Tantárgyak kialakítása
A kétciklusú képzés bevezetése során a képzésért felelős intézmények és szakmai szervezetek az öt éves egyetemi képzésből indultak ki. Sok esetben egy korábbi egyetemi szak mintatantervéből jött létre az alapképzés és a mesterképzés mintatanterve. Mára látszik, hogy ez nehezíti az alapképzés és a mesterképzés céljának elérését, és preferálja a "csőszerű" haladást: adott alapképzés diplomájával szinte csak az erre épülő mesterképzésben lehet folytatni a tanulmányokat. A felsőoktatás hatékonyabbá tételéhez vezető út egyik lényeges állomása a tanulási egységek megfogalmazása, a KKK-k (képzési és kimeneti követelmények) átalakítása. Ennek során kiemelt jelentősége van az egyéni tanulást segítő írásos anyagok kidolgozásának. A biotechnológia-bioinformatika-orvosbiológia ismeretköreit jelenleg több szakon is oktatják. Az eltérő nevű tantárgyak között nagy az átfedés. A projekt segítségével olyan tanegységek fogalmazhatók meg, amelyek alapképzésekben (biomérnök, vegyészmérnök, környezetmérnök, molekuláris bionika) osztatlan képzésekben (orvos, fogorvos, állatorvos) és mesterképzésekben (biomérnök, ., egészségügyi mérnök) is felhasználhatók. Ezeket felhasználva javaslatot fogunk kidolgozni a tanegységek érintett szakok KKK-iba történő beépítésére.
| Tananyag | Kredit | Nyelv | Képzés | Virtuális labor |
|---|---|---|---|---|
| Basic Biochemistry | 5 | angol | BSc | |
| Biokémiai szabályozás | 5 | magyar | BSc | |
| Biokémiai alapok | 6 | magyar | MSc | |
| Intelligens adatelemzés | 4 | magyar | PhD | x |
| Molekuláris biológiai technikák | 6 | magyar | MSc | x |
| Biomedical Instruments | 5 | angol | MSc | |
| Orvosbiológiai méréstechnika | 5 | magyar | MSc | |
| Műszaki és biológiai rendszerek elmélete | 5 | magyar | MSc | |
| Általános genetika | 5 | magyar | BSc | x |
| Klinikai kémia | 5 | magyar | BSc | |
| Patobiokémia | 3 | magyar | MSc | |
| Bioinformatics | 7 | angol | MSc | x |
| Bioinformatika | 7 | magyar | MSc | x |
| Bioinformatics laboratory | 2 | angol | MSc,BSc | x |
| Bioinformatika laboratórium | 2 | magyar | MSc | x |
| Valószínűségi döntéstámogatás | 5 | magyar | MSc | x |
| (Orvosi) Genetika és genomika | 4 | magyar | MSc | x |
| Genetics and genomics | 4 | angol | MSc,BSc | x |
| Genetik und genomik | 4 | német | MSc |
A biomérnöki képzés a műszaki tudományterülethez tartozik, azonban a tananyag tekintélyes részét a biológia modern diszciplínái (genetika, molekuláris biológia, biokémia, sejtbiológia) teszik ki. A négy szakirány (alkalmazott biotechnológiai, egészségvédelmi, élelmiszerminősítő és élelmiszertechnológiai, környezetvédelmi) az oktatott tárgyak igen széles palettáját öleli fel, melyek között vannak alapozó, valamint a speciális irányú ismeretekre felkészítő tárgyak. Jelen tananyagfejlesztési törekvésünk a biológiai/biotechnológiai alapozó és az egészségvédelmi szakirányú képzésekhez illeszkedik. A "Biokémiai szabályozás" és az "Általános genetika" az alapképzésben kötelező tárgyak, melyek hozzávetőlegesen 120 főt érintenek évfolyamonként. A "Molekuláris biológiai technikák" tárgy oktatása a mesterképzésben folyik, kb. 75 fő hallgatja évente. Az egészségvédő szakirányon oktatjuk a "Klinikai kémia" (BSc) és a "Patobiokémia" (MSc) tárgyakat, melyek az összhallgatói létszám 40%-át érintik.
