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生物醫學工程與生物技術范文1
關鍵詞:生物醫學;測試技術;傳感器
中圖分類號:O6-33;G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0131-02
一、引言
面向生物醫學工程專業開設《測試技術與傳感器》是一門以研究自動檢測系統中的信息提取、信息轉換和信息處理的理論和技術為主要內容,集光、機、電于一體,綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等學科技術的實踐性非常強的專業基礎課。杭州電子科技大學生儀學院目前開設的《測試技術與傳感器》課程的課程目的為系統論述測試系統及其基本特性;介紹測試系統中傳感器的結構、基本原理和典型應用,以及傳感器的發展趨勢、選用原則等,它是實現測試與自動控制的重要環節,儀器專業的重要專業基礎課,也是自控原理、智能儀器課程設計、虛擬儀器課程設計的基礎。
二、存在問題
目前該課程的教學狀況及存在的問題:(1)測試技術與傳感器技術屬于多學科交叉滲透課程,涉及電學、磁學、光學、化學等學科,對先修課要求較高,現有的教學內容,以教師課堂講授為主,側重于原理的介紹及公式的推導,學生看不見,摸不著,缺乏感性認識,容易出現枯燥、難以學好的感覺,加上很大一部分學生的學習主動性差,學習態度上不太重視,沒有投入必要的精力和時間,直接影響教學效果。(2)現行傳感器教材比較繁多,有的以傳感器原理為主線,有的以過程參數測量為主線,但是很多教材都沒有涉及新型傳感器的理論知識及其應用,不利于學生拓寬知識面,不符合寬口徑人才培養模式。(3)目前傳感器課程的實驗環節以驗證性實驗為主,主要使學生掌握常用傳感器的使用和標定方法,以及相應傳感器的測量轉換電路設計。(4)課程考核方式一般是以考試為主,輔以作業、實驗、考勤評價,這種考核方法很難激發學生的學習積極性和主動性,不能真實反映學生的學習能力、對知識的掌握程度及其專業應用能力。
傳感課程教學方法研究大多是自動化、精密儀器專業中對該課程的教學方法研究。結合本專業優勢,本文提出通過使用啟發式教學、結合臨床實際教學、結合多媒體等手段豐富教學方法,提高生物醫學傳感教學效果。這些方法對提高生物醫學專業的傳感教學提供了重要改進措施,對提高教學質量具有重要意義。改革和完善《測試技術與傳感器》課程的教學模式,通過研究型教學,訓練學生的高級思維能力和解決實際問題的操作能力,培養學生主動學習、獨立學習與終身學習的能力,使學生具備一流大學本科生的素養,提高核心競爭力。
三、改革目標
1.本文擬從課堂教學模式、課程教材多樣性模式、實驗課教學模式等方面研究并探索出具有杭州電子科技大學生物醫學特色的“測試技術與傳感器”研究型教學模式,培養學生的高級思維能力、解決實際問題的操作能力、交流溝通能力,在大學學習結束后,離開校園和教師,具有繼續自主學習的能力。
2.在以基本傳感測試單元為框架的知識體系的基礎上,收集整理基于生理學與工程應用或醫學臨床現象結合的傳感學科交叉內容,為編寫生物醫學工程等工科專業適用的生物傳感教材、論文等提供教學資料并制定教材理論體系框架。
四、具體措施
(一)課堂教學模式探索
1.教師課堂講授重點為最核心的知識點,對具有遷移價值的學科基本原理進行闡述。講授內容少而精,對重點、難點講深講透,引導學生多角度、深層次地理解基本原理,而對事實性知識點,則少講或不講;講授內容寬而新,以學科的發展為大背景,了解課程基本原理在大學科中的定位,以及與學科最新發展的聯系。
教學內容較多,面面俱到的教學難以完成教學任務,教學效果并不佳。根據傳感檢測特點和生物醫學工程等相關專業的培養需要,設計該課程的課程體系以各傳感器基本功能為主,尤其是電感、電容、電壓、應變片、磁電式傳感等章節作為教學重點和難點,其中的各個章節的應用與心電、腦電、肌電內容相關聯,引入生物醫學工程重要的研究領域――腦機交互,作為重點講解;而光敏、氣敏、熱敏等章節內容相對簡單,容易理解,不做重點講解。因此,可據此分配授課時間,突出教學重點。
2.教師根據核心知識點,提出知識點總結分析歸納問題、實際應用相關問題等,由學生課程小組分別選擇問題,課后參閱書本、資料,提出解決方案,并由課程小組代表發言,課堂展示并交流。
