基于醫工融合背景下專業實踐教學體系改革

鐘華 董世武 張珠 寧旭 劉晶

摘? 要： 以陸軍軍醫大學生物醫學工程專業為例，突出專業特色和創新點，將工學與醫學互動互融，構建適合軍民融合生物醫學工程專業的教學模式進行深入分析。研究發現：生物醫學工程專業以實踐能力、思維能力和創新能力培養為重點，以學科為中心轉向以學生為中心、社會需求為導向，按需施教，優化教學體系，培養具備有較強的創新能力和實踐能力的“醫工融合”的創新人才，更好地為未來實踐和科研工作奠定良好的基礎。

關鍵詞： 生物醫學工程;醫工結合;專業實踐;創新人才

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）14-0128-04

Abstract： Taking biomedical engineering major of Army Military Medical University as an example， it highlights the specialty features and innovations， integrates engineering with medicine， and constructs a teaching mode suitable for the integration of military and civilian biomedical engineering major for in-depth analysis. Studies finds that biomedical engineering major focuses on cultivating students' practical ability， thinking ability and innovation ability and transforms the subject-centered mode into the students-centered mode and the social demand-oriented mode. Meanwhile， it also gives lectures in light of the need， optimizes the teaching system， and cultivates innovative talents， named combination of medical engineers， who are equipped with strong creative ability and practical ability， thus laying a better foundation for practice and scientific research work in the future.

Keywords： biomedical engineering; combination of medical engineers; professional practice; innovative talents

生物醫學工程（biomedical engineering，BME）是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法發展起來的，即運用工程技術手段研究解決生物學和醫學中有關人類健康、疾病診療和康復等問題的新興交叉學科。隨著現代科學技術的進步和醫療水平的提高，生物醫學工程學科得到了長足的發展，醫學學科迫切需要相關理學工學學科的專業技術支撐，醫工交叉將成為未來引領醫學創新的主導方向，越來越多的綜合性大學逐步將醫工交叉發展列為進入世界一流大學的戰略規劃中[1-2]。陸軍軍醫大學提出“以質量取勝、以特色取勝”的辦學理念，根據每個學科專業的自身特點和實踐基礎，采取針對性教學思路和管理模式，全面提升學生整體素質。

一、國內外生物醫學工程專業發展現狀

目前，我國生物醫學工程專業主要分為醫學、理工類院校，是兩種截然相反的辦學模式[3]。近年來，醫學類院校的辦學模式側重于醫學儀器、生物材料等領域。理工類辦學模式更注重學生具有較強的物理電子計算機知識。形成了醫學知識的培養忽略工程技術理論的學習，而工程技術對臨床使用中影像設備的管理、開發、操作和維修存在欠缺，兩者有較大的局限性。國外生物醫學工程產業起步早、發展快、規模大。以產業為依托，美歐等發達國家的生物醫學工程專業在教學目標、設置及內容等方面都形成了較為成熟的制度體系，對我國生物醫學工程專業進一步發展具有較為重要的借鑒意義[4]。陸軍軍醫大學生物醫學工程學科相關研究始于上世紀70年代，以“雙一流”為目標，以“新工科”建設為指導，緊緊圍繞建設“部隊滿意、世界一流軍醫大學”的辦學定位，瞄準國際一流生物醫學工程學科發展前沿，以國家、軍隊和地方對高層次應用型工程技術人才的需求為牽引，構建并完善了適應軍隊改革、兼顧軍地人才培養任務、滿足衛勤保障需求的生物醫學工程學科體系，突出專業特色和創新點，將工學與醫學互動互融，構建生物醫學工程專業醫工融合的教學模式，進一步提高人才培養質量[5-6]。

