时间:2023-03-08 14:54:39
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中图分类号:G642
摘要:针对生物医学工程专业实践与创新能力教学过程中存在的问题,提出一种“以项目为载体”的课程设计(Design Centered Learmng)特色国际化人才培养模式,对生物医学工程专业实践能力、创新能力人才培养模式现状进行分析,以引进外方优秀教育资源Design Centered Learning(DCL)教学模式中一个案例教学过程为例,阐述这种教学模式对学生创新与实践能力培养产生的积极影响,为生物医学工程专业实践与创新能力人才培养提供一种模式参考。
关键词:生物医学工程;DCL;实践与创新;人才培养模式
高等教育的根本任务是人才培养,不断提升人才培养水平是大学的永恒目标与追求,这一点在当前中国的大学改革和发展中尤显重要。随着我国经济和社会的快速发展,我国的高等教育已由精英教育步入大众化教育阶段。而在这一转变过程中,人才培养模式却没有适时转变,导致人才培养与社会需求错位,使大学生就业困难。而生物医学工程学科是一门将理工学与生物医学相结合,综合运用各种工程技术原理和方法,解决医学实践相关问题的交叉学科。近年来,生物医学工程产业在我国获得了快速发展,涌现出很多具有较强实力的生物医学工程相关企业,从而迫切需要大批合格的、具有实用创新能力的从业人员。因此,如何紧密结合我国社会、经济的发展需求,培养社会急需的高素质生物医学工程人才,成为亟待解决的一个问题。
1 生物医学工程专业创新型、实践型人才培养模式现状分析
目前,我国开设工科专业的本科高校有1 003所,占本科高校总数的90%;高等工程教育的本科在校生达到371万人,研究生47万人。但是,我国工程教育仍存在不少问题,主要体现在:人才培养模式单一,多样性和适用性欠缺;工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决;评价体系导向重论文、轻设计、缺实践;对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足;产学研合作不到位,企业不重视人才培养全过程的参与。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前,我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低,表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望,缺少创新实践能力的毅力与意志;有些学生有创新实践意识但不能很好利用,有创新实践热情但创新实践能力不够;有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明,有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距,企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任,出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因,从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手,构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式。
生物医学工程是一门实践性很强的学科,动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年,但是,由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点,并随着科学技术的进步与发展,对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善,特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高,不大清楚这个学科的性质、作用和地位,相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养,不仅要适应科学的进步,更要满足社会对人才的需求。当前,数字化医疗技术正在蓬勃发展中,相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计,三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此,如何结合学科的创新与发展,充分利用产业成长及壮大的时机,培养满足社会需求的人才,是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急。
为了提高本科生的实践和创新能力,在生物医学工程专业中,实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的,具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的核心目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求,是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要,也是企业可持续发展的需要,同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉,是检验真知的标准,也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言:听到的会忘掉,看到的能记住,只有亲自做过的才会真正明白,并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为,才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律,并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术,但与企业工程师相比,他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们:知识≠能力,两者之间有一个传动的链条叫做实践,即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师,提高工程师教育质量,充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式,让工程师教育回归工程。
