生物医学工程概论论文

2022-05-16

今天小编为大家推荐《生物医学工程概论论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。“你在医学院学工科?是不是自设专业?你毕业能做医生吗?你们找工作容易吗?”“当然不是什么自设专业。生物医学工程是交叉学科,可是个大热门,我也许会做个工程师吧。”我笑着应答。

第一篇:生物医学工程概论论文

医学院校《生物技术概论》教学初探

摘要:生物技术概论作为生物技术专业的必修课程,难度较高,综合性较强。基于此特点,本文作者根据实际教学体会,从如何选择教学内容、如何进行教学方法改革等方面提出一些拙见,以期提高教学水平,并为其他医学院校生物技术课程的开展提供一定的借鉴。

关键词:生物技术概论;授课内容;讲课方式

《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。

作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:

一、适时选择授课内容,控制课程内容深度

生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。

我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。

另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。

目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:

二、教学方式的改变

1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。

在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起爭论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。

另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。

三、加强双语教学的比重

双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。

我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。

四、课程发展趋势

现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。

总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

参考文献:

[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.

[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.

[3]王国霞,赵奇,杨玉珍,等.《现代生物技术概论》教学改革与实践探索[J].宁夏农林科技,2012,(53):119-121.

[4]王跃嗣,徐慧,等.生物技术专业双语教学模式探讨[J].中国科技信息,2008,(14):281-282.

[5]林娜,魏琴,张超,等.《生物技术概论》课程特色教学实践[J].中国科技信息,2008,(16):240-241.

作者:齐奇 李云鸿 于佳 杨文君

第二篇:生物医学工程:做个懂医学的工程师

“你在医学院学工科?是不是自设专业?你毕业能做医生吗?你们找工作容易吗?”

“当然不是什么自设专业。生物医学工程是交叉学科,可是个大热门,我也许会做个工程师吧。”我笑着应答。

“是不是也要和典型工科男一样,整天对着电脑看数据,或是画图呢?”

“这会是工作的一部分,因为有不同的分支,就业也有很大的不同。”

很多人听说我学生物医学工程专业,都表现出惊诧的眼神,不知道会学些什么。当他们得知我在医学院,眼里的惊讶就又升了一个等级。是的,我在医学院读工科博士学位,梦想着能成为一个为医学事业效力的工程师。

下一个诺贝尔奖的产出地

生物医学工程是一门新兴的交叉学科,它是工程学、生物学和医学的完美结合。通过研究人体系统的状态变化,运用工程技术手段去控制这类变化,来解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。如果说医生是在临床上给予病人直接的救助,那么生物医学工程师就是通过研发的方式,为医生提供技术支持。

现代医学的迅速发展,离不开高新设备的推动。手术室中高端器械,如高频电刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视、超声、核磁共振成像技术等,都是生物医学工程高速发展的产物,生物医学工程研究者就是这些医用电子仪器的研发者。当你看扣人心弦的美国医疗剧时,医生常常使用的挽救了无数生命的除颤仪,就得力于医学工程师的研究和设计。

生物材料制作也是生物医学工程的重要组成部分之一。在我国器官捐献还较少,而很多终末期器官衰竭者又在等待新的器官来延续生命,于是人工器官应运而生。生物材料为各种人工器官提供物质基础,器官制造直接关乎生命,是个大学问。制作人工器官的材料必须要充分考虑强度、硬度、挠度、韧性、耐磨性及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的,所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性,还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等,其中轻合金材料的应用较为广泛。所以,从事这一领域研究不仅要有丰富的医学知识作为基础,还要对物料、材料等方面有深入了解和研究。相信在未来随着技术的成熟,我们会设计出质量高而又成本低的人工器官,为人类的健康作出更大贡献。

