生物醫(yī)學(xué)實驗技術(shù)范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】 檢驗技術(shù);生物安全;防護(hù);實驗室
生物安全是研究各種生物因素對人體健康的影響, 以及對生物危害進(jìn)行有效控制的理論及技術(shù)措施的新興邊緣學(xué)科。實驗室生物安全防護(hù)(biosafety containment for laboratories)是指實驗室工作人員所處理的實驗對象含有致病的微生物及毒素時, 通過在實驗室設(shè)計建造、個體防護(hù)裝置、嚴(yán)格遵從標(biāo)準(zhǔn)化的工作及操作程序和規(guī)程等方面采取綜合措施, 確保實驗室工作人員不受實驗對象感染, 確保周圍環(huán)境不受其污染[1]。針對目前醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生實驗室生物安全防護(hù)知識教育現(xiàn)狀, 為此, 永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院探討生物安全防護(hù)教育對醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生的重要性。
1 醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生實驗室生物安全防護(hù)教育現(xiàn)狀
目前醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生教育的現(xiàn)狀是由于醫(yī)學(xué)檢驗系列規(guī)劃教材中存在著重“臨床檢驗”和“質(zhì)量管理”, 但對于生物安全防護(hù)知識提及較少, 多只言片語, 直接導(dǎo)致醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生在實習(xí)時暴露出對檢驗人員職業(yè)感染的危險因素、標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防的概念、實驗室生物安全防護(hù)的概念等生物安全防護(hù)知識的缺乏, 體現(xiàn)在臨床實習(xí)中存在不懂自我防護(hù)、不按檢驗科操作規(guī)程和制度辦事, 例如:不戴防護(hù)口罩、帽子、手套, 發(fā)生標(biāo)本灑漏、皮膚破損、銳器損傷、標(biāo)本污染等意外事故, 穿工作服進(jìn)入休息間等。有調(diào)查顯示:學(xué)生在回答“標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防”概念正確的只有10.6%[2]。醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)人員工作性質(zhì)特殊, 日常工作中要直接、頻繁的接觸患者的血液、體液、分泌物等, 隨著HBV、HCV、HIV、肺結(jié)核等發(fā)病率的不斷上升, 危害檢驗人員身體健康的因素也日益增加[3]。
2 實驗室生物安全防護(hù)教育的緊迫性
2003年年底至2004年年初在新加坡、臺灣和北京相繼發(fā)生SARS病毒實驗室感染事件之后,公共衛(wèi)生安全和生物安全在全球日益受到重視,臨床醫(yī)護(hù)人員的生物安全防護(hù)、病原生物實驗室的生物安全管理被提到了前所未有的高度。我國已將增強(qiáng)對病原微生物實驗室生物安全工作重要性的認(rèn)識提高到維護(hù)國家安全的高度, 國務(wù)院和衛(wèi)生部分別頒布和制定了一系列行政法規(guī), 如國務(wù)院頒布了《病原微生物實驗室生物安全管理條例》, 衛(wèi)生部制定了《可感染人類的高致病性病原微生物菌(毒)種或樣本運(yùn)輸管理規(guī)定》(衛(wèi)生部令第45號)、《人間傳染的病原微生物名錄》、《人間傳染的高致病性病原微生物實驗室安全管理審批辦法》(衛(wèi)生部令第50號), 湖南省衛(wèi)生廳也下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)病原微生物實驗室生物安全管理的通知》(湘衛(wèi)科教發(fā)2010年8號), 這些都充分說明強(qiáng)化病原微生物實驗室生物安全意識的重要性。
3 解決的辦法及措施
衛(wèi)生部臨床檢驗中心申子瑜教授曾經(jīng)撰文指出:目前, 實驗室安全防護(hù)面臨的最大挑戰(zhàn)是實驗室人員的安全意識及軟件建設(shè), 實驗人員對實驗室生物安全防護(hù)的認(rèn)識, 是能否搞好生物安全防護(hù)的基礎(chǔ), 只有認(rèn)識到位, 才能制定出切實可行的生物安全防護(hù)制度, 并付諸實施[4]。針對生物安全防護(hù)教育的緊迫性及現(xiàn)狀, 永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院主要采取以下方法:
(一)強(qiáng)化學(xué)生對實驗室生物安全防護(hù)意識的認(rèn)知, 增強(qiáng)自我防護(hù)意識 加強(qiáng)對學(xué)生的實驗室安全防護(hù)教育是醫(yī)學(xué)高職院校不可忽視的職責(zé)。永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院加強(qiáng)了在專業(yè)課程中對學(xué)生生物安全知識的教育, 強(qiáng)調(diào)了生物危害和生物安全的意義。著重講解了實驗室安全制度、生物安全措施及操作流程;生物安全水平的分級、安全屏障及要求;正確處理實驗室生物因素意外事件的方法、生物安全裝備的使用等。通過學(xué)習(xí)我們必須讓醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生在校期間充分認(rèn)識到實驗室生物安全防護(hù)的重要性, 養(yǎng)成良好的自我防護(hù)意識。
(二) 建立健全實驗室生物安全規(guī)章制度, 在實踐教學(xué)中強(qiáng)化安全教育 帶教老師在掌握實驗室所涉及的實驗標(biāo)本的來源、微生物致病力、傳染途徑、有效的預(yù)防措施等基礎(chǔ)上, 制定相應(yīng)的檢驗實驗室的清潔消毒、實驗室的廢物處理、實驗室微生物菌種及免疫學(xué)陽性標(biāo)本的保存以及使用制度。加強(qiáng)生物安全管理。主要從以下幾方面做起:(1)學(xué)生進(jìn)入臨床檢驗實驗室, 首先老師要講解本實驗室生物安全要求, 規(guī)章制度及學(xué)生應(yīng)該注意什么, 并講解本實驗過程中的安全注意事項和發(fā)生事故后的應(yīng)急處理方法, 尤其是接觸未知標(biāo)本或一些探索性試驗項目時, 可能會出現(xiàn)難以解釋的情況, 對此老師一定要告誡學(xué)生, 使學(xué)生有充分的認(rèn)識和心理準(zhǔn)備。(2)在實驗的過程中帶教老師注意巡視, 認(rèn)真指導(dǎo)、監(jiān)督, 要經(jīng)常提醒學(xué)生按照實驗步驟和要求, 規(guī)范操作。
(三)對實習(xí)前學(xué)生進(jìn)行生物安全的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)及安全防護(hù)知識的考試、考核 2002年12月, 經(jīng)衛(wèi)生部批準(zhǔn)頒布了中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準(zhǔn)則》(WS233-2002), 開創(chuàng)了我國生物安全領(lǐng)域的新篇章。我國有關(guān)生物安全的法律法規(guī)主要有:《中華人民共和國傳染病防治法》、《病原微生物實驗室生物安全管理條例》、《醫(yī)療廢物管理條例》等。我國有關(guān)實驗室生物安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范主要有:中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《實驗室-生物安全通用要求》(GB19489-2004)、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)學(xué)實驗室—安全要求》(GB19781-2005/ISO15190:2003)、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《生物安全實驗室建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(GB50346-2004)、中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準(zhǔn)則》(WS233-2002)、中華人民共和國衛(wèi)生部《人間傳染的病原微生物名錄》、中華人民共和國衛(wèi)生部令《可感染人類的高致病性病原微生物菌(毒)種或樣本運(yùn)輸管理規(guī)定》、國家環(huán)境保護(hù)總局令《病原微生物實驗室安全環(huán)境管理辦法》(第32號)等[5]。
本校對于即將實習(xí)的學(xué)生進(jìn)行以上法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的系統(tǒng)學(xué)習(xí), 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行醫(yī)院感染的慨念、六步洗手法、實驗室生物安全的概念、哪些操作應(yīng)穿防護(hù)衣、臨床實驗室的廢物正確處理、生物安全柜的使用范圍、檢驗科安全防護(hù)級別、哪些操作應(yīng)在生物安全柜中進(jìn)行、標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防的慨念、哪些操作可產(chǎn)生氣溶膠、生物安全圖標(biāo)的識別、職業(yè)暴露后的正確處理等生物安全知識考試, 考試合格后方可進(jìn)入臨床實習(xí)。實習(xí)單位的隨訪, 對本校醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)生的生物安全防護(hù)知識掌握很滿意。
在醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)學(xué)生中開展在檢驗專業(yè)學(xué)生中開展實驗室生物安全的教學(xué), 對于學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)生活乃至畢業(yè)后的工作都具有十分重要的現(xiàn)實意義。在大學(xué)期間讓學(xué)生認(rèn)識到實驗室生物安全的重要性, 增強(qiáng)其自我安全意識, 將促進(jìn)檢驗專業(yè)學(xué)生就業(yè)后在工作單位的進(jìn)一步發(fā)展, 有效減少實驗工作中生物危害事件的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
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篇2
一、借助信息技術(shù)的功能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
通過使用信息技術(shù),教師在講課過程中可以隨意書寫、畫圖和進(jìn)行重點(diǎn)的批注,并且還可以引進(jìn)一些有趣味性的課件,所以信息技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了黑板的功能,使得生物教學(xué)過程富有趣味性而且快捷有效。特別是在進(jìn)行動態(tài)的生物知識的講解過程中,教師可以使用信息技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場的繪畫,通過這種方法來吸引學(xué)生的注意力,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,幫助學(xué)生理解和掌握有關(guān)的生物知識。在教學(xué)過程中,信息技術(shù)的使用可以方便教師對重要內(nèi)容進(jìn)行批注。并且在進(jìn)行課堂練習(xí)的過程中,教師可以讓學(xué)生在白板上進(jìn)行解答,通過這樣的方式來展示學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師在教學(xué)過程中還可以借助信息技術(shù)的繪畫功能,使學(xué)生的學(xué)習(xí)更富有趣味性,并且有助于學(xué)生與教師進(jìn)行交流,通過師生之間的交流來提高課堂效率。
二、借助信息技術(shù)的功能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)大多是由鼠標(biāo)來進(jìn)行控制的,所以操作方式受到了限制,借助信息技術(shù)的放大作用和遮擋作用來展示教學(xué)重點(diǎn),對細(xì)節(jié)的、重要的知識點(diǎn)進(jìn)行放大,能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察力,指導(dǎo)學(xué)生用正確的思路來思考問題。此外,由于信息技術(shù)具有反饋信息的功能,所以在教學(xué)課堂上教師可以及時得到學(xué)生反饋回來的信息,有助于教師及時進(jìn)行教學(xué)計劃的調(diào)整。教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中也可以根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和重點(diǎn)設(shè)置一些問題,讓學(xué)生通過電腦來進(jìn)行習(xí)題的解答,然后電腦把學(xué)生的答案傳輸給教師,上傳之后學(xué)生就可以看到自己回答的問題是否正確,同時教師也可以看到每個學(xué)生的回答內(nèi)容,電腦可以自動統(tǒng)計出學(xué)生的正確率。這樣既方便學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)效果,又可以幫助教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。教師可以根據(jù)統(tǒng)計出的結(jié)果,及時地調(diào)整教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容,對于一些學(xué)生不懂的內(nèi)容再次進(jìn)行細(xì)致地講解,對于學(xué)生已經(jīng)完全掌握的內(nèi)容進(jìn)行重溫和練習(xí)。通過使用信息技術(shù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行反饋,可以顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,使得學(xué)生盡可能多地掌握知識?,F(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用于初中生物課堂教學(xué)能將生物世界中抽象的理論知識變得具體形象,如課本中的植物細(xì)胞吸水的原理和無籽西瓜培育等知識;可以進(jìn)行圖像和聲音的輸出呈現(xiàn),將微觀的世界放大,將宏觀的世界縮小??梢娎眯旅襟w新技術(shù)集圖像、文字、聲音等于一體,能讓學(xué)生多感官參與到生物教學(xué)中來,給學(xué)生的探究提供了豐富的學(xué)習(xí)資源,為學(xué)生的自學(xué)提供了長足的保障。
