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张晓晶:构建多维创新型环境,加速生物医学工程发展

时间:2013-03-07 19:26:53  来源:  作者:

  在可见的未来,预计象生物医学工程这样的交叉科系和学院将会在更多的大学中出现,并将强有力吸引优秀的人才和资源。最近,曾有私人募捐者找到哈佛校长,要投资一亿美元资助针对研究高效的艾滋病毒的基因药物送药机制。哈佛校长感觉即使大名鼎鼎的哈佛医学院似乎是无法独立承担该项研究,主动寻求近邻美国麻省理工学院生物工程系来共同分享捐款,合作研发。新兴学科的快速发展,将推动整个大学更高更快的发展。我们要积极鼓励探索,充分发挥潜能,加速生物医学工程的研发转化和临床应用,推动交大加速迈向世界一流大学。

  人才是解决未来发展的关键核心所在,在引入的同时,加强自主培养

  从长远人才储备以及可持续性发展的角度看,构建研发、教学、医学转化和技术转移的多维创新型环境的建立至关重要。站在交叉学科的新起点上,我们需要集聚人才来共同推动快速发展。中国随着国力的增强,现在有更雄厚的资金和财力进行人才引进,这对新学科的快速发展提供了很好的资源条件。放眼未来,也许更加重要的是自主培养人才,并且创造条件使国内成长起来的研究人员能够在同样宽松自由的学术环境里,对未知领域进行大胆的探索,从事具有探索创新性质的题目。

  具体到在生物医学工程人才培养方面,以创新为根本目标,平衡各所需专业知识的比例,有稳定扎实的核心知识体系。建立灵活的培养计划:专业班、研讨会、短学期课程、暑期前沿论坛等。建立主客观的评价体系,缩小客观一致情况下的主观条件的反差。例如,对于生物医学工程本科课程体系建设的问题比较普遍,美国几个大型生物医学工程系也在不断修正,以适合生源多带来的学习目标的多样性。除了有一些普遍学科性(基础、生物、工程等结构比例)的考虑外,确实跟本校教师研究领域相关。如德州大学奥斯汀分校生物医学工程系每年大概有120本科生入学,大概均分在三大方向上:生物仪器和成像,生物材料和组织工程,系统生物和信息学。所以每个方向的骨干科和选修课侧重不同。其中,生物医疗仪器方向的专业课在本系内包括电路,信号和系统理论基础等,之后学生可以选其他系如电子工程的后续课程如DSP,计算机方面的课程等。高年级后开技术选修课,由教授根据研究领域选择开设。生物医疗仪器方向,在传统仪器类别的基础之上,未来发展在课程设置方面要不断补充更新内容,如新材料、纳米技术、多尺度的物理化学生物效应及其带来的新的设计方法,微制造,生物芯片等,突破传统仪器的局限。

  关于如何加强针对学生个人兴趣的学习和培养方面,我最近刚好参加了两个关于教育的小型研讨会,分别由美国工程院和美国工程教育协会邀请。各校有一些新的做法,包括导师制小范围指导课程流程设计(适合较高的师生比例,如麻省理工学院),根据问题来设计课程(如四年中每学年安排design projects,如Rice大学等),网络化教育加强开放式交互学习等。其中,麻省理工学院还采取了利用课余及假期加强学生的工程实际训练的办法,包括:本科研究导向计划,在教授们指导下做一些研究实验,可吸收75%左右的本科生;本科实践导向计划,与企业结合,组织学生参与某项设计或工程实践,目前有20%本科生参加;技术创业计划,只是少数优秀学生参与,探索创新,甚至允许办个小公司去实施。这些课外实践不影响课程学习,是自愿参加的,四年累计总时间可能相当于全部课时的1/3左右。这些计划在培养学生能力方面起了很大作用。另外,学校组织的各种类型的讨论课能调动学生参与的积极性,启发学生们独立思考,深入钻研,又可以相互学习交流。各种学术讲座,邀请学术界知名人物做报告,拓宽学生们的视野。老师的讲课精练,大量的是让学生课外自己去阅读、思考、写文章,完成各类作业。而且平时学习与作业情况,老师要作为评价学生每学期总成绩的重要内容,重在培养学生特别有志而勤奋。注意个人能力的培养,善于调动个人学习研究的潜能,长期来看,利于人才的发展和脱颖而出。

  各校的做法各异,但改革的方向与目标是一致的,即:培养学生成为能正确判断和解决实际问题的多面手,懂得如何去设计和开发复杂的技术方案,能胜任跨学科的合作,养成终生学习的能力与习惯,以适应和胜任多变的职业领域。在更广义的层面,了解科学与社会间的复杂关系,应具有更好的交流能力、合作精神以及一定的商业和行政领导能力。这里可以鲜明看到,在重视加强数学和科学基础的前提下,当前更强调的侧重点是:工程实践能力;表达交流沟通能力与团队合作精神;终生学习能力;职业道德及社会责任;社会人文和经济管理、环境保护等知识。

  实验室外的转化和孵化:促进中国尖端医疗技术的发展

  对于中国特色的国情,如何进一步推动创造出具有时代特征的普及化新型诊疗技术,在普查、诊断、治疗,和国家安全方面具有广泛应用。近年来生物医学工程发展迅速,在产业化方面也取得了不少进展。例如,生物芯片近年来已经成为生命科学研究的有力工具,并成为研究的前沿和热点。其中,微型全分析系统(Micro Total Analytical System,TAS)的研究,将生物医学分析中许多不连续的过程如样品制备、生化反应和结果检测等步骤集成到芯片中并使其连续化和微型化,以达到体积小、重量轻、便于携带,分析速度快等系统优点以促进产业化。在基础研究领域,已开发细胞操纵、DNA扩增检测等各种微系统,促进了生命科学研究在细胞、分子水平的进展。

  大学实验室已经成为新知识、新技术的“孵化器”,更为重要的是,作为这种新知识、新技术的集中体现,科研成果和科技发明能够通过高校与产业的有效合作迅速进行产业化,真正成为经济繁荣的发动机。目前,国内医疗器械行业只有少数几家龙头企业,整体在研发上习惯在仿制中创新。但是要成为世界领先的医疗技术公司,就必须有原创的技术。另外,高校的研发和产业衔接存在障碍。长远规划是希望能结合在大学一流的研发力量及视野,依托产业优势,打造世界领先,拥有自主知识产权高科技医疗产业基地,显著地提高医疗水平, 与国家战略目标相呼应。在高校技术转让过程中的风险存在于研发,资金,审批,知识产权,市场等各个环节。对于研发项目审批和跟踪, 需要通过同行评审,以及书面申请,口头报告等进行质量的调查判断,从而确定研究计划的具体问题,推向市场里程碑等。对于资金,要评估融资风险,及获取资金的计划,包括政府补助,风险投资等。要严格程序化管理,在高端项目上,除提供充足支持外,眼光可以放得更远些,目标可以更灵活,多鼓励冲出条条框框的思维。在审批方面,向监管审批部门咨询。对于知识产权,评估技术转移的风险,确定核心竞争力及技术市场。总之,如何从宏观上进行控制,创造宽松的法规政策环境,不断调整自身,努力开拓与外界的联系,共同推进科研成果产业化的过程,是一个值得研究的问题。以学校科研为基础建立的公司或者企业可以最大程度地利用大学的学术资源,同时大学可以利用企业中的先进设备和应用成果。两种因素互相作用,促进了新技术的传播、转让与商业应用。科研成果的产业化与商业化,不仅能够促进科学知识发现、刺激技术创新、提高生活质量、培养下一代科研人才,而且为经济繁荣作出重要的贡献。

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