生物医学工程专业本科课程体系比较

摘 要：本文以南方医科大学、湖北科技学院生物医学工程特色专业人才培养方案为研究对象,对课程体系中课程类型之间的关系、基本架构、必修课与选修课、课程学分、学时分配、主干课程与就业方向、集中实践教学环节等要素进行比较分析,探索课程体系的科学性、合理性,以达到优化课程体系、全面提高生物医学工程专业人才培养质量的目的.

关 键 词 ：生物医学工程；本科课程；特色专业

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）01-0027-04

一、国家特色专业建设点概述

特色专业是办学思想、科学研究、培养模式等方面具有较高声誉、个性风貌的专业,是教育目标、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,已产生较好的办学效益和社会影响,是“人无我有,人有我优,人优我精,人精我新”的个性化专业.2007年至2010年,教育部、财政部先后分批在全国本科高校立项建设了3376个特色专业建设点（涉及特色专业310个）,清华大学、浙江大学、南方医科大学、上海交通大学、首都医科大学、东南大学、清华大学、东北大学（自筹）、湖北科技学院、西安交通大学、天津大学等10所高校的生物医学工程专业是其中的特色专业建设点之一[1].

(一)研究对象的选择

我国现有127余所高校从事生物医学工程专业本、专科人才培养工作,其中96余所为综合性或单科性理工类院校,31所单科性医科院校.所有院校专业课程体系结构中都开设了人文社科课程、医学类基础课程、理工类基础课程、工程类核心课程及其与其相关选修课程,不同院校在学分、学时与实施上有着不同程度的侧重.一般来说,多数综合性或理工类高校偏向于电子类、计算机类等理工方向,多数医科类高校侧重于生物材料与生物力学、影像工程、医学物理、医学仪器等领域.本研究以南方医科大学与湖北科技学院为例,对生物医学工程专业课程体系进行比较分析.

(二)研究资料的来源

湖北科技学院的研究资料主要来源于原咸宁学院教务处编印的本科人才培养方案（2010年版）和学院主页及其它查询调研；南方医科大学资料来源于该校提供生物医学工程专业培养方案的电子版及其该校专业建设点主页.

(三)主要研究方法

基本研究方法参照作者前期生物医学工程专业课程体系研究的思路[2],收集研究文献材料采用系统研究法、比较法、统计法对院校学科专业、课程设置多维要素质点,进行多方面的比较分析,找出特点和存在的问题,以提出课程体系改革与优化措施和建议.

二、南方医科大学生物医学工程专业本科课程体系

(一)生物医学工程专业本科背景简况

南方医科大学（以下简称南医大）生物医学工程专业本科及其相关专业有医学影像工程、医学信息工程、医学仪器检测、医学物理、电子信息工程和计算机科学与技术等专业办学方向,还有“卓越工程师培养计划”.2007年获教育部高校第一类特色专业建设点,并建设有国家级精品课程1门、省级精品课程和研究生示范课程多门,出版国家级教材多部,多次获得广东省教学成果奖.

(二)课程体系的核心课程群

主干学科是生物医学工程；主要课程包括高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言与程序设计、人体解剖学、生理学、信号与系统、医学传感器、医用X线机原理、CT成像原理与技术、MR原理与技术、医疗器械质量体系与法规、医学电子仪器原理等.

(三)本科毕业生的就业方向

课程体系中的主要课程决定毕业生未来的就业岗位和就业方向,毕业生的就业方向主要是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测机构、医疗仪器企业的研发机构、三甲医院的设备中心、生物医学工程及相关学科的科研单位从事仪器检测、生产研发和质量控制等工作,也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位.

(四)生物医学院工程专业的课程结构

课程体系结构分为政治理论与人文素质课程、公共基础课、学科基础课、专业课四段式课程构架模式.课程总学分/总学时为149学分/2644学时,理论课与实验实践学时比例为2183：461/1：0.21.必修课与专选课学分比例是104：45/1：0.43,学时比例是1820：824/1：0.45.见表1.

表1 南方医科大学四年制生物医学工程专业课程体系结构

注：表中括号数据为专选课学分、学时.

(五)集中实践训练环节

南医大集中实践训练折合成32周,1280学时,其中模电课程设计1周,40学时；模电课程设计1周,40学时；医疗仪器综合课程设计2周,80学时.毕业实习4学分,160学时；生产实习4周,160学时；毕业设计（论文）14周,560学时；军训与劳动2周,80学时；创新课程4学分,160学时.

三、湖北科技学院生物医学工程专业本科课程体系

(一)生物医学工程专业本科背景简况

湖北科技学院（以下简称湖科院）生物医学工程专业本科及其相关专业方向有医学仪器、医学影像工程、医学物理、医学信息工程、听力学、眼视光学、医学信息工程（注：医学信息工程、眼视光学、听力学方向没有正式纳入人才培养计划实施）等6个培养方向.2007年被评为省级品牌专业,2009年获教育部财政部高校第一类特色专业建设点.近年来出版医用传感器、医疗器械营销实务等10余部国家级规划教材,多次获得湖北省部级、教育厅教学成果奖.