最有趣、最前沿的要数神经网络的研究了。大脑是人体最复杂的器官,对脑神经的研究是目前世界各国科学家掀起的一个新热潮。这是一个可能引起重大突破的新兴边缘学科,它研究人脑的思维机理,将其成果应用于研制智能计算机技术。运用智能原理去解决各类实际难题,是神经网络研究的目的,现在这一领域已取得可喜的成果。也许,下一个诺贝尔生物或医学奖的获得者就是研究该领域的生物医学工程科学家。

除此之外,生物医用陶瓷材料、纳米医学、微创医学、生物力学、生物信息学、远程医学与健康信息学等,都是生物医学工程的重要分支。

英语想不好都难

单看这个专业的名字,就能看出这个新兴的交叉学科的三大板块——生物、医学、工程,缺一不可。

第一板块:生物。在该领域,学生要修读化学生物学、生物传感与分析、生物信息学、生物电子学等相关课程。不仅要掌握这些理论基础,还要有生物科学的基本实验技术,能从事试验工作。

第二板块:医学。在医学方面,学生要修读人体生理学、人体解剖与组织学、神经科学、医学统计学等。同时要学习生物医学仪器的基本原理、设计方法,并了解相关仪器的发展趋势,掌握现代医学影像技术的基本原理、技术现状和发展趋势。此前我对医学影像学一无所知,后来去医院和一些厂家实际参观,一张张生动立体的器官美图、核磁共振检查带来的精确诊断,让我领略了生物医学工程的巨大魅力。

第三板块:工程。尽管此专业在很大程度上是为了服务于医学领域,但是在学习的过程中,涉及工科的课程最多,也最复杂。生物力学是必修课,但是有其自身特点,这是一个应用力学原理和方法对生物体中的力学问题进行定量研究的学科。像生物流体力学、生物心血管系统、飞行等与水动力学、空气动力学、边界层理论和流变学等有关的力学问题,学习者了解了这些后可以对自己的身体有更深的认识。除此之外,纳米科学技术引论、成像理论与技术、信息可视化技术、电路与电子技术、计算机硬件与软件、信号处理与分析等实践性较强的课程也是必修课。

作为工科专业,它对实践能力的要求很高,较强的动手能力也是毕业生将来就业的基础。在研究生阶段,我们要学习硬件电路设计与调试,要像“码农”一样,熟练掌握计算机编程。此外,如果你以为生物医学工程学生外语是弱项的话,那你就大错特错了。也许你入学的时候英语刚刚到国家线,甚至是自己的减分项,那么通过两三年的研究生学习,你也能成为英语高手。因为生物医学工程专业在欧美国家发展强劲,我们用的一些教材都是英文原版,如《磁共振成像原理》《系统与计算神经科学》等。同时我们也要阅读大量的外文文献,了解国外前沿动态。一些专业课还要全英文教学,在这样的语言环境中,英语想不好都是难事。

上面提到的生物、医学和工程三个方面就是我们主要修读的理论课程。在研究生阶段,学生的培养采取课程学习与学位论文并重的方式,分为课程学习和学位论文工作两个阶段,二者在时间上会有一定交叉,这些要占最少两年时间。而为了活跃学术气氛,我们经常会参加学术报告会,做报告的有我们自己的学生,有时也会有外校的学生甚至国内外知名的学者。通过报告会的方式,我们掌握了学科的前沿知识,也结交了很多朋友和同行,这丰富了我们的研院生活。

对于生物医学工程专业,很多高校的校企联合政策都得到了实际的落实,这使我们的实践能力大大增强。在实验室学习操作和到企业实际锻炼有所不同,我们也很珍惜实习的经历。我们专业的实习基地一般是医疗仪器设备领域,或者医院、科研单位等。如通用电气医疗集团、食品药品监督局、北京军区总医院等。这种大量的实践与本科阶段有所不同,我们会对自己的研究领域有更深入的了解,也会更加考虑知识的实用性,而非老师照本宣科的灌输。

生物医学工程的研究生一般采取双导师制,除了校内负责我们课题的导师外,校外导师由企事业单位中具有高级技术职称的专家或具有丰富实践经验、责任心强的技术专家或管理专家担任。这样我们可以实际参与到具体的工作中去,在实践中学习。