Jelen tananyagfejlesztési törekvésünk tartalmazza továbbá a "Basic Biochemistry", illetve a "Biokémiai alapok" modulokat. Előbbi elsősorban a karon (BME VBK) folyó angol nyelvű vegyészmérnök képzésben (mintegy 15 fő évente), utóbbi pedig a kar- és egyetemközi (BME és SE közös képzése) egészségügyi mérnök képzésben (kötelezően választható tárgy, évente átlagosan 35 fővel) kerülne felhasználásra.
Kiemelt fontosságúnak tartjuk, hogy hallgatóink a legmodernebb ismereteket birtokolják, és azokat alkalmazni tudják friss diplomásként. Alapvető törekvésünk, hogy a gyakorlatorientált és az interdiszciplináris szemlélet már az alapozó tárgyakban megjelenjen. Fontos szempont továbbá az egyes tananyagokban az átfedések minimalizálása. Ennek megfelelően olyan modulok kidolgozására törekszünk az egyes tananyagokon belül, melyek önállóan több tárgy esetében is felhasználhatóak. A tananyagok hiánypótló szerepet kívánnak betölteni, hiszen jelenleg a projektben bemutatott tárgyak esetében tankönyv nem érhető el a hallgatók számára. A kidolgozott tananyagok saját hallgatóinkon kívül várhatóan szélesebb felhasználói igényeket is kielégítenek.
A biokémiának, a genetikának és a molekuláris biológiának a gyors fejlődése elkerülhetetlenné teszi a tananyagok időről -időre történő megújítását. A BME VBK ABÉT-en Ezen tárgyak oktatását megpróbáljuk a mérnöki gondolkodásmód irányából megközelíteni, az ismeretanyag jellege, mélysége is a jövő mérnöki feladatainak (biológus mérnök, egészségügyi mérnök) igényeihez van szabva. A genetika és a molekuláris biológia tudományok a biokémia határtudományának tekinthetők. Az általános genetika tananyag olyan tudásalapot hivatott megteremteni, amelyek nélkülözhetetlenek más határtudományok (biokémia, molekuláris biológia, géntechnológia, genomika, proteomika) megértéséhez.
A molekuláris biológia elsősorban az elméleti felfedezések gyakorlati felhasználhatóságára fókuszál. A tananyag, bár elméleti kurzust tervezünk, nagyon gyakorlat-orientált; az ismeretek elsajátítása megfelelő mélységben segíti a mérnökhallgatók technikai tudásának fejlesztésében, az alapokat követő legújabb módszerek ismertetése pedig segít a molekuláris biológiai kísérlet-tervezés elsajátításában is.
A tantárgyak segédanyagainak írása során különös figyelmet fogunk fordítani, az átfedő anyagrészek minimalizálására, úgy, hogy a tananyagok egymásra építésével át lehessen látni a tantárgyak az oktatási rendszerben kialakított rigid határai felett. A megújítandó tananyagokhoz egyetemi jegyzet nincs, a diákok eddig vagy elavult hazai, vagy külföldi szakirodalomból próbáltak felkészülni.
A tervezett segédanyagok megírásához a feltételek adottak. A fent nevezett összesen 35 kreditnyi tananyag kidolgozásában BME ABÉT három oktatója (Dr. Szarka András, Dr. Wunderlich Lívius, Dr. Deák Veronika) Ph.D. fokozattal, valamint jelentős kutatási és oktatási tapasztalattal rendelkezik. Az tananyag kidolgozásában nemcsak Ők, hanem a SE Orvosi Vegytani Intézetének három prominens oktatója is részt vesz (Dr. Bánhegyi Gábor, Dr. Sasvári Mária, Dr. Rónai Zsolt), akik nagy szakmai tapasztalatukkal segítik a projektet. A tananyagok kidolgozásának ütemezése úgy van megoldva, hogy a részt vevők a jelen projektben vállalt feladatokat főállású tevékenységük mellett el tudják látni.
