发展,教学内容也要进步;从教学中发掘研究课题,作为教师自己懂和教给学生懂不是一回事,运用恰当方法让学生懂本来就是一种研究;开放课程教学内容,给学生留白,教学不是给予,而是点燃学生学习的激情;促进科学与人文两种文化知识的交融,传递知识同时,注重人文情怀;讲知识的结果,还讲知识的过程,教学内容应该有故事,有血又肉;讲知识,也讲知识的研究方法论,归纳推导演绎;注重教师个人素质培养,知识传授的同时注重学生能力培养和价值塑造,而价值塑造是第一位的。作为讲师阶段,重要的是让教师懂得“备学生”和“备理念”。

四、阶段式培养应用

经过助教和讲师培训之后,将所学是否应用到了教学中是检验阶段式培养成果的唯一标准。教学内容选择了模拟电子技术课程之非正弦波发生电路章节。教学分“背课本”、“背学生”、“背理念”。

1.背课本:分析教学内容在整个模拟电子技术课程中的地位,与其他知识内容的相关性。在非正弦波发生电路前面章节刚讲了电压比较器和正弦波发生电路,非正弦波发生电路应该是这些内容的扩展,注重知识点间的衔接;利用了网络资源清华大学的学堂在线分别看了清华大学和河北师范大学两位教授的慕课讲授,进一步熟悉了教学内容。

2.背学生:备完知识及相关知识后,了解学生对电压比较器和正弦波发生电路掌握的情况,课前给学生布置具体的预习任务,让学生熟悉电压比较器的“三要素”及电压传输特性曲线,以及正弦波发生电路产生的条件。

3.背理念:反思如何把这部分内容以何种教学手段传授给学生,既然非正弦波发生电路是属于应用型内容,将这部分内容重新进行整合,教学内容改成非正弦波发生电路的设计,教学地点安排到实验室进行。教学直接采用翻转课堂,让学生们自己设计一个非正弦波发生电路,给学生设置一个题目:设计一个频率为100HZ,峰峰值为2V的矩形波,学生以组的形式开展,每组选一个组长,选一个发言人和记录人;从矩形波波形激发学生掌握矩形波发生器的电路组成结构。给学生5min,以组为单位设计和汇报电路,看能否成功实现矩形波发生电路,培养学生电路设计和团队合作能力;课后以组为单位设计三角波等扩展电路。通过阶段式培养应用实践,教师学会了利用先进的教学方法,整个课程内容摆脱了以教师讲为主,注重教学中的学生、教材、理念等要素的“三位一体”教学,采用了设计为中心教学法、行动导向教学法、问题引导式等多种教学方法,学生反映效果非常好。

不断总结经验并形成有效的方法和培训计划是促进医学院校教师教学能力提高的有效途径。我们教研室依据医学院校教师的特点,又从生物医学工程专业系教学存在的问题出发,通过助教和讲师阶段式的培养提高了医学院校生物工程专业教师的教学能力。学生培养讲究因材施教,对教师而言,要根据实际课程,针对每个医学院校教师和学生的特点,在具体的教学实践中选择合适的方式和手段加以培养和引导。

参考文献

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3中国生物医学工程学会.2014-2015生物医学工程学科发展报告[M].北京:中国科学技术出版社,2016:12-16.

生物医学工程范文篇8

一、《医学检验与分析仪器》教材现状分析

为适应我国培养现代临床医学检验专业人才的需求,在相关学者的共同努力下,一批优秀的《医学检验与分析仪器》理论和实验教材应运而生,其中理论教材主要有9本:邸刚和朱根娣主编的《医用检验仪器应用与维护》、普照芳和贺志安主编的《临床检验仪器学》、贺志安主编的《检验仪器分析》、普照芳和洪秀华主编的《临床检验仪器》、潘建主编的《医疗检验仪器原理、应用及维修》、邹雄和丛玉隆主编的《临床检验仪器》、刘凤军主编的《医用检验仪器原理构造与维修》、朱根娣主编的《现代检验医学仪器分析技术及应用》、须建和张博梁主编的《医用检验仪器与应用》;而实验教材仅有3本:胡志坚和宫心鹏主编的《医用检验仪器学实验》、普照芳主编的《临床检验仪器学实验指导》以及吕建新主编的《基本检验技术及仪器学实验指导》。很显然,实验教材在数量上远少于理论教材,这就对相关实验教材的编写工作提出了新要求。课题组成员对这些教材进行了仔细翻阅,发现它们都具有基础性、思想性、科学性、启发性和适用性,但也存在些许不足,主要体现在两个方面:一是大部分教材都内容丰富,通俗易懂,但通适性不够强,比较适用于临床检验专业的学生,而对于生物医学工程专业的学生来说,内容显得有些繁多;二是随着新型电子、计算机、生物信息、激光、精密仪器制造等先进技术的迅猛发展和应用,临床检验仪器的更新换代也日新月异,这就要求对现有教材内容进行实时更新,以将相关学科的飞速发展和检验仪器的不断更新更迅速、更全面地展示给学生。