(二)课程体系的核心课群

主干学科生物医学工程的主要课程包括高等数学、普通物理学、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、数字信号处理、医学图像处理、基础医学概论、医用传感器、医用检验仪器、医学影像仪器、微机在医学仪器中的应用等. （三）本科毕业生的就业方向

本科毕业生的就业方向主要是二级以上医院、其他医疗卫生保健机构、医疗器械公司从事医疗仪器、设备使用维护与维修,仪器设备管理,医疗器械营销策划与推广,也可以攻读本学科或相关学科的硕士学位.

(四)生物医学院工程专业的课程结构

课程体系分为通识教育课（通识必修课、通识选修课）、学科基础必修课、专业课（专业必修课、专业选修课）三段式五层次课程构架模式.课程中总学分/总学时为158学分/2810学时,理论课与实验实践学时比例为2200：475/1：0.22；必修课与专选课学分比例是117：42,学时比例是2180：630/1：0.34.见表2.

(五)集中实践训练环节

湖科院集中实践训练共47周,其中专业实习26周,毕业设计（论文）10周,就业实践8周,军训3周；而劳动教育,医学仪器等课程、模电、数电课程设计教研室分散实施,没有载入训练周,这也是与南医大的不同之处.

四、生物医学工程专业本科课程体系的比较分析

(一)专业课程体系架构的比较分析

南医大生物医学工程专业本科课程结构由政治理论与人文素质课程、公共基础课程、学科基础课程、专业课程四段式课程构成.公共基础课程只开设必修课,其他每段课程均开设必修课、选修课,段内必修课与选修课交织在一起.而湖科院本科专业课程结构是由通识教育课程、学科基础课程和专业课程三段式、五层次课程结构组成.学科基础课程只开设必修课,通识教育课程、专业课程均设有必修课、选修课两层次.

南医大没有开设医用化学、电子工艺实习,是为数不多的院校,未开设医用化学课程显示远离生物与高分子材料类.将高等数学、大学物理学列入公共基础课程,可能是因为该校属于单科性医科院校,将其列入所有专业的公共课之故.南医大公共基础课程没有选修课,湖科院是学科基础课程未开设选修课.这意味着在公共基础课、学科基础课段建立大一统具有相对稳定性的课程教育平台,有利于实现大基础、宽口径、后分流的人才培养模式选择与创新,适合于发展专业培养方向,南医大更能体现出平台宽口径.

(二)课程体系学分、学时分配的比较分析

1.专业课程总学分、总学时比较分析.两院校生物医学工程专业课程总学分/总学时,理论课与实验学时比例分别见表1、表2,通过比较可以看出,湖科院学分、学时、理论课与实验学时比例分别高出南医大9学分/166学时,比例高出1：1：0.07,但差异相差无几.两校分别与上海交通大学生物医学工程专业课程学时比较,总学时1831学时,实验课学时为243,占总学时13.3%[3].两校均高于上海交大,这数据显示出211工程大学人才培养既重理论教学,又重实践研发、自主学习之缘故.

2.必修课与专选课学时比较分析.选修课是课程结构中的重要组成部分,是对必修课的优化和适时、适宜性补充和调节,弥补人才培养方案中课程内容的不足,调和、衔接课程内容的顺序性,适应市场与社会发展的需要.南医大必修课与选修课学分、学时比例分别是1：0.43、1：0.45,而湖科院是1：0.34、1：0.34.数据显示,南医大选修课学分、学时比例高于湖科院而偏高的现象,且选修课偏重于学科基础课程和专业课,容易造成学科、课程与教材建设方向性不明,建设稳定性差.由此建议,开设选修课学时数应以不超过必修课的10%为宜,有些课程还可以专题讲座的形式进行[4].

3.学科基础课程学分、学时分配比较分析.学科基础课程学分、学时分配数据从表1、表2看出,学科基础课开设门数、学分、学时及理论与实践学时的比例,与全程教学课程总学分、学时基本平行,基本上分析内容要素都是湖科院高于南医大,只有一项有意义的数据是理论与实践学时的比例差异性大,湖科院高出南医大的1：0.13,显示出湖科院在学科基础课程教学中重实践教学,着重培养学生的基本技能.这种差异性说明,从总体上看湖科院更重视实践教学,反映出其是综合性院校,涵盖医学、理学、工学等十大学科门类,组建17个教学院部,给实践教学创建了良好条件和宽厚的共享资源.