A BME-VIK MIT-en oktatott Orvosbiológiai méréstechnika az egészségügyi mérnöki mesterképzés egyik alapvető tantárgya, mely megfelel a CRH-BME (Curricula Reformation and Harmonization in Biomedical Engineering Education) Tempus projekt (TEMPUS IV, Project Number: 144537-TEMPUS-2008-GR-JPCR) keretében megfogalmazott ajánlásnak, melyet 23 egyetem résztvevői dolgoztak ki a legtöbb egyetem tantervében szereplő "Biomedical instrumentation and sensors" c. tantárgyhoz, .Az ajánlás kidolgozásában a BME-VIK Méréstechnika és Információs Rendszerek tanszékének képviseletében Dr. Jobbágy Ákos vett részt.
Az Orvosbiológiai méréstechnika tantárgy jelentős mértékben támaszkodik az önálló tanulásra, amihez ennek megfelelő tananyag kidolgozására van szükség. Az általunk kidolgozni tervezett tananyag tagolása a következő: (1) tudásszint felmérő kérdések,(2) elméleti háttér,(3) tudást ellenőrző kérdések,(4) számítási feladatok, (5) paciensekről, biológiai mintákról rögzített jelek, útmutató ezek kiértékelésére. Különösen fontos a paciensekről és egészséges kontroll személyekről felvett adatbázis. Ez az otthoni tanuláshoz nyújtja a laboratórium, a szakértő kezelő és a különböző tesztelendő alanyok virtuális jelenlétét. Ezzel jelentős költség takarítható meg, az otthon tanulónak pedig valódi jelek feldolgozásával járó élményt nyújt. Az adatbázis összeállításakor a tipikus felvételek mellett a tipikus hibák hatását is be fogjuk mutatni. Video felvételeken fogjuk bemutatni, milyen méréssel, hogyan történt a biológiai eredetű jelek rögzítése.
A Semmelweis Egyetemen 2011. második félévében kezdődött el a "Genetika és genomika" tárgy oktatása. A tárgy két karon (általános orvos, és fogorvos) kerül oktatásra mind előadás, mind gyakorlat keretében. A gyógyszerész karon hasonló tananyag Biológia II néven fut, ahol szintén előadás és gyakorlat van belőle. A tárgyat angol nyelven is hasonló szisztémában oktatjuk. Német nyelven egyelőre csak előadás van, itt a gyakorlat anyagának kialakítása még hátra van, de 2013-tól német nyelven is ugyanebben a rendszerben oktatunk az általános orvosképzésben.
Ma már a fejlett világ összes hasonló képzésében résztvevő egyetemen folyik hasonló képzés. Vitathatatlanul a molekuláris genetika az informatika mellett, korunk legintenzívebben fejlődő tudományága. Jellemző, hogy a Harvard Egyetemen 100 kurzus kulcsszavai között szerepel a "genomics" kifejezés. A kb. 450 fő oktatásában, illetve a tananyag fejlesztésében az SE GSII összes munkatársa részt vesz. Jelenleg, minden héten az intézeti oktatási tanács kb. 2 órára összeül, megvitatja a leadott órák tapasztalatait, és részletesen átbeszéli a következő gyakorlatok előadások anyagát. Ezeket a tapasztalatokat felhasználva fejlesztjük ki a hasonló tananyagra épülő angol és német nyelvű oktatásunkat. Angolnyelven, mindhárom karon oktatunk, míg németnyelven általános orvosképzés folyik. A tárgy oktatása a harmadévben kerül sorra. Ekkor 200 fő angol- és 50 fő német nyelvű hallgatóra lehet számítani, ami azt jelenti, hogy a kifejlesztett tananyag a Semmelweis Egyetemen 700 főt érint.
Intézetünk több munkatársa is dolgozik/dolgozott külföldi egyetemeken. Néhány közülük az elmúlt évben jött ismét vissza, és folytatta munkáját, oktatását az egyetemen. Tapasztalataikra igényt tartunk és felhasználjuk a tananyag fejlesztésében. A tanszéken számos, nemzetközileg is sikeres munkatárs dolgozik (összesen 3 MTA doktora és egy akadémikus, és sok PhD), akik rendszeresen járnak külföldre előadni, pályázatokat (pl. FP7-es pályázatok) bírálni. Az itt szerzett tapasztalatokat, ismereteket is hasznosítani tudjuk. Mivel a genetika és genomika tárgyat gyakorlatilag a világ összes orvostudományt oktató egyetemén tanítják, rengeteg összegyűlt tapasztalat van a tárgy oktatásában. Ezeket a sokszor on line is elérhető anyagokat, és az azokból leszűrt tapasztalatokat természetesen hasznosítjuk a tananyagunk fejlesztésében.
