基于CDIO 的中醫(yī)藥裝備人才能力培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐

宋海貝 溫川飆 高原 高園 陳太軍

（成都中醫(yī)藥大學(xué)智能醫(yī)學(xué)學(xué)院，四川 成都 611137）

當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，而在中醫(yī)藥領(lǐng)域，醫(yī)療設(shè)備的更新又迫在眉睫。因此，探索中醫(yī)藥裝備方向人才的建設(shè)與培養(yǎng)，對促進(jìn)行業(yè)的多學(xué)科發(fā)展，促進(jìn)中醫(yī)藥硬件設(shè)備的現(xiàn)代化具有重要意義[1]。我院中醫(yī)藥裝備方向課程基于嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)模式還停留在摸索階段，有必要結(jié)合我院中醫(yī)藥裝備方向課程實(shí)踐教學(xué)情況研究該類課程的人才培養(yǎng)模式，對于有效培養(yǎng)醫(yī)療硬件人才具有重要意義。

一、中醫(yī)藥裝備人才培養(yǎng)存在的問題

目前中醫(yī)藥院校工程類專業(yè)的課程主要以軟件應(yīng)用為主，對于涉及軟硬件結(jié)合的嵌入式產(chǎn)品開發(fā)課程較為欠缺，使得中醫(yī)藥裝備行業(yè)的技術(shù)人才需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于供給量。目前中醫(yī)藥裝備方向的人才培養(yǎng)主要存在以下幾個(gè)問題。

1.硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能不完善

由于我院硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相對較晚，面向教師科學(xué)研究、學(xué)生項(xiàng)目訓(xùn)練以及產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的基礎(chǔ)設(shè)備和電子系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)還不完善。中醫(yī)藥裝備方向課程如數(shù)字化醫(yī)療硬件、智能終端系統(tǒng)開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)概論、電子電路技術(shù)等，將教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐的課程很少，相比電子類專業(yè)課程的教學(xué)效果相差較遠(yuǎn)，學(xué)生的實(shí)踐課程基本都是進(jìn)行軟件仿真模擬真實(shí)的硬件運(yùn)行結(jié)果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)效果，學(xué)生不具備硬件調(diào)試和系統(tǒng)開發(fā)的能力。

（1）中醫(yī)藥裝備方向課程體系待優(yōu)化

中醫(yī)藥裝備方向課程內(nèi)容相互之間具有很強(qiáng)的交叉性和相關(guān)性，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能建立起整個(gè)醫(yī)療硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念，并具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)。但因?yàn)槟壳爸嗅t(yī)藥裝備方向課程基本開展基于嵌入式系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備形成了各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對孤立，使得課程之間無法建立起內(nèi)在聯(lián)系。另外實(shí)驗(yàn)類型和手段也較單一，綜合性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，基本沒有涉及應(yīng)用系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，不利于中醫(yī)藥裝備方向課程的開展，也使得學(xué)生綜合能力無法達(dá)到社會(huì)需求。中醫(yī)藥裝備方向課程體系有待進(jìn)一步優(yōu)化。

（2）中醫(yī)藥裝備方向教學(xué)效果一般

通過對前幾屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的綜合評(píng)審結(jié)果分析，反映出醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)學(xué)生在選題中更趨向于軟件類和設(shè)計(jì)類，學(xué)生中醫(yī)藥裝備方向的選題涉及較少。另外，學(xué)生參加各種技能比賽、科研創(chuàng)新活動(dòng)中硬件類作品也是較為欠缺的。可見，中醫(yī)藥裝備方向的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都存在較大差距。

二、構(gòu)建中醫(yī)藥裝備人才培養(yǎng)體系

針對目前中醫(yī)藥裝備方向的人才培養(yǎng)中存在的問題，加強(qiáng)中醫(yī)藥裝備學(xué)科建設(shè)，通過教師在教學(xué)和科研的交互過程中提升自身的教學(xué)能力，加強(qiáng)專業(yè)課程與CDIO 項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)的聯(lián)系，從而提高教學(xué)質(zhì)量，初步形成具有繼承、創(chuàng)新能力的實(shí)踐型中醫(yī)藥裝備人才培養(yǎng)模式[2]。

