生物医学工程专业硕士研究生培养方案.docx
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生物医学工程专业硕士研究生培养方案
生物医学工程专业硕士研究生培养方案
一、培养目标
根据教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”的指导方针，为培养德、智、体全面发展的、能适应社会、经济和科学技术发展需要的高层次专门人才，对硕士研究生的培养提出如下要求：
1、掌握马克思主义基本理论，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的道德品质和较强的事业心，积极为社会主义现代化建设服务。
2、树立实事求是和勇于创新的科学精神，在本门学科掌握坚实的基础理论和系统的专门知识；掌握必要的实验技能；具备必要的社会实践经验，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
3、掌握一门外国语，并能熟练地运用于本专业。
4、具有健康的体魄。
二、研究方向：
1、生物固体力学；
2、生物医学测试技术及装置；
3、肢体康复工程；
4、口腔生物力学；
5、计算机在生物医学中的应用。
详见附表一。
三、学习年限及时间分配
1、本学科的主导学制2年制，延期和提前毕业的具体限制和要求。
2、课程学习不超过一年，论文工作的时间不少于一年。
3、硕士生用于科学研究和撰写论文的时间一般不应少于一年。
四、课程设置及时间要求
硕士研究生的课程分为必修课和选修课两类。
必修课（学位课）应包含公共课、基础理论课、专业课三部分；专业文献阅读、开题报告应作为硕士研究生的必修内容，并记相应学分。
硕士研究生的课程学习实行学分制。
硕士研究生在其学习过程中至少应修满26学分、必修课学分不低于16学分、选修课学分应不低于10学分。
选修课可以从本专业开出的课程中选，也可以跨专业选课。
1、马克思主义理论课60学时，3学分。
对所有的硕士研究生均开设“科学社会主义理论与实践”课（30学时，1学分）。
对理工农医科类各专业硕士研究生开设“自然辩证法概论”课（40学时，2学分）。
2、第一外国语100学时，3学分。
3、专业基础课和专业课不少于10学分。
详见附表二。
学位课程的考核必须以考试方式进行，以百分制评定成绩。
非学位课程的考核方式一般为考查，也可根据专业或导师要求定为考试课。
考查课程的成绩评定为及格或不及格。
考试、考查合格后方能取得相应学分。
学位课程中的公共课程考试由研究生院统一组织进行，其他课程的考试、考查分别由各培养单位组织进行。
研究生入学后，在指导教师的指导下制定个人的培养计划，课程学习不限定学习时间，可根据本人论文工作计划的进度和需要酌情安排，在申请论文答辩前完成规定的全部学分。
研究生的全部课程根据学生的选课情况每学年开设一轮。
硕士研究生的学位课程考试实行重修重考制度，成绩合格获得相应学分，在提请答辩前必须获得全部学分。
五、文献阅读
专业文献阅读报告从第一学期期末开始进行，至第二学期中进行考核。
考核方式为口试，做专题报告。
文献阅读量为英文、中文论文50篇以上，其中3篇英文论文要求准确译成中文，在专题报告上汇报。
六、开题报告
硕士生开题报告在第二学期进行，考核方式为口试，做专题报告，报告内容包括研究意义、国内外研究现状和论文拟采用的技术路线等等，开题报告未通过者重新开题。
七、中期考核
对硕士研究生在论文工作期间必须进行一次中期考核，由培养单位统一组织并制定考核内容及要求，对于未通过者提出再次开题的具体要求。
考核结果保存在学生所在培养单位，研究生院将随机抽查。
凡不符合要求者，令其重做，并延期毕业论文答辩。
八、论文工作
论文工作应与课程学习交叉进行，硕士生用于科学研究和撰写论文的累计时间一般不应少于一年。
导师要全面掌握硕士研究生的论文工作进度，根据实际需要对论文工作计划进行及时和必要的调整。
硕士论文的具体要求按学校学位管理条例规定执行。
附表一
研究方向及主要研究内容介绍
一级学科名称
生物医学工程
代码
083100
二级学科名称
生物医学工程
代码
083100
序号
研究方向
主要内容简介
带头人
01
生物固体力学
生物固体力学，特别是骨的功能适应性理论、实验和计算方法，以及在医学临床应用的研究。
