生物医学工程专业人才之培养
顾 宁

弹指一挥间，我们生物科学与医学工程学院已经走过了三十年。1984年建系以来，韦钰老师在各种活动或会议上，一直对学院（系）的办学与人才培养提出过许多指导性的设想或思考，李乃弘老师、顾本立老师、吕玉琦老师、欧阳曦同老师、张祥麟老师、梅菊芳老师、周子文老师、沈俊老师、黄开明老师等老教师作为系领导也好，或者是具体专业方向的导师，都对学院教学与人才培养作出了杰出的贡献；斗转星移，建系初期的青年教师也逐渐变成了学院的中坚力量而日益发挥重要的作用，在教学等方面不断探索新的培养方式与方向；随着办学规模的不断扩大，新进教师也逐渐成长为教学工作的主力军，他们更加广泛的学科背景与能力，为我院生物医学工程的人才培养又注入了许多新的元素与活力。

三十年来，科学技术的进步日新月异，不同时期的学生也表现出不同的时代特点。生物医学工程的人才培养究竟应该如何做，能够更加符合专业特点以及时代发展的要求，包括人才成长的需要，也一直是我们思考的大问题。自1993年起，我作为系副主任分管教学工作，以及2000年以后主持系或学院较全面的工作，在教学与人才培养的组织管理等方面陆陆续续地做了一些探索或尝试，这期间受到包括顾本立老师、韦钰老师、李乃弘老师、曹忠才老师、甘强老师、欧阳曦同老师、袁春伟老师、罗立民老师、黄开明老师、张来喜老师等老师的辅导与关心，得到了许多老师的直接支持与帮助，特别是孙啸老师、汪丰老师、谢建明老师等更是帮助做了许多具体的工作，感激之情始终铭记于心！在这里谈几点我个人的一些思考或体会。

一、生物医学工程专业的特点

尽管已有很多论述总结过生物医学工程的专业特点，但在思考对专业人才培养的时候，依然有必要提及这个方面。生物医学工程是面向人类健康与医学发展需求的大方向，将物理、化学、数学、信息、材料等科学与工程的原理用于研究医学、生物学、行为和健康等领域的问题，在分子、细胞、组织、器官以及系统等多层次上发展这些领域的新概念、新知识、新方法，利用创新性的工程技术手段研制用于预防、诊断、治疗、康复及改善健康的创新性医疗设备、生物制剂、生物材料、植入器械以及医疗过程等（参考美国生物工程学会对生物医学工程的定义）。随着经济的发展与人类社会的不断发展，人类愈加关注自身的健康以及与环境的协调、生物医学工程学科已成为极具前景的朝阳学科，也将带动整个工程学科、医学学科及相关产业的发展。由此，可归纳出生物医学工程的主要特点：

1、生物医学工程始终关注的目标就是人类的健康与解除病痛。尤其是近年来，随着国内外大力提倡卫生健康工作中心前移，通过诸如物联网以及信息技术的大力应用并结合各种社会资源，在我国尤其重视低成本医疗的需求，发展各种工具或手段，可以更加早期地关怀个人健康并对早期出现的问题及时干预，受到生物医学工程在技术研发与人才培养方面的高度关注。

2、生物医学工程是理、工与医学、生物学等学科高度交叉结合的新兴学科。一方面，这个专业需要在理工或生物、医学（药学）两大方面各自有很好的基础或积累，另一方面，还需要能通过高水平的交叉融合，将材料、制剂、器械等能真正地应用于人体。甚至从一定程度上看，这种能够融合各方面知识或技术而应用于医学与健康的能力更为重要。

3、生物医学工程专业始终并特别注重创新。因为生物医学工程的出现与发展，实际上一直是关注科学技术各个方面的前沿与进展的结果，例如计算机的出现导致了CT技术与设备的快速发展、关注化学与物理中磁共振及技术的发展而带来的MRI、自动化技术的进步与网络的出现催生了远程医疗，等等；此外，在将其他领域中的新方法、新技术研究应用于生物医学或药学发展的过程中，也存在着大量且重要的创新，如研究X-CT、MRI获得诺贝尔奖本身就是证明。