1.加強(qiáng)中醫(yī)藥裝備學(xué)科建設(shè)，修訂人才培養(yǎng)方案

為適應(yīng)社會(huì)需求我院重新劃分教研室，加強(qiáng)硬件學(xué)科建設(shè)，并且修訂了人才培養(yǎng)方案，堅(jiān)持將應(yīng)用能力培養(yǎng)貫穿到整個(gè)專業(yè)教育的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。

為進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)管理和教研室建設(shè)，充分發(fā)揮教研室在學(xué)院、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)中的作用，2018-2020 年開展了學(xué)院教研室重新設(shè)置以及教研室主任換屆工作。學(xué)院教研室由原來的4 個(gè)教研室更新為8 個(gè)教研室，再調(diào)整為6 個(gè)教研室，其中硬件教研室作為獨(dú)立的教研室單位，重點(diǎn)進(jìn)行中醫(yī)藥裝備課程教學(xué)建設(shè)工作。學(xué)院通過建立各項(xiàng)教學(xué)管理制度、開展各種教學(xué)活動(dòng)和多層次的教學(xué)督導(dǎo)，幫助教師提高教學(xué)能力。

修訂的人才培養(yǎng)方案明確提出數(shù)字化醫(yī)療硬件及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工程師是醫(yī)學(xué)信息工程本科專業(yè)培養(yǎng)的人才之一。鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)行必修課與自定限選課相結(jié)合的方式行課，這樣在減輕學(xué)生課程過多造成的壓力的同時(shí)能夠加強(qiáng)專業(yè)方面的提升。表1 是硬件教研室課程的具體優(yōu)化內(nèi)容。

表1 硬件教研室課程優(yōu)化內(nèi)容

2.厚基礎(chǔ)理論，重實(shí)踐開發(fā)

根據(jù)中醫(yī)藥裝備系統(tǒng)的人才需求，按照“厚基礎(chǔ)理論、重應(yīng)用實(shí)踐”的基本原則進(jìn)行理論課程和實(shí)踐課程內(nèi)容的深耕。其中實(shí)踐教學(xué)是中醫(yī)智能裝備專業(yè)教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是課堂教學(xué)的補(bǔ)充，中醫(yī)智能裝備專業(yè)注重學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)[3]。通過專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、CDIO 項(xiàng)目實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等一系列實(shí)踐性教學(xué)，鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，提高綜合素養(yǎng)。通過對課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)后，將有利于學(xué)生逐漸形成較為完善的知識(shí)體系架構(gòu)，更好更快地具備中醫(yī)藥裝備開發(fā)與設(shè)計(jì)的能力。

近年來學(xué)院不斷充實(shí)數(shù)字醫(yī)藥硬件實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，并持續(xù)將硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為全面體現(xiàn)現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備信息化發(fā)展的、開放、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[4]。每年度要求做好實(shí)驗(yàn)耗材申報(bào)規(guī)劃，確保硬件課程實(shí)踐環(huán)節(jié)有序進(jìn)行。在此平臺(tái)下，可以開展內(nèi)容豐富、切合工程實(shí)踐的綜合性課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室將提供各種實(shí)驗(yàn)?zāi)K供學(xué)生實(shí)踐，滿足學(xué)生綜合課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)文檔編撰、整理等。圖1 是數(shù)字醫(yī)藥硬件實(shí)驗(yàn)室功能圖。

圖1 數(shù)字醫(yī)藥硬件實(shí)驗(yàn)室功能圖

3.以CDIO 形式指導(dǎo)學(xué)生參與中醫(yī)藥裝備研發(fā)

在中醫(yī)藥裝備課程教學(xué)過程中，以CDIO 形式讓學(xué)生參與到科研項(xiàng)目中，通過應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”的新方法新技術(shù)，對中醫(yī)醫(yī)療儀器（例如電針儀、經(jīng)絡(luò)儀、按摩儀）、醫(yī)療保健產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新性研究設(shè)計(jì)，讓學(xué)生參與到整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提升學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的信心和興趣，培養(yǎng)學(xué)生中醫(yī)藥裝備研發(fā)的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