宏观、细观层次的受力与生常关系研究。
宏观、细观结构形态与力学性能的关系，植入物的应力遮挡效应及优化设计，骨科手术中的力学问题研究。
宫赫
02
生物医学测试技术及装置
生物医学传感器原理及应用技术、医疗检测、监护系统开发，生物医学装置设计。
董心
03
肢体康复工程
肢体伤残康复机理研究、肢体康复器械（人工关节、内外固定器等）设计理论及方法研究。
骨组织工程化培养及加载装置的设计。
朱伟民
04
口腔生物力学
口腔矫治、修复的力学机理研究，实验应力分析和有限元方法的应力分析及口腔临床治疗中的计算机的应用。
李洪
05
计算机在生物医学中的应用
医学三维图像重建、显示技术研究，基于技术知识的医学图像处理方法研究，及他们在医学诊断、整形外科、关节修复等临床领域的应用。
医学专家系统的建立及自我完善体系研究
宫赫
刘景鑫
附表二
硕士生课程设置表
类别
课程
编号
课程名称
任课教师
学时
学分
开课时间
授课方式
考核方式
1
2
必
修
课
公共课
00020011
00020041
00020061
第一外国语
自然辩证法
科学社会主义理论与实践
100
40
20
3
2
1
1
1
2
2
基础理论课
00220151
41020172
数值方法
生物医学工程概论
徐涛
宫赫
60
40
3
2
1
1
考试
考试
专业课
41020183
41020193
41020203
41020213
00020211
解剖生理学
生物医学工程中的有限元方法
生物固体力学基础
生物医学工程测试技术
专业文献阅读及报告
（至少选5学分以上）
李洪
宫赫
朱伟民
董心
40
60
60
40
2
3
3
2
1
1
1
1
1
1
考试
考试
考试
考试
考查
选
修
课
41020234
41020244
41020254
41020264
41020274
41020284
41020294
41020304
41020314
41020324
41020334
41020344
41020354
41020364
41020374
41020384
41020394
生物医学工程专业英语
生物医学数学基础
弹性理论在生物医学工程中的应用
骨力学
矫形与康复器械设计理论
口腔力学
生物固体力学研究专题与新技术进展
生物结构数值方法
生物结构优化方法
生物力学
生物力学的临床应用
生物力学中的数学问题
生物系统建模与仿真
细胞力学
现代应用软件
医用传感器
粘弹性力学
宫赫
徐涛
聂毓琴
董心
李洪
李洪
李洪
周振平
周振平
朱伟民
张春秋
周振平
张春秋
张春秋
宫赫
董心
宫赫
30
60
40
40
40
40
40
30
30
40
40
40
40
40
40
40
40
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
考查
补
修
课
41020405
41020415
41020145
41020155
41020165
理论力学
材料力学
弹性力学
振动力学
有限元方法
数值方法研究生学位课教学大纲
课程编号：
00220151课程名称：
数值方法
学时：
60学分：
3开课学期：
1
开课单位：
机械科学与工程学院
任课教师：
徐涛教师代码：
教师职称：
教授
教师梯队：
李松涛
1、课程目的、任务及对象
数值计算方法是介于数学与计算机计算的一门交叉学科。
本课程的目的是将工程应用中的数学模型求解问题，建立、形成一系列计算机所能够接受且可实施计算的方法。
通过算法理论的学习，上机实践的训练，使学生能够学习掌握应用计算机解决本专业建模、求解数学模型的知识，提高独立解决科研问题的能力。
本门课程授课对象为工科硕士研究生。
2、授课的具体内容
第一章绪论
介绍数值方法课程的任务、研究的内容及所具有的特点
第二章插值法
1、拉格朗日（Lagrange）插值
2、牛顿（Newton）插值及等距节点的牛顿插值
3、埃尔米特（Hermite）插值
4、三次样条插值
第三章曲线拟合的最小二乘法
1、线性最小二乘法
2、加权线形最小二乘法
3、非线性问题的线性化
4、利用正交函数进行最小二乘拟合
5、多变量最小二乘拟合
第四章数值积分
1、牛顿-柯特斯（Newton-Cotes）求积公式
