“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下醫(yī)用生物材料工程課程實踐教學體系改革探討

陳泉志，何盛斌，孫 健，高 明

（1.廣西醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院 廣西 南寧 530021；2.廣西醫(yī)科大學生命科學研究院 廣西 南寧 530021）

“互聯(lián)網(wǎng)+”就是指把互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進行深度融合，形成社會發(fā)展新模式，從而為經(jīng)濟實體的改革、創(chuàng)新和發(fā)展提供廣闊平臺。2020 年，國務院在政府工作報告中提出，全面推進“互聯(lián)網(wǎng)+”，打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新在驅(qū)動產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時也為高等院校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)增添了更多的機會與挑戰(zhàn)。據(jù)教育部統(tǒng)計，2022 年全國高等院校應屆畢業(yè)大學生數(shù)量已突破1000萬，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是進一步提升大學生就業(yè)能力，改變大學生就業(yè)困難狀況的重大措施[1-2]。為此，全國高校陸續(xù)啟動對大學生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)途徑的研究與實踐，拓展新型就業(yè)創(chuàng)業(yè)輔導，全力打造創(chuàng)新型、科技型、綜合化的教育體系[3-5]。

針對高校創(chuàng)新型醫(yī)學人才培養(yǎng)面臨的矛盾和問題，本論文以廣西醫(yī)科大學為例，結合新醫(yī)科人才培養(yǎng)的特點，對生物醫(yī)用材料工程課程的實踐教學體系進行探討，以尋求一條適合在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下培養(yǎng)高質(zhì)量新醫(yī)科人才之路。同時，本論文以廣西醫(yī)科大學近幾年利用“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽作為項目平臺的教學經(jīng)驗為基礎，進一步拓寬教學團隊在生物醫(yī)用材料工程課程建設中的新思路和新方法，以促進各高校在醫(yī)學人才培養(yǎng)過程中保質(zhì)保量。

1 課程開設的意義和面臨的挑戰(zhàn)

“生物醫(yī)用材料工程”是醫(yī)學、生物學、化學和材料工程學的交叉學科，是生物醫(yī)學相關專業(yè)為適應現(xiàn)代社會發(fā)展需求、培養(yǎng)“新醫(yī)科”創(chuàng)新人才而設置的一門專業(yè)課[6-7]。正如“互聯(lián)網(wǎng)+”把互聯(lián)網(wǎng)跟各行業(yè)深入融合，“生物醫(yī)用材料工程”把醫(yī)學和各個基礎學科相結合，融會貫通，給醫(yī)藥領域注入新的動力，促進醫(yī)藥行業(yè)的創(chuàng)新和革命，確?！敖】抵袊?030”大健康發(fā)展策略的順利實施。把“生物醫(yī)用材料工程”納入醫(yī)學相關專業(yè)的必修課程，對于培養(yǎng)兼具高醫(yī)技和高創(chuàng)新能力的新醫(yī)科人才顯得格外重要。然而，“生物醫(yī)用材料工程”這門課程對于非材料類專業(yè)學生，尤其對沒有進行先修課程學習的學生來說會面臨以下幾點困難[8-10]：①注重學習現(xiàn)有知識和方法，忽略學習如何去創(chuàng)造新知識和新方法；②理論多，實踐少，概念抽象，導致學生感覺上課乏味；③內(nèi)容多，課時少，學生只抓考試要點，導致應試教育重蹈覆轍；④理論教學與實踐嚴重脫節(jié)，給學生造成十分難學的錯覺，繼而對生物醫(yī)用材料工程不感興趣，產(chǎn)生厭學心理。在這種情況下，傳統(tǒng)的課堂教學方式已經(jīng)很難吸引學生，更不用說培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的醫(yī)學人才。

2 課程改革措施

針對“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下開展生物醫(yī)用材料工程課程教學面臨的矛盾和問題，作者以廣西醫(yī)科大學“生物醫(yī)用材料工程”課程為例，在“項目式教學”理念的基礎上進行一系列改革探討。項目式教學是指讓學生在老師的指導下參與項目活動，使學生主動完成項目指定的任務，以此促使學生在項目實踐的過程中自主獲取知識，同時提升學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。1938 年Dewey 指出教育的目的是引導學生獲得有價值的經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗需要學生通過參與真實情境來獲得[11]。隨后，Kilpatrick 等人提出把有計劃、有目的的項目活動作為教育過程中學生有效的學習方式，在此基礎上積淀而成項目式教學觀[12]。在過去的30 年中，項目式教學逐漸被歐美國家廣泛應用于高等教育中理工科專業(yè)學生的培養(yǎng)[13]。我國的項目式教學起步晚，現(xiàn)在仍處于探索階段。因此，把項目式教學理念跟“互聯(lián)網(wǎng)+”相結合，發(fā)展符合我國互聯(lián)網(wǎng)新時代特點的課程教學方法，對提高新時代醫(yī)學人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的指導意義。作者根據(jù)自身的項目式教學經(jīng)驗提出以下具體實施方法和方案。