这才是金领专业

随着人口老龄化程度的加深,人们对衰老和与之相关的疾病和健康问题了解得越来越多,同时更加希望延长寿命,因而对生物医学工程科学的需求也就越来越多。2011年,美国制造业成为生物医学工程师的最大雇主,雇用了36%的生物医学工程师。这些人主要从事医药和医疗器械、设备的研制生产,也有一部分人供职于医院诊所、政府机关,或者从事独立咨询工作。在国内,生物医学工程专业也成为新一代的就业热门。

笔者选择6个硕士毕业生的就业选择,来解读这个专业硕士毕业生的不同出路。

A君,本科毕业于东北大学,托福和GRE成绩都不错,专业课成绩也是NO.1,从进大学起就被同学称为“考神”。研二时,其立志要去北美,先是申请了出国交流一年,期间发了无数paper,后来如愿到马里兰大学读博。据A君说,在美国很多工科博士都是中国人,像生物医学工程这种交叉学科的专业,大家更是选择出国读博。除了美国,加拿大、澳大利亚、德国等国家的这类专业也都实力强劲。

B君,本科为生物专业,因为特别向往工科男的“技术宅式”生活,于是报考了这个专业。B君现供职于北京的一家三甲医院,做医疗设备工程师,平时主要做从事医疗设备维护、维修、采购、计量等工作。这个专业,能如愿去医院工作的并不多,特别是三甲医院,因为大部分公立医院十分有限的事业编制更倾向于分配给临床医生,所以这类岗位的竞争非常激烈。而且在应聘这个岗位的时候,很多时候是与自动化、通信工程及计算机相关专业的毕业生竞争。这个专业的面试非常注重专业英语能力,因为会经常引进海外的先进设备,所以熟练的英语水平能让你对工作应对自如。医院招收这个专业的部门还有医学工程处、设备处、信息中心以及医学影像科等。

C君,是个文艺男青年,现在中华医学会下属的期刊做文字编辑。在很多人眼里编辑、记者之类的职位是文科生的天下,这是一种误区。其实,有些行业类媒体更欢迎有复合专业背景的人才,如果没有自然科学和社会科学的双重背景的话,那么这类期刊更倾向于理科背景的学生。因为刊物涉猎的是自然科学相关的内容,那么理科背景可以让他们有一定的审校和辨别能力;同时,理科生严谨的逻辑思维能力,也可以让他们的文字表达富于条理。所以,如果想从事此类出版传媒工作,读这个工科硕士也不错。

D君,现在供职于MAQUET公司,做医学工程师,待遇和工作性质都让他很满意,决定在这里奉献一辈子。据其介绍,企业的医学工程师是个经验至上的职业,积累的经验和技术可以让你在企业中立于不败之地。研发和技术是从事这一行业的两大支撑,此外,还要有一定的销售能力。总之,外语优秀、操作基本功扎实、理论更新速度快等都成为该专业人才的必备能力。招收生物医学工程专业毕业生的名企较多,如迈瑞医疗、通用电气、辉瑞制药、礼来、默沙东、史赛克、碧迪医疗、诺华制药等。建议大家在毕业前到一些名企实习,提前了解工作性质,这样可以在毕业求职时更有针对性。这些公司的实习生的收入一般在每天100元左右,有的高达180元,如果能正式入职,待遇必然不错。

E君,是个科研狂人,视科研为生命,现在如愿在中科院某研究所供职。就本专业而言,选择去科研院所和大学的毕业生占多数。这样不仅有稳定的收入和福利,又可以依仗这些单位雄厚的资金支持作为物质基础,来延续科研梦想。需要注意的是硕士学历能进入科研院所和高校的机会非常少,有海外学术背景的博士更能引来诸多院校抛出的橄榄枝。当然,一些高校的实验员岗位,也会招收一些硕士生毕业生,甚至本科毕业生。