2、复化公式及误差
3、代数精确度
4、梯形逐次分半算法
5、龙贝格（Romberg）求积公式
6、高斯（Gauss）型求积公式
第五章解线性方程组Ax=b的直接法
1、矩阵的三种三角分解
2、利用三角分解解方程组Ax=b
3、平方根法、追赶法
第六章解线性方程组Ax=b的迭代法
1、向量、矩阵的范数及谱半径
2、迭代法及收敛性
3、雅克比（Jacobi）迭代法及高斯-赛德尔（Gauss-Seidel）迭代法
4、松弛迭代法
5、逐次超松弛迭代法（SOR方法）
6、方程组的状态及条件数
第七章方程求根
1、二分法
2、一般迭代法及收敛性
3、牛顿（Newton）迭代法及变形算法
4、迭代法的加速
第八章非线性方程组求解
1、牛顿（Newton）迭代法
2、拟牛顿算法
第九章特征问题求解
1、乘幂法及反幂法
2、雅克比（Jacobi）旋转法
3、QR算法
第一十章常微分方程初值问题解法
1、几种简单的数值方法（欧拉法、向后欧拉法、梯形法等）
2、误差估计
3、龙格-库塔（Ronge-Kutta）法
4、单步法的收敛性与稳定性
5、线性多步法
6、边值问题解法
3、实践性环节
讲述过程中，安排三个单元的上机计算作业（大约20学时），加深对算法的理解和应用能力。
4、本课学习的基本要求
通过本课的学习，使学生基本掌握常用数值方法的基本原理、主要内容、实用范围、误差标准、稳定性能，可自行编制软件计算或调用常用算法库进行计算。
5、预备知识
高等数学、线性代数、某种计算机计算语言
6、教材及主要参考书
教材：
《数值计算方法》徐涛编著吉林科学技术出版社1998
主要参考书：
《数值方法》易大义等浙江科学技术出版社1984
《现代数值分析》李庆扬等高等教育出版社1995
《数值方法（Matlab版，第三版）
[美]JohnH.Mathews&KurisD.Fink著
7、教学方式及考试方式
集中授课，课程结束后进行综合闭卷考试
生物医学工程测试技术学位课程教学大纲
课程编号：
41020233课程名称：
生物医学工程测试技术
学时：
40 学分：
2 开课学期：
1
开课单位：
机械学院
任课教师：
董心 教师代码：
教师职称：
教授
教师梯队：
1、课程目的、任务及对象
本课程主要是将实验应力分析的方法应用到生物医学工程中来，使学生了解各种测试手段如何应用于生物医学工程，以及临床医学对各种测试方法的特殊要求，尤其是活体测试时对测试方法的特殊要求。
介绍生物遥测技术。
通过应用范例的讲述使学生了解测试技术是如何应用到临床医学中去的。
对象为硕士研究生。
2、授课的具体内容
第一章 绪论
§1-1求解生物力学问题的主要途径
§1-2 生物力学测试分类
第二章 电阻应变测量技术
§2-1 电阻应变片的粘贴技术
§2-2 电阻应变片在电桥中的接法
§2-3 电阻应变花和静态多点应变测量
§2-4动态应变测量
§2-5各种电测设备的使用方法
第三章其它测试方法介绍
§3-1光弹性法
§3-2脆性涂层法
§3-3云纹法
§3-4全息干涉法
§3-5激光散斑干涉法
第四章医用生物遥测技术
§4-1概述
§4-2医用生物遥测系统的组成和基本原理
§4-3医用生物遥测系统的分类
§4-4医用生物遥测系统的举例
§4-5遥测系统评价及体内遥测的特殊要求
3、实践性环节
讲述过程中安排适当的实验操作，使学生在实践中加深理解。
4、本课学习的基本要求
通过本科学习电测法及在生物医学工程中的应用，了解各种测试方法及各种设备的使用方法。
5、预备知识
材料力学，理论力学，大学物理。
6、教材及主要参考书
（1）自编
（2）实验应力分析实验指导张如一清华大学出版社
7、教学方式及考试方式
课程结束将进行综合考试
生物医学工程概论课程教学大纲
课程编号：
41020223课程名称：
生物医学工程概论
学时：
40 学分：
2 开课学期：
1
开课单位：
机械学院工程力学系
任课教师：
宫赫 教师代码：
教师职称：
副教授
教师梯队：
朱伟民张春秋
1、课程目的、任务及对象
生物医学工程学是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的边缘性学科，其基本任务是运用工程技术手段，研究和解决生物学和医学中的有关问题。