此外,在各個傳感系統中識記結構部分內容瑣碎難記,而生物醫學工程專業對這部分內容的要求并不高,不要求掌握詳細結構,在理解傳感結構及工作原理的基礎上,日后工作或科研中用到這部分內容時能夠通過查閱參考書獲得信息即可,課堂講解突出章節綱要,對其中涉及的工程應用現象補充材料介紹。
3.課堂教學中,教師講述研究課題開題報告基本格式及其具體實例,由學生自我提出學科感興趣的實際問題,參閱相關資料和解決方法,模擬寫作研究課題開題報告。為更好地服務于生物醫學工程專業的學科交叉特點,在生物醫學傳感的教學過程中注意整理、添加與工程應用和醫療儀器的內容。比如,在講解壓電傳感基礎上增加相關的醫療應用講解,如人工瓣膜、血壓監測計等器件的工作原理內容;在講解電感基礎上,增加當前無創呼吸電感檢測的原理等介紹,這些內容對激發學生興趣、啟發學生的創新思維具有重要作用。然而,這部分內容還比較零散,沒有形成良好的體系,此外,目前還沒有專門適用于生物醫學工程等工科專業的生物傳感生理學教材。在講解醫療方向的應用時,要注意資料的收集、整理和系統化,不僅可以很好地服務于生物醫學工程等專業的培養要求,還將對編寫工科專業專用的生物醫學傳感教材提供課程資料和理論框架。
4.課程教材模式探索。課程教材采用開放性體系,教師圍繞教學目標研讀現行的先進教材的基礎之上,為學生推薦至少2本以上國內外先進教材,包括英文原版教材,對應于不同核心知識點,引導學生學會知識點的尋找、分析、歸納、比較,并利用各種國內外文獻網絡進行最新相關進展的補充和學習。引導學生盡可能或完全避免學一門課程只讀一本書的現象。
在課堂教學中,除了使用多媒體和板書進行理論教學之外,還有意識地利用網絡公開課等引導學生的自主學習。在我校圖書館的視頻資源中有國內外著名大學的視頻公開課,利用這些強大的網絡資源可以彌補課時少、課程任務重的矛盾。比如,在該課程教學中,原理介紹部分占課時較少,在對重點器件結構和系統課堂講解的前提下,其中一些具體的設計內容布置給學生自學。除了緩解課時不足的矛盾,網絡課程資源還可補充教學內容,加深學生對知識的理解。
教師發展學習平臺中的相關傳感課程講述,由經驗豐富的名師授課,通過網絡觀看可加深對理論學習的印象,還可激發學生的學習興趣。不僅豐富了學生的學習資源,更重要的是,在這種教學過程中,向學生示范了資料收集和獲取信息的方法,提高了學生自主學習的能力。
(二)實驗課教學模式探索
1.基礎性實驗:圍繞測試技術與傳感器的核心知識點,掌握傳感器的基本原理及信號檢測,這類實驗主要屬于驗證性實驗。
2.綜合性實驗:模擬生產或生活實際中的某一具體項目開展,學生可根據被測對象的不同選擇各自合適的傳感器,實驗室配備電壓表、電流表、指示燈、蜂鳴器、計數器等設備,用于學生自行完成線路的連接,也可根據學生的具體情況拓展知識點,綜合性實驗可在做的過程中讓學生將學到的理論知識貫穿起來,整個項目采用3~4人為一小組的團隊形式,以學生為主體,教師可適時地進行引導,循序漸進地實施項目,完成知識、技能和相關能力的學習。
3.提高性實驗:對于提高階段,我們將嘗試結合虛擬儀器實驗平臺,虛擬儀器技術是儀器智能化發展的一個重要方向。我們增設實驗內容要求學生采用軟件LABVIEW或VB、VC等作為開發工具,設計直觀友好的用戶交互界面。如有可能還可根據檢測分析的結果產生相應的輸出控制信號。
4.除了實驗教學,在與醫療儀器相關的腦機交互研究方面還可成立大學生科研活動小組,開展多種課外科技活動。其中申請者是該科研活動小組的指導教師之一。結合該課程的教學改革,擬吸收對生物醫學方向感興趣的同學加入,主要以觀摩實驗和學習實驗方法為主,在活動參與中激發學生專業興趣、促進專業學習。
五、總結
本文針對面向生物醫學工程專業開設的《測試技術與傳感器》課程當前存在的問題,結合生物醫學專業學科交叉特色,提出了相應的改革目標和措施,使學生能自主使用各種通用傳感和專用醫療儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強對儀器平臺分析的能力和對結果的理性認識,發揮該課程的實踐性優勢。通過施行開放式的《測試技術與傳感器》課程教學模式改革,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養社會需要的創新型、應用型、復合型、外向型的“醫工結合”型儲備人才。
參考文獻:
[1]杭州電子科技大學教務處.生物醫學工程專業及醫學信息工程專業培養計劃[Z].杭州電子科技大學本科專業培養計劃,2011.
