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摘要:為培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的生物信息學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和軟件的應(yīng)用能力,結(jié)合近年該課程的教育教學(xué)改革實(shí)踐,不斷探索科學(xué)完善的教學(xué)體系和教學(xué)模式。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實(shí)踐能力培養(yǎng)等幾個(gè)方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。使學(xué)生在生物大數(shù)據(jù)時(shí)代,具備初步的生物信息學(xué)分析技能和實(shí)踐操作能力。
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);生物科學(xué);生物技術(shù);教學(xué)模式改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)26-0145-02
一、開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程的必要性
生物信息學(xué)學(xué)科發(fā)展迅速,不斷與其他學(xué)科相互滲透,而醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生主要從事生命科學(xué)相關(guān)的研發(fā)和技術(shù),涉及生物、醫(yī)藥、食品、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。掌握生物信息學(xué)這門(mén)工具,為今后走上工作崗位,提供新的研究手段和途徑是十分必要的。因此,在醫(yī)學(xué)院校部分專業(yè)(如生物科學(xué),生物技術(shù)等)開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)必選課程具有重要意義。
二、目前存在的問(wèn)題
1.教學(xué)內(nèi)容陳舊和教學(xué)資源缺乏。我國(guó)高等院校開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)時(shí)間相對(duì)較晚,在教材選擇中首先調(diào)研了其他院校和目前出版的教材內(nèi)容情況。發(fā)現(xiàn)大部分生物信息學(xué)教材都包括生物大分子(核酸和蛋白質(zhì))的信息資源,基因組分析信息資源,數(shù)據(jù)庫(kù)搜索軟件,核酸序列分析和多序列比對(duì)等軟件的核心內(nèi)容,除了共性的章節(jié)外,不同的教材內(nèi)容和重點(diǎn)各不相同。但是生物信息學(xué)發(fā)展迅速,除了基礎(chǔ)內(nèi)容外,大部分內(nèi)容都在快速地更新,比如引物設(shè)計(jì)軟件的使用等。而目前,生物信息學(xué)教學(xué)資源較匱乏,完善的生物信息學(xué)課程的教學(xué)大綱、教案、教學(xué)視頻、多媒體課件和習(xí)題等教學(xué)資源稀少。
2.課程內(nèi)容與教學(xué)課時(shí)不匹配,教學(xué)進(jìn)程安排不夠合理。首先,由于生物信息學(xué)是一門(mén)多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科,生物信息學(xué)課程學(xué)習(xí)前需要理解和掌握一些生命科學(xué)相關(guān)知識(shí)背景,如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等,深刻理解一些生物學(xué)基本概念,如基因序列、蛋白質(zhì)序列、非編碼區(qū)、啟動(dòng)子等,并初步了解一些重要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。因此,講解透徹該門(mén)課程需要教師在課堂上花費(fèi)一定的時(shí)間介紹相關(guān)背景知識(shí)。然而由于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生課程門(mén)類眾多,客觀條件決定無(wú)法為生物信息學(xué)安排足夠多的課時(shí)。目前我校教學(xué)大綱規(guī)定的授課僅為20學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾就顯得非常突出。教師需要在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)下灌輸大量?jī)?nèi)容,因此無(wú)法深入講解每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,降低了教學(xué)質(zhì)量。
其次,教學(xué)進(jìn)程安排不夠合理。以我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生為例,本科二年級(jí)第一學(xué)期學(xué)習(xí)生物信息學(xué)課程。此階段學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了一年多的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí),但是專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)較為薄弱,同時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等相關(guān)實(shí)踐較少,缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的理解與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整體把握。而生物信息學(xué)課程是一門(mén)實(shí)踐性學(xué)科,所以有必要在生物信息學(xué)課程的教學(xué)中滲透實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理念,課程學(xué)習(xí)中靈活運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),達(dá)到學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與生物信息學(xué)的知識(shí)與不脫節(jié),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。
3.教學(xué)模式單一,理論與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)。對(duì)于醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,本課程培養(yǎng)的主要目標(biāo)是:如何在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中查找想要的信息,如何通過(guò)在線程序或利用現(xiàn)有的分析軟件,處理相關(guān)數(shù)據(jù),解決生物學(xué)問(wèn)題。學(xué)生需要通過(guò)親身實(shí)踐,才能熟練掌握生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)、分析方法、軟件。但是很多醫(yī)學(xué)院校教學(xué)條件有限,沒(méi)有相應(yīng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室,配套軟件也相對(duì)匱乏,教師在授課過(guò)程中根據(jù)課件照本宣科,并不能結(jié)合具體實(shí)例邊講解邊示范操作,同時(shí),多數(shù)高校開(kāi)設(shè)的生物信息學(xué)課程以理論教學(xué)為主,缺乏實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。然而,生物信息學(xué)的學(xué)習(xí),如數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索與使用、序列比對(duì)分析軟件的應(yīng)用、引物設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用等都需要學(xué)生在實(shí)踐課中進(jìn)行驗(yàn)證或操作,理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)嚴(yán)重,從而影響了學(xué)生對(duì)課程的理解和掌握。
三、生物信息學(xué)教學(xué)模式改革探索
1.修改理論教學(xué)大綱,精選教學(xué)內(nèi)容。由于生物信息學(xué)內(nèi)容繁多,應(yīng)針對(duì)不同專業(yè)特點(diǎn)精心挑選授課內(nèi)容,在有限的課時(shí)中讓學(xué)生學(xué)到最基本且重要的生物信息學(xué)理論知識(shí)。目前我們選用的是浙江大學(xué)出版社第一版的生物信息學(xué),結(jié)合生物科學(xué)和生物技術(shù)兩個(gè)專業(yè)的特點(diǎn),本教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫(xiě)了教學(xué)大綱,對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了更新和優(yōu)化,將重點(diǎn)集中于應(yīng)用性較強(qiáng)的生物信息學(xué)實(shí)踐分析技能和離線單機(jī)版生物信息學(xué)軟件的使用上,具體內(nèi)容包括核酸及蛋白序列數(shù)據(jù)庫(kù)、序列的相似性搜索、序列比對(duì)、系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)的構(gòu)建以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與預(yù)測(cè)和引物設(shè)計(jì)等基本內(nèi)容。同時(shí)考慮生物信息學(xué)學(xué)科的前沿性和交叉性,我們又增加了蛋白質(zhì)組學(xué)和非編碼RNA,基因芯片、qPCR、深度測(cè)序等操作原理及流程預(yù)測(cè)等內(nèi)容。為了適應(yīng)生物信息學(xué)快速發(fā)展的要求,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,推薦了包括DavidW .Mount編寫(xiě)的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和國(guó)家“十一五”規(guī)劃教材李霞主編的生物信息學(xué)等幾種不同類型的參考教材供同學(xué)課外閱讀。
