生物醫學工程專業“醫·工”結合教學改革的研究

王大珅 張濤 房蓓

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

關鍵詞：生物醫學工程;醫工結合;教學改革;人才培養

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

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

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發展部分。《國家教育事業發展“十一五”規劃綱要》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、新醫科、新農科、新文科”的發展。其中，針對“新醫科”的內涵，文件中提出了從治療為主到兼具預防治療、康養的生命健康全周期醫學的新理念，確定開設精準醫學、轉化醫學、智能醫學等新專業，在人工智能、大數據為代表的新一輪科技革命撲面而來的新背景下，對原有的專業提出了醫工理文融通的新要求[4]。醫學教育是高等教育的重要組成部分，是建設與實現“教育強國”和“健康中國”目標的基本需求。生物醫學工程學科“醫·工”結合在醫療衛生事業和生命科學領域打破了原有醫學研究的局限性，其優勢和專業特色為醫學研究提供了醫學和工程學科的交互背景。面對現今社會健康和醫療的新需求，診療模式越來越離不開生物信息、人工智能、計算機技術、醫療大數據等技術。“醫·工”結合是順應社會快速發展的產物，在醫學教育領域是突破性的改革和創新。“醫·工”結合要求生物醫學工程專業較為傳統的教學模式向醫工交叉學科綜合性的醫學教學模式轉變，培養能夠運用交叉學科知識解決醫學領域前沿問題的高層次醫學人才。生物醫學工程專業“醫·工”結合的創新教育模式是發展生物醫學工程專業的新途徑，在很大程度上推動了高等醫學教育生物醫學工程部分的發展，對推動高等醫學教育的發展具有重要的現實意義。

二、“醫·工”結合學科的發展現狀

隨著我國高等院校結構調整和高校體制改革，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學院校合并[5]，在一定程度上實現了醫學、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真正意義上的醫學和工程學的結合。現有的醫工交叉學科在結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[6]。生物醫學工程專業“醫·工”結合人才培養的目標是培養掌握醫學知識和電子、計算機等工程學知識，并能綜合運用所學知識的生物醫學工程創新人才[7]。現存的醫工結合教學模式存在以下問題：1. 學科結合程度不夠。醫學和工程學兩個學科門類的研究對象、學習內容、應用領域存在很大差異，學科之間知識壁壘未被真正打破，導致學科結合層面較為薄弱。工科院校“醫·工”結合教學方法和過程較為注重技術方面的培養，主要培養具有電子、計算機、信息化知識背景的應用型人才，學生在醫學理論知識、臨床運用等領域的基礎知識較為欠缺。醫科院校則更加注重培養醫學基礎理論、醫學儀器設備等內容的學習，在學生動手能力與實踐方面的培養較為欠缺。工科院校和醫學院校“醫·工”結合的兩種培養模式皆具有局限性，無法達到培養目標人才的效果。2. 研究成果缺乏共享：醫學和工程學兩個學科的研究成果缺乏有效的結合，沒有形成共享成果，導致研究成果無法實現臨床應用，新的理論無法得到臨床實踐的驗證。“醫·工”結合的主要應用趨勢是將工程技術應用于臨床診療，解決醫學預防和治療疾病的難題。研究成果共享是將“醫·工”結合成果轉化的關鍵，兩個學科成果缺乏共享，未能形成結合后成果的現實作用。3. 缺少創新培養模式：醫學與工程學結合后的專業培養模式按照原有的培養模式進行人才培養，無法真正優化學科和專業的結構，缺少適應醫療事業發展的創新教學模式[8]。現有的“醫·工”結合專業存在課程結構設置不合理的現象，課程設置和教學內容較為落后，無法緊隨學科發展前沿，缺乏教學方法和思路的創新，沒有實現真正的結合和轉型。針對目前“醫·工”結合發展存在的問題，推進“醫·工”結合教學模式的改革勢在必行，具有創新思維的教學模式改革才能滿足生物醫學工程專業“醫·工”結合的培養要求。

三、“醫·工”結合特色專業教學改革研究

（一）明確培養目標，加強學科間融合

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

（二）構建課程體系，調整專業設置

在生物醫學工程專業“醫·工”結合培養過程中，應該更加注重醫學學科與工程學科內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代醫學教育的需求，還需要對未來醫學發展做出預測，應對醫學教育的新發展。進一步調整課程體系，增加醫工結合模塊的課程，創新“醫學+人工智能”課程體系，實現醫工結合特色專業的設置。在課程體系中進行橫縱向的擴寬，橫向加強醫學生工學課程的比例，優化整合醫學專業和工學專業的培養方案，縱向設立分級別的培養模塊，發揮出交叉學科的綜合優勢，在技能、理論、科研等方面進行延伸性培養。除此之外，在培養方案中增加設置跨專業課程、彌補交叉學科課程內容短板的專業選修課和專業限選課，從而優化課程設置與培養模式。

