基于軟件應用和設計為核心的課程群建設改革探索

楊爽，趙若晗，史嘉翊，董默，湯有鵬

（1.牡丹江醫學院，黑龍江 牡丹江；2.牡丹江醫學院附屬紅旗醫院，黑龍江 牡丹江）

醫工融合學科的內涵是將工程科學的原理和方法與生命科學的原理和方法相結合，是生命科學與理、工學科的交叉應用。由于醫工融合學科專業具有知識結構交叉跨度大、綜合性較強、各種高新技術交叉融合、發展速度快等特點[1]，對于融合學科應用型人才培養，不僅需要通過畢業后實際工作來完成，同樣也需要在大學期間培養。醫工融合學科人才要能夠發展新的概念，建立新的知識，創立新的技術，開發新的材料和器械，為人類的健康事業服務，這就要求醫工融合專業的學生應具有復合型的專業知識結構和較高的綜合能力素質。

一 國內外醫工融合專業教學現狀

生物醫學工程專業作為醫工融合專業的代表之一于上世紀50年代美國首先在研究生院建立了其教學計劃。這些教學計劃通常招收工程或生物醫學領域的學生[2]。直到研究生教育取得成功以后，各個大學才在傳統的工程系將生物醫學工程作為選修專業在本科教學計劃中實施，從此，生物醫學課程便納入到傳統的本科工程課程表中。

我國醫工融合專業的本科教育起始于20世紀70年代末[3]，其中既包含理工類院校也包含醫科院校，由于教學條件，教學目標，授課資源，就業形勢的不同，導致了同為醫工融合專業在人才培養模式及培養目標方向上均有較大的差異，經過30多年的發展，也各自形成了自己的特點[4-8]。

二 以軟件應用與設計為核心的課程群建設的必要性

醫學院校相對于理工類院校在醫工融合專業人才培養方面有其自身的優勢，首先，醫學課程所配備的師資力量強，學生的醫學知識掌握扎實。其次，醫學院校的附屬醫院資源豐富，學生實習、畢業設計等教學活動可以更好地結合臨床實際應用[9-10]。盡管如此，醫學院校在培養醫工融合人才方面對比理工類院校仍有諸多不足：

1.工程技術基礎知識相對薄弱，實踐資源缺乏，行業發展處于落后地位，學生工廠實習機會更少，致使學生動手能力、分析和解決問題的能力受到限制。

2.醫學院校更注重醫學相關知識的教授、采用醫學人才培養模式，而工科課程往往較少或學得不夠精細，尤其軟件工具類課程更少。

3.醫學院校的醫工融合專業求職更加受限，絕大部分職位與醫學相關，如醫療器械行業等，本身融合交叉學科的優勢并沒有顯示出來。

面向本校醫工融合專業學生展開的問卷調查結果顯示：高達84%的學生針對從業及未來發展有一定的困惑，不清楚融合學科的實際意義和發展前景。因此，作者及其團隊組織一次以軟件應用與設計為核心的課程群建設改革，此次改革面向融合學科代表：生物醫學工程專業學生全方位開展。

三 以軟件應用與設計為核心的課程群建設方法介紹

（一） 面向對象

本文課程群建設改革方法選擇了黑龍江省某醫學院校2017級生物醫學工程專業1班作為對象，該班級共26名學生，隨機選擇其中13人作為課改班對象。另外13名學生作為普通班，按照既定培養方案接受培養。

（二） 改革周期

本次改革于2018年9月開始，至2020年6月結束，進行為期4個學期的完整不間斷的改革。

（三） 改革方案

1.授課內容調整。課改班的13名學生接受為期2年的理論課授課內容調整，包含11門專業課及專業基礎課，普通班學生按照原始培養方案內容進行相關課程的學習。課改班與普通班學生學習內容詳細差別如表1所示。

表1 課改班課程新增內容列表

（四） 以求職為導向的內容調整

為更快地適應醫工融合專業未來求職與工作，為課改班學生設計了5項以就業為導向的任務，具體包括：

1.醫療器械英文說明書的翻譯和講解：針對畢業實習和工作的主要場所為醫療器械公司，且目前多種大型醫療器械主要生產自國外的現狀，要求每名學生在一學期內完成一種大型醫療器械（CT/MRI等）主要操作說明的翻譯與講解，并以PPT匯報的形式對班級內同學展開。