2.創(chuàng)新教學(xué)方式,推行靈活多樣的教學(xué)模式。生物信息學(xué)的課程學(xué)習(xí)和軟件使用與網(wǎng)絡(luò)的使用緊密相關(guān),一方面,為克服學(xué)生多,無(wú)法使每位學(xué)生實(shí)時(shí)進(jìn)行電腦操作的弊端,我們利用能夠接收無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)上課時(shí)教室內(nèi)有網(wǎng)絡(luò),這樣在授課過(guò)程中就可以實(shí)時(shí)在線帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行生物信息學(xué)分析,如稻菘獠檠、序列提交過(guò)程、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析、蛋白理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等重要內(nèi)容,通過(guò)實(shí)時(shí)演示連貫教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生得到了更加直觀的實(shí)踐體驗(yàn),加深了對(duì)各種分析方法的學(xué)習(xí)和理解[1]。另一方面,由于課程學(xué)時(shí)(僅20學(xué)時(shí))的限制,學(xué)生們不可能完全依賴課堂時(shí)間很好的掌握該課程,除了采取集中授課方式之外,本團(tuán)隊(duì)利用搭建的“分子生物學(xué)”省級(jí)精品資源共享課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),開(kāi)辟了“生物信息學(xué)”專欄,提供相關(guān)文獻(xiàn)、相關(guān)分析軟件及其使用步驟等信息;并聘請(qǐng)校內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)<议_(kāi)展專題講座,組織相關(guān)領(lǐng)域青年教師開(kāi)展專題研討等形式,從而加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。
3.緊密聯(lián)系科研,開(kāi)展基于實(shí)踐的問(wèn)題式教學(xué)。針對(duì)生物信息學(xué)課程的特點(diǎn),打破應(yīng)試考核方式,本教學(xué)團(tuán)隊(duì)注重理論結(jié)合實(shí)踐的問(wèn)題式教學(xué)方式引導(dǎo)。一方面,各專業(yè)課程中增加實(shí)踐教學(xué)課程比例,根據(jù)生命科學(xué)的發(fā)展,不斷充實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),從而將生物信息學(xué)技術(shù)滲入日常教學(xué)環(huán)節(jié)中;另一方面,面向全校招募相關(guān)領(lǐng)域青年教師,鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生參與青年教師科研項(xiàng)目,并積極申報(bào)國(guó)家級(jí)和省級(jí)大學(xué)生科研項(xiàng)目。目前創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)全面覆蓋生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)全體學(xué)生,學(xué)生在解決科研問(wèn)題時(shí)逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用生物信息學(xué)知識(shí),如文獻(xiàn)查閱、目的基因序列的獲取、基因序列的分析方法等,提高了學(xué)生生物信息學(xué)知識(shí)和技術(shù)的實(shí)踐能力和理論理解力。
四、結(jié)語(yǔ)
生物信息學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重要的工具和載體[2],針對(duì)生物信息學(xué)課程的特點(diǎn),醫(yī)學(xué)院校生物信息課程的改革可進(jìn)一步加強(qiáng)理論教學(xué)的系統(tǒng)性、規(guī)范性和針對(duì)性,提高學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。在課程體系建設(shè)基礎(chǔ)上,大膽嘗試新的教學(xué)方法和手段,突出醫(yī)學(xué)特色,培養(yǎng)適用于現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)療的創(chuàng)新型生物學(xué)專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
1 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)特點(diǎn)
生物醫(yī)學(xué)信號(hào)其實(shí)就是人體內(nèi)發(fā)出的光、電、聲的信號(hào),但是基于人體內(nèi)的特點(diǎn),生物醫(yī)學(xué)信號(hào)與一般醫(yī)學(xué)信號(hào)相比,具有不同的特點(diǎn),比如:信號(hào)不強(qiáng),在母親體內(nèi)得到胎兒心電信號(hào)就非常微弱[1]。噪聲較強(qiáng),由于人體本身信號(hào)不強(qiáng),加上人體是一個(gè)綜合的復(fù)雜體,所以,信號(hào)非常容易遭受噪音影響。頻率范圍通常不高,其中除了心音信號(hào)頻譜有一點(diǎn)高以外,別的電生理信號(hào)頻譜都不高。隨機(jī)性較強(qiáng),生物醫(yī)學(xué)信號(hào)一方面是隨機(jī)的,同時(shí)也是平穩(wěn)的。正是由于這些特點(diǎn)的存在,讓生物醫(yī)學(xué)信號(hào)具有廣泛的應(yīng)用空間,對(duì)許多醫(yī)療診斷具有重要意義。
2 小波變換在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
2.1 在電腦信號(hào)方面的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的臨床電腦影像分析中,基本是采用目測(cè)標(biāo)注的模式來(lái)進(jìn)行,這種方法容易讓工作人員疲勞,并且誤差很大,造成臨床上多導(dǎo)EEG的“特征提取”與“數(shù)據(jù)壓縮”始終處于主觀處理上[2]。在分析過(guò)程中,窄窗口用于分析高頻,寬窗口用于分析低頻,這種分析方法體現(xiàn)了相對(duì)帶寬頻率分析與適應(yīng)變分辨分析思想,有效的克服了上面的缺陷,有效的提升了信號(hào)及時(shí)處理途徑。(1)EEG信號(hào)檢測(cè):在以往的瞬態(tài)檢測(cè)中,通常是利用傅立葉變變換和匹配濾波的方法來(lái)進(jìn)行,但是,后者在檢測(cè)中需要相關(guān)信號(hào)的支持,前者一般只對(duì)有周期性并且能持續(xù)發(fā)出的信號(hào)有效。而小波變換檢測(cè)具有突出局部特征的能力,對(duì)短時(shí)瞬變的低能量較為有效,而且不需要提前先驗(yàn)知識(shí)。利用小波變換中的多尺度分析,可以參照EEG中的棘慢波、偽差等不同尺度的表現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異常波的檢測(cè)。(2)EP信號(hào)檢測(cè):因?yàn)樾〔ㄗ儞Q利用的基波的頻率分辨率和時(shí)間各不相同,因此小波變換也使用于別的非平衡信號(hào)。在進(jìn)入2010年以來(lái),采用小波多分辨分析來(lái)提取誘發(fā)電位,在提高信噪比、減少刺激回合數(shù)等方面都研究已經(jīng)向前邁進(jìn)了一大步,在不久的將來(lái)有實(shí)現(xiàn)誘發(fā)電位單詞提取的可能。
2.2 在心電信號(hào)處理中的應(yīng)用
ECG作為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的重要組成部分,是非常適合利用時(shí)間尺度與時(shí)頻來(lái)進(jìn)行分析的。眾所周知,P、T、QRS就是ECG信號(hào)的組成部分,在這個(gè)組成中,各波的頻率特性有所不同。通過(guò)以上的分析可以得出,ECG是一種具有明顯時(shí)間尺度與時(shí)頻特征的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。(1)ECG信號(hào)檢測(cè)。QRS波群的檢測(cè)方法多種多樣,常用的主要有:面積法、閾值法、斜率法等[3],這些方法在使用過(guò)程中具有很多的弊端,如果遇見(jiàn)干擾嚴(yán)重等情況時(shí),通常錯(cuò)誤率較大。在最近的一些檢測(cè)中,有的工作人員將小波變換引入到了ECG信號(hào)特征值的獲取和識(shí)別中,而且對(duì)于解決上面的弊端起到了非常明顯的作用。 (2)ECG晚電位檢測(cè)。當(dāng)下,在累加平均是許多晚電位分析儀器檢測(cè)采用的主要手段。Meste有效的利用了小波變換對(duì)晚電位獲取進(jìn)行了討論。
2.3 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理方法
生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是研究從擾和噪聲淹沒(méi)的信號(hào)中提取有用的生物醫(yī)學(xué)信息的特征并作模式分類的方法。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的目的是要區(qū)分正常信號(hào)與異常信號(hào),在此基礎(chǔ)上診斷疾病的存在。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理廣泛地采用了數(shù)字信號(hào)分析處理方法:如對(duì)信號(hào)時(shí)域分析的相干平均算法;對(duì)信號(hào)頻域分析的快速傅立葉變換算法和各種數(shù)字濾波算法;對(duì)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的功率譜估計(jì)算法和參數(shù)模型方法;對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析的短時(shí)傅立葉變換、時(shí)頻分布(維格納分布)、小波變換、時(shí)變參數(shù)模型和自適應(yīng)處理等算法;對(duì)信號(hào)的非線性處理方法如混沌與分形、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等。
3 光學(xué)技術(shù)在癌癥診斷中的應(yīng)用
在癌癥診斷應(yīng)用中,將光線安裝在可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的儀器上,利用光在移動(dòng)中碰見(jiàn)組織而反射的路徑,這時(shí),光的許多特征就可以為觀察者提供許多的人體內(nèi)在結(jié)構(gòu)觀察窗口。光學(xué)人體掃描儀主要是為了定位、診斷、識(shí)別人體內(nèi)部患處的問(wèn)題,對(duì)患者內(nèi)部相關(guān)部位進(jìn)行照亮,讓觀察人員了解到患處與周?chē)鷥?nèi)在結(jié)構(gòu)之間的不同之處,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的診斷。
自體熒光技術(shù);在癌癥診斷中,光譜技術(shù)很早的已經(jīng)得到了使用,主要起源于光動(dòng)力學(xué)質(zhì)量研究階段。在70年代左右,眾多癌癥專家都在嘗試著將光敏熒光法應(yīng)用到癌癥診斷中,并且取得了理想的效果。但是,利用這種技術(shù)進(jìn)行診斷時(shí),患者必須提前注射抗光敏藥物,但是,這種藥物存在著很多副作用,所以,這種診斷方法不能大量使用。為了克服這種診斷的弊端,“自體熒光法”檢測(cè)激光誘導(dǎo)的腫瘤組織自體特征熒光的方法得到了許多人的關(guān)注。
