扎根中國、融通中外，立足時代、面向未來

王佰亮　陳浩

[摘 要] 從習近平總書記提出的“扎根中國、融通中外，立足時代、面向未來，努力建設中國特色、世界水平的現代教育”理念出發，通過分析我國生物醫學工程專業教育現狀，對比中美兩國之間專業差異，認為我國現行生物醫學工程教學模式存在學科融合程度欠佳、缺乏跨學科課程資源等問題。以溫州醫科大學生物醫學工程教育為例，創新性地提出了在多學科融合背景下構建醫學院校生物工程專業人才培養體系的構想，即打造“MDT”教師交流平臺，完善專業課程體系建設;促進“醫—理—工”融合，從醫學問題出發，深化理學機制，落實工學創新;推動“醫教研用”一體化育人模式。

[關鍵詞] 生物醫學工程;多學科融合;人才培養

[基金項目] 2018年度國家自然科學基金“高藥物負載量、高效阻滯有機-無機雜化多層膜的細菌響應性釋放機制和抗菌性能研究”（31771026）;2021年度國家自然科學基金“復合MOFs納米載體多功能性微針的構筑及經角膜緣給藥難治性角膜

炎一體化治療的研究”（82072077）;2019年度溫州市重大科技創新攻關項目“眼科勝利屏障穿透型先進納米藥物傳遞系統的研發”（ZX-ZY2019017）

[作者簡介] 王佰亮（1984—），男，山東曹縣人，博士，溫州醫科大學眼視光學院生物醫學工程學院研究員，博士研究生導師（通信作者），主要從事眼科生物材料表面修飾和功能化研究;陳 浩（1974—），男，浙江溫州人，博士，溫州醫科大學眼視光學院生物醫學工程學院教授，博士研究生導師，主要從事開展生物醫學工程前沿技術與眼科診療有機結合的轉化研究。

[中圖分類號] G642? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）16-0129-04? ? [收稿日期] 2021-01-12

生物醫學工程（Biomedical Engineering）是多學科融合具有特定內涵的學科。其主要特點是運用工程學和應用科學的知識和技術解決生物學和醫學領域的科學問題，從分子、細胞、組織、器官、生命系統等不同層面深入探索生命現象、充分研究生命行為，為疾病的預防、診斷、治療和康復各個階段提供新策略、研發新材料、制造新設備，最終實現促進人類健康、延長人類壽命的偉大使命[1]。20世紀60年代初，美國最早開始了生物醫學工程研究生教育[2];我國的生物醫學工程教育始于20世紀70年代末。近年來，隨著醫學、生命科學和工科專業發展，“醫工結合”模式興起，大量醫學類院校也開設了生物醫學工程專業。溫州醫科大學生物醫學工程專業于2002年設立，2016年獲批省一流學科。

在樹立文化自信的大背景下，我國的教育改革也應探索適合自己的道路。習近平總書記強調：“我國有獨特的歷史、獨特的文化、獨特的國情，教育必須堅定不移走自己的路。要扎根中國、融通中外，立足時代、面向未來，發展具有中國特色、世界水平的現代教育。”[3]生物醫學工程是一個具有鮮明特點的交叉學科，它依托于醫學、生物學、工學等基礎學科，這些學科體系本身在中西方之間就有很大差異，因而生物醫學工程教育不能照搬西方模式，應從實際出發，發展、壯大我國特色的生物醫學工程專業。本文以習近平總書記提出的“扎根中國、融通中外，立足時代、面向未來”為綱，分析了生物醫學工程教育的現狀、中外對比現狀，并提出醫學院校生物醫學工程人才培養體系的建設思路。

一、扎根中國——我國生物醫學工程專業現狀分析

目前，我國約有110所高校設立了生物醫學工程專業[4]。不同學校根據自身辦學條件、師資隊伍、學科基礎與研究領域等條件，依托自然科學、工程技術或醫學等方面的優勢發展本專業，因此，不同學校在生物醫學分支上各有側重，在生物醫學工程專業人才的培養目標上會各有特色[4-6]。例如東南大學2000年開始進行生物醫學工程專業（七年制）一貫制本碩連讀模式，使學生較早地開展獨立實驗以提高其科研創新能力和綜合實踐能力，形成了工—醫復合型人才培養的特色。浙江大學生物醫學工程專業強調知識傳授、能力培養、素質提升、人格塑造有機結合按數字醫學信息、生物傳感器與醫學儀器、定量與系統生理學三個方向設置專業課程，注重學科交叉和創新實踐環節。南京醫科大學則以培養“醫用導向型”創新人才為目標，建立了“醫工融合”式的教學體系，并實施了“認知體驗，實踐鍛煉，深化拓展”分層遞進式創新能力培養體系，為醫療衛生系統培養并輸送適合行業需求的人才[6，7]。