4、生物医学工程的发展不断受到其它领域科学技术发展的推动，同时，随着生物医学工程研究的日益深入，也为其它领域的科技发展带来启发，包括对医学、生物学的发展开辟新路。例如、随着近年来功能基因组学、结构基因组学、蛋白质组学、代谢组学的研究与进步，包括化学生物学、医学生物信息技术等不断发展，出现了许多新的检测技术及仪器；同时，随着各种研究的不断结合与深化，为分子生物学与细胞生物学的发展带来的新的契机或至少是方法学上的革新。对神经系统，特别是人脑的研究，也为发展新的信息处理系统或信息技术，如新一代高性能、并行处理的计算系统开辟新的道路。

5、生物医学工程的发展对医疗器械、医药等行业具有重要的推进作用，同时也受到行业需求的牵引与带动。因为涉及到人类自身，包括还伴随着社会认同与国家监管、伦理等多方面因素，因此在各方面具有更高的要求以及复杂综合等特点，因此生物医学工程及相关行业具有一定的特殊性与时代性。

二、生物医学工程专业精英人才的要素

自上世纪八十年代以来，国际上对生物医学工程发展的重视日益加强，我国也从最初的几所大学办生物医学工程专业，发展到目前近百所大学办相关专业，由此每年毕业的学生也迅速增加。在这样的大形势下，我们学院的招生也从当初每年的二、三十人，到后来的五、六十人，再到现在的一百人左右，从规模上实现了一定的发展。尽管如此，我们在思想上却始终牢记我们的使命，就是为生物医学工程专业或行业培养输送拔尖或精英人才。

生物医学工程的精英人才应该具备这样一些要素或能力：

1、社会责任感与人文情怀：生物医学工程专业的精英应该是对社会发展，特别是人类健康等具有强烈责任感与使命感的人，他们为人们有效解除病痛和提高生活质量而不懈地贡献力量；此外，面对生命，他们对个人及人类都有较全面的知晓与理解，包括应在伦理等方面具有一定的修养，发展的新技术与新方法应符合生命以及社会伦理的规范。

2、深厚的专业功底，尤其是在某个具体的理工科或者生物医学专业方向上有坚实的基础，在技术等研发方面受到很好的训练。此外，通过接触临床等，对某些需要发展的方向有较深入的认识以及自己的思考，能将有关工程技术等融合到相关医学或健康新技术的研究中。

3、能够深入思考问题，关注科技发展的前沿并具有不断将新技术应用于生物医学领域，或者发展生物医学工程相关新技术与新方法的前瞻眼光，具有在发展生物医学工程的技术和方法方面不断创新的能力。

4、具有较强的交流与宣讲能力，以及组织管理等方面的能力，在生物医学工程专业的产业进步、医学临床中的设备、系统的管理维护乃至政府监管等方面发挥重要的作用。

以上几方面并不一定十分全面，在精英人才培养方面也不必要一味求全，有时候某方面的特殊本领也是非常需要的。但从宏观上看，精英人才总体上还应尽量全面些，因为面对的是活生生的生命以及社会的复杂需求。另外，随着知识体系的不断扩大、新技术层出不穷以及新问题的不断出现，能够与时俱进并能团结更多的志同道合者共同发展也是十分需要的。

三、教学与人才培养的实践与体会

我们学院走过的三十年历程，也是生物医学工程专业教学与人才培养不断探索与优化的过程，得到了全院各位老师的共同参与并为之贡献，培养了不少杰出的人才，毕业生如今已经遍布全球与行业内外，正在为生物医学工程的进步发挥日益重要的作用。纵观这三十年的相关工作，取得过长足的进步，有些工作至今是我们的独创性探索。工作中也存在着这样或那样的一些问题，值得我们认真思考并为今后的发展夯实了基础。

1、我院的专业教学与人才培养，始终得到全院教师和领导的重视和支持。一个明显的例证就是在我院，教师普遍积极参与教学工作，包括一些学科带头人或领军人才都能积极主动地参与教学工作，且大都承担着本科教学，包括低年级本科教学以及学校的公共选修课程的教学等。不仅如此，长江学者特聘教授等还组织起一定的教学团队，例如陆祖宏团队在全校开设的生命科学导论通识课程，在教学实践中重视对青年教师的传帮带工作。

