生物医学与生物技术篇（1）

中图分类号：TP391　文献标识码：A

1　引言

当前，生物医学领域的研究正在飞速发展，大量的生物医学知识以非结构化的形式存在于各种形式的文本文件中。国际上生物医学领域的权威数据库MEDLINE(Medical Literature Analysis and Retrieval System Online)的文献总数目前已达到1600万篇，近年来年均发表文献超过60万篇。如何才能有效地利用这些文本中所蕴含的生物医学知识无疑对分析海量的生物医学数据是非常重要的。常用方法是通过关键词在MEDUNE中或者互联网上进行检索，但是这只能从大量文档集合中找到与用户需求相关的文件列表，而不能从文本中直接获取用户感兴趣的事实信息。因此，提供从大规模生物医学文献中自动获取相关知识的有效工具是一项迫在眉睫的任务。

文本挖掘技术在文本知识自动获取中起到了重要作用。文本挖掘通常包括信息检索、信息抽取、数据挖掘三个步骤。其中信息检索(Information Retrieval，IR)用于识别相关文本，信息抽取(Information Extraction，IE)用于识别实体、关系、事件等信息，数据挖掘(Data Mining，DM)则从结构化信息中识别出相互间的关联。生物医学文本挖掘的研究重点主要由信息抽取和数据挖掘两方面的研究组成。具体来说，包括生物医学领域命名实体识别、同义词和缩写词识别、关系抽取、利用推理进行关系抽取的假设生成、文本分类以及上述工作的集成框架等。该领域研究的主要方法是通用的机器学习方法、领域知识、面向任务的前处理和后处理技术的相互结合。

文本挖掘在生物医学领域中的应用，可以提高生物医学信息建设和管理的效率。生物医学数据库的建设是最早推动生物医学文本挖掘的动力。通过信息抽取技术可以建设以疾病诊断、药物设计为目的的专用蛋白质作用关系数据库。例如建设特定疾病如乳腺癌、老年痴呆症的蛋白质作用关系相关数据库。通过数据库描述的蛋白质作用网络，将极大地有利于疾病诊断、药物设计，促进相关生物医学研究的进展。近年来文本挖掘技术在生物医学领域中的应用多是通过挖掘文本发现生物学规律，例如基因、蛋白质及其相互作用的关系，进而对大型生物医学数据库进行自动注释。例如：现有研究成果已经可以对蛋白质数据库加注功能关键词，并利用这项功能发现大分子问的相互作用关系。使用标准词汇对实验数据统一标注，架起了生物医学文献与生物医学实验数据的桥梁。借助生物医学文本挖掘技术进行数据标注的方法，广泛应用在功能基因组学数据上。经过人手工核对，正确的标注信息将赋予实验数据，有效的文献信息也将作为标注依据链接到实验数据。

生物医学文本挖掘的更大意义在于可以通过对文本分析研究帮助人们发现在文本中隐含的知识，从文献中挖掘出来实验假设和实验建议，以便生物学家验证得到新的科学发现，从而提高人们对生物医学现象的认识。例如，运用分子生物学文献的信息抽取技术来分析海量的生物医学数据，可以帮助分子生物医学专业人员理解分子生物学实验数据，研究分析实验结果。

生物医学文本挖掘是生物信息学研究的分支之一，是生物学研究中不可缺少的环节，它汇集着具有不同专业背景研究者的共同努力，推动和促进了生物医学的发展，对实现疾病的辅助诊断、预防和治疗，新药的辅助发现等起到了重要的作用，为人类对生命的探索做出了重要贡献。生物医学为文本挖掘技术提供了大量的验证数据，对文本挖掘技术起到了反推动作用。这是一种跨学科性研究，涉及到自然语言处理、机器学习、生物信息学等方面的技术，非常具有挑战性。目前，该研究领域吸引了来自计算语言学、生物信息学、机器学习等方面研究者的广泛关注，本文侧重介绍生物医学命名实体识别、缩写词和同义词识别、生物医学实体关系抽取、建立相关资源以及技术评测等。

2　命名实体识别

生物医学文本挖掘的基本任务之一是生物医学命名实体识别(Biomedical Named：Entity Recognition，Biomedical NER)，其目的是从生物医学文本集合中识别出指定类型的名称，如蛋白质、基因、核糖核酸、脱氧核糖核酸等。这是进一步抽取关系和其他潜在信息的关键步骤。

生物医学领域的命名实体具有如下特点：新的命名实体不断出现，目前并不存在一个完整的包含各种类型的生物医学领域命名实体的词典，所以简单的文本匹配算法已经失去了作用；很多生物医学命名实体都是多词短语，有些有前置修饰语，例如：activated B cell lines，有些名称很长，例如：47kDa steroI regulatory element binding factor，这些特点给确定命名实体的边界带来了很大的困难；相同的词或者短语可以表示不同类别的生物医学命名实体，要依据上下文才能推断出来，例如：IL－2既表示蛋白质名称，又表示DNA名称；很多生物医学命名实体拥有多个不同的书写形式，例如：N－acetyl－cysreine，N－acetylcysteine，NAcetylCysteine等表示同一命名实体；很多生物医学命名实体是用“and”或者“or”连接的并列结构，它们共享同一个中心名词，例如：91 and 84 kDa proteins，这样的命名实体也很难正确识别；生物医学命名实体还存在着嵌套现象，例如：＜PROTEIN＞＜DNA>kappa 3＜/DNA＞binding factor＜/PROTEIN＞，因此还要解决候选命名实体的重叠问题；缩写词占有较高的比例，例如：IFN，TPA等等。很多缩写词的形成是没有规律可言的，并且缩写词还具有高度的歧义性，一般情况下，扩展形式比缩写词形式有更多的证据确定它的类别，缩写词形式和它的扩展形式相比更难分类。总之缩写词的识别很大程度上依赖于上下文，而不能依赖于现存的生物词典。因此，生物医学命名实体识别是富有挑战性的一项研究。

目前，生物医学命名实体识别的方法分为以下 三类：基于启发式规则的方法，基于字典的方法和基于机器学习的方法。基于规则的方法需要耗费大量人力建立识别规则库，而基于字典的方法存在着名称冲突和覆盖率受限的不足。目前研究的重点主要是基于机器学习的方法。

机器学习方法是从样例数据集合中统计出相关特征和参数，以此建立识别模型。目前已经有很多机器学习方法应用到生物医学命名实体识别当中，如贝叶斯模型、隐马尔可夫模型(HMM)、支持向量机(SVM)、条件随机场(CRFs)、最大熵(ME)等。基于机器学习的方法依赖于大量的标注语料，因此所面临的问题是如何获得廉价的大量训练数据。

支持向量机方法是一种比较有效的学习方法，已经成功应用到自然语言处理的多项任务中。Ka－zama等应用支持向量机来识别生物医学命名实体并使用GENIA语料作为训练语料。Lee等提出了一种基于支持向量机和查找字典的两阶段生物医学命名实体识别的方法，在第一阶段，使用SVM分类器识别命名实体并且用简单的字典查找作为后期处理来校正由SVM模型识别带来的错误；在第二阶段，把识别后的命名实体用SVM划分成语义类。该方法把任务划分成以上两个子任务，能够针对每一个任务选择更相关的特征，选择更为合适的分类方法，减轻了不平衡的类分配问题所产生的影响，提高了整体任务识别的精确率。AbGene系统是比较成功的生物医学命名实体识别系统之一，曾被多个研究者作为命名实体识别组件用于关系抽取研究当中。该系统使用7 000个手工标注命名实体类别的句子作为贝叶斯模型的训练语料，并采用手工统计规则作为后处理，同时使用命名实体所在的上下文来帮助校正识别错误。该系统达到了85.7％的精确率和66.7％的召回率。Chang等设计的GAPSCORE系统考虑到单词的出现次数、词形和上下文并以此为句子中每个词分配一个得分，然后使用基于词形和上下文等特征来训练N－gram模型，具有高分的单词更可能是基因和蛋白质名称。Zhou等人使用基于丰富特征集合的方法训练隐马尔可夫模型，他们在GENIA语料上获得了66.5％的精确率和66.6％的召回率。Yi－Feng Lin等使用基于特征的最大熵模型并结合后处理过程，在分类为23个实体类别的genia语料上获得了72.9％的精确率和71.1％的召回率。Tzong－hanTsai等使用条件随机域模型结合丰富的特征集合和后处理过程在BIONLP2004测试语料上获得了69.1％的精确率和71.3％的召回率。

近两年来，生物医学领域命名实体识别的研究不断扩展和深入。一是命名实体识别扩展到新的语义类型，如临床术语、化学名词语义类等。二是各种新方法的应用，如自动构建训练语料的bootstrapping方法，多分类器结果的重新排序(reranking)方法等。此外还有嵌套命名实体识别。

目前性能最好的生物医学领域NER系统的F测度已经达到80％以上，但与通用领域NER结果(90％以上)还存在一定差距，还需要研究人员的进一步努力。

3　缩写词和同义词的识别

很多生物医学命名实体存在多个名称和缩写形式，因此必须有效地识别这些同义词和缩写词，目前大部分研究工作都集中在未登录的基因名同义词和命名实体缩写词的识别上。

抽取生物医学命名实体缩写词及其全称形式，所用方法依赖于全称和缩写词的接近程度。一般而言，全称或者缩写词通常在括号里，因此，识别缩写词被简化为寻找最佳的缩写词和对应全称的对齐过程，这样的对齐过程在很大程度上依赖于上下文。

大部分缩写词的识别方法属于以下三种方法之一：首字母匹配法、首字母和其他字母匹配法、特定模式匹配法。首字母匹配法最简单，即匹配缩写词每一个字母和周围文本中若干词的首字母。第二种方法是放宽条件，即允许匹配首字母之外的其他字母，这种方法一般使用启发式规则进行识别。第三种方法是识别那些后面还添加一定模式的缩写词，这也需要手工建立一些规则。

Liu和Friedman在大量MEDLINE文本中统计缩写词和全称的搭配，以此作为规则来检测缩写词与全称的配对，取得了96.3％的精确率和88.5％的召回率。在应用手工规则识别缩写词和全称的研究中，Yu等获得了95％的精确率和70％的召回率，Schwartz和Hearst在1000篇MEDLINE摘要的集合上识别与酵母有关的缩写词，获得了96％的精确率和82％的召回率。Chang使用缩写词特征训练逻辑回归模型，并且用这些特征评价缩写词的候选全称形式，在Medstract语料上获得了80％的精确率和83％的召回率。就目前识别精度来看，在单篇文章中自动识别生物医学缩写词和相应全称的问题已经基本解决，上述识别系统都取得了较高的精确率和召回率。今后的研究将把缩写词识别与其他文本挖掘任务结合，并应用到实际的生物医学文本挖掘系统当中。

