基于DCL的生物醫學工程專業人才培養新模式

王之瓊，趙越，齊林

（東北大學 醫學與生物信息工程學院，遼寧 沈陽110169）

近年來，生物醫學工程產業在我國飛速發展。生物醫學工程學科結合了工學、理學以及生物醫學，是一門交叉學科，它面向醫學實踐領域，利用工程技術的多種方法原理來解決問題。國內目前涌現出大量與生物醫學工程方向相關的企業，這些企業急需具有應用能力和創新能力的從業者。因此，培養符合我國社會發展需求的素質高能力強的生物醫學工程人才，是目前生物醫學工程領域的重要目標。東北大學醫學與生物信息工程學院將培養符合社會需求的實用創新型生物醫學工程專業人才作為教育目標，在生物醫學工程學科的教學過程中，充分吸納國外先進教學模式并結合本土教學實踐，在授課方式、能力培養等方面開展深入改革，探索出Design Centered Learning（DCL）即“以項目為中心的學習”的教學模式，并取得了很好的人才培養效果［1］。

一、DCL 教學模式概述

“以項目為中心的學習（以下簡稱DCL）”是一種新穎的教學模式，它源于荷蘭埃因霍溫科技大學生物醫學工程專業的教學模式。該模式專注于設計和實施設計，學生在學習過程中相互合作和積極參與涵蓋各種學科的設計任務，成長為具備創造性的專業人才。DCL 不同于以往的教學模式，它將學生作為教學過程的主體部分，而老師則起到主導的作用，學生們通過分組討論、合作學習的方式，基于問題進行研究、面向實踐探索學習，在學習中研究、在研究中學習［2］。DCL 教學的載體是項目，宗旨是培養能力，核心是研究課題以及解決問題，它能夠提高學生團結協作的能力，并使學生學會自己提出問題、分析問題并解決問題［3］。作為一種新的生物醫學工程教學方法，DCL 將更多的職責從教師轉移給學生，使學生能夠起到更重要的作用［4］，因此具有專業化、激發性、合作性、創造性、綜合化、多學科的特點［5］。

二、DCL 的教學安排

教學安排作為教學活動中最重要的環節，需要任課教師具有教學智慧與豐富的教育管理經驗［6］。DCL課程分別對任課教師與學生的行為給予規定，并且對其教學方法的各個步驟進行了細致闡述，以便教學活動的有效推進。

（一）角色任務

教學安排的成功實施，與任課教師和學生之間的共同協作息息相關。DCL 主張“教師主導，學生主體”，重視學生自發性參與課程，并且對任課教師和學生的具體行為予以相應的規定：

1.學生的任務：構建小組，明確小組案例，在小組內互動，討論案例；定期開展會議，學生彼此交換想法和發現不足，規劃自學任務，反饋學習情況；在學習活動中，學生彼此分享各自的觀點，互相監督學習進度。

2.教師的任務：設計案例并給出案例描述，將案例所涉及的學生已學過的多門課程內容及重要知識點設計出能夠培養學生綜合能力的案例，并給出清晰的案例描述，包括案例的場景、內容、需要使用到的工具提示、達成的目標、考核的方式等；確定助教并進行培訓；把控整個DCL 教學過程，包括：案例的說明講解、學生的參與和自學狀況、中期的檢查、每周的學生代表會議、每周的助教會議、末期檢查評估等各種有關DCL 案例的環節。此外，教師還需要對學生的表現進行評估；對教學安排持續改進；維護教學文檔。

3.助教的任務：跟蹤小組的整個案例進程，監督會議開展并提醒學生各項任務的期限。助教有別于傳統的老師，其職責并非是教導學生，而是作為一個觀察者指導組內會議，會議中避免學生掉進潛在的陷阱并且鼓勵其進行更深層次的知識探索。

（二）教學安排

DCL 通過提出一個需要解決的多學科問題，將以前學過的學科結合起來，加強學生對知識和技能的理解和運用。學生可以結合在這些課程中所學的知識和技能，不斷進行思考、研究、探索、實踐，逐步完成教師擬定的案例和項目。

