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生命科学和信息技术的交叉融合和应用随着现代技术的不断发展，生命科学和信息技术之间的交叉融合越来越密切。
这种融合不仅为人类生活带来了巨大的便利和进步，也为医学、生态环境等领域提供了新的解决方案。
在这篇文章中，我们将探讨生命科学和信息技术交叉融合的现状和未来应用。
一、生命科学和信息技术交叉融合方向生命科学包含了生物学、生态学、医学等诸多领域，而信息技术则包含了计算机技术、人工智能、物联网等多个方向。
生命科学和信息技术的交叉融合方向主要有以下几个方面：1. 生物信息学生物信息学是生命科学和信息技术的融合产物，主要研究生物学中的大规模数据分析、数据库管理、模型构建、算法优化等问题。
生物信息学在基因组学、蛋白质组学、表观基因组学等领域有着广泛应用。
2. 医学信息学医学信息学是生命科学和信息技术的交叉领域之一，它主要利用信息技术来实现医学领域中的数据获取、处理、存储和分析等功能。
医学信息学在心脑血管疾病、癌症分子诊断、医学影像等领域得到了广泛应用。
3. 计算神经科学计算神经科学是生命科学和信息技术的交叉领域之一，研究大脑活动的生理学和神经科学，以及神经信息处理的数学理论和方法。
计算神经科学在神经网络、人工智能等领域有着广泛应用。
二、生命科学和信息技术交叉融合的应用生命科学和信息技术的交叉融合不仅提高了科研效率和质量，同时在多个领域中得到了广泛应用。
下面简单介绍几个应用方面：1. 基因编辑基因编辑技术（CRISPR）通过切除、替换或添加种子基因的方法，具有高效、可控、准确等特点。
基因编辑技术在医学、农业、环境等领域的应用前景广阔。
例如治疗一些遗传性疾病、改善农作物品质和产量、污染物的生物修复等。
2. 精准医疗精准医疗指根据个体基因组、表型、生活方式和环境等综合信息，实现对个体健康状况的精准诊断、预测和治疗。
与传统的通用治疗相比，精准医疗可以大大提高治疗效果和生存率，并减少不必要的治疗和药品费用。
3. 食品安全食品安全是人类生活中重要的问题。
信息与通信技术（Information and Communication Technology，ICT）、纳米科学和技术（Nanotechnology）以及生物医学科学（Biomedical Science）的融合科学概念代表了不同领域之间的交叉和合作，通常被称为"生物医学纳米技术"或"生物医学纳米科技"，它们的融合在许多领域中产生了重大影响，包括医疗诊断、治疗、药物传递和生物医学研究。
以下是这一融合科学概念的主要方面：纳米药物传递：这涉及将纳米技术应用于药物的传递和释放。
通过纳米载体，可以更精确地将药物输送到体内特定的组织或细胞，减少药物的副作用，提高治疗效果。
纳米诊断技术：纳米技术在生物医学领域中用于开发高灵敏的诊断工具，如纳米传感器和标记物，用于检测疾病标志物、病原体和生物分子。
纳米影像学：在医学影像学中，纳米技术可以用于提高成像的分辨率和对比度，从而帮助医生更准确地诊断疾病。
组织工程：生物医学纳米技术可以帮助创建具有特定功能的纳米材料，用于组织工程和再生医学，例如人工器官和组织的生长和修复。
纳米生物学：纳米技术有助于研究生物学中的纳米尺度现象和生物分子，如蛋白质和DNA。
这有助于深入理解生命过程和疾病机制。
药物开发：生物医学纳米技术可以用于药物的设计、优化和高通量筛选，以加速新药物的开发过程。
个性化医学：结合ICT和生物医学纳米技术，可以实现个性化医学，根据患者的基因型和生理特征来制定个性化的治疗方案。
纳米生物传感器：这些传感器可以用于监测患者的健康状态，迅速检测疾病或药物反应，并进行实时健康监测。
这种融合科学的发展为医学领域带来了巨大的创新潜力，有望改善疾病的治疗和预防方法，提高医疗保健的效率和精确性，并推动生物医学研究的发展。
同时，也需要考虑伦理和安全问题，确保这些技术的可持续和负责任的应用。
专题：大力推进科研范式变革Vigorously Promote Scientific Research Paradigm Transform引用格式：李鑫, 于汉超. 人工智能驱动的生命科学研究新范式. 中国科学院院刊, 2024, 39(1): 50-58, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20231211001.Li X, Yu H C. A new paradigm of life science research driven by artificial intelligence. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2024, 39(1): 50-58, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20231211001. (in Chinese)人工智能驱动的生命科学研究新范式李鑫1,2于汉超3*1 中国科学院动物研究所北京1001012 北京干细胞与再生医学研究院北京1001013 中国科学院前沿科学与教育局北京100864摘要生物技术和信息技术的迅速发展，使生命科学进入了数据爆发的新时代，传统生命科学研究范式难以在日益增长的生物大数据中揭示生命复杂系统的本质规律。
随着人工智能（AI）在生命科学研究领域持续取得颠覆性突破，AI驱动的生命科学研究新范式呼之欲出。
文章通过深入剖析AI驱动的生命科学研究的典型范例，提出了生命科学研究新范式的内涵和关键要素，阐述并讨论了新范式下的生命科学研究前沿和我国面临的挑战。
关键词科学研究，生命科学，人工智能，大数据，科学范式DOI10.16418/j.issn.1000-3045.20231211001CSTR32128.14.CASbulletin.202312110012007年，图灵奖得主吉姆·格雷（Jim Gray）提出了科学研究的四类范式，这些范式基本上被科学界广泛认可。