同义词识别是建立一个能自动更新的同义词词表的基础，具有重要的应用价值。虽然从在线数据库中能获得基因名称的同义词列表，但这些数据库中多数为基因的正式名称，因此相对于文献中的实际基因名称，其数据并不完整。为了建立出现在文献中有代表性的基因和蛋白质名称同义词列表，需要从生物医学文本中自动抽取基因和蛋白质名称同义词。

Yu等人结合了AbGene基因命名实体识别系统，采用统计方法、基于支持向量机的分类器、基于自动生成模式和手工生成规则等算法相结合，同义词识别的召回率为80％，精确率为9％。Cohen采用自动模式抽取方法对MEDLINE摘要进行同义词抽取，通过分析同义词共现网络结构选取最佳同义词模式，获得的精确率为23％，召回率为21％，该系统可以根据文本中出现的词间的明确逻辑关系来推断它们是否为同义词，与没有类似推断的系统相比，召回率提高了10％。

基因和蛋白质名称的同义词抽取研究结果的精度普遍还较低，因此更具挑战性。目前，一种新的基因蛋白质名称的标准化工作正在开展，其研究步骤是首先进行基因和蛋白质名称的识别，然后再进行基因名称的规范化(Gene Name Normalization)。此外，使用Ontology方法用于同义词识别也是最新的研究趋势。

4　关系抽取

生物医学文本中关系抽取的目的是从多个给定类型的命名实体如基因、蛋白质和药物名称等当中检测是否存在预先指定类型的关系，如蛋白质之间的抑制关系，实体之间的从属关系等。大多数生物医学命名实体关系抽取系统主要抽取特定命名实体之间的二元关系，即两类命名实体之间的关系。

生物医学文本中的关系抽取还存在相当的困难，主要原因包括：文本中陈述同一事实有多种不同的陈述方式；文本中并不仅仅是简单的语法类型； 文本中包括很多未登录命名实体；关系信息存在于多个句子之中；存在很多不能抽取出任何关系信息的句子。

目前生物医学领域命名实体关系的抽取主要使用了以下方法：共现方法、关键词方法、机器学习方法和自然语言处理方法。

共现方法认为离得越近的命名实体越可能相关，越经常一起出现的命名实体越可能相关。PubGene系统使用共现方法建立了一个包含基因和基因交互关系的数据库，实验结果达到了60％的精确率和51％的召回率。当仅考虑出现在5篇或5篇以上文章中的基因对关系时，精确率上升到72％。还有研究者在同一个短语中或者同一个句子中查找共现的基因对。Ding等做了一项全面的量化研究实验，发现用共现方法识别关系在同一摘要中得到的精确率为57％，召回率为100％；而在同一句子中精确率为64％，召回率为85％；在同一短语中精确率为74％，召回率为62％。

为了识别关系的类型，识别算法必须检验相关的信息。一种简单的推断方法是识别那些可以区分特定类型关系的关键词或者短语，这就是关键词方法，其具体应用是使用词模式。在此方法中，研究者给出了一些生物医学命名实体模式和区分特定类型关系的常用词。这些模式通常比较简单，不需要更多的词性信息或者复杂的语义信息，如＜protein A＞＜action＞＜proteinB＞，这里的＜action＞是由14个词及其变体组成的词表；Ono等的方法中则使用了20个模式。

在基于机器学习方法的关系识别中，把句子中的关系共现表示成向量空间模型，然后使用分类器给句子中可能存在的关系打分。Eskin和Agichtein使用SVM算法和基因序列kernel来预测蛋白质在细胞质中的位置，其性能达到87％的精确率和71％的召回率；而预测蛋白质在过氧化物酶体中的位置，其精确率为44％，召回率为21％。JuanXiao等使用基于特征的最大熵模型识别蛋白质的交互作用关系(Protein－Protein Interaction，PPI)获得了88.0％的精确率和93.9％的召回率。Ameet SoniC343使用条件随机域模型识别PPI并和基于规则的系统作了对比，实验证明基于CRFs的系统比基于规则的系统识别性能有很大的提高。

用于关系抽取的自然处理方法一般要使用领域Ontology和句法结构分析。简单的方法可以只考虑词性，如在识别蛋白质和蛋白质的关系中，句子中的蛋白质名称都必须是名词。Thomas等仅使用词性作为是否存在关系的评分标准。句法分析器是生物医学文本中进行关系抽取的有利工具。如使用浅层句法分析器(Shallow Parser)确定已知动词的主语和宾语，使用完全句法分析器(Full Parser)确定句子中所有组成部分的关系。Park等使用句法分析器，使关系抽取结果达到了80％的精确率和48％的召回率。Zhongmin Shi等使用统计句法分析技术同时识别生物医学命名实体及其间的功能关系，通过使用有噪音标注数据的半指导学习方法获得了83.2％的F测度值。

Stephens等提出了使用向量空间模型从文本中识别基因对关系及其共现强度的方法，使用了TF－IDF计算公式和用户定义的阈值来挖掘命名实体之间的关系。文献中提出一种无指导的关系抽取方法，该方法使用了类似于互联网页面重要性评价HITS算法的思想，称为基于图的交互增强方法。

5　语料库建设和领域本体知识库

统计机器学习方法需要大量的已标注文本数据作为学习器的训练语料，所以，生物医学文献语料库的标注成为相关研究的基础。生物医学文本标注的内容主要包括命名实体、命名实体关系。目前国际上可以公开获取的生物医学文本挖掘的标注语料库有：GENIA语料库、GENETAG语料库(也是BioCreAtlve Task 1A的评测语料)、Medstract语料库、Yapex语料库、Protein Design Group(PDG)语料库和University of Wisconsin语料库等。表1中列出了每个语料的发行时间，语料内容的切分单位(以句子或摘要为单位)，语料的大小(以词为单位)。表2中列出了各个语料可以应用的文本挖掘任务。

GENIA语料库是标注规模最大、语义分类最多、应用最广泛的标注语料库。该语料库标注包括词切分、句子切分、词性标注。语料中标注了关于人类血细胞转录因子领域的基因和基因产物命名实体，由2000篇MEDLINE摘要组成，共有18545个句子，39373个命名实体，36个语义类。它也是JNLPBA语料库的母语料库。需要指出的是：PDG和Wisconsin语料库中只列出所包含的命名实体，但没有指出所在文本中的位置，无法实现正确的评价，因此较难应用于一般的命名实体识别任务。Medstraet是这些语料中唯一有指代消解标注的，并且给出了缩写词的扩展形式。

上述语料库的原始语料皆出自国际权威的生物医学数据库MEDLINE，信息检索和文本挖掘研究主要集中在该数据库上。MEDLINE中生物医学文献数量目前已超过1 600万篇文献，其中超过300万篇文献是近5年内出版的。美国国立医学图书馆的Entrez－PubMed提供了免费的MEDLINE检索服务，是世界最著名和使用最广泛的MEDLINE网上检索系统，于1995年7月推出，已经成为科研人员获取医学文献信息的首选。PubMed提供了主题词检索和自由词检索。

MeSH(Medical Subject Headings)是美国国家医学图书馆(NLM)用以分析生物医学期刊文献等资源的主题内容的控制语汇表，也是NLM出版的MEDLINE数据库主题检索的索引词典。MeSH由22 995个主标题(Descriptors，main headings)组成，分为15个层次。MeSH主标题层级结构安排的目的是为信息检索提供服务。生物信息学中最具有权威性的本体论是基因本体论(Gene Ontology，GO)，由基因本体论协会建立。其目标是建立一套结构化的、精确定义的、通用的控制性词汇，使其在任何生物体内都能描述基因和基因的产物所表现的角色。GO构建了3个相对独立的本体，即生物过程(Biological Process)、分子功能(Molecular Function)和细胞成分(Cell)，它们是基因和基因产物的所有属性。

6　评测会议和相关学术会议

文本信息处理技术的评价通常包含两个部分：标准的评测数据集和评价标准。标准评测数据集一般由领域专家通过手工标注相关文本来获得，这样的数据集通常称为金标准(Golden Standard)。其中比较流行的金标准语料库是GENIA语料库。将 自动识别结果与标准数据集相比较，就可以评价某个文本挖掘技术目前所达到的水平。

生物医学文本挖掘评价标准与通常的文本挖掘评价标准类似，也是由精确率(Precision)，召回率(Recall)和F测度(F－score)来评价的。

近年来出现了很多公开评测生物医学文本挖掘算法的国际会议，对本领域研究的发展起到了重要推动作用。表3列出了当前国际上主要的评测会议。

在近年来举行的竞赛和评测中，最有影响力的是TREC Genomics Track，该评测由美国国家技术标准局(National Institute of Standards andTechnology)支持。Genomics Track从2003年开始，以后每年一次，评测任务主要为分子生物学领域的文本检索和分类。2004年有29个研究组参加，2005年有41个研究组参加。我国大陆有复旦大学、清华大学、大连大学等几家单位先后参加这两届评测。

JNLPBA/BioNLP 2004(Joint Workshop onNatural Language Processing in Biomedicine andits Applications)评测是与国际计算语言学会议同时召开的研讨会，其主要评测任务是生物医学命名实体识别，共有八个参赛系统参加评测。BioNLP 2007的评测任务是临床医学文本多标记分类，共有50个参赛系统参加评测。BioCreAtlve(Critical AssEssment of Information Extractionsystems in Biology)也是一个重要的生物医学文本挖掘评测会议，由西班牙国家癌症研究中心CNIO、美国MITRE公司、美国生物技术信息中心NCBI等5个机构负责组织。该评测包括两个任务：其一是识别文本中的基因和蛋白质名称，除了识别命名实体外，各参评系统还要识别出这些命名实体的同义词；其二是用GeneOntology codes注释蛋白质，识别出蛋白质的功能。目前该评测已经举行了两届，2004年评测包括多种文本挖掘任务，共有10个国家的27个研究组参加了此次评测。2006年评测的总结会议在ACL2007上进行。