國(guó)內(nèi)一些專家進(jìn)行了大量的共振喇曼光譜、血清自體熒光實(shí)驗(yàn)研究、進(jìn)行了許多的統(tǒng)計(jì)分析,通過(guò)波長(zhǎng)激光對(duì)患者的血清處理變化,觀察自體熒光的信號(hào)變化與共振喇曼峰二者之間有無(wú)明顯差異性,進(jìn)而對(duì)癌癥患者進(jìn)行診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明:食道癌、胃癌、胰島癌等癌癥患者在經(jīng)過(guò)血清激光作用治療后,喇曼光譜有明顯的差異性[4], 并且熒光信號(hào)強(qiáng)度在降低,熒光峰發(fā)生了變化,變化幅度與正常人相比要大得多。
一些癌癥學(xué)者又通過(guò)自體熒光體側(cè)檢測(cè)系統(tǒng)在結(jié)腸鏡下測(cè)量獲取組織自體熒光光譜,在對(duì)光譜進(jìn)行判別分類時(shí),是采用的多元判別法。實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:所采用的多元判別法可以依靠很高的特異性與靈敏性來(lái)分別腫瘤組織和正常組織。
關(guān)鍵詞:E-utilities;Entrez數(shù)據(jù)庫(kù);生物技術(shù)信息中心;數(shù)據(jù)管道
自2003年,美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書(shū)館下屬的生物技術(shù)信息中心第一版NLM歸檔和交換標(biāo)記套件以來(lái)[1],基于NCBI可編程開(kāi)發(fā)工開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)挖掘的產(chǎn)品便大量問(wèn)世。如由陳朝美開(kāi)發(fā)的可視化文獻(xiàn)引文分析工具CiteSpace[2],也有多個(gè)針對(duì)某一特定領(lǐng)域的數(shù)據(jù)挖掘工具[3]。
1 應(yīng)用程序編程接口
API是提供應(yīng)用程序與開(kāi)發(fā)人員基于某軟件或硬件得以訪問(wèn)的能力,而又無(wú)需訪問(wèn)源碼,或理解內(nèi)部工作機(jī)制的細(xì)節(jié)。一些桌面操作系統(tǒng)如Windows、Linux,移動(dòng)端操作系統(tǒng)Android、IOS等都提供有相應(yīng)的API于開(kāi)發(fā)人員,以便開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)用戶需要的軟件。E-utilities便是NCBI提供給開(kāi)發(fā)人員使用的結(jié)構(gòu)化接口--API接口。
2 E-utilities組成
E-utilities是一組9個(gè)服務(wù)器端程序組成的,包括:①EInfo:提供在給定數(shù)據(jù)庫(kù)的每個(gè)字段索引記錄的數(shù)量;數(shù)據(jù)庫(kù)的最后更新日期;從數(shù)據(jù)庫(kù)中可用的鏈接到其他Entrez數(shù)據(jù)庫(kù);②ESearch:在給定的數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢匹配的唯一標(biāo)識(shí)符列表的文本查詢的響應(yīng);查詢的術(shù)語(yǔ)翻譯;③EPost:從指定數(shù)據(jù)庫(kù)中接受UIDs列表,在歷史服務(wù)器上存儲(chǔ)該套內(nèi)容;響應(yīng)查詢和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,上傳數(shù)據(jù)集;④ESummary:給定的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)UIDs列表,相應(yīng)的文檔摘要反饋;⑤EFetch:給定的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)UIDs列表,相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄的以指定的格式反饋;⑥ELink:給定的數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)UIDs列表,既有相同數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的UIDs列表,又有其他Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)中的UIDs列表;從一個(gè)或者多個(gè)UIDs中檢查指定鏈接的存在;通過(guò)原LinkOut提供的一個(gè)創(chuàng)建特殊UID和數(shù)據(jù)庫(kù)或者LinkOut URLs和多個(gè)UIDs屬性創(chuàng)建超鏈接;⑦EGQuery:在每個(gè)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)中,反饋一個(gè)應(yīng)用大量數(shù)據(jù)匹配的文本查詢;⑧Espell:給定的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢用的一個(gè)文本拼寫(xiě)的建議;⑨EcitMatch:檢索PMID相關(guān)的一組輸入引用字符串。
3 Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)
Entrez是NCBI開(kāi)發(fā)的跨數(shù)據(jù)庫(kù)檢索系統(tǒng),通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的檢索界面和檢索詞,可以檢索NCBI開(kāi)發(fā)的所有數(shù)據(jù)庫(kù),包括PubMed在內(nèi)的40個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。
任何計(jì)算機(jī)語(yǔ)言均可通過(guò)E-utilities訪問(wèn)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言將輸入到軟件的參數(shù)翻譯為可用于檢索和檢索請(qǐng)求的統(tǒng)一資源定位器語(yǔ)法。結(jié)合E-utilities組件,在應(yīng)用中形成定制數(shù)據(jù)管道。每個(gè)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)記錄都帶有UID,一個(gè)不可重復(fù)的ID。例如,有的UID為核酸和蛋白的GI數(shù)字,PubMed的PMIDs,又或者是分子模型數(shù)據(jù)ID。通過(guò)E-utilities訪問(wèn)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程見(jiàn)圖1。
圖1 Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的過(guò)程
4 Entrez的歷史服務(wù)器
Entrez系統(tǒng)的一個(gè)強(qiáng)大功能是在服務(wù)器上可以儲(chǔ)存一組檢索UID,以便他們能夠隨后組合或者提供其他E-utility輸入響應(yīng)。Entrez歷史服務(wù)器提供這一服務(wù),并且可在Entrez檢索頁(yè)面使用Preview/Index或History鍵在Web上訪問(wèn)。每一個(gè)E-utilities組件都能訪問(wèn)歷史服務(wù)器,&query_key標(biāo)簽分配UID和&WebEnv編碼cookie字符串。EPost允許任何一組UID上傳到歷史服務(wù)器中,并返回查詢鍵和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在&usehistory被設(shè)置為y時(shí),ESearch同樣能夠?qū)⑤敵鲆唤MUID到歷史服務(wù)器;在&cmd被設(shè)置成neighbor_history時(shí)ELink也可以輸出到歷史服務(wù)器。EPost或ESearch的結(jié)果查詢和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都能被用于替代ESummary、EFetch和ELink。
在歷史服務(wù)器上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都能接受任意數(shù)量的查詢關(guān)鍵詞。通過(guò)采用布爾邏輯操作符組合的不同的數(shù)據(jù)集或者進(jìn)行其他Entrez查詢。必須在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下兩個(gè)數(shù)據(jù)集的組合。默認(rèn)情況下,連續(xù)的E-utility請(qǐng)求產(chǎn)生查詢鍵,如果不是在相同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,為了克服這一點(diǎn),每個(gè)E-utility請(qǐng)求都在最初請(qǐng)求之后在已有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)置&WebEnv參數(shù)值。
5 利用E-utility請(qǐng)求創(chuàng)建Entrez應(yīng)用
可以使用單個(gè)的URL通過(guò)E-utilities訪問(wèn)Entrez;當(dāng)連續(xù)的E-utility URL結(jié)合,則需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)管道,便可發(fā)揮其最大作用。使用這樣的管道時(shí),Entrez歷史服務(wù)器會(huì)通過(guò)允許在連續(xù)E-utility響應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸而簡(jiǎn)化復(fù)雜的檢索任務(wù)。E-utilities組合見(jiàn)表1,箭頭代表的是從一個(gè)E-utility到另一個(gè)的db,WebEnv和query_key值。
6 E-utility DTDs
除了EFetch,每一個(gè)E-utilities組件均能輸出單個(gè)的符合NLM文檔類型定義標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言輸出格式。E-utility返回的XML標(biāo)題中,提供了這些NLM DTDs的鏈接。ESummary可以為每個(gè)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)生成唯一的XML DocSums。正因?yàn)槿绱?,每個(gè)Entrez數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于DocSums來(lái)說(shuō),有一個(gè)唯一的NLM DTD。Efetch可以生成并輸出各種格式,也可以是XML。這些個(gè)XML格式大部分都符合NLM DTDs,或者與Entrez有關(guān)的特定模式。
7 結(jié)語(yǔ)
隨著生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量的不斷增加,如何從海量信息中高效率挖掘出所需文獻(xiàn),是所有醫(yī)學(xué)研究者所需要掌握的技能。
參考文獻(xiàn):
[1]鄒強(qiáng),袁慶,康林,等.Pubmed Central 的數(shù)字化出版簡(jiǎn)介[J].中國(guó)科技期刊研究,2014,25(2):240-242.