2.1 以項目式教學為主，理論教學為輔

以項目任務為載體，通過醫(yī)學情境和醫(yī)學科學問題展開學習過程，從解決實際問題出發(fā)，把學生引向?qū)ι镝t(yī)用材料知識的探索和技術的產(chǎn)業(yè)化應用，調(diào)動學生學習的主觀能動性和對知識的創(chuàng)造性。從兩方面落實授課教師的責任和義務。一方面，導師根據(jù)學生的興趣愛好特點進行個別指導，為學生提供具有個性化的生物醫(yī)用材料工程項目。另一方面，導師利用自身的科研項目和其他資源對學生的學習和創(chuàng)新實踐進行全程指導，從而把課程從“課上”延伸到“課后”，增加教師的教學時間。項目的實施過程包括：①在教師指導下，學生根據(jù)自己的興趣愛好和文獻調(diào)研提出一個關于生物醫(yī)用材料的科學問題或技術問題（選題）；②根據(jù)所提出的科學問題，設計解決方案和研究計劃；③通過實驗研究驗證方案的可行性或探究科學問題的本質(zhì)屬性；④總結實驗成敗和展望未來發(fā)展。值得注意的是，在選題過程中，教師要把握科學問題的難易程度。所選科學問題應該既能激發(fā)出學生的興趣又能在規(guī)定的時間內(nèi)完成相應的工作量。此外還要完善導師競爭制度，以避免教師對學生的指導出現(xiàn)“不作為”現(xiàn)象。比如，學生和教師之間可以進行雙向選擇，當學生對教師的指導不滿意時，可中途申請更換教師。通過上述項目化教學強化理論跟實踐相結合，提高學生的實踐技能，培養(yǎng)學生在專業(yè)學科領域發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的科學素養(yǎng)，為創(chuàng)新型和研究型醫(yī)學人才的升華做準備。

2.2 參加校內(nèi)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽選拔，以賽促學

把參加校內(nèi)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽作為課程的重要內(nèi)容，以賽促學，培養(yǎng)生物醫(yī)用材料工程相關創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生力軍。以賽促教，把大賽作為生物醫(yī)用材料工程課程改革的重要抓手，推進素質(zhì)教育，切實提高學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。以賽促創(chuàng)，為學生搭建成果轉(zhuǎn)化新平臺，實現(xiàn)生物醫(yī)用材料理論知識從“概念”到“具體”的轉(zhuǎn)變。推動賽事成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學研用緊密結合，促進“互聯(lián)網(wǎng)+生物醫(yī)用材料工程”新業(yè)態(tài)的形成，服務社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，努力形成醫(yī)學畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的新局面。參賽安排如下：①由3―5 位學生組成一個參賽小組，既要確保每位組員有充足的參與度又要充分發(fā)揮不同學生的特長；②從課程項目中選取題材，重新對課程項目的產(chǎn)業(yè)化前景進行深入雕琢，打造生物醫(yī)學材料重新創(chuàng)業(yè)項目，促進產(chǎn)學研融合；③老師對參賽作品從創(chuàng)新性、實用性、產(chǎn)業(yè)化的可行性、產(chǎn)業(yè)化所面臨的困難及解決這些困難的方法等方面進行指導和評價，促進醫(yī)學復合型人才的全面培養(yǎng)，激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。

2.3 對教學績效設置和學生考核方式進行改革

向?qū)W院和學校領導提議增加課程學分，給予導師對應的績效激勵，以提高教師對項目指導的積極性。如圖1 所示，把本課程原來的2 個學分改革為4 個學分，學時從原來的32 個學時增加到64 個學時。理論教學和實踐教學之間的比例從原來的1∶0 改革為1∶7。充分體現(xiàn)了實踐教學的重要性，讓學生在學習的過程中從被動轉(zhuǎn)向主動。整個教師績效積分可分成三大塊：理論授課（理論課）、項目指導（實踐課）和參賽指導（實踐課）。其中，項目指導和參賽指導分別占績效總積分權重的50%和37.5%。老師對學生的實踐教學質(zhì)量通過學生的項目評分和參賽成績體現(xiàn)。例如，某位老師對某位學生的指導工作量等于課程權重×教學效果系數(shù)（N 或n）的總和。N 或n 由項目質(zhì)量評估和參賽成績決定，其中項目質(zhì)量評估分為三等（優(yōu)秀、良好和合格），參賽成績分為四等（金獎、銀獎、銅獎和參與獎），如圖1 所示。同樣的，學生課程成績（即學習效果考核）主要通過學生參與實踐課程的表現(xiàn)來決定。例如，某位學生的總成績等于課程權重×學習效果系數(shù)（N 或n）的總和。該考核方式拋棄了傳統(tǒng)的應試教育、強調(diào)了素質(zhì)教育，促使學生全身心投入“自主學習理論，積極投入實踐”當中。