KDD(Knowledge Discovery and Data Mining)挑战杯是一个公开评测数据挖掘算法的竞赛。尽管KDD的传统任务既和文本无关也和生物医学领域应用无关，但是从2002年已经开始了生物医学文本挖掘任务的评测，这也是最早的关于生物医学文本挖掘的评测。KDD竞赛包括两部分：第一部分是识别基因功能；第二部分是预测基因对信号传输路径的影响。第二个任务可以作为一个统计分类问题来处理，其中涉及到基因功能信息、蛋白质定位以及蛋白质交互等。参赛者所建立的系统用来帮助FlyBase数据库管理。

生物医学文本挖掘是一个跨学科的交叉领域，自然语言处理、生物信息学、机器学习领域都召开了关于这个主题的学术研讨会(Workshop)，在自然语言处理领域已经发展成为一个相对独立的研究分支。表4给出了各领域中相关学术会议情况。2000年以来，国际计算语言学界的两个主要学术会议ACL(Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics)和COLING(InternationalConference on Computational Linguistics)的每届会议都有相关文章发表；从2003年起，每届会议均设有一个相关主题研讨会(Workshop)。生物信息学领域与生物医学文本挖掘相关的学术会议主要有从1996年开始每年一月在夏威夷举行的Pacific Symposium on Biocomputing(PSB)会议和始于1993年Intelligent Systems in MolecularBiology(ISMB)年度会议。从PSB2000开始，该会议几乎每届都把文本挖掘作为会议主题之一；PSB2007则提出了“New Frontiers in BiomedicalText Mining”的主题。和PSB差不多同时，ISMB也在每届会议发表了这方面的文章，并且近几年把文本挖掘和信息抽取列为会议主题之一。国际生物信息学杂志Bioinformatics近年来开辟了数据和文本挖掘专栏，每期均有此类文章发表。

国际机器学习研究领域也对生物医学文本挖掘表现了很大兴趣，2005年国际机器学会ICML(International Conference on Machine Learning)的一个Workshop是LLL05(Learning Language inLogic)，其主题为：Challenge task：Extracting Relations from Bio－medieal Texts。会议为关系抽取提供了训练和测试语料、评测程序，有5个国家的6个研究小组参加了评测。

7　国内相关研究

目前国内在生物医学文本挖掘领域的研究相对还比较少，主要有清华大学和哈尔滨工业大学，均取得了一定成果。清华大学研究者在蛋白质关系抽取方面做了深入研究，其主要工作包括：基于动态规划算法的模式匹配方法，用于抽取蛋白质交互作用关系，取得了80％的召回率和精确率；在此基础上采用最小描述长度原理进行模式优化，进一步提高了抽取精度。他们还将模式匹配与浅层句法分析结合起来，通过句法和语义约束，很好地识别了生物医学文本中的同位和并列句，将原模式匹配方法的精确率和F测度提高了7％。哈工大研究人员主要致力于生物医学命名实体识别和关系的识别的研究，先后尝试了多种机器学习方法。先后应用SVM算法、Generalized Winnow、CRF等方法进行命名实体识别，在实现中选择了丰富特征并结合后处理过程，在相同测试集上取得了优于国际同类研究的结果。目前，他们在综合多种统计学习方法进行多分类器融合的研究上取得了一定的成果，进一步提高了生物医学命名实体识别的精确率和召回率。在关系识别的研究上主要应用基于特征的机器学习方法并取得了一定的成果。

生物医学与生物技术篇（2）

作者简介：谢勤岚（1968-），男，湖北武汉人，中南民族大学生物医学工程学院，教授；李正义（1982-），男，湖北荆门人，中南民族大学生物医学工程学院，讲师。（湖北 武汉 430074）

基金项目：本文系湖北省教学研究项目“生物医学工程专业创新人才培养的课程体系改革研究与实践”（项目编号：JYS11003）的研究成果。

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0096-02

生物医学工程学是一门理工医相结合的交叉学科，它是应用工程技术的理论和方法，研究解决医学防病治病，保障人民健康的一门新兴的边缘科学。[1]“生物医学传感器与检测技术”课程是该专业人才培养体系中的核心课程。它既是一门知识面较宽的综合性理论课，也是一门实践性较强的技术课程。该课程主要讲授生物医学传感器的特性、原理，信号处理与接口电路，传感器在人体生理信号检测中的应用等内容。[2-4]要求学生理解和掌握生物医学传感器的换能原理、感测技术、主要技术指标，生物医学检测技术的原理、基本电路，生物医学传感器与检测技术的基本应用等。

近年来，随着电子技术、微机电技术、新材料和制造技术、信息处理技术的快速发展，各种新型生物医学传感器和生物医学信号检测技术不断涌现，传统的教学内容和教学方法已经不能满足人才培养的要求。为此依据“加强医工结合，注重工程实践教学，培养医疗仪器工程设计能力”的指导思想，对本课程教学内容和教学方法进行了若干改革探索。

一、改革课程体系和教学内容

长期以来，由于缺少相关的专业课程教材，“生物医学传感器与检测技术”课程的教材基本上是使用电子信息类、检测技术与仪表类、自动化类专业的传感器与检测技术教材，[5-7]教学内容也是对这些教材的教学内容进行相应的增删后形成的。这些内容主要讲授各种传统物理类传感器原理和测量电路，缺少与生物医学工程专业相关的有针对性的教学内容。根据生物医学专业的特点，结合近年来出版的几本相关教材，[2-4]对该课程的教学要求、教学内容进行了调整，将该课程内容划分成4个模块组织教学。

1.概述和传感器特性模块

概述和传感器特性模块对医用传感器的作用、分类、要求、发展等内容进行了概述性的介绍。针对生物医学信号的特点，介绍了传感器的基本特性，包括静态特性、动态特性、动态特性分析、传感器的误差、数据处理方法等重要内容。

2.传感器原理模块

传感器原理模块除了讲授应变式、压电式、磁电式、热电式和光电式等经典的物理类传感器的基本原理外，还增加了三类重要的传感器内容：化学传感器、医用电极和生物传感器。化学传感器和生物传感器融合了化学、生物学、医学、物理学和信息学等相关学科，已经发展成为生物医学传感器中两个活跃的研究领域。医用电极在医疗仪器和生物医学科学研究中得到了广泛的应用。生物传感器除了讲授生物传感器的基本概念和类型、生物敏感材料的固定化等基本内容外，主要讲授了若干应用广泛的生物传感器，另外还介绍了一部分新型的生物传感器，以及生物传感器近年来最新的研究成果。[2]

3.检测技术基础模块

检测技术基础模块讲授基本的测量与处理电路，包括传感器接口电路、信号放大电路、信号选择电路、信号运算电路、信号调理电路、信号变换电路、驱动电路等。另外，增加了测量方法、测量系统结构等内容。

4.传感器和检测技术应用模块

应用模块增加了生物医学信号的特点、生物医学测量系统的基本构成、生物医学测量中干扰和噪声的产生与抑制、人体生理信号检测的基本要求等教学内容。重点放在生物医学传感器在人体生理信号检测中的应用等内容上，如心音传感器和脉搏传感器、多普勒频移血流计、生物电放大基础，以及心电图测量、脑电图与肌电图测量、血压的测量、血氧饱和度和心输出量的无创伤测量方法等重要内容。而超声波成像系统和X-CT断层扫描系统原理、电刺激和心脏起搏等内容则可以考虑在后续课程中学习。

以上四个模块的教学内容和教学时间大致如表1所示。根据专业人才培养方案和教学实际，可以由一门课在一个学期完成，也可以分成2～3门课程在2个学期完成。目前按前一种方案组织教学。

新的教学内容具有如下特点：第一，注重基本理论与临床应用相结合。对每类传感器都介绍若干临床应用或医疗仪器部件作为实例，使学生对传感器的应用有全面的了解和认识。第二，注重培养学生分析实际问题的能力。针对不同的被测对象，不仅介绍选择什么类型的传感器，还介绍如何选择信号处理与接口电路，提高了学生对传感器和检测电路的正确选择能力。第三，注重培养学生的临床应用和工程设计能力。

二、改革教学模式和教学方法

相对于教学内容的改革，“生物医学传感器与检测技术”课程教学模式的改革有更重要的意义。因为除了数据处理等理论内容之外，该课程的大部分内容都是工程应用型的内容，学生理解这些内容相对容易，也容易自学没有讲授的内容。但由于内容繁杂，学生如何在短时间内掌握这些内容，并能熟练使用所学内容进行医疗仪器设计，则是仍然没有解决的问题。

1.采用“从系统到单元，以检测对象为中心”的教学模式

传统的课程教学模式对于“生物医学传感器与检测技术”这样的课程来说，确有不合适之处。学生学习完整个课程之后，不能建立传感器、检测电路、检测方法与医疗仪器之间的内在联系，更不用说用这些知识来设计医疗仪器的单元或模块。因为教学是以分散的元件或电路作为授课内容的，学生没有从系统的观点来学习和掌握这些基本内容，因而学习的知识是零散杂乱的。为此笔者在教学中提出了“从系统到单元，以检测对象为中心”的教学模式。

以血压测量为例。以某种无创血压模块为授课对象，在课堂上教师主要讲授血压测量模块的原理、电路框图、压力传感方式等系统级内容，要求学生将系统进行分解，直至每个单元和元器件。学生通过分解、分析，不仅了解了测量原理，还掌握了压力传感器、放大电路、接口电路、显示电路等主要内容。另外，学生通过思考、分析、比较，还可以进一步提出了若干改进措施。相对于传统的教学模式，这种教学模式有明显的效果。

2.结合使用多媒体教学与板书形式等多种授课形式

多媒体教学是一种现代教学方式，具有形象直观、信息量大等优势，但传统的板书教学方式有其固有的优点。两种教学方法的有机结合，可以很好地调动学生的学习积极性，集中学生的学习注意力，提高教学效果。采用多媒体教学和传统板书教学手段相结合的方式，例如对于传感器的外形、结构及生物医学应用等，通常采用多媒体的图片和动画展示，增加学生的感性认识；而对于传感器的测量原理、基本测量电路、设计公式的推导，往往采用传统板书的方式，有助于学生更好地理解和掌握。

3.加强实践教学

“生物医学传感器与检测技术”课程教学对实验和实践环节的要求较高。学生需要通过验证性实验教学来掌握传感器的原理和性能、测量电路的原理等基本知识；通过综合性和设计性实验教学来掌握传感器的使用方法、测量电路的设计和调试等基本工程技能。在教学过程中，根据课程教学内容和教学进度，穿插安排实验教学，保证每一个理论知识点都可以通过相应的实践教学来达到从理论知识到应用能力的转化。

在基础实验的基础上，增加了综合性、设计性实验等自主性实验内容。通过实践，学生锻炼了分析和解决问题的能力，提高了综合和总结的能力，加深了对所学理论知识的掌握程度。

此外，在课程设计教学中，还结合传感检测技术应用与医疗仪器设计的相关知识和能力要求，提出课程设计题目。学生通过自主设计，选择不同的传感器和测量电路来实现要求的任务，可以进一步提高学生提出问题、解决问题的能力，并进一步锻炼其工程设计能力。

三、结束语

对“生物医学传感器与检测技术”课程的教学内容和教学方法进行了若干改革，取得了一些有益的教学成果。补充教学内容拓宽了课程教学内容，分块调整教学内容完善了课程体系，使其更适合于生物医学工程专业的人才培养目标。“从系统到单元，以检测对象为中心”的教学模式、实验和课程设计相结合的教学方法提高了学生的专业感知度，锻炼了学生的医疗仪器工程设计能力。近3年的教学实践证明，这些改革提高了教学效果，有较好的推广价值。

参考文献：

[1][美]JohnD.Enderle，SusanM.Blanchard，JosephD.Bronzino.生物医学工程学概论（第2版）[M].封洲燕，译.北京：机械工业出版社，2010.

