生物医学工程(Biomedical Engineering),是中国普通高等学校本科专业,属生物医学工程类专业,基本修业年限为四年或五年,授予
工学或
理学学士学位。
发展历程
1986年1月,在《全国普通高等学校专业设置及毕业生使用方向介绍》中,设置生物医学工程与仪器(生物医学工程)专业,为医药专业。
1989年4月,在《普通高等学校本科专业目录及简介:理工、农林、医药》中,设置生物医学工程专业,专业代码为医药0906,属应用文理工科类,为医药科专业;试办生物医学工程与仪器专业,专业代码为工科试08,为工科专业。
1993年7月,在《普通高等教育本科专业目录和专业简介(1993年7月颁布)》中,将原生物医学工程与仪器(工科试08)与生物医学工程(医药0906)合并为生物医学工程,专业代码设为080713,属电子与信息类,为工学门类专业。
1998年,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表(1998年颁布)》,生物医学工程专业名称不变,专业代码变更为080607,属电气信息类,为工学门类专业。
2012年9月14日,教育部印发《普通高等学校本科专业目录(2012年)》、制定《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》,将原生物医学工程(专业代码080607)与医疗器械工程(专业代码080626S)合并为生物医学工程专业,专业代码为082601,属生物医学工程类,为工学门类专业,可授工学或理学学士学位。
2020年2月21日,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录(2020年版)》,生物医学工程专业为工学门类专业,专业代码为082601,属生物医学工程类,可授工学或理学学士学位,学制为四年或五年。
培养目标
生物医学工程专业培养具有良好的人文科学素养,具有社会责任感和职业道德,适应社会与经济发展需要,较系统地掌握专业基础知识(数学、物理学、化学、生物学、医学)和主攻方向的基本理论与基本技能,了解生物医学工程专业的概貌,具有分析和综合能力,具有实践动手能力和不断学习适应发展的能力,勇于质疑,具有创新精神、创业意识和创新创业能力,能够在生物医学工程相关领域从事教育、科研、技术开发、工程和行政管理的人才。
培养规格
学制:4年,可实行3~6年弹性学制。
授予学位:工学学士或理学学士。
参考总学时或学分:140~180学分。
1、思想政治和德育要求
按照教育部统一要求执行。
2、专业素质要求
各高校应根据自身的定位和人才培养目标,结合学科特点、行业和区域特色以及学生发展的需要,在上述素质要求的基础上,强化或者增加某些方面的知识和能力,特别注重和解决该专业教学中相关学科知识融合的关键问题,形成人才培养特色。
3、体育要求
掌握体育运动的一般知识和基本方法,形成良好的体育锻炼和卫生习惯,达到国家规定的大学生体育锻炼合格标准。
课程体系
总体框架
生物医学工程专业课程在42~57学分为宜,其中选修课程原则上不少于10学分。除讲授基本内容的课程外,还应设置能够体现学科、地域或者行业特点的课程。课程的具体名称、教学内容、教学要求及相应的学时、学分等,由各高校自主确定。
各类实践教学环节所占比例不低于总学分的25%。实验教学不少于27学分。应根据人才培养目标,构建完整的实践,创新训练体系,确定相关内容和要求,多途径、多形式完成相关内容的教学。