二、新形勢下生物醫學工程教學改革總體目標

教學管理模式的推動性：

（一）教學內容的重塑

教學內容中注重“醫工滲透”， 教學方法上注重“醫工聯合”，教學過程中強調“醫工結合”，專業實踐中注重“工為醫用”，從而達到“醫工融合”[7]。將“兩性一度”在教學過程中充分體現，以達到教學內容的“高階性”“創新性”及“挑戰度”。結合我校實際，目前生物醫學工程領域已形成的生物醫學磁感應監護技術、腦功能認知、野戰急救裝備、靜電紡絲納米材料和新型納米功能膠囊研究等5個研究方向。針對各專業的教學內容進行整合，調整教學內容與學時分配，在理論授課上，重點強調本專業的知識、原理的傳授。同時，由于是多學科交叉，具有很強的綜合性，不僅要訓練學生的工程專業能力，又要培養學生跨學科思維能力。

（二）教學模式的改革

以問題為基礎的學習或基于問題的學習（problem-based，PBL）是以學生為中心的教學，采取小組活動方式。融合線上、線下教學模式，通過線上側重于學生對科學知識、原理的記憶;通過線下側重于學生綜合運用能力，以達到培養學生創新思維和創造能力的開發。線上教學，聯系教學重難點，通過錄制微課視頻、慕課視頻，在著重掌握知識點的同時，經過在線研討方式，對照學習資料對參考文獻進行評價。線下教學，通過智慧教室的各項功能，在指導教師監督下的小組自主學習（不超過12名學生），通過討論醫療案例而獲得全面的訓練，提高學員的參與度，發揮自主學習的能力。使得基本內容、知識點講解、產教融合、知識拓展四個方面全涵蓋。

（三）教學團隊的建設

陸軍軍醫大學關于教育教學能力培養的制度要求，把提高教育教學能力作為教員發展的重要指標，有組織有計劃地引進一批既有教師職務，又有實踐背景的人才隊伍[8]。由于軍隊院校招生名額有限，生物醫學工程與影像醫學系實行全員副高級以上職稱教員親自授課，全部以小班化教學為主。選派具有經驗豐富的老教員作為指導教師，進行傳、幫、帶工作，定期進行青年教師崗前培訓、嚴格落實專業課程試講，并由系督導專家進行評議。同時，以系為主體創立本科生、研究生教學課題，支持年輕教員的師資培訓，為進一步凸顯生物醫學工程專業特色，與地方大學生工學院組建聯合學院，通過“醫工”互融教學內容、模式及方法的改革，全面提高教師隊伍的綜合素質，促進師資隊伍的建設[1，6]。

（四）實踐教學的實施

實踐技能部分培養分為基本技能-綜合技能-設計技能-創新技能4個層次，不同層次的能力培養均安排有相對應的教學內容和訓練方法。以設計為中心的教學法是一種自我實踐的教學模式，通過激勵學生針對實際問題的探索去獲取知識來實現提高教學質量的目的，逐步形成以掌握醫學與工程應用基本操作技能和增強學生理論聯系實際能力為目標的專業。結合自身的實踐，摸索一種以必修課程為理論主干，通過課程設計、第二課堂活動、選修課、畢業設計、翻轉課堂及課外科技活動為主要內容的實踐空間，組織各種形式多樣的實踐性較強的競賽活動，包括全國性大學生創新設計競賽等綜合性實踐教學體系[9]。充分利用學校、醫院及校外實習基地優勢， 面向軍隊和地方醫院醫學工程科、信息科、院校電子信息教學研發機構、各藥品儀器檢驗所、維修站、地方醫療設備研發企業等，以提高學生對不同學科知識初步融會貫通的能力，進一步深化教學改革提供參考和指導[10-11]。

（五）課程思政的建設

“教育強則國家強”，高等教育發展水平是一個國家發展水平和發展潛力的重要標志。對于課程思政教育的建設，主要是以“立德樹人、為戰育人”為方針，利用好課堂教學這個主渠道，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待。運用科學理論和方法發現、分析、解決專業問題的意識和品質，以巧妙的方式，潛移默化的融入專業課程，傳承紅色軍醫文化，樹立正確的人生觀和價值觀。通過臨床、科研中的正反面案例、抗震救災、新冠肺炎的救治等形式，激發學員內心的使命感、責任感。為基層部隊、醫療機構等培養成長為具備掌握生物醫學工程相關專業知識與技能的軍隊衛生裝備和醫學儀器設備設計、研發、使用和管理的工程技術人才，達到全面提高綜合素質的要求。