生物醫學工程與生物技術范文2
生物醫學工程學科(BiomedicalEngineering,簡稱BME)是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它運用了現代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現象,為防病、治病提供新的技術手段,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。生物醫學工程學科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學科。生物醫學工程興起于20世紀50年代,它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學這個名詞最早是出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會,1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會,后來成為國際生物醫學工程學會。生物醫學工程學除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高技術之一,現今市場規模可達1000~2000億美元。生物醫學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫療儀器裝備、醫學物理學以及醫學材料等,它的發展將隨著世界高技術的發展,如航天技術、微電子技術等的發展而得到長足進步。
隨著生物醫學工程學科的高速發展,對相關人才的需求日益增大,為此,我國有大量的醫科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫學工程從本科到博士的專業及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫學工程國際會議”上,各種院校生物醫學工程學科專業教育、課程建設等問題被提出并進行探討,對于交叉學科教育教學模式的創立進行了研究,說明這一問題已經成為高校教育教學研究的熱點。本文在對生物醫學工程學科特色、對醫科藥科、綜合性大學、理工科大學辦學特點進行分析的基礎上,對于在各類院校中設置的生物醫學工程專業的特色建設進行闡述。
1生物醫學工程專業內容特色概述
生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。生物醫學工程專業人才培養特色的探討敏楊禹陳國明劉盛平(重慶理工大學藥學與生物工程學院)
1.1醫學影像技術
即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應設備進行成像的技術,現還有正在興起的阻抗成像技術等。
1.2醫用電子儀器裝備
分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號,現在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數的監護儀等,而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備,如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監護儀、X射線電視等?,F代化醫療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。
1.3生物力學
主要是研究生物組織和器官的力學特性,人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學(血液流變學)、軟組織和骨骼力學、循環系統動力學和呼吸系統動力學等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質與材料,其大多數是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學穩定性,需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據所需還應滿足各種器官對材料的各項要求,包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。
1.5生物效應與生物控制
生物效應是指在醫療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節控制現象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫學工程最為競爭激烈的領域在醫學成像技術上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統為主。而對醫學信號的處理分析,包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析,以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫學工程專業的本科學生,將從業于該領域的研究、設備研發及制造、使用、維修養護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫學,十分廣泛,僅四年內進行如此龐大的知識學習,學生將會呈現基礎知識欠缺而專業知識也不深入的問題。為此,我們就醫科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析,在此基礎上,提出了生物醫學工程本科學習建立特色課程體系的見解。
