李菁菁，時梅林，陳明慧

（徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院，江蘇 徐州 221004）

生物醫(yī)學(xué)工程是運用工程學(xué)的原理和方法解決生物醫(yī)學(xué)問題，提高人類健康水平的綜合性學(xué)科[1]。生物醫(yī)學(xué)工程是多學(xué)科融合且具有特定內(nèi)涵的學(xué)科，它涉及多個學(xué)科如生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息與計算機科學(xué)等，應(yīng)用范圍從新設(shè)備的創(chuàng)造、新材料的研發(fā)到新方法的開發(fā)等[2]。因此，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程體系涵蓋廣泛，包括基礎(chǔ)學(xué)科如數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等，工程學(xué)科如電子、機械、材料、信息、計算機科學(xué)等，雖然《普通高等學(xué)校本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準》[3]中規(guī)定了生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)的主干知識體系和技術(shù)領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)儀器、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)信息工程、生物醫(yī)學(xué)材料、矯形工程、人工器官、神經(jīng)工程、生物醫(yī)學(xué)傳感器、生物醫(yī)學(xué)建模和仿真、組織工程、臨床工程、康復(fù)工程、醫(yī)學(xué)納米技術(shù)等，但不同的學(xué)校會根據(jù)各自的專業(yè)發(fā)展歷史、教學(xué)資源優(yōu)勢有側(cè)重點地形成各自特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系[4-5]。本文將重點介紹徐州醫(yī)科大學(xué)以醫(yī)學(xué)影像工程為特色的生物醫(yī)學(xué)工程本科人才培養(yǎng)的探索與實踐。

1 徐州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)發(fā)展歷史

徐州醫(yī)科大學(xué)是一所有著六十余年辦學(xué)歷史的高等醫(yī)學(xué)院校，開設(shè)17個學(xué)院（部）、36所附屬醫(yī)院（臨床學(xué)院），設(shè)置28個本科專業(yè)，涵蓋醫(yī)、理、工、管4個學(xué)科門類，是整個淮海經(jīng)濟區(qū)辦學(xué)歷史悠久、辦學(xué)特色鮮明的一所高等醫(yī)學(xué)院校，也是該地區(qū)醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)科研和醫(yī)療服務(wù)的中心。徐州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)始于1997年，我校與中國礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合開辦了醫(yī)學(xué)影像工程專業(yè)，2001年開始自主招收醫(yī)學(xué)影像工程專業(yè)方向?qū)W生，2006年經(jīng)教育部批準更名為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（四年制，工學(xué)學(xué)位），2010年、2012年先后獲批江蘇省品牌專業(yè)、江蘇省“十二五”重點專業(yè)類，2018年獲批生物醫(yī)學(xué)工程碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科，2019年獲批江蘇省一流專業(yè)建設(shè)點，2020年獲國家一流本科專業(yè)建設(shè)點、江蘇省品牌專業(yè)。在徐州醫(yī)科大學(xué)這樣一所地方醫(yī)學(xué)院校開辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，我們歷經(jīng)二十余年的辦學(xué)實踐與積淀，形成以醫(yī)學(xué)影像工程為特色，以區(qū)域臨床資源為優(yōu)勢，緊扣國家發(fā)展需求，培養(yǎng)具有解決復(fù)雜問題思維、開拓創(chuàng)新能力和國際化視野的復(fù)合型生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。

2 以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念為指導(dǎo)打造理工醫(yī)深度融合師資隊伍

師資隊伍建設(shè)是專業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)的根本。師資隊伍結(jié)構(gòu)和師資隊伍水平?jīng)Q定了專業(yè)人才培養(yǎng)的方向和特色，合理的生師比與適度的師資隊伍結(jié)構(gòu)比是衡量師資隊伍建設(shè)質(zhì)量高低的重要指標[6]。徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、假肢矯形工程4個本科專業(yè)，教師醫(yī)、理、工比例為 4.4∶2.4∶3.2，具有天然的理工醫(yī)融合基礎(chǔ)，以此為依托，打造了符合新工科人才培養(yǎng)的理工醫(yī)深度融合教學(xué)團隊。目前生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)團隊最高學(xué)歷理、工、醫(yī)比例1∶2.6∶1.4，形成一支理工醫(yī)相結(jié)合、梯隊合理的師資隊伍，整體素質(zhì)高。學(xué)院現(xiàn)有8個教研室（影像診斷教研室、影像工程教研室、醫(yī)學(xué)圖像處理教研室、影像技術(shù)學(xué)教研室、放射治療學(xué)教研室、介入放射學(xué)教研室、超聲診斷學(xué)教研室、假肢矯形工程教研室），其中4個教研室以我校附屬醫(yī)院臨床師資為主，為醫(yī)工融合的生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供保障，8個教研室之間相互支撐、相互補充，基層教學(xué)組織結(jié)構(gòu)完整、規(guī)范有序。