圖1 學生成績考核和老師教學質(zhì)量考核方案

2.4 充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術，優(yōu)化理論教學模式，激發(fā)學習興趣

“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)與社會經(jīng)濟的深度融合，同時也體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)與教育的廣泛交叉。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和成熟，線上教學、多媒體展示、共享課堂等新型教育概念和方法深入人心。對于生物醫(yī)用材料而言，如人工關節(jié)和心臟支架的工作狀況，可以通過多媒體生動地展現(xiàn)，動靜結合、圖文并茂并新穎有趣。而傳統(tǒng)的板書教學在公式推導與邏輯推理的過程中有明顯的優(yōu)勢，能夠?qū)⒎治鏊伎嫉倪^程逐步展開，將這一過程直接再現(xiàn)，有利于訓練學生分析、解決問題的能力和邏輯思維能力。通過引入互聯(lián)網(wǎng)技術，將互聯(lián)網(wǎng)教學和傳統(tǒng)板書教學有機結合起來，引導學生在學習過程中勤于思考，激發(fā)學習興趣，提高學生的專業(yè)知識水平和創(chuàng)新能力。

2.5 追蹤研究前沿，充實教學內(nèi)容

生物醫(yī)用材料工程是當前生物醫(yī)藥領域的研究熱點和難點之一。在全球推動大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，各種新型醫(yī)用材料、突破性成果不斷涌現(xiàn)。特別是組織修復、3D 打印、人造骨骼等技術的發(fā)展，進一步催生了醫(yī)用材料的新時代。把代表學科研究領域發(fā)展方向的前沿知識和最新研究成果融入教學內(nèi)容中，不僅能夠使學生開闊視野，放眼世界，同時可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提升學生的專業(yè)技術水平和綜合素質(zhì)。

2.6 深入挖掘課程思政元素

根據(jù)教育部2020 年印發(fā)的高等學校課程思政建設指導綱要，在專業(yè)課程建設過程中，教師要把授課內(nèi)容跟學生思想品德培養(yǎng)相結合，以社會主義核心價值觀為指導，培養(yǎng)兼具創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、高尚道德情操和堅定不移愛國情懷的生物醫(yī)藥專業(yè)人才。需要注意的是，專業(yè)課的思政教育跟傳統(tǒng)的思想政治課不同，在授課過程中，教師不能把思政教育跟專業(yè)課教育完全剝離。對于生物醫(yī)用材料工程來講，只有從專業(yè)課程內(nèi)容中挖掘思政元素才可以深入契合專業(yè)課教學內(nèi)容，保證專業(yè)授課與思政課程同向同行，形成立德樹人的教育合力[14-15]。為此，我們可以從以下兩方面挖掘思政因素。①培養(yǎng)家國情懷，肩負歷史使命。把生物醫(yī)學材料的發(fā)展歷史跟國家發(fā)展相結合，總結生物醫(yī)學材料領域“落后就要挨打”的歷史教訓和我國現(xiàn)代化建設以來取得的進步，從而激發(fā)學生強烈的民族自豪感和進取心，提高學生的使命擔當。②樹立正確的競爭意識，發(fā)揚創(chuàng)新精神。早在1988 年我國改革開放的總設計師鄧小平同志就提出“科學技術是第一生產(chǎn)力”的重要論斷。也就是說，一個國家的競爭取決于科學技術的競爭，而科學技術的競爭說到底就是科技創(chuàng)新人才的競爭。作為生物醫(yī)藥專業(yè)的學生，可以把生物醫(yī)用材料工程相關科學問題作為科技創(chuàng)新的切入點，努力成為醫(yī)藥領域的科技創(chuàng)新人才，為提高我國科技水平貢獻自身的力量。

3 結語

“醫(yī)用生物材料工程”是生物醫(yī)學專業(yè)理論與實踐相聯(lián)系的重要課程，同時也是醫(yī)、理、工等多學科交叉融合的重要樞紐，對培養(yǎng)醫(yī)藥領域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才起到了關鍵作用。充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”作為社會發(fā)展新模式的特點，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目融入“醫(yī)用生物材料工程”中，能夠激發(fā)學生可持續(xù)的課程興趣和學習熱情，提高醫(yī)學專業(yè)學生對交叉學科學習的主動性和創(chuàng)造性，從而為醫(yī)務行業(yè)提供符合互聯(lián)網(wǎng)新時代特征的高質(zhì)量“新醫(yī)科”創(chuàng)新人才，以更好地滿足中國特色社會主義建設的要求。