（三）教學模式與教學方法多元化

1. 加強實驗訓練，創建共享平臺。實驗訓練是“醫·工”結合培養的載體，建立學科交叉的共享平臺可以優化資源配置，提供學科交叉的實踐平臺。共享平臺的創建可以提高學生對兩個學科知識的融會貫通，訓練學生結合的創新思維，培養學生設計和動手能力，實現工科優勢與臨床資源的優質資源互補，加強專業性、基礎性的實驗訓練。“醫·工”結合實驗訓練應以臨床問題為導向，培養學生利用工程技術方法解決臨床疑難問題、產生醫學成果的新思維。學科交叉的實踐平臺是實現“醫·工”結合特色專業培養目標的基礎，充分融合了醫學教育與工程學教育，將臨床問題放在醫學、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. 充分利用網絡平臺，實現“醫工資源共享”。建設網絡學習平臺，包括網絡課程的學習、網絡資源共享、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·工”結合醫學教育具有學科融合的特殊性，網絡教學方法對醫學教育改革具有重要的意義。網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。網絡平臺是以學生自身為主導者，對交叉學科的專業內容進行補充和延伸。充分利用網絡平臺的教學方法是醫學教育改革的一個重要方向，網絡在線課程資源豐富，線上學習更加注重過程學習。基于信息化教育技術，對優化教育資源配置、提升教學質量、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“醫工教研室”。醫工結合創新型教學隊伍是醫工結合跨學科人才培養的保證。為了加強生物醫學工程專業師資科研創新隊伍建設，醫工教研室應由生物學、圖像處理、醫學傳感、臨床醫學、信息學、大數據處理技術等醫學和工程專業領域的人才組成專業教學團隊。負責人才培養、學科建設、科研提升和成果轉化等醫工結合的多方面工作，推進醫工結合教學培養。各高校應重視新興專業的發展與建設，一方面通過政策支持、鼓勵機制等方式，引進新型技術專業人才，將前沿技術推上講臺，推動學科間的交叉，實現跨學科間的師資團隊建設。另一方面，組織多學科、多領域的優秀教師進行學習、交流，積極探索“醫·工”結合的教學模式，保證專業教學質量，保持專業的特色和活力。

4. 發展以學科競賽為引導的創新教學方法。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，持續促進學生的學科綜合能力發展。生物醫學工程“醫·工”特色專業培養的目標人才應具有夯實的醫學基礎知識，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。培養學生自主學習、樹立終身學習的意識是醫學教育和科學技術教育的必備素質，發展以學科競賽為引導的創新教學方法，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

生物醫學工程專業“醫·工”結合培養目標為培養具備生物醫學基礎知識、計算機技術知識、大數據專業知識、工程理論知識、臨床醫學知識的高素質人才。培養目標除了要求具備操作能力、科研創新能力還要求具有良好的職業道德、高尚的人文情懷。因此，在醫工結合課程體系中應該優化思政類課程的結構，切勿忽視職業道德及人文素養的教育。在課堂說教的同時增加社會實踐、臨床實習活動，讓學生在工作經歷中受到情感熏陶，養成醫學類職業道德和良好的人文素質行為。人文思政課程設置對學生更加客觀的認識所學專業是至關重要的，選擇生物醫學工程“醫·工”結合專業的最終目標是為人類健康而服務，科學技術與醫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。

四、結束語

完善“醫·工”結合教學改革，有助于提高我國醫療產業和醫學相關學科的創新能力，促進臨床診治技能的發展，為醫療衛生事業的人才供給需求提供保障。“醫·工”結合的教學改革需要在課程體系中建設“醫·工”結合課程，在教學方法中突出“醫·工”結合領域的培養，在教學過程中真正實現醫學與工程學的結合，推動醫學研究領域和醫療衛生事業的發展。生物醫學工程“醫·工”結合特色專業教學改革是“新醫科”發展的重要體現，現階段“醫·工”結合面臨著很多挑戰，生物醫學工程專業“醫·工”結合的教學改革需要進行不斷探索。通過樹立培養順應健康中國時代需求的人才，加強學科間融合的新理念，創建“醫·工”融合課程體系新結構，建立多元化、創新的教學新模式，加強人文課程比例提高綜合素質等措施，實現生物醫學工程“醫·工”結合特色專業的教學改革，推動生物醫學工程專業的轉型和發展。

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