2 引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力
东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中,结合教学实践,以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标,从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面,深入开展了教学改革与尝试,并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法,取得了较好的效果。
“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式,引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学Design Centered Learning(DCL)教学模式,基于问题进行研究、面向实践探索学习,在教学中研究、在研究中教学,把学生的科技能力培训列入教学计划,校企合作,发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导,以学为中心,采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨,以项目为载体,基于问题研究,以课题研究和问题解决为核心,学思结合、知行合一的教学活动,注重方案设计、过程训练,激发学生科学研究兴趣,培养学生自主学习能力、团队协作能力,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力,让学生提前了解企业运作机制,为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。
3 DCL在研究中教学,在教学中研究——以“老年人摔倒测试"案例教学过程为例
3.1 案例的选择和设计—二整合各类知识、解决实际问题
“老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护,在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多,老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识,研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备,设计有效的摔倒检测的算法,能够在老人发生摔倒危险的第一时间,通知家属和社区医院,从而最大程度的减轻伤害,正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的,让学生们能够直接理论联系实际,学以致用,对知识有更加感性的认识。总之,从案例的选择和设计上,首先变以教为主为以学习研究为主。教师根据教学和科研经验,提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组,编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例,选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。
3.2 案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力
教师通过案例描述的形式提供给学生信息,通常是这样的描述:介绍一些简单的关键词、主要目标(可以是简单的建议),并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里(最多不超过8人)完成这个案例。为此,他们需要在助教的协助下每周进行一次会议,每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议,而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间,学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务,学生还会讨论到各自的进步,如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说,DCL主要是鼓励学生自主学习,鼓励组员之间进行团队合作,鼓励学生独立思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者。
3.3 案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度
教学模式、目标改变了,成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变,从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是:只要经过学习和研究学会了知识,收获了能力,不看成果和贡献大小,都在合格以上。考核评价方法的改革,就是要解放学生,让其轻松快乐地学习,使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说,最终的考核结果来源于多个方面,包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数,小组中期答辩的分数,期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数,其他小组评价的分数,组员之间互评的分数等多个方面,从不同维度对学生成绩进行评估,使考核方式脱离传统,更加科学合理,更有效地调动学生们的积极性。