三、借助信息技術(shù),可以加強(qiáng)教學(xué)的互動
篇3
關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實;生物化學(xué)與分子生物學(xué);實驗教學(xué)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)06-0126-02
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality),簡稱VR技術(shù),也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境,是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三度空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,使其如同身臨其境,無限制地觀察并感受三度空間內(nèi)的事物。該技術(shù)集成了計算機(jī)圖形(CG)技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)[1]的最新發(fā)展成果,是一種由計算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有的沉浸、交互、構(gòu)想三大特征[2],使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用有其獨(dú)特而明顯的優(yōu)勢。
虛擬現(xiàn)實作為一種先進(jìn)的電子信息技術(shù)已經(jīng)深入各行各業(yè)中,如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實方面的研究正在逐步形成,目前相關(guān)的研究主要有醫(yī)學(xué)可視化、醫(yī)學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實、醫(yī)用機(jī)器人、手術(shù)模擬、圖象引導(dǎo)手術(shù)、計算機(jī)輔助手術(shù)等。雖然國內(nèi)研究者在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中取得大量的成果,但是現(xiàn)有醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實方面的研究重點(diǎn)主要在臨床診斷、手術(shù)等臨床應(yīng)用方面,而在醫(yī)學(xué)教育方面的應(yīng)用研究尚屬少見,已有的研究也多是基于理論方面的探討或者是只限于針對視覺教學(xué)方面的應(yīng)用。
近年來,生命科學(xué)的發(fā)展突飛猛進(jìn),而生物化學(xué)與分子生物學(xué)(簡稱生化)是生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科,是醫(yī)學(xué)教育的主干課程,其理論和技術(shù)已滲透至基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域,是現(xiàn)代生命科學(xué)的共同語言[3]。為了使醫(yī)學(xué)生更好地掌握生化內(nèi)容,本研究主要針對生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗教學(xué)理論與實踐,在不斷摸索過程中探討利用虛擬技術(shù)解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)過程中無法解決的難題,進(jìn)而完善生化分子實驗教學(xué)模式,為更好的教與學(xué)提供參考。
1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于生化實驗教學(xué)的原因
1.1 實驗教學(xué)場地受限的要求
實驗教學(xué)需要用到的培養(yǎng)室、無菌工作臺等因成本問題無法滿足教學(xué)需求而影響教學(xué)質(zhì)量,這種高成本的實驗場地往往少數(shù)的學(xué)生才能夠進(jìn)入,比如研究生等;本科生的使用幾乎少有,除非是特殊情況。如此使我國的本科生實驗教學(xué)內(nèi)容限制在只有普通實驗可操作的幾項內(nèi)容,而大大影響了本科教育的發(fā)展水平。
1.2 實驗教學(xué)試劑材料的要求
由于某些實驗用品,比如氯仿、異丙醇等易揮發(fā)且具有毒性,普通的本科教學(xué)實驗室設(shè)備簡陋,通風(fēng)設(shè)施不完善,且使用量巨大,如果每一位學(xué)生在做實驗的時候都用到這些試劑,將會使實驗室形成一個有毒氣體存在的半封閉環(huán)境。這樣的環(huán)境不利于身體健康,如果教學(xué)人員長期接觸這種環(huán)境,更是對身體有極大傷害。或者是有些實驗用品有輻射致癌等,也不利于實驗教學(xué)使用等。若開發(fā)出虛擬現(xiàn)實教學(xué)軟件,將能夠解決這一問題。
1.3 實驗教學(xué)儀器受限的要求
部分實驗內(nèi)容需使用的儀器非常昂貴,少數(shù)的儀器無法滿足多數(shù)實驗學(xué)生都會操作的需求,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)也因教學(xué)經(jīng)費(fèi)的限制而對涉及昂貴實驗儀器的內(nèi)容感到無奈,很多教研室的做法是選擇忽略不授,嚴(yán)重影響生化教學(xué)的質(zhì)量。這就使學(xué)生的知識面得不到擴(kuò)大,對新技術(shù)新知識無法實踐和掌握而只停留在了解的層面,從而嚴(yán)重制約我國學(xué)生對生化新知識的掌握。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于生化實驗教學(xué)的優(yōu)勢
沉浸和實時交互要比文字、模型或效果圖更形象、完整和生動,它營造了特殊的自主學(xué)習(xí)環(huán)境,由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過與信息環(huán)境的交互以獲取知識、技能的學(xué)習(xí)方式,學(xué)習(xí)知識的過程變化多端,親身的體驗使學(xué)生印象深刻,主動地交互增加了學(xué)生的興趣,使學(xué)生能動性提高,容易投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去,并且培養(yǎng)了學(xué)生自主探索問題的能力和創(chuàng)新能力。
基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的生化實驗教學(xué)不僅解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)無法滿足的場地、實驗試劑材料以及儀器等對條件要求高而在現(xiàn)實中做不了的,或是危險性高的難題,發(fā)展了課堂教學(xué),彌補(bǔ)了教學(xué)中的不足;也為學(xué)習(xí)主體帶來了心理上的愉悅和自我滿足,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和動力,與虛擬環(huán)境零距離的接觸使得學(xué)習(xí)者能以第一人稱方式參與知識的建構(gòu)。
此外,虛擬現(xiàn)實實驗教學(xué)擁有傳統(tǒng)教學(xué)難以比擬的優(yōu)勢――節(jié)省成本[4]。
3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在生化教學(xué)中存在的問題
3.1 專業(yè)合作以及技術(shù)上的問題
生化實驗教學(xué)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件開發(fā)是兩個幾乎完全不同的研究方向,如何促進(jìn)兩個不同學(xué)科研究與教學(xué)人員之間的合作和交流是目前亟需解決的問題。此外,虛擬現(xiàn)實實驗教學(xué)軟件的開發(fā)環(huán)境和語言沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),三維建模軟件使用十分復(fù)雜,并且它們對運(yùn)行的計算機(jī)性能要求很高等問題也是要解決的。
3.2 生化實驗教學(xué)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用問題
軟件設(shè)計必須考慮到如何讓使用者用起來不迷失方向,讓使用者知道如何到達(dá)一個特定的位置或角度。同時還要考慮到使用者應(yīng)用教育軟件的能力問題。一方面,從教師的角度看,教師角色已發(fā)生轉(zhuǎn)變,教師已不再是傳統(tǒng)課堂上的傳授知識者,他還必須能夠會使用并指導(dǎo)學(xué)生去使用實驗教學(xué)虛擬現(xiàn)實軟件;另一方面,從學(xué)生的角度看,處在虛擬環(huán)境中,他們必須改變學(xué)習(xí)方式,改變思考問題方式,但是很多學(xué)生沒找到適合這種環(huán)境的學(xué)習(xí)方式和思維方式,造成學(xué)生跟不上教師講解等問題。
3.3 學(xué)生對教學(xué)軟件的認(rèn)知問題
當(dāng)學(xué)習(xí)主體沉浸在一個高分辨率,全景式的虛擬空間中時,其與虛擬環(huán)境的距離感覺就會消失,沒有了距離,在虛擬“存在”范圍內(nèi),人的認(rèn)知機(jī)制受到影響,并導(dǎo)致不可低估的認(rèn)知問題的出現(xiàn)。因為當(dāng)一個人長期沉浸在一個虛擬的環(huán)境中時,再回到現(xiàn)實中,必然會導(dǎo)致他有種“落差”感覺。
4 虛擬現(xiàn)實生化實驗教學(xué)應(yīng)用的對策
4.1 加強(qiáng)學(xué)科合作和技術(shù)研究
創(chuàng)造多渠道多方式,促進(jìn)生化與軟件開發(fā)兩個學(xué)科之間的合作交流;加強(qiáng)更快更高質(zhì)量的三維建模語言的研究,同時應(yīng)該加強(qiáng)價格較低、用戶界面良好、對編程依賴少的三維建模軟件的研發(fā)。綜合考慮兩個學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系,建立起一套完整的理論,支持虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育應(yīng)用達(dá)到理想的效果。
4.2 設(shè)計和應(yīng)用要體現(xiàn)以人為本并加強(qiáng)能力培訓(xùn)
使用者在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的生化實驗教學(xué)軟件時要做到適用為先,樂用為上,同時要充分考慮到教師和學(xué)生的興趣。此外,應(yīng)該加強(qiáng)對使用者的能力培訓(xùn),以便他們能正確地操作這些軟件。
4.3 對學(xué)習(xí)者進(jìn)行必要的心理輔導(dǎo)
應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生把握虛擬和現(xiàn)實的界限,讓他們明白使用這些軟件的目的是為了習(xí)得知識和建構(gòu)對知識的理解。
5 結(jié)語
生物化學(xué)是一門以分子水平和化學(xué)變化的深度研究生命的科學(xué),內(nèi)容比較深奧抽象,是一門比較難學(xué)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課。生物化學(xué)這門學(xué)科的特點(diǎn)是系統(tǒng)性、抽象性、聯(lián)系性比較強(qiáng),難度比較大,發(fā)展比較快?;谔摂M現(xiàn)實技術(shù)在生化教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用必將為學(xué)習(xí)者提供很多獨(dú)特的機(jī)會,使學(xué)習(xí)者和授業(yè)者都享受到其帶來的便利。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新型的教育教學(xué)媒體和手段,必將以其強(qiáng)大的優(yōu)勢和潛力受到青睞而發(fā)揮其更加重要的作用。
參考文獻(xiàn)
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篇4
[關(guān)鍵詞]校企共建工程中心 生物技術(shù)實踐教學(xué)
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)01-0135-03
黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)是在農(nóng)業(yè)微生物實驗室的基礎(chǔ)上建立的,曾三次被評為黑龍江省普通高校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)。該專業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,培養(yǎng)了大量社會所需的生物技術(shù)人才,與社會聯(lián)系廣泛,社會聲譽(yù)逐步提升,專業(yè)建設(shè)能密切聯(lián)系本地經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,在與相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的合作方面有良好的機(jī)制與途徑,畢業(yè)生廣泛受到用人單位的歡迎,歷年初次就業(yè)率就達(dá)到85%以上。
經(jīng)過多年的建設(shè),生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)體系已較為成熟,但生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,新知識、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),對生物技術(shù)人才培養(yǎng)的質(zhì)量提出了更高的要求。因而,生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、思路及方案的制訂要充分考慮學(xué)校的優(yōu)勢、就業(yè)需求和未來發(fā)展的需要,要站在學(xué)科前沿,緊盯生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)展趨勢,適度超前,培養(yǎng)在幾年乃至若干年之后,仍為社會所需要的人才。[1]本文依托黑龍江省寒區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用工程技術(shù)研發(fā)中心這一平臺,對生物技術(shù)專業(yè)的實踐教學(xué)模式進(jìn)行初步探索、研究。
一、生物技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)存在的問題
我校生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生實踐能力的提高主要通過以下幾個層次進(jìn)行:首先是基礎(chǔ)課實踐能力培養(yǎng),主要是通過生物基礎(chǔ)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)和遺傳學(xué)課程的實驗與生物基礎(chǔ)課的野外實習(xí)得到初步的鍛煉;其次是在學(xué)習(xí)基因工程、發(fā)酵工程及設(shè)備、細(xì)胞工程、生物工程下游技術(shù)等專業(yè)課程中的實驗及實習(xí)得到進(jìn)一步的訓(xùn)練,主要涉及一些專業(yè)基本技術(shù)的培養(yǎng);最后就是本科畢業(yè)論文的設(shè)計、研究及畢業(yè)實習(xí)。但在實踐能力培養(yǎng)過程逐漸發(fā)現(xiàn)存在諸多問題。
(一)實驗課內(nèi)容陳舊重復(fù)
實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。生物技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展最快的學(xué)科,生物技術(shù)的研究內(nèi)容、方法及設(shè)備日新月異。為了適應(yīng)生物技術(shù)的發(fā)展,實驗教學(xué)要不斷地革新。而我校由于師資力量條件的限制,儀器設(shè)備年更新率不足5%,致使有些課程的實驗內(nèi)容無法更新。比如,發(fā)酵工程及設(shè)備的實驗有3個:豆醬的生產(chǎn)、酸奶的發(fā)酵和固定化酵母細(xì)胞及酒精的生產(chǎn),實驗內(nèi)容仍舊停留在20年前的水平。而發(fā)酵工程及設(shè)備、酶工程兩門課程均有固定化細(xì)胞的實驗內(nèi)容,基因工程、分子生物學(xué)也存在實驗內(nèi)容重復(fù)的問題。實驗課內(nèi)容的陳舊及重復(fù),使培養(yǎng)的學(xué)生不能適應(yīng)社會的發(fā)展,競爭力不強(qiáng)。
(二)課程實習(xí)實施效果良莠不齊
生物技術(shù)專業(yè)的課程實習(xí)主要涉及三門課,一是生物學(xué)基礎(chǔ),在帽兒山進(jìn)行為期1周的標(biāo)本采集及鑒定實習(xí),該課程的實習(xí)由學(xué)生直接參與,加之有豐富經(jīng)驗的老教師帶隊,歷年實施效果較好,得到學(xué)生歡迎。另兩門是發(fā)酵工程及設(shè)備、生物工程下游技術(shù)專業(yè)課,也均有1周的課程實習(xí),但該兩門課程的實習(xí)均是采用參觀實習(xí)的形式,由于該部分的實習(xí)均是參觀發(fā)酵車間,噪音大,學(xué)生聽不清楚,學(xué)生在實習(xí)過程中走馬觀花,預(yù)計的實習(xí)時間很難達(dá)到,存在著實習(xí)實際學(xué)時達(dá)不到理論學(xué)時及實習(xí)效果差的問題。另外,發(fā)酵車間均大同小異,選擇參觀好幾個發(fā)酵工廠,學(xué)習(xí)效果差異不大,學(xué)生通過實習(xí)學(xué)到的知識量少。
(三)畢業(yè)論文研究不能有效提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力
學(xué)生是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行畢業(yè)論文的設(shè)計、實施和撰寫,畢業(yè)論文的完成可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。但目前存在著老師指導(dǎo)學(xué)生數(shù)量過多的現(xiàn)象,有的老師會指導(dǎo)10名左右本科生;同時需要老師填寫及督促、檢查學(xué)生完成的表格有選題執(zhí)行情況統(tǒng)計表、指導(dǎo)教師情況統(tǒng)計表、教師工作總結(jié)、畢業(yè)論文執(zhí)行情況檢查表、中期檢查表、工作進(jìn)度表、教師指導(dǎo)記錄表、工作日志、學(xué)生工作總結(jié)和優(yōu)秀論文推薦表等,這些均加重了老師的工作量,使老師平均指導(dǎo)每個學(xué)生的精力減少,不可避免地造成學(xué)生畢業(yè)論文完成質(zhì)量不高的問題。
(四)畢業(yè)實習(xí)實施困難
教學(xué)計劃中安排學(xué)生在第八學(xué)期的1至15周進(jìn)行畢業(yè)實習(xí),是將四年所學(xué)的理論和實踐相結(jié)合的重要階段,可促進(jìn)學(xué)生基本理論、基本知識、基本技能的融會貫通,提高學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力。而目前就業(yè)的嚴(yán)峻形勢、學(xué)校對就業(yè)率的要求使學(xué)生不能安心去實習(xí),因為利用實習(xí)階段去找工作的學(xué)生較多,而學(xué)院為了完成就業(yè)的任務(wù),也放松了對畢業(yè)實習(xí)的管理。另外,長期的教學(xué)實踐表明,由于學(xué)生的動手能力差,學(xué)生進(jìn)入實習(xí)單位后不能很快適應(yīng)角色,用人單位也不愿意接收實踐能力不強(qiáng)的學(xué)生。
二、工程中心建設(shè)的實踐條件
寒區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用工程技術(shù)研發(fā)中心依托單位為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué),共建單位為哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司。中心目前擁有包括35L-500L-1000L發(fā)酵系統(tǒng)、厭氧操作臺、大型高速離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)、高分辨率顯微鏡、蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)、高效液相色譜等儀器設(shè)備100多臺套,價值500多萬元。中心學(xué)術(shù)帶頭人王偉東教授目前為國家“十一五”科技支撐計劃項目首席專家、黑龍江省“十一五”重大科技攻關(guān)項目首席專家、黑龍江省普通高校新世紀(jì)優(yōu)秀人才、黑龍江省杰出青年基金獲得者。研究團(tuán)隊多年來在木質(zhì)纖維素的微生物分解與轉(zhuǎn)化、畜禽糞便和秸稈資源化處理生產(chǎn)生物有機(jī)肥、沼氣發(fā)酵技術(shù)與工程和秸稈微生物發(fā)酵生產(chǎn)飼料技術(shù)等方面取得了眾多的研究成果。
共建企業(yè)哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司是一家環(huán)保工程設(shè)計及施工、農(nóng)林廢棄物及污水處理的生物技術(shù)與生物質(zhì)能源工程公司。公司涉及農(nóng)業(yè)廢棄物處理、環(huán)境污染(水、氣、固體廢棄物)防治厭氧處理工程、大型沼氣發(fā)電工程、發(fā)酵料液制肥工程、環(huán)保設(shè)備集成、環(huán)保產(chǎn)品、環(huán)境工程等諸多方面。公司自成立以來,完成了雞西市梨樹區(qū)堿廠村、阿城濱圣養(yǎng)殖基地、通河龍口等多處大型沼氣工程。公司通過多起大型沼氣工程的建設(shè),具備了豐富的建設(shè)經(jīng)驗,能夠承擔(dān)大型沼氣工程的建設(shè)與機(jī)械設(shè)備的開發(fā)、安裝、調(diào)試等工作。公司不僅致力于沼氣工程的建設(shè)工作,還致力于先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)與利用,開展畜禽糞便堆肥化、生物質(zhì)能源工藝技術(shù)及相關(guān)工程設(shè)備研發(fā)、技術(shù)熟化、成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)服務(wù)等。
三、依托工程中心的實踐教學(xué)改革措施
(一)優(yōu)化實驗課設(shè)置,整合實驗內(nèi)容
針對實驗教學(xué)過程中存在的問題,參考國內(nèi)高校生物技術(shù)專業(yè)課程實驗的設(shè)置進(jìn)行實驗項目的整合,把重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行了歸類,開設(shè)新的實驗項目。每門課程的實驗內(nèi)容、方法及目的均由授課教師進(jìn)行開會論證,參與者為生物技術(shù)專業(yè)所有的授課教師及學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo),特別邀請共建企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo),對實驗課的開設(shè)實行嚴(yán)格的論證,并對有些課程的實驗進(jìn)行了整合,形成一門課程:生物技術(shù)綜合大實驗課程,總學(xué)時為40學(xué)時,在第六學(xué)期開課;教學(xué)內(nèi)容主要是融會貫通生物與分子生物學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵培養(yǎng)的實驗技能,綜合考慮學(xué)校的教學(xué)條件及今后進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實習(xí)的要求開展實驗;教學(xué)方式采用學(xué)生自行查閱資料、設(shè)計方案,由指導(dǎo)老師對實驗方案修正后實施。
(二)調(diào)整專業(yè)課程實習(xí)為生產(chǎn)實習(xí)
鑒于專業(yè)課程實習(xí)與畢業(yè)實習(xí)存在的諸多問題,對生物技術(shù)的教學(xué)計劃進(jìn)行修訂,保留了生物基礎(chǔ)課程實習(xí),取消了專業(yè)課程實習(xí),在第五學(xué)期的開學(xué)之初增加4周的生產(chǎn)實習(xí),主要是進(jìn)入發(fā)酵企業(yè)進(jìn)行頂崗實習(xí)。為了讓學(xué)生能在實習(xí)單位盡快適應(yīng)生產(chǎn)單位的條件,充分利用工程中心擁有的發(fā)酵設(shè)備條件,在工程中心進(jìn)行1周的操作訓(xùn)練后分散進(jìn)入實習(xí)單位,如大慶志飛生物化工有限公司、肇東日成酶制劑廠、大慶華理能源生物技術(shù)有限公司等10多個企業(yè),采用學(xué)校教師與企業(yè)技術(shù)人員共同指導(dǎo)負(fù)責(zé)制對學(xué)生的實習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)和管理。
(三)建設(shè)“多師結(jié)構(gòu)”的實踐教師教學(xué)團(tuán)隊
在培養(yǎng)理論與實踐兼?zhèn)浣處煼矫?,我院進(jìn)行了有益的探索。[5]為了進(jìn)一步提高教師和學(xué)生的實踐能力,本科畢業(yè)論文的指導(dǎo)教師打破完全由教師承擔(dān)的制度,采用企業(yè)技術(shù)人員和教師共同指導(dǎo)方式。一方面減輕老師的工作量,另一方面研究的課題在一定程度上也解決了企業(yè)的一些問題,同時學(xué)生的綜合能力也得到了提高。
(四)鼓勵學(xué)生依據(jù)工程中心的條件申請創(chuàng)新訓(xùn)練項目
為推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練,進(jìn)一步提升大學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略需要的高水平創(chuàng)新人才,我省及學(xué)校從2012年起設(shè)立創(chuàng)新訓(xùn)練項目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目。獲批省級項目,學(xué)校支持8000元/項;獲批校級項目,學(xué)校支持5000元/項。鼓勵學(xué)生利用工程中心的條件進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練項目申請,申請成功后,工程中心將依據(jù)項目的內(nèi)容提供實驗條件。