一、從當(dāng)代藝術(shù)中尋出藝術(shù)之根
當(dāng)代中學(xué)生喜歡流行音樂(lè),喜歡行為藝術(shù)。我們首先要肯定這些作品中所包含的積極的審美趨向,如流行樂(lè)中歡快的節(jié)奏、充滿青春的火熱激情,行為藝術(shù)對(duì)哲學(xué)的深層思考等等。但多數(shù)作品還是通過(guò)感官刺激而成為中學(xué)生的新貴。據(jù)調(diào)查顯示:喜歡新型藝術(shù)形態(tài)的中學(xué)生大多數(shù)并不能理解作品中一些深層次的藝術(shù)思想,更多的只是叛逆心理的一種宣泄、一種對(duì)多數(shù)人追捧對(duì)象的盲目追捧、一種?!翱帷?。然而作為藝術(shù)本身而言,更主要強(qiáng)調(diào)的是對(duì)美的追求,即使是在今天極具個(gè)性化的時(shí)代,盡管藝術(shù)的表達(dá)方式、形式不一樣,積極向上的精神面貌仍是藝術(shù)作品的主流趨勢(shì)。作為引導(dǎo)者,要能夠從這些學(xué)生喜歡的當(dāng)代藝術(shù)品中,挖掘藝術(shù)本質(zhì)的東西,讓他們從中認(rèn)識(shí)到藝術(shù)的本質(zhì),這是藝術(shù)欣賞中的首要任務(wù)。中學(xué)生最喜歡的藝術(shù)形式有RAP、街舞、商業(yè)大片等,而靜態(tài)的作品幾乎走不進(jìn)他們的生活。對(duì)于這些藝術(shù)作品,我們要善于引導(dǎo),對(duì)學(xué)生不能忙著否定。這些流行的時(shí)尚的藝術(shù)形式能流行開(kāi)來(lái),是有著它獨(dú)特的形式美的。歡快的節(jié)奏、鮮明的色彩、瑯瑯上口的語(yǔ)言等,這些藝術(shù)語(yǔ)言中學(xué)生是很難上升到美的高度的。“只緣身在此山中”,欣賞這類作品時(shí),如何上升作品的藝術(shù)高度,摒棄作品中的糟粕?我們可以嘗試從學(xué)生了解作品中的量上面入手,在原有了解的數(shù)量基礎(chǔ)上,再次拓寬學(xué)生的視野,使他們不再局限于校園中流行的作品的數(shù)量;通過(guò)在課堂上的提高問(wèn)答,逐步讓學(xué)生明白這些藝術(shù)作品為何會(huì)流行,從而了解這些作品中的形式美、語(yǔ)言美等,進(jìn)一步貼近藝術(shù)的本質(zhì)。對(duì)藝術(shù)感悟能力較強(qiáng)的學(xué)生甚而可引導(dǎo)他們形成對(duì)流行藝術(shù)的批判眼光,從中尋找美。前期大量的工作之后,我們可再?gòu)乃囆g(shù)的根本對(duì)學(xué)生灌輸多元化的審美取向,并向多種藝術(shù)形式拓展,包括許多靜態(tài)作品,如繪畫(huà)、雕塑等。
二、從傳統(tǒng)優(yōu)秀作品中感受多元化的審美傾向
前面提到,古今中外優(yōu)秀的藝術(shù)作品瀚如星海,而且中學(xué)生對(duì)這些作品的理解有一種抵觸情緒,不愿去關(guān)注它們。
隨著年代的久遠(yuǎn),要去把握這些作品的思想內(nèi)涵、藝術(shù)特色是有一定難度的,所以我們要求對(duì)中學(xué)生重點(diǎn)以感受為主、了解為主,開(kāi)拓多元化的審美趨向。作為教者,面對(duì)眾多的藝術(shù)作品我們也需要作一個(gè)分門(mén)別類的整理工作,按藝術(shù)史的發(fā)展方向進(jìn)行梳理,將同時(shí)代不同藝術(shù)形式的作品放在一起比較閱讀,將古典的與當(dāng)代的作品放在一起進(jìn)行比較閱讀,將平面與立體的放在一起比較閱讀。通過(guò)反復(fù)比較作品,不同的、相同的審美趨向就顯而易見(jiàn)了。這時(shí),我們需要用第一階段的階段性成果作為一個(gè)引導(dǎo):什么是流行?古典的作品流不流行?古人的作品是不是比當(dāng)代的作品形式差?這是一個(gè)帶有幽默感的時(shí)髦話題,很容易吸引住在流行中有所提高的學(xué)生的注意力。 古人和我們現(xiàn)代人一樣,在物質(zhì)需要得到滿足之后,也需要豐富的精神追求。對(duì)美的追求與向往,往往古典作品的出現(xiàn)也是屬于那個(gè)時(shí)代流行的產(chǎn)物,無(wú)論是貝多芬還是華彥鈞,無(wú)論是米開(kāi)朗基羅還是畢加索,無(wú)論是半坡文化的陶紋罐還是明清的青花瓷,它們都屬于那個(gè)時(shí)代的流行文化、尖端文化,而且隨著文化層的積淀,這些帶著鮮明時(shí)代特征的作品已深深烙上了獨(dú)特的美感,有很多的藝術(shù)成就,連我們現(xiàn)代人也是無(wú)法達(dá)到的。像達(dá)芬奇的繪畫(huà)作品、貝多芬等大音樂(lè)家的交響樂(lè)作品,當(dāng)今有幾人能夠達(dá)到甚至超越?這樣引發(fā)起學(xué)生對(duì)時(shí)代久遠(yuǎn)作品的好奇之心后,再?gòu)闹懈惺芏嘣膶徝磊呄?,就?jiǎn)單、明了多了。
三、從個(gè)性化的作品中提升獨(dú)特的審美情趣
在人的審美中,受文化教育、成長(zhǎng)環(huán)境等諸多因素的影響,最終還會(huì)形成一些獨(dú)特的審美情趣,這就是個(gè)性化審美。在多元化審美基礎(chǔ)上形成的個(gè)性審美,不再是盲從的,在肯定多元審美的基礎(chǔ)上形成的審美觀,是對(duì)多元審美的進(jìn)一步提升。當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)個(gè)性化的時(shí)代,我們不能對(duì)學(xué)生統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),也不能是僅僅拓展審美范圍。學(xué)生會(huì)在成長(zhǎng)的過(guò)程中,產(chǎn)生臺(tái)階式的上升,或者是審美方向的改變。對(duì)此,教育要能夠敏銳地捕捉到,并加以引導(dǎo),使學(xué)生形成積極健康的審美觀。最終,學(xué)生通過(guò)各類批判欣賞之后,會(huì)形成自己獨(dú)特的審美。
20世紀(jì)初,第一次世界大戰(zhàn)以前所使用的材料為第一代生物醫(yī)學(xué)材料。代表材料有石膏、金屬、橡膠以及棉花等物品。這一代的材料大都已被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所淘汰。第二代生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展是建立在醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)(尤其是高分子材料學(xué))、生物化學(xué)、物理學(xué)以及大型物理測(cè)試技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上的,研究人員也多由材料學(xué)家和醫(yī)生來(lái)?yè)?dān)任。代表材料有經(jīng)基磷灰石、磷酸三鈣、聚經(jīng)基乙酸、聚甲基丙烯酸輕乙基醋、膠原、多膚、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫(yī)學(xué)材料一樣,其研究思路仍舊是從改善材料本身的力學(xué)性能和生化性能,使其在生理環(huán)境下能夠長(zhǎng)期地替代生物組織。第三代生物醫(yī)學(xué)材料川是一類具有促進(jìn)人體自身修復(fù)和再生作用的生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料。它是在生物體內(nèi)各種細(xì)胞組織、生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)抑素及生長(zhǎng)機(jī)制的結(jié)構(gòu)和性能的基礎(chǔ)上建立的叫,由具有生理“活性”的組元及控制載體的“非活性”組元構(gòu)成,有較理想的修復(fù)再生效果。它通過(guò)材料之間的復(fù)合、材料與活細(xì)胞的融合、活體組織和人工材料的雜交等手段,賦予材料特異的靶向修復(fù)、治療和促進(jìn)作用,從而使病變組織大部分甚至全部由健康的再生組織取代。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bonemorphogenetieprotein,BMP)材料是第三代生物醫(yī)學(xué)材料中的代表。表1列出了近年來(lái)生物陶瓷復(fù)合材料的發(fā)展情況〕。
2生物醫(yī)學(xué)材料的分類
2.1生物醫(yī)學(xué)金屬材料(biomedicalmetallicmeterials)
生物醫(yī)用金屬材咪斗通常采用合金或欽金,具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞特性,是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植人材料川,主要有鉆合金(C。一Cr一Ni)、欽合金(Ti一6AI一4V)和不銹鋼的人工關(guān)節(jié)和人工骨〔7口。鎳欽形狀記憶合金具有形狀記憶特性和智能性,可用于矯形外科、心血管外科等。
2.2生物醫(yī)學(xué)高分子材料(biomediealpolymer)
生物醫(yī)學(xué)高分子材料有天然和合成兩種,其中合成高分子材料發(fā)展較快。合成的軟性材料常用作人體軟組織(如血管、食道和指關(guān)節(jié)等)的代用品;合成的硬性材料則用作人工硬腦膜、人工心臟瓣膜的球形閥等;液態(tài)的合成材料(如室溫硫化硅橡膠)可作為注人式組織修補(bǔ)材料閣。
2.3生物醫(yī)學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料或生物陶瓷(biomediealeeramies)
生物陶瓷的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括兩類:①惰性生物陶瓷(如氧化鋁、醫(yī)用碳素材料等),這類材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性能良好,分子中化學(xué)鍵的作用力較強(qiáng);②生物活性陶瓷(如輕基磷灰石和生物活性玻璃等),此類材料能在生理環(huán)境中逐步降解、吸收,或與生物機(jī)體形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵,因而具有極為廣泛的發(fā)展前景。
2.4生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料(biomediealeomposlites)
生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同材料復(fù)合而成的,主要用于修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能,也可用作人工器官的制造。其中鉆欽合金和聚乙烯組織假體常用作人工關(guān)節(jié);被欽合成材料作為人工股骨頭在臨床上有良好的應(yīng)用;高分子材料與生物高分子(如酶、抗原、抗體和激素等)結(jié)合可以作為生物傳感器。
2.5生物醫(yī)學(xué)衍生材料(biOI.刃iadded目叮.妞dais)
生物醫(yī)學(xué)衍生材料是由經(jīng)過(guò)特殊處理的天然生物組織衍生而成的。經(jīng)過(guò)處理的生物衍生材料是無(wú)生物活性的材料,但其具有類似天然組織的構(gòu)型和功能,在維持人體動(dòng)態(tài)的修復(fù)和替換中具有重要作用,如皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等〔9]。
3生物醫(yī)學(xué)材料的市場(chǎng)現(xiàn)狀
