新醫科人才培養路徑的探索與實踐

張 亮，于 琦，賀培鳳，張軒萍

全球范圍內對醫工結合的探索已有數十年，從20 世紀70 年代開始，世界頂尖研究型大學如美國哈佛大學、斯坦福大學、普林斯頓大學等紛紛投入巨資開展醫工結合學科研究，先后成立交叉學科研究所或研究中心［1］。我國也從20 世紀80 年代開始建立了多個以醫工結合為特征的交叉學科研究實體，為醫工交叉研究提供了廣闊的舞臺。

新醫科建設再次將醫工結合作為核心概念提出，源于“醫工結合”的“工”發生了質的變化［2］。2017 年以后，新工科建設先后形成了“復旦共識”［3］、“天大行動”［4］和“北京指南”［5］，構成了新工科建設的“三部曲”，開拓了工程教育改革新路徑。其中，“北京指南”所列出的各項研究指南，將新工科建設的重點明確為以人工智能為代表的新型工業領域，這些領域無一不是信息科學范疇。因此，推動醫學和信息科學的交叉融合（醫信融合）是推行醫工結合的重中之重，是新醫科建設的核心內容。

1 醫信融合教育的內涵與外延

1.1 醫信融合教育的內涵

醫信融合教育的內涵包括兩個層面，一是醫學和信息科學知識體系的融合，二是跨學科知識體系的教育過程融合。

1.1.1 醫學與信息科學知識體系的融合

醫學和信息科學是兩個獨立的學科，具有相對獨立的概念系統，又在知識范疇上有相交之處。一方面，醫學作為生命科學的主要組成部分，其研究、實踐和教學過程中會產生大量的醫學信息，這些信息反映醫學事象的運動狀態，通過分析、研究大量的信息，可發現醫學活動的潛在規律；另一方面，信息科學是以擴展人類的信息功能為主要目標的學科，醫學領域信息功能的拓展是其重要領域之一。因此，有效利用信息科學理論、方法和技術從醫學事象中提取、凝練信息集合，促進醫學實踐的發展，是醫信融合的核心意義；將信息科學思想、理論和技術方法融入醫學生的認知結構，使其具備信息技術轉化應用能力，是醫信融合教育的核心目標之一。

1.1.2 信息賦能醫學教育

僅僅依靠知識體系的結合，并不能幫助醫學生形成全面的醫學信息意識、信息思維和信息能力。需要通過系統的教育教學設計，將信息教育融入醫學人才培養全過程，利用信息關聯特性，融合醫學知識體系，培養醫學生利用信息路徑創新性解決臨床問題的能力。

1972 年，卡爾·波普爾在《客觀知識》一書中系統地提出了“三個世界理論”，把世界分為物質世界（世界1）、精神世界（世界2）和思想客體世界（世界3），其中世界3 的概念和范疇一直在不斷演進過程中，后來有學者將世界3 定義為信息世界，得到了較普遍的認可。卡爾·波普爾認為，在“三個世界”中，世界1 和世界2 能相互作用，反映身心問題，稱作“笛卡爾問題”；世界2 和世界3 也能相互作用，反映理性與人類自由的探討問題，稱作“康普頓問題”；世界1 和世界3 不能相互作用，除非通過世界2 的干預或中介［6］。

在醫學領域，醫學實踐中的參與對象、基礎設施、實踐活動及其效果，對應著物質世界；參與醫學實踐活動的各類主體，如醫務工作者、患者等在參與過程中所形成的思想、認知和感悟，則屬于精神世界；醫學實踐中所形成的各類信息構成了醫學范疇的信息世界。

通過信息技術、方法來整合、分析挖掘醫學信息能極大提升醫學實踐的效率，改善醫學實踐的效果，對此學術界已經形成共識。但根據“三個世界理論”，醫學實踐活動與對應的信息世界產生相互作用需要醫務工作者精神世界的中介。換句話說，醫務工作者需要將醫學實踐所衍生的信息世界內化為自己的精神世界，才能真正發揮信息對醫學的促進和帶動作用，這也就是醫信融合教育的使命所在。

1.2 醫信融合教育的外延

醫信融合必然形成以融合為軸、醫為經、信為維的縱橫交錯的網狀知識系統。醫學知識體系的繁雜性和信息科學知識體系的復合性給醫信融合教育的實施帶來了極大的挑戰，對教育者、受教育者和教育措施都提出了新的要求。