生物医学工程专业（医学仪器方向）生物医学工程专业培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力，能在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。
生物医学工程专业属于电子信息大类的专业，本专业学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识，受到电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练，具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
由于生物医学工程学科在疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面起着巨大作用，世界各个主要国家均将它列入高技术领域，重点投资优先发展，本学科也将始终是朝阳学科。
本专业修业年限为4年，毕业生授予工学学士学位。
中南民族大学生物医学工程专业始建于1994年，1995年开始招收本科生；1997年，该专业获一级学科硕士学位授予权；2001年生物医学工程学科被国家民委确定为重点学科，其所属的脑认知实验室和生物医学工程综合实验室为国家民委重点实验室。
本专业现有教授8人，副教授15人；其中国家级“百千万人才工程”一二层次入选者1人，校学科带头人和骨干教师8人；硕士生导师13人。
十几年来该专业为国家和民族地区培养1500多名各层次专门技术人才，其中本科生1300多人、硕士研究生150余人。
该专业毕业生具有较强的就业竞争力和宽广的就业领域，受到了用人单位的普遍好评。
本专业主要学习的课程包括：生物医学工程概论；电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、生物医学电子学、微机原理与应用、DSP/EDA技术、嵌入式系统；计算机基础、高级语言程序设计、计算机网络与通信技术；信号与系统、数字信号处理、计算机图形学、医学图像处理、自动控制原理、医学模式识别；生物医学检测与传感技术、人体运动信息检测与处理；医用电子仪器、医学仪器设计；生物学导论、医用化学、生化与分子生物学、解剖生理学、生物学专题。
生物与信息融合(bt与it融合)”重点专项2023年度项目申报指南生物与信息融合（BT与IT融合）重点专项2023年度项目申报指南一、引言生物与信息技术的融合在当前的科技发展中扮演着重要的角色。
为推进该领域的研究和应用，特制定本指南，旨在向各申请单位提供相关指导，确保项目申报的准确性和完整性。
二、项目背景生物与信息技术的融合是连接生命科学和信息科学的重要纽带，对推动科技创新有着广泛的应用价值。
人们意识到了将生物学的基本原理与信息处理技术相结合的潜力和重要性，进一步推动了生物与信息技术融合领域的研究和发展。
三、项目内容1. 项目目标本项目旨在促进生物与信息技术的融合，推动相关领域的交叉研究，提高生物科学和信息科学的结合度，拓宽研究视野，培养创新人才，促进科技创新和社会进步。
2. 研究方向（1）基因组学与信息学融合研究深入探索基因组学和信息学融合的关键技术，开展基因组数据的存储、管理和分析方法的研究，提高基因组学研究的效率和准确性。
（2）生物信息学与计算机科学融合研究通过生物信息学和计算机科学的融合研究，开发新的算法和技术，提高生物数据挖掘、生物信息分析和模拟仿真的能力。
（3）生物工程与信息科学融合研究通过生物工程和信息科学的融合研究，研究和开发具有应用潜力的生物材料、生物传感器等，推动生物工程领域的创新和发展。
3. 申报要求（1）项目立项申请单位需明确项目的科学目标、创新点和研究方法，并提供必要的技术路线和预期成果。
（2）团队组建团队成员应具备相关专业背景和研究经验，包括生物学、信息学、计算机科学等领域的研究人员，并能充分发挥各自的优势，形成协同合作。
（3）经费支持申请单位需提供项目预算和经费使用计划，合理安排经费支持，确保项目顺利实施。
四、申报流程1. 申请准备申请单位应认真阅读本指南，明确项目内容，并完成相关材料的准备，包括项目申请书、团队成员清单、研究计划等。
2. 提交申请申请单位应按照指南要求，在规定时间内将申报材料提交给相关部门，以确保申请程序的顺利进行。
电子信息技术的基础理论与应用电子信息技术是当今世界上最为重要的技术之一，它涵盖了通信、计算机、自动控制、生物医学、材料科学等多个领域。
它的发展不但推动了人类社会的科技进步，也推动了经济的发展和社会的变革。
本文将从电子信息技术的基础理论与应用两方面进行探讨。
一、电子信息技术的基础理论电子信息技术的基础理论主要包括电子学、通信原理、数字逻辑和计算机组成原理等方面。
在这些基础理论中，电子学是最为基础的一门学科，它主要研究电子器件的工作原理和电子元件的制造技术。
通信原理是研究信息传输和接收的原理和方法，包括调制解调技术、信道编码技术、多路复用技术等。
数字逻辑则是研究数字信号的处理和逻辑运算，它是数字电路和计算机的基础。
计算机组成原理则是研究计算机硬件系统的构成和工作原理，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
这些基础理论的发展离不开实验研究和模拟仿真技术。
实验研究可以对电子器件和电路的工作特性进行定量分析和验证，而模拟仿真技术则可以通过计算机软件模拟真实的电子器件和电路，加快研究的速度和降低成本。
这些技术的应用可以帮助我们更好地理解电子信息技术的基础理论，同时也为电子信息技术的应用提供了重要的支撑。
二、电子信息技术的应用电子信息技术的应用十分广泛，它不仅深刻影响着我们生活的方方面面，也推动了许多产业的发展。
以下介绍一些电子信息技术的应用。
1. 通信技术通信技术使得人们可以通过电子设备实现语音、文字和图像的远程传输，它改变了人们的生活和工作方式。
目前，随着5G技术的不断发展，无线通信技术又将开启新的一轮技术革命，带来更加快速和安全的数据传输。
2. 计算机技术计算机技术使得数据的处理和存储变得更加高效和便捷。
