新工科背景下應用型人才培養模式探索與實踐*
——以生物醫學工程專業為例

陳月明 張淑珺 姚湧

（1.安徽醫科大學生物醫學工程學院；2.安徽醫科大學臨床醫學院；3.安徽醫科大學生命科學學院）

一、引言

人才培養是一項由教育理念、環境、資源、情景、制度、過程、方式、內容、評價等構成的系統教育過程，是對學生進行一系列的教育、培訓、鍛煉并初步形成其自身特點的有用之人。有人才培養就有人才培養模式，人才培養模式是教育領域中最基本同時也是貫穿整個培養過程中的一個重要的議題。在1983年文育林[1]就提出了如何改革高等工程教育的人才培養模式，隨著教育改革的不斷深入、社會需求的不斷提高，人才培養模式的改革和創新仍然是教育領域中的一個議題。1998年教育部在《關于深化教學改革，培養適應21世紀需要的高質量人才的意見》中指出：“人才培養模式是學校為學生構建的知識、能力、素質結構，以及實現這種結構的方式，它從根本上規定了人才特征并集中地體現了教育思想和教育觀念。”由此可知，人才培養模式是在一定的教育方針、思想和理念的指引下，在一定的教育環境、情景和條件下，為實現和達到一定教育目的而選用和構成的教育教學形式及教育過程且較為穩定的教學狀態或運行機制的具體體現。

深化教學改革與創新的根本目的就是提高人才培養質量。人才培養質量的評價標準有學校和社會雙重評價標準。學校評價標準是以學校制定的系列質量特征（即學校內定標準）為評價依據，學校將從學生整體上是否達到了學校規定的專業培養目標和要求，是否符合學校的人才培養質量進行評判；社會評價標準是以學校畢業生的整體適應度（即社會認可標準）進行評價，主要評價的是畢業生整體是否較好地適應社會需求、行業要求和國家發展相適應。因此，提高人才培養質量，就是要達到這雙重評價標準，以提高人才培養質量為核心的人才培養模式就必須遵循人才培養過程中這雙重標準的基本要求。

習近平總書記在十九大報告中明確指出要“注重解決結構性就業矛盾”。學生的就業問題實際上反映了學校的人才培養質量是否符合社會評價標準，是否真正做到人才培養與社會需求、行業升級的無縫對接。對于應用型人才培養就更加需要樹立需求導向的培養理念，以行業情景為前提的人才培養模式，建立適應型的人才培養新機制。2017年教育部發布了“新工科”建設復旦共識、“新工科”建設行動計劃，提出了探索建立工科發展新范式。[2-3]隨后，2018年教育部通過了“卓越醫生教育培養計劃2.0”，提出“新醫科”建設，實現“醫文、醫工、醫理、醫X交叉學科為支撐的醫學模式”的轉變。[4]這一系列的要求和轉變，必然會成為深化教育改革，適應和滿足社會的現實需求，必然會帶來人才培養模式的轉變和創新。為此，我們以生物醫學工程學科為例來探討新工科和新醫科背景下醫藥院校應用型人才培養模式。

二、生物醫學工程學科特點與人才培養模式現狀分析

生物醫學工程學科是以自然科學的基本原理、工程技術的基本方法，從工程角度來研究生命科學和醫學的綜合性交叉學科，[5]它的基本任務是揭示人體奧秘，提升人類生存質量，為醫學和生命科學服務。生物醫學工程學科討論范圍非常廣泛，它既包括基礎學科中的數學、物理學、化學、生物學等，又包括工程學科中的力、聲、光、電、磁、機械、電子、化工、材料等。作為一個多領域的交叉融合學科，生物醫學工程把生命科學和醫學與工程技術結合起來，既推動了其自身的發展，又促進了社會的進步和經濟的繁榮，形成了許多新的行業，帶動了產業發展。發達國家普遍比較重視其發展，尤其是美國，生物醫學工程專業教育水平位于世界前列，而我國的生物醫學工程起步相對較晚。