二、目前存在的主要問題

（一）重理論、輕實踐

生物醫學工程專業不同于其他專業，在教學目標方面不僅強調學生對科學知識、原理的理解和掌握，更強調知識、技能的綜合與實際運用，從而培養學生通過設計等手段創造性地解決復雜工程的能力。由于生物醫學工程為交叉學科，專業發展快速迅猛，過去的教學內容逐漸脫離學科發展趨勢，而且課程之間的內容設置還不完善，沒能更好地將理論知識內化成實際能力，缺少通過理論知識的教育，使學生具備把握關鍵技術難點本質體現在該門課程教學上。導致課堂教學所占時間大大超過了實踐教學時間，盡管學生在英語比賽、數學建模競賽等方面取得了一些成績，從理論與實踐教學的比例分配和部分用人單位反饋意見來看，在實踐創新能力方面卻未能體現生物醫學工程專業特色，與工科院校生物醫學工程專業的學員相比差距較大，創新能力稍有不足。

（二）師資隊伍有待提高

我校生物醫學工程專業目前承擔的教學任務多為專業課和專業基礎課程，按照大學規定的專業課和專業基礎課必須由高職教員授課的要求，由于高職教員多、課程少，未能達到教授、副教授每學年必須為本科生講授一門的要求。院校大部分青年教員只能在選修課、第二課堂中完成部分教學任務，這在一定程度上制約了青年教員授課水平的提升。同時，重科研、輕教學的現象較為明顯，未能達到教學與實踐相結合的有效成效，教學成果獎、教學團隊建設及高質量的教學文章未能凸顯。在醫學院校，未能將生物醫學工程工學與醫學相融合的特點充分展現，缺少相應地鼓勵措施激發教員的積極性。

（三）教學模式需多樣化

由生物醫學專業高年資、教學經驗豐富的專家教授組建教學督導組，負責教學任務的教研室副主任為教學督導組成員，對日常的教學工作起到監督、促進的作用。結合我校培養目標要求和專業崗位特點，體現“立德樹人、為戰育人”軍校特色，實現與未來部隊戰場需求的對接，將貫穿于教學實施的全過程。在教學中雖然已經開展了3屆DCL（Design Centered Learing）教學方法的探索與實踐，但是在具體的操作中還表現出規范性不強，流程和項目開展比較隨意的問題。如何通過金課建設、信息化教學、公開課程等多種方式，實現素質和能力的協同培養？因此，在現代信息化教學手段出現的同時，課程建設如何適應在線教育，如何發揮網絡資源提出了新的挑戰。

（四）學員思想政治教育面臨嚴峻挑戰

遵循我校在建設“部隊滿意、世界一流軍醫大學”的辦學理念，傳承白求恩精神和紅色軍醫精神，為將來實現人生價值、更好為國防事業奉獻青春。面對西方文化思潮和價值觀念的沖擊、腐朽沒落的生活方式對學員的影響不可低估。軍隊學員面對畢業分配、社會就業、分配方式等思想政治教育工作還不夠適應，存在不少薄弱環節，需通過理論與實踐相結合的方式，進一步激發學員堅持追求真理的科學態度，樹立為軍服務的責任感、榮譽感和價值觀，形成用科學技術知識為祖國、人民和軍隊服務的意識。因此，加強和改進學員思想政治教育是一項重大而緊迫的戰略任務。

三、生物醫學工程教學展望

（一）凸顯醫工交叉學科特色

結合陸軍軍醫大學生物醫學工程專業建設的發展方向及辦學定位，著眼“三位一體”的創新能力培養體系，突出學科專業的優勢，需以實踐能力、思維能力和創新能力培養為重點，使專業能力更加優化，特色專業優勢更加突出。主要的崗位核心能力既體現在適應部隊衛勤保障建設需要，培養合格的軍事生物醫學工程人才是專業建設的重大挑戰，又要培養醫療衛生部門、醫療儀器研發生產等相關單位迫切需要的知識融合型創新人才。因此，在教學內容上，要改變過去以課本為中心、以教師為中心、以課堂為中心的教學模式。必須從以學科為中心轉向以學生為中心、社會需求為導向，按需施教。