从最早的大型机、小型机到个人电脑、云计算等，计算机技术的不断升级换代推动着计算机应用的广泛普及。
尤其是人工智能、大数据等技术的出现，使得计算机技术更加接近人类智慧。
3. 控制技术控制技术是电子信息技术在工业和军事领域的重要应用，它通过自动化控制系统实现对工业生产流程和军事作战过程的精准控制。
医学院生物医学工程专业（电子信息类）本科培养方案一、培养目标生物医学工程是工程学与生命科学、医学深入交叉融合的学科，致力于研制用于预防、诊断、治疗疾病及促进人类健康的创新型医疗设备、生物制剂、生物材料、生物过程、植入设备等。
本专业既培养能够推进工程学与生命科学、医学交叉领域前沿创新的学术精英，也培养能够推进相关产业创新的领军人才。
生物医学工程专业（电子信息大类）致力于用电子、信息科学原理与技术，探索生命、医学与健康的新奥秘，研制创新型的医学仪器、设备与系统。
生物医学工程专业（电子信息大类）的学生，应具有优秀的思想道德素质和身心素质，打下扎实的数理、电子与信息科学基础，掌握现代生命科学与医学的核心知识，受过系统的科学实验和研究训练，具备创新精神和国际视野，能够胜任生物医学工程领域偏重电子、信息方向的科学研究、技术开发、系统设计、创新创业及管理等工作。
二、培养成效生物医学工程专业的本科毕业生应达到如下的知识、能力和素质的要求：1.运用数学、科学和工程知识的能力；2.设计和实施实验，以及分析和解释数据的能力；3.设计系统、部件或过程，以满足实际需求的能力；4.在团队中从多学科角度发挥作用的能力；5.发现、阐述和解决工程问题的能力；6.对职业责任和职业伦理的理解；7.有效沟通的能力；8.具备足够的知识面，能够在全球化和社会背景下理解工程解决方案的效果；9.对终生学习的认识，以及终生学习的能力；10.理解当代社会和科技热点问题；11.综合运用技术、技能和现代工程工具，开展工程实践的能力；12.理解生物学、生理学知识，并能够应用高等数学（包括微分方程和统计学）、科学和工程知识，解决工程与生命科学交叉的问题；13.具备测量生命系统并阐释测量数据的能力，以及解决生命系统与非生命材料/系统相互作用方面问题的能力。
三、学制与学位授予学制：按本科四年学制进行课程设置及学分分配。
本科最长学习年限为专业学制加两年。
学位授予：工学学士学位。
电子信息D01：10.19392/ki.1671-7341.202104039科技风2021年2月生物技术与信息技术的融合发展李海洋湖北大学知行学院湖北武汉430011摘要:信息技术有着采集、处理、储存、整合、挖掘、解析等功能，在与生物技术不断融合的过程中，促使生物技术向可计 算、可调控、可定量、可预测的方向发展，驱动生物科学的研究进入了更新的范畴。
同时，生物体中神经元的信息交换和处理、基因的表达与调控为信息技术的发展提供了更多的思路。
生物技术与信息技术的融合发展是社会和时代发展的需要，是工 程发展的规律。
关键词：生物技术;信息技术；融合发展在智能化和大数据的时代背景下，海量数据爆发式增长给信息技术的发展带来了更多的挑战，信息技术的计算、存储和分析得到爆发式的增长，随之而来的能耗、效能挑战使得信 息技术急需寻求新的发展方向。
生物技术神经形态和DNA 数据存储为信息技术的发展提供了新的方向，成为了国际前沿的研究方向。
信息技术的革新从生物结构中寻找思路成为 了当前活跃的新兴研究领域，未来20年，生物技术与信息技术 融合发展将进人最重要的时间窗口，发展前景十分广阔。
一、生物技术与信息技术融合发展的意义(一）是新一轮科技革命的重要驱动力1994年，物理学家埃尔温.薛定谔（Erwin SchHdinger)发表的《生命是什么？活细胞的物理学观》一书中关于“是什么让生命系统似乎与已知的物理学定律相悖”这一问题启发 了弗朗西斯•克里克（Frnnc/C rk)等物理学家对于生命科 学的研究，进而发现了 DNA双螺旋结构，开启了现代生命科 学的大门。
随后，物理学家在进一步的探索中提出了信息论 和控制论，信息技术和生物技术以此为起点沿着各自的轨道 不断发展。
之后，1990年人类基因组计划的启动让人们从信 息论、控制论、系统论的角度对生命科学的发展规律得到了 新的认识，拉开了信息技术与生物技术融合发展的序幕。
在生物技术驱动信息技术的发展之前，信息技术在生物技术开发和生命科学研究等领域已经有了规模化的应用，生命科学研究中的重要工具就是生物信息学，像日本建立的 D_A数据库、美国的生物技术信息中心、欧洲生物信息学研究所是发达国家依据生物技术与信息技术融合发展的前景建立的三大数据库。
第44卷㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀湖北科技学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.44,No.3㊀2024年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Journal of Hubei University of Science and Technology㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Jun.2024文章编号:2095-4654(2024)03-0102-05新工科背景下理工医交叉的医学信息工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀专业人才培养模式探索与实践㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀阮若林,张玉霞,严㊀瑜(湖北科技学院㊀生物医学工程与医学影像学院,湖北㊀咸宁㊀437100)摘㊀要:新工科背景下,学科专业交叉融合发展是新时期我国高等教育培养应用创新人才的重要途径,本文以湖北科技学院医学信息工程专业为例,对理工医交叉的新工科专业人才培养模式进行了实践探索㊂首先,对国内外医学信息工程专业人才培养模式现状进行分析;接着,归纳了国内地方本科高校医学信息工程专业人才培养普遍存在的问题;最后,针对这些问题,以湖北科技学院医学信息工程专业为例,从医学信息工程行业需求与职业岗位匹配度情况㊁行业企业学校共同制定人才培养方案㊁学校-医院-企业共同参与的协同育人培养模式和多维立体定向全程实践教学体系等方面,进行了专业人才培养模式改革与实践探索㊂实践表明,专业改革和探索经验,可为学校其他新工科专业和地方兄弟院校医学信息工程专业人才培养模式改革提供参考㊂关键词:新工科;地方本科高校;理工医交叉;人才培养模式;协同育人中图分类号:G642.0㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID ):㊀㊀随着我国高等教育发展从规模向质量转变的不断推进,同时与国际接轨,2016年6月,我国成为国际本科工程学位互认协议‘华盛顿协议“第18个正式成员,我国工程教育迎来新的机遇与挑战㊂同年,教育部组织研讨工程教育改革时,首次提出 新工科 的概念,新工科专业主要是指,针对以互联网和工业智能为核心的新兴产业专业,新工科的提出是工程教育变革的新趋势,有其必然性㊂2017年被称为 新工科建设元年 , 复旦共识 天大行动 和 北京指南 构成了新工科建设的 三部曲 ,奏响了新工科人才培养主旋律,开拓了工程教育改革新路径㊂2018年教育部发布的‘关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见“(简称卓越工程师计划2.0)明确提出:为适应新一轮科技革命和产业变革的新趋势,紧紧围绕国家战略和区域发展需要,加快建设发展新工科,探索形成中国特色㊁世界水平的工程教育体系,促进我国从工程教育大国走向工程教育强国㊂教育部将 新工科研究与实践项目 纳入 双一流 建设总体方案,同时在 教育部产学合作协同育人项目 中设置 新工科建设专题 ,由教育部牵头汇聚企业资源,进一步推动新工科建设,并先后成立了 信息技术新工科产学研联盟 广西高校新工科研究与实践联盟 山西省高等学校新工科建设联盟 和 天津市新工科教育联盟 ,正全力把我国新工科建设推向前进㊂在新工科背景下,本文从国内外医学信息工程专业人才培养模式现状及普遍存在的问题出发,结∗收稿日期:2024-01-04基金项目:湖北省高等学校省级教学研究项目(2022418);湖北省高等教育学会教育科研项目(2022XD96);湖北科技学院教学研究项目(2022-XB-015)资助㊂合湖北科技学院医学信息工程专业多年人才培养实际,从专业人才培养与职业岗位匹配情况㊁学校行业企业共同制定人才培养方案㊁校医企协同育人模式和多维立体定向全程实践教学体系等方面进行的探索与实践㊂一㊁国内外医学信息工程专业人才培养模式现状分析医学信息工程是一门以信息科学和生命科学为主的多学科交叉融合的新兴综合性学科,是电子信息㊁计算机㊁通信㊁智能仪器㊁传感检测与现代医学高度融合而发展起来的战略性新兴产业,医学信息工程专业属于电子信息大类专业,是理工医高度交叉融合的新工科专业㊂随着生物工程㊁医学和信息等学科不断融会贯通,特别是近年来生物医学工程㊁医学信息标准化的发展为医学信息工程的发展打下了良好基础,加上近年计算机软硬件技术发展迅速,发达国家对医学信息学与生物信息学的发展给予了前所未有的重视㊂在美国,越来越重视生物医学信息工程专业建设,进入21世纪,美国的一些大学,如斯坦福大学㊁亚利桑那州立大学等开始着力于建设生物医学信息学专业,大多数美国大学和研究机构生物医学信息工程学科专业建设的目标是:培养出新一代的生物医学信息研究与工程技术人员[1]㊂在我国,医学信息工程学科专业起步相对较晚,医学信息工程专业2003年才被列为教育部高等教育目录外专业,2012年被列为特设专业㊂目前,全国仅有58所高校设有医学信息工程专业(公办46所,民办12所),其中广州中医药大学㊁成都中医药大学㊁南京中医药大学㊁天津中医药大学㊁浙江中医药大学㊁安徽中医药大学等40所是医药类院校,杭州电子科技大学㊁上海理工大学㊁重庆邮电大学㊁南京信息工程大学等9所是理工类院校,四川大学㊁中南民族大学㊁西华大学㊁南华大学㊁湖北科技学院等7所是综合类院校,新疆科技学院㊁山西工商学院等2所是财经类院校,湖北省仅有中南民族大学㊁湖北中医药大学和湖北科技学院等三所院校设有该专业㊂由于专业所在学校类型不同导致该专业培养目标㊁培养模式也有较大差异,目前该专业培养模式分为两种,一种是医药类和综合类院校,主要按传统工科专业对待,按医院医学辅助专业进行培养,和医院合作较为紧密;另一种是理工类院校是传统工科和新工科结合的培养模式,和企业合作较为紧密㊂现阶段的这两种培养模式与新工科人才培养要求还存在一定差距,不能满足新技术㊁新业态㊁新模式㊁新产业为代表的新经济蓬勃发展的需求㊂二㊁国内地方本科高校医学信息工程专业人才培养模式存在的问题通过相关文献调研和多年专业建设实践发现,国内地方本科高校医学信息工程专业人才培养中主要存在以下几方面问题㊂(一)专业定位不明确,人才培养方案缺乏针对性,人才培养体系不健全医学信息工程是以信息科学和生命科学为主的多学科交叉融合的新兴综合性学科,是国家根据医疗信息化发展需要实际而特别设立的新兴专业,属于电子信息大类新工科专业,该专业是医学基础理论知识与电子技术㊁信息技术㊁智能仪器技术的有效交叉融合,但由于专业开办学校性质不同㊁学科门类差异,医学信息专业教育并未形成较为完善的学科专业体系,不是所有开办该专业的高校都有基础和条件实现理工医交叉融合,多数高校医学信息工程专业人才培养模式仍然处于一个探索实践的阶段,专业培养目标定位不明确㊁专业教师学科背景单一,学历职称偏低,双师型教师队伍建设明显滞后,专业发展受到一定制约,人才培养体系不健全㊂因此,医学信息工程专业人才培养方案缺乏针对性,不足以实现理工医交叉融合高素质医学信息工程专业人才的培养目标[2,3]㊂(二)专业办学模式固化,人才培养形式单一,理工医交叉特点未凸显国内目前开设医学信息工程专业的58所高校中,只有四川大学一所985㊁211㊁双一流建设高校,广州中医药大学㊁成都中医药大学㊁南京中医药大学㊁天津中医药大学和南京信息工程大学等5所双一流建设高校,其他开设医