從教育者看，一方面，醫信融合教育需要更為龐大的施教隊伍，基礎醫學教師、臨床工作者、信息技術人員、情報學研究人員等都要成為其中的推動者與參與者；另一方面，又需要一批既掌握醫學規律又熟悉信息技術方法的復合型教師作為紐帶，幫助學生串聯起縱橫交錯的知識體系。

從受教育者看，傳統醫學教育模式里受教育者的客體屬性已不能滿足醫信融合教育的要求，迫切需要體現受教育者在教育活動中的主體屬性，促進學生主動學習，以形成個性化的適合學生個體認知特點的醫信融合認知體系。

從教學措施看，教學內容要將多源異構的醫學數據的識別、采集、整理、分析和應用融入以系統為中心的醫學知識體系，形成醫學知識系統化、信息科學體系完整化、醫信融合深度化的醫信融合教學內容體系；教學手段要適應以創新能力培養為目標，以轉化式學習和探究式學習為導向的教育方式，改善課堂教學。

2 醫信融合教育研究現狀

2.1 開展醫信融合教育的必然性和緊迫性

世界醫學教育經歷了3次改革：第一次改革發生于20 世紀初，其突出標志是以科學為基礎的課程設置；第二次改革是20 世紀中期實行以問題為基礎的教學創新；第三次改革是于21 世紀提出的以器官系統為基礎的崗位勝任力培養改革。

2018 年，我國開始推進新醫科建設，要求醫學教育實現從“生物醫學科學為主要支撐的醫學教育模式”到“醫文、醫工、醫理、醫X 交叉學科支撐的醫學教育新模式”的轉變。這就要重點解決傳統醫學教育存在的如下弊端：以學科為中心的固定課程體系，強調學科內的系統性而忽視學科間的滲透性；以治療為中心的教學內容體系，強調某種疾病的診療而忽視其他健康因素的影響；通識教育、基礎醫學、臨床醫學的三段式教學模式，重視知識的傳授而忽視創新思維的培養［7］。

從實踐領域來看，新一代信息技術的快速發展和在醫學領域的深入應用已經促使臨床診療、醫療裝備、新藥研發、臨床技術與決策等都呈現出數據化、精準化、智能化的特征，要求新一代醫務工作者掌握新一代信息技術并具備轉化學習能力和系統性創新思維能力［8］。

但醫學人才培養的變革并未跟上醫學實踐的步伐，醫學人才培養的學科壁壘并未被打破，迫切需要從教育理念、課程設置、教學活動和資源配置等多方面進行教育教學改革，構建醫信融合教育體系，培養符合時代發展需要的創新性醫學人才。

2.2 醫信融合教育研究綜述

以“（SU=‘醫學信息’OR SU=‘醫藥信息’OR SU=‘藥學信息’OR SU=‘臨床信息’OR SU=‘醫學情報’OR SU=‘健康信息’OR SU=‘衛生信息’OR SU=‘醫信’）AND（SU='培養' OR SU=‘教育’OR SU=‘教學’OR SU=‘學科’OR SU=‘專業’OR SU=‘課程’OR SU=‘人才’OR SU=‘創新’）”為檢索式，檢索中國知網（CNKI），時間范圍設置為2012 年1 月1 日到2021 年12 月31 日。檢索得到“醫學+信息”相關的研究文獻后，經數據清洗后最終納入有效文獻494 篇。利用VOSviewer 軟件對文獻的關鍵詞進行共現聚類分析并可視化，探討當前研究領域內的主要主題。

2.2.1 關鍵詞詞頻分析

統計所有文獻的關鍵詞及詞頻發現，當前我國“醫學+信息”教育領域研究排名前5 位的高頻關鍵詞依次是醫學信息學、醫學信息工程、醫學信息檢索、人才培養、教學改革。醫學信息學出現頻次最高（為162 次），醫學信息工程、醫學信息檢索、人才培養、教學改革次之（出現頻次均大于40），一定程度上反映了近10 年內研究者的研究傾向。由此可知，研究者以人才培養、素養提升等為抓手，著眼于醫學信息教育的發展。同時發現，教材建設、學科交叉、案例教學法、課程思政等關鍵詞出現頻次較少，一定程度上表明當前研究者的落腳點大多為宏觀層面的醫學信息人才培養與教學改革，而在微觀層面的研究較少。