二、《医学检验与分析仪器》教学和实验设置建议

全国近3000所高校,每所学校的生源,所秉持的办学宗旨、办学特色、办学优势以及所拥有的经济实力都不尽相同,这就意味着在相关课程的设置方面,各高校都需要根据自身的实际情况来制定教学内容和教学计划。我校属于民族高校,在民族高校开设《医学检验与分析仪器》课程,既要遵循高等教育的普遍规律,又要尊重民族高等教育的特殊性。因此,在高等院校尤其是民族高校,《医学检验与分析仪器》课程的教学和实验设置方面,笔者提出以下几点建议:1.在教材的使用方面,建议各高校根据本校的实际情况,选用合适的理论教材和实验教材,或是自编讲义。如前分析,虽然目前已出版了一些《医学检验与分析仪器》相关的理论与实验教材,但还存在某些不足之处,如果可以在已出版的理论和实验教材中选到合适的,那是再好不过了,但在教学内容上需要进行些许修改或调整;如果在已出版的理论和实验教材中选不到合适的,那就组织相关人员自编讲义,这个时候,建议高校组织相关学院的老师和附属医院检验科的医师共同完成自编讲义的编写工作,高校教师具有丰富的教学经验,而检验科的医师具有丰富的仪器操作经验,两者的完美结合,必定为自编讲义的高质量和良好的适用性打下坚实的基础。比如,清华大学可以组织其医学院的老师和其附属医院的相关医师进行自编讲义的撰写;武汉大学可以组织其基础医学院的老师和其附属医院(中南医院及武汉大学人民医院)的相关医师进行自编讲义的撰写;我校可以组织生物医学工程学院的老师和附属医院的相关医师进行自编讲义的撰写。当然,自编讲义的编写者也不局限于笔者所建议的这些人选,凡是可以为适用性讲义做出贡献的相关人员,都可以进行动员,人多力量大,相信通过各方人士的共同努力,更适用于本校《医学检验与分析仪器》课程教学的自编讲义的诞生便指日可待了。2.在实验教学设置方面,建议各高校合理安排。《医学检验与分析仪器》课程中涉及的医学检验仪器甚为广泛,包括离心机、显微镜、紫外-可见分光光度计、临床血液常规检验仪器、临床血液流变学检验仪器、临床尿液检验仪器、临床自动化分析仪器、临床电化学分析仪器、临床免疫检验仪器、临床即时检验仪器、PCR核酸扩增仪、流式细胞仪、临床电泳分析仪器、荧光光谱分析仪和原子光谱分析仪、色谱分析仪器、质谱分析仪器和核磁共振谱分析仪器等。高校如果为了开设《医学检验与分析仪器》实验课程,计划购置以上所有医学检验仪器,且不说需要多少空间来放置这些仪器,仅就经费而言,学校就无力承担了,因为这些医学检验仪器中,有些仪器的价格是相当昂贵的,比如一台核磁共振谱分析仪器的价格在百万以上,质谱仪的价格依据性能不同价格在几十万至几百万不等,购买一台荧光光谱分析仪也大约需要几十万人民币,而且随着电子技术的飞速发展,医学检验仪器的更新换代也非常快,即使学校出资购买了这些价格昂贵的医学检验仪器,也许没用几年就过时了。因此,建议各高校在实验教学设置方面进行合理安排,对于价格比较便宜的医学检验仪器,比如离心机、显微镜、临床电化学分析仪器、临床即时检验仪器等,可以进行购置;对于已有的资源,可以进行共享,比如大多数高校都拥有自己的分析测试中心,中心内通常有一些大型仪器,包括紫外-可见分光光度计、荧光光谱分析仪和原子光谱分析仪、色谱分析仪器、质谱分析仪器和PCR核酸扩增仪等,与这些仪器相关的实验可以通过与分析测试中心共享资源的方式进行开展;对于价格比较昂贵而且是医院所必须的一些仪器,比如临床血液常规检验仪器、临床尿液检验仪器以及核磁共振谱分析仪器等,高校可以通过与其附属医院进行协作的方式开展相关实验;此外,各高校还可通过努力为学生寻找实习基地的方式开展相关实验,比如,高校通过努力将一些医学检验仪器公司发展为本校学生的实习基地,这样一来,部分医学检验仪器的实验即可与相关仪器公司进行合作开展。3.在师资配备方面,建议各高校充分利用各方资源。对于《医学检验与分析仪器》课程的理论教学部分,可以由教学经验丰富的高校教师承担,主要讲解医学检验仪器的基础知识,包括仪器的工作原理和分类;对于《医学检验与分析仪器》课程的实验教学部分,则最好由检验医师或医学检验仪器公司的技术人员来承担,检验医师可以结合大量的临床病例,向学生们讲解医学检验仪器的使用操作和临床医学应用,医学检验仪器公司的技术人员则可以依据自身丰富的工作经验,向学生们讲解医学检验仪器的结构、维护和维修。三者若能完美结合,对于培养大学生在医学检验仪器方面的动手实践能力是大有裨益的。

