八年制醫學生物理醫學與康復醫學方向醫工交叉課程改革效果

潘鈺，徐泉,，吳瓊，李欣，楊緋，竇維蓓，季林紅

1.清華大學附屬北京清華長庚醫院康復醫學科，北京市 102218；2.清華大學臨床醫學院，北京市 100084；3.清華大學智能與生物機械分室/摩擦學國家重點實驗室，北京市 100084；4.清華大學電子工程系，北京市 100084

自2004年教育部批準醫學院開設八年制醫學教育以來，我國先后有18 所院校開展八年制醫學教育[1]。八年制醫學教育貫徹“八年一貫、整體優化、強化基礎、注重臨床、培養能力、提高素質”的原則，培養醫學生自然、人文和社會科學的基礎知識，提高醫學生終生自主學習和創新的能力，以培養一批高素質、高水平和具有國際競爭力的醫學拔尖創新人才為目標。

清華大學于2009年開辦臨床醫學專業八年制醫學實驗班，目標是培養兼備科研思維能力和臨床醫療能力的“醫學科學家”，培養方案在傳統醫學教育基礎上著重加強科研訓練。國家“十三五”教育發展綱要提出要針對國家重大戰略需求，培養創新型、復合型康復人才[2]。當前中國的康復高等教育處于一個大發展的階段，但也顯現出康復教育與現代康復服務業發展不相適應的情況，高層次人才的培養沒有建立完備的系統。

物理醫學與康復醫學是一門具有鮮明交叉學科特征的新興醫學，學科的交叉與滲透是當今醫學發展的重要趨勢，學科交叉培養是提高醫學生科研自主創新能力的關鍵[3]。在人工智能、大數據、物聯網、智能制造等技術快速發展，醫工交叉加速學科發展和人才培養的背景下[4]，八年制醫學生醫學課程的教學改革刻不容緩，以滿足國家在新形勢下對培養具有較大發展潛能、較強適應性卓越醫學人才的需要[5]。發展康復高等教育是“健康中國”建設和國家康復事業發展的要求，而跨學科、跨專業培養高層次康復科學研究人才，可為康復高等教育發展提供可持續的動力[6]。

本研究小組針對2019年八年制醫學生開設的物理醫學與康復醫學課程，在完成基本課程內容基礎上，提出對教學課程、教學師資和教學考核三個方面進行改革，并設計調查問卷，課程結束和考核結束后與2018年教學考核結果比較，分析教學改革效果。課程改革以提高八年制醫學生學科交叉思維和素養、開闊視野、提高對物理醫學與康復醫學和醫工轉化研究的興趣為目標，探索八年制醫學生物理醫學與康復醫學方向醫工轉化思維培養的課程改革方案，以期為八年制醫學生物理醫學與康復醫學教育提供可借鑒的經驗。

1 對象與方法

1.1 對象

選擇2018 年至2019 年清華大學學習物理醫學與康復醫學課程的八年制醫學實驗班的醫學生為研究對象。其中2018年醫學生20例為對照組，男生6例，女生14 例；2019 年醫學生18 例為觀察組，男生7 例，女生11例。

1.2 教學課程

對照組采用常規教學。以卓大宏教授2003年出版的《中國康復醫學》、美國Delisa 教授2010 年出版的《物理醫學與康復醫學理論與實踐》為基礎教材。教學內容包括康復總論、康復評定和治療技術、腦卒中康復、脊髓損傷康復、骨科康復等。理論授課16 學時，實習4學時。

觀察組在常規教學課程基礎上，教學內容增加神經科學理論和新進展、功能磁共振發展和康復醫學領域應用、醫學工程新技術和進展。其中常規教學課程12學時，新增醫工交叉課程4學時，實習4學時。

1.3 教學師資

對照組教學師資為康復醫學專業講師、副教授和教授。觀察組教學師資除康復醫學專業師資外，增加清華大學電子工程系、機械工程系和醫學院教授。

1.4 教學考核

兩組考核均包括理論考核、操作考核和平時考核。

理論考核以閉卷形式進行，題型包括填空題、單項選擇題、多項選擇題、判斷題、簡答題、問答題和病例分析題。考試題目出自教研室題庫，總分100分。授課結束后2周完成。

操作考試為物理醫學與康復醫學常用評定量表的操作技術，總分100 分，由兩名康復醫學專業老師共同打分，取平均分。

對照組平時考核是課堂問答成績，總分100 分，每次課堂問答成績取平均分。觀察組平時考核包括課堂問答和綜述成績，各占50%，總分100 分。學生授課結束后1 周內上交物理醫學與康復醫學方向的綜述一篇，主題圍繞康復醫學醫工交叉方面，字數不少于3000字，按100分評分，計入平時考核成績時折半。