表1 “醫學+信息”教育領域研究文獻關鍵詞詞頻（部分）

2.2.2 研究主題分析

選擇詞頻≥10 的關鍵詞，基于關鍵詞共現進行聚類分析，以發現當前醫學信息學領域的研究熱點。聚類結果如圖1 所示。整個研究領域的研究內容大致可劃分為醫學信息課程、課程實踐教學、醫學信息技術、醫學信息教學改革、教學模式探索和醫學信息人才培養六大研究主題。

圖1 “醫學+信息”教育領域研究文獻關鍵詞聚類圖譜

2.2.2.1 醫學信息課程

該主題涵蓋了醫學信息課程設置等內容。部分學者依托多元化學習平臺，搭建了相應的多元化學習體系，同時將微信小程序與醫學信息課程群結合開發移動學習平臺，并指出了當前課程群平臺無法為學生提供相關聯的學習資源、課程內容無法因材施教等問題［9］。也有學者認為，國內醫學信息學發展起步較晚，相應的醫學信息課程要借鑒國外教學經驗，醫學信息技術類課程體系中的各分課程體系以公共與專業基礎課、專業課、核心課、實踐課為架構，應當包括醫學與管理學的背景、知識及技術等，以此為基礎加以指導，進行科學立體化設計和課程整合。同時，還要開展網絡協同教學等［10］。

2.2.2.2 課程實踐教學

該主題主要涉及醫學信息工程、醫學信息創新創業、課程體系的實踐與應用。當前，利用互聯網進行教學已成為一種重要的教學渠道，并有部分學者利用互聯網進行了相應的教學設計，指出要利用現代教學手段進行醫學信息課程教學［11］。醫學課程與信息課程的結合與穩步推進是主要研究方向之一；合理進行課程設計與安排，利用實習將所學專業知識轉化為實踐能力，是實踐教學的重要任務之一。

2.2.2.3 醫學信息技術

利用“互聯網+”、大數據等技術，可以及時獲取相關的醫藥信息、衛生信息等，醫學信息人員首先要具備基本的信息技術知識和運用信息技術的能力。目前，信息技術已經廣泛應用于醫學的各個方面，如醫學信息系統、醫學網絡資源、醫學圖像傳輸和儲存、遠程醫學、電子病歷等［12］。

2.2.2.4 醫學信息教學改革

有學者指出，要明確醫學信息技術課程體系的培養目標，注意基礎知識的加深與鞏固、信息技術與醫療技術之間的聯系等［13］。同時，優化信息技術課程體系的知識網絡，包括樹立“大信息觀”的整體學科理念、建立合縱連橫的信息技術課程集群等，并構建以數據為核心的融合型教學模式［14］。

2.2.2.5 教學模式探索

在線學習平臺與互聯網技術深度融合，翻轉課堂、慕課等新型教學模式迅速發展，充分調動了學生的學習自主性與積極性。利用多種教學方法組織教學，如模塊化教學法等，線上線下協同推進醫學信息教育教學［15］。

2.2.2.6 醫學信息人才培養

新形勢下，醫學信息人才是醫療衛生事業發展的“推動力”、社會信息化發展的“支持力”、醫學教育發展的“維護力”［16］。高素質醫學信息人才應具備過硬的醫學素養與信息素養，能很好地將二者融會貫通，并能加以轉化。目前，我國醫學信息工程專業人才培養主要依托全國各類醫學及綜合性高等院校開展，醫學信息工程專業的開設將醫學基礎與信息技術相關知識有效結合［17］。部分學者認為，我國醫學信息人才培養仍存在問題，包括供需失衡、人才結構待優化、頂層合作與協同規劃缺失、師資隊伍建設不完善、人才培養體系不健全、培養側重點與方向存在差異等［18］。為進一步加強醫學信息人才培養，以此推動新形勢下國家醫療衛生信息化建設與發展，有學者認為，當前應盡快完善人才培養政策，重點加強師資隊伍建設，并建立國家-社會-院校-機構多方協同的培養體系。就培養模式來說，要調整培養目標與方案，建立教育與實踐相結合的教學體系［19］。

通過梳理有效文獻發現，目前關于醫學與信息的相關研究主要強調將信息及信息方法與技術應用于醫學學科，為醫學教育和人才培養提供支持。將信息教育融入醫學人才培養，創新醫學人才培養模式的相關研究很少，尚未形成研究主題。