三、展望

当然,各高校对于《医学检验与分析仪器》课程理论与实验教学设置的完善不是一蹴而就的,可能需要一个漫长的过程,也需要多方面的全力配合,不过我们相信,通过大家的一致努力,《医学检验与分析仪器》课程理论与实验教学的设置会越来越完善,在生物医学工程类以及医学检验类人才的培养方面的贡献也会越来越突出。

参考文献:

[1]王丹丹,余学飞.生物医学工程专业《医学检验仪器》课程改革的思考[J],继续医学教育,2016,30(1):20-22.

[2]侯艳,孙玉鸿,王李鸣,等.医工交叉学科《医学检验仪器》的教学研究[J],中国校外教育,2014,(3):59.

生物医学工程范文篇9

1人员队伍现状

1.1专业现状分析。医学工程部门主要职责是对医院所有设备、耗材进行全生命周期管理。因此,医学工程部门的工作内容所需设备的专业知识更具有多样化、专业化,则相对应的医学工程技术人员的专业也多样化[4]。在医学工程部门中,主要专业包括生物医学工程、自动化、电子信息等,根据对我院医学工程技术人员的统计,其中生物医学工程专业占比12%,自动化类专业28%,信息电子类28%,护理专业24%,其他专业8%。在工作内容中,生物医学工程专业的技术人员主要负责耗材、设备采购计划的制定和谈判等;自动化类和信息电子类等专业的技术人员主要负责设备参数的论证、档案建立、计量与质量控制、维护保养等;护理类的技术人员主要负责耗材的论证、资质审核和采购等[5]。1.2学历现状分析。医学工程部门属于职能科室,由于其科室本身存在的特殊作用性,我院现有医学工程技术人员中,硕士及以上学历4%,本科学历64%,专科及以下学历32%。可见医学工程技术部门高学历层次人员偏少,本科学历的人员占大部分,专科及以下学历的人数也占了不少。经过长时间的发展建设,医学工程部门为基本可以较好的完成科室的本职工作,但是由于高学历层次人才紧缺,对科室的科研能力和自主创新能力还比较匮乏[6]。1.3职称现状分析。医学工程技术人员的专业多样性,但是目前我国尚未建立统一的临床医学工程职称评定体系。部分省份已经率先尝试开展,如湖北省在鄂人社职管〔2011〕1号文件中增设临床医学工程技术专业、江苏省在苏卫办人〔2015〕1号文件中新增正高级临床医学工程技术专业,然而大多数省份如福建省仍未将临床医学工程技术职称纳入到卫生专业技术资格考试目录中[7-8]。医学工程技术人员的中级及以上的人数较少,大部分还只是初级职称,还有相当大的一部分人还是无职称状态,甚至是没有职称可以评定的尴尬局面。产生这种状况的主要原因是医学工程人员没有统一的培训机构和评审中心,这也是导致医学工程技术人员技术与能力提高缓慢的重要原因[9]。1.4人员流动分析。中小型医院医学工程部门面临人才流失问题,尤其是高学历青年人才流动性偏高,优秀人才保留困难。我院医学工程人员2017年上半年离职4人,离职率达14.3%,离职人员主要流向分为4种:①各类医疗器械公司,同医疗机构相比,医疗器械企业的高收入对医学工程技术人员来说更具吸引力。医学工程技术人员具有专业理论知识及医院工作经验,能更好地理解产品性能并了解客户需求,深受医疗器械公司的欢迎[10]。②大型医院,对于专业基础扎实的青年骨干来说,中小型医院所提供的发展平台不足,学习空间不够,无法满足其自身成长成才的要求,因而会在地区统一招考时,报名地区各类大型医院,以期更好的职业发展。③继续读书深造,医学工程属于复合型的学科,中小型医院医学工程技术人员大多为本科学历,许多人员入职后不久选择继续读研深造,完善自身知识结构,学历提升后另寻工作单位。④另寻其他职业发展,由于中小型医院医学工程部门发展尚存不足,编制体制受限,职称晋升难度大,一些医学工程专业技术人员改变自身的职业发展规划,寻求外部其他的就业机会,转行从事其他职业。

