联合办学,培养高水平生物医学工程人才

发布时间: 2014-05-30      访问次数: 475

 

联合办学,培养高水平生物医学工程人才
 
孙 啸 汪丰
东南大学 生物科学与医学工程学院
 
       东南大学生物医学工程学院自1985年开始招收本科生,30年来一直致力于医学研究和医学工程领域高水平人才培养,在国内率先建立了工科和医学兼长的复合型人才培养模式,并建立了国内唯一的具有坚实医学基础的高层次生物医学工程7年制人才培养模式。在实现新型人才培养的过程中,坚持联合办学,通过高校联合、校企联合和学科联合,充分利用各方的人才培养优势和人才培养资源,以求培养出适应现代医学和人类健康事业发展需要的高水平人才。
 
1. 高校联合,培养工医兼长的复合型人才
        医学的基础是自然科学,包括物理、化学和生物学等。然而,随着科学的不断发展和技术的不断进步,医学研究也从分子医学时代迈入基因组时代,走进系统生物学时代,同时,各种工程技术,特别是电子信息技术在医学中得到广泛应用,工程化和系统化方法也被引入医学研究与应用中。因此,为适应现代医学发展,需要培养一类特殊人才,即工程技术科学与医学复合型人才。
       1987年,在韦钰院士的倡导下,东南大学(原南京工学院)与南京医科大学(原南京医学院)开始着手培养生物医学工程与临床医学复合型人才,并与同年10月正式建立两校合作关系,成立两校合作委员会,下设两校合作中心,具体落实联合办学的各项事宜。在合作委员会的指导下,合作中心很快就开始研讨、论证工医兼长的复合型人才培养模式,并向当时国家教委提交联合办学申请。
      1988年,经国家教委的正式批准,两校联合创办了“生物医学工程与仪器—临床医学”7年制第二学士学位班(以下简称双学位班),确立了人才培养方案,其目标是培养工医兼长的复合型人才,使学生的知识结构具有跨接工医两大学科的明显优势,以适应未来医学与工科相互交叉、融合渗透的发展趋势。这种新型人才培养模式在国内是首创。
       根据培养复合型人才的指导思想,两校共同制定了教学计划,严格按照两个专业的基本教育内容、教学要求和教育环节设立双学位班的总体教学计划,学制为7年。在制定教学计划时,力求两个学科互相交叉渗透,前后贯通。具体安排是前面4年在东南大学,主要学习两个专业的公共基础课程,学习第一学士学位(生物医学工程与仪器)的专业课程以及部分医学基础课程;后3年在南京医科大学,主要学习第二学士学位(临床医学)专业课程,并进行为期1年的临床实习。虽然在南京医科大学只有3年的时间,但是由于前面4年的课程已经覆盖了医学基础课程,所以总学时与5年制医学本科基本相同,确保达到医学本科教学质量要求。
       工医结合双学位班是一种特殊的人才培养模式,两校在合作办学过程中坚持工医结合。在办学形式上,由东南大学和南京医科大学联合办学,共同负责双学位班教育和管理工作。在教学上,教学内容跨越两大学科门类,工科教学内容和医学教学内容并重,且前后联系,相互贯通。而在人才标准上,对学生的知识结构和应用能力有着特殊的要求,要求学生既有深厚的自然科学基础和医学科学基础,又熟练掌握现代生物医学工程技术,还要求学生能够将两个学科的知识融会贯通,能够应用工程科学的方法和技术解决具体的医学问题,掌握从事医学工作的技能。
       工医兼长是双学位班人才培养的特点。从该类人才培养目标和培养计划可以看出,学生经历两个完整学士学位的学习和实践环节,毕业生既满足生物医学工程与仪器学士学位的要求,也满足临床医学学士学位的要求,没有偏颇一方。这是一种宽口径的复合型人才培养模式,学生毕业以后,既可以在生物医学工程领域开展工作,充分发挥他们医学背景的优势,开发更符合医学需求的生物医学工程技术或仪器;也可以在从事临床医学工作,充分运用他们所掌握的工程科学方法和技术,解决实际的医学问题,发挥开展医学研究的能力,促进医学科学的发展。而后者实际上也体现了国际上医学人才培养的趋势,如在美国,学生必须在获得第一个学士学位以后才能继续攻读医学专业学位。
 