總成績=60%理論考試成績+20%操作考試成績+20%平時考核成績。

1.5 調查問卷

觀察組學生開課前和課程考核結束后進行調查問卷分析。調查問卷內容見表2。

選項分別為A 非常了解(感興趣/有前景/有可能)、B比較了解(感興趣/有前景/有可能)、C不太了解(感興趣/有前景/有可能)、D 完全不了解(感興趣/有前景/有可能)。選項評分：A.4分，B.3分，C.2分，D.1分。

1.6 統計學分析

采用SPSS 20.0 統計學軟件進行分析。計量資料以()或M(Ql,Qu)表示，正態分布的數據組間比較采用t檢驗分析，非正態分布的數據組間比較采用秩和檢驗，百分率組間比較采用Fisher 精確檢驗，顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 考核成績

觀察組理論考核、平時考核和總成績均明顯高于對照組(P< 0.01)，兩組操作考核成績無顯著性差異(P>0.05)。見表1。

表1 兩組理論考核、操作考核、平時考核成績和總成績比較

2.2 調查問卷

觀察組問卷收回率100%，均為有效問卷。觀察組對物理醫學與康復醫學課程的了解程度、對醫工交叉/醫工轉化進展了解程度及設置醫工轉化課程必要性的評分在課程結束后增加(P<0.05)。見表2。

課程結束后，對康復醫學醫工交叉和醫工轉化研究比較感興趣和非常感興趣的學生比例從77.78%增加到94.44%(P=0.222)，其中非常感興趣的學生比例從16.67%增加到33.33% (P=0.025)；表示比較可能和非常可能從事康復醫學領域醫工交叉和醫工轉化學生比例從61.11%增加到83.33%(P=0.043)。

表2 觀察組課程前后調查問卷打分比較

3 討論

本研究小組針對八年制醫學生開設的物理醫學與康復醫學課程進行改革，主要包括增加神經科學和理工學科師資，增設醫工交叉課程和對考核方式進行改革，結果發現接受教學改革課程的醫學生理論考核成績、平時考核成績和總成績均優于常規授課醫學生。在教育部提出加快實施卓越醫生培養計劃和科學技術迅猛發展的新形勢下，本研究提出的物理醫學與康復醫學課程改革方案，為八年制醫學生學科交叉思維培養和提高轉化醫學興趣提供新思路。

臨床醫學八年制教育主要培養有扎實的醫學基礎知識、較強的臨床技能和良好的職業素質，同時具備科研能力的高層次醫學拔尖創新人才。各大醫學院校不斷探索優化培養方案，但缺乏統一標準和培養模式。目前我國八年制醫學生教育改革焦點集中在醫學教育培養模式改革、臨床教育方法探索、科研訓練方案探索[7-9]。相對于普通學制的醫學博士生培養，八年制醫學生課程及實習時間緊湊，對學生科研思維良好的啟蒙和引導，是提高教育培訓質量的關鍵所在。浙江大學醫學院提出個體化科研訓練培養思路，在小樣本八年制醫學生培養方面取得成效[4]。國內各大醫學院八年制醫學生教育培養定位有一定的相似性[10]，但在課程框架制定上差異較大，無統一質量控制標準[11]。

美國醫學教育聯合委員會(Liaison Committee on Medical Education,LCME)規定美國醫學院校的課程設計基本要求[12]，課程內容要求包括基礎醫學、臨床醫學、生物醫學科學知識、實驗室實踐、全部器官系統、生命每個階段相關內容、門診和住院臨床經歷、多學科知識領域等。LCME 在課程設置方面專門提出必須設立介紹轉化醫學的課程，包括轉化醫學開展的方法、評估及如何向患者解釋和應用于臨床治療[12]。對醫學生進行理工、生物等交叉學科和轉化醫學知識培養，是提高創新能力的關鍵所在。較早進行交叉學科融合，將醫學與生物學、工程學、物理學等學科相互滲透，派生出的生物醫學工程學成為醫學領域“醫產學研”較早落地的新興學科。中山醫科大學生物醫學工程在研究生培養方面，重視理-工-醫交叉融合，拓展專業知識和激發學生創新思維，取得醫工轉化實效[13]。轉化醫學教育是一個知識體系建設，需要建立跨學科團隊合作、培養合格的師資隊伍和轉化研究課程，并獲得教育部門、政府和企業的支持。美國國立衛生研究院通過設立臨床和轉化科學基金成立轉化醫學研究教育平臺，支持大學院校加強培訓和開展轉化醫學教育，以提高研究生的核心勝任力[14-15]，其創新理念和方法，值得借鑒。