DCL 教學的學習環境由不同角色共同組成。所以教師需要在學期之初第一次開課時，便向學生講述合作學習模式的具體實施方案，并且將6-8 名學生進行固定分組。每一次合作學習之前的一周，需要進行學習案例布置，需要學生在課余完成資料的搜集整理。課堂上，以學生研討作為課堂主要部分，各小組經過頭腦風暴與思維碰撞，最終形成自己的解決方案。DCL 合作學習模式如圖1所示［7］。

圖1 DCL 合作學習模式示意圖

三、DCL 的實踐成效

東北大學醫學與信息工程學院的本科生培養，經過多年中外合作，產、學、研、醫緊密融合，充分運用教育與教學的資源與優勢，實現了“在教學中研究，在研究中教學”的DCL 教學方法改革。在教學理念上轉“以教師為中心”為“以學生為中心”，構建了在教育教學中的新型師生關系，同時也構建了一種產、學、研、醫協同創新、寓教于研的拔尖人才培養模式。學院致力于制定理論實踐相結合的培養計劃，吸收融合國外特色教學方式與國內各種教育資源，建立聯合實驗室資源，實現了生物醫學工程專業人才的創新培養。主要的實踐成效如下：

（一）培養人才質量明顯提升

學生的創新能力、實踐能力和創業精神得到提高與鍛煉。DCL 教學方法大大加強了學生的學習動力，學生可以將理論與實踐結合起來，提前了解和模擬生產前線的內容，既提升了理論水平也加強了動手能力。學院通過參加產、學、研、醫結合的合作型教育，培養了學生解決問題的能力以及集體協作的合作精神。更為關鍵的是，探討出了一種培養創新型人才、應用型人才、可持續發展型人才的培養模式，為其他高校的人才培養提供了有效借鑒，為教育教學領域的研究提供了現實研究素材。

（二）學生就業能力和任課教師業務水平顯著提高

通過DCL 教學模式，學生就業競爭力得到顯著提高，同時也促進了教師業務水平的同步提高。該教學模式突破傳統的課程結構，大幅度地推動教學方法和教學內容改革，改變了傳統模式下的師生關系和角色，促使教師與學生之間相互學習，互相促進。教師在大方向上引領和啟迪學生，學生的觀點和行為也能為教師的自我提升帶來靈感和契機，任課教師在產、學、研、醫結合教育過程中，增加了與社會第一線接觸的機會，通過解決多方面的技術問題，使得科研課題的選擇與實際結合，最終提高科研水平和綜合能力。

（三）拓展了應用型人才的培養渠道

學院通過與中科院深圳先進技術研究院和東軟集團的合作，提出了一系列適合生物醫學工程人才培養的DCL 案例，通過DCL 模式的培養，使學生將課程上學習的理論知識融會貫通，并實現兼具理論水平與解決實際問題能力的優秀工程師后備人才；豐富了工程教育的理論教學與實踐內容，提升工程教育的國際化水平；并引領全校其他專業和全國高校相近專業，為其他高校工程師后備人才培養工作發揮了示范作用和輻射作用。

（四）加強了教師隊伍多元化的建設

DCL 教學吸引了企業的優秀人才以兼職導師等多種方式加盟學院的DCL 教師隊伍，完善了高校的人才聘用機制，提高了DCL 教師的教學科研的素質與能力，促進DCL 優秀教學團隊的形成與成長。東北大學醫學與信息工程學院的教學改革正在不斷推進，培養本科人才的新方法在中外合作與產、學、研、醫結合辦學、資源整合與教學人才培養、科研成果創造、基礎研究與技術研發融合、高新技術產業推動人才培養、成果孵化高新技術產業、產品生產、市場營銷和創業有機結合等方面獲得了許多成果，這些成果需要在實踐中繼續鞏固和完善。