二、融通中外——中美生物醫學專業差異分析及問題思考

生物醫學工程是一個快速發展的專業。目前，中美兩國均在該領域投入了巨大的資金、人力。根據美國Kiplinger數據顯示，近十年中，美國生物醫學工程行業的就業需求增長超過33.5%，在全球的市場中，美國生物醫學工程產業占有率約為41%～42%，預計未來10年工作崗位增長約23.3%[8，9]。綜合來看，美國在全球生物醫學工程領域內遙遙領先。高技術產業是美國經濟支柱，其生物醫學工程已經得到充分發展，美國強生等著名健康領域公司在全球市場占據主導地位;而我國正處于經濟轉型的關鍵時期，經濟發展水平不具備使生物醫學工程完全產業化的條件，人才市場容納不了太多的從業人員，大部分生物醫學工程本科畢業生選擇繼續深造從事研究。與美國高校相比，我國生物醫學工程本科專業創建之初，局限于管理體制和傳統的專業劃分，生物學、醫學和工程學交叉不深，教學上很難將各學科的課程有機融合;醫學院校工程教育背景薄弱、理工科院校缺乏臨床醫學實踐基地、綜合性大學的工程學院和醫學院聯合辦學的機制平臺尚未完善，導致我國生物醫學工程仍然是偏單一學科專業人才培養，而不是高素質的復合型人才培養[9，10 ]。在課程設置和學位設置上，以美國匹茲堡大學生物醫學工程專業為例，大一和大二階段，主要學習“高等數學”“物理”和“化學”等基礎課程，大三大四階段為專業課程學習階段;課程的設置注重能夠使本專業學生具有應用數學、物理、化學、工程學原理解決醫學問題的能力，重視畢業生職業和倫理責任。而我國高校的培養目標則相對具體，注重培養在生物醫學工程領域內從事科研、管理等具體工作，更為導向專業素質的培養。美國大學生物醫學工程專業可以獲得理學、工程學甚至雙學士學位，而中國大學生僅能申請工學學士學位。

總體來說我國現行生物醫學工程教學模式存在以下問題：（1）學科融合程度欠佳，醫學和工程學學科之間的壁壘厚重。（2）缺乏跨學科課程資源，教師對本專業領域研究深入，而對于交叉知識教授較少。（3）課程設置落后，不能緊跟學科發展的前沿。

三、立足時代——多學科融合背景下醫學院校工程人才培養體系建設的思路

當今世界，越來越多的重大科技突破發生在不同學科交叉的領域。開展交叉學科研究是獲得高水平創新成果的重要途徑之一。醫學院校科研轉化能力的提高和高素質人才的培養都離不開交叉學科的促進，特別是與生物醫學關系最為密切的生物醫學工程專業。醫學院校擁有強大的臨床醫學研究平臺和深厚的基礎醫學研究底蘊，但在工學、理學等學科較為薄弱，基于此醫學院校應充分發揮自身優勢、盡力彌補短板，形成切實可行的生物醫學工程人才培養體系。

（一）打造“MDT”教師交流平臺，完善專業課程體系建設

生物醫學工程是生物學、醫學與工程學等多學科相互滲透的產物，是一個多學科高度融合的交叉性學科，要求培養的學生知識體系寬厚、基礎扎實、技能熟練。然而，傳統的生物醫學工程教學中，依照學科自身特點，劃分為基礎學科和應用學科，再根據學生的年齡結構和知識層次，依照一定程序，按部就班灌輸給學生，造成學生在醫學、理學、工學知識上的斷層，無法有機融合，也就無法達到多學科融合培養人才的目的。多學科協作（multi-disciplinary team，MDT）的概念最早由美國M.D.Anderson腫瘤中心提出，本是由多學科專家圍繞某一病例進行討論，在綜合各學科意見的基礎上為病人制定出最佳的治療方案。MDT的出現打破以治療手段分科的舊機制，建立起以病種為單位的“一站式”多學科診治中心[ 11 ]。針對目前交叉學科培養“各掃門前雪”的情況，提出了以培養高水平生物醫學工程人才的MDT模式（見圖1）。該模式有兩個基本內涵，一方面強調不同學科背景教師的MDT交流平臺和長效合作機制的建立，另一方面落實于教學中的MDT的實際應用。醫學—理學—工學不同專業背景的教師分別為主導定期開展MDT研討，學校以研討為基礎整合開發跨學科課程資源，真正打破學科隔閡與專業壁壘。MDT模式加強不同學科教師間的密切交流，可以提升教師團隊的知識廣度，設立多學科交叉課程，注重課程的縱向深度和橫向廣度，進而加快培養學生理解不同學科知識、多角度思考問題的能力，最終成為“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、善創新”的現代人才。