在我國，生物醫學工程學科始于20世紀70年代，目前的研究方向主要集中在：生物醫學測量與儀器、生物力學、康復工程、生物醫學信號檢測與信號處理、生物醫學成像與圖像處理、神經電刺激、生物材料、電磁場生物效應、生物醫學光學、神經工程、組織工程、人工器官等。生物醫學工程專業設置主要分布在理工類大學和醫藥類院校，這兩類學校的生物醫學工程專業各有其特點：理工類大學畢業生知識體系偏重于計算機技術和電子信息工程，缺少系統的醫學知識背景，從而在解決臨床和實際醫學應用問題上比較薄弱；而醫藥類學校畢業生的知識體系側重于醫學儀器原理和生物材料的基本應用，在工程與臨床上雖有所涉及，但缺少較系統的工程技術創新能力，也難以勝任相應工作。從現行的教育模式看，學校教育主要是以學生課堂教學為主，學生直接參與或接觸到社會和實際工作的機會太少，學生實踐環節“缺斤少兩”的現象較為突出。再者，生物醫學工程學科人才培養模式面臨著與社會需求、行業升級的脫節，存在固化僵死的教條式的培養體系和管理機制、固化的教育理念、相對滯后的課程內容、教學與實踐的彼此脫節等，成為生物醫學工程學科發展和教育教學提升的束縛和障礙。[6]我們概括出當前生物醫學工程應用型人才培養模式存在的不足主要表現在：（1）學校專業培養目標與社會需求、產業升級相脫節；（2）專業定位與專業知識體系不夠清晰；（3）理論教學與實踐相脫離，理論內容過于陳舊，實驗設備跟不上時代要求；（4）產學研不夠協調，缺少必要的激勵機制和管理措施；（5）教育隊伍不夠健全，缺乏“雙師”型教師隊伍。

三、應用型人才培養模式探討與實踐

（一）重點研讀國家政策，轉變教育理念，把握培養規律，明確專業定位和人才培養目標，增強學校及社會對專業的認知度

生物醫學工程專業人才培養目標要在國家教育指導方針和政策引領下，以社會需求和行業升級為導向，緊密結合技術發展和科學研究水平及時更新培養模式，緊跟時代轉變教育理念，特別是教育主管領導和管理部門的人員要充分研讀國家對生物醫學工程人才需求的政策和行業對人才要求的文件，領會精神實質，改革創新人才培養過程中的管理措施，制定積極的激勵機制，按照教育自身規律和專業特征調整培養體系，更新或創造新的知識元素，使學生較好地接受新技術與新方法，充分讓學生了解生物醫學工程最新發展趨勢，盡快滿足社會和行業對人才的需求。學校和行業不定期進行交流，積極爭取社會和行業的支持和認可，營造一種積極向上的專業的認同感，努力提高生物醫學工程專業人員在社會和行業中的地位，推動生物醫學工程隊伍不斷發展壯大，為學校人才培養營造良好的育人環境。

（二）緊跟社會需求、行業升級，制定應用型人才培養方案和課程培養體系，充分體現專業特點和應用性，實施因材施教的培養模式

生物醫學工程學科匯集了自然科學、工程學、生命科學、醫學的基本理論和技術方法，在不同層次上探討人體系統的生理狀態變化，并運用工程技術的手段去監測和控制這類生理狀態變化，它具有極強的交叉性、綜合性、應用性、服務性。為此，在實現生物醫學工程人才培養目標過程中，要以專業教學課程體系建設為突破口，充分體現專業的行業特點、社會需求、可實踐性、前瞻性、一致性與靈活性相結合的辦學原則，依據專業能力要素需求，合理安排理論與實踐教學環節，積極謀劃教、學、產、研的融合途徑，建立合理且實用的應用型教學培養體系；知識體系結構要充分體現工程與醫學的有機結合的特點，合理處理好兩者比例關系，體現生物醫學工程學科的交叉性和跨學科特點，制定“一人一專”因材施教的培養方案，努力使學科交叉融合得到根本解決。

（三）加強理論聯系實際，努力創造適應“新工科”“新醫科”和行業要求的教學環境及教學情景，真正體現學校與社會的統一、教學與行業的要求一致

人類知識從廣義的知識角度來說可以分為陳述性知識和程序性知識兩類。陳述性知識是描述客觀事物的特點及關系的知識，所以亦稱為描述性知識，這類知識可以通過理論學習方式完成；程序性知識是為了完成某項任務或達到某種目的而采取的恰當方法、活動和實踐所需要的操作步驟的知識，所以亦稱操作性知識或實踐性知識。這類知識通常是用來解決“做什么”和“怎么做”的問題，具有可操作性和實踐性，其實在程序性知識中還隱含有一定的策略性知識，即認識實踐活動過程中的方法和技巧知識，當然這類知識要通過長期的實踐經驗積累獲取和體驗。因此，這類知識就必須要通過一定的實踐、實驗操作來完成。生物醫學工程的發展依賴性較強，沒有自己獨立的知識體系，但生物醫學工程學科具有它特有的方法學和技術要求，它既有多學科理論的交叉融合，又有多學科技術方法的交叉融合，它以實踐性、應用性研究為核心，最終達到在生命科學和醫學領域應用為目的，為人類健康服務。基于這些要求和特點，我們就應該加強理論內容與實際工作要求相結合，與國家政策、社會需求、行業升級、“新工科”和“新醫科”特點來設置人才培養模式的教學環境和教學情景。加強實踐教學，合理安排教學實踐和實驗場景及內容，主動面向行業進行真實的場景教學，加強理論聯系實際，真正將學生置身于所學專業對應的行業中，讓學生在培養過程中體會到專業實體化，給學生技能培養提供理想場所，拓寬學生展示自己才華的環境和機會，充分讓學生通過真實的實踐教學，動手實踐，使學生對許多比較抽象的理論內容得到真實的理解和掌握，為培養應用型人才奠定堅實的基礎。