学信息工程专业的高校52所,大多数是高校扩招后的新建地方高校和民办高校,新建地方院校和民办高校由于办学资源和经费相对紧张,专业建设明显滞后,尤其是地方性的36所医药类院校,由于学科相对单一㊁理工学科基础相对薄弱,主要依据学校附属医院和教学实习医院医疗档案信息化发展等医疗信息化建设需要,专业办学模式相对固化,不同类型高校专业人才培养形式相对单一,同时由于学科门类㊁专业办学基础性㊃301㊃2024年第3期㊀㊀㊀㊀㊀阮若林,张玉霞,严㊀瑜:新工科背景下理工医交叉的医学信息工程专业人才培养模式探索与实践和延伸度不足,医学信息工程专业医学基础理论知识与电子技术㊁信息技术㊁智能仪器等高科技知识有效交叉融的理工医交叉特点明显不足,人才培养形式不能很好满足信息化时代医疗信息化发展的需求[4,5]㊂(三)实践教学模式陈旧,实践教学资源匮乏,实践教学效果不佳医学信息工程是一门以信息科学和生命科学为主的多学科交叉与融合的新兴综合性学科,是医学基础理论知识与电子技术㊁信息技术㊁智能仪器等高科技知识的有效交叉融合,理工医高度交叉融合高素质医学信息工程专业人才行业领域社会需求巨大㊂但目前各高校的培养中普遍存在重理论㊁轻实践的现象,究其原因主要是当前的实践教学模式单一㊁实验内容与现实脱节现象严重,与医院信息化建设㊁医疗信息化科技企业项目研发相匹配的实践教学资源匮乏,具备医疗信息化产品设计开发经历和能力的双师型教师队伍偏少,双师型教师队伍建设相关制度机制不健全,专业教师创新创业类实践活动参与度不够,产学研结合不够深入,导致实践教学仍然停留在传统教学模式,培养的学生创新意识不强㊁实践动手能力相对较差,理工医交叉融合培养的效果不佳,人才培养质量很难适应新时代医疗信息化新技术和新兴产业发展的需求[6-8]㊂三、新工科背景下理工医交叉的医学信息工程专业人才培养模式探索医学信息工程专业作为理工医交叉的新工科专业,其人才培养具有如下特点:第一,注重教师和学生的多学科交叉背景,实行跨专业㊁跨学科联合培养;第二,注重理论与实际相结合,提高学生动手能力,和相关医疗机构合作办学;第三,强调学生实践动手能力和实践创新能力的培养,引导学生解决实际问题㊂湖北科技学院是全国应用型转型示范高校,入选国家发改委㊁教育部㊁人社部确定的全国百所产教融合发展工程应用型高校㊂新工科发展背景下,医学信息工程主动对接湖北省第十二次党代会提出的三高地两基地 (全国科技创新高地㊁制造强国高地㊁数字经济发展高地㊁现代农业基地和现代服务业基地)目标,培养面向新时代医疗信息化行业产业发展需求的专业技术人才㊂学校早在2012年就在生物医学工程专业中设置医学信息工程方向,并获批湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划本科项目,2015年正式设置医学信息工程专业㊂专业人才培养始终贯彻 以需求为导向㊁以学生为中心 办学理念,不断实践 理㊁工㊁医交叉融合,校㊁医㊁企合作 的办学思路,积极开展新工科工程教育改革实践探索㊂湖北科技学院医学信息工程专业以 以需求为导向㊁以学生为中心 ,积极开展新工科背景下理工医交叉融合的医学信息工程人才培养模式的研究和探索㊂新工科迅速发展的背景下,学院坚持 错位发展㊁差异办学 ,面向医疗信息化行业产业需求,分析学院相关专业行业需求与职业岗位匹配度,确定医学信息工程专业的行业需求;按照 前期趋同,后期分化 的培养要求,构建特色鲜明的理工医交叉应用型技术人才培养方案;按照湖北省 三高地两基地 现代产业体系新一代信息技术产业布局的新要求,主动对接医疗信息化行业产业发展需求,全面深化校医企合作,打造校医企联合培养协同育人机制,共建联合研发平台对接医学信息工程技术产业链;面向新工科,根据医学信息工程专业理工医交叉融合的特点,深入推进 校医企合作,产学研创结合 ,构建多维立体定向全程实践教学体系,不断提高学生的工程实践能力㊁科技创新能力与职业技能㊂(一)坚持 错位发展㊁差异办学 ,面向医疗信息化行业产业需求,深入调研,确定专业人才培养与职业岗位相匹配㊂根据医学信息工程行业对医疗技术人才的实际需求,深入九州通集团武汉同步远方信息技术开发有限公司㊁上海联影医疗科技股份有限公司㊁华中科技大学附属协和医学院等行业企业,开展人才需求和培养规格专题调研,针对医疗信息化新兴产业链对于医学信息工程人才的巨大需求,分析学院现有专业人才培养与职业岗位的匹配关系(如图1),明确医学信息工程专业职业定位为医疗数字化建设,专业人才培养围绕医疗数字化建设这一目标开展㊂同时,根据不同类型高校人才培养目标差异,坚持 错位发展㊁差异办学 ,人才培养克服 研究型 人才 下不去㊁留不住 , 技能型 人才难以胜任复杂工程岗位的现状,立足湖北,培养在医疗信息化产品设计㊁研发㊁技术支持与管理等方面 下得去㊁留得住㊁用得上㊁干得好 的高素质复合应用型人才㊂㊃401㊃湖北科技学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀总第44卷图1㊀医学工程行业企业需求与职业岗位匹配分析(二)按照 前期趋同,后期分化 模式,按专业新工科学科专业特点,构建理工医交叉融合的人才培养方案㊂医学信息工程专业坚持高校与行业企业㊁用人单位等按照国标共同制定本科人才培养规格和培养方案,从学生职业岗位发展实际出发,要求学生具有扎实的大医学工程基础理论知识,按照 前期趋同,后期分化 模式,培养理工医交叉融合的医学信息工程人才,构建 1+1+1+0.5+0.5 (1年通识教育㊁1年大类基础学习㊁1年专业学习㊁半年医院教学实习㊁半年企业顶岗实践)人才培养模式(如图2)㊂图2㊀培养方案构建框架在新工科要求背景下,学院积极开展校医企联合办学,构建 专业平台+方向模块+医院实习+企业实践 课程体系,从课程设置到专业见习㊁专业实习㊁毕业设计始终贯穿 理工医交叉融合 理念,理科课程主要有高等数学㊁工程数学㊁大学物理等;工科课程主要有电子技术㊁高级语言程序设计㊁数据结构㊁数据库技术㊁医院信息系统设计㊁健康物联网技术等,医学课程主要有基础医学概论㊁临床医学概论㊁医院管理学等;专业见习㊁实习主要有学校实验室㊁医院信息中心㊁企业IT 