2.軟件設計與開發：在大二上學期完成對四門軟件的學習后，在周末實驗室開放時間，要求學生完成一項軟件的開發和設計實現工作。學生3-4人一組共同完成，要求學生從調研→需求分析→概要設計→詳細設計→代碼撰寫→測試等方面體驗完整的軟件開發流程。并在期末向班級同學展示開發軟件的成果。

3.大學生科研項目申請書撰寫：大二下學期和大三上學期，每學期要求每名同學撰寫一份大學生科研立項申請書，同時以PPT匯報的形式將申請項目向班級同學進行講解，并嘗試申報。

4.科研論文撰寫：大三下學期根據上述三項內容，完成學生小論文撰寫工作（醫療器械的認知、軟件開發及應用、科研項目總結等），并獨立進行畢業論文的擬題工作。

5.簡歷制作：針對課改班的學生進行了簡歷制作級面試技巧的培訓，并在大三實習單位招收實習生前完成了實際的模擬面試。

圖2 課改班與普通班專業基礎課及專業課平均成績對比圖

四 以軟件應用與設計為核心的課程群建設改革成效

本次改革共經歷完整的4個學期，取得了明顯的效果。從學生專業課程成績、申報大學生創新立項數目、外語成績、畢業論文開題情況及畢業實習單位錄取情況進行了公平準確的評價，現將改革成果進行詳細展示。

（一） 專業課成績分析

由于課改班和普通班的授課順序不同（考試的學期不同），保證出題教師是同一人且試題難度接近。現將課改的主要專業課及專業基礎課課程的平均成績和優良率進行對比顯示，如圖1和2所示。

圖1 課改班與普通班專業基礎課及專業課優良率對比圖

（二） 申報學生科研立項情況

學校在2019年4月和2020年4月分別進行了兩次大學生創新創業實踐項目的申報工作，在兩次申報中，課改班的13名學生以主持人的身份申報了項目3項，作為參與者有10人參與了項目。普通班的13名學生以主持人的身份申報了項目1項，作為參與者有3人參與了項目。

（三） 英語四六級通過情況

截止到2020年6月，課改班的13名學生全部通過了大學英語4級考試，其中7名學生通過了6級英語測試。英語4級通過率比普通班高30%，6級通過率高39%。

（四） 畢業論文開題情況

學校在2020年5月學生進入實習前進行了畢業開題工作的布置，截止到2020年12月底，13名課改班的同學均已經順利完成開題工作，其中9人畢業設計題目與課改使用軟件相關，占比近70%。

（五） 畢業實習情況

2017級生物醫學工程專業26名學生目前已經全部進入實習階段，在實習單位招聘實習生的過程中，13名課改班的同學均在第一輪面試時被不同的實習單位選中（共進行了三輪實習面試）。

五 結語

本次以軟件應用與設計為核心的課程群建設改革，以培養學生全面能力為主要目標，以學生實習就業為導向全方位的開展。在為期2年的改革中，從學生成績、外語水平、申報科研項目、完成畢業開題及畢業實習招聘等方面進行了全方位綜合考核，其主要效果體現在：

1.在醫工融合專業學生未來職業中，軟件的應用在占有較大比重，采用此種教學方法，可增強學生的動手能力，保證了其今后順利就業。

2.以軟件應用與設計為核心的課程群可涉及多學科，針對醫工融合專業的主要專業課及專業基礎課程課程均可使用本改革方法，改革整體性較強，既方便了不同學科老師統一掌握授課學生學習狀態，同時也為實驗室老師管理學生減少工作量，讓醫工融合專業學生從大二到大三實習前的兩年時間有一個完整的計劃。

3.改革的課程本身鍛煉學生動手能力及設計思維，課程群建設改革不僅僅是增強了學生軟件操作能力，還提升了學生設計思維，且學生體驗了完整的軟件開發流程（MATLAB語言軟件設計），幫助學生更好更扎實的掌握所學知識。

4.在實踐課及學生科研中引入應用與設計方法后，對以往大量的數據進行圖表化分析、對比分析以及誤差分析采用常規手繪的方式有了質的提升和優化，更好地幫助了學生完成實踐課內容，提升了學生科研手段及對科研的興趣。

本次以軟件應用與設計為核心的課程群建設改革在生物醫學工程開展后，預計繼續引入其他軟件進一步輔助改革授課內容，同時對其他醫工融合專業進一步探索嘗試，為醫學院校培養合適的醫工融合人才奠定基礎。