2、我们在建系之初，就十分重视人才的扎实的知识基础与能力培养，同时，要求有广阔的科技视野。记得在85级、86级学生的迎新及专业介绍会上，韦老师就明确要求我们系的学生在数学和外语学习方面要有最高的要求，数学是为了训练逻辑，外语是便于走向国际开展高水平的交流或学习。为此，学院始终坚持本科生培养中采用学校的数学教学最高要求，即数学分析或工科数学分析，由此对学生进行很好的逻辑思维训练。由于学习的知识较多，且要求较高，多年来，在东南大学也逐渐出现了“学在生医”的说法，表明生医学子发奋苦读、志向高远。

3、学院始终重视实验教学平台与实践教学基地的建设。因为当今的知识学习，相当一部分内容可以通过自学书本，包括网络等获取知识，而能力的培养还很大程度上依赖实验与实习的条件。我们在校内除建设好医学电子技术实验平台外，还创新性地提出并实现了生物技术与材料教学实验平台的建设，通过学校以及学院学科建设资金的支持，特别是黄雷老师、王进科老师、夏兰老师等教师的共同努力，有关实验教学项目的设计与形成中也包括了顾本立老师、万遂人老师、赵兴群老师、廉明老师、洪庆月老师、吕晓迎老师、白云飞老师、熊非老师、李艳老师等的参与或协助，建成了我院人才培养的总体实验教学基地，其中的一些年青教师也受到了很好的锻炼。此外，通过与深圳华大基因、徐州创新医疗、无锡贝尔森医疗、上海联影以及许多医院等合作，构建出我院课外研学与实践教学的众多基地，其中与华大基因合作的实践教学平台已成为国家生物医学工程（生物信息学及技术）本科实践教学基地。

4、在人才培养与专业的教学计划制定与不断优化过程中，我们始终在探索符合国际与专业发展潮流的模式与办法，从早期探索生物医学工程与医学的双学位人才培养，到生物医学工程本硕一贯制培养（至今仍是教育部在本专业中的唯一试办专业），以及现在的“卓越工程师教育培养计划”等，我们始终在向着培养本专业精英人才的目标努力。这个过程中，顾本立老师、黄开明老师、张来喜老师、鲍旭东老师、以及万遂人老师等都为相关教学改革，作出了很大的贡献。在探索一些新的教学组织与管理方法方面，如博士生的预答辩制度以及建立本科生研讨课等，关佑丽老师、林海音老师等都发挥了重要的作用。此外，吸引并保障本科生参加各种课外研学、早日进入实验室参加教师“真枪实弹”的科学研究活动，也一直是我们坚持的做法，已经产生了很好的效果及影响，这其实也是我们建系之初，不多的本科生大部分时间都在实验室中，许多好习惯与较强能力“养成”做法的延续。

5、在努力培养生医专业精英人才实践中，学院在学生工作方面形成了一些好的做法，并逐渐成为优良的传统。例如，每年的生命科学文化周或者一些社团活动，都会紧密围绕学生成才所需要的素质或能力培养为中心，特别是经常选择一些涉及健康或医学研究中的重大主题，通过同学们的参与，能强化他们对社会发展的责任感以及进一步明确对有关课程或技术学习的目的，甚至能产生许多原始的创新想法，由此更加激发了其学习以及后续研究的积极性与创造欲。例如，学生线的老师曾组织过关注白血病方面的问题，除了让同学深入了解学习白血病的有关知识外，也设想出一些如何预防、早期检测与发现相关病症的可能办法，甚至是检测的器件等。如此有利于同学养成面对社会关心的重大健康或医学问题，加强学习与研究以及创新能力的培养。