四、人才培養(yǎng)效果
實驗課程整合后,改變了以往以小的實驗為主,實驗內(nèi)容簡單,僅僅為理論中某一知識點(diǎn)驗證的弊端,將有相關(guān)的知識內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合在一起,對學(xué)生系統(tǒng)掌握理論知識起到了很好的詮釋作用。生產(chǎn)實習(xí)的安排在解決了專業(yè)課程實習(xí)僅是參觀而得不到實際鍛煉的問題的同時,還為更好地開展畢業(yè)實習(xí)奠定了基礎(chǔ),在此過程中工程中心起到了良好的銜接作用?!岸鄮熃Y(jié)構(gòu)”的實踐教師教學(xué)團(tuán)隊使學(xué)生的畢業(yè)論文質(zhì)量得到了進(jìn)一步提高,解決實際問題的選題內(nèi)容比例增加。2009級畢業(yè)生選題中,針對實際問題的選題占32.4%,雖然比例還不是很高,但比2008級畢業(yè)生增加了近10%。2009級畢生中有15人參加到創(chuàng)新研究項目中,有5人次獲得優(yōu)秀畢業(yè)論文,投稿論文3篇。
五、結(jié)語
生物技術(shù)專業(yè)結(jié)合校企共建工程中心進(jìn)行了一些可提高學(xué)生實踐能力的教學(xué)改革,充分調(diào)用工程中心的各種資源,讓生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生在工程中心中可以體驗不同的角色,獲得不同的經(jīng)歷,接受多種熏陶,打造學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)并舉的育人平臺,將學(xué)生、指導(dǎo)教師團(tuán)隊、工程中心、企業(yè)現(xiàn)場融入生物技術(shù)人才培養(yǎng)體系當(dāng)中,構(gòu)建“四位一體”的實踐教學(xué)模式。研究雖然取得了一定的效果,但阻礙實踐教學(xué)能力提高的因素還有很多,諸如限制實驗項目更新的儀器設(shè)備、畢業(yè)論文中流于形式的一些表格填寫、畢業(yè)實習(xí)與就業(yè)矛盾的解決等問題,還需要主管部門的認(rèn)真思考,提出合理的解決方案。
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篇5
關(guān)鍵詞 研究生管理 服務(wù) 行政 學(xué)術(shù)
轉(zhuǎn)制科研院所研究生教育在我國研究生教育中占據(jù)不可或缺的重要地位,目前多數(shù)屬于學(xué)術(shù)學(xué)位類型,但就其培養(yǎng)的實質(zhì)內(nèi)容看,更傾向于專業(yè)學(xué)位研究生教育的定位。就目前的體量而言,其培養(yǎng)的研究生總量不高但培養(yǎng)單位多,就目前的評價機(jī)制而言,研究生不多但其專業(yè)所在行業(yè)分布廣泛,且能夠培養(yǎng)研究生的這類院所在一定程度上均為行業(yè)內(nèi)的某一方面的領(lǐng)頭羊或排頭兵,其成果以及潛在成果或長久積淀對相應(yīng)的行業(yè)影響和貢獻(xiàn)巨大,簡而言之就是,招生人數(shù)少,招生單位多,行業(yè)作用大。
一、目前我國研究生教育的形勢以及對我們的要求
目前因我國研究生教育的形勢而對我們的要求是多方面的,但是這里談兩點(diǎn):在研究生管理中,宏觀的看包括計劃、組織、協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)、控制等幾個方面;微觀的看,研究生管理人員所從事的日常工作是大量的繁瑣的服務(wù)性事務(wù),這些要求我們要不斷的研究如何在不同的問題上找準(zhǔn)定位,明確方向,做到服務(wù)與管理的共存。
研究生教育改革正向縱深發(fā)展,不斷提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量,把握學(xué)術(shù)和行政之間的平衡尺度,做到行政和學(xué)術(shù)的統(tǒng)一。
二、我院研究生管理實踐
研究生管理質(zhì)量的高低很大程度上決定于研究生管理隊伍的配備以及它的精良程度。高等學(xué)校研究生學(xué)院一般設(shè)有院辦公室、研究生招生辦公室、研究生培養(yǎng)辦公室、學(xué)位辦公室,部分學(xué)校還設(shè)有專業(yè)學(xué)位中心等其他部門,主管全校全日制研究生、專業(yè)學(xué)位碩士等各方面的工作。主要工作職責(zé)是實施宏觀調(diào)控。各個有研究生的學(xué)院設(shè)分管研究生工作的副院長一名及研究生秘書、輔導(dǎo)員若干。學(xué)院是研究生培養(yǎng)過程中的一個實體,研究生日常管理的具體工作由各學(xué)院負(fù)責(zé)。學(xué)院的主要職責(zé)是保證校級管理目標(biāo)得以實現(xiàn).并根據(jù)學(xué)院的特點(diǎn)制定分目標(biāo).對研究生的培養(yǎng)方案、日常教學(xué)、科研指導(dǎo)等環(huán)節(jié)加以具體實施。而科研轉(zhuǎn)制院所畢竟不同于高等院校,研究生教育管理沒有專職的框架清晰的教學(xué)培養(yǎng)組織機(jī)構(gòu)體系,甚至沒有一個專職管理人員,由其他崗位工作人員兼職完成,如何高效高質(zhì)量的完成研究生管理的規(guī)定動作和自選動作—這是科研院所研究生管理面臨的一個挑戰(zhàn),這要求我們的研究生管理必須要采取與其本身相適應(yīng)的辦法。我院正是這樣的一家擁有悠久研究生培養(yǎng)歷史的科研轉(zhuǎn)制院所招生單位,目前在校生近300人,為適應(yīng)不斷發(fā)展的研究生教育形勢,提高培養(yǎng)質(zhì)量,經(jīng)過多年的實踐和不斷的摸索,逐漸形成了有我院特色的研究生管理體系的構(gòu)建,主要表現(xiàn)在以下方面:
(一)依靠架構(gòu)兩級非常設(shè)管理機(jī)構(gòu)發(fā)揮宏觀管理功能,結(jié)合日常的微觀服務(wù),實現(xiàn)服務(wù)與管理的共存。
其中第一級為學(xué)位評定委員會,其定位是院研究生教育重大事項的決策決定機(jī)構(gòu),是研究生培養(yǎng)的最高層機(jī)構(gòu),院長任學(xué)位評定委員會主任。學(xué)位評定委員會的職責(zé)可以包括:審議重大事宜和規(guī)章制度;選聘指導(dǎo)老師;審核、批準(zhǔn)授予研究生學(xué)位;仲裁解決研究生培養(yǎng)中的重大事件等。
與高校研究生培養(yǎng)實體為院系的情況相比,我院作為一家國企性質(zhì)的轉(zhuǎn)制科研院所招生單位,有研究生和導(dǎo)師分布的部門或單位更為復(fù)雜和多樣,為規(guī)范、協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理,設(shè)立第二級非常設(shè)機(jī)構(gòu)—院研究生管理指導(dǎo)小組,其定位是院研究生管理中傾向于行政協(xié)調(diào)的議事機(jī)構(gòu),是研究生培養(yǎng)的重要的高層議事機(jī)構(gòu)。小組成員由院領(lǐng)導(dǎo)、密切相關(guān)的職能部門領(lǐng)導(dǎo)、培養(yǎng)研究生的單位或部門(院系)分管領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)科帶頭人或部分資深研究生導(dǎo)師組成,院分管院長任組長。研究生指導(dǎo)小組的職責(zé)可以包括:審核招生簡章;審核招生中的復(fù)試和錄取方案;審核研究生各類評優(yōu)評獎事宜;討論研究生培養(yǎng)的重大事宜和規(guī)章制度,報學(xué)位委員會審核;協(xié)調(diào)解決院內(nèi)研究生培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的有關(guān)問題。
研究生管理部門根據(jù)院的發(fā)展方向和戰(zhàn)略對研究生管理中相應(yīng)的重大事宜提供討論方案,依靠兩層機(jī)構(gòu)實行民主審議集體決策,成為研究生管理的強(qiáng)有力依據(jù),最終完成計劃、組織、協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)、控制等宏觀管理,而微觀服務(wù)則是依靠研究生管理人員不斷提高服務(wù)意識,在工作工作中積極為院的建設(shè)和發(fā)展服務(wù),積極建言獻(xiàn)策;為導(dǎo)師服務(wù),為他們排憂解難,提供工作方便;為學(xué)生服務(wù),安排好他們的學(xué)習(xí)、生活,解決他們的實際問題。
(二)通過成立各專業(yè)研究生指導(dǎo)小組發(fā)揮學(xué)術(shù)指導(dǎo)作用,實現(xiàn)研究生管理中的行政與學(xué)術(shù)統(tǒng)一。
專業(yè)研究生指導(dǎo)小組的定位是在研究生管理中涉及專業(yè)的工作由各專業(yè)研究生指導(dǎo)小組負(fù)責(zé),對研究生管理部門提供的方案負(fù)責(zé)具體實施,并為研究生管理部門提供專業(yè)依據(jù),專業(yè)研究生指導(dǎo)小組設(shè)立組長,實行組長負(fù)責(zé)制。
從過程來看,研究生管理有決策、傳達(dá)與協(xié)調(diào)、執(zhí)行、監(jiān)督和反饋之分,我院的決策依靠非常設(shè)管理機(jī)構(gòu),包括研究生管理指導(dǎo)小組(行政)和學(xué)位委員會(學(xué)術(shù)和行政),學(xué)術(shù)上的執(zhí)行依靠專業(yè)指導(dǎo)小組(學(xué)術(shù)),研究生管理部門為決策建言獻(xiàn)策,在管理中上傳下達(dá),協(xié)調(diào)、監(jiān)督和反饋,最終的目的是創(chuàng)造良好的教育環(huán)境、提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量,綜合體現(xiàn)了行政與學(xué)術(shù)的統(tǒng)一,管理與服務(wù)的共存。
三、對我院研究生管理的進(jìn)一步思考
研究生管理事務(wù)繁雜,頭緒眾多,責(zé)任重大,在面上協(xié)調(diào)好服務(wù)與管理、行政與學(xué)術(shù)關(guān)系的基礎(chǔ)上,對于研究生管理人員而言,不僅要完成本身的管理工作,還可以多關(guān)注以下幾點(diǎn):
(一)進(jìn)一步加強(qiáng)、完善研究生教育的各項制度建設(shè)。
(二)進(jìn)一步體現(xiàn)我院研究生培養(yǎng)特色,提高學(xué)生科研產(chǎn)業(yè)化能力。
1.加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流、為交流合作提供更多的平臺,促進(jìn)各學(xué)科學(xué)術(shù)水平的提高。
讓重視產(chǎn)業(yè)化項目研究的學(xué)生能夠更多地接觸學(xué)科前沿的基礎(chǔ)性成果的發(fā)展,拓寬學(xué)術(shù)視野。如開設(shè)應(yīng)用基礎(chǔ)性的課題作為碩士特別是博士研究生的學(xué)位論文。發(fā)展和創(chuàng)新離不開堅實的理論基礎(chǔ),強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)化特點(diǎn)并不意味著放棄理論攻堅,我們要利用院多年來在藥學(xué)領(lǐng)域的積累和資源,擴(kuò)展加深院內(nèi)的學(xué)術(shù)氛圍,搭建各種學(xué)術(shù)交流平臺,為學(xué)生的學(xué)術(shù)成長提供更寬闊的視野和舞臺。
2.加強(qiáng)管理深度,加強(qiáng)學(xué)生的思想政治工作。
篇6
生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical Engineering, BME)是將工程學(xué)與生物、醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合而形成的新興的交叉學(xué)科,旨在利用工程技術(shù)手段開發(fā)各類以高新技術(shù)為特征的現(xiàn)代醫(yī)療器械及系統(tǒng),為疾病的診斷、監(jiān)測、控制、預(yù)防和治療提供有效的解決方案[1]。生物醫(yī)學(xué)工程主要的研究領(lǐng)域包括:人工器官及生物材料、醫(yī)療儀器及設(shè)備、電子信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等[2]。從其研究領(lǐng)域可以看出,生物醫(yī)學(xué)工程是現(xiàn)代工程技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合形成的交叉學(xué)科,涉及生物、電子、信息、材料、藥學(xué)等多個領(lǐng)域,具有很強(qiáng)的交叉性和綜合性[3],同時由于生物醫(yī)學(xué)工程在我國的發(fā)展時間較短,如何培養(yǎng)出兼具工程技術(shù)研發(fā)和生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)能力的專業(yè)人才,已成為本學(xué)科發(fā)展的重要課題之一。
一、我國生物醫(yī)學(xué)工程現(xiàn)有培養(yǎng)模式的不足
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)在我國發(fā)展于20世紀(jì)70年代,目前,我國高校中的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)設(shè)置分為兩種:①設(shè)置在理工科大學(xué);②設(shè)置在醫(yī)學(xué)院校。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國已有60余所綜合或理工科大學(xué)和30余所醫(yī)學(xué)院校設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),培養(yǎng)從本科到博士各層次的專業(yè)人才。由于是新興學(xué)科,我國的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)現(xiàn)有的培養(yǎng)模式通常存在以下不足[4]。