F君,他的特点就是求稳,相信这也是大部分中国学生及家长的共同想法。他现在某机关做公务员,不过也并没有放弃本专业,因为他从事的职位本身会涉及本专业的知识。招收这一专业的公务员和事业单位也不少,一般都是做与医疗相关的审查员,如国家和地方的知识产权局等。

生物医学工程作为典型的热门交叉学科,因为有着广阔的就业空间和良好的专业前景,引发了考研热。招收本专业研究生的院校众多,既有北京大学、清华大学、浙江大学、上海交通大学等一流名校,又有北京工业大学、大连理工大学、南京航空航天大学、武汉理工大学等工科学校。同时因为与医学的高度结合,该专业也成为医学院的热门专业。作为朝阳专业,又是研究生报考热门,很多院校在招收学术型研究生的同时,也有部分旨在增强学生的实践能力的专业学位名额。

1.东南大学

这所有着110年校史的“建筑老八校”,工科专业自然是强势。生物医学工程专业在生物科学与医学工程学院和学习科学研究中心均有招生,是名副其实的王牌专业。招生人数众多,2012年两个院系共招收80名研究生,统考生有58个名额。该校的生物医学工程专业方向众多,包括生物信息技术、医学图像与医学电子学、生物医学材料与器件、脑与教育、情感神经科学、情感信息处理与传感技术等20个方向。

2.四川大学

位于巴蜀圣地的百年名校四川大学,每年都是考研人聚集地。生物医学工程专业在四川大学有着广阔的发展空间,也是众多院系力推的热门。材料科学与工程学院、电气信息学院、建筑与环境学院、高分子科学与工程学院、生物材料工程研究中心、分析测试中心都有招生。该专业的竞争相当激烈,值得注意的是不同的学院招生考试科目有所不同,复试内容也会根据方向不同而相差甚远。川大的该专业设有生物材料及人工器官方向,在现代医学迅猛发展的大趋势下,这个领域有着大量的人才缺口。而且依托华西医学中心的资源优势,学生享有更强的硬件条件和就业空间。

3.清华大学

清华的工科,在国内是实实在在的殿堂级别。同时因为Top2的大学名号,国家每年在实验室和师资建设上也大量投资,学生也有更多出国交流访学的机会。作为新兴专业,清华大学的生物医学工程专业发展迅猛。该专业在医学院招生,有生物医学信息检测与处理、生物医学仪器与系统、医学成像与医学图像处理、生理系统建模与仿真、生物芯片与医学系统生物学、生物医学检测与科学仪器6个方向。清华大学医学院成立较晚,发展态势迅猛,且学校投入了大量资金,构建起一流的科研条件。医学院招收的直博生较多,同时鼓励硕博连读。

4.浙江大学

浙江大学生物医学工程与仪器科学学院是国内该专业人才的大本营,在国内率先创立该专业,生物医学工程为国家重点学科。同时因为浙江大学位于杭州,学生就业辐射整个长三角地区。该地经济发展快,聚集众多名企,生物科技企业更是不占少数,所以毕业生就业前景看好,大多供职于微软公司、飞利浦、西门子、东芝、华为公司、百度、宝洁、阿里巴巴、强生等知名企业或省市级三甲医院。据统计,2012年,该专业学术型学位报考176人,录取20人,最高418分,最低350分,平均分达到380分之高。专业学位报考5人,录取7人,接受学术型调剂。

5.西安交通大学

位于历史名城西安的西安交通大学,由于地理位置的原因,与东部沿海城市的报考热度有所差距。也正因此,给甘于寂寞、志在科研的学生更多的求学机会。西安交通大学的生物医学工程专业为教育部重点学科,拥有国家级专业实验室。该专业在生命科学学院和前沿科学技术研究院均有所招生,其科研水平位于全国前列。其干细胞与器官再生、药物控制和靶向释放、肿瘤靶向治疗与药物递送等方向与医学联系密切,特别适合药学、基础医学相关专业毕业生报考。初试时有信号与系统(含数字信号处理)、普通物理学、生物化学、微机原理与应用4个科目任选其一,所以物理、生物、化学、计算机、电子信息工程等专业的学生都可以报考。