2.3 目前醫信融合教育存在的不足

一是對信息科學認識不夠。醫學教師、學生對新一代信息技術的認知仍然是輔助技術，而不是影響醫學發展的破壞性技術和創新原動力。二是醫學課程體系中信息科學理論、技術和方法的融入不夠。傳統的信息素養教育大多是通過通識性計算機課程+“信息檢索”課完成的，后期雖然開設了如《人工智能導論》的相關課程，但更多是課程的堆砌，沒有將信息科學知識融入醫學教育內核中去。三是醫學教學過程對信息技術的應用不足，對學生掌握信息理論、技術和方法缺乏針對性教學環節，造成學生利用信息技術創新性解決臨床問題的能力偏弱。

3 醫信融合教育的實施路徑

醫信融合教育是指在醫學人才培養中系統性融入信息教育，實現信息賦能醫學人才培養。推進醫信融合教育改革順利實施需要解決3 個基本問題：一是將信息教育的范圍從文獻獲取利用為主拓展至新一代信息技術的理論、技術和方法全領域；二是將信息科學知識融入醫學專業課程教學，其重點是知識融合，而不是課程疊加；三是將醫學信息教育從單純課堂教學延伸至教育教學全鏈條。要解決這3 個問題，就需要從理念、頂層設計、學科建設、教育教學模式4 條路徑全面進行改革創新。

3.1 樹立醫信融合教育新理念

隨著科技進步和產業變革，基于“健康中國”新戰略、國際競爭新形勢、立德樹人新要求，醫學教育的改革需要明確新目標、樹立新理念。

以提高信息素養為核心的醫學生信息素養教育在幾十年的研究和實踐過程中，一直作為醫學教育的輔助功能出現，其目的是幫助學生在以生物醫學為支撐的醫學教育體系中更好地利用科研信息。

隨著數據科學技術的快速發展和廣泛應用，以及我國健康醫療事業的發展需要，健康醫療實踐活動與信息科學深度融合，信息科學理論方法和技術已經從輔助技術角色迅速走向基礎醫學、臨床醫學的關鍵領域。對海量醫學基礎數據進行分析、挖掘和應用，為基礎醫學、臨床醫學、藥學、影像學等多領域的現實問題提供決策支持，如通過分析海量醫學文獻資源的主題，發掘隱藏的知識關聯，發現基于機器學習的海量電子病歷的二次利用，多源異構醫學數據的組織、分析與利用，醫院信息系統的智能化建設等研究和實踐，成為醫學和信息學共同的研究熱點，為醫學和新一代信息技術的交叉融合架設了一座溝通的橋梁，促進了醫學研究的數據化和智能化。

近年來，部分高校的醫學信息學學科正在努力嘗試應用信息分析的相關技術手段，與醫學研究機構合作直接介入醫學核心問題的研究，如特定疾病的診療方案、藥物重定位等，并取得了一定研究成果。這些成果表明醫學信息學有能力直接為醫學研究賦能，利用學科方法和技術的優勢，直接參與醫學研究，推動醫學發展。

與科研和實踐方面的深度融合相比，醫信融合教育的開展相對緩慢。新醫科建設已經全面展開，“醫學+X”已經成為醫學發展的共識，但很多醫科大學尤其地方醫科大學存在學科固化意識，將信息素養教育作為可有可無的選修課，未給予足夠的重視。

醫信融合教育應以“信息賦能醫學”為主線，將信息教育融入醫學人才培養的全過程，從戰略層面進行布局，在政策、機制、課程改革、師資隊伍建設、教學生態塑造等環節全方位地進行教育教學改革，全面覆蓋基礎醫學、臨床醫學、預防醫學、藥學等醫學人才的培養，既要注重信息理論、技術方法教學內容的引入，又要重視通過信息的關聯特性優化傳統醫學教育，培養具有崗位勝任力的創新型卓越醫學人才。

3.2 完善醫信融合教育頂層設計

新醫科建設是有中國特色的醫學教育新體系，是服務于“健康中國2030”規劃戰略的宏大計劃，需要全方位、多層次、多學科共同推進。在此之前推出的新工科建設，在2017 年就已經形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，從教育理念、培養方向、參與主體、教學方式方法、研究項目指南等多領域全方面形成了綱領性發展意見。

而新醫科建設提出以來，尚未形成明確的業界共識，也沒有形成被廣泛認可的行動方案和研究指南，這使得新醫科建設缺乏明確的前進方向和可借鑒的發展路徑。對醫信融合教育而言，更是需要國家相關部門，如教育部、國家衛生健康委員會明確其在新醫科建設中的核心地位，加強頂層設計，完善體制、機制建設，在學科建設、人才引進等方面出臺政策，自上而下推動醫信融合教育。換言之，醫信融合教育需要自己的“共識”、“行動”和“指南”。