(一)理論與實踐脫節(jié)
在國外,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在課程設(shè)置上十分注重多學(xué)科的交叉以及理論與實踐的結(jié)合。我國高等教育中傳統(tǒng)的教學(xué)是以理論為基礎(chǔ)、以課堂講授為主的一種重理論輕實踐,或是實踐缺乏實用性,局限于書本的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的弊端是,學(xué)生在實踐中不能很好地將專業(yè)理論知識同實際應(yīng)用相結(jié)合,造成理論和實踐脫節(jié);同時部分高校開展的實驗方法和手段陳舊,內(nèi)容簡單孤立,絕大部分屬驗證性的實驗,缺乏綜合性、設(shè)計性實驗,最終均導(dǎo)致的學(xué)生的創(chuàng)新能力以及實踐能力的難以滿足于市場的需求。
(二)培養(yǎng)模式差異較大
從20世紀(jì)60年代初美國大學(xué)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程本科教育至今,大約有70余所高校通過了美國工程與技術(shù)認(rèn)定委員會(Accreditation Board for Engineering and Technology, ABET)的評估獲得授予生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)士學(xué)位的資格。ABET的準(zhǔn)則鼓勵各種教學(xué)計劃的一致性,這對于推動生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展具有極其重要的作用。而我國生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展時間相對較短,專業(yè)培養(yǎng)方向較多,不同院校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)又由分別來自不同學(xué)科和專業(yè)的教師組建,因此造成不同院校的專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)、人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系及培養(yǎng)模式均各有差異。工科背景較強(qiáng)的院校以工程學(xué)為基礎(chǔ),輔以少量醫(yī)學(xué)課程,這類院校的學(xué)生工程學(xué)知識相對穩(wěn)固,而醫(yī)學(xué)知識相對薄弱;醫(yī)科院校則多以醫(yī)學(xué)為背景,工程學(xué)知識教授相對較少。這種醫(yī)工結(jié)合不緊密的問題造成了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力與社會要求差距較大的弊端,同時又進(jìn)一步導(dǎo)致了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)招生和就業(yè)難等一系列問題。
(三)實驗設(shè)備相對落后
醫(yī)學(xué)專業(yè)同工科專業(yè)一樣,均須以實驗為基礎(chǔ),否則開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)如紙上談兵,教師無從教學(xué),學(xué)生也無法學(xué)習(xí)和理解。而專業(yè)實驗室建設(shè)要求高,建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入多,實驗室的建設(shè)、設(shè)備的更新?lián)Q代均需要大量的經(jīng)費(fèi)和專業(yè)技術(shù)人員的支持,而一些高校實驗經(jīng)費(fèi)緊張,儀器臺套數(shù)不夠,特別是在初始發(fā)展階段,困難較多,專業(yè)培養(yǎng)往往出現(xiàn)投入大產(chǎn)出少的現(xiàn)象,給經(jīng)費(fèi)有限的高校帶來了建設(shè)上的困難。
(四)師資力量薄弱,缺乏復(fù)合型師資
生物醫(yī)學(xué)工程作為“朝陽學(xué)科”,師資力量相對薄弱,很多教師都不是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)出身,雖然對所授課程知識駕輕就熟,但其知識領(lǐng)域相對于生物醫(yī)學(xué)工程這樣一個交叉性很強(qiáng)的學(xué)科而言,仍舊過于窄淺,對如何帶動學(xué)生實現(xiàn)專業(yè)知識的融會貫通還缺少豐富的經(jīng)驗。與此同時,目前國內(nèi)高校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)師資隊伍中,具有理工科教育背景或醫(yī)學(xué)教育背景的教師比較多,而既懂醫(yī)學(xué)又懂工程技術(shù),能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)需求緊密結(jié)合起來的復(fù)合型、交叉型師資比較缺乏,教師與各相關(guān)學(xué)科交叉融合能力較弱,這一狀況一定程度上影響了專業(yè)課程體系的構(gòu)建以及教學(xué)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
(五)學(xué)校、社會對專業(yè)的了解與重視不足
一些醫(yī)學(xué)院校的教師對此專業(yè)的了解就是把它分類在工科,這就導(dǎo)致傳授醫(yī)學(xué)、生物學(xué)知識的教師對待此專業(yè)的課程重視不夠,認(rèn)為學(xué)生的任務(wù)就是學(xué)好電子、工科類課程就夠了。而學(xué)生也并未得到工科的專業(yè)教學(xué),與科班的工程類學(xué)生同樣存在差距。這樣的惡性循環(huán),使得本來應(yīng)形成優(yōu)勢與合力的“生物”、“醫(yī)學(xué)”與“工程”專業(yè),非但不能很好地融會貫通,反而處于“兩不管”或者“兩不精”的尷尬境地。而社會對于此專業(yè)的認(rèn)知也很有限,有相當(dāng)多的人把此專業(yè)簡單理解為維修、銷售儀器,僅把畢業(yè)生當(dāng)作技術(shù)工來看待。
(六)學(xué)生思想不穩(wěn)定
生物醫(yī)學(xué)工程在我國作為一門全新的專業(yè),其涉及的學(xué)科領(lǐng)域跨度大,專業(yè)知識體系復(fù)雜,就業(yè)方向不確定。很多本科生對所學(xué)專業(yè)缺乏深層次的認(rèn)識,對自己的前途也缺乏一定的自信,部分學(xué)校也只是按照固定思路教學(xué),導(dǎo)致學(xué)生思想不穩(wěn)定,學(xué)習(xí)積極性、主動性不高,使學(xué)生在就業(yè)時處于劣勢。
三、培養(yǎng)模式改進(jìn)措施
篇7
關(guān)鍵詞: 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè) 醫(yī)學(xué)信號檢測與儀器 產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式 課程群
在美國及歐洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,早在上世紀(jì)50年代就指出生物醫(yī)學(xué)工程的重要性,目前海外知名高校均設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),本專業(yè)世界排名前三位的高校分別是美國約翰霍普金斯大學(xué)、哈佛大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)招生分?jǐn)?shù)在這幾所學(xué)校中也往往遠(yuǎn)高于其他專業(yè),其畢業(yè)生也受到其他各大高校研究室、大型生物醫(yī)學(xué)研發(fā)企業(yè)和各大醫(yī)院青睞,畢業(yè)后發(fā)展前景良好。
目前,全國設(shè)置生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校達(dá)140所左右,在天津市開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校僅有天津大學(xué)、天津醫(yī)科大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)和天津工業(yè)大學(xué),其他天津市市屬高校均未開設(shè)該專業(yè)。其中天津大學(xué)以光學(xué)儀器為專業(yè)特色,天津醫(yī)科大學(xué)以醫(yī)學(xué)背景為主解決一些臨床存在的工程問題,河北工業(yè)大學(xué)以電磁計算為專業(yè)特色。
天津市把醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)作為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級過程中重點(diǎn)培育的新興產(chǎn)業(yè),加強(qiáng)醫(yī)藥器械研發(fā)的產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合,支持醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)走“專、精、特、新”道路,著力培育醫(yī)療器械特色產(chǎn)業(yè)。天津市人才的需求情況:2013年,天津市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值突破1000億元。生物醫(yī)藥企業(yè)2000余家。2012年,主營業(yè)務(wù)收入超過百億元企業(yè)3家,50~100億元企業(yè)3家,10~50億元企業(yè)6家,1~10億元企業(yè)58家。天津市醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)284家(2013年底統(tǒng)計),其中規(guī)模以上企業(yè)共36家,醫(yī)療器械注冊企業(yè)2500余個。技術(shù)服務(wù)企業(yè):行業(yè)產(chǎn)值近億元。因此天津市急需這方面的高端專業(yè)人才。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的專業(yè)之一,為適應(yīng)我國和天津市“十三五”經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技發(fā)展的需要,推動“天津市醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展,天津工業(yè)大學(xué)設(shè)置了天津市首個專門以培養(yǎng)醫(yī)學(xué)信號檢測及儀器方向高端專業(yè)人才為主的“生物醫(yī)學(xué)工程”本科專業(yè)。本專業(yè)在與學(xué)校辦學(xué)定位和專業(yè)結(jié)構(gòu)布局相統(tǒng)一的基礎(chǔ)上,以培養(yǎng)復(fù)合型人才,增強(qiáng)學(xué)生工程技術(shù)和工程實踐能力為目標(biāo),逐步形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢,天津工業(yè)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)2012年本成為“天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會”理事單位;2013年成為“天津濱海新區(qū)轉(zhuǎn)換醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟”理事單位;2014年與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所共同組建“天津市醫(yī)學(xué)電子診療技術(shù)工程中心”;2015年成為“中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會健康工程分會”成員,這些發(fā)展都是為了加快發(fā)展產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。
課程建設(shè)總體思路是按照目前的專業(yè)定位進(jìn)行課程的建設(shè),形成以《生理學(xué)》、《生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)》、《傳感器與醫(yī)學(xué)工程》、《醫(yī)學(xué)電子儀器設(shè)計》、《嵌入式系統(tǒng)》、《醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)》、《醫(yī)學(xué)儀器概論與標(biāo)準(zhǔn)》等為核心課程,構(gòu)建醫(yī)學(xué)信號檢測及儀器為方向的課程群,帶動整個生物醫(yī)學(xué)工程課程體系的建設(shè)和發(fā)展。
本專業(yè)開設(shè)的主要理論課程有:高級語言程序設(shè)計(C)、大學(xué)物理、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、高頻電子、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、人體解剖、生理學(xué)、工程光學(xué)、傳感器與醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)電子儀器設(shè)計、醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)、醫(yī)學(xué)儀器概論與標(biāo)準(zhǔn)、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及DSP技術(shù)、EDA原理及應(yīng)用、電磁場與電磁波、通信原理、虛擬儀器技術(shù)、光電檢測技術(shù)與系統(tǒng)、電磁兼容、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理、生命科學(xué)導(dǎo)論等。