[2]王平，刘清君.生物医学传感与检测[M].浙江：浙江大学出版社，2002.

[3]陈安宇.医用传感器（第二版）[M].北京：科学出版社，2008.

[4]杨玉星.生物医学传感器与检测技术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[5]陈杰，黄鸿.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，

生物医学与生物技术篇（3）

21世纪是生命科学的世纪，将生命科学与医学有机融合是生命科学当前发展的趋势和主流。医学生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域的发展要求而设立的新兴专业[1]。随着现代生物技术的迅猛发展，医学生物技术已经成为生物技术中发展最快、成果最多的领域[2]。生命科学的迅速发展对医学院校生物技术实验室的建设也提出了更高的要求。如何加强实验室师资队伍建设，加强实验室科学化、人性化管理，建设具有良好实验环境的实验室成为教学创新体系的重要组成部分。近年来，许多高校就如何加强生物技术实验室建设进行了探索，陶士强[3]等通过优化生物技术实验室开放运行模式，在开放实验室建设中就如何提高实验设备的利用率、培养大学生科研创新能力方面进行了探索；喻林华[4]、黄志君[5]、曲戎梅[6]分别从实验室规范化管理、高效化管理、开放式管理对生物技术实验室建设进行了探索和实践。

从近年来我校对生物技术实验室建设与管理改革实践出发，结合多年教学经验，现将具体做法、经验及取得的成效简介如下：

1 医学生物技术实验室建设的背景和必要性

实验室是培养学生能力的重要场所。生物技术专业的培养目标是使学生成为具有生物科学基础知识和实践技能的生物技术人才，因此加强实验教学环节的学习对培养目标的实现非常重要。然而由于种种原因，我国的生物实验教学起步较晚，以致重知识、轻实验，重理论、轻实践，学生“高分低能”现象至今仍相当普遍[7]。生物技术专业仅有十年左右的历史，属于一个全新的专业，而医学生物技术实验室建设更是缺乏相关经验，如果完全照搬综合性大学生物技术专业实验室建设体系，既不能满足医学院校生物技术专业培养目标的要求，又不能体现医学院校生物技术实验室建设特色。因此，探索一种能体现医学院校生物技术专业实验室的建设模式，对提高医学生物技术实验室建设水平，加强医学生物技术专业学生实践操作能力，无疑将起到一个积极的推动作用。

2 加强医学生物技术实验室师资队伍建设

2.1严格执行人才引进制度，争取引进最适合实验室工作的人才

医学生物技术实验课具有医学和生物技术多学科交叉融合的特点，实践性很强，实验室技术人员需要具备扎实的实践操作水平。我们在实验室人才引进过程中严格把关，重点引进具有生物技术相关学科背景的本科以上学历人员，优先录用具有医学和生物技术交叉学科背景的人才。在人才引进过程中，不是一个人说了算，而是成立人才引进工作领导小组，由院长担任组长，各教研室、实验室主任和科研骨干教师为组员，整个引进过程在一个公开、公正、公平的环境中进行。

2.2改革实验室人员工作方式和方法，尽量做到事半功倍

2.2.1实验室工作人员参与专业教师集体备课活动长期以来，实验室工作人员只负责实验课的准备工作，不参与实验带教；而课程授课教师只负责实验课带教工作，不参与实验课的准备，这种方式无疑加大了带教教师和实验室人员之间相互沟通的难度，遇到问题也不能及时解决。通过几年的努力，我们摸索出一套行之有效的解决办法，即让实验室工作人员参与专业教师集体备课活动。通过这种形式的集体学习和交流，增强了实验人员与专业教师的沟通，使教学

在理论和实践两个环节更好地衔接。

2.2.2带教教师参与实验室准备工作针对医学生物技术专业以实验技术和实际操作为基

本专业技能的特点，我们规定专业教师轮流到实验室工作，时间由半年到一年不等。专业教师要参加实验室的常规工作，包括各课程的实验预示、实验准备、实验课带教、开放实验室项目的确立、综合性实验方案的拟订等。通过参加实验室的工作，各位教师都能熟练地掌握实验过程，对实验过程出现的异常现象也能从中找出原因并加以解决，使实验能够顺利进行。

2.2.3建立实验教学队伍考核机制为了提高实验室工作人员的业务水平，学院定

期对实验技术人员业务能力进行考核，考核内容是生物技术实验室承担课程的基本理论知识及实验操作，所有实验室工作人员均须参加考核。考核以闭卷考试及现场操作的形式进行，各位教师积极准备，认真对待，把此次考核作为一次自我提升的机会。考核成绩将存入个人业务档案，作为职称晋升和年度考核评优的重要依据。

3大力加强实验室基础设施建设

我校医学生物技术实验室成立于2006年1月，是一个承担生物技术专业相关课程实验教学的综合实验室，经过几年的建设和发展，实验室已经基本具备了较好的场地条件和实验仪器。但随着医学生物技术的迅猛发展及学校招生规模的不断扩大，实验室现有实验场所和实验设备已经不能满足需求。从2010年开始，实验室积极向学校争取实验场所，新增加了1个发酵室、1个细胞培养室、1个微生物培养室和1个实验准备室，现有实验面积近1500平方米；2011年，实验室在原有超速冷冻离心机、全自动机械搅拌玻璃发酵罐、生物发酵与提取系统、高速逆流色谱等高档仪器设备的基础上，与山东省财政厅共同投资近300万元购买了超临界二氧化碳萃取系统、凝胶成像分析系统和荧光分光光度计等一大批大型实验仪器，教学和科研条件得到进一步改善，为培养高素质的创新性人才奠定了坚实基础。

4进一步完善实验室各项规章制度，重点做好制度的落实工作

4.1建立健全实验室各项规章制度，尽量做到各项工作都能有章可循

自2006年实验室组建开始就建立了一套比较全面的实验室规章制度，内容包括实验室人员日常管理规定、实验物品管理规定、实验仪器使用管理规定等。另外，根据日常工作需要，我们又建立了实验室安全管理制度分册，比如实验室涉及有毒微生物的保存、实验废弃物的处理以及水、电、气等危险因素的应急预案；对于实验室所涉及的实验物品管理，包括平时实验药品的损耗情况、大型实验仪器的使用情况，我们引入了相关软件管理系统进行科学管理。

4.2做好实验室规章制度的更新和完善工作，更要抓好各项制度的落实

4.2.1对实验室各项制度定期进行更新和完善随着医学生物技术的迅猛发展，实验室各项工作也将日新月异。由于实验室的特殊性，如果疏于管理极易出现人身伤害、财产损失及环境污染等重大安全事故，为了科学、有效地服务教学和科研工作，实验室定期对规章制度进行增补、修订和完善，如重新修订《危险化学品及有毒化学品管理办法》和《实验中心仪器设备损坏、丢失、赔偿制度》，新增《实验室开放管理办法》《大型贵重仪器设备管理办法》《低值耐用品管理办法》等多项内容。这些制度为顺利完成实验、实践教学任务，充分发挥实验室作用提供了保障。

4.2.2千方百计做好实验室各项制度的落实工作实验室各项规章制度由实验室主任监督其全面落实情况，对于出现的违章情况报生物科学学院办公室处理；严格按照“谁主管、谁负责”原则，由实验室工作人员具体实施各项规章制度；另外，对于安全管理制度和设备安全操作规程等重要规定，应张贴在实验室明显易见的地方，严格执行，相互监督，不得违章。

5成效

经过几年的探索与实践，生物技术实验室改善了实验教学条件，明确了相关人员的岗位职责，实验技术人员工作积极性和工作效率明显提高。同时还完善了实验室各项规章制度，实验室的教学、管理工作趋于规范化、制度化和科学化，实验室建设取得了较好的效果。

参考文献

[1]曹新.关于医学院校生物技术建设和人才培养的思考[J].医学教育，2005（2）：21-26.

[2]向仁德.现代生物技术在药物研究中的应用概况[J].中国医学生物技术应用，2003（2）：1-5.

[3] 陶士强，闻燕，江明珠.生物技术实验室开放运行的探索与实践

[J].实验室科学，2010，13（1）：127-128.

[4]喻林华，项文化，王义强，韩文军，邢伟一，孙吉康，李爱英.生物技术实验室的规范化管理浅谈[J].中南林业科技大学学报（社会科学版），2010，4（4）：140-143.