各高校应根据人才培养目标,将专业知识的3个层次(数理化、生物医学、工程技术)和核心能力的5个方面(工程技术技能、职业伦理和道德、社交、管理、终身学习)统合设计,也可适当增加学校特色教学内容组合成核心课程,再将这些核心课程根据学科的内在逻辑及学生的知识、索质和能力形成规律进行编排,构建专业核心课程体系。核心课程的名称、学分、学时、教学要求以及课程顺序等由各高校自主确定。
各高校在人才培养方案中应设计体现学校特色的创新创业能力培养体系。
该体系应具有明确的培养目标:达到人才培养的基本要求,综合素质优良,专业基础扎实,知识面宽广,创新思想活跃,能够开展科学研究或工程项目开发,具有一定的科研成果产业化的转化能力或产品市场化推广能力的创业人才。
该体系培养环节包括基本素质培养(如职业伦理和职业道德、执业规范、实际案例、工程实践能力、科技制作等)、实践能力培养(如科研成果产业化案例、产品市场推广案例、创业案例、科研或工程项目实践等)、专项能力培养(如大学生科研训练计划、课程综合实验、科研或工程实践等)。
理论课程
数学和自然科学类包括高等数学、工程数学、大学物理、大学化学、工程图学等,计算机应用主要包括计算机绘图、高级语言程序设计等基本内容,各高校可根据自身人才培养定位提高数学、物理学(含实验)、化学(含实验)、程序设计等课程的教学要求,以加强学生的数理化基础和计算机应用的能力。
在完成国家规定教学内容的基础上,各高校可根据办学定位和人才培养目标确定人文社会科学(包括经济、环境、法律、伦理等基本内容)、外语、计算机文化、体育、艺术等教学内容。
学科基础知识包括
生物学、
生理学、
医学基础知识和专业主干知识体系。各高校可根据自身人才培养定位,提高特定领域知识的教学要求,以加强学生在该领域的工作能力。
主干知识体系:
生物医学仪器类(包括医学电子与信息类)应包括电子技术、计算机技术、信号与系统、生物医学信息获取、处理和调控、医学成像、医学图像处理、光子学基础、生物医学传感、生物力学、生物医学系统建模与仿真、医学与健康互联网、云计算与大数据、嵌入式微机系统、数理统计等中至少6个核心内容。
生物医学材料类应包括生物化学、生物材料学基础、生物材料制备工艺原理、生物材料性能测试与评价、生物医学材料、人工器官、组织工程、生物力学等中至少6个核心内容。
生物医学信息工程类应包括生物信息学、基因组科学与技术、基因与疾病、生物物理、生物医学传感、生物医学信息获取处理与调控、细胞与分子生物学、计算机结构与逻辑设计、数据结构、云计算与大数据、数理统计等中至少6个核心内容。
实践教学
主要包括专业类实验、实习、毕业设计(论文)、科研训练和工程训练等。
实践类课程分必修和选修两大类。必修实践包括基础实践和专业实践。
基础实践包括:物理实验、化学实验、工程制图与计算机绘图、高级语言程序设计、认知实习等。
专业实践包括:生物医学实验、临床实习、科研与工程实践;医学仪器、生物医学电子学与信息工程类的电子技术实验、计算机技术实验;生物医学材料类材料制备实验、生物医学材料评价实验;根据课程体系安排至少3门课程的实验;毕业设计(论文)等。
选修实践包括至少5门课程的实验和能力扩展实践。能力扩展实践包括:综合性实验、创新性专题设计、社会实践调查报告、专业技能培训、非专业技能培训、课外科技活动、社会实践等。
申请学士学位的学生,须完成毕业设计(论文)或者提供其他能够证明具有从事科学研究工作或担负专门技术工作初步能力的相关材料,并通过答辩。
生物医学工程专业能够开展的实验教学课程的基本内容如下:
各高校应根据自身专业特点,在此基础上设计生物学、医学和其他学科相融合的实验教学内容,开展体现学科融合的教学实验。
教学条件
教师队伍
应建立一支规模适当、结构合理、符合专业培养目标要求、适应学科与专业长远发展和教学需要的师资队伍。生师比应不高于18:1。专业专任教师不少于10人。