2. 工程学科与医学学科联合,培养高水平生物医学工程人才
       从生物医学工程在医学中发挥的作用来看,虽然许多场合运用的是生物医学工程的方法和技术,但是,所要解决的核心问题则完全是生物学或医学问题。因此,仅有生物医学工程专业的知识和技术是不够的,研究者还必须具备较强的生物学和医学背景知识。工程学科与医学学科交叉的知识结构有利于研究者拓宽思路,发挥他们的创造力。而对于许多生物医学工程产品的研制与开发来说,在了解具体的医学应用背景的基础上,将会使得所开发的产品更具有实际应用价值。生物医学工程领域需要培养一类既具有较强的生物医学基础知识,又具有较强的工程技能和创新能力的高水平人才。
       1999年,东南大学与南京医科大学在两校联合培养工医兼长复合型人才的基础上,放眼未来生物医学工程学科和产业发展,瞄准生物医学工程高层次人才培养,经过近一年的调研和论证,在国内首次提出一种全新的生物医学工程人才培养模式,即7年制生物医学工程专业本硕连读人才培养模式。该培养模式强调医学基础知识,并侧重开展生物医学工程创新研究的能力和创新技术开发的能力。7年制生物医学工程专业于2000年获得教育部批准,并于当年开始招生。
      7年制生物医学工程专业培养具备扎实的现代医学基础知识,掌握先进的电子信息科学技术以及生物医学工程技术的高级复合型人才,使他们具有较强的科学研究能力及较强的综合应用能力,能够深入理解生命系统,将先进的工程技术和医学知识紧密地结合起来,利用工程手段解决生物医学问题,开发疾病诊断、治疗和预防的关键技术。学生毕业后主要在生物医学工程领域从事研究、设计、开发和管理等方面的工作,也可以从事基础生物医学研究工作。
        依托生物医学工程学科和基础医学学科实现高层次人才培养方案。7年制生物医学工程人才培养方案的特点是强调医学基础,强调工医结合。整体培养计划的执行由东南大学生物医学工程学科负责,而相关的生物和医学课程及教学实践环节由基础医学学科承担。学生第1和第2学年主要学习自然科学基础课程和电子技术类基础课程,第3学年在医学院学习生物医学基础课程及生物医学工程专业课程,第4学年开展为期一年的毕业设计。后面3年时间开展生物医学工程硕士学位的课程学习和学位论文研究。
在课程教学中突出工医结合。合理安排教学计划,要求相关课程要将工科技术和生物医学有机地结合起来。在生物医学工程专业课程教学中,有机地引入相关生物医学知识,而对于生物和医学课程,则要求教师在讲解教学基本内容的基础上,应尽可能地将工程知识、技术与生物医学应用紧密地联系起来。
       在实践环节上注重培养学生从事交叉学科工作的能力。知识是能力的基础,但是有知识并不一定就有能力,尤其是将两大学科知识综合运用的能力。7年制生物医学工程专业教学计划强调综合性实践环节,通过实践,使学生深入理解课本知识,提高实际动手能力和综合应用能力。注重综合应用能力培养,这一点特别重要,因为我们培养的是工医复合型高级人才,这牵涉到两大学科门类的交叉,能否在实际工作中综合应用两个学科的知识和技术是人才培养的关键。在专业教学计划中,除安排与课程相关的实验课之外,还安排与工医结合有关的诊疗认知实习和医学仪器使用和生产实习。积极创造条件,让学生尽早进入实验室,参加教师的科研活动, 指导教师安排的课题尽可能是运用工程技术解决生物医学问题。这样做一方面可以提高学生的学习兴趣,另一方面通过实际工作培养学生的综合应用能力。尽可能地让学生多参加一些专题研究,从资料搜集到独立设计、到实际动手,直至最后撰写论文,在各方面都加以指导。对优秀学生进行重点培养,并指定教师进行单独指导。
       东南大学生物医学工程学科在这类高层次人才培养的各个环节都开展了积极的探索和卓有成效的组织管理工作,相关的研究和实践成果获得了江苏省“高等教育教学成果奖”一等奖。同时,2005年,生物医学工程专业成为首批江苏省品牌专业,2008年成为生物医学工程国家特色专业建设点。2007年建立医工结合生物医学工程长学制创新人才培养国家创新实验区。
 