设计部门;毕业设计要求以医疗信息化相关小型管理信息系统设计开发为主㊂构建了具有理工医交叉融合特色的人才培养方案,培养具有坚实医学工程基础,能胜任医疗信息化建设专业人才,缓解医疗卫生行业医学信息工程人才紧缺的现状㊂(三)依据医学信息工程专业 理工医交叉融合 的学科专业特点,制定校医企协同育人模式㊂按照湖北省委第十二次党代会确定 三高地两基地 现代产业体系新一代信息技术产业布局的新要求,紧密对接医疗信息化行业需求,全面深化校医企合作,打造校医企联合培养协同育人机制(见图3)㊂图3㊀校医企融合的协同育人模式一是面向医学工程和技术行业发展需求,根据职业岗位特点构建校医企三位一体的协同办学模式,与医院联合建设实习实训基地,与行业企业共建医疗信息化研发基地,紧密对接医疗信息化行业需求,全面深化校医企合作,以学生为中心,产学研创结合,不断激发学生学习的积极性主动性,切实提高教学质量,培养具备一定创新能力的医学信息工程专业人才㊂二是建立双师型教师队伍 双聘 机制,实现高校和行业企业的人员互聘㊂聘请行业企业高级技术及管理人员作为专业兼职教师和校外导师,承担部分专业课程教学,担任本科生联合导师,指导学生毕业设计㊂学院派专业教师到行业企业进行生产实践和产品设计研发,切实提高教师自身实践动手能力,提高专业课教师中具备实际研发工作经历的教师比例㊂三是与行业企业开展订单式培养,实现培养实习就业一体化㊂与合作企业建立资源共享机制,合作企业向学生开放仪器设备㊁实践基地和项目;与合作企业建立管理联动机制,在订单班学生遴选与管理㊁指导与评价等方面加强沟通和配合㊂目前学院与武汉同步远方信息技术开发有限公司联合开办订单式培养 远方班 ㊁与医星医疗(武汉)有限责任公㊃501㊃2024年第3期㊀㊀㊀㊀㊀阮若林,张玉霞,严㊀瑜:新工科背景下理工医交叉的医学信息工程专业人才培养模式探索与实践司联合开办订单式培养 医星班 ,取得较好办学效果㊂(四)面向新工科,深入推进 校医企合作,产学研创结合 ,构建多维立体定向全程实践教学体系,不断提高学生的工程实践能力㊁科技创新能力与职业技能㊂按照新工科提出的工程教育改革新趋势,专业依托现有办学资源,与合作医院和医疗科技企业开展密切合作,围绕医学信息工程专业人才培养标准,以高素质的应用型人才培养为导向,深入推进 校医企合作,产学研创结合 ㊂依托校内教科研平台㊁合作医院及医疗科技企业共建专业实习实训基地,采用 平台+项目 的方式,完善校医企三位一体的协同培养实践教学体系,形成学校 基础实验 综合设计实验 专业虚拟仿真平台训练 校内实训平台专业技能实训 大学生创新创业训练 +医院 专业课程见习 医院专业实习 +企业 毕业设计 企业定向顶岗实践 的多维立体定向全程实践教学体系(如图4)㊂采用综合工程实践能力实训㊁项目创新能力训练和职业技能培训相结合的模式,强化实践技能和创新能力的培养,以第二课堂为突破口,引导学生积极参与教师科研项目,积极开展大学生创新创业训练,参加 互联网+ 大学生创新创业大赛㊁ 挑战杯 全国大学生课外学术科技作品竞赛及全国大学生生物医学工程创新设计大赛等重要学科专业大赛,不断提高学生的工程实践能力㊁科技创新能力与职业技能[9-11]㊂图4㊀构建 多维立体定向 全程实践教学体系四㊁结语大力推进新工科建设,是新时期我国高等教育主动应对新一轮科技革命与产业变革㊁支撑服务创新驱动发展国家战略的重要举措,湖北科技学院医学信息工程专业在新工科背景下,根据医疗信息化行业企业发展需求,实施理工医交叉㊁校医企协同的人才培养模式,注重学生工程实践能力㊁科技创新能力与职业技能的培养,不断提升人才培养质量,培养了一批具有一定职业技能和工匠精神的满足医疗信息化㊁健康物联网㊁医药电子商务等领域应用需求的高级专门人才㊂同时,专业改革和探索经验可为学校其他新工科专业和地方兄弟院校医学信息工程专业人才培养模式改革提供参考㊂参考文献:[1]㊀巩永强,王忠华.国内高校医学信息工程专业办学现状分析[J].中华医学图书情报杂志,2022,31(11):76-79.[2]㊀李程龙,刘伟,沈朝飞,等. 十四五 规划背景下高校医学信息工程专业人才培养体系构建研究[J].医学信息学杂志,2023,44(3):94-97.[3]㊀刘奇,林江莉,张劲,等.新工科背景下医学信息工程专业建设与实践[J].医学信息学杂志,2023,44(8):6-11.[4]㊀杨飞,王常青,彭振皖,等.新工科背景下医学信息工程专业人才培养实践探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2022,39(2):73-76.[5]㊀王启帆,李和伟.新形势下医学信息工程专业人才培养对策研究[J],医学信息学杂志,2020,41(9):90-93. [6]㊀王彦丽,霍旭阳.医学信息工程专业教学体系的构建与实施[J].吉林医药学院学报,2023,44(4):312-313. [7]㊀谢小芳,李洪进,尚志会,等.智慧医疗背景下医学信息工程专业人才培养的改革[J].电脑知识与技术,2018,14(25):150-151.[8]㊀岳慧平,夏书剑,殷丽婷,等.医学信息工程专业实践教学体系的改革研究与实践[J].科技视界,2021,8(47):121-122.[9]㊀伍爱霞,罗千灵,阮若林.地方高校产学研用创新创业模式建设:现状分析㊁问题透视与路径探索 以湖北省咸宁市为例[J].湖北科技学院学报,2021,41(6):148-152.[10]王忠华,巩永强.新工科背景下医学信息工程专业实践教学改革研究[J].医学信息学杂志,2023,44(7):97-101.[11]刘永彬,何啸峰,欧阳纯萍,等.新工科背景下医学信息工程专业双创人才培养机制研究[J].高教学刊,2019(21):29-31.责任编辑:夏振宇㊃601㊃湖北科技学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀总第44卷。
人工智能与生命科学与信息科学的交叉融合专业设置是一个创新和前沿的领域，它结合了人工智能、生物医学工程、生物信息学、医学影像技术等多个学科的知识体系和应用技能。