所有专任全职教师必须取得教师资格证书。教师队伍中应有学术造诣较高的学术带头人。专任教师中具有硕士以上学位的比例不低于50%(不含在读),35岁以下专任教师必须具有硕士及以上学位,具有高级职称的教师比例不低于30%。90%以上的在编主讲教师具有讲师及以上专业技术职务或具有博士学位,并通过岗前培训。35岁以下实验技术人员应具有相关专业本科及以上学历。
实验教学中每位教师指导学生数不超过18人。每位教师指导学生毕业设计(论文)的人数原则上不超过5人。每1万~1.5万实验教学人时数配备1名实验技术人员。
教师应遵守《
高等学校教师职业道德规范》,爱国守法,敬业爱生,教书育人,严谨治学,服务社会,为人师表。根据人才培养目标,课程教学的内容与特点,结合现代教学理念和教育技术,合理设计教学过程,因材施教,注重教学效果。积极参与教学研究,教学改革和学科建设,积极参与科学研究,不断提高学术水平,掌握该学科发展的新动态,更新教学内容,改进教学方法,加强创新创业教育教学能力建设,关心学生成长,加强与学生的沟通交流,对学生的人生规划提供必要的指导。
指导学生课外学术和实践活动,培养学生的创新意识和创业能力。
专业背景:
大部分(70%)授课教师在其学习和工作经历中至少有一个阶段具有生物医学工程专业学习或该专业领域工作的经历。
工程背景:
讲授工程与应用类课程的教师应具有工程背景经历;承担过工程性项目或具有临床工程经历的教师应占有适当比例。
授课教师应具备与所讲授课程相匹配的设计能力、操作能力和解决问题能力,承担的课程数和授课学时数限定在合理范围内。
建立专业教学指导委员会,负责专业培养计划或方案的研究制定。
有合理可行的师资队伍建设规划,实施教师上岗资格制度。有教师培养、进修计划,提高教师的教学能力和教学水平。有新教师任课和首开课试讲制度。
为教师从事学科研究与工程实践提供基本的条件。鼓励和支持教师开展教学研究与改革、学术研究与交流、工程设计与开发、社会服务、担任学生导师等。使教师明确其在教学质量提升过程中的责任,不断改进工作,满足专业教育不断发展的要求。
设备资源
教学实验室:
教学实验室应满足以下要求:
实验室建设与规模应与专业教学体系的需要相配套,满足教学需要。实验教学管理规范,教学计划、教学大纲、实验指导书等资料齐全。实验教师和技术人员能够熟练管理与维护实验设备,保障实验环境。
应按照大类通识基础、专业基础、专业能力扩展三个方面实验科目的要求配置相应的教学实验设备,形成一定规模的教学实验体系。
大类通识基础实验科目针对生物医学工程专业不同培养方向共性实验技能的培养,应能满足该专业全部学生的实验需要。
专业基础实验科目针对生物医学工程专业的不同培养方向,建设符合不同培养方向的专业基础实验室(如医学电子学、生物材料实验室等)。在实验内容、实验设备、教师专业背景等方面具有不同培养方向的鲜明特色。实验条件应能满足不同方向的全部学生的实验需要。实验科目的教学应尽量实施小班化(如每班30人以下)、小组化(每组不超过2人)。
专业能力扩展实验科目与学生的就业兴趣密切相关,重点培养相关的实验技能、研发能力、创新性设计及综合实验能力等,实验条件应能满足该专业全部学生兴趣化实验的需要。
新建专业用于添置专业实验仪器的经费,初期一次性投入一般不低于200万元,生均教学仪器设备值不低于5000元。
实践基地:
有满足教学需要、稳定的临床医院和企业作为临床实习和生产实习基地。与科研院所、医院、企业加强合作,建立具有特色的研究和实践基地。
该专业科学研究实验室应能承担学生课外研习、毕业设计(论文)等实践教学任务。
基本信息资源:
通过手册或者网站等形式,提供该专业的培养方案,选课指导,各课程的教学大纲、教学要求、考核要求,毕业审核要求等基本教学信息。