生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)是一種發(fā)展迅猛的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。1992一1995年,其銷量的全國(guó)增長(zhǎng)率為7%一12%,超過(guò)全球經(jīng)濟(jì)的一般發(fā)展水平,在亞洲地區(qū)發(fā)展最快,增長(zhǎng)率達(dá)到22%。根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(oganizationofeeonomiceorporationanddevelopment,OECD)預(yù)算[5〕,到2010年生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)銷售額將達(dá)到4000億美元(藥物市場(chǎng)的銷售額)。隨著材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人體器官的廣泛應(yīng)用,生物醫(yī)學(xué)材料這門(mén)新興的交叉型學(xué)科已經(jīng)成為新技術(shù)革命的一個(gè)重要組成部分。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)形成了新型的生物醫(yī)學(xué)材料工業(yè)體系,其生產(chǎn)廠家由過(guò)去的商品材料工廠轉(zhuǎn)為專業(yè)的生產(chǎn)工廠。生物醫(yī)學(xué)材料的產(chǎn)品數(shù)目眾多,僅高分子材料在全球醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用已達(dá)到90多個(gè)品種,1800多種制品[‘o。1990~1995年,世界生物醫(yī)學(xué)材料市場(chǎng)以每年大于20%的速度增長(zhǎng),中國(guó)雖然增長(zhǎng)較快,但由于起點(diǎn)低,其市場(chǎng)份額只占全球市場(chǎng)的1.6%。近年來(lái),生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,其經(jīng)濟(jì)地位同信息、汽車(chē)產(chǎn)業(yè)相當(dāng)。現(xiàn)將世界各地區(qū)生物醫(yī)學(xué)材料的市場(chǎng)狀況。當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)仍以常規(guī)材料占主導(dǎo)地位。2000年全球醫(yī)療器械市場(chǎng)的銷售額己達(dá)1650億美元,其中生物醫(yī)學(xué)材料及制品約占40%一50%[ll〕。20世紀(jì)90年代,全球醫(yī)療器械銷售額的平均年增長(zhǎng)率為n%左右,1999~2004年有所增加,其中發(fā)展中國(guó)家增長(zhǎng)最快。例如,除日本外的亞洲地區(qū)其銷售額從200。年占全球市場(chǎng)份額的17%(280億美元)增長(zhǎng)至2005年的25%,其中矯形外科修復(fù)材料和制品的銷售額在全球市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率可達(dá)26%(1999~2005年)。預(yù)計(jì)工程化組織和器官上市后,可開(kāi)拓800億美元的新市場(chǎng);人造皮膚、組織粘合劑及術(shù)后防粘連制品的年增長(zhǎng)率可達(dá)45%;心血管系統(tǒng)修復(fù)材料、血液凈化材料、藥物緩釋材料等領(lǐng)域也呈高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)〔‘2〕。目前,比較有代表性的生物醫(yī)學(xué)材料包括:①用于人工器官及代用品制造的膨體聚四氟乙烯、低溫各向同性碳、表面修飾與交聯(lián)的血紅蛋白、碳化硅脂和超高分子量聚乙烯等;②用于人工關(guān)節(jié)及骨骼替代的高分子量、高密度聚乙烯,氧化鋁陶瓷,甲基丙烯酸甲酷和苯乙烯的共聚物等;③用于人工膜替換的甲基烯酸醋類共聚水凝膠、硅橡膠聚甲基丙烯酷等;④用于應(yīng)用粘合劑的亞甲基丙二酸酷、明膠、蛋白膠等。
4我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展前景
我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)起步較晚,但在政府的大力支持下,已取得了一批較高水平的科研成果。如生物活性骨、關(guān)節(jié)系統(tǒng)替換材料、人工心臟瓣膜以及眼科手術(shù)類高分子復(fù)合材料等。國(guó)家科技部資料表明〔’3〕,1996一200。年間,我‘國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料市場(chǎng)需求的年均增長(zhǎng)率達(dá)到27%,比全球的增長(zhǎng)速度高出10個(gè)百分點(diǎn)。其中生物醫(yī)學(xué)材料制品的市場(chǎng)增長(zhǎng)更加迅猛,例如2000年我國(guó)人工關(guān)節(jié)市場(chǎng)需求量的年均增長(zhǎng)率高達(dá)30%,遠(yuǎn)高于美國(guó)同期的4%;“九五”期間國(guó)家的“復(fù)明計(jì)劃’,[1叼規(guī)定,每年生產(chǎn)5萬(wàn)套人工晶體以滿足市場(chǎng)的需求;我國(guó)國(guó)內(nèi)每年消耗接人人體內(nèi)的導(dǎo)管1億多條,而且需求量還在不斷增長(zhǎng)。但是我國(guó)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)材料的生產(chǎn)仍然處于初級(jí)階段,其產(chǎn)值還不到全球份額的千分之一,且增長(zhǎng)緩慢,1996一2001年,我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)值的年均增長(zhǎng)率只有2%左右。國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)材料與國(guó)外同類產(chǎn)品相比,存在4個(gè)突出的問(wèn)題:①仿制品多,缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);②銷售價(jià)格低,但檔次和質(zhì)量也低;③企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小,難以形成規(guī)模效應(yīng);④研發(fā)投入少,產(chǎn)品技術(shù)含量較低。與此同時(shí),外商的大批涌人,不僅帶來(lái)了大量具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,同時(shí)還展開(kāi)專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的競(jìng)爭(zhēng)。2000年底國(guó)內(nèi)公司在我國(guó)注冊(cè)生產(chǎn)的生物醫(yī)學(xué)材料及制品只有53種、,而國(guó)際醫(yī)療器械生產(chǎn)公司在我國(guó)注冊(cè)生產(chǎn)、銷售的品種多達(dá)300多種睡〕。因此,本文建議從以下幾個(gè)方面提升我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
4.1確立重點(diǎn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品
復(fù)合材料作為硬組織修復(fù)材料的主體,有效地解決了材料的強(qiáng)度、韌性及生物相容性的問(wèn)題,是生物醫(yī)學(xué)材料新品種開(kāi)發(fā)的重點(diǎn),在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用哪〕。目前研究較多的是合金、碳纖維、無(wú)機(jī)材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的復(fù)合以及血液凈化劑的開(kāi)發(fā)。這些生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)該作為我國(guó)今后重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。
4.2構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)體系
生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)體系必須以生物醫(yī)學(xué)材料企業(yè)為技術(shù)創(chuàng)新的主體,充分發(fā)揮科研院所、大專院校的帶頭作用,實(shí)行產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合,成立學(xué)科齊全、隊(duì)伍精干、人才結(jié)構(gòu)合理的生物醫(yī)學(xué)材料科研隊(duì)伍,開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物醫(yī)學(xué)高新技術(shù)產(chǎn)品。
4.3加強(qiáng)對(duì)外合作與交流
加強(qiáng)對(duì)外合作與交流必須積極參加國(guó)際間的技術(shù)交流與合作,學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),及時(shí)掌握生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)在國(guó)際上的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì),積極引進(jìn)、消化和吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),強(qiáng)化“產(chǎn)品國(guó)際化”的意識(shí),在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上要緊緊跟隨甚至超越國(guó)際潮流,增強(qiáng)我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。
英文名稱:Progress in Modern Biomedicine
主管單位:黑龍江省衛(wèi)生廳
主辦單位:黑龍江省紅十字醫(yī)院;黑龍江省森工總醫(yī)院
出版周期:半月
出版地址:黑龍江省哈爾濱市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1673-6273
國(guó)內(nèi)刊號(hào):23-1544/R
郵發(fā)代號(hào):14-12
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:2001
期刊收錄:
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊:
期刊榮譽(yù):
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
生物醫(yī)學(xué)工程(biomedicalengineering,BME)是20世紀(jì)50年代形成的一門(mén)獨(dú)立的邊緣科學(xué),現(xiàn)代醫(yī)療器械則是這一新興學(xué)科的產(chǎn)品形式。它是工程技術(shù)向醫(yī)學(xué)科學(xué)滲透的必然結(jié)果。20世紀(jì)50年代以來(lái),心腦血管疾病、癌癥、糖尿病等現(xiàn)代文明流行病開(kāi)始威脅人類健康。因此,醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)一步完善和發(fā)展不是以定性觀察、現(xiàn)象歸納為方法學(xué)特征的醫(yī)學(xué)本身所能解決的,它必須和以定量觀測(cè)、系統(tǒng)分析為方法學(xué)特征的工程科學(xué)相結(jié)合,并綜合運(yùn)用各種已有的和正在發(fā)展的高新技術(shù),才有可能逐步解決這些問(wèn)題。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程已成為生命科學(xué)的重要支柱,是21世紀(jì)最具有潛在發(fā)展優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)先科技之一[1]。
1、什么是生物醫(yī)學(xué)工程?