生物医学与生物技术篇（4）

随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。在结构基因组学，功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展［1］，也给检验医学带来了崭新的领域，为学科发展提供了新的机遇。这种以核酸生化为基础的新技术自发现以来，已逐渐成为医学领域不可缺的最有价值的诊疗手段之一［2］，作为医学检验的最新方法，已广泛应用于检验学科的各领域之中；如PCR技术广泛用于病原微生物感染的检测和某些遗传性疾病的诊断。开设《分子生物学检验技术》课程对检验医学专业学生实验技能有促进作用［3］，因此与时俱进地在检验医学专业开设该课程显得紧迫和必要。

分子生物学技术种类繁多，发展迅速，对于医学本科生阶段来说不可能全部实际操作，事实上也没有必要，关键是要找到一种有效的教学方法。对于医学检验专业本科生我们要以传授分子生物学中和临床检验诊断关系密切的技术为主，改善检验医学专业知识结构，适应新世纪临床检验诊断的需要，同时启发学生对生命科学及疾病诊断研究的热爱［4］。分子生物学实验课与其他实验课有相同之处，又有其明显的特点：实验过程中的现象与结果往往是看不见，摸不着，如何激发学生的学习兴趣，让学生既体会到生命微观世界之奇妙，又认识到分子生物学实验在医学检验的重要性和实用性，使学生获得知识的同时，得到实验技能的全面训练，是我们在分子生物学实验课教学实践中不断努力探索的动力和方向。

1 完善实验课整体设计

根据医学检验本科生教学以及分子生物学技术的特点，结合本校的实际情况编写合适的实验指导书；在教学过程中，优化实验的整体设计，以完整、系统、实用为原则，经典与先进技术相结合，将分子生物学实验课程从整体上设计为一个完整的大实验，实验之间既独立，又相互连贯，前一个实验的结果是下一个实验的材料；同时开设与临床应用较密切的实验项目。如我们在设计遗传多肽性诊断实验时就包括DNA的提取、PCR扩增、限制性酶切、凝胶电泳、结果统计分析等方块。不仅如此，在整个的教学过程中还强调一种总体的设计理念，系统的思维方式，要求学生不仅学会如何去做实验，更要学会如何去设计实验、如何筹备实验，因为他们是未来的医学检验诊断研究人员而非简单的操作人员。对任何一个实验，都要求学生认真分析、领会，掌握其原理，尤其是实验的整体设计思想，逐渐形成一种科学的思维方式，从中吸取其精华，学为己用。而且，通过课外作业的方式让学生们接触更多的、课堂上又无法实际操作的实验技术，这样既拓展了学生的知识面，又增强了他们的自学能力，为真正走进实验室做好技术上和心理上的准备。

2 实验项目及内容的选择

鉴于以上的设计理念，在实验项目及内容上进行了精心选择和合理安排，既注重系统性，又强调实用性，将教学实验、临床检验与科研实践相结合。实验内容更加贴近现代生物技术的发展，使学生了解更多的生物技术在医学研究及检验中的应用；内容的选择实际上是以一个临床检验诊断或科研项目的分子生物学实验部分为基础。如：PCR-RFLP 检测基因长度多态性分析实验，就含有基因组DNA的提取、核酸琼脂糖凝胶电泳、聚合酶链式反应、限制性酶切分析等几个实验内容。基因的克隆表达实验就包括：质粒DNA的提取、限制性酶切、目的片断连接、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞以及表达产物的鉴定等内容。而最后的实验设计更是要求学生对整套实验技术及原理的全局把握，让学生自己思考，如何将学到的知识和技能融会贯通，去解决实际问题。教学方式中充分发挥学生的主观能动性，发挥他们的想象力和创新精神。适当划分小实验课的实验分组人数，使学生有更多的动手和动脑的机会，注意实验教学过程的各个环节，严格把关，使教学目标得以顺利完成。

3 规范实验教学过程

实验教学包括备课、预实验、实验讲课、指导、总结、批改实验报告等环节，把培养目标严格贯穿于整个教学活动中。在规范教学过程中，我们注重积累教学管理经验，逐步将教学管理制度化、规范化，以提高教学效果。采取的措施是：①新开课之前首先试讲，听课对象是教研组的全体教师和技术人员，对内容安排、授课重点等进行把关。同时，必须做预实验，熟悉掌握整个实验流程。第一次带实验的年轻教师必须先听课，并与高年资教师一起带教，以后再单独带教。②坚持集体备课。在开课之前，组织全体教师和技术人员集体备课，理顺前后课之间的关系，分清各课内容的主次。实验技术人员介绍实验总体安排，强调操作注意事项，教师相互协调实验的具体步骤，保证在共用仪器时步调一致。③听取学生反馈意见。组织部分学生座谈，面对面听取学生对教学工作的意见、建议和要求。④改善实验条件。联合临床检验科配备了荧光定量PCR仪、冷冻离心机、低温冰箱、各种电泳仪、恒温振荡培养箱、紫外暗箱凝胶分析仪等分子生物学实验教学必备的仪器和设备，从而保证了分子生物学实验教学得以完成。

4 实验教学效果及体会

学生在开始接触分子生物学的时候总觉得很深奥，在理论讲解时总感觉很难理解；特别对于以前没接触过分子生物学的医学检验专业学生来说更是如此。但经过整个实验教学完成后，很多同学都觉得分子生物学实验技术以及许多看似复杂的原理突然显得前所未有的清晰、有条理。这其中包括对分子生物学实验整体流程的全局把握，也包括对有关实验原理、分子生物学理论及临床诊断应用有了直观、全面、现实但又体系的认识。学生感到分子生物学实验课不仅涵盖了分子生物学实验技术的重要内容，而且前后贯通，学到的不仅是几个实验的具体操作，而是掌握了一种研究思路和方法以及分子生物学研究当中常用的一整套技术，这是一般零散实验难以达到的一种效果。

从这几年的分子生物学检验技术实验教学中体会到，首先教师要做到经验丰富，实验准备工作充分，教给学生规范的操作方法，培养学生的实际操作技能。同时，要积极启发学生的思路，仔细分析实验步骤以及每步的条件是如何设计出来的，探讨其优缺点，如何改进，还有无其他方法，让学生了解与实验相关的一系列同类技术，使学生的思路不仅仅局限于一种方法，而是扩展到解决这个问题的多种途径。尽管他们可能没有机会将这些方法一一实践，但开阔了思路，有利于学生在以后的工作中更加灵活自如地选择应用，做出正确的判断，而且当面对新的相关实验技术时也不会束手无策。

5 结束语

分子生物学检验技术在教学过程中还有许多问题需要探讨解决，比如在教学中如何处理新观点、介绍新技术、实验教学的考核、实验成本昂贵与实验经费紧张的矛盾，以及师资队伍的培养与知识结构的更新等，都有待在今后的教学实践中进一步完善。每一位从事实验教学工作的教师都应该不断探索和完善， 使分子生物学实验教学在医学检验专业人才的培养上发挥更大的作用。

参考文献

［1］ 侯天文，尹晓琳，陈兴，等.绿脓假单胞菌超广谱B内酰胺酶基因型分布［J］.中华检验医学杂志，2003，26(9)：546-548.

生物医学与生物技术篇（5）

一、我国生物技术专业现状分析

目前我国生物技术专业主要设在理工类或农学类综合型大学，招生规模不大，课程设置侧重基础，倾向于理工型人才的培养。毕业生大部分继续攻读硕士研究生，其余多就业于生物公司或科研机构的研发和销售。这些学生缺乏医学知识及实验技能，很难满足医药行业的需要，直接就业于医药领域受到很大限制。因此，在医学院校开设生物技术专业，依托医药专业培养应用型医学生物技术人才具有重要意义。

二、医学生物技术专业的需求现状及定位

医学生物技术是现代生物技术向医学领域渗透融合的结晶，是一门集生物学、医学、药学及相关实验方法为一体综合学科。本专业学生应具备生物技术产品的生产操作、质量检验和医学检验基本操作能力及生物技术产品基本知识和产品营销能力。吉林是生物产业大省，分析近几年我校毕业生就业情况，具有医学背景的生物技术人才明显缺乏，毕业生就业前景好，个人发展空间也较大。

三、医学院校生物技术人才的培养

吉林医药学院检验学院于2011年开设了医学生物技术专业，作为新开专业，教学模式和方法处于探索阶段。我院具备医学院校的教学背景，我们将生物技术的人才培养充分融入到医学教学中，探索应用型医学生物技术人才培养的新思路。

1.课程设置

本着将生物技术与医学知识相渗透的原则，我院除教育部规定的四大工程和基础课外，还融入了本院的医学特色。依托学校基础医学、检验医学、临床医学等课程，首先，在基础课中加大医学课程份额，将医学检验、内外科、组培、解剖、病理病生、药理学成为学生的重要课程；其次，在四大工程的教学中倾向选择与医学联系紧密的内容，提高学生应用能力。最后，与我院的检验专业紧密融合，使学生熟悉临床中有关生化、免疫、微生物及分子生物学等检验新技术。既体现出医学院校教学特色，又可满足生物医药对生物技术人才的需求。

2.师资力量建设

医学生物技术人才培养需要大量具有生物、医学背景和较强科研创新能力的专业教师。作为医学院校，四大工程是薄弱环节。我院重视师资力量建设，首先，派出生物专业骨干教师到综合大学及生物医药公司进修学习，同时积极引进优秀师资人才。其次，要求专业教师多听医学课程，将其内容融入到自己的授课中，杜绝照本宣科，使生物学授课与医学融合。最后，加强教师队伍素质建设，要求教师及时掌握生物医学发展现状，提高科研创新能力，采取灵活教学模式，为国家培养合格应用型人才。

3.重视实践教学

生物技术是实践性很强的学科，实验教学使学生完成理论向行为能力的过渡并适应生物医药的就业要求。我院始终重视实践教学，要求课程尽量按照理论与实验1∶1比例开设，实验内容尽量与医学相关；全面建设专业生物技术实验室，购买实验课所需实验仪器并注重实验室安全建设，为学生提供专业安全的实验条件。在实验课程设置中增加综合性和自主设计实验内容，在老师的指导下，学生自主确定实验项目、实验方法并独立完成实验内容，强化学生动手能力和团体协作能力；同时鼓励学生多参与教师科研工作，培养学生科研思想和科研兴趣。此外，强化生产实践，在生物医药企业建立实习基地，理论课结束后进行相应生产实习；实行本科生导师制，重视毕业实践，强调毕业论文突出生物医药特色。

四、小结

创办医学生物技术专业是当今迅速发展的生物医药产业的必然需求。我院创办该专业三年来，结合本校实际，充分利用现有医学教育资源，在课程设置中将生物技术和医学理论融合，充分体现医学特色，培养高素质的教师队伍，对学生进行优化培养，采取灵活有效的教学模式，重视实践教学，集知识、素质、能力培养为一体，取得了良好的教学效果。但在人才培养和教学方式上仍存在一些问题，这需要我们在办学中不断总结经验，勇于探索实践，为培养高素质的合格的应用型医学生物技术人才而不断努力。