教材及参考资料:
专业基础课程中2/3以上的课程应采用正式出版的教材,其余课程应提供符合教学大纲的讲义。除教材和讲义之外,专业基础课程、专业必修课程和专业选修课程应推荐必要的教学参考资料。实验课程应提供实验指导书。
图书信息资源:
有丰富的专业图书资料和数字化资源,向学生开放,满足教学与实践需要。生均专业图书量不少于50册,生均年专业图书进书量不少于2册。电子图书每一书号算1册,电子期刊每期算1册。
建设专业基础课、专业必修课课程网站,提供必要的网络教学资源。
提供主要的数字化专业资源、数据库和检索这些资源的工具并提供使用指导。
教学经费
教学经费有保证,能满足专业教学建设与发展的需要。
每年学校应下达一定数量的教学与专业建设经费,用于教学改革和实验室建设,实验仪器的购置、维护与更新,以及相关的行政经费,以保证教学工作的正常进行。新建专业添置专业实验仪器经费和图书信息资源的初期投入需满足相关要求。
专业建设的投入和运营经费不能低于教育部本科教学水平评估的合格标准。
质量保障
在学校相关规章制度、质量监控机制的基础上,结合专业特点,建立专业教学质量监控和学生发展跟踪机制。
具有专家教授组成的专业教学指导委员会,制订专业培养计划或培养方案,对课程教学大纲(含实验大纲)、课堂教学、课程考核、实验教学、专业实习、毕业设计(论文)等主要教学环节提出意见和建议,对教学过程实施督查。
具有教授给本科生上课的规定;具有教学各环节的质量标准和教学要求的监督保障机制;具有专业基本状态数据监测评估体系,能够开展专业评估和专业认证;具有专业学情调查和分析评价机制,能够对学生的学习过程、学习效果和综合发展进行有效测评;强化学生评估主体地位,评教制度完善;具有完善的学习困难学生帮扶机制;具有毕业生、用人单位、校外专家参与的研讨和修订专业培养目标、规格、方案的机制;专业培养定位、规格适应学生就业和社会发展的需要。
具有健全的毕业生跟踪反馈机制以及高等教育系统内部和社会有关各方参与的社会评价机制,定期对包括培养目标,毕业要求、课程体系、理论和实践课程教学等在内的人才培养工作进行评价,评价信息得到有效利用。
定期举行学生评教和专家评教活动,及时了解和处理教学中出现的问题,定期开展专业评估,及时解决专业发展和建设过程中的问题。针对出现的问题能够制定切实可行的解决方案。
定期举行毕业生、用人单位意见征求活动,吸纳行业专家参与专业教学指导工作,形成定期修订、完善培养方案的有效机制。
培养模式
重点研读国家政策,转变教育理念,把握培养规律,明确专业定位和人才培养目标,增强学校及社会对专业的认知度。生物医学工程专业人才培养目标要在国家教育指导方针和政策领导下,以社会需求和行业升级为导向,结合技术发展和科学研究水平及时更新培养模式,跟随时代转变教育理念,教育主管领导和管理部门的人员要研读国家对生物医学工程人才需求的政策和行业对人才要求的文件,领会精神实质,改革创新人才培养过程中的管理措施,制定积极的激励机制,按照教育自身规律和专业特征调整培养体系,更新或创造新的知识元素,使学生较好地接受新技术与新方法,让学生了解生物医学工程最新发展趋势,满足社会和行业对人才的需求。学校和行业不定期进行交流,积极争取社会和行业的支持和认可,营造一种积极向上的专业的认同感,努力提高生物医学工程专业人员在社会和行业中的地位,推动生物医学工程队伍不断发展壮大,为学校人才培养营造良好的育人环境。