1.1含義
生物醫(yī)學(xué)工程是一個(gè)新興的多學(xué)科交叉領(lǐng)域,其內(nèi)涵是:工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合以認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的“定量”規(guī)律,并用以維持、改善、促進(jìn)人的健康。“生物醫(yī)學(xué)工程”這個(gè)詞匯蘊(yùn)含了三個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的相互影響:生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)。生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生命科學(xué)和工程技術(shù)的理論、方法、手段,研究人類及其他生命現(xiàn)象結(jié)構(gòu)功能的理、工、醫(yī)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科,是多種工程技術(shù)學(xué)科向生命科學(xué)滲透和相互交叉的結(jié)果,并已成為生命科學(xué)的重要支柱。生物醫(yī)學(xué)工程是應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué),主要服務(wù)于人類疾病的診斷、預(yù)防、監(jiān)護(hù)、治療及保健、康復(fù)等方面;生物醫(yī)學(xué)工程的主要研究任務(wù)是利用工程技術(shù)手段解決醫(yī)學(xué)診斷、治療和信息化管理等問(wèn)題,為醫(yī)學(xué)提供高技術(shù)含量的現(xiàn)代醫(yī)療裝備。
1.2內(nèi)容與領(lǐng)域
生物醫(yī)學(xué)工程的研究?jī)?nèi)容可分為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面。基礎(chǔ)研究,包括生物力學(xué)、生物控制、生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞、生物醫(yī)學(xué)信息的提取與處理、生物材料學(xué)、生物系統(tǒng)的建模與仿真、各種物理因子的生物效應(yīng)等;應(yīng)用研究,直接為醫(yī)學(xué)服務(wù),包括生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與傳感技術(shù),生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù),醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù),人工器官、醫(yī)用制品和儀器,康復(fù)與治療工程技術(shù)等。后者是醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域中最主要的內(nèi)容之一,它的成果直接推動(dòng)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,效果最明顯、最迅速,所以特別受醫(yī)學(xué)工程人員和醫(yī)生的重視。
2課程安排
根據(jù)我國(guó)《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,生物醫(yī)學(xué)工程高技術(shù)專項(xiàng)將按照當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療影像設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備、腫瘤物理治療設(shè)備等11大類產(chǎn)品,強(qiáng)化新型醫(yī)用植入器械和人工器官、數(shù)字化與智能化醫(yī)療裝備、可生物降解醫(yī)用高分子及藥物控釋載體、醫(yī)療監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程診療系統(tǒng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。針對(duì)這一方向,我們將設(shè)定14次課,分別介紹各項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品或領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展,讓學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科有個(gè)整體的了解和認(rèn)識(shí)。課程設(shè)置如下[2]:
1.生物醫(yī)學(xué)工程概況:介紹生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科概況、發(fā)展歷程、學(xué)科內(nèi)容、工程分支,以及國(guó)內(nèi)外高校建設(shè)發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的情況。
2.組織工程學(xué):應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和工程學(xué)的原理,吸收現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、材料與工程學(xué)等學(xué)科的科研精華,在體內(nèi)或體外構(gòu)建組織和器官,以維持、修復(fù)、再生或改善損傷組織和器官功能,是繼細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)之后,生命科學(xué)發(fā)展史上又一新的里程碑,標(biāo)志著醫(yī)學(xué)將走出器官移植的范疇,步入制造組織和器官的新時(shí)代。目前組織工程已經(jīng)成為再生醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展的核心與主要方向。
3.生物材料學(xué):研究與生物體(特別是人體)組織、血液、體液相接觸或作用時(shí),不凝血、不溶血、不引起細(xì)胞突變、畸變和癌變,不引起免疫排異和過(guò)敏反應(yīng),無(wú)毒、無(wú)不良反應(yīng)的特殊功能材料。許多重點(diǎn)院校和科研單位都成立了相應(yīng)的研究機(jī)構(gòu),從事生物材料及制品的開(kāi)發(fā)研究,在天然高分子和合成高分子、無(wú)機(jī)和金屬生物材料研究方面均取得了舉世公認(rèn)的成果。
4.人工器官:主要研究人體組織與器官的再生、修復(fù)與替代。人工器官在臨床上的應(yīng)用,挽救了不少垂危的生命,為臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展開(kāi)拓了新途徑。目前人工器官的研究和應(yīng)用已基本遍及人體全身。
5.生物傳感器技術(shù):使用固定化的生物分子結(jié)合換能器,用來(lái)偵測(cè)生物體內(nèi)或體外的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)或與之起特異互作用后產(chǎn)生響應(yīng)的技術(shù)。目前,生物傳感器正朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展:①向高性能、微型化、一體化方向發(fā)展;②生化檢測(cè)的智能化系統(tǒng);③仿生生物學(xué)的發(fā)展。
6.生物系統(tǒng)的建模與仿真:對(duì)生物體在細(xì)胞、器官和整體等各層面的參數(shù)及其相互關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,并用計(jì)算機(jī)求解該模型以分析和預(yù)測(cè)各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制和狀態(tài)。研究領(lǐng)域涵蓋生物力學(xué)、復(fù)雜生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的建模與仿真等領(lǐng)域,主要采用計(jì)算力學(xué)、圖形圖像分析和數(shù)學(xué)建模等方法,對(duì)生物醫(yī)學(xué)中的科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模和分析。
7.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù):生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)與處理幾乎成為了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科共同的研究方向。從生物體中獲取各種生物醫(yī)學(xué)信息,并將其轉(zhuǎn)換為易于檢測(cè)和處理的電信號(hào)。
8.醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù):研究如何將人體有關(guān)生理、病理的信息提取出來(lái)并顯示為直觀的圖像、圖形方式,或?qū)σ延械尼t(yī)學(xué)圖像進(jìn)行分析處理,為疾病的早期診斷和治療提供了可能性,也為臨床診斷引入了新的概念。
9.數(shù)字化X射線影像技術(shù)及設(shè)備:數(shù)字化X射線影像技術(shù)現(xiàn)已成為臨床診斷的最主要手段。涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括:直接數(shù)字化平面X射線影像技術(shù);數(shù)字化X射線三維影像技術(shù);低劑量CT、容積CT等。
10.磁共振影像技術(shù)及設(shè)備:磁共振影像是檢測(cè)人體解剖、生理和心理信息的多因素、多層面和多對(duì)比度成像設(shè)備。
11.核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)及設(shè)備:核醫(yī)學(xué)成像是對(duì)放射性核素標(biāo)記化合物的體內(nèi)生化過(guò)程成像的裝備,是目前能夠在臨床應(yīng)用的最主要的分子成像手段。涉及的關(guān)鍵技術(shù):?jiǎn)喂庾訑鄬映上?SPECT)技術(shù)和系統(tǒng)、正電子發(fā)射(PET)影像技術(shù)和系統(tǒng)、PET與CT融合技術(shù)等。
12.數(shù)字化超聲波成像技術(shù)及設(shè)備:超聲成像設(shè)備在四大影像設(shè)備中使用最為廣泛。目前重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)包括:多波束成像技術(shù)、諧波成像技術(shù)、多角度復(fù)合成像技術(shù)、三維成像技術(shù)、電容式微機(jī)械超聲換能器、彩色超聲成像設(shè)備系統(tǒng)、數(shù)字黑白超聲影像設(shè)備等。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
13.醫(yī)學(xué)納米技術(shù)和納米材料:可運(yùn)載腫瘤標(biāo)志物分子的特異性抗體、腫瘤治療藥物以及造影劑等新的高效藥物(基因)載體;發(fā)展納米尺度的顯微探針成像技術(shù);發(fā)展用于組織再生修復(fù)的納米生物材料;建立用于納米材料健康與安全評(píng)價(jià)的技術(shù)與方法,都是當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展方向。
14.康復(fù)工程技術(shù):重點(diǎn)發(fā)展假肢仿生智能控制技術(shù)、低成本假肢矯形、適應(yīng)不同功能障礙者工作和學(xué)習(xí)的環(huán)境控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程交流、認(rèn)知功能康復(fù)、人工電子耳蝸漢語(yǔ)識(shí)別、電子助視、老年人室內(nèi)安全監(jiān)護(hù)等技術(shù)。
3教學(xué)模式的探索
針對(duì)課程本身的特點(diǎn)和學(xué)生認(rèn)知的特點(diǎn),設(shè)想從以下幾個(gè)方面探索課程的教學(xué):
