“双一流”建设背景下综合类高校生物医学工程专业本科人才培养模式的探索与思考

王伯初，徐志玲，孟 润

（重庆大学，重庆 400030）

***总书记在党的十九大报告中明确指出，要加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展。而人才培养是国家“双一流”战略的重要内容，创建一流大学、一流学科关键靠一流人才。本科教育是我国高等教育的主体，在高等教育结构中居于核心地位，本科生培育质量的高低是大学办学质量的主要体现。本科生培养和本科教育教学质量处在学校发展的重要战略地位[1]。毫无疑问，在本科教育中培养高质量的工科人才对促进我国社会经济发展、实现中国制造2025计划等具有重大意义，其在国家经济的发展、综合国力的提升中扮演着重要角色[2-4]。生物医学工程学科是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的一门学科[5]。因此，对于开设生物医学工程专业的综合类高校而言，培养一流的生物医学工程专业本科人才是培养“双一流”人才、创建“双一流”大学不可或缺的一部分[6]。然而，随着高等教育招生规模的不断扩大，目前在生物医学工程专业人才培养中已出现一些问题，如学生专业基础不扎实、实验动手能力弱、学术视野狭隘等[7-9]。本文以重庆大学生物医学工程专业人才培养方案为例，结合研究生招生和培养过程中发现的问题，分析、讨论重庆大学生物医学工程专业在第四轮学科评估中的表现及存在的问题，并以这些问题为导向，由点及面，探讨并提出生物医学工程本科“双一流”人才的培养建议，以期为培养“双一流”人才，深化大学教育综合改革，创建世界一流大学添砖加瓦。

一、重庆大学生物医学工程专业人才培养现状分析

本科教育真正的挑战在于如何确定正确的教学目标和设置合适的课程，生物医学工程本科教育也不例外[10-11]。美国犹他州立大学生物工程系在生物医学工程工业部门作了一个问卷调查，以便更新和改进他们的教学计划。调查结果显示：40%的响应者认为，生物医学工程专业学生能接受到宽广的训练是他们最大的优势；反过来，75%的响应者指出，生物医学工程教育的最大弱点是没有坚实的专业知识[12]。本文根据生物医学工程本科教育的目的，对重庆大学生物医学工程专业本科生人才培养方案和硕士生培养过程中存在的问题进行了分析、讨论。

如表1 所示，重庆大学生物医学工程专业共有在校学生313 人，其中本科生196 人、硕士研究生117 人（截至 2020 年 5 月）。

表1 重庆大学生物医学工程专业在读本科生、研究生分布情况

为了构建更适应“双一流”发展需要的生物医学工程专业本科生培养模式，笔者分析比较了目前重庆大学生物医学工程专业本科生、研究生培养方案，并对在校研究生进行了问卷调查。本科生培养方案分析显示，本科生四年累计需要修读79 门课程或其他学习环节，其中必修课程42 门、选修课程37 门，总计165.5 个学分、2464 学时。将所有的本科课程按公共基础课程（必修）、专业基础课程（必修）、专业课程（选修）、实践环节（必修）、公共基础课程（选修）、大类基础课程（必修）、大类基础课程（选修）、实践环节（选修）、专业基础课程（选修）、专业课程（必修）及个性化模块（选修）等详细分为11 大类，并进行统计学分析。由图1 可以看出，公共基础课程（必修）总学时所占比重最大，约为33.33%；其次为专业基础课程（必修），占比约为13.83%；专业课程（选修）、实践环节（必修）的课时占比也均超过了10%，分别为12.97%、12.68%；其余各类课程的学时占比均小于10%，其中个性化模块（选修）学时占比最低，仅占0.58%。显然，公共基础课程的总学时占比最高，但是这些课程中，除去必要的思想政治类课程，其他类型的课程对于学生的成长、专业能力的培养并没有起到较好的促进作用，因此，可以进一步优化设置公共基础课程，在保证德育教育的前提下，尽可能设置更多有针对性、能有效提升学生综合素质的公共基础课程。对该人才培养方案的专业基础课程、专业课程设置进一步研究发现存在如下问题。（1）能提高学生动手能力的专业实验课程较少，导致学生实验动手能力训练不足，最终在研究生或工作阶段就表现出缺乏实验动手能力。（2）学生的课程学习都是按照既定的本科生培养方案进行，仅有几门公共选修课可供选择，在涉及专业领域的课程方面，学生几乎没有选择空间。