2生物醫學工程專業人才的培養特色的研討
我國生物醫學工程本科專業分別在醫科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫學工程具有典型交叉特性,該專業的畢業生的就業方向有運用醫學影像學技術、醫學信息學技術等在醫院進行疾病診斷及治療,有運用基礎數學、物理、化學知識進行理論創新與實踐,更多的是運用工程技術進行醫療器械、設備裝備的研發、制造與維護管理等。由于生物醫學工程龐大的知識體系,無法由某一個從業人員掌握,需要各方向的協作與合作,由此認為,設置于醫科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫學工程專業應有各自的特色。
2.1醫科類大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.1.1人才培養目標
作為醫科大學,其專業人才培養具有鮮明的醫學特色與優勢。醫科類大學生物醫學工程相關專業的人才,其就業方向更多應以進入醫院從事常規放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作,運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療,所以其培養的人才首先應學習并具備醫學的專業知識,然后才是具備基于醫學專業領域需要的現代醫療儀器的研發與使用、管理能力的知識體系的學習,成為擁有工學知識及應用能力的醫學應用型、復合型高級人才,畢業后所從事的仍是醫藥衛生領域工作,在醫院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫學工程側重點不同。如在一般醫科大學中都設有生物醫學工程專業,以及與此相關的醫學影像學專業、醫學信息學專業等,其培養目標就應以“培養具有基礎醫學、臨床醫學和現代醫學生物醫學工程(如影像學、信息學等)的基本理論知識及能力,能在醫療衛生單位從事醫學診斷、治療(或信息管理等)和醫學成像(或醫學信息等)技術等方面工作的醫學高級專門人才”為主。相應的培養要求應在于“學習基礎醫學、臨床醫學、醫學影像(或信息學、醫學超聲學等)的基本理論知識,受到常規放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫學影像學、信息學、醫學超聲等操作技能的基本訓練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養能力”上。#p#分頁標題#e#
2.1.2課程設置
基于醫科大學的特色,其主干課程應注重基礎醫學、臨床醫學,同時開設基于醫學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數學類、物理類、化學類、計算機類,如高等數學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程,基礎和臨床醫學類課程,如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫學、中藥學、衛生管理等課程,然后按照各高校側重設置傳統生物醫學工程的工學類、工程類課程,如模擬電子、數字電子技術、傳感器、數字信號處理、醫學圖像處理、醫用儀器原理、醫學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態學等,部分專業可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫學工程專業,但需要按照本校特色來設置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫學工程高度交叉學科的學科特色的。
2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.2.1人才培養目標
現今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫學工程專業,如北京大學工學院、浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫學工程學院,四川大學高分子科學與工程學院等,各具特色。以東南大學生物科學與醫學工程學院為例,其前身是生物科學與醫學工程系,創建于1984年。學院的科學研究及學生培養方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透,應用電子信息科學理論與方法解決生物醫學領域中的科學問題,發展現代生命科學技術。其人才培養目標在于“培養掌握生物醫學工程專業知識,掌握分析與健康相關的生物醫學工程問題的方法,并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠大理想的工醫結合復合型優秀人才”。