“醫(yī)工結(jié)合”背景下生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大學(xué)物理課程思政的探索與實(shí)踐*

潘德貝，盤 薇，彭雯琦，袁建輝，張 燕

(廣西醫(yī)科大學(xué)，廣西 南寧 530021)

1 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展對高等教育不斷提出新任務(wù)和新要求，隨著各門學(xué)科的滲透、融合及相互促進(jìn)，交叉學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生且逐漸成為高等教育發(fā)展的重點(diǎn)?！秶医逃聵I(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》指出，要進(jìn)一步推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，重視發(fā)展前沿新興學(xué)科和交叉學(xué)科[1]。教育部、中央政法委、科技部等13 個(gè)部門聯(lián)合啟動(dòng)實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，全面推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)，提高高校服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力[2]。其中，新工科建設(shè)將應(yīng)對第四次工業(yè)革命的需要，重點(diǎn)強(qiáng)化戰(zhàn)略急需人才培養(yǎng)。新醫(yī)科作為構(gòu)建健康中國的重要基礎(chǔ)，致力于實(shí)現(xiàn)以治療為主到生命全周期、健康全過程的全覆蓋，普遍提升全民健康水平。伴隨著3D 打印技術(shù)、納米載體技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)甚至人工智能技術(shù)對醫(yī)學(xué)的助力，單一醫(yī)學(xué)學(xué)科發(fā)展已漸漸無法滿足時(shí)代發(fā)展的需要。在此背景下，“醫(yī)工結(jié)合”的理念應(yīng)運(yùn)而生，并迅速展現(xiàn)出蓬勃的生機(jī)和廣闊的發(fā)展前景。

生物醫(yī)學(xué)工程作為一門日新月異的交叉學(xué)科，發(fā)展和更新速度都緊跟著社會(huì)發(fā)展的腳步。這門學(xué)科兼具醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的特點(diǎn)，工程學(xué)中的一些方法和手段可以解釋醫(yī)學(xué)中的某些現(xiàn)象，并有效解決醫(yī)療實(shí)踐中遇到的阻礙和問題[3]。如今，人們對社會(huì)醫(yī)療服務(wù)水平提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，要滿足這些不斷發(fā)展的需求，不得不依賴于診療水平的提升，據(jù)此，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、大數(shù)據(jù)發(fā)展等越來越被診療服務(wù)所需求?！搬t(yī)工結(jié)合”在此背景下如雨后春筍迅速萌發(fā)，不斷取得突破性和創(chuàng)新性的發(fā)展。為了盡快適應(yīng)當(dāng)前醫(yī)療健康衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)健康中國的需求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式必須破繭重生，克服單一的教學(xué)模式，向醫(yī)工交叉學(xué)科綜合性的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，在新的教學(xué)模式中孕育培養(yǎng)“醫(yī)工結(jié)合”的高層次復(fù)合型人才。

大學(xué)物理課程作為生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)體系中中一門基礎(chǔ)而重要的必修課，有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和求是創(chuàng)新的工作作風(fēng)。然而目前大學(xué)物理課程更側(cè)重理論教學(xué)，理論與實(shí)踐結(jié)合較少，難以滿足新形勢下培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合創(chuàng)新型人才的需求。因此，本文在“醫(yī)工結(jié)合”這一背景下，探索研究傳統(tǒng)大學(xué)物理課與課程思政緊密結(jié)合的新模式，充分發(fā)揮大學(xué)物理課程在各學(xué)科中的基礎(chǔ)性地位，提高大學(xué)物理課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合創(chuàng)新型復(fù)合人才。

2 在大學(xué)物理課程中融入思政的探索與實(shí)踐

2.1 從大學(xué)物理課程內(nèi)容出發(fā)融入課程思政

物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基礎(chǔ)的一門學(xué)科，大至蒼穹宇宙、小至基本粒子的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，都是它研究的內(nèi)容，通過研究，不斷地向我們揭示萬事萬物的規(guī)律[4,5]。生命體中每一滴血液的流動(dòng)，每一次能量的交換，都遵循著永恒不變的物理學(xué)定律。在講授大學(xué)物理課程中，應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展、延伸講授生物醫(yī)學(xué)工程涉及的物理學(xué)原理，例如人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化背后的物理學(xué)定律，讓學(xué)生了解并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化，對于疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)將起到重要作用。例如在講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)的相關(guān)章節(jié)時(shí)，可以舉例講授流體的運(yùn)動(dòng)，從理想流體講起，再到黏性流體和實(shí)際的血液流動(dòng)，一步步推導(dǎo)出連續(xù)性方程、黏性定律、斯托克斯定律、泊肅葉定律等，讓學(xué)生了解規(guī)律、尊重規(guī)律，進(jìn)而很好的運(yùn)用規(guī)律，為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)習(xí)及實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，教師可以根據(jù)這門課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性，向?qū)W生傳達(dá)踏踏實(shí)實(shí)做好學(xué)問、打好基礎(chǔ)的價(jià)值觀。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)習(xí)不僅需要堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和腳踏實(shí)地的學(xué)習(xí)態(tài)度，還要求學(xué)生要從最基礎(chǔ)之處著手，刻苦專研、扎實(shí)求學(xué)，才能練就一身過硬的本領(lǐng)，掌握更全面的技能。