主要實踐課程有:電路理論實驗、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實驗、生理學(xué)實驗、傳感器與醫(yī)學(xué)工程實驗、醫(yī)學(xué)電子儀器設(shè)計實驗、醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)實驗、電工實踐、電子實踐、電子系統(tǒng)設(shè)計與工程實踐(1,2)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計專題實踐、生物醫(yī)學(xué)工程實踐1(偏重醫(yī)學(xué)信號檢測原理與方法)、生物醫(yī)學(xué)工程實踐2(偏重醫(yī)學(xué)電子儀器的開發(fā)與實現(xiàn))、畢業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計。
本專業(yè)畢業(yè)生可以在培養(yǎng)具有生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)信號檢測理論與方法、醫(yī)學(xué)電子儀器設(shè)計等方面知識和能力,德智體全面發(fā)展,能在生命科學(xué)研究領(lǐng)域、醫(yī)療儀器及器械領(lǐng)域、健康產(chǎn)品領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)單位等從事研究、設(shè)計、市場、銷售、教學(xué)、管理和服務(wù)等方面工作,具有醫(yī)學(xué)信號檢測及儀器方向的創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才,適應(yīng)國家和天津市“十三五”的醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。本專業(yè)學(xué)制四年,學(xué)生畢業(yè)后可獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位。
篇8
Shortliffe教授指出,醫(yī)生對于計算機(jī)和新技術(shù)越來越依賴就是其中一個重要問題。由于患者的個體狀況和疾病狀況千差萬別,醫(yī)生在診療過程中的邏輯推理也各有特色。但是,計算機(jī)的應(yīng)用有可能削弱醫(yī)生和患者之間的和諧關(guān)系,使醫(yī)患之間的互動和整個診療過程變得呆板機(jī)械。在某些情況下,醫(yī)生不是根據(jù)自己的知識、經(jīng)驗和邏輯對患者做出診斷,而是依賴于他們使用計算機(jī)的方式來做出判斷。實際上,計算機(jī)永遠(yuǎn)不可能代替人腦,更不可能超過人腦。只有當(dāng)計算機(jī)和人類的智慧與實踐相結(jié)合,才能發(fā)揮出真正的作用。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)的定義
根據(jù)美國醫(yī)藥信息學(xué)會(American Medical Informatics Association, AMIA)的定義:Biomedical Informatics (BMI) is the interdisciplinary, scientific field that studies and pursues the effective uses of biomedical data, information, and knowledge for scientific inquiry, problem solving and decision making, motivated by efforts to improve human health.
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)(BMI)是一門研究如何有效利用生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、信息和知識的跨學(xué)科科學(xué),以滿足科學(xué)查詢、解決問題和制定決策的需求,并通過不斷的努力,推動和提高人們的健康。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)的關(guān)鍵屬性
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)主要從事生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、信息、知識的產(chǎn)生、存儲、獲取、使用及共享的理論、方法和過程的研究、開發(fā)和應(yīng)用。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)建立在計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及信息科學(xué)的基礎(chǔ)上,是IT技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)在方法學(xué)上可以支持從分子水平到大眾水平的研究、推論、建模、模擬、實驗和轉(zhuǎn)化。覆蓋從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床科研,到臨床診療、公共衛(wèi)生等多種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)認(rèn)為生物醫(yī)學(xué)信息的最終使用者是人。因此,社會科學(xué)和行為科學(xué)對于技術(shù)性解決方案的設(shè)計和評價,以及對于復(fù)雜經(jīng)濟(jì)、倫理、社會、教育和組織架構(gòu)的演進(jìn),起到了非常重要的影響作用。
BMI各應(yīng)用領(lǐng)域的相互關(guān)系和區(qū)別
在生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域有很多看似非常相近的術(shù)語和名詞,很容易被混淆和亂用,例如:信息學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、生物信息學(xué)、衛(wèi)生信息學(xué)、生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)、公共衛(wèi)生信息學(xué)等等。如何理解這些術(shù)語?它們之間的區(qū)別和聯(lián)系又是怎樣的呢?
Shortliffe教授解釋說:生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)是一門基礎(chǔ)性生物醫(yī)學(xué)科學(xué),是一門應(yīng)用潛力非常廣泛的科學(xué)。生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究和發(fā)展的推動力,是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床、科研和實踐中所遇到的各種問題。生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)將生物醫(yī)學(xué)的理論和方法與計算機(jī)、信息和通訊技術(shù)相結(jié)合,以創(chuàng)新和發(fā)展新的方法和理論為目標(biāo)。這些核心理論和方法包括數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)庫理論、認(rèn)知科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘,自然語言處理等等,反過來又促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)和健康科學(xué)的研究、應(yīng)用和創(chuàng)新。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論、方法和技術(shù)首先被應(yīng)用到臨床醫(yī)療、診斷和護(hù)理等臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,同時也被應(yīng)用在牙科和獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。這些領(lǐng)域關(guān)注的是患者個體,是以患者為中心實現(xiàn)臨床相關(guān)信息的采集、集成、共享和應(yīng)用,因此被稱為臨床信息學(xué)。
與臨床信息學(xué)緊密聯(lián)系在一起的是公共衛(wèi)生信息學(xué),它的應(yīng)用不是針對單一的患者個體,而是關(guān)注整個人群,以大眾健康和管理為目標(biāo)。臨床信息學(xué)和公共衛(wèi)生信息學(xué)共享了很多相同的方法和技術(shù),這兩個方面結(jié)合在一起就是我們通常所說的醫(yī)學(xué)信息學(xué)。因此,生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)不能等同于醫(yī)學(xué)信息學(xué)。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是在細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)上的應(yīng)用,主要關(guān)注的是細(xì)胞和分子水平的過程,這部分被稱為生物信息學(xué)。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)在放射影像、圖像成像和分析、以及影像管理方面的應(yīng)用被稱作影像信息學(xué)。影像信息學(xué)以組織和器官為主要對象,包括:放射影像、病理影像、超聲影像、皮膚病學(xué)、以及分子可視化等等應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)Shortliffe教授介紹,其實這些應(yīng)用領(lǐng)域的邊際是非常模糊的,例如生物信息學(xué)和影像信息學(xué)相結(jié)合就產(chǎn)生了分子生物成像學(xué);生物信息學(xué)和臨床信息學(xué)的結(jié)合形成了藥物基因組學(xué),而臨床信息學(xué)和公共衛(wèi)生信息學(xué)相結(jié)合則形成了大眾消費(fèi)健康學(xué)。
BMI和HIT的關(guān)系
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)與計算機(jī)科學(xué)(軟件和硬件)、臨床科學(xué)、基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)、流行病學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、生物工程學(xué)、管理科學(xué)及認(rèn)知科學(xué)與決策密切相關(guān)。
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)(BMI)與醫(yī)學(xué)信息技術(shù)(Healthcare Information Technology, HIT)有著密切的關(guān)系,但相互各有側(cè)重。BMI更偏重于BMI理論的研究、方法的建立、教學(xué)、以及這些理論和方法在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用。其主要參與者是學(xué)術(shù)研究人員、科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)實驗室。而HIT則更偏重于應(yīng)用,主要是把BMI的方法、理念以及研究成果與醫(yī)療臨床實踐相結(jié)合,并通過廠商開發(fā)成相應(yīng)的醫(yī)療信息系統(tǒng)產(chǎn)品,供醫(yī)院和衛(wèi)生行政機(jī)構(gòu)使用。其主要參與者是醫(yī)療IT廠商、醫(yī)療臨床機(jī)構(gòu)及衛(wèi)生行政機(jī)構(gòu)等。在美國,生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織是美國醫(yī)藥信息學(xué)會(AMIA),而醫(yī)學(xué)信息技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織是美國醫(yī)療信息管理和系統(tǒng)協(xié)會(HIMSS)。
加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育和培訓(xùn)
生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)對于生物醫(yī)學(xué)研究、企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、圖書館情報學(xué)和知識管理、公共衛(wèi)生統(tǒng)計、生物技術(shù)和制藥、臨床實踐和管理、以及政府決策研究,都將發(fā)揮重要的作用。