除此之外,招收生物医学工程专业的学校名目众多,各类学校都有其不同的优势,而在招生时也有两个代码,077600侧重于医学方向,083100是工科方向,当下的学科排名主要依据工科方向。很多医学院校的生物医学工程专业发展迅速,向医学倾斜,工学与医学高度交叉,如北京协和医学院、南方医科大学、中国医科大学、首都医科大学、第二军医大学等。综合性大学中,中南大学、同济大学、中山大学、华中科技大学等也各具优势。

作者:默默

第三篇:生物医学工程:交叉中创造未来

专业名称:生物医学工程

专业分类:生物医学工程类

讲述人:小K(电子科技大学)

适合人群:具有钻研和求知的学习精神,学习态度认真谨慎;具有一定的创新能力和想法,有深造打算的同学

生物医学工程是干什么的

学妹:学姐,我今年刚刚进入生物医学工程这个专业。听说这个专业和咱们国家的前沿产业有关,这听起来就很“高大上”啊,具体是干什么的?

小K:生物、医学和工程——其实从这个专业的名字就可以略知一二了,但是要具体解读这个专业,不能单纯从名字入手。因为专业的名字中有“生物”二字,很多人误以为我们是做生物实验的,比如说养小白鼠、制药、基因编辑之类的。其实不然,这些是我们的同行——学习生物技术和生物工程的同学研究的问题,而我们生物医学工程专业,可以概括为“以工程技术为生物和医疗行业服务”。

生物医学工程包罗万象,研究范围广,程度深,发展潜力巨大。生物医学工程包含生物信息学、医疗产品器械、神经影像学研究、脑机接口、心理物理学等——我给你举个例子吧,你知道霍金吗?

学妹:我知道。他是世界上最伟大的物理学家之一,由于早年患有肌萎缩侧索硬化,导致躯体逐渐瘫痪,终年依赖轮椅。说到这个,我觉得那个大名鼎鼎的轮椅特神奇,他居然能用轮椅上的电子设备打出自己想说的话,最后再播放出来。

小K:没错。你提到了他的轮椅。新版“霍金轮椅”主要通过眼动追踪、联想输入和语音合成器来播放想说的话。其中一部分关键技术就是由生物医学工程研究领域的“脑机接口”实现的。轮椅是怎样读取霍金的思想的呢?科学家和研究人员记录和识别大脑思考时的一些神经的放电信号,经过信号处理和计算机交互,就可以实现如控制轮椅、打字等一些简单的活动。

学妹:我懂了,学姐。生物医学工程更像用计算机和电子技术来解决我们的医疗问题,这就是它“工程”的体现!

小K:是的,我们的专业还涉及神经影像学。我们学校的生命科学与技术学院设立有磁共振中心,利用我们耳熟能详的磁共振技术,可以将人脑在思考时的神经活动可视化,从而进行人脑功能的研究。

我再举个例子吧,我们都知道大脑是人体最精细的器官,不同的分区包揽了人体不同的功能。自闭症儿童的语言和行为存在异常,通过磁共振后计算机处理过的大脑图像,我们可以看到自闭症儿童在完成一些任务时,他们负责语言和行为的大脑区域比正常人更暗,这意味着脑区活动的不活跃。

除此之外,我们平常去医院看病和使用医保,相关信息都将录入数据库,如何构建系统进行信息的提取和调用呢?微弱的神经放电如何放大而被人们所知呢?超声仪器和血液透析仪器是怎样改进的呢?是否可以将大脑看作一个超级计算机芯片呢?诸如此类,这些都是我们生物医学工程专业要研究的问题。

生物医学工程专业需要的知识

学妹:听了学姐的介绍,我总算是明白了,怪不得大家都说生物医学工程是一门典型的交叉学科专业。那我们这个专业平常要上什么课,要学习哪些知识呢?

