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为解决生物医学工程(BME)本科教育问题,研究人员开展相关实习项目研究,成果积极,意义重大。
在生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)领域,本科教育正努力跟上医疗设备行业不断变化的步伐。传统的 BME 顶点设计课程通常在学生大四时开设,可学生往往对实际的生物设计和原型制作过程准备不足。而且,这些顶点设计项目大多由 BME 教师提供,学生在需求发现和筛选方面缺乏参与。为了改善这种情况,来自美国石溪大学等机构的研究人员劳伦?M?马奥尼(Lauren M Maloney)、克里斯托弗?佩奇(Christopher Page)等开展了一项纵向和跨学科的生物设计实习项目研究。该研究成果发表在《Biomedical Engineering Education》杂志上。
研究人员为开展此项研究,采用了课程设置与实践相结合的方法。首先开发了一系列课程,包括面向 BME 大三学生的课程(EXT488),分为三个部分,分别在大三的秋季、春季和夏季学期进行;还开发了面向医学生的课程。在实施过程中,从众多申请的学生里选拔参与者,学生在课程中参与各类实践活动,如临床观察、项目设计等,研究人员对学生在课程中的表现和成果进行跟踪和评估。
研究成果主要体现在以下几个方面:
- EXT488 Part I:在这个秋季学期的课程中,BME 学生先和医学生一起参加研讨会,学习医疗设备创新流程,包括临床需求发现和筛选、市场分析等。之后,学生以小组形式进行小型设计项目,比如制作小型电子设备。课程结束后,学生反馈积极,他们喜欢与医学生、行业导师互动,认为这种实践学习方式让他们更好地理解了医疗设备创新过程的复杂性,平均评分在 8.2±0.75 到 9.0±1.15 之间15。
- EXT488 Part II:春季学期,BME 学生和医学生一起在不同临床地点进行临床观察,如急诊科、手术室等。在这个过程中,学生需要与不同的医疗人员交流,了解临床工作,每个实习经历都要提出至少三个临床需求陈述。学期结束时,学生要确定三个紧急或重要的临床需求。通过这个课程,学生学会了临床观察、与临床医生沟通等技能2。
- EXT488 Part III:夏季的六周沉浸式项目中,学生进一步筛选临床需求,进行早期设计和原型制作。在导师的指导下,学生通过临床观察、文献检索等方式,确定一个重要的临床需求,并寻找潜在的工程解决方案,同时了解市场需求和监管途径。根据学生的表现和项目的可行性,部分项目会被选为 BME 大四的毕业设计项目3。
- BME440/441:大四阶段,参与过实习项目的 BME 学生在确定临床需求后,要制作出可行的原型。他们会与其他同学组队,医学生作为顾问协助,同时与行业导师保持联系,解决市场和客户相关问题4。
从 2018 年项目开始,共有 47 名学生参与,约占学生总数的 20%。超过 75% 的生物设计实习项目成功进入 BME 大四毕业设计,涉及 60% 以上的大四 BME 学生。此外,该项目还产生了会议报告、期刊论文、专利和设计竞赛奖项等成果。
研究结论和讨论部分表明,这个项目有诸多重要意义。它将 BME 顶点设计项目从以教师为中心转变为以临床需求为导向,促进了医学生和 BME 本科生的跨学科合作,还将学生的生物设计过程从一年延长到两年。不过,项目也存在一些局限性,比如目前无法满足所有感兴趣学生的需求,缺乏对学生职业发展长期影响的数据评估,对项目成果的评估也需要进一步完善。未来,研究人员计划扩大项目规模,纳入更多学科的合作伙伴,开展全球合作,以应对更多医疗挑战。
总之,这项研究为 BME 本科教育提供了一种创新的模式,通过跨学科合作和实践项目,让学生更好地参与到医疗设备创新中,尽管存在不足,但为未来的教育改革和研究方向提供了有价值的参考。