2形成原因分析

2.1国家职业资格制度不健全。我国医学工程起源于20世纪70年代后期,和欧美发达国家相比起步较晚,学科发展尚不完善,缺少相关的法律规范及职业资格准入制度。2014年国务院第39次常务会议修订通过《医疗器械监督管理条例》、2016年食品药品监督总局会同国家卫生和计划生育委员会颁布了《医疗器械临床试验质量管理规范》,这些条例规范体现了国家加强了医疗器械行业的监督和管控,肯定了医学工程部门在医院发展建设中的作用,但是对于医学工程技术人员的准入、培训、管理和考核,并无过多的提及。国家急需出台相关规定,参照《执业医师法》、《护士管理条例》,从制度上加强对于医学工程技术人员的培养规范,维护医学工程技术人员的权益,肯定其在医院建设发展中的不可替代的作用。2.2医院资源向医护人员倾斜。医院管理层和临床科室未能意识到医学工程在现代医院管理中的重要地位,医学工程部门作为辅助科室,医学工程技术人员处于从属地位。医院制定的各类规章制度、薪酬奖励、职务晋升、绩效考核等政策时,很少结合及考虑医学工程部门的实际情况[11-12]。医院的各类学习和培训资源重点向临床科室倾斜,医护人员的培养已经制度化和常态化,而对于医学工程技术人员的培养缺乏统一的体系规划,其接受各类培训、外出学习和继续教育的机会十分有限。近三年,我院共189人因规范化培训、外出进修、继续学历教育与医院签订培训协议,其中医师149人、护理33人,医学工程技术人员仅1人。2.3人员自身缺乏积极主动性。中小型医院医学工程技术人员存在积极性差、主动性差的情况。在工作中,缺乏与临床科室的及时有效沟通,医疗设备故障过多依赖厂商或第三方维护,未将工作结果思考转化为自身的成长经验[13]。不学习新知识新技能,较少利用休息时间搜寻学科发展的最新资讯,缺乏职业危机感和职业生涯规划。团队中缺少良性竞争,成员间学习交流较少,未能实现各类讯息和成果的互惠共享。优秀的医学工程技术人员不仅要掌握医疗设备的工作原理,还需具备医学相关知识和良好的沟通技能,指导临床科室安全使用仪器设备的同时,注重仪器设备各项功能的开发。

3对策

生物医学工程范文篇10

摘要:数字信号处理(DSP)系统由于受运算速度的限制,其实时性在相当的时间内远不如模拟信号处理系统。从80年代至今的十多年中,DSP芯片在运算速度、运算精度、制造工艺、芯片成本、体积、工作电压、重量和功耗方面取得了划时代的发展,开发工具和手段不断完善。DSP芯片有着非常快的运算速度,使许多基于DSP芯片的实时数字信号处理系统得以实现。目前,DSP芯片已应用在通信、自动控制、航天航空及医疗领域,取得了相当的成果。在载人航天领域,基于DSP芯片的技术具有广阔的应用前景。