3 模塊化課程體系架構(gòu)實現(xiàn)多學(xué)科的交叉融合和學(xué)生全面發(fā)展

2005年，德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)興起模塊化課程體系改革，以應(yīng)對長期以來高校基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課分散等問題[7]。通過模塊化課程體系的構(gòu)建，可以凸顯不同課程間的邏輯聯(lián)系，使相對分散的知識內(nèi)容整合成相對完整的知識體系。為培養(yǎng)理工基礎(chǔ)扎實、醫(yī)學(xué)知識系統(tǒng)完整的創(chuàng)新型復(fù)合人才，按照“打好基礎(chǔ)、注重實踐、突出創(chuàng)新”原則，借鑒國內(nèi)外專業(yè)課程體系建設(shè)經(jīng)驗，按照通識課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課、選修課、實踐與創(chuàng)新培養(yǎng)等方面的知識要求形成通識課程群、學(xué)科基礎(chǔ)課程群、專業(yè)主干課程群、選修課程群、實踐與科技活動課程群的課程體系架構(gòu)，具體見圖1。圍繞醫(yī)學(xué)影像工程特色，開設(shè)了醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、影像診斷學(xué)、放射治療設(shè)備等課程，使學(xué)生掌握常見醫(yī)學(xué)影像設(shè)備及其配套設(shè)施的工程構(gòu)造、工作原理和適應(yīng)工作范圍，掌握常見故障的分析方法和排除手段，同時了解設(shè)備的發(fā)展歷程和醫(yī)學(xué)設(shè)備的發(fā)展趨勢，使學(xué)生具有較強的社會適應(yīng)能力。進一步加大力度打造“臨床醫(yī)學(xué)+工程學(xué)”的新型課程模塊，有效提高學(xué)生的產(chǎn)品應(yīng)用能力、產(chǎn)品開發(fā)能力等；創(chuàng)新符合人才培養(yǎng)模式的理論課程和實驗課程體系，優(yōu)化課程模塊；將前沿技術(shù)與傳統(tǒng)課程體系充分融合，形成交叉復(fù)合型課程；創(chuàng)新課程考核方式，以展示實踐和應(yīng)用能力為核心進行課程考核。

圖1 徐州醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系架構(gòu)Figure 1 Curriculum structure of biomedical engineering in Xuzhou Medical University

4 以“教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新”為核心，深化課程與教學(xué)改革，探索創(chuàng)新教學(xué)閉環(huán)體系