運(yùn)用CDIO 教學(xué)法，采用“教、學(xué)、做”一體化方式，以項(xiàng)目開發(fā)為教學(xué)引導(dǎo)，貫穿翻轉(zhuǎn)課堂、引導(dǎo)教學(xué)、探究教學(xué)等方式開展，逐漸提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力[5]。通過參與項(xiàng)目CDIO，強(qiáng)化了學(xué)生專業(yè)技能，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生綜合素質(zhì)。表2 是近幾年學(xué)院組建的與中醫(yī)藥裝備相關(guān)的CDIO 小組名稱。

表2 與中醫(yī)藥裝備相關(guān)的CDIO 組建小組名稱

另外，學(xué)校積極鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，以進(jìn)一步培養(yǎng)我校學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。

4.健全硬件實(shí)踐課程考核機(jī)制

針對我院醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)中醫(yī)藥裝備方向課程實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制不健全的問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，建立具有中醫(yī)藥數(shù)字化特色的課程綜合考核指標(biāo)。綜合考核指標(biāo)包括在實(shí)驗(yàn)過程中的參與度、貢獻(xiàn)度、解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等多項(xiàng)內(nèi)容，全面考察學(xué)生在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中的狀態(tài)，提高實(shí)踐課教學(xué)質(zhì)量[6]。建立形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的學(xué)生學(xué)業(yè)全過程評(píng)價(jià)體系，開展多樣化的形成性評(píng)價(jià)改革，如課堂討論、平時(shí)作業(yè)、調(diào)查報(bào)告、觀察記錄、翻轉(zhuǎn)課堂等。

三、教學(xué)實(shí)踐效果

針對中醫(yī)藥院校醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)中醫(yī)藥裝備課程體系設(shè)置，為實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥裝備進(jìn)一步發(fā)展，結(jié)合我校專業(yè)實(shí)際，提出了適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的基于CDIO 的中醫(yī)藥裝備的人才培養(yǎng)模式，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了富有成效的教學(xué)探索，效果顯著。

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)

學(xué)院2018-2021 屆畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中以中醫(yī)藥裝備為承載作品的題目如表3 所示，其中每個(gè)選題從要求三人組隊(duì)調(diào)整到兩人組隊(duì)，再到目前的單人獨(dú)立完成嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)，對學(xué)生的需求分析、PCB 設(shè)計(jì)、電路板焊接、電路調(diào)試、嵌入式代碼等開發(fā)能力的要求不斷提高。

2.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽

學(xué)校積極鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，以進(jìn)一步培養(yǎng)我校學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)[7]。表3 是醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院與中醫(yī)藥裝備相關(guān)的2018-2020 年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃國家級(jí)立項(xiàng)名單，與往年相比立項(xiàng)課題在中醫(yī)藥裝備方向數(shù)量和質(zhì)量都有顯著提升。

表3 2018-2020 年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃國家級(jí)立項(xiàng)名單

3.學(xué)生就業(yè)

2019-2021 屆畢業(yè)生與中醫(yī)藥裝備研發(fā)相關(guān)的實(shí)習(xí)人數(shù)有近30 人，主要參與產(chǎn)品穴位敏化儀、便捷經(jīng)絡(luò)儀、智能鏡子、電針治療儀等的方案設(shè)計(jì)、電路繪制、軟件代碼編寫、產(chǎn)品調(diào)校及測試、專利撰寫等工作。

四、總結(jié)與展望

在現(xiàn)代信息技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的數(shù)字醫(yī)藥硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)資源，探索如何在CDIO 項(xiàng)目中讓學(xué)生掌握中醫(yī)藥裝備系統(tǒng)開發(fā)工具的使用方法，在實(shí)踐教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、動(dòng)手能力、理論知識(shí)運(yùn)用能力、解決實(shí)際問題的能力等，對于完善具有中醫(yī)特色的醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)科人才培養(yǎng)具有重要的意義。本方案的推廣實(shí)施對推動(dòng)我院醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)，完善課程體系設(shè)置、學(xué)生專業(yè)能力具有一定的借鑒意義。