实践表明,这门课程很受学生喜爱,“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映,对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入,而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解,对未来的工作或者继续深造都有很多益处。
4 实践效果
经过多年的中外校企合作、学研产医结合,利用教学资源和优势,实施以项目为载体、基于问题的研究,学研一体,在研究中教学,在教学中研究的DCL教学改革,使教学得到了真正意义上的回归,变以教为中心为以学为中心,学生回归了学习的主体地位,教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中,学习知识与收获能力共生并进,用新的考核评价方式评价学生的学习,减轻了学生的学习负担,使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外,主持并实际参与的项目案例达10余项,共计2400余学时,学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中,绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显,正在改变着教学的水平和质量,也在改变着教师的教学观念,同时也改变着学生的学习观。
5 结语
东北大学中荷生物医学与信息工程学院的教育教学改革仍在不断深化,新的本科人才培养模式在中外合作、产学研合作办学、集成优势资源、通过教学培养人才、科研创造成果、成果孵化高新技术产业、高新技术产业推动人才培养和成果转化、基础研究与技术研发融合、产品生产、市场营销、人才培养和创业培育有机结合等方面做了一些工作,这些成果有待在实践中进一步完善。
参考文献:
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一)着力改进价格调控监管。
国经济形势总体向好,目前。但经济回升的基础还不牢固,有利因素和有利影响同时并存,短期问题和临时问题相互交织,国内因素和国际因素相互影响,坚持经济平稳较快发展、推动经济发展方式转变和经济结构调整难度加大。价格工作要自觉服务和服从于宏观经济发展大局。一要加强价格综合调控。影响今年价格走势的不确定因素依然较多,既有国内消费品市场总体供大于求、局部产业产能过剩、粮食等重要商品库存富余等有利于稳定价格的因素,也有国际大宗商品市场动摇加剧,流动性富余条件下国内通胀预期不时增强与群众生活关系密切的蔬菜、食用油及水、电、油、气等价格结构性上涨压力较大等不利因素。据专家分析预测,食品和居住价格将主导去年我国CPI走势。对此要有清醒的认识,市县两级物价部门要结合自身实际,密切关注市场行情和走势,灵活运用价格调节基金等多种调控手段,努力实现市委经济工作会议提出的将去年居民消费价格涨幅控制在3%左右的预期调控目标。二要坚持涉农价格基本稳定。稳定涉农价格是坚持价格总水平基本稳定的基础,要防止涉农价格大起大落。今年中央又出台1号文件,提出了一系列支农惠农政策,宣布去年继续提高粮食最低收购价格,以稳定农民种粮预期,合理引导市场粮价。要研究完善烟叶价格形成机制,合理制定烟叶收购价格。继续完善生猪市场调控预案,并组织落实。国家已放开化肥市场价格,要加强化肥生产和市场监测分析,及时提出调控建议。要切实加强价格监管和监督检查,保证党的支农惠农政策在市的贯彻实施。三要优化经济发展的价格环境。继续加强行政事业性收费管理,取消不合理的收费项目,降低偏高的收费规范,督促已出台各项收费优惠政策的贯彻落实,优化企业经营环境。继续规范各类服务性收费,对事业单位、社会团体利用垄断地位、行政权力实施强制服务并收费的行为进行专项治理;对各部门收费项目、收费规范进行逐项审定偏重新公布,强化社会监督;继续推进工商业用水、用电同价;规范游览观赏点门票及景点内交通运输服务价格管理;认真组织开展行业协会收费、质量检验检疫收费和交通运输、涉企价格等方面的监督检查,落实各项清费减负政策,切实减轻企业负担。四要加强市场监控和引导。密切关注重要商品价格变化,加强重要商品市场供求和价格信息,引导消费者理性消费。注重对网络舆情的分析和引导,缓解社会各界对通货膨胀的预期。
二)充分发挥价格杠杆作用。
而价格作为经济手段调整结构是符合市场规律、合理调节各方利益、代价最小的手段,今年国家将把结构调整放在更加突出的位置。也是最有效的杠杆之一。工业方面,要严格执行差别电价政策,促使高耗能企业关停并转或实施技术改造,遏制高耗能产业盲目发展,促进产业结构调整和技术升级。同时,鼓励风能、太阳能等新能源发展,以及通过脱硫加价政策,促进减排,实现清洁发展。农业方面,继续实施粮食最低收购价政策,维护农民种粮积极性;加强价格信息引导,促进中药材、花卉等高效农业发展,不时优化种养殖结构。服务业方面,要切实完善价格政策,重点是营造良好的价格环境。要在对现行政策文件分类梳理的基础上,凡是对有碍服务业发展的价格和收费政策要坚决予以废除,同时,积极研究支持新兴服务业的价格和收费政策,促进服务业快速发展。
三)积极稳妥推进资源性产品价格和环保收费改革。
合理引导资源配置,完善反映市场供求关系、资源稀缺水平、环境损害本钱的生产要素和资源价格形成机制。促进经济发展方式转变的有效手段。
1继续深化电价改革。继续开展大用户与发电企业直购电交易试点;开展输配电价改革试点;优化销售电价结构。促进县域经济发展。