3. 校企联合,培养生物医学工程创新人才
       生物医学工程高水平创新人才的培养不仅需要高校之间的联合,学科之间的联合,也需要高校与企业之间的联合。校企联合办学是工程技术人才培养的一条重要渠道,可以充分利用企业的工程实践教育资源,充分发挥企业工程实践训练的优势,提高学生的实践和创新能力,培养出适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。
       东南大学生物科学与医学工程学院与国内多家生物医学工程企业建立了人才培养合作关系,如无锡通用电气医疗、无锡贝尔森、无锡海鹰、深圳迈瑞、深圳蓝韵、徐州市创新医学仪器等企业,并建立了一批校外实习基地及人才培养基地,特别是与深圳华大基因研究院(后简称华大基因)的合作取得了可喜的成绩。
        华大基因是国际上第一流的生物信息技术研究机构,拥有世界上规模最大的DNA测序平台和最强的生物数据产生能力及分析能力。华大基因致力于运用其高端生物信息技术解决人类健康的关键问题。东南大学与华大基因早在2009年就制定了“生物医学工程专业基因组学与生物信息学类创新班”联合培养方案,整合校企双方的优质资源,共同培养专业基础扎实、技术全面,具备较强科研能力、实践能力和创新能力的复合型人才工程,培养具备国际竞争能力的基因组学与生物信息学领域的优秀人才。以此为基础,2010年双方设立“东大--华大基因”卓越工程师联合培养计划,并于2012年2月正式获得教育部批准共同建设“东南大学-深圳华大基因研究院国家级工程实践教育中心”。
        该中心针对7年制生物医学工程专业的学生,采用“2.5+1.5+0.5+2.5”的培养模式,即本科前2.5年及研究生前0.5年在东南大学学习,本科后1.5年及研究生后2.5年在华大基因接受实践环节训练。在学校侧重培养学生的学习能力,构建全面的基础知识体系;在华大基因则强调“以项目带人才”的培养理念,强调学科交叉,激发学生的创新思维能力,提升学生解决实际问题的能力和综合素质,帮助学生逐步成长为优秀的复合型人才。
        敢于让学生独立工作、承担重要研究任务是华大基因人才培养的独到之处,在业界备受关注。学生在完成基础技能集训后,可直接进入项目实战,优秀的学生可直接担任项目负责人,独立负责并完成科研项目。正因为这种敢于放手的培养方式,使学生得到了很大的锻炼,能够自主地考虑问题,积极寻求解决问题的方法。通过这样的培养,既使学生的工作技能得到提高,更使学生的组织和管理能力、决策能力、合作精神得以提高,最终达到整体提升学生综合素质能力的培养目标。
        实际效果也表明这一联合培养模式使得学生迅速成长,取得了一系列的成果。截止2013年6月份,校企联合培养的学生共参与发表科研论文20篇,其中CNNS(Nature/Science/Cell/The New England Journal of Medicine及其子刊)文章7篇,参与专利申请26项,获得软件著作权1项。侯勇同学最具代表性,他于2010年底入选“东大--华大基因”卓越工程师联合培养计划,经过一年多的培养,在单细胞外显子组测序和肿瘤相关基因及其突变研究方面取得突出成绩,于2012年4月在国际顶级生物学学术期刊Cell上连续发表2篇论文,1篇第一作者,1篇共同作者,排名第二。侯勇现已为华大基因科技体系运营团队成员,共同负责华大基因科研团队运营及发展工作。
 
    东南大学生物科学与医学工程学院成立30年来,积极探索新型生物医学工程人才培养模式,在工科和医学兼长的复合型人才培养、7年制生物医学工程高水平人才培养等方面提出了新的思路,通过联合办学,充分利用各方面的办学优势和人才培养资源,培养出了一批生物医学工程学科创新人才。