TheDevelopmentandApplicationsofDigitalSignalProcessing(DSP)-chip

Abstract:Duetothelimitationofoperationspeed,realtimeperformanceofdigitalsignalprocessing(DSP)systemisfarfromthatofanalogsignalprocessingsystemindecadesago.Sinceearly80’s,DSPchipshavebeengreatlyimprovedinthefollowingaspects:operationspeed,computationprecision,fabricationtechnics,cost,chipvolume,operationalpowersupplyvoltage,weightandpowerconsumption.Furthermore,developmenttoolsandmethodshavebeendevelopedgreatly.ModernDSPchipscanbeoperatedveryfast,whichmaketheimplementationofmanyDSPbasedsignalprocessingsystempossible.NowDSPchipshavebeenwidelyappliedsuccessfullyincommunication,automaticcontrol,aerospaceandmedicine.DSPbasedtechnologyhasverypromisingfutureinmannedspaceflightarea.

Keywords:digitalsignalprocessing(DSP);chip;development;application

数字信号处理作为信号和信息处理的一个分支学科,已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域,取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理,能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解,得到我们需要的信号形式,提高信息的利用程度,进而在更广和更深层次上获取信息。数字信号处理系统的优越性表现为:1.灵活性好:当处理方法和参数发生变化时,处理系统只需通过改变软件设计以适应相应的变化。2.精度高:信号处理系统可以通过A/D变换的位数、处理器的字长和适当的算法满足精度要求。3.可靠性好:处理系统受环境温度、湿度,噪声及电磁场的干扰所造成的影响较小。4.可大规模集成:随着半导体集成电路技术的发展,数字电路的集成度可以作得很高,具有体积小、功耗小、产品一致性好等优点。

然而,数字信号处理系统由于受到运算速度的限制,其实时性在相当长的时间内远不如模拟信号处理系统,使得数字信号处理系统的应用受到了极大的限制和制约。自70年代末80年代初DSP(数字信号处理)芯片诞生以来,这种情况得到了极大的改善。DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器。DSP芯片的出现和发展,促进数字信号处理技术的提高,许多新系统、新算法应运而生,其应用领域不断拓展。目前,DSP芯片已广泛应用于通信、自动控制、航天航空、军事、医疗等领域。

DSP芯片的发展

70年代末80年代初,AMI公司的S2811芯片,Intel公司的2902芯片的诞生标志着DSP芯片的开端。随着半导体集成电路的飞速发展,高速实时数字信号处理技术的要求和数字信号处理应用领域的不断延伸,在80年代初至今的十几年中,DSP芯片取得了划时代的发展。从运算速度看,MAC(乘法并累加)时间已从80年代的400ns降低到40ns以下,数据处理能力提高了几十倍。MIPS(每秒执行百万条指令)从80年代初的5MIPS增加到现在的40MIPS以上。DSP芯片内部关键部件乘法器从80年代初的占模片区的40%左右下降到小于5%,片内RAM增加了一个数量级以上。从制造工艺看,80年代初采用4μm的NMOS工艺而现在则采用亚微米CMOS工艺,DSP芯片的引脚数目从80年代初最多64个增加到现在的200个以上,引脚数量的增多使得芯片应用的灵活性增加,使外部存储器的扩展和各个处理器间的通信更为方便。和早期的DSP芯片相比,现在的DSP芯片有浮点和定点两种数据格式,浮点DSP芯片能进行浮点运算,使运算精度极大提高。DSP芯片的成本、体积、工作电压、重量和功耗较早期的DSP芯片有了很大程度的下降。在DSP开发系统方面,软件和硬件开发工具不断完善。目前某些芯片具有相应的集成开发环境,它支持断点的设置和程序存储器、数据存储器和DMA的访问及程序的单部运行和跟踪等,并可以采用高级语言编程,有些厂家和一些软件开发商为DSP应用软件的开发准备了通用的函数库及各种算法子程序和各种接口程序,这使得应用软件开发更为方便,开发时间大大缩短,因而提高了产品开发的效率。