（二）督促青年教師師資隊伍建設

落實好助教規范化培訓制度，為每位青年教師選派具有副高以上職稱的教員作為指導老師，進行傳、幫、帶，使青年教師盡快成長。通過實訓課、畢業設計等形式評選優秀的實踐成果，通過考評學生實踐操作的同時，評價教師教學指導成效，進一步提高我系青年教師的教學水平。成立督導監察制度，由大學、院系督導專家組成，按時聽查授課、點評教案、課程設計，以金課建設為標準，擬公開課程為抓手，全面提高課堂教學質量，通過評價制度與教員的晉職晉級、職稱評審意見評優評先等緊密掛鉤。從教學建設中撥取適當經費，由院系設立部分教育教學改革課堂，鼓勵年輕教員積極申報，資助參加國內外各項教學任務和學習。

（三）加強專業課程建設與實施

在校級金課建設中，生物醫學工程專業申報了《模擬電子技術課程設計》《醫學圖像處理》及《電路原理》這三門課程。下一步，我系將在課堂上依靠新的科學技術手段，更新教學思維方法，圍繞課程標準與改革、教員隊伍、教學條件、教學內容、教學實施、教學效果、課程特色等方面對該三門課程加強建設，努力打造符合“兩性一度”（高階性、創新性和挑戰度）標準的金課，更好地為教學服務，培養具備有較強的創新能力和實踐能力的“醫工融合”的創新人才[12]。同時，通過閉環式教學模式實踐，將原本離散的各個教學環節通過一系列技術手段和教學設計，合成一個整體，環環相扣、信息疊加，對整個教學活動的過程可控、效果可控，教學過程、學生參與度、效果的控制力方面都有極大幫助[13]。

（四）狠抓學員實踐創新能力培養

加強教學實驗平臺項目建設，加大實驗室的開放力度，提高儀器設備使用率，充分發揮硬件資源在人才培養中的作用。大力開展選修課、第二課堂、導師制等活動，進一步提升學員創新思維、提高學員實踐能力，組織學員參加各類生物醫學工程和電子信息類的專業競賽，如單片機比賽、生物醫學工程創新大賽等，打造生工專業品牌。加強本科學員實習基地建設，聯合大學附屬醫院醫工科，地方企業及軍隊藥檢所等單位，充分利用校外實習基地優勢，讓學生獲取實踐工作知識，提高實踐教學質量。

（五）深入基層了解崗位需求

針對軍隊院校的教學培養模式，定期深入基層部隊和高海拔地區醫學相關單位衛勤保障單位，實地參觀醫工科及基層衛生連隊，了解生物醫學工程專業的崗位需求、我校學員任職適崗情況等方面等問題，與基層部隊相關領域專家開展深入有效的座談，聽取了解有關衛勤保障重、難點和合作需求情況介紹，并就我校生物醫學工程專業本科生和研究生的專業技能、課程體系、崗位人才培養模式等獻言獻策。這必將對生物醫學工程專業后續人才培養方案調整、教學內容與方法改革、科研方向聚焦調整起到指導性的作用。

（六）加強課程思政建設

著力提升專業課教師的“課程思政”意識、素養和能力，通過線上線下混合型教學、案例式分析等多種形式融入專業課程，結合《開學第一課》和我校抗震、援鄂醫療隊等的先進事跡，激發學員的愛國奉獻精神，培育具備優良的政治思想素質、良好的專業技能和職業道德修養的人才，充分發揮課堂教學在學員思想政治中的主導作用，努力營造學員思想政治教育工作的良好社會環境，提高創新精神、創新能力，從思想政治和社會責任感層面真正做到政治合格、醫工融合，能夠從事軍隊衛生裝備等領域管理、維護、研發的應用型、復合型生物醫學工程專業技術人才。

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