即更加注重于培養工程與醫學相結合的復合型人才,這些專業人才的從事的工作更多是在用于醫學診斷、治療的儀器設備的設計、研發及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫學工程專業的培養目標,按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫學工程教學科研的相關學科為依據,培養從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發、生產的高級專門人才。”,偏向于材料工程學。由此可知,在綜合性大學工科以及理工科大學中,生物醫學工程專業應更注重工學、工程學內容,其培養目標就應以“培養具有現代醫學生物醫學工程(如機械、電子、材料、計算機在醫學中應用等)的基本理論知識及能力,能在醫療設備相關企事業單位從事設備(或裝備)設計研發、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養要求應更多的學習工學的基本理論知識,受到常規醫療裝備、設備等設計、研發、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。
2.2.2課程設置
基于工科特色,其主干課程應注重工科基礎理論的學習,了解醫學基礎知識,同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫學中而派生的專業課程。如將特色定在醫療設備制造等方向上的生物醫學工程專業,其基礎類課程更加強了基礎數學、物理的學習,設置了較多學分的高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及實驗等,醫學類課程設置了基礎醫學與實驗,涵蓋人體解剖學知識,專業基礎課和專業課設置了生物醫學數學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫學成像原理、醫學影像系統、生理信號檢測、生理信號處理、醫學圖像處理、醫學儀器設計與實現、醫學傳感器、醫學光學、醫學超聲、醫學材料等,同樣,課程設置也應按照本校特色加以取舍。
生物醫學工程與生物技術范文3
2013年新入選 CODE 期刊名稱
W023 上海管理科學
X038 上海海事大學學報
H292 上海海洋大學學報
G330 上海護理
X006 上海交通大學學報
H022 上海交通大學學報農業科學版
G066 上海交通大學學報醫學版
M021 上海金屬
G343 上海精神醫學
G283 上??谇会t學
J031 上海理工大學學報
H282 上海農業學報
A043 上海師范大學學報自然科學版
G069 上海醫學
G596 上海針灸雜志
G946 上海中醫藥大學學報
G389 上海中醫藥雜志
A515 深圳大學學報理工版
G329 神經疾病與精神衛生
G070 神經解剖學雜志
G319 神經損傷與功能重建
J052 沈陽工業大學學報
V011 沈陽建筑大學學報自然科學版
H024 沈陽農業大學學報
G071 沈陽藥科大學學報
G202 腎臟病與透析腎移植雜志
F203 生理科學進展
F001 生理學報
F042 生命的化學
F215 生命科學
F046 生命科學研究
Z034 生態毒理學報
H784 生態環境學報
S784 生態經濟
Z014 生態學報
Z028 生態學雜志
Z023 生態與農村環境學報
F049 生物多樣性
F003 生物工程學報
G401 生物骨科材料與臨床研究
F016 生物化學與生物物理進展
F224 生物技術通訊
F204 生物加工過程
F012 生物物理學報
F213 生物學雜志
G006 生物醫學工程學雜志
G332 生物醫學工程研究
G603 生物醫學工程與臨床
G624 生殖醫學雜志
G072 生殖與避孕
C033 聲學技術
C054 聲學學報
V043 施工技術
E302 濕地科學
E636 濕地科學與管理
A615 石河子大學學報自然科學版
T933 石化技術與應用
X042 石家莊鐵道大學學報自然科學版
生物醫學工程與生物技術范文4
生物學碩士,生物制藥高級工程師,臺灣競成實業有限公司??诠究偨浝怼?/p>
多年來,趙勤一直致力于生物醫藥制品的應用研究,主要研究的課題是“生物醫學工程的外用技術”及“生物活性物質的包裹應用技術”。他把醫學皮膚機理與生物工程醫學的外用技術結合起來,推行“給生命以美麗,給美麗以生命”的生物活性護膚理念。
趙勤與國內外專家一起,開發出一系列生物活性護膚品,技術已達到國際領先水平,在健康美容護膚品市場上擁有良好的口碑。目前,趙勤正與北京大學合作研究“納米與包裹”的生物護膚品技術課題。
來自深海的美麗之源
趙勤帶領著他的研發團隊,在美麗的海南島,盡享南海之濱天時地利的自然資源,將豐富多彩的海洋生物資源利用起來,開發出包括抗老化、除皺、祛痘、脫敏修復等功效的一系列生物活性護膚品,深受社會認同與各界好評。趙勤的團隊秉承“科技服務創新”的經營理念,時刻把產品品質放在首位,是目前國內專業生產生物活性護膚品的隊伍,其產品采用當今國際最新生物技術生產,不論是安全性還是功效性都居于國際領先地位。
生物活性成分,能有效推進新陳代謝,加快細胞再生速度。運用特殊技術包裹的生物活性成分,能與皮膚細胞完美融合?;钚猿煞种械目蒯尯途忈屳d體能夠根據皮膚的呼吸和代謝狀況釋放營養功效成分,使其完全被皮膚深層細胞吸收,并且具有非常好的安全性。
趙勤的團隊生產的海洋生物活性護膚品,不含鉛、汞、激素、藥物等任何有害成分,有非常高的安全性,敏感性皮膚的人群亦可使用。
會呼吸的活性生物面膜
趙勤研制生產的“會呼吸的活性生物面膜”系列產品,其理念來自寶島臺灣,集現代海洋生物技術、分子技術、生物醫學工程技術之大成,應用細胞活性再生原理,填補了目前國內和國際市場的空白,為廣大愛美人士帶來了切實的福音。
“會呼吸的活性生物面膜”以天然深海脂質蛋白體為原料,通過生物分子有機鏈接后直接形成與皮膚透氣結構功能相同的半透明生物膜。深海脂質蛋白體作為富含彈力蛋白和海洋超氧化物歧化酶的稀世珍品,具備超強的抗老化能力,能夠有效降低動物內臟和肌膚的衰退程度。生活在深海的生物,在高壓和低溫的生存條件下遭受創傷時,其體內的脂質蛋白體能夠快速地修復肌膚創面。
皮膚是人體最大的器官,需要代謝和呼吸,脂質蛋白體作為面膜載體,具有與皮膚細胞相融的透氣功能,能長時間貼用。面膜中被包裹的生物活性成分和營養成分與空氣和皮膚接觸時開始釋放,同時將皮膚毛孔內的代謝物、雜質及有害微粒析出,就此產生皮膚與面膜之間的生物交換,形成了“呼吸”的過程。
隨著年齡的增長,人體的新陳代謝會變得緩慢,肌膚彈力蛋白流失、皺紋蔓延、色素沉著等老化現象在所難免。脂質蛋白體獨有魅力之處,就在于它能幫助皮膚生成彈力蛋白,在全面延緩皮膚衰老、增強皮膚彈性、消除皺紋、減褪色素沉著等方面,具有顯著功效。流光溢彩、如詩如畫的動人肌膚,將不再是青春年華的追憶與抱憾終生的渴求。
抗凍蛋白造就冬日柔美肌膚
寒冷的南極冰海深處,生活著許多勇敢堅強的魚類,它們即使在身負創傷的情況下,也能在較短時間內痊愈如初,這引起了科學家們的濃厚興趣。大量嚴謹科學的分析測試表明:南極魚類體內普遍存在著一類大分子物質――抗凍蛋白。
抗凍蛋白能夠使動物體液的冰點降低至所在海域海水溫度以下,這不僅能夠顯著提高動物細胞的抗凍耐寒能力,還能使受傷細胞快速愈合,是低溫環境下物種生存發展不可或缺的有機成分。
在充分認識了抗凍蛋白的物質結構、運行機理和抗凍作用后,人類通過現代生物技術,已陸續從深海生物中分離出多種不同類型的抗凍蛋白,應用于生物活性護膚品中。趙勤帶領著他的團隊,采用上述技術研制生產的深海熱滯抗凍蛋白霜,能夠有效促進皮膚微循環,修復受損肌膚,尤其在抗凍、防凍方面具有顯著功效,是秋冬季節無與倫比的保健護膚佳品。北風肆虐的冬季,不必再苦苦期盼春天的到來,一樣擁有嬌嫩柔美的肌膚。
生物醫學工程與生物技術范文5
區域產業是指在某一特定區域內,生產同類商品或提供同種服務的所有企業的集合,反映的主要是產業空間布局狀況以及由此所決定的區域間橫向經濟關系。生物工程相關產業涵蓋醫藥、食品、檢驗、環保、農業等領域⑤,產業相關集群的形成對于促進地方經濟建設,保障經濟、社會、環境與人的協調發展意義重大。
1.生物工程相關產業在國民經濟中的地位“十一五”以來,國務院批準了《促進生物產業加快發展的若干政策》和《生物產業發展“十一五”規劃》,大力推進生物技術研發和創新成果產業化,生物產業產值以年均22.9%的速度增長?!秶鴦赵宏P于印發生物產業發展規劃的通知》提出,到2015年,生物產業增加值占國內生產總值的比重將比2010年翻一番;到2020年,把生物產業發展成為國民經濟支柱產業。《國家“十二五”科學和技術發展規劃》和《國家“十二五”生物技術發展規劃》明確提出將“研究預防和早期診斷關鍵技術,顯著提高重大疾病診斷和防治能力”作為“人口與健康”重點領域的發展思路之一;將生物制藥技術列為重大支持方向之一;將食品安全列為民生科技示范重點,食品安全檢測產業將成為新型公益類重點資助領域。
2.吉林省生物工程相關產業發展現狀“振興東北老工業基地”、“長吉圖開發開放先導區”、“長春市國家級生物產業基地”等國家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程領域產業的發展形成了比較優勢,已擁有長春生物制品研究所、通化東寶等一批大中型生物醫藥企業集團和一大批中小型生物醫藥研發和制藥企業,以及長春迪瑞、長春匯力、長春博德等體外診斷檢測試劑和儀器生產企業。2012年,相關產業整體呈現快速、強勁的發展勢頭,全年醫藥產業實現銷售產值1550億元以上,同比增長34.7%⑥。吉林省工業發展“十二五”規劃提出,在醫藥產業方面,將吉林省建設成為國內外具有重要影響的國家生物藥基地、中藥北藥基地;在醫療儀器設備及器械方面,提升醫療器械行業發展水平,加快補齊醫藥產業發展短板,重點發展多功能激光治療設備、臨床檢驗分析儀器等醫療檢驗儀器。到2015年,全省醫藥工業總產值達到2000億元,年均增長27%⑦。