物理醫學與康復醫學是以解決“功能障礙”為主要目標的多種治療手段、多學科融合的交叉學科，它的學科發展是社會發展進步的產物[16]。在學科發展的早期歷史階段，利用物理因子治療、運動療法和輔助具等方法，對傷病員身體、心理、教育、社會等方面進行訓練，進而達到功能改善，回歸家庭和社會。隨著人們生活水平的不斷提高，物理醫學與康復醫學服務對象從傷病員擴展到兒童患者、慢性病患者、老年人急性和慢性疾病導致功能障礙，而治療手段隨著科學技術進步上升到智能康復機器人、腦機接口技術、居家遠程康復等。上海華山醫院吳毅教授團隊[17]提出，運動轉化醫學促進康復治療技術發展，在轉化醫學理念下“產學研醫”四位一體已成為趨勢。學科內涵的不斷提升及科學技術的進步發展對物理醫學與康復醫學的醫學教育提出新要求。八年制醫學生傳統授課內容，滿足不了學生們對學科進展、新技術領域學習需求和知識拓展需要。廖利民[18]提出加強研究生科研能力培養，轉化醫學理念與思維的培養能夠引導研究生探究疾患的臨床診療與基礎研究的內在相互聯系，提高醫學生科學探索精神，符合當今世界醫學科學發展趨勢。

通過物理醫學與康復醫學課程改革，我們發現八年制醫學生進一步加深了對康復醫學和醫工交叉、醫工轉化工作的理解和認識，對這一領域研究感興趣的學生比例增加。課程改革最大程度地調動八年制醫學生對康復醫學與轉化醫學的興趣，拓展知識領域，培養醫工轉化思維，是課程改革的重要目標。教育心理學的核心教育理念即是強調激發學生的學習興趣，興趣是學習動機的重要成分，是推動學生主動學習的內在驅動力[19]。本研究小組將教育心理學的理論應用于教學改革中，通過交叉課程授課實現教學目標。

國際上醫學教育改革一般包括教學團隊、教學方法、課程組織、考核評價等方面。其中課程組織是課程改革需要關注的關鍵因素之一。本研究小組在課程組織方面提出增加神經科學和理工學科的課程，課程設置圍繞康復醫學領域的熱點和焦點，同學們展開學習神經科學、康復機器人、腦多模態磁共振技術發展和神經康復領域應用等，是康復醫學與醫工交叉熱點話題。其中神經科學授課主要學習中樞神經損傷后神經可塑性機制和運動認知科學理論，啟發學生以新的視角看待神經損傷后康復問題；康復機器人授課學習康復機器人發展歷史、設計原理、工程技術、臨床應用和未來發展趨勢；腦多模態磁共振授課學習磁共振發展歷史、磁共振技術優勢、多模態信息融合技術開發以及在康復領域應用價值。交叉學科授課教師把臨床問題轉變為科學問題，通過理工學科技術來解決康復醫學臨床問題，深入淺出地引導醫學生從臨床思維轉變為科學研究思維。調查問卷顯示學生對物理醫學與康復醫學課程的了解程度比開課前提高，平時考試成績和理論考試成績提高也間接提示學生對物理醫學與康復醫學學習的興趣提高。

