生物医学工程专业学生科研训练计划的实践

生物医学工程专业学生科研训练计划的实践

作者：茅丽蓉 刘清君 黄海 沈义民 来源：《教育教学论坛》2012年第39期

摘要：立足于生物医学工程的学科交叉特点，系统介绍了浙江大学生物医学工程专业本科生科研训练计划的教学实践工作。在明确的指导思想和工作思路基础上，制定并完善了相应的管理办法与运行方式。重点说明了采取的机制以及教学实验中心建设、校内外实习基地建设等具体的条件保障工作。以期最终培养出能够运用科学和工程技术手段解决人类健康领域中关键问题的交叉复合型人才。大学生创新性实验计划项目的实施，符合生物医学工程专业人才培养的目标，对于加强学生实践与创新能力的培养具有重要意义。 关键词：生物医学工程；教学；学生科研训练；实践

中图分类号：G2.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）11-0227-03 生物医学工程（Biomedical Engineering，简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科，是多种学科向生物医学渗透的产物。这门高度综合的交叉学科，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科[1-2]。随着自然科学的不断发展，生物医学工程的发展前景不可估量。我国目前已有100余所高等学校开展了生物医学工程相关的教学与科研工作，并对生物医学工程的教育教学方法改革进行了积极的探索与研究[3-4]。目前已基本认为，实验与实践教学的管理与改革工作已成为该专业教学工作面临的核心问题之一[5-8]。但是，与大学生自主参加科研活动而开展的实践教学改革报道，则仍为阙如。现隶属于浙江大学生物医学工程与仪器科学学院的本学科，主要应用现代工程技术手段解决生物医学中的检测、诊断、治疗等问题，研究涵盖数字医疗信息技术、传感与检测技术、电子计算机技术、医疗仪器等。在多年的教学与科研工作中为生物医学工程积累了丰富的教学与科研方法。大学生科研训练计划（Student Research Training Program，简称SRTP），是浙江大学为推动学生科研训练向纵深和多层次方向发展，加强和拓展第二课堂实践创新活动，增强学生科研能力而开展的主要针对本科生的科研实践活动[9-10]。浙江大学生物医学工程专业，多年来根据本专业的科学特点，坚持复合型、创新型人才培养目标，在STPT的教学实践和改革中，精心塑造能够运用科学和工程技术手段解决人类健康领域中关键问题的交叉复合型人才，获得了一定的教改经验，并取得了一定的成绩。 一、指导思想与工作思路

围绕“以人为本、整合培养，求是创新、追求卓越”的生物医学工程教育理念，结合自身特点凝练“以学生为本，重素质，求创新”的办学理念，致力于学生的个性发展空间拓展和创新能力的交叉复合型人才培养。

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1.明确指导思想，积极开展科研训练。明确实施大学生科研训练主要目的在于：一是给本科生提供科研训练机会，以期学生尽早进入该专业科研领域，接触和了解学科的前沿，明晰学科的发展动态；二是充分利用学科综合、教学资源和人才的优势，因材施教，提高教学质量和办学效益；三是培养学生理论联系实际，自主创新意识，科研创新能力和工作能力；四是加强师生团队合作精神和交流表达能力；五是以传统学科专业为背景立项逐步向基于问题和社会需求相结合为导向的科研立项，鼓励部分项目出成果，为建设创新型国家做贡献。 2.坚持办学特色，发挥学科交叉优势。近年来，伴随国家高等教育改革，本专业及时转变教育思想，坚持自身办学特色，充分利用理、工、医学科交叉的优势，按照社会需求进行人才的培养，在传统专业改造、教学改革、交叉实验教学平台建设方面取得了显著成绩。特别是在实践教学领域，本专业积极倡导学生立足学科交叉的复合知识结构，敢于尝试、勇于创新，在项目实施过程中，学生立项项目均为交叉领域的研究方向，涉及多领域的知识，形式多样、内容丰富、充分体现了生物医学工程本科教学工作的特色和学生的创新能力。