但是,目前要真正把信息技術(shù)應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及臨床診療中,還存在一個非常大的障礙,就是缺乏同時具備信息技術(shù)知識和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識的復(fù)合型人才。因此,作為交叉科學(xué)的生物醫(yī)學(xué)信息學(xué),要肩負(fù)起自己的使命,要為復(fù)合型人才的培養(yǎng)做出貢獻(xiàn)。各醫(yī)學(xué)院校和研究機(jī)構(gòu),在開展常規(guī)的生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)位教育之外,還應(yīng)該積極開設(shè)信息學(xué)相關(guān)的培訓(xùn),為醫(yī)學(xué)生和護(hù)理學(xué)生提供雙學(xué)位課程。另外,要加強(qiáng)對醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)人員的信息學(xué)繼續(xù)教育,并積極為臨床醫(yī)護(hù)人員所進(jìn)行生物信息學(xué)研究提供必要的支持和協(xié)作。
Shortliffe教授還指出: IT基礎(chǔ)架構(gòu)(IT Infrastructure)一向被公認(rèn)為是實現(xiàn)安全、有效、以患者為中心、及時、高效率和公平六個醫(yī)療目標(biāo)的基礎(chǔ)。但是,臨床信息系統(tǒng)設(shè)計和實施40年來的經(jīng)驗和教訓(xùn)告訴我們:成功的系統(tǒng)不僅僅取決于技術(shù),而更取決于人、文化和創(chuàng)新性的流程。
篇9
[關(guān)鍵詞]生物醫(yī)學(xué)儀器分析;課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu);實踐性教學(xué)
國內(nèi)外的儀器分析課程是建立在物理和化學(xué)基礎(chǔ)上的儀器分析方法,主要針對化學(xué)、材料、藥學(xué)、環(huán)境、食品等專業(yè)的學(xué)生設(shè)置。而新興的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科,其研究領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)和力生物學(xué)、生物材料、組織工程等。基于生物樣品的特性,對生物醫(yī)學(xué)儀器的分析要求已深入到基因、蛋白、細(xì)胞等水平。傳統(tǒng)的儀器分析課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)科研的要求。[1]在高校中已設(shè)置的儀器分析課程中的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)跟上生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。但隨著生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展,人們對生物醫(yī)學(xué)儀器的應(yīng)用能力的要求也越來越高,迫切需要具有針對性、實用性和先進(jìn)性的生物醫(yī)學(xué)儀器分析課程。[2][3]我們針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的研究生開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)儀器分析這門課程。我們在對課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)及實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等方面不斷進(jìn)行探討和改進(jìn),為本課程進(jìn)一步特色化、系統(tǒng)化、前沿化的建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。
一、課程內(nèi)容體系建設(shè)
傳統(tǒng)的儀器分析課程主要涵蓋色譜法、電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、質(zhì)譜法等四大類儀器分析方法。生物醫(yī)學(xué)儀器分析課程內(nèi)容建設(shè)區(qū)別于以往普通儀器分析課程的內(nèi)容設(shè)置,重點(diǎn)突出“生物醫(yī)學(xué)”的特點(diǎn),以滿足解決生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)問題的要求。課程內(nèi)容設(shè)置既要服務(wù)于解決科學(xué)問題,避免課程設(shè)置和實踐應(yīng)用脫節(jié),又必須在掌握生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典的儀器和方法的同時,緊跟前沿領(lǐng)域的高端儀器和方法。因此本課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)包括以下三個部分,如圖1所示,幫助學(xué)生通過儀器手段獲取不同層面生物樣本的定性、定量、形態(tài)及分布等信息從而解決生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)問題。
(一)第一部分:基因或蛋白層面的檢測儀器
該部分重點(diǎn)介紹基于基因或蛋白的生物樣品的半定量或定量的檢測儀器。基因水平的檢測儀器包括:經(jīng)典儀器———聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、RNA電泳和核酸印跡分析,前沿儀器——實時熒光定量PCR儀。蛋白水平的檢測儀器包括:經(jīng)典儀器———熒光酶標(biāo)儀、蛋白質(zhì)印跡分析、酶聯(lián)免疫吸附測定分析,前沿技術(shù)——二維電泳。
(二)第二部分:組織或細(xì)胞層面的觀察或檢測儀器
該部分重點(diǎn)介紹基于組織或細(xì)胞的生物樣品的觀察或檢測儀器。組織或細(xì)胞層面的觀察儀器包括:經(jīng)典儀器———倒置顯微鏡、相差顯微鏡、微分干涉顯微鏡、熒光顯微鏡,前沿儀器———激光共聚焦掃描顯微鏡。細(xì)胞層面的檢測儀器:前沿儀器———流式細(xì)胞儀。
(三)第三部分:有機(jī)大分子或活性物質(zhì)層面的分析或分離儀器
該部分重點(diǎn)介紹基于有機(jī)大分子或活性物質(zhì)的生物樣品的分析或分離儀器。蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、多糖類等生物大分子的分離或分析儀器包括:經(jīng)典儀器———高效液相色譜法、氣相色譜法,前沿儀器———超臨界流體色譜、毛細(xì)管色譜、高效薄層色譜等技術(shù)。這三部分的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生掌握前沿生物醫(yī)學(xué)儀器分析手段,對生物樣品進(jìn)行定量、定性分析,觀察樣品形態(tài)、分布,對樣品進(jìn)行分離等,訓(xùn)練學(xué)生解決科學(xué)問題的能力,使學(xué)生掌握必備的理論知識、科研思維和實踐技能,提高科研能力。
二、實踐性教學(xué)的建設(shè)
實踐性教學(xué)是理論教學(xué)的擴(kuò)展和延深,對于增加學(xué)生對理論知識的理解和感性體會,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神,具有十分重要的作用。[4]它可以彌補(bǔ)單純理論教學(xué)的不足,提高將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的能力,與理論教學(xué)環(huán)節(jié)相得益彰。而現(xiàn)有的儀器分析課程所設(shè)立的實驗項目大多為驗證性實驗,實驗方法較為固定,實驗內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)和研究方向脫節(jié),不能及時更新。因此,本課程提出了設(shè)計性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性三個層次的實踐環(huán)節(jié)。
(一)設(shè)計性實驗
設(shè)計性實驗是指給學(xué)生基于經(jīng)典實驗的實驗項目,但不提供成熟的實驗步驟,由學(xué)生自主設(shè)計實驗計劃。設(shè)計性實驗不是簡單重復(fù)的驗證性實驗,不能機(jī)械地套用做過的實驗來解決問題,而是讓學(xué)生必須獨(dú)立思考,設(shè)計實驗方案,使其有發(fā)揮創(chuàng)造力的余地。要求學(xué)生在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計實驗方案,包括所用方法、原理、儀器和具體實驗步驟,經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進(jìn)行上機(jī)操作,完成整個實驗過程,記錄實驗結(jié)果,處理實驗數(shù)據(jù),分析實驗結(jié)果,驗證實驗方案設(shè)計的可行性,最后寫出規(guī)范的實驗報告。舉例:采用高效液相色譜法測定柑橘種子中的檸檬苦素的含量,樣品來自教師的教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項目,但樣品的濃度未知。由學(xué)生來設(shè)計實驗方案,確定高效液相色譜參數(shù),對樣品進(jìn)行定量測試。
(二)創(chuàng)新性實驗
創(chuàng)新性實驗是指不限定實驗題目,給學(xué)生提供一個開放的實踐平臺,由學(xué)生自主提出感興趣的實驗題目,實驗選題要求具有創(chuàng)新性、綜合性。學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱,選擇合理的儀器分析方法,設(shè)計具體的實驗方案,共同討論方案的可行性,在設(shè)計好具體的實驗方案后,上機(jī)操作,獲取實驗結(jié)果。注重利用本學(xué)院的前沿科學(xué)研究項目來引領(lǐng)學(xué)生的創(chuàng)新性實驗。教師可以根據(jù)自己負(fù)責(zé)或參與的科研項目,提供樣品或科學(xué)問題給學(xué)生,鼓勵學(xué)生研究自己導(dǎo)師的項目中的科學(xué)問題或是由項目引申出來的科學(xué)問題,緊跟學(xué)科前沿,并體現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)研究應(yīng)用的特色。通過引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計創(chuàng)新性實驗,可以使學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題。舉例:宇航員在失重情況下會產(chǎn)生骨質(zhì)疏松,那么在失重條件下成骨細(xì)胞會發(fā)生什么變化?這是由教師的自然科學(xué)基金項目引申出來的科學(xué)問題。學(xué)生可采用多種生物醫(yī)學(xué)儀器,如流式細(xì)胞儀、實時熒光定量PCR儀及激光共聚焦顯微鏡來研究成骨細(xì)胞的細(xì)胞周期、特異性基因及細(xì)胞形態(tài)等多方面的變化,綜合運(yùn)用所掌握的儀器全面地探索細(xì)胞發(fā)生的變化,深入研究科學(xué)問題。
(三)挑戰(zhàn)性實驗
挑戰(zhàn)性實驗是指學(xué)生挑戰(zhàn)生物醫(yī)學(xué)研究前沿領(lǐng)域或是教師的前沿科研項目中還沒有解決的科學(xué)問題,通過生物醫(yī)學(xué)儀器手段探索這類沒有答案的、高難度的科學(xué)問題。挑戰(zhàn)性實驗給予學(xué)生沒有約束的思維空間,充分激發(fā)學(xué)生的潛能,為學(xué)生提供自由思索、探究的平臺,對于學(xué)生的超越性、創(chuàng)新性研究具有極大的推動作用,非常有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。舉例:細(xì)胞結(jié)構(gòu)的三維重建是一個前沿?zé)狳c(diǎn)問題,如何利用激光來重建細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)更是沒有現(xiàn)成的方法可供參考。學(xué)生在理解激光共聚焦顯微鏡工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計詳細(xì)的實驗方案來觀察細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu),并進(jìn)行細(xì)胞三維重建。通過多層次的實踐教學(xué),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與程度和主動性,取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生表示不僅僅掌握了實驗技能,更重要的是建立了獨(dú)立從事科研活動所必需的科研方法、科研思維和科研精神,對于以后課題的科研工作充滿了信心,并滿懷期望。本課程與國內(nèi)許多高校類似課程相比,針對性強(qiáng),具有鮮明的生物醫(yī)學(xué)特色,注意引入學(xué)科前沿的科學(xué)問題,與教師的科研項目有機(jī)結(jié)合,強(qiáng)調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng),提升學(xué)生的學(xué)術(shù)研究水平,對儀器分析在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)方面的教學(xué)具有很大的意義。
[注釋]
[1]王芳群,衛(wèi)星,李天博.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“醫(yī)學(xué)儀器”課程教學(xué)方法分析[J].中國電力教育,2010(184):133-134.
[2]趙于前,湯井田,李凌云.從交叉學(xué)科角度談生物醫(yī)學(xué)工程教育改革[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2004(6):239-240.
[3]王志遠(yuǎn),陳武凡,何明娥.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生培養(yǎng)的實踐與探索[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2006(4):42-43.