图1 重庆大学生物医学工程专业本科生人才培养方案分析

与此生物医学工程专业本科生培养方案研究结果相呼应的是，校内本专业问卷调查结果显示：38.9%的生物医学工程专业研究生认为自己分析解决问题能力有待提高；36.8%的生物医学工程专业研究生认为自己在本科阶段未能得到充足的专业实验训练；认为本科阶段学习自己已经具备了较高的分析解决问题能力的研究生仅占不到15%；认为本科阶段获得充足专业实验训练的研究生仅占23%；认为本科阶段的学习既使自己具备了分析解决问题能力，同时也获得了足够专业实验训练的研究生仅占6%。此处可以参考徐野、潘艳民、季忆等人提出的提升生物医学工程专业本科生的培育质量的高等教育质量管控建议[13-15]。

进一步对重庆大学生物医学工程专业研究生的培养方案进行分析研究，如表2 所示：专业基础课程与专业课程的学分比重非常大，学术型硕士研究生课程总学分为137 分，涉及专业课程的学分占到了97.5 分，专业型硕士研究生总体情况也是如此。这在某种程度上也说明了本科阶段学习仍然没能够带给学生足够的专业知识及实验技能，需要在研究生阶段继续加强学生的专业基础知识教育。这变相地提示我们要对本科生课程设置、培养模式继续进行改进、完善，以促使学生掌握更多专业知识，接受更多专业技能训练。需要特别指出的是，目前专业型硕士研究生培养方案仍然需要丰富、完善，专业型硕士研究生学分最低要求为32分，而可供专业型硕士研究生选择的课程总学分仅有37分（如表2），这表明即使是在研究生阶段，该类学生也没法根据自己的兴趣爱好来接受更多的能力训练。

表2 学术型和专业型硕士研究生可供选择课程概况

二、研究生招生及培养过程中发现的问题

学生在研究生阶段的表现及所暴露出的问题直接反映着学生本科期间的学习情况、专业能力培养情况等。在生物医学工程专业研究生招生、硕博培养中存在一些问题，如：学生基础不牢、科研素养不高、专业知识不扎实、缺乏实验动手能力、学术视野狭隘等。这也从另一面反映出生物医学工程专业本科人才培养模式需要进一步完善。

（一）学生的基础科研素养有待提高

学生文献阅读、数据采集与分析、论文写作等能力有待提升，特别是对本专业国内外文献的阅读涉及很少。学会选择文献、阅读文献能让学生正确把握专业研究领域最新进展，掌握新的实验设计方法，最终萌发出自己的科研想法。提升学生数据采集及分析能力换而言之即为提升学生对实验数据的敏感性，相当一部分学生对实验数据的敏感性不高，集中表现为：对数据的挖掘不够深入、忽视对失败实验数据的分析、忽视偶然发现等。孱弱的论文写作能力直接影响研究结果的呈现，且不能把完整的实验脉络交代清晰，如：实验背景及科学问题的由来交代不清楚、文章的逻辑感不强等。

（二）专业基础知识的掌握不够系统

学生在学习知识过程中存在“功利性”，忽略了对基础知识的掌握及融会贯通，导致其在学术研究中，解决问题方法单一，稍有不顺便束手无策。学生在夯实专业基础的前提下，有选择性地重点学习相关知识是可以的，甚至是值得提倡的，这对于理解关键知识点有帮助。但问题在于实际科学研究过程中，学生只是在遇到问题时才会去弥补某方面的知识，很少有学习专业知识、夯实专业基础的意识。

（三）缺乏科研质疑精神及实验动手能力

目前，大部分学生仍然将课本知识及公开发表的研究结果视为真理。在研究过程中发现新问题的时候，第一反应总是认为自己的研究方法、实验设计等存在问题，且缺乏亲自动手加以验证研究的能力。对新鲜事物反应缓慢突出表现在两个方面：（1）科学研究中发现的新问题、新现象往往被忽略，没有进行进一步探究，缺乏学术敏锐性。（2）对生活中的新鲜事物缺乏好奇心，理解及接受新鲜事物的过程缓慢，在学习使用新的仪器设备及把握最新科技进展等方面表现尤为突出。

（四）学生的学术视野狭隘

由于缺乏对本专业国内外文献的阅读、对新鲜事物的“好奇心”及科研质疑精神，最终导致学生的学术视野狭隘，不能尝试从多角度来解决问题。正是由于本科教育对培育学生科研兴趣重视程度不够，没能让学生体会到解决问题的乐趣，才导致大部分研究生在面对复杂问题时产生稍有困难便退缩的现象。因此，解决这一问题要从本科教育阶段抓起，从科研兴趣的培养上入手。