（二）“醫—理—工”融合，從醫學問題出發，深化理學機制，落實工學創新

健康是人類與生俱來的權利，是人類永恒的追求。黨的十八屆五中全會從協調推進“四個全面”戰略布局出發，提出“推進健康中國建設”的宏偉目標，凸顯了國家對維護國民健康的高度重視和堅定決心。不論是對理學機制的研究，還是在工程技術上的創新，其終極目標都是解決現階段醫學中的重大問題，進而促進全民健康。因此，工學的創新應以醫學問題為導向，從傳統單一學科專業“單兵作戰”的發展模式轉變為“共通共贏”模式，從學科情境轉向應用情境和適應性情境，實現“醫—理—工”真正的融合。

對于率先開設生物醫學工程專業的理工類院校，其物理化學基礎扎實，工程力量雄厚，但缺乏醫學基礎，在解決臨床問題方面還存在困難。醫學院校依托強大的基礎醫學和臨床醫學師資力量，發現臨床問題、解決臨床問題的天然條件更加充足。在教學上，依托醫院和醫學院的生物醫學工程專業主要有以下優勢：（1）醫學師資力量雄厚;（2）醫療設備、病理資源豐富;（3）基礎醫學研究深入;（4）臨床醫學與基礎醫學、藥學的聯系已經建立。鑒于以上優勢，結合實踐教學經驗，筆者及團隊提出了醫學院校生物醫學工程專業發展的“醫—

理—工”多學科融合模式，“從醫學問題出發，深化理學機制，落實工學創新”，開創了從臨床問題到科學原理，再到技術創新的學生培養思路（見圖2）。

（三）加快推動“醫教研用”一體化育人模式，優化人才培養體系

多學科交叉融合的生物醫學工程專業給予學生更多元的職業選擇空間。創新創業人才的培養需要高校、研究所、企業等主體協同合作，這三個主體應參與到學生培養過程的各個環節，促進人才與產業需求緊密結合，打造“醫教研用”一體化的育人模式，探索具有啟發性和前瞻性的創新課程進而提升人才培養質量，以行業發展需求為指引，以產業領域最前瞻性的成果推動人才體系的建設。以溫州醫科大學附屬眼視光醫院為依托單位的“中國眼谷”聚焦視覺遺傳和發育、視光學與視覺科學、重大眼病機制與診療研究和轉化，打造世界領先水平的眼視光裝備、視覺光學、眼用材料、眼科藥物和智慧醫療五大科創平臺，為生物醫學工程專業學生實踐提供了平臺。

四、面向未來——醫學院生物醫學工程人才培養的展望

生物醫學工程專業的發展，有助于我國醫療及相關產業的發展，為醫療衛生及相關行業人才供給提供保障。對于生物醫學工程這樣的交叉學科來說，所培養的人才必須對生物、醫學和工程學科都有深入的了解。醫學院校在人才培養計劃中首先應注重數理基礎、考慮學科發展的科研需求、面向市場的產業化需求以及以學生為本的個性化需求;理順學校固有的管理體制，圍繞交叉學科的形成對教學資源重新配置。其次，應該強化人才培養體系中的實踐環節，積極擴大校企合作;面向未來發展，培養具有創新創業能力、跨界融合能力的高素質交叉復合型卓越工程技術人才。值得注意的是，我國醫學院校生物醫學工程教育培養體系的制定不是一蹴而就的，切不可直接照搬國外的培養方案，應循序漸進，從我國國情和學校實際情況出發，培養具有中國特色的新時代背景下的高層次創新型復合人才。

參考文獻

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[8]Stacy Rapacon. 5 Best College Majors for Your Career. https：//www.kiplinger.com/article/college/t012-c000-s001-5-

best-college-majors-for-your-career.html.

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Rooted in China， Integrated with Foreign Countries， Based on the Times， and Facing the Future： An Exploration of the Training of Bioengineering Talents in Medical Colleges and Universities

WANG Bai-liang， CHEN Hao

（School of Ophthalmology and Optometry/School of Biomedical Engineering， Wenzhou Medical University， Wenzhou， Zhejiang 325027， China）

Abstract： Based on the concept of "rooted in China， integrated with foreign countries， based on the times， and facing the future， to build world-class and modern standards education with Chinese characteristics" proposed by General Secretary Xi Jinping， this paper analyzes the current status of our country's biomedical engineering education （BME） and compares the majors between China and the United States. It is concluded that our teaching model has problems such as poor disciplinary integration degree and lack of interdisciplinary curriculum resources. Taking the BME of Wenzhou Medical University as an example， the author proposes the idea of constructing a BME professional talent training system in medical colleges and universities under the background of multidisciplinary integration， that is， building a "multi-disciplinary team （MDT）" teacher exchange platform and improving the construction of professional curriculum system; promoting the integration of "medicine-science-engineering"， deepening the mechanism of science teaching by starting from medical problems， and implementing engineering innovation; promoting the integrated education model of "medical education， research and application".

Key words： biomedical engineering; multidisciplinary integration; talent training