本课程的目的是将生物医学工程学中8个主要分支学科的发展现状与趋势传授给学生，并通过实际的研究项目，使学生了解我国生物医学工程学的研究现状、深度、中近期战略目标，和组织实施的基本原则。
授课对象是全体生物医学工程专业硕士研究生。
2、授课的具体内容
第一章 生物医学工程学的战略地位
第二章 生物医学工程学的发展现状与趋势
§2-1 生物力学
§2-2 生物材料学
§2-3 生物系统的建模与控制
§2-4生物医学信号检测与传感器
§2-5生物医学信号处理
§2-6医学图象技术
§2-7物理因子在治疗中的应用及其生物效应
§2-8人工器官
第三章我国生物医学工程学的发展战略
§3-1发展我国生物医学工程学的基本原则
§3-2我国生物医学工程学研究的中、近期战略目标
§3-3近10年中优先支持的重点课题
3、实践性环节
讲述过程中安排适当的参观，使学生在实践中加深理解。
4、本课学习的基本要求
通过本课学习，使学生了解生物医学工程学中8个主要分支学科的发展现状与趋势。
5、预备知识
6、教材及主要参考书
教材：
《生物医学工程学》，国家自然科学基金委员会编，科学出版社。
7、教学方式及考试方式
课程结束将进行综合报告。
生物医学工程中的有限元方法课程教学大纲
课程编号：
41020213课程名称：
生物医学工程中的有限元方法
学时：
60 学分：
3 开课学期：
1
开课单位：
机械学院工程力学系
任课教师：
宫赫 教师代码：
教师职称：
副教授
教师梯队：
董心李洪
1、课程目的、任务及对象
《生物医学工程中的有限元方法》的授课对象是生物医学工程专业硕士研究生中，非力学本科专业的机械类学生。
通过学习，使学生掌握有限元方法的基本原理，学会编制有限元程序，并学会将有限元方法与生物医学工程中相关理论相结合。
2、授课的具体内容
第一章有限元方法基本理论
§1-1最小势能原理
§1-2单元刚度阵
§1-3单元的组装与有限元方程的解
第二章有限元方法程序设计
§2-1FORTRAN语言编程基础
§2-2有限元方法程序设计流程
第三章骨功能适应性定量理论与有限元方法的结合
§3-1骨功能适应性定量理论
§3-2与有限元方法结合的流程
第四章有限元软件的使用
§4-1SOLIDWORKS的使用
§4-2ANSYS的使用
3、实践性环节
讲授过程中安排适当的上机操作，使学生在实践中加深理解。
4、本课学习的基本要求
（1）掌握有限元方法的基本理论
（2）能独立编制有限元程序
5、预备知识
线性代数，C语言（或其它高级编程语言）
6、教材及主要参考书
主要参考书：
徐秉业主编，弹性与塑性力学，机械工业出版社
7、教学方式及考试方式
课程结束将进行综合考试，包括理论考试与上机操作考试。
生物固体力学基础学位课程教学大纲
课程编号：
41020212课程名称：
生物固体力学基础
学时：
60 学分：
3开课学期：
1
开课单位：
机械学院
任课教师：
朱伟民 教师代码：
教师职称：
副教授
教师梯队：
1.课程的目的、任务及对象
生物固体力学基础是研究生物体在静载和动载时的应力、应变、强度、刚度、疲劳和稳定性的科学，是学习生物力学的基础。
通过学习生物固体力学，可以使学生了解和掌握生物固体的受力分析、强度、刚度、疲劳和稳定性的计算。
为进一步学习和研究生物医学工程打下良好的力学基础。
2.课程的具体内容
第一章绪论
第二章生物固体的受力分析和受力图
§2-1约束和约束反力
§2-2生物固体的受力分析和受力图
第三章受力系统的简化和平衡
§3-1平面力系的简化
§3-2平面力系的平衡方程
第四章轴向拉伸与压缩
§4-1轴向拉压时的内力和应力
§4-2生物固体在拉压时的力学性质
§4-3强度条件
§4-4轴向拉压时的变形
第五章扭转
§5-1扭转时的内力、应力和强度条件
§5-2扭转时的变形和刚度条件
第六章弯曲时的内力
第七章弯曲时的应力和强度计算
第八章弯曲时的变形和刚度计算
第九章应力、应变分析、强度理论
§9-1应力状态的概念
§9-2二向应力状态分析
§9-3强度理论
第十章生物固体在组合变形时的强度计算
§10-1拉伸与弯曲的组合
§10-2扭转与其他变形的组合
3.生物固体的力学实验
实验一拉伸实验
实验二压缩实验
实验三扭转实验
实验四测定弹性模量E和切变模量G
4.本课程学习的基本要求