小K:除了理工科生必修的基础学科——数学和物理,我们也会学习如何用计算机编程,这是当下必不可少的一种技能。还有各种电子技术,比如单片机、模拟电路和数字电路等课程,你能学会电路图的分析,了解在信息世界中是如何实现基础逻辑语言转换的。另外,看懂捕捉到的电子信号并为其降噪,这就是信号与系统、数字信号处理等课程的内容,你会认识历史上的大科学家傅里叶、香农。此外还有医学类的专业课,比如生理学、医学仪器原理、生物实验,你会学习如何测量心电、血压等。

这个专业学习的内容比较多,较高的专注力可以帮助你打好理论基础;一颗求知若渴的好奇心,可以帮助你融会贯通。如果你将来想搞科学研究,你会发现身边有学电子工程、通信工程、计算机、数学等专业的同学和你一起研究生物医学工程问题,不同专业的同学身上都有不同的特点,虚心求学、互帮互助是十分必要的。

生物医学工程的前景

学妹:生物医学工程专业的前景如何?

小K:刚刚我已经提到了,生物医学工程的研究方向十分丰富,大体可分为软件和硬件方向。我们学校的科研氛围浓厚,如果你能致力于科学研究,读研甚至读博,那么等待着你的是非常广阔的科学世界。我们学校的师资雄厚,教学水平和科研水平都很高。比如学校现在正在建设“三医+人工智能”科技园,将技术创新和产业创新融合打造新生态链和千亿级产业生态圈。2020年6月,电子科技大学四川脑科学与类脑智能研究院成立,研究院以类脑智能和神经工程为重点,以探究脑机制、诊治脑疾病、模仿脑智能作为主攻方向,建设云脑大数据平台和类脑智能研究平台,开展脑科学与类脑智能技术攻关,服务全球脑科学与类脑智能领域研究。

我身边的大多数同学在本科毕业之后都选择了继续深造,有的进入了国内名校甚至世界名校,比如清华、北大、上海交大等。如果你想本科毕业之后就业的话,就业面也十分广,有的同学在本科期间就已经进入了医疗器械公司以及医院的生物医学工程科、影像科、设备科实习,还有的进入了如华大基因等生物科技企業。我有一个博士学长从事医院信息系统的构建工作,薪资水平很高。甚至你可以选择跨学科,比如将生物医学工程的技术与企业管理、金融科技相结合。

如何进行职业生涯规划

学妹:听学姐说了这么多,我对即将开始的大学生活充满了期待!学姐你觉得要怎样做职业生涯规划比较好呢?

小K:首先,能培养专业的兴趣是最好的了,大一、大二的阶段就是打基础的时候,而大三、大四就是逐步接触专业深层次内容的阶段。在平常上课的过程中,你也可以关注最新的专业相关新闻和研究成果。俗话说“纸上得来终觉浅”,在学习过程中,学院的老师们都是很欢迎同学们来交流探讨的。学院往往也会开设一些科研计划,这些计划可以帮助你提前进入实验室,在实验室中接触到实际操作和论文的撰写,由此可以知道自己将来想做什么,是否真的能在这个研究方向一路走下去。这也能加深你对生物医学工程这个专业的理解。

同时,你也可以修炼自己的技术能力,毕竟技术型人才在哪里都可以发光。你可以选择参加一些实习,为将来的技术工作打下基础。同时,由于本专业学习范围的宽泛,在大学期间你可以参加一些学科竞赛,比如iGEM国际基因工程大赛,这个比赛我们学院年年都有同学参加。生物医学工程和生物技术专业的同学相互合作,争取拿下金奖,含金量可是很高的噢。弱水三千,只取一瓢,相信你一定能找到自己喜欢的方向。

学妹:谢谢学姐!

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