基于《國際功能、殘疾和健康分類》(Internation-al Classification of Functioning,Disability and Health,ICF)的現代康復科學體系提出，康復教育專業分類圍繞身體功能與結構、活動和參與、環境因素進行設置，把與殘疾和康復相關的學科領域歸入4 大門類，10 大專業門類、19 個學科專業[2]。臨床醫學類教育屬醫學和工程技術學科分類。邱卓英等[20]提出基于ICF的康復醫學教學可采用整合式教學方式，康復教學與基礎醫學和其他臨床醫學有著緊密聯系，提倡將康復工程和環境設計等內容與其他內容整合在一起進行教學。基于ICF 的現代康復科學體系是指導康復醫學改革的重要依據。傳統物理醫學與康復醫學20學時的課程在康復治療技術中會涉及康復工程內容，但一般以康復工程技術應用的學習為主，較少涉及康復工程技術開發、神經影像學技術開發應用等內容。本研究小組提出的將本科設置課程與交叉課程融合，符合ICF現代康復科學體系的核心教育理念。課程設置上將常規康復醫學課程與基礎醫學(神經科學課程)、康復工程學(康復機器人課程)、影像學(腦多模態磁共振課程)進行融合。改革課程強調以康復臨床問題為導向，引入理工學科教學內容，培養學生除掌握康復醫學基本概念、ICF 理論、康復評價技術、康復治療技術及常見疾病康復知識外，在基礎神經科學理論、現代科技發展角度培養學生創新性思維和探索性思維，為培養高層次康復人才奠定基礎。

在國際認證標準《醫學院校的結構和功能》中，要求課程必須提供積極主動的學習和獨立學習的機會，以培養學生終生學習必需的技巧[12]。教學考核是評價學習效果的有效工具，常規考試一般包括理論和操作考試。為進一步調動學生主動學習的積極性，本研究小組開展康復醫學交叉課程后，布置學生根據自己的興趣方向、對康復醫學領域的醫工轉化領域的研究完成一篇不少于3000 字的綜述。學生們共完成17篇綜述，涉及腦卒中康復、脊髓損傷康復、骨科康復、產后康復、呼吸康復、心臟康復、精神心理康復、社區康復等方向以及音樂療法、腦機接口、康復機器人等康復新技術，其中3 位同學為英文寫作。通過綜述寫作，有助于學生建立獨立思考、提高學習的主動性和發現問題、解決問題的能力，以進一步提高對醫工交叉領域工作的興趣和關注。

本研究小組物理醫學與康復醫學課程改革處于探索階段，因課時原因對于實習課程仍按照以往實習安排進行。學生在調查問卷中提出，希望今后增加交叉課程實習時間和實習內容，是今后課程改革的方向和需要重點思考的問題。另外，我們調查問卷發現，雖然八年制醫學生在課程學習后，非常有可能從事康復醫學和轉化醫學工作的學生比例有所提高，但總體上比例仍較低，可能與我國康復學科建設時間短、學科建設與成熟學科相比仍有較大差距、學生平時對康復專業認知了解程度不高等因素有關。對教學課程進行交叉學科教學改革，提高教學質量，有利于吸引更多優秀的醫學高級人才加入到康復醫學隊伍，是促進學科建設的重要手段。

目前在醫學院校物理醫學與康復醫學領域有效開展醫工交叉、醫工轉化教育的相對較少。這項工作的開展受院校規模、專業設置、教師團隊等因素限制，也受教學資源配置、傳統教學理念及教學條件等客觀條件限制。本研究團隊依托清華大學醫學院教學平臺，獲清華大學教學改革項目支持，并組織電子工程系和機械工程系、醫學院長期從事與康復領域相關醫工轉化和交叉學科研究的教授參與教學。授課后調查問卷顯示學生對工科專業、神經科學在康復醫學領域的探索性研究非常感興趣，83.33%的學生表示今后有可能參與或從事該領域的工作或研究項目。交叉學科教學師資的擴充彌補了單一學科專業師資授課內容的局限性，把臨床康復常見問題和難題上升到科學層面，并提出解決策略和交叉學科技術優勢，促進學生多角度思考和思維轉變，對八年制醫學生創新科研工作開展具有重要意義。

綜上所述，我們對《物理醫學與與康復醫學》課程進行了初步的教學改革探索，發現八年制醫學生通過學習醫工交叉課程，對康復醫學領域醫工交叉和轉化工作興趣提高，考試成績顯著提升。我們初步探索了醫工交叉課程組織、教學師資和考核方式改革方案，對今后該方向的教學課程改革提供了新思路。但目前的研究仍處于的初步探索階段，受教學師資、缺乏質量考核體系等條件限制，尚不能普遍推廣開展。今后研究有必要建立八年制醫學生物理醫學與康復醫學基于ICF 的教學組織體系、規范化和標準化課程體系、考核體系及質量控制體系，加強教學師資隊伍建設，以適應時代發展、科技發展和醫學自身發展對高層次醫學人才培養的需要。