4.医学课程学时比较分析,课程体系中医学课程开设情况与比较.南医大开设医学课程4门,总学时是212学时,分别是人体解剖学、生理学、病理学和临床医学概论.湖科院开设医学课程也是4门,总学时是297学时,分别是基础医学概论（解剖、生理、生化）和临床医学概论.从学时比较看,湖科院医学课程学时高出南医大85学时,高出率约占9%.值得讨论的问题是南医大是单科院校,医学基础条件好,该偏医的却偏工；而湖科院是综合院校,有较强的理工教学条件却偏医.两校与赵娜等人报道的“医学院校开设的医学基础课程比例高于理工院校的论点不相符合[5].从邓军民等人报道资料看[6],首都医科大生物医学工程学院开设的医学课程有6门共472学时,远高于同类的南医大260学时,也高于综合类的湖科院175学时.

(三)专业课程与就业方向比较分析

从课程与就业的关系看,从整体上讲,主要课程设置要面向市场、面向社会,在很大程度就决定、支撑着就业方向、就业岗位.两院校对就业方向总体的表述是在医疗仪器的质量技术监督部门、医疗仪器检测与研发机构、医疗卫生机构、生物医学工程及相关学科的科研单位、医疗器械公司等单位从事专业技术工作.而南医大就业方向偏重仪器设备的检测、质控与研发,而湖科院则偏重于仪器、设备的使用与维护,医疗器械公司从事仪器设备营销策划.

(四)集中实践教学环节比较分析

实践教学环节是集中培养学生动手能力的主要措施.南医大集中实践训练32周,与湖科院集中实践训练47周相比,从总体上少15周,由于集中实践教学环节各校各异,比较的实际意义不大.但要说明的要素是,湖科院的医学仪器类、模电、数电等课程设计在操作层面上由教研室分散安排,生产实习实际上是名义,也未开设创新课程.而两校的共性不足是实践教学环节都没有开设工程实践（金工实习）训练课；南医大未开设电子工艺实习课,开设电子工艺实习的湖科院也没有做好集中训练.实质上两校集中实践教学环节均不符合高校工科类人才培养的基本要求和标准. 五、创新专业人才培养方案,优化课程体系目标的建议

通过专业课程体系比较分析,参照生物医学工程专业人才培养的实际需要,引导建立国家专业本科教育标准,特色专业建设质量工程评估,配合专业认证制度与任务为载体的课程体系,提出以下几点建议.

(一)坚持办学理念创新,探究专业培养前沿,明确专业培养目标

理念创新与目标要求可参照东北大学生物医学工程专业培养目标,拟综合利用中外优秀的办学资源,发挥国内外企业、集团公司的科研、教学和市场优势,实现“产、学、研”合作与合作教育,培养适应生物医学工程学科前沿的科技领域发展需要,精通专业基础理论、专业知识与技能,具有创新意识、创造能力的高级专门人才.此外,高校可利用专业教育教学资源条件探索与完善“卓越工程师培养计划”、“生物医学工程本科专业文科学士培养计划”.

(二)深化课程体系改革,优化课程构架

第一,课程体系改革宜突破传统三段式课程结构,建议建立新三段式九层次课程结构,每段课程开设必修课和选修课,以西安交通大学生物医学工程专业课程体系为例,通识教育课程分为思想政治教育、国防教育、大学英语、计算机等公共基础通识教育课程；学科教育课程分为基础科学教育课程、专业主干课程、专业课程；集中实践教学分为毕业设计、课程设计、工程实践、课外实践（社会实践、科技与竞技活动）[7]；第二,未来的任务是积极探索面向市场营销方向的生物医学工程本科专业文科学士培养方案,其专业课开设医疗器械管理、经济、营销类课程,学时不少于总学分、总学时的35%―40%；三是学习清华大学,结合本校特点探索夏季小学期制,满足学生个性化课程选修,拓展实践的时间、空间,采用多元教学及实践活动设计.

(三)优化课程体系,规范课程主导原则

课程体系设置可参照浙江大学生物医学工程专业课程设置计算机与网络技术、电子电路设计、传感器与及仪器设计、信息与图像处理、生命科学类等五大模块[8].要求在课程体系结构、内容之间应该设置合理比例,淡化学科自身的重要性,打破学科界限,避免体系出现较大的偏颇局面,也应避免面向市场、就业岗位的选修课而冲淡学科基础或主干课程,对开设的选修课一定要突出个性化.鼓励将学科前沿的新知识、新技术、新成果快速引入主要课程内容中,拓宽学生的知识新视野.

(四)谋划课程体系策略,适应控制学时比例

根据四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要,拟将课程总学时控制在2600―2800学时之间.课程学时分配策略适度减少专业课学时,相对增加实践教学学时,适量增加选修课和学生自主学习的时间和空间,减轻学生的负担.对理论与实践课学时比例控制,原则上要求研究型高校在增加学科基础课理论学时的同时,宜将理论与实践课程学时比例控制在1：0.3左右,专业课控制在1：0.4左右；而教学型高校应适度减少学科基础课,把理论与实践课程学时比例控制在1：0.4左右,专业课控制在1：0.5.要求所有课程必须以不同程度、形式、方法开设实践教学,高等数学及其文科课程也不例外.

（本项目研究得到南方医科大学生物医学工程学院张志德教师的大力支持,并为研究提供部分材料,在此表示感谢!）