这种交叉融合专业的设置旨在培养具有跨学科背景的创新型人才，以应对生命科学与医学领域的挑战和机遇。
这种交叉融合专业通常涵盖以下几个方面的知识和技能：
人工智能技术：包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等，用于数据挖掘、模式识别、预测建模等方面。
生物医学工程：涉及生物材料、组织工程、生物力学、生物信息学等，应用于生物医疗设备的研发、人体生理和病理过程的模拟和预测等方面。
医学影像技术：主要涉及医学影像的采集、处理、分析和诊断，包括X光、CT、MRI、超声等影像技术，以及图像处理和计算机辅助诊断等方面的技能。
临床医学知识：对于医学影像和数据分析的实践应用，需要具备一定的临床医学知识，了解各种疾病的病理和临床表现，以及诊断和治疗的方法。
这种交叉融合专业的课程设置通常包括人工智能基础、生物医学工程导论、医学影像技术基础、生物信息学、临床医学概论等核心课
程，以及机器学习与生物医疗数据挖掘、深度学习与医学影像分析、生物材料与组织工程等选修课程。
此外，学生还需要完成相关的实验和研究项目，以培养其实践能力和创新精神。
这种交叉融合专业的就业前景非常广阔，可以在医疗设备制造商、生物技术公司、医疗保健机构、科研机构等领域从事研发、管理、咨询和技术支持等方面的工作。
同时，这种专业背景的人才也具有较高的学术研究和发展潜力，可以从事相关领域的科学研究和技术创新工作。
电子信息技术与生命科学的融合摘要：本文主要介绍了电子克隆，基因芯片，电子细胞等三方面关于电子技术与生物学融合相关的内容。
生物医学电子学目前尚是一个采用单向移植和双科交融的边缘科学，从交叉学科的层次来看，尚处于较低的层次，但是它肩负着生命科学与信息科学两个自然科学领头羊的交叉任务，因此面向21世纪，人类必须运用创新的发散思维，即采用对现有科学的求异和批判思维，建立更开放的大学科观，以迎接21世纪的挑战。
关键词：基因芯片；电子细胞；电子克隆生命科学与信息科学将并肩齐驱，交叉配合领导其他科学技术进步。
今后科学发展的水平，在很大程度上取决于各个领域中的科学技术究竟能向人类自身的机体逼近到何种程度。
而在解决这一类问题中，21世纪的生命科学的研究成果将以特有的方式向自然科学的其它学科进行积极的反馈与报答。
1 基因芯片1.1 基因芯片技术及其发展生物芯片的概念由Fodor等人在1991年提出，是指能够快速并行处理多个样品并对其所包含的各种生物信息进行解剖的微型器件，它的加工运用了微电子工业和微机电系统加工中所采用的一些方法，只是由于其所处理和分析的对象是生物样品，所以叫生物芯片（Biochip）。
在生物芯片技术中，基因芯片技术建立最早，也最为成熟。
基因芯片，又称DNA微阵列（DNA microarray），是把大量已知序列探针集成在同一个基片（如玻片、膜）上，经过标记的若干靶核苷酸序列与芯片特定位点上的探针杂交，通过检测杂交信号，对生物细胞或组织中大量的基因信息进行分析。
其突出特点在于高度并行性、多样性、微型化和自动化。
高度的并行性不仅可以大大提高实验的进程，而且有利于DNA芯片技术所展示图谱的快速对照和阅读。
多样性可以在单个芯片中同时进行样品的多参数分析，从而避免因不同实验条件产生的误差，大大提高分析的精确性。
微型化可以减少试剂用量和减小反应液体积，降低实验费用。
高度自动化则可以降低制造芯片的成本和保证芯片的制造质量。
基因芯片的制备方法主要有两种：原位合成法和点样法。
从目前应用的情况来看，原位合成的基因芯片的密度高，重复性好，制备过程中的质量控制比较容易，但是成本较高。
而点样技术主要应用在部分没有商业化芯片的物种的基因芯片的制备，制备的成本较低。
原位合成的芯片是今后的一个发展和应用方向。
基因芯片的原位合成法是基于组合化学的合成原理，通过一组定位模板来决定基片表面上不同化学单体的偶联位点和次序，把腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）四种不同碱基的核苷酸按不同次序化学偶联在相应的位点，原位合成序列不同的寡核苷酸探针，形成DNA芯片。
该方法的优点在于精确性高，缺点是制造光掩蔽剂既费时又昂贵。
1.2 基因芯片技术的应用和发展趋势随着基因芯片技术的日渐成熟，在功能基因组、疾病基因组、系统生物学等领域中得到了广泛的应用，已经发表了上万篇研究论文，每年发表的论文呈现增长的趋势。
芯片制备技术极大地推进了生物芯片的发展，从实验室手工或机械点制芯片到工业化原位合成制备，从几百个点的芯片到几百万点的高密度芯片，生物芯片从一项科学成为一项技术，被越来越多的研究者广泛运用。
各个实验室不断产生海量的杂交数据，相同领域的研究者需要比较不同实验平台产生的数据，作为基于分子杂交原理的高通量技术，芯片实验的标准化、可信度、重现性和芯片结果是否能作为定量数据等问题成为所有的芯片使用者关心的课题。
迈阿密原则和微阵列质量控制系列研究回答了这两个问题。
迈阿密原则（MIAME，微阵列实验最小信息量）提出了生物芯片标准化的概念，该原则的制定使世界各地实验室的芯片实验数据可以为所有的研究者共享。
目前基因芯片的制备向两个主要方向发展。
第一，高密度化，具体表现为芯片密度的增加，目前原位合成的芯片密度已经达到了每平方厘米上千万个探针。
一张芯片上足以分析一个物种的基因组信息。
第二，微量化，芯片检测样品的微量化，目前芯片检测下限已经能达到纳克级总RNA水平，这为干细胞研究中特别是IPS干细胞对单个细胞的表达谱研究提供了可能。
另一方面，微量化也体现芯片矩阵面积的微量化，即在同一个芯片载体上平行的进行多个矩阵的杂交，大大减少系统和批次可能带来的差异，同时削减实验费用。
2 电子细胞2.1 电子细胞研究的发展电子细胞亦称虚拟细胞（Virtual Cell）。
它是在计算机上模拟真实细胞的结构、物质组成、生命活动的动力学行为和生命现象，用虚拟现实的方式实现友好人机交互，以便研究者构造细胞结构和其内外部环境物质组成，考察、记录细胞实验现象和功能，再现细胞生命活动和发现新的生物学现象规律。