3.吉林省生物工程相關產業高層次人才相對不足目前,吉林省生物技術制藥產業發展迅速,但企業創新能力薄弱、仿制藥比重較大;高端醫學儀器設備、中端試劑和儀器一體化被國外壟斷。原因之一是企業技術力量十分薄弱,缺少足夠的優秀創新人才,造成核心技術往往依賴引進,受制于人。生物工程產業是高技術產業,通過對相關產業調研發現:(1)生物產業飛速發展導致人才數量缺口加大;(2)產業創新能力提升導致高端人才匱乏;(3)國內外同行業的發展差距導致人才流失嚴重;(4)要突破國外技術壁壘需要生物醫學與機電一體化人才;(5)高技術產業經濟發展對人才實踐能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相關產業創新能力的提升和持續健康發展需要大批高層次實踐創新人才?!秶抑虚L期生物技術人才發展規劃(2010-2020年)》指出,重點培養生物產業高端創新型人才、產業鏈關鍵環節專業人才;鼓勵企業與科研機構、高校聯合建立生物技術人才培養基地;建立人才及人才團隊在企業與科研院所之間流動的暢通渠道。目前,吉林省生物工程專業碩士學位授權單位僅3所,即吉林大學、吉林農業大學、中科院東北地理與農業生態研究所。3所招生單位為吉林省生物工程產業輸送了優秀人才,但在生物、醫學、光學、機電一體化人才培養方面尚不能滿足我省生物工程相關產業發展對人才的需求。
二、長春理工大學對生物工程專業碩士學位研究生培養體系建設的探索
1.多學科交叉融合,凝練專業特色,明確人才培養目標定位長春理工大學堅持生物、醫學、光學、機電等多學科交叉融合的辦學特色,結合吉林省生物醫藥、食品安全檢測工程產業等區域產業發展規劃,形成了生物醫學光機電一體化技術的生物工程優勢學科。涵蓋三個穩定的、特色鮮明的專業方向:(1)生物醫學檢驗工程,以國產化及自主創新的生物醫學檢驗試劑與配套光電檢驗儀器一體化技術為研發目標;(2)醫藥用生物反應器與監測設備工程,側重基因重組藥物的通用載體生物反應器構建與應用技術,以及細胞工廠配套光電顯微光電監控設備的研發;(3)食品安全檢測工程,側重食品中雌激素類、毒素、農藥殘留等污染物快速檢測試劑與配套光電檢測儀器的研發。為吉林省醫藥、衛生、食品、商檢等企事業單位培養具有創新能力的應用復合型高層次人才。
2.優化課程體系,構建雙師型導師隊伍,探索三對接人才培養模式整合教學與實踐優勢,按照專業方向的不同,采用分類培養的指導思想,突出知識背景交叉與能力培養并重的特色,設置了科學合理的課程體系,包括必修課(18學分)、公選課(10學分)、方向選修課(6學分)三個模塊,模塊間遵循“夯實基礎-提高能力-強化應用”的培養規律。教學團隊由企業專家、國外學者和校內教師組成,企業專家講授實踐性較強的課程,國外專家學者主講學科前沿性講座,突出實踐與前沿的兼顧。采取集體培養與個人負責相結合的指導方式,構建雙師型導師隊伍。導師組由具有副教授以上職稱或博士學位的校內教師,和具有高級專業技術職務或具有博士學位的合作單位專家組成。形成一支結構合理、學術思想活躍、教學科研與實踐經驗豐富的教學團隊。以實際項目為主要載體,融通基礎理論教學、前沿技術和實踐教學,構建“學研用”三位一體的人才培養模式。學習方式分為全日制學習方式,學制2.5年;非全日制學習方式,學制3年。培養方式為校企(行)聯合培養,對于全日制學生,1年在校理論學習,半年行(企)業頂崗實踐,1年結合崗位實踐內容完成畢業論文;對于非全日制學生,1年在校理論學習,半年企業頂崗實踐,1.5年結合崗位實踐內容完成畢業論文。實現了人才培養與合作單位、生源層次、業界需求的對接,學校和用人單位的無縫連接。
3.建立校企聯盟,拓展實踐教學基地,全面提升人才實踐創新能力專業學位研究生培養的重點在于實踐和創新能力的培養,企業和行業參與高校專業學位研究生教育是保證專業學位研究生教育質量的重要手段⑧。因此,通過校企合作和優勢互補,建立工程實踐基地,實現研究生聯合培養,已成為提升工程碩士研究生實踐能力的重中之重。長春理工大學與相關企業在聯合攻關、學術交流、學生就業、本科生實習等方面進行合作的基礎上,建立了生物工程專業碩士培養的校企聯盟。目前,與長春生物制品所有限公司、長春迪瑞醫療科技股份有限公司等15家企事業單位簽署了實踐基地合作協議,形成了以吉林省為中心,輻射北京、上海等地的穩定的校外實踐教學基地。此外,校內建設的與該學科直接相關的實踐教學平臺有生命科學基礎實驗中心,吉林省生物檢測工程實驗室和吉林省中藥生物工程二級實驗室2個省級重點實驗室,2個學校參股的集生物醫學光機電一體化研發與生產的高新技術企業。目前,已投入建設經費3000余萬元。校內外實踐基地的建設,為學生提供了充足的實踐機會,使學生在讀期間能參與企業生產、關鍵技術攻關和新產品研發,全面提升了人才的創新實踐能力和就業競爭力。
4.“產學研”聯動,以科研合作為紐帶,保障學位論文的先進性與實用性“產學研”合作教育的本質特征是尋求高等教育自身規律與現實社會對人才需求之間矛盾的解決⑨。通過“產學研”合作教育,實現教學、科研、生產三結合,能更有效地提高辦學水平和人才培養質量,克服高等教育脫離社會實踐需要的傾向,增強其社會適應能力和生存能力⑩。自2000年以來,我校先后與中國藥品生物制品檢定所、中國食品檢驗檢疫研究院、長春生物制品所有限公司、長春百克藥業有限責任公司、長春迪瑞醫療科技股份有限公司、吉林省紫辰光電有限公司等多家企業,聯合完成了國家級、省級和橫向科研項目17項,累積科研經費達2000余萬元。以科研合作為紐帶,將科研項目立項、研發推廣過程與生物工程專業碩士培養相結合,形成了“產學研”聯動模式,增進了學校與企業間的合作交流。學生畢業論文選題結合專業方向、校企聯合攻關項目和企業實際需求,鼓勵原始創新或集成創新。學生在校內和校外導師的共同指導下,掌握了扎實的專業理論基礎和先進的實踐技術手段,具備了綜合運用科學理論和技術方法解決實際工程技術問題的能力,保障了學位論文的先進性與實用性。