3.1多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)具有直觀、生動(dòng)、易于理解的特點(diǎn),并可節(jié)約教學(xué)時(shí)間,提高效率。由于每次課針對(duì)的是某項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)理論知識(shí)和行業(yè)動(dòng)態(tài)的介紹,涉及的知識(shí)點(diǎn)多且泛,采用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行教學(xué),形象直觀,趣味性強(qiáng),可以使學(xué)生印象深刻,降低了抽象知識(shí)的理解難度和記憶難度,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.2優(yōu)化課程內(nèi)容,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
在教學(xué)中注意把握課程的整體體系,強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)點(diǎn)和適用性。教學(xué)重點(diǎn)清晰,適當(dāng)補(bǔ)充行業(yè)最新動(dòng)態(tài)作為課外知識(shí)。課堂授課的重點(diǎn)應(yīng)放在概念的理解和相關(guān)模型的建立。同時(shí),應(yīng)創(chuàng)造條件充實(shí)參觀和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓復(fù)雜的理論實(shí)物化、形象化、簡(jiǎn)單化。跟有教學(xué)合作基礎(chǔ)的醫(yī)院聯(lián)系,安排學(xué)生到相應(yīng)科室參觀相關(guān)設(shè)備和操作系統(tǒng),開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和盡可能多的實(shí)驗(yàn)課,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果條件允許,還可以讓學(xué)生參與到實(shí)際操作中。通過(guò)這種實(shí)踐教學(xué),使學(xué)生覺(jué)得取得臨床上的應(yīng)用成就并不是遙不可及,從而增強(qiáng)他們對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。
關(guān)鍵詞: 新專業(yè)建設(shè) 學(xué)科發(fā)展 興趣小組 生物醫(yī)學(xué)工程
生物醫(yī)學(xué)工程是一門(mén)新興的交叉學(xué)科,綜合生物學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)理論和方法,在各層次上研究生物系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運(yùn)用工程技術(shù)手段解決臨床醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵問(wèn)題。要求學(xué)生掌握寬廣而扎實(shí)的電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)理論基礎(chǔ),能在理、工、生、醫(yī)等學(xué)科高度交叉中進(jìn)行前沿科學(xué)研究、知識(shí)創(chuàng)新,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,并推動(dòng)相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展,以滿足我國(guó)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域高級(jí)人才的需求。生物醫(yī)學(xué)工程屬于工學(xué)門(mén)類,是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)一級(jí)學(xué)科。
本學(xué)科是利用生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子信息科學(xué)等領(lǐng)域的最新研究成果用于生物信息工程、生物電子工程、大型醫(yī)療儀器系統(tǒng)、現(xiàn)代醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等領(lǐng)域的科研工作。工程碩士學(xué)位授權(quán)單位培養(yǎng)從事生物醫(yī)學(xué)信息檢測(cè)、醫(yī)用儀器、醫(yī)學(xué)影像、生物電子學(xué)、生物醫(yī)用材料等方面研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、檢測(cè)與控制、管理與維修的高級(jí)工程技術(shù)人才。生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究和人才培養(yǎng)側(cè)重于生命科學(xué)、電子信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)等的交叉和滲透。該領(lǐng)域是生物醫(yī)學(xué)信息、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、基因芯片、納米技術(shù)、新材料等技術(shù)的學(xué)術(shù)研究和創(chuàng)新基地,是與21世紀(jì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展密切相關(guān)的工程領(lǐng)域,是關(guān)系提高醫(yī)療診斷水平和人類自身健康的重要工程領(lǐng)域。
天津工業(yè)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一個(gè)年輕的、處于高速發(fā)展中的理、工、生、醫(yī)交叉融合的新興學(xué)科方向。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為電信學(xué)院的新興專業(yè),近年來(lái)發(fā)展迅速,有較大的發(fā)展?jié)摿?。專業(yè)下設(shè)5個(gè)實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)學(xué)儀器及設(shè)備實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)學(xué)成像及光譜成分分析實(shí)驗(yàn)室、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)學(xué)建模與仿真實(shí)驗(yàn)室、膜片鉗實(shí)驗(yàn)室,擁有一批踏實(shí)肯干、敢于創(chuàng)新、勇于攻關(guān)的年輕科研人員,并將不斷吸引其他相關(guān)學(xué)科的碩士、博士研究生、博士后等進(jìn)行學(xué)科交叉的研究工作。科研方面利用人體信息檢測(cè)技術(shù)與智能服裝相結(jié)合,設(shè)計(jì)出檢測(cè)、監(jiān)控、調(diào)節(jié)人體狀態(tài)的一體化智能服裝;膜片鉗方向主要進(jìn)行生物物理和生物化學(xué)方向研究,同時(shí)與天津大學(xué)和天津各大醫(yī)院開(kāi)展密切合作,在醫(yī)療儀器研制和臨床實(shí)驗(yàn)等方面積累一定的經(jīng)驗(yàn)和成果。
本專業(yè)開(kāi)設(shè)的主要課程有:C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、大學(xué)物理、分析化學(xué)、高頻電子技術(shù)、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)、工程光學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理及DSP技術(shù)、通信原理、嵌入式系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、醫(yī)學(xué)成像新技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、生物醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。本專業(yè)畢業(yè)生可以在國(guó)家機(jī)關(guān)、醫(yī)院、國(guó)防、科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校、工廠等企事業(yè)單位從事醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和管理工作,服務(wù)于天津醫(yī)療產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的發(fā)展需求。本專業(yè)學(xué)制四年,學(xué)生畢業(yè)后可獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位,本專業(yè)具有碩士學(xué)位授予權(quán)。
在本科生人才培養(yǎng)方面,本專業(yè)也是廣開(kāi)思路,在大一剛?cè)雽W(xué)就進(jìn)行思想教育,根據(jù)學(xué)生興趣對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃,由于本專業(yè)是一門(mén)新興的交叉學(xué)科,因此學(xué)生喜歡的專業(yè)方向也不一樣,有生物、醫(yī)學(xué)、電子等設(shè)計(jì)物理、化學(xué)等不同方向的需求,學(xué)生提出的就業(yè)方向也不完全一致,區(qū)別于傳統(tǒng)的專業(yè)學(xué)生,如電子信息工程專業(yè)學(xué)生雖然興趣不統(tǒng)一,在專業(yè)方向上容易把握,而生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)等涉及的學(xué)科更多,對(duì)新專業(yè)教學(xué)提出新挑戰(zhàn)。如何適應(yīng)不同學(xué)生不同需求,我們系的老師進(jìn)行了深入探討。
【關(guān)鍵詞】生物信息學(xué)研究生培養(yǎng)模式研究生培養(yǎng)教育經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)家每年研究生招生規(guī)模和數(shù)量都在不斷增加,為國(guó)家培養(yǎng)大量專業(yè)人才,為科學(xué)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展起到良好的推動(dòng)作用。盡管在研究生培養(yǎng)數(shù)量上增長(zhǎng)明顯,教學(xué)質(zhì)量逐步提高,卻仍有不盡人意之處,在某些領(lǐng)域仍存在著質(zhì)量下降的問(wèn)題,值得人們重視與思考。
一、西方國(guó)家培養(yǎng)研究生的模式呈多樣化趨勢(shì)
近年來(lái),隨著歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,專業(yè)技能與綜合素質(zhì)的重要性日益突出,因此對(duì)高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高要求。所有大學(xué)都在考慮采用跨學(xué)科學(xué)習(xí)計(jì)劃,如英、法等國(guó)在研究生課程中也開(kāi)設(shè)了交叉學(xué)科的研究課程。對(duì)他們而言,交叉學(xué)科研究是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì),學(xué)科間知識(shí)的整合與交叉是當(dāng)代醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步體現(xiàn)。雖然各國(guó)家研究生培養(yǎng)目標(biāo)與模式各異,但研究生作為創(chuàng)新型人才的主要資源,其創(chuàng)新能力培養(yǎng)越來(lái)越受到各國(guó)家高校的重視,教育界的學(xué)者也紛紛對(duì)其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與探討。