紧跟社会需求、行业升级,制定应用型人才培养方案和课程培养体系,充分体现专业特点和应用性,实施因材施教的培养模式。在实现生物医学工程人才培养目标过程中,要以专业教学课程体系建设为突破口,体现专业的行业特点、社会需求、可实践性、前瞻性、一致性与灵活性相结合的办学原则,依据专业能力要素需求,合理安排理论与实践教学环节,积极谋划教、学、产、研的融合途径,建立合理且实用的应用型教学培养体系;知识体系结构要体现工程与医学的有机结合的特点,合理处理好两者比例关系,体现生物医学工程学科的交叉性和跨学科特点,制定“一人一专”因材施教的培养方案,使学科交叉融合得到根本解决。
加强理论联系实际,努力创造适应“新工科”“新医科”和行业要求的教学环境及教学情景,真正体现学校与社会的统一、教学与行业的要求一致。生物医学工程的发展依赖性较强,没有自己独立的知识体系,但生物医学工程学科具有它特有的方法学和技术要求,它既有多学科理论的交叉融合,又有多学科技术方法的交叉融合,它以实践性、应用性研究为核心,最终达到在生命科学和医学领域应用为目的,为人类健康服务。基于这些要求和特点,应该加强理论内容与实际工作要求相结合,与国家政策、社会需求、行业升级、“新工科”和“新医科”特点来设置人才培养模式的教学环境和教学情景。加强实践教学,合理安排教学实践和实验场景及内容,主动面向行业进行真实的场景教学,加强理论联系实际,真正将学生置身于所学专业对应的行业中,让学生在培养过程中体会到专业实体化,给学生技能培养提供理想场所,拓宽学生展示自己才华的环境和机会,让学生通过真实的实践教学,动手实践,使学生对许多比较抽象的理论内容得到真实的理解和掌握,为培养应用型人才奠定坚实的基础。
加强学科群建设,突破学科的封闭模式,真正做到多学科融合交叉,共同做好人才培养系统工程。根据生物医学工程学科交叉融合特点,必须加强理论与实践的统一,加强学科交叉融合,要加强学科集群建设,建立学科交叉集群和联合研究体,打破单一培养模式,突破传统的学科封闭体系,积极创新人才培养模式。通过分析和借鉴相关学科的学科结构、学科组织和学科培养模式,确立生物医学工程与生命科学、医学和工程技术相关学科的关系。在建立学科集群新模式的过程中要以生命科学、医学的实际需求、社会的期望、新工科和新医科的指引为导向,融合相关学科的教学和科研服务于生物医学工程人才培养这一根本目标,在制定人才培养方案时做到学科融合交叉与个性化统一,体现融合特色制定合适的应用型的服务于经济发展的社会需求的人才培养体系,使人才培养质量评价标准与社会质量评价标准达到统一。
加强“双师”型教学队伍建设,充分发挥产学研一体的培养模式的功用,提升人才培养的适应性。生物医学工程在人才培养过程中必须贯彻产学研一体、多学科融合的培养思想和理念,不断深化教学内容、改革教学方法和手段、提炼科学的知识体系结构、强化实践教学和情景练习、加强师资队伍建设。作为交叉融合的生物医学工程的教师在专业知识上不仅要有较好的知识交叉、学科融合,同时在解决生命科学和医学的实际问题上也应该能够做到近乎完满。教师不能只孤立地传授某门课程的知识,最重要的是要将这门课程的专业知识应用于解决生命科学和医学的实际问题中,使得专业知识与医学、生命科学融合在一起。“双师”型教学队伍能够较好地认清行业特点和社会需求,较好地把握生物医学工程学科的发展方向和发展前沿,瞄准新工科和新医科的需求,能够及时地将新工程技术应用于生命科学和医学,解决实际问题。在“双师”型教学队伍建设过程中,要建立新型的用人制度和激励机制,加强校企联合、校医合作,打破传统的育人模式,提高社会对生物医学工程人才的认同感,发挥社会力量参与到人才培养过程中,提高生物医学工程人才在社会中的地位和发挥他们应有的才能,推动生物医学工程学科的发展。
代表院校:安徽医科大学
基本技能。生物医学工程专业学生综合能力的提高建立在其专业技能的基础上,学校的人才培养要重视专业知识教学。学校应建立完善、科学、综合的课程体系,教师在此前提下整合与筛选课程内容,使之符合学生学习的需要,以提高其专业技能。