参考文献：

生物医学与生物技术篇（6）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0032-02

生物技术是全球发展最快的高新技术之一。重组DNA技术、杂交瘤技术、细胞大规模培养转基因技术及现代生物技术〈基因工程〉制药的相继问世都极大地推动了生命科学的发展，特别是PCR技术的发明，更使得现代生物技术的发展突飞猛进。上世纪90年代，随着人类基因组计划以及重要农作物和微生物基因组计划的实施和信息技术的渗入，相继发展起了功能基因组学、生物信息学、组合化学、生物芯片技术以及一系列的自动化分析测试和药物筛选技术和装备。目前，各种新兴的生物技术已被广泛地应用于医疗、农业、生物加工、资源开发利用、环境保护，并对制药等产业的发展产生了深刻的影响。大连医科大学生物技术专业的学科定位是以生物技术应用学科为主，结合理、工、医、生物等其他相关基础学科，培养具有生物学、医学及工程学基础扎实、知识面宽、科学思维与实践能力、综合素质高的应用型生物技术高级专门人才。医学院校得天独厚的教育资源条件赋予生物技术专业人才培养具有显著特色，使得学生的创新能力、知识结构、实践动手能力得到了充分培养和锻炼，同时也拓宽了学生的就业方向和渠道。

临床检验见习是医学检验专业学生的必修课，是将所学的理论知识与实践相结合，使学生在实际工作中学会运用理论知识，增强操作技能，培养分析问题、解决问题和独立工作的能力，获得全面发展，走向临床一线必不可少的关键环节。目前在各级医院生物化学检验、微生物学检验、免疫学检验等已广泛应用于各种疾病的诊断及治疗观察。而各项临床检验的原理、操作方法、结果等与生物化学、免疫学、微生物学等的理论教学内容密切相关。因此，医学院校生物技术专业学生在学习以上专业基础课程时，除要求掌握理论知识及操作技能外，还应熟练掌握各项临床检验的常用方法原理及检验结果分析。实现理论和实践的密切结合，最终能够利用所学的知识服务于临床，解决临床检验中出现的技术问题。经过几轮的临床检验见习的教学实践和跟踪调查证明了医学院校生物技术专业学生进行临床检验见习的必要性，同时也进行了如下总结。

一、见习计划、目的明确，实行规范化管理

教研室设有专职教师负责学生临床检验见习工作，制订切实可行的见习计划，落实专业带教教师，联系见习医院，确认临床带教教师，沟通见习内容等。开课前首先让学生明确见习目的，了解见习内容、安排及临床科室相关管理制度。要求学生按照见习计划进行见习，严格遵守医院及临床科室的各项规章制度，制订见习课程考核评价制度。课程实施过程中专业带教老师全程参与，帮助学生从提高临床兴趣逐步过渡到真正掌握临床实践技能，提高综合素质。第一阶段，了解检验工作性质、临床检验工作流程等；第二阶段，根据理论课程的讲授进度，当学生的理论知识和操作技能达到一定程度后，可做些力所能及的工作，让学生参与实践，增加其临床思维能力及接触社会的能力。

二、注重人文精神培养，树立职业道德

见习是高等学校学生从学校走向社会，由学生成为专业从业人员的角色转换的开始尝试阶段，也是培养良好的职业道德的最佳时期。作为医学院校，培养出来的学生不仅是技术上过硬，思想作风上更要过硬。要有爱岗敬业、全心全意人民服务的意识。所以，加强职业道德教育，特别是对没有出校门、没有工作经历的大学生来说至关重要，良好的职业道德、思想作风会使他们终身受益。因此，在见习的过程中带教注重强调组织纪律、遵守规章制度，着重培养学生严谨敬业的工作作风。通过见习过程的耳濡目染，同学们深刻领会到临床检验是一项又脏又累又苦的工作，它不但要求理论和实践紧密结合，还要求检验人员谨慎细心，注重每个细节，检验结果质量优劣直接关系到临床的诊断和治疗，关系到病人的生命，必须具有高度的责任心。今后的学习道路任重而路远，必须孜孜不倦，持之以恒，为将来胜任自己的工作打下良好基础。

三、专业教师和临床检验师共同带教，提高学习效率

见习的目的是为了验证理论知识，活化课堂理论教学内容，实现由理论到实践的转化。专业教师对见习内容及学生最为了解，在参与带教时，可结合课堂教学，有重点有目的地进行引导式或设问式讲解，而临床带教教师有着丰富的临床实际工作经验，可以通过临床实例，生动讲述各种检验技术在临床上的应用，弥补了专业教师无临床实际工作经验，对新的检验技术仪器不熟悉，难以生动深入传授知识的不足。学生通过临床检验见习，在教师辅导下获得感性认识，验证深化了理论知识，获取课堂上难以体现的临床知识。同时临床全新的氛围和应用性极强的实践，又激发了学生的求知欲望和学习主动性，提高了学生的适应能力、分析问题和解决问题的综合能力。学生进行临床检验见习，还可发挥同伴教育的优势作用，见习生与实习生具有相似的背景，无代沟，交流容易，既能使受教育者得到进步，也能使同伴教育者自身受益，有利于培养与提高学生的表达能力与有效沟通能力。

四、注重反馈总结，提高见习效果

通过见习结束后学生撰写的总结报告，对已开展了临床检验见习的学生进行了调查，发现学生比较欢迎这种教学方式，认同率高达98%以上，35%的学生能够结合自己的大学生科研课题对见习学到的知识加以扩展，提出新思路。同时，部分学生也提出了一些建议，如见习时间是否可以适当延长，安排更灵活，增加实际动手训练；带教老师是否能够更详细地介绍更多检验新技术、进展等。可见临床检验见习取得了较好的教学效果，学生综合素质得到了提高。

在今后的教学过程中，要注意灵活安排见习时间，采用先集中后分散，根据学生兴趣选择不同的实验室进行见习等方式不断优化临床检验见习的组织和实施过程，切实提高医学院校培养生物技术专业学生的综合素质。

参考文献：

[1]莫小卫.中等卫校生物化学科开设临床检验实验及见习教学分析[J].医学文选，2005，24（1）：100-101.

[2]吴晓宁，林发全，李山，秦雪，莫武宁.临床医学检验课间见习的初步探索[J].医学教育探索，2009，8（2）：164-166.

[3]张艳玲.加强临床教学，培养合格医生[J].医学文选，2005，（241）：102.

[4]林发全，罗群.以同伴教育形式进行医学沟通学教学的探讨[J].医学与哲学：人文社会医学版，2007，28（7）：78-79.

生物医学与生物技术篇（7）

21世纪是生命科学的世纪，将生命科学与医学有机融合是生命科学当前发展的趋势和主流。生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域发展要求而设立的新兴专业[1]。发酵工程课程是生物技术专业的主干课程，是一门应用型和实践型较强的课程，其教学质量直接影响学生的专业素质。

我校于2002年开设生物技术本科专业，学生于2005年3月进入发酵工程课程的学习，至今已经连续开设7年。我们从开设发酵工程课程之日起，就不断发展并使之完善，追踪学科发展的最新趋势和研究手段，注意结合相关生物化学及微生物学的知识及医学院校学生培养特点，培养学生独立思考和科研创新能力，力争形成符合我校医学背景下具有较强办学特色的发酵工程课程教学体系。为此，我们进行了一系列的课程教学改革，下面结合笔者的教学实践，谈谈发酵工程课程教学改革方面的个人体会。

1 发酵工程课程教学改革的背景和必要性

全国开设生物技术专业的高校有300多所，其中有28所高校属于医学院校。医学院校生物技术专业的教学改革研究主要集中在生物技术专业人才培养、专业建设、实验教学体系和毕业论文上，很少有针对专业课程的教学改革。经查阅，仅有安徽医科大学胡若磊[2]、滨州医学院焦飞[3]分别对医学院校生物技术专业酶工程和分子生物学进行了课程教学体系的相关研究，而对发酵工程课程的教学改革一直无人涉及。

医药生物技术专业在医学院校中开设仅有10年左右的历史，属于一个全新的专业，各医学院校既无可参照的教学计划，又缺乏教学经验，如果完全套用综合性大学生物技术专业的发酵工程课程教学体系，不能够满足医学院校生物技术专业培养目标的要求。对医学院校生物技术专业发酵工程课程进行教学改革，顺应了时展潮流，对明确发酵工程课程教学目标、提高课程教学质量有一定借鉴意义。

2 教学改革的内容

2.1优化课程体系

课程体系是人才培养的基础，是教学改革的核心和关键。课题组参照相关院校生物技术专业教学大纲，结合我校实际情况编写新的教学大纲，结合专业特点，补充新内容，删减过时、重叠内容，避免一本书教到底的传统教法。课程体系编排上坚持生物学和工程学两个基础并重，一方面通过微生物、生化、分子生物学的知识深入理解发酵过程生物学现象，另一方面应用高等数学微积分的基本原理理解发酵过程动力学和放大优化的基本思想，最终掌握发酵工业生产过程动力学和过程放大中的量化与优化基本方法。

2.2 教学内容的重组与优化

发酵工程涉及生物工业的许多领域，如抗生素工业、有机酸工业、酶制剂工业、氨基酸工业，还有新能源的开发及生态环境治理等。在这些生物工业领域中，各种具体的生产工艺，从原材料到菌种、生物反应器、产物的分离与提纯等都有着很大的差异，但其基本生产模式相同、理论基础相同。要调整该课程体系，我们对课程内容进行了分类和归纳，并选择有代表性的内容进行讲解。结合我校生物技术专业的医学背景及专业特色，适当增加医药相关内容的讲授学时，如重点讲解抗生素、氨基酸、核酸类药物的生产工艺过程。

3 教学方法和教学手段的改革

3.1　教学方式的多样化

坚持以“学生为主体、教师为主导”的教育理念，采用以培养学生学习能力、动手能力、创新能力为主的教学方式。我们在授课过程中采取以学生为主体的“交互式教学策略”和教师在教学活动中运用多种教学手段、多种教学资源的“多元化教学”代替“教师讲，学生听”的传统教学模式。在授课过程中，我们采取了系统讲授法、讲授和自学结合法、多媒体教学法、教学和科研结合法等多种教学方式。

3.2改革课堂教学模式，提高教学效果

在教学过程中，必须不断探索和改进教学方法，努力提高教学效果。对于学生在学习中难以理解、容易混淆的概念进行重点讲解，注重讲授内容的系统性和衔接性，加深学生对所学知识的理解。另外，为了吸引学生对发酵工程课程的学习兴趣，我们在授课过程中采用实例法讲授。例如，在讲授《发酵机理》一章时，以啤酒、酸奶、抗生素的发酵为实例，通过讲授其制作过程，使学生加深了对发酵机理的认识。通过课堂讨论和分析一些常见现象，积极鼓励和吸引学生参与课堂问题的讨论，增强了学生和教师的互动性，提高了学生学习的兴趣和主动性。