2.2 從大學(xué)物理思維方法出發(fā)拓寬課程思政

物理學(xué)中不僅包含著基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還提供了許多寶貴的科學(xué)的思維方法。物理學(xué)家們根據(jù)觀察到的事實(shí)、進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)以及原理提出相關(guān)問題，把問題進(jìn)行抽象和簡化，進(jìn)而建立模型；然后用已知原理與推測做出定性解釋，并用數(shù)學(xué)工具根據(jù)現(xiàn)有理論作定量計(jì)算和分析推理。同時(shí)也可以提出假設(shè)或理論預(yù)言，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)或?qū)ψ匀唤缬嘘P(guān)現(xiàn)象進(jìn)行觀測，考察所預(yù)言的結(jié)果與事實(shí)是否符合。如果該假說與實(shí)驗(yàn)或觀測事實(shí)有出入，就著手進(jìn)行修正，再做出檢驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)多次的修正和補(bǔ)充，人的認(rèn)識(shí)才能逐步地、最大限度地接近客觀真理，使提出的假說上升到較為成熟的理論，并付諸應(yīng)用。將這樣的思維方式運(yùn)用到生物醫(yī)學(xué)工程中，不但可以豐富醫(yī)學(xué)工程的研究分析方法，對于生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)踐，尤其是疾病防治，可以起到很好的促進(jìn)作用。例如在此次抗擊疫情工作中，提出一個(gè)很重要的關(guān)鍵詞“科學(xué)防控”，呼吁全社會(huì)在疫情防控實(shí)踐中尊重規(guī)律、尊重科學(xué)、勇于挑戰(zhàn)、突破革新。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“面對前所未知的新型傳染性疾病，我們要秉持科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度，把遵循科學(xué)規(guī)律貫穿到?jīng)Q策指揮、病患治療、技術(shù)攻關(guān)、社會(huì)治理各方面全過程?！痹谶@次疫情防控中，我國人民全力以赴，采取科學(xué)有效、精準(zhǔn)防控的新方法；大數(shù)據(jù)信息技術(shù)、自動(dòng)紅外體溫監(jiān)控、云計(jì)算等信息技術(shù)都被廣泛用于流調(diào)和疫情防控中；老百姓們不約而同地保持著高度的自覺，默默遵守著各項(xiàng)疫情防控規(guī)定，醫(yī)療工作者們不斷探索疫情防控的新手段和新方法，不斷為全國打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)注入了“強(qiáng)心劑”。我們可以在生物醫(yī)學(xué)工程的教學(xué)過程中，適當(dāng)引入相關(guān)的物理學(xué)科思維邏輯方法，結(jié)合當(dāng)下科學(xué)有效的疫情防控手段和措施，拓寬課程思政的知識(shí)廣度、提升課程思政的政治深度，更有針對性的培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)形成科學(xué)思維的意識(shí)。

2.3 從物理學(xué)家的愛國事跡出發(fā)提升課程思政

FAST“天眼之父”南仁東是蜚聲國際的天文科學(xué)家，在國外著名大學(xué)當(dāng)過訪問學(xué)者及客座教授，得到了美國、日本等國家的諸多贊譽(yù)和高薪挽留。留洋在外，不變的是對祖國的牽掛。面對“國外一天工資頂國內(nèi)一年工資”的待遇，南仁東聽從內(nèi)心的召喚，毅然決然選擇回國，傾盡一生光陰打造“中國天眼”。《南村輟耕錄》中有這樣一句話：“一事精致，便能動(dòng)人，亦其專心致志而然?！币惠呑訉Ｗ⒂谝患虑榈谋澈螅逊e的除了執(zhí)著與奉獻(xiàn)，更多的是無盡的寂寞和堅(jiān)強(qiáng)的孤獨(dú)。2011 年FAST 在貴州省開工建設(shè)。在開工建設(shè)的頭5 年時(shí)間里，多家企業(yè)和施工隊(duì)伍全力投入工程建設(shè)中。面對這一無先例可以遵循的龐大工程建設(shè)，南仁東一心投入自主創(chuàng)新研究中，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，足跡遍布祖國大地，創(chuàng)新性提出將貴州省一處喀斯特地貌洼地作為望遠(yuǎn)鏡臺(tái)的選址。從論證立項(xiàng)到選址建設(shè)，前后一共經(jīng)歷了22 年。他還帶領(lǐng)攻克項(xiàng)目建設(shè)中的各類技術(shù)難題，為FAST 工程建設(shè)發(fā)揮了決定性的作用，為祖國天文事業(yè)奉獻(xiàn)了自己的一生。在講授大學(xué)物理相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可以向?qū)W生講述南仁東忠于祖國、報(bào)效祖國的故事，讓學(xué)生主動(dòng)把學(xué)習(xí)知識(shí)、提升自我轉(zhuǎn)化為愛國情、強(qiáng)國志、報(bào)國行，將實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值與社會(huì)價(jià)值不斷統(tǒng)一，將個(gè)人命運(yùn)與祖國發(fā)展緊密聯(lián)系，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興不懈奮斗。