3.强调主动意识，鼓励学生积极参与。强调培养学生的主动意识，并贯穿到大学生科研训练项目的整个实施过程，让学生充分感悟主动进取的创新科研精神。在项目实施中，一贯重视发挥学生的主观能动性，通过各种方法鼓励学生参与、引导学生参与。在项目启动阶段，着重抓好相关信息的发布和反馈工作，鼓励学生积极参与学校有关部门组织的宣讲会、交流会等活动。在学生立项阶段，与有关教师保持密切沟通，积极协调、帮助本科学生寻找科研兴趣和有关项目方向。在项目进行阶段，认真关注、督促学生项目的进展，重视发挥学生科研项目的辐射优势。

二、管理办法与运行方式

自从大学生科研训练项目在我校实施以来，在浙江大学本科生院的指导下，积极响应、精心筹划、狠抓落实。通过大量认真细致的工作，确保大学生科研训练项目的顺利开展，生物医学工程专业在大学生科研训练项目的实施的工作中，主要做了以下工作。

1.鼓励学生立项，严把立项标准。主要面向二三年级学生，毕业班学生一般不作为项目负责人，立项项目的实施年限为一年。大学生科研训练项目由学生自主申报；若组队申报，则每个团队一般不超过三个人，有机协作。成立了大学生科研训练领导小组，领导小组由院长、系主任、骨干教师及教务管理人员组成。由领导小组负责组织本学科专家对申报的项目申请书进行评审，通过评审的项目报学校，由学校组织有关专家委员会评审、答辩，最终确定立项的项目。

2.分级指导管理，保障项目进行。经过对学生的宣传动员、学生填写申请表、制订项目实施方案、聘请指导教师等几个阶段，整理出初步的科研训练项目汇总表。大学生科研训练领导小组在此基础上对项目进行审查。本专业学生项目组均邀请了相关高级职称教师担任指导教师，要求他们切实承担起项目的指导任务。各项目组均展开了不定期项目专题讨论、进展报告等。

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3.严控结题验收，保证优质完成。大学生科研训练的中期检查和结题验收均采用集中答辩、演示、验收的形式进行。验收专家由各系教师组成。形式类似于毕业论文答辩，并注意了以下几个方面：答辩过程的规范化；项目进展的真实性；引导学生从项目进行的过程中汲取成功的经验与失败的教训；引导学生在大学生科研训练完成的工作的基础上继续深入研究，尽可能形成成果。

三、机制与条件保障

培养具有实践创新能力的高素质人才是生物医学工程教育教学改革的一个非常重要的目标，本专业这些年来为适应社会经济和科技的快速发展，在人才培养模式的改革、创新型人才的培养等方面进行了积极的探索与实践，为大学生科研训练项目的实施提供了有力保障。 1.科研训练机制。从学院与学科层面，在大学生科研训练项目实施过程中结合学校有关鼓励，明确了一系列有效的激励。同时，制定了本科教学工作奖励条例，对取得一定成果的老师进行奖励。对学生而言，通过中期检查并结题验收合格的项目，均可记第二课堂相应学分（具体参照浙江大学本科生第二课堂学分实施细则）；对结题验收特别优秀或立项项目取得较好成果的项目负责人，在学业合格的情况下，在推荐免试研究生时同等条件下优先考虑；鼓励项目研究成果转化；参加校院SRTP项目者可作为每年申请省级和国家级大学生科研创新项目条件之一。