另外，做好醫信融合教育不僅要做好技術融合，信息科學理論、方法及其思維體系也是醫信融合教育的重要領域，但醫學信息學學科地位的不明確，制約相關基礎理論的探究、推廣和應用。在各級國家級分類體系中明確醫學信息學的學科地位，不僅有利于醫學信息學的發展，更是推動醫信融合教育的重要環節［20］。

3.3 建設新醫科專業結構

學科交叉是指既有不同學科之間的相互交流、相互合作，而交叉學科實際上是在學科交叉基礎上構建一個新的、與現有學科不同的、不能被現有任何一個學科替代的研究問題、研究方法和知識體系。新醫科建設不僅要推動醫學與其他學科的交叉融合，也要在學科交叉的基礎上形成交叉學科，主動設置和發展新興醫學專業，并推動現有醫學專業的改革創新。醫學與信息學的有機融合，既促進了現有醫學專業的升級改造，對臨床醫學等醫學專業的知識結構進行重塑，又催生出如人工智能、醫學大數據等新興的交叉學科專業。

新興學科的誕生體現了學科發展過程的另一個面相，即在既有學科交叉中逐步確立某一領域的獨立性和不可替代性，從而帶動整個學科體系的新發展。交叉學科的發展離不開學科交叉的基礎，只有高水平的團隊、有實力的學科和深入的合作才能交叉出高質量、可持續的成果。促進既有學科的開放、交流、交叉、合作，在交叉的基礎上孕育新生［21］。

智能醫學工程、精準醫學、轉化醫學、整合醫學等新學科、新專業不可能憑空誕生，也不可能憑借原有某一學科專業的力量健康發展起來，整合醫學、信息科學等多學科、多專業的力量共同籌建、發展交叉學科，是必由之路。

3.4 構建醫信融合教育新模式

目前我國高校醫學教育主要采用通識教育＋基礎醫學+臨床醫學的醫學教育模式，以醫學基本理論、基本知識、基本技能的學習和訓練為核心教學內容。新科技革命要求在“三基”（基本理論、基本知識、基本技能）的框架內增加新的知識結構和能力結構，確立“醫德高尚、具備信息技術轉化應用能力、能夠創新性解決臨床問題”的人才培養目標，推動醫學與信息科學的交叉融合、轉化創新，創新跨學科課程體系、教學體系、教材體系和管理體系，打通醫學從“實驗室”到“手術臺”的通路橋梁，構建符合時代發展需要的醫信融合人才培養體系［22］。

我國很多高校都已經在醫學教育中開設大數據和人工智能相關課程，但僅依靠課程疊加并不能很好地貫徹醫信融合教育教學，需要從教育教學全鏈條進行貫穿式改革，從課程體系、教材體系、教學體系和管理體系等多方面協同推進。

山西醫科大學醫信融合教育進行了全面系統的嘗試，具體做法主要包括：一是系統構建了醫信融合課程教學體系，使信息科學內容覆蓋通識基礎課、科學方法課、生物醫學課、臨床醫學課全課程體系；二是形成了立體化教材體系，通過選用權威教材、積極編寫教材和建設線上資源，使醫信融合教育具備了全面、科學、適用的教學資源體系；三是形成了多課堂融通的教學體系，將理論教學、實踐教學、虛擬仿真教學、團隊學習、創新訓練融為一體，在教學過程中以學生為中心，按不同教學環節特性分別推行“基于問題的學習”、“基于案例的學習”和“基于團隊的學習”，以臨床問題為導向、信息技術方法為支撐，提升學生轉化學習能力和創新應用能力；四是建立了協同化管理體系，通過建立醫信雙組長領導小組，協調全校各部門，聯合校外各機構，建議起較為穩定的跨學科研究和教學團隊，打好醫信融合人才培養的師資基礎，為醫信融合教育的順利推行鋪平道路。

4 結語

培養熟悉新一代信息技術的醫學人才，是新時代醫學教育的必由之路，也是新醫科人才培養的重要方向。醫信融合教育擔負著歷史使命，要面向未來，以提升崗位勝任力為核心教育目標，為“健康中國”建設和中華民族偉大復興貢獻力量。