面向未来的生物医学工程教育:培养适应行业变革的复合型人才

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Biomedical Engineering Education

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  为应对生物医学工程(BME)领域技术革新、健康挑战复杂化及全球化需求,研究人员探讨毕业生需具备的核心能力。通过整合行业峰会观点与近 5 年文献,发现专业能力(沟通、协作等)与技术能力(批判性思维、数据科学等)的融合至关重要,为 BME 教育改革提供方向。

  
在生物医学工程(BME)领域,技术革新如人工智能(AI)与大数据应用的爆发式增长,正深刻改变行业格局。与此同时,人类健康挑战日益复杂,跨学科协作需求激增,全球化的人才竞争也对教育提出更高要求。然而,当前教育体系普遍面临专业能力与技术能力培养失衡的问题:技术课程虽能夯实基础,但沟通、协作、伦理判断等 “软技能” 的培养却因缺乏系统框架而难以落地。如何让毕业生既能掌握前沿技术,又能在跨学科团队中有效协同,同时以伦理为基石应对数据隐私、技术滥用等社会议题,成为亟待解决的教育难题。

为破解这一困局,加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)的 Gabrielle Lam 等研究人员开展了一项具有前瞻性的研究,相关成果发表在《Biomedical Engineering Education》。该研究通过分析 2024 年生物医学工程教育峰会的行业与学术观点,并结合近五年工程教育文献的 Meta 分析,系统梳理了未来 BME 毕业生所需的核心能力,并提出针对性的教育改革策略,为学科发展指明了方向。

研究主要通过两种方法获取关键信息:一是整合 2024 年 BME 教育峰会行业 panel 的讨论成果,二是综合近五年工程教育领域的文献及 Meta 分析。通过跨平台、跨时间的数据整合,提炼出行业对人才能力的核心诉求。

一、未来 BME 毕业生核心能力的双维度解析


(一)专业能力:跨学科协作的 “粘合剂”


行业调查显示,沟通能力在招聘中位列第一(17 份回复中 13 次提及),协作能力、批判性思维紧随其后。通过峰会现场的词云分析(图 1)可见,“沟通”“团队合作”“批判性思维” 等词汇占据显著位置。行业专家强调,毕业生需在跨部门协作中(如对接管理、法规部门)清晰传递技术成果,同时在简历撰写与面试中展现实践价值。相较于 2019 年峰会,2024 年讨论更突出领导力与终身学习能力,例如主动承担项目、从错误中学习等特质,反映出行业对 “未来领导者” 的期待。

(二)技术能力:数据驱动的 “硬实力”


随着 AI 与大数据在医疗领域的渗透,数据分析、编程、计算机辅助设计成为技术核心。值得注意的是,行业对 “算法思维” 的重视超越了单一编程语言的掌握,强调通过计算工具解决复杂问题的能力。例如,处理患者数据时,需结合数据治理、隐私保护与伦理规范,体现技术能力与专业能力的深度融合。与 2019 年相比,2024 年更关注数据科学中的偏差识别与伦理应用,如在 AI 辅助诊断中确保数据公平性。

二、教育改革的三大战略方向


(一)强化行业参与:构建动态课程体系


研究建议通过行业赞助设计项目、校友导师计划等方式,将真实行业问题融入课程。例如,企业参与的毕业设计不仅能提升学生解决实际问题的能力,还可成为人才招聘的 “预筛选” 环节。此外,聘请行业专家担任兼职教授,开设研发、法规等实务课程,弥补学术与产业的鸿沟。

(二)跨学科协作:模拟真实工作场景


课程设计中需增加跨学科项目比重,如与免疫学、化学工程合作开展联合设计,或通过临床沉浸式项目让学生直面医疗需求。芬兰阿尔托大学的实践表明,九年制跨学科项目显著提升了毕业生的沟通能力与终身学习意识,而领域 - specific 技能的重要性相对下降,印证了 “软技能” 的长期价值。

(三)数据科学与伦理的全周期渗透


采用 “螺旋课程” 模型,将数据清洗、统计分析等内容分阶段融入各学期课程,并通过真实数据集(如未清洗的患者数据)培养偏差识别能力。伦理教育则需结合案例,如 AI 辅助决策中的隐私保护、临床试验的数据透明性,确保技术应用符合社会责任感。ABET 与 CEAB 等认证机构的标准已明确要求伦理与社会影响评估,为改革提供了制度依据。

三、研究结论与行业启示


本研究揭示了 BME 教育的核心矛盾:技术迭代要求学生具备持续学习能力,而跨学科协作与伦理挑战则依赖专业能力的培养。通过行业深度参与、跨学科场景模拟及数据 - 伦理融合教学,可构建 “技术为骨,伦理为魂” 的培养体系。值得注意的是,尽管行业视角存在样本偏差(峰会参与者多为积极招聘方),但研究提出的能力框架与全球工程教育趋势高度吻合,尤其在 AI 重塑就业市场的背景下,强调 “不可被机器替代的能力” 具有普适意义。

对于教育者而言,需打破学科壁垒,在课程中嵌入 “工程设计 - 沟通 - 伦理” 的三维脊柱结构;对于行业,应更主动地参与人才培养,而非被动等待 “成品” 毕业生。双方的协同进化,将是 BME 领域应对未来挑战的关键。

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