通过本课程的学习，掌握对生物固体的受力分析，掌握生物固体在轴向拉压、扭转和弯曲时的内力、应力计算和强度条件，变形计算和刚度条件，掌握生物固体的应力分析和强度理论，并掌握组合变形时的强度计算。
了解生物固体的力学性能及其实验。
为进一步学习生物力学等课程打下良好的基础。
5.预备知识
生物医学数学基础
6.教材及主要参考书
《理论力学》刘巧伶，吉林科技出版社，1998年；
《材料力学》聂毓琴，孟广伟，机械工业出版社，2004年；
《材料力学学习辅导》朱伟民，吉林大学出版社，2005年。
7.教学方式及考试方式
课程结束将进行综合考试。
解剖生理学课程教学大纲
课程编号：
41020203课程名称：
解剖生理学
学时：
40 学分：
2 开课学期：
1
开课单位：
机械科学与工程学院力学系
任课教师：
李洪 教师代码：
教师职称：
教授
教师梯队：
1、课程目的、任务及对象
解剖生理学是研究人体正常形态结构的科学。
它是重要的基础医学课程和专业基础课程。
其任务是通过教学使学生掌握人体各系统各器官的形态、结构、重要毗邻关系的知识和基本技能，为学习其他基础医学课程和临床医学课程及临床实践奠定基础。
2、授课的具体内容
第一章 绪论
了解人体解剖学的任务和分科。
了解学习人体解剖学的基本观点和方法。
了解人体解剖学发展史概况。
掌握人体的标准姿势、轴、面和方位术语。
了解人体的正常、异常、变异和畸形的概念。
第二章 骨及骨连结
§2-1总论
§2-2躯干骨
§2-3颅骨
§2-4附肢（四肢）骨
第三章 肌学
§3-1总论
§3-2躯干肌
§3-3头肌
§3-4上肢肌
§3-5下肢肌
第四章 消化系统
§4-1消化管
§4-2消化腺
§4-3腹膜
第五章 呼吸系统
§5-1呼吸道
§5-2肺、胸膜、纵隔
第六章 循环系统
§6-1循环系统总论
§6-2心
§6-3动脉
§6-4静脉
§6-5淋巴
第七章 感觉器官
§7-1视器
§7-2前庭蜗器
第八章 神经系统
§8-1神经概论
§8-2脊神经
§8-3脑神经
§8-4内脏神经
§8-5传导通路
3、实践性环节
讲述过程中安排适当的参观，使学生在实践中加深理解。
4、本课学习的基本要求
通过本科学习重点要求学生掌握人体形态结构，运用标本、模型、多媒体课件来熟悉和了解人体各系统的基本知识、结构和功能。
5、教材及主要参考书
教材：
余哲主编的《解剖学》（第二版）
主要参考书目：
（1）《系统解剖学》郑思竞主编第三版人民卫生出版社出版
（2）《人体解剖学彩色图谱》郭光文等主编第一版人民卫生出版社出版
（3）《格氏解剖学》第38版杨琳高英茂主译 辽宁教育出版社
6、教学方式及考试方式
本课程采用课堂讲授、讨论、多媒体教学相结合的多种手段开展教学。
课程结束将进行综合考试
研究生学位课教学大纲
课程编号：
40121001课程名称：
生物医学数学基础
学时：
80学分：
4开课学期：
1
开课单位：
机械科学与工程学院
任课教师：
徐涛教师代码：
225886教师职称：
教授
教师梯队：
梁平
8、课程目的、任务及对象
生物数学是20世纪生物学飞速发展中产生的一门新兴边缘科学。
生物数学的基本理论和方法对当代生物学的发展产生重大影响。
本课程适应当代生物学研究工作对新理论知识和新技术方法的需要。
授课对象为生物医学（力学）硕士研究生。
9、授课的具体内容
第一章概论
学科发展史，学科内容，学科的特点和意义
第二章生物统计数学模型
1、简单的统计数学方法
2、回归预测数学模型
3、判别分析数学模型
4、主成份分析
第三章生物分类的数学模型
1、分类的基本概念和原始数据的获得
2、数据变换和数据标准化
3、相似性概念的数量化
4、表征分类的分类运算
第四章生物演化的数学模型
1、演化集合及其基本定理
2、分支性状与性状编码
3、演化的定量表示与俭约性公理
4、性状演化的和谐性与和谐性分析方法
5、生物演化历史的重构
第五章马尔柯夫链数学模型
1、马尔柯夫链的基本概念及其表示
2、正则马尔柯夫链
3、吸收马尔柯夫链
4、带输入的马尔柯夫状态序列
第六章微分方程数学模型
1、单一种群生态数学模型
2、Lotka-Volterra生态数学模型
第七章生物信息论
1、信息与信息的度量
2、平均互信息与事物的关联性
3、离散信道与生物遗传的传递
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