生物医学工程本科创新能力培养的实践教学改革

郑旭媛，田 心

(天津医科大学生物医学工程学院，天津 300070)

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中明确指出:“高等教育要提高人才培养质量”。教育部、财政部在“十二五”期间继续实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，明确我国高等教育的人才培养工作要着力创新人才培养模式，着力提高学生实践创新能力，大力培养应用型人才和拔尖创新人才。

几乎所有的高校都把培养学生的创新精神和实践能力作为人才培养目标的重要内容，然而创新意识和实践能力的培养难以通过传统的传授知识的人才培养模式来实现［1-2］。创新能力的培养要求教学方法必须从灌输式教学向研究型教学、实践性教学转变。因此实施以学生为主体的实践教学模式和方法的改革，突出实践，培养创新意识和实践技能，是国内高校面临的共同课题［3-4］。

生物医学工程是生命科学与理、工学科的交叉学科，已成为21世纪生命科学的重要支柱。交叉学科应用型人才和拔尖创新人才的形成，不仅需要通过毕业后承担实际工作来锤炼，更重要的是在大学本科期间培养。单一的实验教学或实践环节并不能提高学生的创新能力，结合本专业实际情况，改造传统的实验教学内容和实验技术方法，建立新型的培养学生能力的多元实践教学模式，推进学生自主学习和研究性学习。实践教学内容要密切联系科研、医学临床与工程及社会应用。经过多年的实践教学改革探索，构建了以培养学生创新能力为主线的实践教学体系，包括研究型课程设计、研究型毕业设计(论文)、校企联合培养(“产学研”)和课外自主科研与合作科研。

一、研究型课程设计

综合本专业的核心专业基础课和专业课，按照课程体系，构建3门研究型的课程设计，每门为36学时，包括:生物医学信号检测课程设计、生物建模仿真与信号处理课程设计、生物医学图像处理课程设计。目的是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，是培养学生实践能力和创新能力的重要环节，是对学生科研能力的具体训练和考察过程。

以上3类课程设计分别设置在综合本学科多门相关专业课程的基础上。设立课程设计教学指导组，给每类课程设计提出15－20个研究选题范围，由学生分组自主选题。课程设计要求以课程设计任务书的形式交给学生。课程设计任务书包括:课程设计题目、课程设计目的、设计内容、技术指标、课程设计报告书的格式要求、课程设计答辩要求以及学时进度要求。每个学生都独立经历了从查阅分析文献资料、设计研究方案，完成课程设计中提出问题和解决问题的全过程，包括:课程设计目的、原理、方案步骤、实验、数据记录、结果分析、撰写课程设计报告和进行答辩。

课程设计选题大部分来自教学指导组教师的科研课题，并紧密结合临床。如生物医学信号处理课程设计选题涉及的医学图像，既包括传统的生物医学图像，例如X线图像、CT图像、MRI图像、冠脉造影图像等，也包括一些新近出现的成像技术，例如弥散张量图像等。选题涉及的图像处理方法，既包括图像增强、图像重建、图像恢复及可视化等常规的图像处理技术，也包括图像纹理、定量分析，以及基于DSP硬件平台的图像处理技术。

通过研究型课程设计，使每个本科生都能受到研究课题设计、综合实验能力的培养，从整体层次培养本科生的科学研究能力和创新能力。

二、本科研究型毕业设计

本科研究型毕业设计(论文)模式是本科创新人才实践教学体系的关键环节之一，培养学生的科学研究能力和创新能力。

在本科毕业设计中引入科研模式，毕业生在教师指导下，经过科学研究的完整过程训练:查阅有关文献资料、选题、立项开题、综述国内外相关研究动态、设计研究方案、实施研究实验、分析讨论研究结果，撰写毕业论文并进行答辩。通过研究型毕业设计，对本科生进行研究课题的调研、立项的训练，科学研究实践能力的训练，科研能力、科学方法、科学素质的综合训练，是培养本科生创新能力和实践能力的重要实践环节。

三、校企联合培养(“产学研”)

与医疗器械优势产业合作，建设“生物 医学工程产学研基地”，以医疗器械研发项目为依托，建立导师制，选拔部分学生开展应用型科技实践活动，培养复合型人才。

采用校企联合培养模式可以利用学校与产业科研单位在人才培养方面的各自优势，突破了现有的完全在校内进行的人才培养模式，使学校、教师和学生与社会建立起广泛的联系。

四、课外自主科研与合作科研

依托学校的医学优势，以本学科具有科研优势的专业实验室，作为本科生科研创新基地，有计划地选拔优秀本科生尽早进入实验室，开展课外自主科研与合作科研，进行创新性科学实验。提前实施导师制，以本科创新科研训练为主线，使创新科研训练和毕业论文(设计)贯穿人才培养的全过程。

自主科研模式引导优秀大学生在本科早期探索自己感兴趣的研究方向;经过探索和初步训练以后，结合自己的兴趣在教师指导下确定自己的研究课题，申请有关的创新研究项目;指导学生根据课题选修课程;在四年级结合毕业设计(论文)，继续从事和完成他们自己的研究课题，总结和获得研究成果。

合作科研模式引导优秀大学生在本科早期经过探索和初步训练以后，参加教师的高层次科研项目的研究，指导学生根据课题选修课程;在四年级结合毕业设计(论文)，继续从事和完成合作研究课题，总结和获得研究成果。

五、结束语

实践是实现创新最重要的源泉。创新能力培养的实践教学要体现学生在教学中的主体地位，突出研究在教学中的重要作用，这就对教师提出了更高的要求:教师必须要不断更新自己的知识结构，使自己处于学科的前沿，必须要担负一定的具有创新性的研究课题，把研究与教学有机地结合起来，在向学生传授基本知识和新知识的同时，提高学生的综合素质，使学生具备一定的研究和创新能力。因此，创新能力培养的实践教学的实施必须有一支教学科研结合的教师队伍作支撑，将科学研究资源转化为优质的教学资源，在实践中探索培养学生独立思考、自主学习、提高创新思维和科研能力。

实践教学体系的实施在培养本科生的创新意识和创新能力方面，已日益显示出它的重要作用。如何依托医科院校的医学优势，在夯实学生理工基础知识的基础上，培养具有医学特色的生物医学工程创新人才，还是一项长期而艰巨的任务。

［1］郭广生.创新人才培养的内涵、特征、类型及因素［J］.中国高等教育，2011，5:12.

［2］刘志明，吴 磊，满亚辉，等.夯实本科基础，加快生物技术专业拔尖创新人才培养［J］.高等教育研究学报，2011，34(4):98-101.

［3］杨江林，余志玲.基于能力培养的医学科研设计课程设计与实践［J］.中国高等医学教育，2012，2:98-99.

［4］刘丽娜，李化树.高校实践型创新人才培养模式浅析［J］.重庆高教，2011，12(4):63-64.