2.科研训练条件保障①科研训练研究经费。大学生科研训练项目研究经费由学校根据立项的情况下发。但是，由于参与的学生越来越多，SRTP的活动经费仍然比较紧张。因此，本学科积极探索了除校立项目下拨经费之外的其他经费来源。鼓励本专业多数教师用课题组的科研经费来支持大学生科研训练活动。目前的做法是对所有项目用统筹的方法来使用经费，项目经费主要用于购置实验材料、测试加工、资料、交通费等开支，实行专款专用。②教学实验中心建设。本学科建设并投入使用的“生物医学工程教学实验中心”建有信息处理与仿真、工程生理教学实验室、综合设计与实践实验室等9个专业教学实验室，使用面积达到700平方米。经过近几年的持续建设和改造，目前实验中心教学实验设备先进，套数较为齐全。本学科充分发挥自身较强的科研开发能力，近几年来，实验室专职人员联合相关教师相继开发并启用了医学仪器实验装置、智能门锁管理系统、带有生理参数的人体仿真模型等大量的自制设备，极大地方便了学生在现有仪器设备的基础上进行的创新性设计与二次开发[11]。通过深化实验室管理和实验时间合理设置，学院实验中心开发了门禁管理系统，学生可以根据需要刷卡进入实验室进行实验。这样保证了实验室在开放时间和开房率方面最大限度地满足了学生的需求。③校内外实习基地建设。实践基地是培养学生的实践创新能力和动手能力的物质平台。目前本科生的实践基地分为校内基地和校外基地两种。浙江大学学生科学仪器技术服务中心（校内实践基地）：本专业在84年成立了学生维修组，承担了为全校相关单位和实验室仪器及计算机维修、维护工作。他的功能是让学生基于这样的平台进行一些技术上的科研训练，由中心成员组成的团队多次在国家科研竞赛中获得优异成绩，从仪器技术服务中心出去的同学，在电子应用技术、计算机技术和人际交往能力等方面都是同龄人中的佼佼者，在企业或学术界都有很好的口碑；临床实践基地（校外实践基地）：2008年开始与浙江大学医学院附属第一医院等11家

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单位共建了生物医学工程临床实践与实习基地，为学生的科研训练提供了更大更宽的实践平台和更好的教学条件。使学生开阔视野，为熟悉和了解医疗设备在医院的实地应用提供最大可能的便利条件。也为大学生科研训练工作走向实用化起到了引导作用。同时，教学实践基地的建立也为学生的科研实践工作和医院的人才的选拔都提供了一个很好的平台。

校内外教学实习基底的建设，有助于发挥学科交叉优势，从实验教学模式、实验教学层次体系、实验教学方法进行改革和探索，建设一个设计为主的综合、开放的实验室，为学生提供一个开放、安全、高效和有序的实验环境，同时不断提升大学生科研训练管理水平，为大学生科研训练项目的实施提供有力保障。 四、创新成果与总结

立足学生实验和校内外实践基地建设，为培养学生实践和创新能力创造条件。同时，本学科非常重视学生的科技赛事，如组织电子设计竞赛、虚拟仪器设计大赛等，在各类学科竞赛、国家、省大学生创新性实验项目及校、院二级SRTP中均取得了一定的创新成果。近几年来，浙江大学生物医学工程专业本科生参加各类竞赛共200余人次，共发表各类论文20余篇，其中SCI收录7篇，EI收录6篇，ISTP收录1篇；获软件著作权6项，实用新型专利10项，发明专利申请1项；学生获国际和国家级奖项16人次（如：中国机器赛暨RoboCup公开赛类人组冠军、大学生数学建模竞赛国际一等奖等）、省部级奖项30多人次，2007年大学生电子设计竞赛获全国一等、二等奖各一项（学校共获一等、二等奖各两项）；2010年获ADI中国大学创新设计竞赛一等奖1项。本学科已完成国家大学生创新训练项目共14项，省大学生创新训练项目共12项，校级SRTP项目175项，院级SRTP项目87项，85%以上学生均参加校、院二级SRTP。总之，我们一贯注重学生实践能力培养，以大学生创新性实验计划实施为契机，一方面构建了系统完整的实践教学体系，为培养学生实践和创新能力创造条件；另一方面非常重视学生动手能力培养，努力构建适合专业人才培养目标、具有特色的创新人才培养模式和培养方案，积极推进大学生创新能力训练体系的构建。因此，大学生科研训练活动的实施是生物医学工程专业培养创新人才的重要举措，有助于更好地培养大学生科技创新意识，提高大学生科技创新能力。 参考文献：

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作者简介：茅丽蓉（1962-），女，浙江海宁人，工程师，本科教学科科长，主要从事本科教学管理工作。