3.3　充分利用网络课程，充实教学手段

发酵工程课程已经成为泰山医学院优秀网络课程，许多教学资料已经上传到课程网站，内容包括课程简介、理论课与实验课的课件、相关网站的链接、习题库，拓展学习等内容并保持动态更新，拓展了学生的学习空间；开设了BBS互动论坛、课程快讯、答疑解惑、习题交流、课程建议等板块增加了互动性、营造了良好的学习氛围。学生可以随时从课程网站下载教学资料，极大地方便了学生对课程的学习，加深了对课程的理解和掌握。

3.4　朋友班导师制和课外科研活动小组

为把学生培养成为宽口径、厚基础，具备实践能力和创新能力的合格人才，我们实行了发酵工程任课教师与授课班级结对共建朋友班活动，担任整个授课班级的导师。除了关注学生的日常生活和学习外，重点加强学生对发酵工程课程的科学研究思维和科研能力的培养，采用课间指导、课后答疑、参与导师科研课题、组成课外科研活动小组等形式，培养学生利用发酵工程所学知识进行科研活动的能力。

3.5实验教学的改革

（1）改变“重理论、轻实践”的传统观念，加大发酵工程课程实践教学学时比例，减少单纯验证性实验比例，增加综合性、设计性实验比重；增加与医药相关实验的比重。以往的发酵工程实验课为12学时。由于课时少。只能开出几个基本的实验，且是孤立的。不利于培养学生对知识综合运用的能力和创新能力。我们于2010年修订了发酵工程实验教学计划。将学时数提高到24学时。减少单纯的验证性实验，增加综合性和自主设计性实验，如增加抗生素发酵菌株的分离、筛选、发酵和效价测定的综合性实验，既巩固了微生物学的理论知识和实践操作，又使学生掌握了发酵工程菌种分离的基本原理和操作方法；又如我们设计了“蛹虫草菌摇瓶发酵培养条件优化”的自主设计性实验，由学生分组查找资料，设计实验方案，以多糖产量为指标，对发酵培养基和培养条件运用单因素和正交设计实验方法进行优化，获得最佳的培养基配方及培养条件，此举大大提高了学生的科研能力和水平。

（2）改变传统实验教学为主的单一教学模式，尽量多给学生留下思考的时间和创新的机会，建立以学生为主体的实验教学模式。为了加强学生的实践能力，组织学生到抗生素、氨基酸等生产企业参观和实习；鼓励学生参与科研和生产实践工作，并且将他们实际操作过程中的经验教训和知识进行总结积累，用于教学与实践。

4改革和完善发酵工程课程考核制度

发酵工程课程成绩考核一般为平时成绩考核（10%）、实验考核成绩（20%）和期末考核成绩（70%）。在此基础上我们增加了考核内容的项目。加大平时成绩占整个课程总成绩的比例，由原来的10%增加到20%，增加学生学科发展动向报告、课程设计等作业分值，如在学期中间，给学生布置“发酵工程在生物技术中的应用”的作业，由学生自己查阅资料、制作PPT课件，自己上讲台讲述，教师根据学生综合表现打分。通过这种方式的考核，既增强了学生查阅资料的能力，又锻炼了学生的语言表达能力，这样的考核模式，能够比较公平、准确地反映一名学生的学习效果。

5取得的成效

经过几年的摸索，我们在发酵工程教学改革方面取得了一定的效果。教师素质显著提高，备课充分，讲课生动，能够熟练运用多媒体和网络等现代教育技术手段，以实际生产的实例讲解工艺技术内容，激发了学生的学习兴趣，有效地调动了学生积极参与学习过程的积极性；授课教师与学生的互动比例与过去相比明显提高，学生课堂听课时精神状态饱满、精力集中，积极性和主动性明显提高。

参考文献

生物医学与生物技术篇（8）

近些年，随着科技的进步，生命科学飞速发展，生物技术在各领域展现出了无限潜力，社会关注度越来越高，被世界各国确定为21世纪科技发展的关键技术和新型产业。现代生物技术与其他学科相互交叉融合，逐步形成了农业生物技术、医药生物技术和工业生物技术三个应用领域，其中医药生物技术领域由于和人类的生命安全关系密切，成为现代生物技术中最实用、最具发展势头的领域之一。

一、生物技术专业人才需求及各院校招生情况

随着生物医药产业健康快速发展，以及新的理论技术不断涌现，具有扎实理论基础、较强探索精神和实践能力的医药生物技术人才的需求也与日俱增。生物技术相关专业人才的社会需求有增无减，尤其是医药行业生物技术人才需求快速增长。为了更好的适应社会对生物技术人才的需求，教育部于1998年正式将生物技术专业列入理学本科专业目录，主要培养应用型的专业技术人才。之后，很多院校都相继开设生物技术专业，中国前300名大学中，具有生物技术专业的大学占到了33.7%。通过对生物技术专业在这300所大学不同类别的分布分析可以发现，生物技术专业在综合类、理工类、农林类和师范类高校中设置的频率较高，分别占相应各类高校总数的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我们通过前期统计，全国90所医学本科院校，开设生物技术及相关专业的仅有28所，占31.1%，不及全国的平均水平。医药行业生物技术人才的供给远远小于社会需求。医学院校生物技术专业与普通院校该专业人才培养目标有所不同，其特点体现在医学知识和药学知识与生物技术的深度交叉融合，因此医学院校生物技术专业开设的课程也要反映相应的医药特色。但是，由于生物技术专业在国内相关院校的开设主要集中在综合类、理工类、农林类和师范类高校，在医学院校开设的相对较少，必然会导致教学模式和内容偏向于工业生物技术和农业生物技术的教学。体现在人力资源市场上就是医药生物技术人才的相对缺乏。面对大好形势，高等医学院校作为医药生物技术人才培养的主体，如何有针对性地进行专业人才培养方案和课程体系的建设，以培养与行业发展相适应的高素质专业人才，是关系到专业兴衰成败的关键课题。目前，医药生物技术的教学模式还存在一些缺陷，针对性的医药生物技术人才培养机制尚属于探索阶段。如果照搬其他院校的人才培养方案，就会导致学生能力的同质化严重，不能很好的与医药行业的职业岗位需求相吻合，学生的核心竞争力不足，从而造成就业困难。所以，迫切需要建设适合医药生物技术专业人才培养的针对性课程体系及人才培养方案。另外，生物技术是一门实践性很强的学科，实践教学是夯实理论知识和培养科研思维必备的手段。因此，在教学体系设计及教学过程中必须重视实践教学，这对学生创新思维能力和实践能力的形成具有重要的意义。

二、全国各高校生物技术专业开设课程分析

统计了全国21所高校生物技术专业所开设课程，其中包括4所医学院校生物技术专业，统计分析结果如下：

（一）各校生物技术专业课程开设情况

从总体来看，各学校课程开设率较高的课程有细胞生物学、生物化学、医学遗传学，所统计所有学校均开设有以上三门课程；其次，开出率较高的课程有微生物学、分子生物学、基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学等，下图为所统计各学校开出率前21位的课程。

（二）医学与非医学院校生物技术专业课程开设情况对比

与非医学院校相比，医科学校生物技术专业中，各学校课程开设率较高的课程同样有细胞生物学、生物化学、医学遗传学，统计的所有学校均开设有以上三门课程；除此之外，医学类学校基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学、生物技术综合性实验、生理学、人体解剖学、药理学、蛋白质工程等几门课程开出率高。下图为综合所统计各医科与非医科学校课程开出率前20位的对比图。从图上可以看出细胞生物学、生物化学、医学遗传学、基因工程、医学统计学等开出率两类学校均较高，但是临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学等医学相关课程，非医学院校均开设较少或未开设。

三、医学院校生物技术专业课程体系建设思路

医学院校生物技术专业在人才培养的过程中应注意医学基础知识与生物技术学科各课程间的交叉和渗透。所以在课程体系的建设上就应该与其他院校有所区别，具有自己的特色。除了生物技术专业必开的基础课程及专业技术课程之外，具有医学特色的相关课程也应该在课程体系的设计中，可以使学生将医药基础知识更好地应用于医学生物技术的实际工作中，更好地适应社会的需求，适应医药生物技术行业。因此，通过对其他医学院校生物技术专业课程体系的学习以及近几年的教学实践探索，总结了一些本校生物技术专业课程体系建设的思路。

（一）合理选择授课科目，突出医学院校优势

目标是培养出适合我国现阶段实际需求，具备扎实医药生物技术理论基础，熟练掌握各项实验技能，能在医药、检验、食品等行业的企事业单位和行政管理部门从事与生物技术有关的科学研究、技术开发与服务等工作，以及在科研、营销、第三方检验等领域从事研究助理、产品销售、检测试剂盒的设计开发与使用等工作的高级应用型专业人才。因此，我们的学生除了学习一般生物技术专业必须学习的理论知识，还要补充如临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学、医学遗传学、医学统计学等与医药生物技术相关的医学类专业课，从而进一步提升医学院校生物技术专业毕业生的就业竞争力。

（二）调整实践教学模式，开设专业综合实训

生物技术专业涉及到的五大工程技术之间彼此交叉渗透，互为基础。因此，生物技术实验课程的设置必须打破传统上每门课程单独设立实验的传统，将本专业主干课程实验根据内在联系进行整合，单独成课，设立一些综合性实验、实训，而非简单的课程实验。综合性实验要求学生具备一定基础知识和基本技能，因此一般在第三到第四学年开展。另外，综合性实验内容的设置还要能反映多门课程的综合知识，最终达到对学生实验技能和方案进行综合训练的目的。例如，我校开设了生物技术综合实训，该实训共安排8周时间，分两学期上完，每学期安排4周时间，中间不再穿插理论课学习，给予学生充分的实践机会。该综合实训涉及基因工程各个方面，以蛋白药物开发作为主线，包括蛋白药物的克隆、表达、检验、纯化、药物活性的检测等一系列医药生物技术操作环节。该实践环节与真正蛋白药物的研发生产相一致，使学生能将理论知识与实践充分结合，与社会、行业接轨。另外，根据专业生物技术专业医药特色，开设病理检验、实验动物学、抗体制备、临床分子诊断、动物细胞培养等实验，这些实验除了培养学生基础生物技术技能之外，加入医学相关内容，使学生掌握交叉学科知识及技能，更适应社会对医药生物技术专业人才培养的需要，培养出的学生更适于快速发展的医药生物技术行业。