上述在研究生招生及培养过程中发现的问题，可以从改进生物医学工程专业本科生人才培养方案入手，尽最大可能让生物医学工程学生在本科阶段受到足够的科研能力训练，使其能较好地理解生物医学工程专业的现状及发展趋势，拓宽其在专业领域的视野，开拓其思维，最终使其在本科阶段就能掌握足够的专业知识，受到足够的专业能力训练。

三、“四位一体，相互促进”的生物医学工程专业本科人才培养模式

2017 年教育部学位与研究生教育发展中心公布全国第四轮学科评估结果（见表3），重庆大学生物医学工程专业在本次评估中获评“B+”等级，位列所有参评高校的第12 位，此次评估中，东南大学与华中科技大学的生物医学工程专业表现出色，是仅有的两个获评“A+”等级的“双一流”高校，尤其是东南大学，其生物医学工程专业学科排名稳居全国第一。因此，在生物医学工程本科人才培养方案、青年教师的引进及培育、科研建设等方面，重庆大学生物医学工程的学科发展可以向东南大学等高校学习。

表3 部分高校生物医学工程专业在第四轮学科评估中的表现

（一）聚焦培养目标

在本科生的培养过程中，制定清晰的培养目标。本着促进学生知识成体系、夯实专业基础、提升学生对关键知识点理解及延伸渗透能力的目的，全方位、多角度地设计专业基础课程，并绘制出专业基础课程的知识点网络拓扑结构图，将所有知识点合理分配到课堂上，贯穿于整个教学过程中，使得学生最终在知识整合、关键知识点理解及渗透延伸等方面得到实实在在的能力提升。

（二）强化专业实验体系建设

专业实验体系建设，即要制定一套涵盖大部分专业技能的实验培养方案，以夯实基本实验技能、提升本科生实验动手能力为目的，由浅及深，由基础实验技能训练到自主开展专业实验展开培养。此过程中，教师要起到主导作用，主动传授专业实验技能，告知学生相关注意事项等，同时，也要调动学生的好奇心，使学生积极参与到专业实验教学过程中。需要注意的是，在学生自主开展专业实验训练的过程中，教师一定要现场指导，确保学生安全、正确地学习专业技能，开展专业实验。

（三）搭建学生—教师科研互动平台

以本科生感兴趣的实验方向和教师科研实验为基础，搭建方便本科生和教师相互交流的科研实验平台。本科生在基本实验素养考核合格后可以自主进入实验室开展实验，这些实验来自教师的科研课题，本科生根据自己的兴趣选择相关实验进行研究，并定期汇报工作进展及所遇到的困难，与之对应，教师也需要提供必要的实验指导及适当的安全监管。在此学生—教师互动模式下，实现提升本科生的实验动手能力，开阔其学术视野，培养其对新鲜事物的敏感性、科研质疑精神以及处理复杂问题的能力。

（四）建立启发式教学模式

建立启发式教学模式，并使之贯穿于整个教学过程中。所谓启发式教学模式，即以发现的问题为导向，引导本科生自我思考、独立分析问题、自主查阅文献、自主设计研究方案与写作等，最终实现提升其文献阅读能力、数据分析及论文写作能力等基本科研素养。与此同时，在发现问题、解决问题的过程中，逐步培养本科生处理复杂问题的能力，培养其科研质疑精神及好奇心，进一步开阔其学术视野。

聚焦培养目标，强化专业实验体系建设，搭建学生—教师科研互动平台和建立启发式教学模式（见图2），这四个方面相互渗透联系、相互促进、浑然一体，其能够较好地提升生物医学工程专业学生在本科阶段的知识储备、分析解决问题能力、实验动手能力、科研质疑精神、学术视野、对新鲜事物的敏感性、科研创新性等，能实现提升生物医学工程专业本科生的专业能力、综合素养，最终达到提高生物医学工程专业本科生培养质量的目的。

图2 生物医学工程专业本科人才培养模式的相关建议示意图

四、结论

构建生物医学工程专业本科人才培养方案是一项系统性工程，其涉及招生选拔、课程设置、培养模式、教师权责、质量保障等人才培养的各个环节。本文仅从研究生招生及培养中发现的问题出发，结合重庆大学生物医学工程专业人才培养现状进行具体分析，探讨并最终提出生物医学工程专业本科人才培养方案的几点建议。除此之外，国内综合类高校构建生物医学工程专业本科人才培养方案须从该专业本科生培养的实际情况出发，结合本校校情及我国国情，弄清楚生物医学工程专业本科人才培养的关键环节，以提升生物医学工程专业的本科生培养质量为最终归宿。