生物醫學工程與生物技術范文6
關鍵詞:機械制圖 生物工程 教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107
生物工程專業是生物學與工程相結合的一門交叉性學科,要求學生掌握生物學與生物工程學方面的基本理論,不僅需要具備獲取輕化生物技術理論知識,也需要具備從事生物技術產品生產、生產過程控制檢驗等工作的綜合能力[1-2]。學生一旦需要參與產品生產就必須具備一定的工程技術理論?!豆こ讨茍D》一直是生物工程專業開設的必修課,一般安排在大一,是以培養學生對空間的認知能力、立體思維能力以及讀圖、識圖、繪圖能力為主要任務的專業基礎課程。
結合人才培養目標及以往的教學過程發現現有教學方式存在一定的問題:第一,學生沒有充分認識機械制圖課程的重要性;第二,現有的機械制圖課程教學模式以及課件實例都是針對機械專業,并沒有專門針對特定的非機械類專業。針對這些在教學實踐中所暴露出的問題,如何開展生物工程專業機械制圖及CAD教學改革,提高教學效果,使學生真正做到學以致用,是亟待解決的人才培養與教學質量問題。本文就如何針對生物工程專業進行機械制圖和CAD教學進行了分析,試圖解決在實際教學中的問題。
1 提高生物工程學生對《工程制圖》的認識
我院生物工程專業主要是針對發酵方向,就業方向主要為酒廠、醬油發酵場、榨菜生產等相關發酵領域。雖然畢業生直接參與零件設計、機械加工裝配的情況很少,但有很大一部分畢業生會從事發酵設備的管理和維修,甚至發酵工廠的設計等工作,這就需要具備閱讀機器原理圖樣的能力??梢栽O想,如果連基本的原理圖都讀不懂,如何進行操作、維修和設計。因此以工程制圖在生物工程專業中的應用為突破口,聯系后續相關課程工廠設計,讓學生明白學習本門課程的目的與意義。
為了充分調動學生的學習積極性以及對課程應用范圍的理解,在緒論階段和裝配圖階段,選定一個工程制圖及cad在生物工程專業中的應用實例進行實際講解。由于本課程為工廠設計課程的先驅課程,選定工廠設計課程中的實例進行講解,不僅讓學生在專業認知的同時了解工程制圖在專業體系中的作用,也對兩門課程的聯系有一定的了解。
2 現有的生物工程專業《工程制圖》教學中的問題
2.1 教學內容沒有針對性
現有的非機械專業的工程制圖及CAD教學基本上延用大學本科機械類教學模式,教學內容是機械類內容的壓縮,而且講課實例作業練習都是機械類實例。沒有專門針對特定非機械專業的教學體系和教學內容,并且沒有合適的教學實例。
2.2 教學模式沒有針對性
現有的教學模式還是沿用著機械專業工程制圖教學模式,分為畫法幾何、機械制圖以及計算機繪圖三個大板塊。由于非機械專業的工程制圖課時量為50課時左右,為了應對教學內容多而課時少的矛盾,很多教師上課時以采用降低教學難度和精簡教學內容為對策,這必然導致學生練習時間大大降低,知識掌握程度降低。
3 機械制圖教學方式改革
3.1 教學板塊調整
針對非機械專業工程制圖課時較少的現狀,對傳統的教學內容和順序進行改革。傳統的教學板塊中的第一部分為畫法幾何,主要內容是點、線、面投影基礎知識,用來培養學生的立體感。由于本知識點大部分是高中知識,講解占用時間較長,故對本部分知識點進行大量壓縮或者改成練習教學法[3]。本課程主要是培養學生繪制立體三視圖的能力,可以首先利用基本體的立體模型引導學生入門,由實際的立體繪制三視圖,培養立體感更形象具體。這樣學生不再枯燥的理解空間虛構點線面,而是在實際立體中學習點線面的投影,講解具有針對性,提高教學效果。
3.2 教學內容針對性改革
現有的教學內容,教學實例都是針對機械專業實例,并沒有針對生物工程專業的教學實例。在零件圖以及裝配圖章節,選擇與生物工程先關的實例進行講解。并且選取實際發酵廠中的實際零件進行繪制與講解,或者選取實驗室中的有關機械試驗設備進行實踐繪制。
3.3 多種教學手段,提高教學效果
可以利用多媒體手段輔助教學,利用Proe、Solidworks等軟件繪制一定的三維圖,完成課件制作。不僅能夠提高學生的立體感,也提高教學效果。將計算機多媒體教學與傳統的教模教學模式相結合,可以使教學難度大大降低,提高學生的理解能力,使課堂教學清晰直觀。
3.4 增加實踐教學環境
由于非機械專業工程制圖課時較少,現有的實踐環節基本省略,但是這會造成學生學習理論與實踐相脫節??梢越M織學生到機械精工實習基地進行參觀,認知一定的機器,有一定的工程理念。然后可以帶領學生參觀生物工程實驗室,從實驗室的試驗儀器中可以看到一定的機械儀器,了解試驗儀器零件和裝配關系,對零件圖的繪制和裝配圖的繪制的學習有一定的幫助,增加教學目的性[4]。
上世紀90年代誕生了基于系統論的生物工程,即以生物學(特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術。在生物工程專業人才培養過程中工程制圖往往是被忽視的部分,作為生物工程專業人才應當具備發酵工廠設計、圖紙繪制等專業技能,在教學中應加強引導學生對機械制圖這門課程的學習熱情,結合發酵工廠設計實例,改善教學板塊的配置,優化教學方式與手段,設置具有專業針對性教學內容,提高學生的學習積極性,增強教學效果。
參考文獻:
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[4]羅紅萍.非機械類專業《工程制圖》課程教學改革探索與研究[J].科技信息,2008,(2):23.