6、我们在人才培养与教学组织等方面依然存在许多不足。尽管我们不太适应当今教学及相关改革大力“包装整合”的现状、许多的教学热情还是“原生态”的。但对教学规律的探索还是十分重要的，特别是及时归纳整理教学工作经验，使之不断提升、包括更加明确各个方向或各领域中人才成长的需求、培养方向及成才规律，还是十分必要的。此外，虽然近年来，学院的教材等建设相比从前已取得了一定的进步，但是生物医学工程的迅速发展、相关知识的快速更新，人才培养需要有更多更好的教材，如何保证教师有足够的精力与兴趣进一步做好有关工作，还需要特别地予以关注和努力。至少为了吸引优秀生源，我们也应努力做好相关工作。

四、对未来相关发展的展望

培养生物医学工程的精英人才，是我们学院自建系以来最重大的目标之一，也将是永远与不懈的追求；能看到生物医学工程精英们有我们更多的毕业生出现，是我们的欣慰，也带给我们学院每个教师幸福和愉快。任重道远，我们在教学计划优化以及改革、人才的国际化培养等许多方面，依然有许多的工作亟待努力。

1、进一步探索并优化专业培养体系 

图1、我院生物医学工程人才培养的学制构想等框图

如前所述，我们在专业人才的培养等方面已经有过许多的探索或试验，其中之一就是七年制的本硕一贯制培养，目前依然是教育部在本领域中的唯一试办专业。这是由早期的医工双学位（本科）培养模式，根据当时国内有关用人制度等演变过来的。目前看来，医工双学位与生物医学工程本硕一贯制培养，都有其存在的依据与条件，包括如何在进一步明确有关培养目标的情况下，例如明确医学物理师培养的用人需求与相关知识技能构成，应该可以考虑将目前的7年制培养改成6年制培养，同时将一部分对（基础）研究有兴趣并有能力的同学转为八年制博士培养，以构建学院的4-6-8培养体系（如图1所示），以更加适应人才培养的规律，在各自不同的培养目标下，分类培养相关精英人才。

2、充分发挥学系在教师队伍建设与教学组织方面的作用 

  图2 我院各个学系相关学科基础建立与人才培养的任务分解 

这里对学系建设中主要目标及任务提出个人一些粗略的想法。参看图2，目前学院主要有生物医学工程系、系统生物学与生物信息学系、医学与生物物理学系，可考虑再建设一个名为“化学生物学与先进药物技术系”。

学系的主要任务，一方面是提供整个学科在自己相关方向上的分学科基础，包括有关教学与研究人员的引进与培养，另一方面，也直接培养相关方向或分学科方面的学生，包括从整体和顶层设计方面提出相关方向上研究生与本科生的培养目标及主要课程设置等。

从我们目前的学习划分看，系统生物学与生物信息学是从生物与信息层面为生物医学工程提供基础的，同时其相关的发展也直接为医学诊断，以及基因治疗等方面提供新方法与新技术；医学与生物物理学系的核心是物理学，是寻求对生物体系的物理理解并研究相关的建模，同时研究各种物理场或力作用于生物的效应或结果，由此为生物医学工程的器械与材料等应用提供基础，同时也可以直接发展如放射治疗、激光治疗、超声治疗等物理治疗与检测疾病的各种方法与手段。而拟建的化学生物与先进药物技术系其核心则是化学，以及分子对生物的作用及效应，其直接的结果是药物，包括先进的药物剂型与给药技术等。目前最大体量的可能还是生物医学工程系，依然包括电子信息技术、材料科学与工程及其在生物医学中的应用发展，包括研究生物医学信号与图像的获取与处理分析、各种医疗器械与装置、人体组织修复与替代的植入物等等。

在生物医学工程精英人才的培养方面，依然有许多的工作要做。以上两个方面，仅仅是我个人的一些粗浅思考，表述可能也不完全或清晰，还需要得到各位老师的更多批评指正与补充完善。不管怎样，我们每个人都担负着一份培养人才的重任，只有共同努力并不断思考，才能不辜负历史赋予我们的使命。

致谢：

感谢博士生林旭波同学帮我整理出有关框图；欢迎各位老师批评，或就拙文中的一些具体问题提出例证、以及修改完善的意见或建议，这里预先向您表示衷心感谢！