（三）根据市场需求，合理整合教学内容

在生物技术专业课程的教学中发现许多知识点在不同课程中重复出现，造成教学资源的浪费。另外通过对学生实习企业的调查，我们发现企业最需要那些实践能力强、具有自主学习能力的毕业生，而我们的某些授课内容缺乏纵深性，对知识点的讲解并不系统，存在理论与实践脱节的现象。针对以上问题进行了教学内容的整合，减少理论教学时间，增加学生自主学习的比重，同时注重了某些理论知识与实践的结合，有利于学生快速系统地建立知识体系。例如在“分子诊断学”授课中，增加遗传病的介绍，如常见遗传病的临床特征、分子诊断手段以及基因治疗等。除此之外，还可以在授课内容中加入临床诊断试剂盒的研发、临床生物技术检测及基因诊断和基因治疗方法等内容，以培养具有良好医学基础的生物技术专业人才，适应社会并服务于社会。生物技术尤其是医药生物技术方向在医学领域的应用可以说改变了现代医学的发展，但是对于医学院校生物技术专业人才培养方案及课程体系的建设仍处于探索阶段，因此目前对该专业人才培养模式及课程体系通过思考后进行有目的、有计划的探索，能够培养出与社会及行业、企业需求相适应的高素质的专业人才。

【参考文献】

［1］郭弘艺，张旭光，邵露等.生物技术专业现状浅析［J］.中国校外教育，2014（12）

生物医学与生物技术篇（9）

生物技术专业近十年由于办学规模迅速扩大，导致该专业毕业生明显供大于求，学生就业压力年年加大。在地方医学院校生物技术专业就业问题仍然是亟须解决的问题，一般每年除了大约30%－50%的毕业生考取研究生外，其他毕业生的就业往往趋向于散发状态。而且一般性生物技术企业多是参加大型综合性院校的就业招聘会，而不参加医学类就业市场，生物技术医药类企业多数是名为招聘生物技术专业，实则招收医学类、药学类学生，更是加剧了医学院校生物技术专业就业形势的恶化。根据对我校生物技术专业近三年的调查，生物技术专业的本科生毕业后直接就业从事生物技术产业的学生比例较低，大部分学生从事的行业与生物技术关系不大。因此，考取研究生也成为该专业大多数学生的首要选择，学校和专业教师也往往鼓励学生考研，从而使地方医学院校生物技术专业本科“培养医药生物技术产业的应用型人才，服务于地方医药生物经济发展的办学目标”大大打了折扣，变相地转变研究生教育的预科培养。根据对我校生物技术专业大学四年级学生近三年的调查，表明大约有80%以上的学生将考取研究生作为其毕业时的首选，甚至毕业后仍有不少没有考取研究生的毕业生又重新加入再考研的队伍中。由此可见地方医学院校生物技术专业毕业生在本专业领域内就业形势的严峻性。

1．2生物技术专业就业形势严峻带来的后续问题

就业形势的差强人意带来连续的负面影响，从而造成高考招生时，考生在填报志愿时不青睐生物技术专业，这种现象在地方医学院校生物技术专业尤为普遍。该专业的第一志愿录取率近几年一直不高，而这种现象又会影响到学校的整体发展部署，在资源配置、师资力量的引进与培养、实践教学资源等方面不向生物技术专业倾斜。同时由于第一志愿录取率低，大部分生源需要从其他报考专业调剂，又造成了生物技术专业学生良莠不齐的现象，调剂到生物技术专业的学生往往感到没有进入自己喜欢的专业学习，从心理上对生物技术专业认同感较差。这些调剂的学生中大部分处于被动学习的状态，极大地影响了整个专业的学习风气，从而使专业的发展极其被动。

2医学院校生物技术专业发展的对策

现代生物技术从诞生开始就显现出其巨大的应用价值和商业前景，并被迅速、广泛地应用于医药、农业、能源和环境保护等领域，直接促成了生物经济产业的发展。2013年我国生物医药制造业实现产值

2．1万亿元，展现出巨大的发展潜力

医药生物技术将是我国生物技术及产业发展的重要研究和开发领域，如何在医学院校做好做强生物技术专业显得尤为重要。

2．1发挥医学院校的医学教学资源优势

地方医学院校一般都有多年的办学历史，优势专业往往集中在医药专业，如临床医学专业、口腔医学专业、中医学专业和药学等专业，而这是其他类型高校所不具备的资源优势。我校生物技术专业充分挖掘医药学科的基础优势，结合目前社会对医药生物技术人才的需求，在生物技术专业构建了完整系统的“生物医药复合型”人才培养体系，在专业计划与课程设置方面，充分体现生物、医药之间的交叉融合特点，除让学生学好生物基础平台课程外，在专业课程设置方面，分别安排一定比例的医学和药学有关的医药类板块，建立生物技术知识为主、医学和药学知识为辅、理论和实践密切联系的课程体系，为实现“培养医药生物技术产业的应用型人才，服务于地方医药生物经济发展的办学目标”奠定坚实的基础。

2．2加强产学研结合，与医药生物技术企业联合办学

产学研是相互耦合、相互促进的，生物技术专业作为应用型专业，培养的人才不但需要掌握一定的理论知识、创新的思维，还要有娴熟的操作技能。建立产学研一体的培养体系，将极大地提升学生的培养质量。优秀的医药生物技术企业往往站在医药生物技术科技发展的前沿，往往洞悉生物技术发展趋势。因此充分挖掘办学驻地或者临近区域的医药生物技术企业资源和相关科研院所，加强合作，资源共享，实现产学研的密切结合，让医药生物技术企业和科研院所参与生物技术专业人才培养方案的制定中，融入他们对人才培养和需求的理念，有助于培养与现代医药生物技术企业相接轨的应用型人才。我校生物技术专业积极走出去，同山东省烟台市威海市的生物医药企业合作，构建产学研平台，为学生的实践教学提供了强有力的保障。

2．3注重“双师型”教师的培养

根据生物技术专业的具体规模，我校生物技术专业分别从生物技术企业和生物技术专业专职教师中选拔一定数量的教师，通过互派方式，培养为“双师型”教师。这部分教师既熟悉教育教学规律，又熟悉生物技术企业的运行机制和生产操作平台，他们是校企合作的桥梁和纽带，是实现培养实用型医药生物技术人才的重要参与者。熟悉生物技术企业的发展，能及时掌握生物技术企业中生物技术应用的实际状况，就会为人才培养体系的更新提出更合理的建议，深谙教育教学规律就能更好的在校企合作中建立更为切合实际的实践教学模式，从而为培养应用型医药生物技术人才奠定坚实的基础。

2．4及时更新课程体系，与社会发展接轨

卓越有效的课程体系是培养优秀人才的基础，要根据专业人才培养要求，及时抓住社会对医药生物技术人才的需求特点，进行统筹考虑、系统设计，使教学各环节前后衔接，形成相对稳定的理论知识授课体系，并将国际上关于生物技术的新进展融入教学体系中;紧跟生物医药企业对医药生物技术人才需求的方向，建立科学合理的、灵活的实践教学体系，保证实践教学的及时更新。在已有的大学生科技创新计划、综合性与设计性实验等措施的基础上，加强与医药生物技术企业或医药研究所(公司)联合，提高实践教学的比例，逐步对部分实验教学内容采用校企联合模式组织教学，在企业进行的教学过程由企业技术人员和专业教师共同完成，进一步提高学生的科技创新能力与应用能力。

2．5根据学生对本专业的认同感

分类培养我校药学院生物技术专业积极根据学生的学习态度和对生物技术专业的喜爱程度，进行分类培养，通过有类别的引导，培养他们成为生物技术产业中不同层次的人才。例如，热爱生物技术科学、愿意从事科学研究的学生往往理论知识扎实，要及时把这部分学生引入教师的科研中，使其不仅拥有扎实的理论基础，更有娴熟的实验操作技能和一定的科研思维，为以后的进一步深造打下坚实的基础，引导他们考取研究生，培养成为生物技术的高层次研发人才。近三年，我校药学院积极在生物技术专业中积极开展大学生早接触科研活动，取得了极好的效果。经过统计，从大学二年级开始每个年级基本保持有30%以上的学生能积极主动地联系专业教师，课余时间跟随专业教师从事科学研究，对学生的动手能力和创新思维都起到了很好的培养，参加的山东省大学生科技创新和山东省医药生物技术大学生实验技能大赛都取得了较好的成绩。而其他对生物技术不是非常喜欢的学生甚至厌恶的学生，要引导他们认清社会发展趋势和就业难度，使其树立正确的就业观念，在产学研平台中的医药生物技术企业中及早进行实践锻炼，把所学知识与医药生物技术企业的实际生产相结合，使他们一毕业就能有娴熟的与现代医药生物技术企业相对接的操作技能，在企业中成为优秀的技术人才。

生物医学与生物技术篇（10）

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性，人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学（血液流变学）、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料，其大多数是需要植入人体，需要具备耐腐蚀、化学稳定性，需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料，根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中，光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上，其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析，包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析，以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生，将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学，十分广泛，仅四年内进行如此庞大的知识学习，学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此，我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析，在此基础上，提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性，该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗，有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践，更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系，无法由某一个从业人员掌握，需要各方向的协作与合作，由此认为，设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学，其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才，其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作，运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗，所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识，然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习，成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才，毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作，在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业，以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等，其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程（如影像学、信息学等）的基本理论知识及能力，能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗（或信息管理等）和医学成像（或医学信息等）技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像（或信息学、医学超声学等）的基本理论知识，受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练，具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力，基本的仪器（装备）维修保养能力”上。#p#分页标题#e#

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色，其主干课程应注重基础医学、临床医学，同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类，如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程，基础和临床医学类课程，如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程，然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程，如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等，部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业，但需要按照本校特色来设置课程，切忌大而全无特色，或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业，如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院，四川大学高分子科学与工程学院等，各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例，其前身是生物科学与医学工程系，创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透，应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题，发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识，掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法，并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力，具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才，这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标，按照其特色制定为“以工程为主，以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据，培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”，偏向于材料工程学。由此可知，在综合性大学工科以及理工科大学中，生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容，其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程（如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等）的基本理论知识及能力，能在医疗设备相关企事业单位从事设备（或装备）设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识，受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.2.2课程设置