2积极推进水价改革。合理制定和调整水资源费征收标准。研究探索水利工程供水价格“以工补农”具体方式;改革水利工程供水分类,适当调整水利工程供非农业用水价格。要重视做好乡村居民用水价格调整工作。2009年7月,国家发改委、住房城乡建设部就乡村供水价格管理工作专门下发文件,明确了乡村供水价格调整的总体要求、调整重点、调价顺序、计价方式等重要问题。水价调整的总体要求,一是要以建立有利于促进节约用水、合理配置水资源和提高用水效率为核心的水价形成机制为目标,积极推行居民生活用水阶梯式水价和非居民用水超定额加价制度,促进水资源的可持续利用。二是要统筹社会经济发展和供水、污水处置行业健康发展的需要,重点缓解污水处置费偏低的问题。要充分考虑社会接受能力,合理掌握水价调整的力度和时机,防止集中出台调价项目。水价调整要严格履行相关顺序,一是加大利息监审力度,加强对乡村供水定价本钱的监审,完善利息约束机制,促使供水企业加强内部管理和强化自我约束,抑制不合理的利息支出。二是依法履行听证制度,水价调整方案的制定和出台,要充分听取社会各方面的意见,加强与听证参与人及社会各界的沟通,提高水价决策的透明度。三是合理确定水价调整时机和力度。要统筹考虑外地区水价调整工作,区分轻重缓急,合理掌握水价的调整节奏和调整幅度。为防止调价对低收入家庭发生较大影响,各地在调整水价时要充分考虑低收入家庭的接受能力,采取提高低保标准、增加补贴等多种方式,确保其基本生活用水,保证其基本生活水平不降低。四是理顺水价结构。综合考虑各类用水结构,逐步将现行乡村供水价格简化为居民、非居民和特种用水三类。同时,加强宣传解释工作,将宣传解释工作贯穿于水价调整的全过程,向群众充分解释当前水资源和水污染治理面临的形势,加大节水和污水处置力度的紧迫性,供水及污水处置单位运行面临的困难,全面论述水价调整的必要性,正确引导社会舆论,为推进水价改革发明良好的社会氛围。
3理顺废品油、天然气、沼气价格。西气东输二线通过我市。市是全球最大的沼气生产基地。要建立反映市场供求和资源稀缺水平的价格调整机制,认真研究评估废品油、天然气、沼气价格机制运行实践,推进废品油、天然气、沼气价格管理改革,理顺废品油、天然气、沼气价格。
4加快环保收费改革。完善污水垃圾处置收费管理制度。
四)着力解决社会关注的热点价格问题。
着力解决好社会关注的热点问题。一是改进民生收费管理。全面清理涉及居民用水、用电、用气等过程中发生的各种垄断性经营服务收费。规范有线电视收费,要将保证和改善民生放在更加突出的位置。清理取消涉及有线电视用户开通、使用过程的不合理收费;省发改委组织听证的基础上,合理核定我市有线电视数字收费规范。继续稳定各级各类公办学校收费,切实加强幼儿园、民办学校和殡葬收费监管。二是加强医药价格监管。建立健全医疗价格形成机制。加强对基本药物价格的动态监测,开展医疗器械购销价格管理试点改革,加强信息,引导市场价格形成。完善按病种收费制度,提高试点效果。推进公立医院取消药品加成、设立药事服务费以及医疗服务收费定价方式的改革。三是规范房地产价格和收费秩序。房地产价格关系到千家万户,乡村房价过快上涨引起了社会的高度关注。去年底国务院召开常务会议提出,要综合运用土地、金融、税收等手段,加强和改善对房地产市场的调控,遏制局部乡村房价过快上涨的势头。主要是做好涉及房地产有关收费项目和标准的清理整顿工作,为房地产业继续健康发展发明有利的价格环境,同时加强商品房利息价格研究探索工作,为政府抑制虚高房价提供基础资料。重点管好、管住经济适用住房和廉租住房价格,今年,拟安排进行一次经济适用住房价格大检查,全面了解和整顿有关部门和单位执行国家经济适用住房价格政策情况。配合有关部门,大力开展廉租住房建设。完善房屋和土地登记收费管理规定。推动物业收费改革,因地制宜地推动物业服务市场化。
五)着力加强市场价格监管。
重点加强对化肥价格,一是加强价格监督检查。继续开展涉农价格收费检查。粮食、烟叶收购价格和棉花、油料、小麦等收储价格的检查,促进农民增产增收;重点查处农民建房、农机运输、有线电视和殡葬等方面的乱收费行为,切实减轻农民负担。开展资源性产品价格专项检查,配合资源性产品价格改革的推进,组织开展电力、天然气、废品油等价格检查,确保各项价格政策落到实处。组织开展医药价格、教育收费专项检查及法院收费试点检查,突出对试点医疗机构医药价格政策执行情况,地方政府和有关部门越权制定教育收费政策,各类学校违反国家规定乱收费,以及违反规定收取诉讼费的检查。有移民安排任务的地方,要加强建材和生活用品价格的监管,为移民安居乐业营造良好环境。二是引导规范市场价格行为。推进价格诚信建设,依法查处哄抬价格、价格欺诈、价格串通等不正当价格行为和价格垄断行为。健全价格应急机制,积极防范和妥善处置突发市场价格异常波动。积极配合国家修改《关于商品和服务实行明码标价的规定》推动明码标价向明码实价转变。三是大力推进价格举报工作。完善价格举报制度,分析价格举报的特点和规律,明确工作方向和重点,加强案件督办,提高价格举报工作质量。热情受理群众投诉,耐心解答群众疑问,及时告知案件料理结果。加快价格举报管理信息系统建设,争取今年实现市、县节点和国家、省节点联网。
六)以价格诚信体系建设为平台。
提出要在不同行业和领域开展价格信用体系建设,通过建设诚信示范单位,通过服务许诺、价格认证等多种形式,公共行业、公益服务、文化、旅游和房地产等方面着力推进价格诚信建设。价格诚信建设是社会信用体系建设的重要组成局部,整顿和规范市场价格秩序的治本之策,服务于构建和谐社会大局的需要,省发改委今年把价格信用体系建设作为一项重要工作进行安排安排。同时也是打造“信用”一个载体平台。这项工作,起步较早,2005年9月,就制定了关于在全市开展价格诚信创建活动的实施意见》市政府办公室以政办〔2005〕68号文件予以转发。几年来,市县两级物价部门一直围绕这一主体积极开展价格诚信建设的探索和尝试,也取得了一些好的经验。今年的价格诚信建设工作重点要做好以下几个方面的事情:一是继续推进价格服务进万家活动,各县市区物价局要把价格服务工作摆上重要位置,因地制宜、灵活多样地开展价格服务进万家活动,着力推进价格服务进农户、进企业活动。把价格服务进万家活动打造成系统工程、民心工程、品牌工程。二是通过多种途径,努力为企业搭建价格诚信平台。结合各种价格宣传活动,加强舆论引导,宣传价格法律法规和政策,利用报纸、电视等媒体扩大影响,建议诚信经营理念,鼓励诚信经营行为。联合工商、商务、质监等部门召开价格政策提醒告诫会,明确企业的社会责任和职业操守,以引导全市生产经营企业加强价格自律。三是建议并落实明码实价工作。随着市场竞争的加剧,各种不正当价格行为仍时有发生,少数经营者甚至将标价当成了实施价格欺诈、坑害消费者的手段,虚高标价、虚假折扣等价格违法行为屡禁不止。对此,积极引导,加强检查,着力规范,充分发挥明码实价企业的示范作用,进一步规范商铺、旅游景点及服务窗口明码标价行为,纠正购物场所“买一送一”跳楼价”清仓大甩卖”等不规范价格用语。四是加强工作研究,搞好经验总结。省发改委会议在布置价格诚信体系建设工作时,也具体明确了一些研究课题,分给的题目是农业生产资料价格监管的认证。要结合外地实际加强这方面的研究和探索,努力把这一课题完成好,形成研究效果。