Kapcsolatainkat felhasználva rendszeresen elismert külföldi professzorokat hívunk meg, akikkel az oktatási tapasztalataikat is megbeszéljük. Intézetünkkel kapcsolatban áll A. Malcolm Campbell, a világhírű Discovering Genomics, Proteomics, and Bioinformatics könyv szerzője, amelyet intézetünk munkatársai fordítottak le magyarra. Malcom A Campbell írásban is felajánlotta (ld. csatolt levél), hogy megosztja velünk tapasztalatait a genomika oktatásában, az aktív tanulás elősegítésében és az angol nyelv szakmai helyességének ellenőrzésében. Hasonló jó, személyes kapcsolatokat ápolunk a német "Humangenetik" kézikönyv szerzőivel, akik szintén felajánlották segítségüket a német nyelvű tananyag fejlesztésében.
A genetika és genomika tárgy oktatása, a teljes évfolyamnak szóló elméleti előadások mellett, kis, 4-12 fős csoportokban is folyik, gyakorlat formájában. Az előadás és gyakorlat tematikája úgy van felépítve, hogy a gyakorlat mindig épít az előadások anyagára, annak gyakorlatiasabb részeit tárgyalja, mélyíti el. Itt a hallgatóknak lehetőségük nyílik a nehezebben megérthető, vagy érdekesnek talált részeknél kérdéseket feltenni, azokat akár csoportosan megvitatni. A hallgatók tudásuk elmélyítése érdekében többször házi feladatokat kapnak, melyek sikeres teljesítését a számonkéréseknél plusz pontokkal számítjuk be. A gyakorlat interaktív formában zajlik, azaz bizonyos anyag megbeszélése után a hallgatók feladatokat kapnak, melyekkel ellenőrizhetik, hogy megértették-e az előtte tárgyalt tananyagot. Ezután az esetleges hibákat közösen megbeszéljük. A gyakorlat fontos része a mikroszkópos vizsgálatok, ahol pl. a meiózis és mitózis egyes fázisait tanuljál meg felismerni a hallgatók. Bizonyos gyakorlatokon (pl. internetes genetikai adatbázisok megismerése és használata) a hallgatók számítógépek szakmai célú használatát tanulják meg.
A tervezett anyag két fontos részből áll. A szöveges rész tartalmazza az elsajátítandó ismeretek nagy részét, melynek megértését kb. 900 ábra, és animáció segíti. Mind a szövegben, mind az ábrákban link-eket adunk meg, melyeken keresztül az érdeklődőbb hallhatók további ismeretekhez juthatnak, hogy az adott témában, vagy segíthetik őket az esetleg nehezebben megérthető részek jobb feldolgozásában. Az internet felhasználását a tananyag elsajátításában, illetve újabb ismeretek szerzésében annyira fontosnak tartjuk, hogy a tervezett jegyzetben egy teljes fejezetet arra szánunk, hogy a genetikai és genomikai adatbázisokat bemutassuk, illetve feltárjuk azokat a lehetőségeket, amelyeket ezek a sokszor interaktív adatbázisok felkínálnak. A tervezett gyakorlati órák közül másfél gyakorlatot arra szánunk, hogy interaktív formában bemutassuk, megbeszéljük a hallgatókkal ezeket a lehetőségeket, majd házi/önálló feladatként ezzel kapcsolatos feladatokat kapnak a hallgatók.
Módszertan:
Virtuális omikai-orvosbiológiai labor
A pályázatban egy olyan informatikai eszközláncot hozunk létre, az KOBAK Virtuális Labort, amely molekuláris biológiai, rendszerbiológiai, és populáció genetikai szimulációkat másrészt azok méréstechnikai szimulációját is képes integráltan kezelni. Tervezett részei a következők: