生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合教學改革的研究

王大珅 張濤 房蓓

摘 ?要：文章通過分析生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合的必要性以及目前“醫(yī)·工”交叉學科的發(fā)展現(xiàn)狀，對生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合教學改革方法進行研究，為培養(yǎng)醫(yī)學與工學復合型人才提供理論基礎。

關鍵詞：生物醫(yī)學工程;醫(yī)工結(jié)合;教學改革;人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）12-0059-03

Abstract： With analyzing the necessity of the combination of medical and industrial in biomedical engineering and the current development status of interdisciplinary work of medical and engineering， the paper studies the medical and industrial combined teaching reform method in biomedical engineering. The paper provides a theoretical basis for cultivating compound talents in medicine and engineering.

Keywords： biomedical engineering; combination of medical and industrial; teaching reform; talent development

一、概述

生物醫(yī)學工程是利用工程學手段來解決醫(yī)學問題的學科，生物醫(yī)學工程學科具有工程學和醫(yī)學兩個學科高度結(jié)合的特點[1]。當前，我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)正處于發(fā)展和轉(zhuǎn)型過程中[2]，人工智能、大數(shù)據(jù)、信息技術等新一輪科學技術將醫(yī)學發(fā)展推動到了新的階段。為了盡快適應當前醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)健康中國的需求，高等醫(yī)學教育體系需要建立多元化的教育模式，深度探索醫(yī)學教育改革的實施途徑，落實好未來醫(yī)學人才的教育方向，為醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)培養(yǎng)出醫(yī)學與工學復合型、創(chuàng)新型人才。

近年來，交叉學科建設的重要性日漸突出，已成為高等教育的持續(xù)發(fā)展部分?！秶医逃聵I(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》中指出，進一步推進高水平大學和重點學科建設，重視發(fā)展前沿新興學科和交叉學科[3]。中央文件在2018年8月24日指出，確定推進“新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科”的發(fā)展。其中，針對“新醫(yī)科”的內(nèi)涵，文件中提出了從治療為主到兼具預防治療、康養(yǎng)的生命健康全周期醫(yī)學的新理念，確定開設精準醫(yī)學、轉(zhuǎn)化醫(yī)學、智能醫(yī)學等新專業(yè)，在人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新一輪科技革命撲面而來的新背景下，對原有的專業(yè)提出了醫(yī)工理文融通的新要求[4]。醫(yī)學教育是高等教育的重要組成部分，是建設與實現(xiàn)“教育強國”和“健康中國”目標的基本需求。生物醫(yī)學工程學科“醫(yī)·工”結(jié)合在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)和生命科學領域打破了原有醫(yī)學研究的局限性，其優(yōu)勢和專業(yè)特色為醫(yī)學研究提供了醫(yī)學和工程學科的交互背景。面對現(xiàn)今社會健康和醫(yī)療的新需求，診療模式越來越離不開生物信息、人工智能、計算機技術、醫(yī)療大數(shù)據(jù)等技術?！搬t(yī)·工”結(jié)合是順應社會快速發(fā)展的產(chǎn)物，在醫(yī)學教育領域是突破性的改革和創(chuàng)新?！搬t(yī)·工”結(jié)合要求生物醫(yī)學工程專業(yè)較為傳統(tǒng)的教學模式向醫(yī)工交叉學科綜合性的醫(yī)學教學模式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)能夠運用交叉學科知識解決醫(yī)學領域前沿問題的高層次醫(yī)學人才。生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合的創(chuàng)新教育模式是發(fā)展生物醫(yī)學工程專業(yè)的新途徑，在很大程度上推動了高等醫(yī)學教育生物醫(yī)學工程部分的發(fā)展，對推動高等醫(yī)學教育的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

二、“醫(yī)·工”結(jié)合學科的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國高等院校結(jié)構調(diào)整和高校體制改革，一些綜合性大學或理工科院校為了提高綜合實力與單科類醫(yī)學院校合并[5]，在一定程度上實現(xiàn)了醫(yī)學、生命科學、信息科學的交叉。但是，這些多學科的交叉并未實現(xiàn)真正意義上的醫(yī)學和工程學的結(jié)合?，F(xiàn)有的醫(yī)工交叉學科在結(jié)合過程中普遍形成兩種模式：一門學科被另外一門同化，或者兩門學科形成相互隔離狀態(tài)[6]。生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)掌握醫(yī)學知識和電子、計算機等工程學知識，并能綜合運用所學知識的生物醫(yī)學工程創(chuàng)新人才[7]。現(xiàn)存的醫(yī)工結(jié)合教學模式存在以下問題：1. 學科結(jié)合程度不夠。醫(yī)學和工程學兩個學科門類的研究對象、學習內(nèi)容、應用領域存在很大差異，學科之間知識壁壘未被真正打破，導致學科結(jié)合層面較為薄弱。工科院?！搬t(yī)·工”結(jié)合教學方法和過程較為注重技術方面的培養(yǎng)，主要培養(yǎng)具有電子、計算機、信息化知識背景的應用型人才，學生在醫(yī)學理論知識、臨床運用等領域的基礎知識較為欠缺。醫(yī)科院校則更加注重培養(yǎng)醫(yī)學基礎理論、醫(yī)學儀器設備等內(nèi)容的學習，在學生動手能力與實踐方面的培養(yǎng)較為欠缺。工科院校和醫(yī)學院?！搬t(yī)·工”結(jié)合的兩種培養(yǎng)模式皆具有局限性，無法達到培養(yǎng)目標人才的效果。2. 研究成果缺乏共享：醫(yī)學和工程學兩個學科的研究成果缺乏有效的結(jié)合，沒有形成共享成果，導致研究成果無法實現(xiàn)臨床應用，新的理論無法得到臨床實踐的驗證?！搬t(yī)·工”結(jié)合的主要應用趨勢是將工程技術應用于臨床診療，解決醫(yī)學預防和治療疾病的難題。研究成果共享是將“醫(yī)·工”結(jié)合成果轉(zhuǎn)化的關鍵，兩個學科成果缺乏共享，未能形成結(jié)合后成果的現(xiàn)實作用。3. 缺少創(chuàng)新培養(yǎng)模式：醫(yī)學與工程學結(jié)合后的專業(yè)培養(yǎng)模式按照原有的培養(yǎng)模式進行人才培養(yǎng)，無法真正優(yōu)化學科和專業(yè)的結(jié)構，缺少適應醫(yī)療事業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新教學模式[8]?，F(xiàn)有的“醫(yī)·工”結(jié)合專業(yè)存在課程結(jié)構設置不合理的現(xiàn)象，課程設置和教學內(nèi)容較為落后，無法緊隨學科發(fā)展前沿，缺乏教學方法和思路的創(chuàng)新，沒有實現(xiàn)真正的結(jié)合和轉(zhuǎn)型。針對目前“醫(yī)·工”結(jié)合發(fā)展存在的問題，推進“醫(yī)·工”結(jié)合教學模式的改革勢在必行，具有創(chuàng)新思維的教學模式改革才能滿足生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合的培養(yǎng)要求。

三、“醫(yī)·工”結(jié)合特色專業(yè)教學改革研究

（一）明確培養(yǎng)目標，加強學科間融合

在教育部提出發(fā)展“新醫(yī)科”“新工科”的背景下，人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式應該順應時代的需求，著重落實“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃2.0”，進一步提高當前醫(yī)學教育質(zhì)量，樹立符合“新醫(yī)科”要求的醫(yī)學教育理念。生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合特色專業(yè)教學改革的根本是將“生物醫(yī)學科學為支撐的醫(yī)學模式”向以“醫(yī)文、醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)X 交叉學科為支撐的醫(yī)學模式”轉(zhuǎn)變，人才培養(yǎng)的目標和實施路徑是在傳統(tǒng)的生物醫(yī)學工程專業(yè)的基礎上的繼承與創(chuàng)新。醫(yī)學、工程學、信息學的綜合應用是醫(yī)學臨床診治技術的未來趨勢。生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合培養(yǎng)目標應該轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)具有“醫(yī)工信”結(jié)合的知識基礎和解決臨床問題的創(chuàng)新型、科技型人才。交叉學科專業(yè)培養(yǎng)應以學科建設為基礎，在學科建設方案中融入醫(yī)學發(fā)展需求與工程學的交叉結(jié)合點，在教學中加快基礎研究向臨床應用的轉(zhuǎn)化培養(yǎng)，以培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合創(chuàng)新意識為重點，增加學科間結(jié)合的深度，使交叉培養(yǎng)更具有創(chuàng)新型、交叉性、前瞻性。

（二）構建課程體系，調(diào)整專業(yè)設置

在生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合培養(yǎng)過程中，應該更加注重醫(yī)學學科與工程學科內(nèi)容的相互滲透和交叉。打破學科間的知識壁壘，防止學科間邊緣過于細化、僵化。在形成課程結(jié)構之前要全面衡量、重新配置，課程體系的構建不僅需要滿足現(xiàn)代醫(yī)學教育的需求，還需要對未來醫(yī)學發(fā)展做出預測，應對醫(yī)學教育的新發(fā)展。進一步調(diào)整課程體系，增加醫(yī)工結(jié)合模塊的課程，創(chuàng)新“醫(yī)學+人工智能”課程體系，實現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合特色專業(yè)的設置。在課程體系中進行橫縱向的擴寬，橫向加強醫(yī)學生工學課程的比例，優(yōu)化整合醫(yī)學專業(yè)和工學專業(yè)的培養(yǎng)方案，縱向設立分級別的培養(yǎng)模塊，發(fā)揮出交叉學科的綜合優(yōu)勢，在技能、理論、科研等方面進行延伸性培養(yǎng)。除此之外，在培養(yǎng)方案中增加設置跨專業(yè)課程、彌補交叉學科課程內(nèi)容短板的專業(yè)選修課和專業(yè)限選課，從而優(yōu)化課程設置與培養(yǎng)模式。

（三）教學模式與教學方法多元化

1. 加強實驗訓練，創(chuàng)建共享平臺。實驗訓練是“醫(yī)·工”結(jié)合培養(yǎng)的載體，建立學科交叉的共享平臺可以優(yōu)化資源配置，提供學科交叉的實踐平臺。共享平臺的創(chuàng)建可以提高學生對兩個學科知識的融會貫通，訓練學生結(jié)合的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生設計和動手能力，實現(xiàn)工科優(yōu)勢與臨床資源的優(yōu)質(zhì)資源互補，加強專業(yè)性、基礎性的實驗訓練?！搬t(yī)·工”結(jié)合實驗訓練應以臨床問題為導向，培養(yǎng)學生利用工程技術方法解決臨床疑難問題、產(chǎn)生醫(yī)學成果的新思維。學科交叉的實踐平臺是實現(xiàn)“醫(yī)·工”結(jié)合特色專業(yè)培養(yǎng)目標的基礎，充分融合了醫(yī)學教育與工程學教育，將臨床問題放在醫(yī)學、工程學等多個學科融合的思維中，使臨床問題在多維度、多視角的分析中得到解決。

2. 充分利用網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)“醫(yī)工資源共享”。建設網(wǎng)絡學習平臺，包括網(wǎng)絡課程的學習、網(wǎng)絡資源共享、師生交流等輔助教學方法，促進不同學科教師交流，開拓學生思維。“醫(yī)·工”結(jié)合醫(yī)學教育具有學科融合的特殊性，網(wǎng)絡教學方法對醫(yī)學教育改革具有重要的意義。網(wǎng)絡教學方法不受時間、空間的限制，有效緩解多學科教師師資不足的問題，滿足學生多學科學習的教學需要。網(wǎng)絡平臺是以學生自身為主導者，對交叉學科的專業(yè)內(nèi)容進行補充和延伸。充分利用網(wǎng)絡平臺的教學方法是醫(yī)學教育改革的一個重要方向，網(wǎng)絡在線課程資源豐富，線上學習更加注重過程學習?；谛畔⒒逃夹g，對優(yōu)化教育資源配置、提升教學質(zhì)量、促進教育改革等許多方面有著積極意義。

3. 師資團隊改革，建立“醫(yī)工教研室”。醫(yī)工結(jié)合創(chuàng)新型教學隊伍是醫(yī)工結(jié)合跨學科人才培養(yǎng)的保證。為了加強生物醫(yī)學工程專業(yè)師資科研創(chuàng)新隊伍建設，醫(yī)工教研室應由生物學、圖像處理、醫(yī)學傳感、臨床醫(yī)學、信息學、大數(shù)據(jù)處理技術等醫(yī)學和工程專業(yè)領域的人才組成專業(yè)教學團隊。負責人才培養(yǎng)、學科建設、科研提升和成果轉(zhuǎn)化等醫(yī)工結(jié)合的多方面工作，推進醫(yī)工結(jié)合教學培養(yǎng)。各高校應重視新興專業(yè)的發(fā)展與建設，一方面通過政策支持、鼓勵機制等方式，引進新型技術專業(yè)人才，將前沿技術推上講臺，推動學科間的交叉，實現(xiàn)跨學科間的師資團隊建設。另一方面，組織多學科、多領域的優(yōu)秀教師進行學習、交流，積極探索“醫(yī)·工”結(jié)合的教學模式，保證專業(yè)教學質(zhì)量，保持專業(yè)的特色和活力。

4. 發(fā)展以學科競賽為引導的創(chuàng)新教學方法。以學科競賽中的問題來鍛煉知識互融的應用，打破學科間的知識壁壘，在實際鍛煉中提高學生的創(chuàng)新能力。學科競賽以學生自學、自主設計為主，引導學生的主動性，持續(xù)促進學生的學科綜合能力發(fā)展。生物醫(yī)學工程“醫(yī)·工”特色專業(yè)培養(yǎng)的目標人才應具有夯實的醫(yī)學基礎知識，以及熟練的科學技術手段。多元化的學科競賽引導學生不斷提高自主學習的能力。培養(yǎng)學生自主學習、樹立終身學習的意識是醫(yī)學教育和科學技術教育的必備素質(zhì)，發(fā)展以學科競賽為引導的創(chuàng)新教學方法，有利于學生對交叉學科知識的運用，引導學生形成融合性的創(chuàng)新思維和實際運用能力。

（四）提升人文思政類課程比例

生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合培養(yǎng)目標為培養(yǎng)具備生物醫(yī)學基礎知識、計算機技術知識、大數(shù)據(jù)專業(yè)知識、工程理論知識、臨床醫(yī)學知識的高素質(zhì)人才。培養(yǎng)目標除了要求具備操作能力、科研創(chuàng)新能力還要求具有良好的職業(yè)道德、高尚的人文情懷。因此，在醫(yī)工結(jié)合課程體系中應該優(yōu)化思政類課程的結(jié)構，切勿忽視職業(yè)道德及人文素養(yǎng)的教育。在課堂說教的同時增加社會實踐、臨床實習活動，讓學生在工作經(jīng)歷中受到情感熏陶，養(yǎng)成醫(yī)學類職業(yè)道德和良好的人文素質(zhì)行為。人文思政課程設置對學生更加客觀的認識所學專業(yè)是至關重要的，選擇生物醫(yī)學工程“醫(yī)·工”結(jié)合專業(yè)的最終目標是為人類健康而服務，科學技術與醫(yī)學儀器只是達到目標的工具，有利于學生在學習過程中對學科交叉的認識，有效防止過于注重單一學科的學習，有利于教育模式的改革的推動和實現(xiàn)。

四、結(jié)束語

完善“醫(yī)·工”結(jié)合教學改革，有助于提高我國醫(yī)療產(chǎn)業(yè)和醫(yī)學相關學科的創(chuàng)新能力，促進臨床診治技能的發(fā)展，為醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的人才供給需求提供保障?！搬t(yī)·工”結(jié)合的教學改革需要在課程體系中建設“醫(yī)·工”結(jié)合課程，在教學方法中突出“醫(yī)·工”結(jié)合領域的培養(yǎng)，在教學過程中真正實現(xiàn)醫(yī)學與工程學的結(jié)合，推動醫(yī)學研究領域和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。生物醫(yī)學工程“醫(yī)·工”結(jié)合特色專業(yè)教學改革是“新醫(yī)科”發(fā)展的重要體現(xiàn)，現(xiàn)階段“醫(yī)·工”結(jié)合面臨著很多挑戰(zhàn)，生物醫(yī)學工程專業(yè)“醫(yī)·工”結(jié)合的教學改革需要進行不斷探索。通過樹立培養(yǎng)順應健康中國時代需求的人才，加強學科間融合的新理念，創(chuàng)建“醫(yī)·工”融合課程體系新結(jié)構，建立多元化、創(chuàng)新的教學新模式，加強人文課程比例提高綜合素質(zhì)等措施，實現(xiàn)生物醫(yī)學工程“醫(yī)·工”結(jié)合特色專業(yè)的教學改革，推動生物醫(yī)學工程專業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

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