因此，电子细胞亦称人工细胞，是人工生命的重要基础部分。
电子细胞是多学科领域的一项交叉学科技术，从广义上说，它应该属于新兴的生物信息学科范畴。
它包含了细胞生命活动信息的获取、处理、储存、分发、分析、综合和解释等在内的所有方面，它综合运用数学、信息科学技术和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义电子细胞的实现极为复杂，它综合了生物学、生理学、生物化学、数学、物理学、化学和信息科学等多学科的理论知识，达到对细胞的结构和功能进行分析和整合的一门新兴交叉学科方向。
很明显，它是新兴的生物信息学和生命信息学研究的最重要内容之一。
电子细胞的发展大体上可以分为三个阶段，首先是构造阶段，这一阶段主要研究电子细胞的物质构成、基本功能模拟，细胞内外环境与组成物质的动力学行为特性知识库系统建立，方便的人机交互可视化界面及开放的网络设计支撑平台（包括计算的数学库，图像图形工具，网络通信工具、设计工具、计算环境、专业数据库等）；其次，是细胞功能行为模拟试验和优化完善阶段；第三是应用阶段，这一阶段电子的细胞已具备了强大的模拟真实细胞的能力，在细胞的类型、数量、种类上极为丰富，功能上也基本完善实用，成为医学、生物学、生化工程，能源和环境等领域实际应用的一种不可或缺的重要工具，是相应产业的重要支撑技术。
目前，国际上的主要工作仍处于第一阶段，即构造研究阶段。
2.2 电子细胞的研究内容电子细胞是在电子系统设备上，主要是计算机及其网络，模拟再现细胞生命活动的全过程，基本问题是细胞的生长、发育、繁殖和凋亡过程的建模模拟。
涉及细胞内外环境和细胞相关物质对细胞的生命活动的作用表现，这包括离子通道、信号传导、细胞的组成结构及相应功能，细胞内外物质活动和生化反应、基因表达、蛋白质、酶、能量物质等相互作用的动力学行为的真实再现。
（1）细胞组成、结构和功能建模。
主要问题是细胞的各组成成分物理结构、生化功能、物质流动、信号生成等，是对构成整个细胞的模拟模型有作用的各个有机成份及其相互结构功能作用的研究。
（2）细胞生命活动相关数据库及相应管理软件。
搜索、发现、整理和存贮细胞生命活动的相关试验测试数据，建立数据库，在此基础上创造出知识库，如基因相关、蛋白质相关、生化反应及其它反应链、代谢过程、细胞各物质组成及其相互作用的知识库。
这是逼真地再现和预测细胞生命活动的基础。
（3）细胞间通信和信号传导。
主要问题是对细胞生命活动信号的产生机理、传导机理和细胞间相互作用的建模、模拟和有关现象规律的研究。
（4）染色体和基因表达。
主要问题是细胞染色体活动的模拟、基因表达的产生条件、产生过程、动力学模型、基因的功能、遗传、变异规律等。
（5）蛋白质合成、结构分析预测。
从细胞基因出发，应用分子力学和分子动力学的原理建模，并观察发现蛋白质的结构规律、合成规则，分析已探明蛋白质的生成机理，预测和模拟产生新的蛋白质。
（6）细胞代谢过程模拟和分析。
主要是细胞的物质代谢和能量代谢过程的机理、生化反应、动力学建模，模拟分析等。
（7）分子进化和比较基因组学。
利用不同物种中基因序列的异同研究细胞中氨基酸序列甚至相关蛋白质的功能结构。
模拟这一过程，通过对比来研究分子进化和细胞进化。
近年来，由于较多模式生物基因组测序任务的完成，为从整个基因组角度来研究分子和细胞进化提供了条件。
（8）疾病诊疗。
生物的病变在很大程度上反映在细胞的病变。
研究细胞的物质成份组成和表型变化等来诊断病变，并采用多种手段在电子细胞上再现治疗控制过程，将对发现新的治疗和诊断方法有十分重要的作用。
这方面对人类健康意义重大，可望得到丰硕的成果。
（9）药物设计。
电子细胞的目的之一是可视化再现和阐明细胞生命活动的规律，刻划和预测细胞中各种成份的结构功能、相互作用以及与各种人类疾病之间的关系，以寻求各种防治药物和方法。
在电子细胞上进行药物设计和药理实验，既经济又快速安全。
如为了抑制某些酶和蛋白质的活性，可以在已知其结构的基础上，利用分子对接算法，在电子细胞上设计抑制剂分子，作为候选药物，这种发现新药的方法有强大的生命力，也有巨大的经济效益。
（10）其它。
如多细胞相互作用的动力学现象，细胞之间的相互作用影响，细胞营养和毒性研究，细胞的整个生命过程的建模和模拟，细胞相关的组织器官研究，高通量技术，在环保、能源、化工工程中的应用等，将逐渐成为并丰富电子细胞的重要研究内容，这里不再赘述。
2.3 作用意义及发展展望与建议2.3.1 电子细胞的作用和意义研究电子细胞是为了能使人们更好、更快地掌握和发现细胞生命活动的规律及知识，服务于医疗、教育、科学研究和社会生活。
它可以有以下明显的作用。
医疗：用于病变的早期预防、病变的诊断、疾病的治疗模拟、保健、新药物的实验和发明等。
建立正常和病理的电子细胞模型，不仅可以发现细胞内部活动和调节的生理机制，而且可以了解和揭示疾病发病过程，寻找到有效致病分子和标记分子，进行疾病的预警诊断，提出防治和干预措施，设计和试验新药物，发展新的生物高技术产业。
教育：电子细胞以其生动和可视化的表现形式可以改变传统医学生物学教学模式，部分代替和辅助传统医学生物学实验和教学，可以生动、直观、透彻、逼真地重现细胞生命活动的各环节。
在经济性和易用性上有显著的优势，甚至会成为将来教学实验的主要方式。
科学研究：采用电子细胞可代替或辅助真实细胞进行各种科学研究。
可实现实际实验中很难实现的条件，预测试验的结果，发现一些在真实细胞实验很难观察到的现象和规律。
因此，电子细胞亦是芯片上的生物实验室或研究所，在科学研究中的价值不可低估。
社会生活：电子细胞是一个多能的仿生环境。
应用电子细胞，可以观察环境因素对人体的影响及其作用途径，提出防治措施；应用电子细胞可以虚拟生物对能量的摄取和利用，指导能源的有效利用和开发。
可以虚拟和模拟基因和蛋白质的结构，预测基因和蛋白质的功能，加速新的物种、产品的开发等等，这一切对国民经济和社会生活都有重大的意义。
电子细胞是生命科学技术的重大突破，将使生命科学和信息学科的研究内容及方法手段产生革命性的创新。
虽然这一点在国内尚无明确的认识，但在国外已初现端倪。