实践能力。生物医学工程专业具有较强的应用性,因此实践类教学应当占据较大的比重。学校应将课程实验、开放性实验、实习以及社会实践这四个方面纳入实践课程,使学生在掌握专业基础知识的同时,能够通过不同的实践形式提高自身的实践操作能力,从而满足社会发展的需求。同时,学校要加大资金投入,进一步加强实验室建设,打造高科技、全天式开放的新型实验室,为学生提供实践空间。
创新能力。教师在实验教学中要鼓励学生设计具有创造性的实验方案,在确定其可行性之后让学生独立进行研究。如果研究成果较为丰硕,教师可以帮助学生申请研究经费,以推动学生创造性才能的发挥。教师应当多设计具有开放性的实验,让学生分组进行研究,在实验过程中尝试多种实验方法,将不同的实验结果进行比对,以提高其创新思维能力。学校要鼓励学生进行创新研究,如开展应用软件研发比赛、模型制作大赛等,设置一定的物质奖励,以提高学生参赛的积极性。
代表院校:江苏大学
凝练专业方向,领航专业发展。凝练专业方向,不仅要清楚自己的优势和特点,还要了解科学技术发展前沿、相关企业的技术需求和人才需求。只有不断加强与医疗器械相关生产企业的联系,掌握新的人才需求情况以及专业需求情况,才能使专业方向跟随需求,专业才能长期健康发展。
加强科学研究,带动本科教学。鼓励教师参与医学仪器相关的科学研究,积极申报国家、省部级生物医学工程相关科研项目。鼓励教师承担相关企业委托的科研项目,这在教学方面至少有三个好处:可以加强高校与企业之间的联系,为学生的实习、工程实践活动提供实际条件,同时也使相关工程研究可以到生产实际当中;使教师在较短的时间里快速融合理、工、医三个学科的知识点,掌握医学仪器生产过程中的科学问题和工程设计要求,有利于提高教师本身的工程实践能力和水平;可以组织学生参与教师的科研项目,包括企业委托的开发项目,使学生有机会参与工程实践训练活动,同时,让学生能够亲历生产现场,有助于对医疗器械生产过程中的工程技术问题的理解。
完善课程体系,适应“卓越计划”。生物医学工程课程设置可采用多任务与相互联系的教学规律,鼓励在课程的设置上注重广度也有深度。课程的设置必须既重视基础知识,又突出专业特色;既有较宽的知识面,又有一定的专业深度。主要应包括基础知识课程体系、专业基础知识课程体系、医学知识课程体系、专业知识课程体系和人文社会科学等选修课程体系。在专业课程和实践课程的设置方面要经过企业调研,听取企业相关生产专家的意见,了解企业生产中的人才需求进行设置,并要安排足够的时间到企业去进行顶岗实习。
加强与相关生产企业合作,切实提高学生工程实践能力。可以邀请企业参与院系对办学方向、发展规划、专业建设等重大问题的讨论和决策,参与学校教育改革、参与人才培养的全过程,及时修正培养方案和课程体系。还可以聘请企业有较高水平和富有经验的工程技术人员,参与并指导教学活动、实习、毕业设计课题、参与毕业答辩,让学生可以进行工程实践能力训练,切实提高学生工程实践能力。
重视人文素质课程教育。在培养方案中突出主干课程同时,尽可能多开设前沿选修课,尤其是反映其专业特色的课程。在培养学生工程实践能力的同时,尽可能鼓励学生参与社会活动,加强人文素质修养。另外,在人才培养过程中培养学生的工程意识、工程素质和工程能力。将工程建立在与经济、社会、科学、人文、自然、环境、法律、道德等为一体的大系统中,把人才培养置于这样一个大工程背景下,实施工程教育。
代表院校:桂林电子科技大学
发展前景
考研方向
生物学、生物医学工程
就业方向
生物医学工程专业毕业生可在生物医学工程领域,从事生物医学工程基础理论的科学研究,医疗仪器设备的设计、开发与维护,医学信息系统的软、硬件的研发,以及电子信息领域的科研及技术管理工作。
开设院校