• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

生物医学工程专业“显微成像原理与技术”的教学模式探索与实践

贾晓腾 辛美萤
  
科创媒体号
2025年73期
1.吉林大学电子科学与工程学院 吉林长春 130012 2.吉林大学第一医院小儿神经科 吉林长春 130000

摘要:在新质生产力战略背景下,生物医学工程专业面临多学科深度融合与高层次人才培养的双重挑战。本文以“显微成像原理与技术”课程为切入点,系统分析当前教学中存在的内容碎片化、实践环节薄弱等问题,探索理工医交叉融合、双语教学创新与实践递进式育人机制,构建适应新质生产力需求的教学模式,旨在提升学生综合素养与科研能力,为生物医学工程教育改革提供实践路径与理论支持。

关键字:生物医学工程;教学模式;交叉融合;人才培养;实践教学

在生命科学革命与医疗技术革新的双重驱动下,生物医学工程作为深度融合理学、工学、医学的交叉学科,正成为引领精准医学发展的核心引擎。对生物医学工程专业人才培养模式与教学体系的探索,不仅是顺应学科交叉融合内在规律、服务“新质生产力”发展战略的必然选择、更是培育兼具科学探索精神与工程实践能力的复合型人才的关键。

“生物显微成像原理和技术”作为生物医学工程专业的核心课程,涵盖了光学、生物学、医学等多学科知识,在细胞动力学研究中发挥着关键作用。然而传统教学普遍存在“重理论轻实践”“技术更新滞后”等问题,导致学生学习效率较低。因此,本文结合教学实践,对新质生产力发展战略下生物医学工程专业“生物显微成像原理和技术”课程实践教学模式进行探索。

一、课程教学实践现存问题剖析

“显微成像原理与技术”作为生物医学工程专业的核心课程之一,肩负着引导学生掌握前沿成像技术、理解生物样本结构与功能的重任。然而在现有的教学实践中,该课程面临诸多现实困境,不仅影响了学生的学习效果,也制约了人才培养质量的提升。具体表现如下:

(一)课程内容繁杂,知识结构碎片化

该课程内容涉及面广,由多位具备不同学科背景的教师讲授。虽能覆盖较多前沿技术,但由于缺乏系统整合,教学内容往往呈碎片化、模块化趋势。学生难以建立统一的知识框架,无法有效理解显微成像技术背后的原理与应用逻辑。此外,部分技术更新滞后,未能及时引入如超分辨成像、多模态成像等前沿技术,削弱了课程的先进性与吸引力。

(二)理论讲授为主,实践环节薄弱

作为一门强调工程应用与操作能力的课程,当前教学仍以理论传授为主,实验机会不足。多数学生只能通过图示了解显微成像设备的工作流程,难以获得动手经验。共聚焦显微镜、双光子显微镜等高端设备的使用培训不到位,限制了学生技术理解的深度,也影响了其科研与实践能力的形成。

(三)课程系统性欠缺,纵向衔接不足

本课程既承接基础课程如光学与生物化学,又应服务于后续科研训练,但教学设计中上下游课程联系较弱。未能有效整合前置知识或引导学生在更高层次应用已有知识,使课程教学呈现“各自为政”的割裂状态,学生难以形成跨课程的知识迁移能力。

(四)多学科融合困难,学生学习负担重

课程中的多学科融合对学生的综合能力提出较高要求,但当前教学缺乏有效融合路径与引导机制,学生普遍反映学习困难大、知识难以消化。生物术语复杂、光学原理抽象,加之操作技能要求高,易造成学生课堂参与度低、理解效率差,进一步影响学习效果。

二、新质生产力导向的教学模式探索与实践

培养孕育新质生产力发展的卓越工程人才已成为当前我国实现高水平科技自立自强的“教育、科技、人才”一体化改革重点。为适应新质生产力发展战略和人才培养新需求,本研究着重于三个内容上的突破:强调理、工、医的学科交叉融合;突出双语教学创新培育机制的教学模式;打造学生实验-实践-科研的递进式培育方式,最后形成多学科融合的培养模式。

(一)促进多学科交叉融合发展

依托吉林大学电子科学与工程学院生物医学工程系的专业师资建立交叉融合教学团队的新理念,从学科知识角度对教学内容进行重新编排整合,形成具有典型性和代表性的多个专题。同时由专业背景最契合的教师担任专题主讲,引导学生在实际问题中采用多层次的思考模式,从而实现真正意义上的理、工、医的交叉和融合。

(二)创新双语教学特色发展

面向新时代发展对于新质生产力的集中迫切需求,鼓励教师将生物医学工程专业课教学与基础英语相融合。在夯实基础专业课双语教学模块的同时,分类确定专业课双语与全英文的教学内容及教学方式,促进学生英语能力与专业素养的有效衔接。

(三)优化创新人才队伍建设

针对目前课堂教学中理论内容较多、学生缺乏实践机会的现状,依托集成光电子全国重点实验室的仪器平台,坚持科研实验室全面向学生开放。在教学过程中压缩理论教学时间,积极鼓励学生走进实验室,让学生认识并使用双光子荧光显微镜、共聚焦荧光显微镜等精密仪器设备,将理论教育与实践教学相结合,引导学生躬行实践,用创新的方法学习。

三、总结

在新质生产力发展战略的引导下,生物医学工程专业教学亟需实现从知识传授向能力培养的深度转型。本文以“显微成像原理与技术”课程为切入点,系统剖析当前教学中存在的内容碎片化、实践缺失和多学科融合困难等问题,提出通过构建交叉融合的教学体系、强化双语教学、优化实践平台等路径,探索适应新发展需求的教学模式。研究表明,该课程改革有助于提升学生的综合应用能力和科研素养,为构建面向未来的复合型工程人才培养体系提供了有效思路与实践经验。

参考文献

[1]马麟,孔菲,程方骁,等.学科交叉融合发展的探索与实践——以生命科学领域为例[J].大学与学科,2021,2(04):100-107.

[2]胡盛寿.生物医学工程:推动医疗健康领域创新的关键力量[J].中国科技产业,2025,(02):8.

[3]陈月明,张淑珺,姚湧.新工科背景下应用型人才培养模式探索与实践——以生物医学工程专业为例[J].教书育人(高教论坛),2022,(06):62-65.

[4]逯瑶,赵德刚,徐明升.“三位一体”教学模式探索与实践——以半导体材料课程为例[J].高教学刊,2025,11(11):124-127.

[5]余东华,陈海谦,谭梦瑶.国家重大战略区域新质生产力发展水平的时空格局与收敛性分析[J/OL].西安交通大学学报(社会科学版),1-18[2025-04-22].

[6]王浩绮,刘兆星,江凌.新质生产力视域下打造微生物制造产教融合人才培养模式的探索与实践[J/OL].微生物学通报,1-10[2025-04-22].

吉林省高教科研课题(JGJX24D0004)

吉林大学教育教学改革与研究资助项(2023JGY014)

*本文暂不支持打印功能

monitor