貫徹“以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，以興趣選擇為基礎(chǔ)，自主學(xué)習(xí)，層次化教學(xué)，學(xué)用結(jié)合”的指導(dǎo)思想，實行課堂內(nèi)系統(tǒng)、綜合實踐技能訓(xùn)練，課外自助式開放實驗，貫穿校內(nèi)學(xué)習(xí)全過程的素質(zhì)拓展訓(xùn)練和校外實習(xí)相結(jié)合的培養(yǎng)體系，探索創(chuàng)新教學(xué)閉環(huán)體系。在課程建設(shè)上，堅持專業(yè)知識與課程思政同向同行，結(jié)合國家戰(zhàn)略需求，將家國情懷、民族精神、創(chuàng)新精神貫穿課程教學(xué)全過程，充分發(fā)揮專業(yè)課程的育人作用。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，將傳統(tǒng)教學(xué)與數(shù)字化教學(xué)深度融合，完成所有專業(yè)課的在線課程建設(shè)，獲江蘇省一流課程2門。在教學(xué)方法上，堅持以學(xué)生為中心，探索并實踐以線下課堂教學(xué)、PBL案例教學(xué)、實驗教學(xué)、虛擬仿真教學(xué)、線上教學(xué)為一體的多樣化、互動化、視覺化和信息化的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力。在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、放射治療設(shè)備等主干課程中積極推進PBL、CBL、翻轉(zhuǎn)課堂、線上與線下混合式教學(xué)在教學(xué)中的應(yīng)用，發(fā)表相關(guān)教學(xué)論文25篇。在實踐教學(xué)中，構(gòu)建“課堂教學(xué)、仿真教學(xué)、實踐基地醫(yī)療設(shè)備教學(xué)”相互支撐的實踐教學(xué)體系。以“虛實結(jié)合，能實不虛，以虛補實”為原則，師生共同研發(fā)CT、ECT、MRI、PET/CT系列化仿真操作訓(xùn)練系統(tǒng)和鈷60治療機實驗教學(xué)模型，建立了以學(xué)生為主體、以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，獲得國內(nèi)外專家一致好評。與企業(yè)合作的實踐教學(xué)改革獲得教育部產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項目3項。

5 以能力培養(yǎng)為主線，推行基于學(xué)生核心素養(yǎng)的全方位育人機制

以醫(yī)工結(jié)合為特色，以創(chuàng)客空間為平臺，以課外競賽為導(dǎo)向，以大創(chuàng)項目為形式，實行科創(chuàng)小組導(dǎo)師制，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神。構(gòu)建年級交叉、專業(yè)融合、項目優(yōu)化、結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)秀科研團隊。與深圳大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院共建創(chuàng)新實驗室，立足于CDIO工程教育培養(yǎng)模式，旨在將理論課程學(xué)到的內(nèi)容與實際應(yīng)用的產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)，通過“初階—中階—高階”課外培訓(xùn)課程的設(shè)置，培養(yǎng)新工科創(chuàng)新人才。同時建立醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像綜合訓(xùn)練中心、實踐基地等交叉實驗室，輔以創(chuàng)新開放實驗室和“產(chǎn)學(xué)研用一體化”創(chuàng)客空間，打造理醫(yī)工深度融合優(yōu)勢平臺，形成模擬仿真與實踐實訓(xùn)相結(jié)合、創(chuàng)新研發(fā)與能力培養(yǎng)相結(jié)合、綜合培養(yǎng)與個性發(fā)展相結(jié)合的“三結(jié)合”的特色實驗平臺，多措并舉。充分利用教師科研課題作為大學(xué)生科研素養(yǎng)培養(yǎng)的平臺，積極探索學(xué)生科研素養(yǎng)及創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式。教師科研課題具有系統(tǒng)性、前瞻性、可行性高等特點，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生的實驗設(shè)計與實施能力、組織協(xié)調(diào)能力、團隊協(xié)作能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力等得到鍛煉和提高，同時教師科研課題可行性高的特點也保證了學(xué)生不會因為課題的失敗而喪失科研興趣。相反，實驗結(jié)果的出現(xiàn)將激發(fā)學(xué)生參與科研和學(xué)習(xí)專業(yè)課的積極性與興趣，對于其科研素養(yǎng)的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。

6 專業(yè)建設(shè)成效

經(jīng)過多年的建設(shè)和優(yōu)化，本專業(yè)建設(shè)水平獲得了國內(nèi)外專家的高度認可，培養(yǎng)的一批生物醫(yī)學(xué)工程人才已在社會各個方面發(fā)揮自己的作用，本專業(yè)的發(fā)展與建設(shè)為地方醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和理醫(yī)工多學(xué)科融合提供了新思路和新范式。

6.1 構(gòu)建“課堂教學(xué)、仿真教學(xué)、實踐基地醫(yī)療設(shè)備教學(xué)”相互支撐的實踐教學(xué)體系

針對大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備現(xiàn)場教學(xué)困難等問題，以“虛實結(jié)合，能實不虛，以虛補實”為原則，師生自主研發(fā)的醫(yī)療設(shè)備虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)已累計獲專利40余項，被第三軍醫(yī)大學(xué)、福建醫(yī)科大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、皖南醫(yī)學(xué)院、河南中醫(yī)藥大學(xué)、湖北科技學(xué)院等二十余所高校采購并推廣使用；理工醫(yī)融合育人理念孕育出學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)3個國家一流本科專業(yè)建設(shè)點。