程開甲是我國科學(xué)院院士、著名理論物理學(xué)家、“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者，同時(shí)也是是中國核武器研究的奠基者之一，為我國核事業(yè)和國防科技發(fā)展核武器作出了巨大貢獻(xiàn)。茫茫人海中，他默默隱姓埋名40年，茫茫戈壁里，他深深扎根、無悔執(zhí)著，把滿腔熱血灑在西北無邊的戈壁里，留給后人最堅(jiān)毅的背影。沒有先例可以遵循，他不斷突破創(chuàng)新，為我國首次原子彈和氫彈試驗(yàn)成功打下基石，建立了具有中國特色的核試驗(yàn)科學(xué)技術(shù)體系。中國的大西北異常荒涼，但程開甲憑著赤誠之心及奉獻(xiàn)精神，讓中國第一顆原子彈在羅布泊驚世爆破。爆破瞬間，數(shù)千臺(tái)儀器同一時(shí)間啟動(dòng)，精準(zhǔn)完成了起爆和各項(xiàng)高難度測試。在講授大學(xué)物理中的原子核時(shí)，教師可以向?qū)W生講述我國在原子核物理方面的發(fā)展歷史，在技術(shù)封鎖的情況下，如何開始原子與分子物理研究的發(fā)展，以此培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的愛國情操，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)老一輩科學(xué)家的光輝事跡，學(xué)習(xí)他們樂于奉獻(xiàn)、甘于奉獻(xiàn)和大國工匠的精神。

2.4 從物理學(xué)的取得成就出發(fā)延申課程思政

更多的疾病被治愈，更多的生命被挽救，離不開物理學(xué)的每一次進(jìn)步和發(fā)展。在給生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生講授課程時(shí)，如果可以適當(dāng)引入并介紹物理學(xué)相關(guān)理論在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，不僅可以豐富教學(xué)知識(shí)內(nèi)容，同時(shí)可以也可以延申課程的深度。對于我國的一些領(lǐng)先科技，可以提升學(xué)生的國家榮譽(yù)感和自豪感，對于一些仍舊落后的醫(yī)學(xué)設(shè)備和技術(shù)，教師要以此勉勵(lì)學(xué)生韜光養(yǎng)晦、奮起直追，賦予學(xué)生一種刻苦鉆研、科技興國的使命感。例如教師在授課過程中，可以引入手術(shù)機(jī)器人技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)治療方面的運(yùn)用和成效。手術(shù)機(jī)器人技術(shù)蘊(yùn)含著許多現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，通過控制臺(tái)和操作手臂實(shí)現(xiàn)主-仆式遠(yuǎn)距離操作，可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的穩(wěn)定性特點(diǎn)，有效地消除醫(yī)生在手術(shù)中的手臂顫抖，加上可以高倍數(shù)放大的三維立體成像功能，極大的提高了手術(shù)的精確性和平穩(wěn)性，不僅有效減少了患者的術(shù)后疼痛，還可以縮短術(shù)后的恢復(fù)時(shí)間。再如，在講授到聲波中的多普勒效應(yīng)時(shí)，教師可以擴(kuò)展講述多普勒效應(yīng)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。裝有多普勒雷達(dá)的空中預(yù)警機(jī)，運(yùn)用多普勒效應(yīng)，它可以探測到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和相對運(yùn)動(dòng)速度。1949年開國大典時(shí)，周恩來總理曾說“我們的飛機(jī)不夠，那就飛兩遍”，然而今天，裝有我國自主研制的多普勒雷達(dá)空中預(yù)警機(jī)，在新中國成立70周年國慶閱兵上從我們天安門上空呼嘯而過，它承載了除了我們祖國科技的飛速發(fā)展，還有我們的驕傲與自豪。

3 結(jié)語

物理學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生入校后最先接觸的基礎(chǔ)課程之一，是培樹醫(yī)學(xué)新生樹立正確的理想信念、學(xué)會(huì)正確的思維方法的啟蒙平臺(tái)。在“醫(yī)工結(jié)合”的背景下，將物理學(xué)課程內(nèi)容、思維方法、生動(dòng)故事、取得成就及思想政治教育有機(jī)融入生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程的教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生德、智、體、美、勞全面發(fā)展，打造新時(shí)代中國青年，才能有效實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的深入結(jié)合，不斷深化思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目標(biāo)。