篇10
1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)現(xiàn)狀
我校自2003年開辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以來,根據(jù)醫(yī)科院校特點(diǎn),以為醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究服務(wù)為目的,培養(yǎng)能將醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合,從事醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)療電子儀器和計算機(jī)技術(shù)的研發(fā)、操作和管理工作,并且能夠開展生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究的人才[1]。該專業(yè)主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及信息圖像傳輸、處理等有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識以及醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)知識,設(shè)置的主干課程有:“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“微機(jī)原理”“生物醫(yī)學(xué)傳感器”“醫(yī)療儀器原理”“信號與系統(tǒng)”“數(shù)字信號處理”“生物醫(yī)學(xué)信號檢測與處理”“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”等。另外憑借醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢還開設(shè)了一些醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)課,生理學(xué)、人體解剖等。為了提高教學(xué)質(zhì)量,更好的達(dá)到教學(xué)效果,所開設(shè)的這些課程基本上都需要做實驗演示,以增強(qiáng)形象性效果和形象性驗證。實驗教學(xué)在大學(xué)教育中是必要手段。幾乎每門課的實驗教學(xué)都需要用到各種各樣的電子儀器,主要包括示波器、信號發(fā)生器等。在傳統(tǒng)教學(xué)中基本上都是使用相對獨(dú)立、功能固定的電子儀器,不能夠隨意更改它們的結(jié)構(gòu)和功能。對于需要電子計算機(jī)之類的課程而言,一般都得配備幾十套教學(xué)儀器來供教學(xué)使用,這些儀器設(shè)備還需要不斷更新維護(hù),教學(xué)成本比較高。另外,在醫(yī)學(xué)院校對于和醫(yī)學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程很多實驗實際操作比較困難,效果不理想。中國的醫(yī)學(xué)教育資源本身很緊張,另外醫(yī)院的設(shè)備多是大型設(shè)備,體積龐大,價格昂貴,操作使用復(fù)雜,臨床使用要求高,一般院校很難滿足大型醫(yī)療設(shè)備的教學(xué)使用需要。因此,在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中就出現(xiàn)很多問題,比如醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的人體生理參數(shù)采集等演示效果不好,所以,傳統(tǒng)的醫(yī)療儀器教學(xué)只能偏重于理論講解,不夠生動,即使有個別實驗?zāi)>撸浣虒W(xué)效果也不理想。在當(dāng)前學(xué)校經(jīng)費(fèi)較少的情況下,如果大量增加常規(guī)儀器、儀表的配置,學(xué)校財力難以支付。這樣容易造成實驗教學(xué)效果不理想,對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新及實踐能力都有一定影響。隨著現(xiàn)代測試功能和計算機(jī)技術(shù)的密切結(jié)合,出現(xiàn)的虛擬儀器技術(shù)可以幫助我們克服一些硬件上不能解決的難題,彌補(bǔ)傳統(tǒng)儀器教學(xué)的不足。
2虛擬儀器在課程中的應(yīng)用
2.1虛擬儀器簡介
虛擬儀器(VirtualInstrument,VI)是一種新興的儀器,一種功能意義上的儀器,在以通用計算機(jī)為主的硬件基礎(chǔ)上,由用戶自己設(shè)計定義虛擬的操作面板,測試功能由軟件來實現(xiàn)的一種計算機(jī)儀器系統(tǒng)[2]。其實質(zhì)是以計算機(jī)為核心的儀器系統(tǒng)與電腦軟件技術(shù)的密切結(jié)合,將儀器裝入計算機(jī)。通過軟件將計算機(jī)硬件資源與儀器硬件融合,通過軟件編程來實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器中的由硬件電路完成的功能,利用計算機(jī)顯示器的顯示功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制端,利用計算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能來管理儀器系統(tǒng),完成對信號數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析處理等,可以多種形式輸出結(jié)果,少量的硬件模塊則為虛擬儀器的正常運(yùn)行提供信號I/O接口設(shè)備來完成不同要求的測試。虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器沒有的性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時間短、開發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn),具有很強(qiáng)的靈活開放性。不同領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師都借助虛擬儀器來解決工作與課題中的實際問題。所以,虛擬儀器自誕生以來就在測量、航空航天、自動化、遠(yuǎn)程教學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍的眾多領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用[3]。LabVIEW是美國NI(NationalInstrument)公司推出的一種基于圖形化編程的軟件開發(fā)工具,將功能強(qiáng)大的圖形化設(shè)計平臺LabVIEW與相關(guān)硬件結(jié)合應(yīng)用于教學(xué)上,能夠使傳統(tǒng)理論教學(xué)與實際有效結(jié)合,幫助學(xué)生完成從理論到實踐的學(xué)習(xí)。LabVIEW軟件平臺結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件可以開發(fā)出示波器、信號發(fā)生器等常用的電子儀器,不僅可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器且擺脫了傳統(tǒng)電子儀器功能單一、更換維護(hù)麻煩等缺點(diǎn)[4]。將基于LabVIEW的虛擬儀器應(yīng)用在教學(xué)中極大提高了教學(xué)效率,已經(jīng)逐漸成為一種新的手段。
2.2在醫(yī)療儀器教學(xué)中應(yīng)用
“醫(yī)學(xué)儀器原理”是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程涉及了醫(yī)學(xué)和電子學(xué)、計算機(jī)、信號處理、傳感器技術(shù)等方面的知識,是一門實踐性很強(qiáng)的科目。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生,要掌握常見的醫(yī)療儀器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理,而且還要具有一定的創(chuàng)新思想和科研水平,有開發(fā)和設(shè)計高水平的醫(yī)療電子儀器的素質(zhì)[5]。因此做好實驗教學(xué)是學(xué)生提高學(xué)生實驗水平和綜合能力的關(guān)鍵。醫(yī)學(xué)儀器原理實驗主要將人體生理信號的檢測及處理分析作為教學(xué)內(nèi)容,包括了人體血壓信號、心電、體溫、呼吸、脈搏等生理參數(shù)的測量。生物醫(yī)學(xué)信號由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號,因為人體生理信號比較微弱要先經(jīng)過信號的放大、濾波等預(yù)處理,再進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡。信號通過數(shù)據(jù)采集卡采集到計算機(jī)上以后,利用LabVIEW的圖像化語言進(jìn)行編程,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的各種分析,包括數(shù)值分析、頻譜分析等,再通過儀器軟面板把結(jié)果顯示在電腦上。我們以人體呼吸測量為例,這種設(shè)備一般只在醫(yī)院常見,用于教學(xué)中的儀器基本上沒有。因此講過理論原理后,學(xué)生不能夠真正透徹的明白,無法滿足教學(xué)上的需要。我們利用少量硬件設(shè)計結(jié)合LabVIEW軟件編程構(gòu)建了一個人體呼吸測量系統(tǒng),采用阻抗式呼吸測量原理,硬件電路主要涉及放大和濾波環(huán)節(jié),限于篇幅就不詳細(xì)說明了。圖1為基于LabVIEW平臺搭建的呼吸測量面板圖,針對學(xué)生教學(xué)取得了很好的效果,同學(xué)們一致反映對呼吸測量的原理有了更透徹的認(rèn)識,并且能學(xué)習(xí)新的軟件技術(shù),擴(kuò)展知識面。在LabVIEW環(huán)境下進(jìn)行實驗教學(xué)只需要根據(jù)實際情況,比如是呼吸測量還是心電測量等,通過軟件編程及很少的硬件連接便可完成實驗任務(wù),即節(jié)省了實驗成本,又利于實驗設(shè)備更新,讓教師和學(xué)生脫離了傳統(tǒng)教學(xué)儀器功能單一的框框,更重要的是可以充分提高學(xué)生積極性和發(fā)揮創(chuàng)造性,像搭積木一樣,根據(jù)不同的測試需要,在計算機(jī)上構(gòu)建一個基于虛擬儀器技術(shù)的測試測量裝備,這樣做還能夠充分的節(jié)省高校技術(shù)資源[6]。
2.3在信號處理類課程教學(xué)中應(yīng)用
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)設(shè)置的信號處理類課程主要有:“數(shù)字信號處理”“信號與系統(tǒng)”“生物醫(yī)學(xué)信號檢測與處理”等。這些課程中往往涉及大量抽象的概念、公式,老師上課的時候也只是講解推導(dǎo)公式或證明算法,學(xué)生沒有直觀印象,無法把函數(shù)公式與實際波形相聯(lián)系,理解起來非常困難,從而很大程度的影響了教學(xué)效果。我們以“數(shù)字信號處理”課程為例作一簡單介紹。“數(shù)字信號處理”是一門理論性很強(qiáng)的,以算法為核心的科目。為了使學(xué)生深入理解教材上提到的理論算法,需要通過仿真實驗來驗證那些理論。LabVIEW軟件平臺的特點(diǎn)之一就是具有豐富的運(yùn)算且靈活高效的信號處理功能,LabVIEW圖形化信號處理平臺由多個信號處理與數(shù)學(xué)函數(shù)庫組成,包含小波變換、濾波器設(shè)計、時頻分析、圖像處理等工具包,將信號處理的各種功能轉(zhuǎn)化為VI函數(shù),給使用者提供了方便、簡單的編程途徑,從函數(shù)庫調(diào)用這些現(xiàn)成的VI函數(shù)就可以迅速完成信號處理。學(xué)生能一目了然地看到程序的運(yùn)行情況,也可以比較不同的參數(shù)對結(jié)果的影響。在數(shù)字信號處理教學(xué)中濾波器是重點(diǎn)知識,也是教學(xué)難點(diǎn)。在以往的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍對于濾波器的作用弄不明白,另外根據(jù)學(xué)習(xí)的理論知識怎樣設(shè)計出有實際應(yīng)用價值的數(shù)字濾波器也不清楚。在講授濾波器時,在LabVIEW中信號處理函數(shù)面板中的濾波基本函數(shù)欄進(jìn)行選擇,在虛擬儀器前面板上放置多個圖形顯示控件,完成對濾波器的設(shè)計,還可以同時顯示多個濾波器的濾波結(jié)果,這種學(xué)習(xí)方式簡單明了,學(xué)生很容易理解抽象的概念從而掌握所學(xué)知識。另外LabVIEW圖形化的編程語言有助于學(xué)生在比較短的時間內(nèi)開發(fā)出相對復(fù)雜的數(shù)字信號處理程序,增加了同學(xué)們的自信,提高了其學(xué)習(xí)積極性。虛擬儀器技術(shù)強(qiáng)大的功能可以使其對學(xué)生開展形象、直觀的教學(xué)方式,靈活的應(yīng)用于教學(xué)中,不僅可以幫助學(xué)生深刻領(lǐng)會抽象的理論知識,扎實掌握所學(xué)知識,同時還可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到最佳教學(xué)效果。