二、嚴(yán)把生源質(zhì)量關(guān),提高研究生教學(xué)質(zhì)量
為盡快提升研究生教學(xué)質(zhì)量,我們結(jié)合自身特點(diǎn)采取了一些針對(duì)性的有力措施。首先,嚴(yán)格把好生源入口,提高生源質(zhì)量。培養(yǎng)研究生獨(dú)立思考問(wèn)題與解決實(shí)際問(wèn)題的能力,重視有教學(xué)科研工作經(jīng)驗(yàn)的人才并加以重點(diǎn)培養(yǎng)。其次,為拓寬專業(yè)知識(shí)面,及時(shí)增設(shè)跨學(xué)科新興交叉課程,使研究生不僅掌握本專業(yè)知識(shí),也加深了對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解,從而提高研究生的綜合素質(zhì)。
三、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu),構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)踐型教學(xué)模式
在系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求梳理基礎(chǔ)上,生物信息學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是適應(yīng)現(xiàn)代生物醫(yī)藥高新技術(shù)發(fā)展,推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)與計(jì)算科學(xué)和信息科學(xué)的融合交叉,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求并具有較高科技開(kāi)發(fā)能力。生物信息學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)是一個(gè)高素質(zhì)復(fù)合型與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過(guò)程,各方面素質(zhì)能力要求既相互統(tǒng)一,又各有所長(zhǎng)。(1)生物信息學(xué)方向:了解生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)展方向,掌握高通量分子生物技術(shù)原理和數(shù)據(jù)分析方法,具備一定的重大疾病機(jī)制分析、疾病風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物識(shí)別等生物信息學(xué)應(yīng)用能力并勝任生物醫(yī)學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)工作。(2)生物醫(yī)學(xué)軟件工程方向:了解生物醫(yī)學(xué)軟件工程社會(huì)需求和產(chǎn)業(yè)進(jìn)展,具備獨(dú)立或在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)軟件和應(yīng)用平臺(tái)開(kāi)發(fā)的基本技能和專業(yè)能力,勝任新型生物醫(yī)藥軟件和平臺(tái)研究、開(kāi)發(fā)工作。(3)藥物基因組信息學(xué)方向:了解大數(shù)據(jù)時(shí)代的新型藥物開(kāi)發(fā)和藥物應(yīng)用規(guī)律,重點(diǎn)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析、藥物靶標(biāo)識(shí)別和計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技能,勝任計(jì)算機(jī)輔助新藥開(kāi)發(fā)、藥物作用機(jī)制的工程分析等工作。(四)生物醫(yī)學(xué)儀器開(kāi)發(fā)方向:了解現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展,掌握電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和工程科學(xué)的交叉融合知識(shí),勝任面向生物醫(yī)藥儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)、維護(hù),及新型健康工程產(chǎn)業(yè)工作。
四、提升導(dǎo)師綜合能力,培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才
加強(qiáng)研究生導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè),是培養(yǎng)生物信息學(xué)專業(yè)研究生的有力保障,“有好的導(dǎo)師人才,才有好的教育”,我們認(rèn)真貫徹落實(shí)上級(jí)關(guān)于研究生課程建設(shè)改革的相關(guān)文件精神和要求,以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo),制定培養(yǎng)研究生綜合能力和創(chuàng)新能力的計(jì)劃,不斷優(yōu)化研究生實(shí)踐創(chuàng)新型教學(xué)模式。通過(guò)完善導(dǎo)師遴選制度改善導(dǎo)師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu),建立和完善導(dǎo)師培訓(xùn)制度;進(jìn)一步提升導(dǎo)師自身道德品質(zhì)、文化修養(yǎng),努力形成一支素質(zhì)優(yōu)良、知識(shí)完備、結(jié)構(gòu)合理的導(dǎo)師隊(duì)伍。
導(dǎo)師是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵因素之一,我們始終堅(jiān)持以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和建設(shè)一流大學(xué)的目標(biāo)為抓手,通過(guò)高峰論壇、學(xué)術(shù)交流和國(guó)外學(xué)者來(lái)校訪談講座等形式,進(jìn)一步為導(dǎo)師創(chuàng)造良好的學(xué)術(shù)交流氛圍,使導(dǎo)師能夠吸取各種學(xué)術(shù)營(yíng)養(yǎng),博采眾長(zhǎng),不斷更新知識(shí),拓寬專業(yè)領(lǐng)域,提高研究生教學(xué)質(zhì)量。制定適合本專業(yè)特點(diǎn)的研究生培養(yǎng)目標(biāo)與培訓(xùn)計(jì)劃,調(diào)整和完善創(chuàng)新性研究生培養(yǎng)方案勢(shì)在必行。
五、加大教學(xué)改革力度,全面優(yōu)化研究生培養(yǎng)模式
在當(dāng)前形勢(shì)下,開(kāi)展生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革應(yīng)多管齊下,在持續(xù)推進(jìn)研究生基礎(chǔ)知識(shí)能力提升的情況下,著重解決與高新技術(shù)銜接能力培養(yǎng)方面的關(guān)鍵問(wèn)題。
1.強(qiáng)化研究生培養(yǎng)過(guò)程的知識(shí)技能與社會(huì)需求銜接性調(diào)研,推進(jìn)研究生教育各環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新技能和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的引入。選擇一批實(shí)力較強(qiáng)的科研單位作為生物信息學(xué)專業(yè)研究生培養(yǎng)合作單位和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐基地,以此將企業(yè)資源引入到校園環(huán)境之中,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展。
2.積極深入企業(yè)、科技研發(fā)一線,了解用人單位對(duì)研究生知識(shí)、技能的需求,將符合社會(huì)需要的知識(shí)技能納入到研究生課程教學(xué)體系,推進(jìn)研究生導(dǎo)師與社會(huì)單位聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)或課題申報(bào),提升轉(zhuǎn)化潛力,推進(jìn)生物醫(yī)藥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與專業(yè)教育的全面融合。
3.根據(jù)生物醫(yī)藥高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和人才需求情況制定培養(yǎng)方案。以專業(yè)能力培養(yǎng)為核心、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)、基本知識(shí)模塊組成,重視基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)基礎(chǔ)上,全面提高研究生的創(chuàng)新能力和與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)緊密銜接的綜合素質(zhì)能力。
4.拓展不同研究方向的研究生對(duì)綜合性、交叉性以及新興學(xué)科知識(shí)的選擇范圍,前沿性內(nèi)容為研究生的個(gè)性發(fā)展和思維拓展提供了較為廣闊的空間。以完善知識(shí)結(jié)構(gòu),提高思維能力,強(qiáng)化實(shí)踐能力為目標(biāo),突出實(shí)踐性、應(yīng)用性,使其具有先進(jìn)的醫(yī)學(xué)理念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S和解決實(shí)際問(wèn)題能力。
當(dāng)前研究生教育的主要目標(biāo)與模式,應(yīng)根據(jù)“創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的傳授創(chuàng)新技能的訓(xùn)練創(chuàng)新實(shí)踐的開(kāi)展”的理念與思路,培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考和知難而進(jìn)能力、堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)和實(shí)踐動(dòng)手能力;養(yǎng)成良好的科研作風(fēng),堅(jiān)忍不拔的學(xué)術(shù)精神,適應(yīng)新形式發(fā)展與需求的高級(jí)復(fù)合型人才。我們對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)研究生培養(yǎng)模式的改革思路探討與我國(guó)當(dāng)前研究生教育的主旋律相吻合,具有一定的實(shí)用性、效用性和廣泛的應(yīng)用前景。未來(lái)我們將繼續(xù)探索,進(jìn)一步優(yōu)化研究生培養(yǎng)模式與方案,為生物信息學(xué)專業(yè)培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才,為學(xué)校推進(jìn)雙一流大學(xué)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
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級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSCD期刊
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級(jí)別:部級(jí)期刊
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