6.2 以提升崗位勝任力為目標，搭建“五位一體”協(xié)同育人平臺，探索協(xié)同育人新形態(tài)

生物醫(yī)學(xué)工程作為一門工程應(yīng)用型專業(yè)，培養(yǎng)過程應(yīng)面向企業(yè)、面向醫(yī)院[8]。我校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)積極與地方政府（徐州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)）、知名企業(yè)（上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司、深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司、南京巨鯊醫(yī)療科技有限公司）、科研院所（中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所、常州醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)研究院、徐州淮海醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園）、境外知名高校、附屬醫(yī)院協(xié)同育人，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。發(fā)揮合作共建模式示范作用，與徐州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所共建轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，服務(wù)地方社會經(jīng)濟發(fā)展；示范引領(lǐng)校內(nèi)其他專業(yè)，推進醫(yī)工、醫(yī)管、醫(yī)藥合作育人；醫(yī)科院校醫(yī)工結(jié)合的協(xié)同育人模式受到教育部生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)指導(dǎo)委員會專家、英國紐卡斯大學(xué)醫(yī)學(xué)物理系、美國紐約州立大學(xué)托馬斯·J.沃森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院、臺灣陽明交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)暨工程學(xué)院、天津醫(yī)科大學(xué)、福建中醫(yī)藥大學(xué)、301醫(yī)院和川北醫(yī)學(xué)院等兄弟高校的高度認可。“五位一體”協(xié)同育人培養(yǎng)模式見圖2。

圖2 “五位一體”協(xié)同育人培養(yǎng)模式Figure 2"Five-point Strategy"collaborative cultivation model

6.3 學(xué)生科研實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力明顯提升，受到媒體廣泛關(guān)注

近5年來，本專業(yè)學(xué)生參加國內(nèi)外科創(chuàng)競賽累計獲獎58項，獲大學(xué)生創(chuàng)新實踐訓(xùn)練計劃17項，獲專利32項，其中包含了2018年“創(chuàng)青春”全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎、第六屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎、第十二屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽全國決賽銅獎、第七屆“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國賽銅獎等。江蘇衛(wèi)視《江蘇新時空》《新聞360》、江蘇教育頻道《江蘇教育新聞》等媒體專題報道了我院學(xué)生作品。2019年8月，我校參賽項目《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備拆裝與故障維修示教系統(tǒng)》在第五屆全國大學(xué)生生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新設(shè)計競賽決賽中榮獲一等獎，現(xiàn)場展示交流中，本項目得到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京理工大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、廣西醫(yī)科大學(xué)、廣東藥科大學(xué)等高校多位專家的認可與好評。2022年第十三屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中本專業(yè)學(xué)生作品成功入圍并備戰(zhàn)全國決賽，體現(xiàn)專業(yè)學(xué)生較高的創(chuàng)新素養(yǎng)。

6.4 抓質(zhì)量贏口碑、強特色鑄品牌，畢業(yè)生社會美譽度逐年提升

學(xué)校通過麥克思報告——徐州醫(yī)科大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生培養(yǎng)質(zhì)量評價報告，用人單位對既往畢業(yè)生跟蹤統(tǒng)計，生物醫(yī)學(xué)工程畢業(yè)生在社會中的整體評價度逐年上升，工作與專業(yè)相關(guān)度較高，也得到了新華網(wǎng)、中國青年網(wǎng)、搜狐網(wǎng)等社會媒體的優(yōu)質(zhì)報道。以醫(yī)學(xué)影像工程為特色的生物醫(yī)學(xué)工程人才的就業(yè)主要集中在醫(yī)院影像科、設(shè)備處，企業(yè)如深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司、上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司、美國飛利浦、西門子等影像設(shè)備制造企業(yè)，南京巨鯊醫(yī)療科技有限公司等醫(yī)療設(shè)備及生物醫(yī)藥企業(yè)等，就業(yè)方向體現(xiàn)了較為明顯的專業(yè)培養(yǎng)特色。