目前各厂商生产的DSP芯片有:TI公司的TMS320系列、AD公司的ADSP系列、AT&T公司的DSPX系列、Motolora公司的MC系列、Zoran公司的ZR系列、Inmos公司的IMSA系列、NEC公司的PD系列等。

通用DSP芯片的特点1.在一个周期内可完成一次乘法和一次累加。

2.采用哈佛结构,程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。

3.片内有快速RAM,通常可以通过独立的数据总线在两块中同时访问。

4.具有低开销或无开销循环及跳转硬件支持。

5.快速中断处理和硬件I/O支持。

6.具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

7.可以并行执行多个操作。

8.支持流水线操作,取指、译码和执行等操作可以重叠进行。

DSP芯片的应用

随着DSP芯片性能的不断改善,用DSP芯片构造数字信号处理系统作信号的实时处理已成为当今和未来数字信号处理技术发展的一个热点。随着各个DSP芯片生产厂家研制的投入,DSP芯片的生产技术不断更新,产量增大,成本和售价大幅度下降,这使得DSP芯片应用的范围不断扩大,现在DSP芯片的应用遍及电子学及与其相关的各个领域。

典型应用(1)通用信号处理:卷积,相关,FFT,Hilbert变换,自适应滤波,谱分析,波形生成等。(2)通信:高速调制/解调器,编/译码器,自适应均衡器,仿真,蜂房网移动电话,回声/噪声对消,传真,电话会议,扩频通信,数据加密和压缩等。(3)语音信号处理:语音识别,语音合成,文字变声音,语音矢量编码等。(4)图形图像信号处理:二、三维图形变换及处理,机器人视觉,电子地图,图像增强与识别,图像压缩和传输,动画,桌面出版系统等。(5)自动控制:机器人控制,发动机控制,自动驾驶,声控等。(6)仪器仪表:函数发生,数据采集,航空风洞测试等。(7)消费电子:数字电视,数字声乐合成,玩具与游戏,数字应答机等。

在医学电子学方面的应用如同其它数字图像处理一样,DSP芯片已在医学图像处理,医学图像重构等领域,如CT、核磁成象技术等方面得到了广泛的应用,已取得了令人满意的效果。在助听,电子耳涡等方面也取得了相当的进展(文献[1,2])。国内、外也有关于脑电、心电、心音和肌电信号处理方面基于DSP芯片系统的报道(文献[4~7]),我们对1996年以前国外生物医学工程的部分核心期刊,如IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,ComputersandBiomedicalResearch等核心期刊进行检索,有关基于DSP芯片处理系统的报道很少。对国内生物医学工程的核心期刊,如《中国医疗器械杂志》、《中国生物医学工程杂志》、《生物医学工程学杂志》和《中国生物医学工程学报》等刊物进行检索,未见有关基于DSP芯片系统方面的报道。对我所的光盘数据库进行检索,未见有关在航天医学方面应用的报告。

我们认为在生理信号处理领域基于DSP芯片的技术可以解决我们在实际工作中遇到的某些问题,如当生理信号数据量很大(如脑电,肌电等)且处理算法相对复杂时,现有的微机在实时采样、处理、存储和显示方面往往不能满足实际应用要求,而基于DSP芯片的高速处理单元和微机构成主从系统可以较好地解决这类问题。

载人航天领域中信号传输带宽的限制需要对生理数据进行实时压缩;大型实验中对庞大的数据进行实时处理依赖于数字处理系统的构成;载人航天中对数据处理精度,可靠性要求以及功耗、工作电压、体积、重量等方面的限制需要我们在构造处理系统中选择性能优良的芯片。我们认为将DSP技术应用于载人航天领域具有十分重要的意义。

结束语

以DSP芯片为核心构造的数字信号处理系统,可集数据采集、传输、存储和高速实时处理为一体,能充分体现数字信号处理系统的优越性,能很好地满足载人航天领域设备测量精度、可靠性、信道带宽、功耗、工作电压和重量等方面的要求。目前,DSP芯片正在向高性能、高集成化及低成本的方向发展,各种各类通用及专用的新型DSP芯片在不断推出,应用技术和开发手段在不断完善。这样为实时数字信号处理的应用——尤其是在载人航天领域中的应用提供了更为广阔的空间。我们有理由相信,DSP芯片进一步的发展和应用将会对载人航天信号处理领域产生深远的影响。

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