（四）加強學科群建設，突破學科的封閉模式，真正做到多學科融合交叉，共同做好人才培養系統工程

根據生物醫學工程學科交叉融合特點，我們認為要真正做好生物醫學工程人才培養系統工程，必須加強理論與實踐的統一，加強學科交叉融合，要加強學科集群建設，建立學科交叉集群和聯合研究體，打破單一培養模式，突破傳統的學科封閉體系，積極創新人才培養模式。通過分析和借鑒相關學科的學科結構、學科組織和學科培養模式，確立生物醫學工程與生命科學、醫學和工程技術相關學科的關系。在建立學科集群新模式的過程中要以生命科學、醫學的實際需求、社會的期望、新工科和新醫科的指引為導向，融合相關學科的教學和科研服務于生物醫學工程人才培養這一根本目標，在制定人才培養方案時做到學科融合交叉與個性化統一，充分體現融合特色制定合適的應用型的服務于經濟發展的社會需求的人才培養體系，使人才培養質量評價標準與社會質量評價標準達到完美統一。

（五）加強“雙師”型教學隊伍建設，充分發揮產學研一體的培養模式的功用，提升人才培養的適應性

生物醫學工程人才培養目標中關鍵的是要求學生掌握在生命科學和醫學中解決問題時所具備的電子技術、計算機技術、信息技術有關的基本理論知識和工程技術方法，具備較強的生命科學、醫學與工程科學相交叉融合的應用和研究能力，能夠在生物醫學工程領域中從事技術開發、應用、研究和管理工作。根據這一目標要求，在人才培養過程中必須貫徹產學研一體、多學科融合的培養思想和理念，不斷深化教學內容、改革教學方法和手段、提煉科學的知識體系結構、強化實踐教學和情景練習、加強師資隊伍建設。作為交叉融合的生物醫學工程的教師在專業知識上不僅要有較好的知識交叉、學科融合，同時在解決生命科學和醫學的實際問題上也應該能夠做到完美無缺。教師不能只孤立地傳授某門課程的知識，最重要的是要將這門課程的專業知識應用于解決生命科學和醫學的實際問題中，使得專業知識與醫學、生命科學融合在一起，這就要求我們要建立起具有這樣雙重功能的“雙師”型教學隊伍。 “雙師”型教學隊伍能夠較好地認清行業特點和社會需求，很好地把握生物醫學工程學科的發展方向和發展前沿，瞄準新工科和新醫科的需求，能夠及時地將最新工程技術應用于生命科學和醫學，解決實際問題。在“雙師”型教學隊伍建設過程中，要建立新型的用人制度和激勵機制，加強校企聯合、校醫合作，打破傳統的育人模式，努力提高社會對生物醫學工程人才的認同感，充分發揮社會力量參與到人才培養過程中，提高生物醫學工程人才在社會中的地位和發揮他們應有的才能，推動生物醫學工程學科的發展。

（六）生物醫學工程人才培養模式改革的實踐

安徽醫科大學自2009年招收生物醫學工程專業學生以來，學校充分發揮醫學院校的特色優勢，積極響應國家號召，緊跟社會和行業發展需求，不斷地完善和改進人才培養模式，提升人才培養質量。

1.確立學校對專業的定位，根據社會需求和產業升級，適時調整生物醫學工程專業人才培養方案和課程體系結構，修訂專業評價標準

我們根據學校的特點和辦學層次確定生物醫學工程專業定位為培養服務地方經濟發展的應用型技術類人才，主要為企事業單位、綜合性醫療機構和醫療設備研究單位輸送醫學工程技術和醫學信息工程畢業生。我們制訂相關的培養制度和評價標準，重點體現服務性、工程性和實踐性特點，制訂相關的激勵機制，激勵對象包括學生和教師（包括聯合培養單位的教學、管理人員）兩類人員，充分發揮學生學習的積極性和教學人員的教學、實踐和管理積極性。在原有的教學體系和課程設置基礎上，[3-5]充分考慮社會需求、行業升級、新工科和新醫科特點修訂了生物醫學工程專業培養體系和課程設置，加強學生的專業思想教育和專業體驗，提高學生對專業的認知度和責任感。我們主要進行了“ZQJDJ”的探索和實踐，即：增加（Z）生命科學和醫學中缺少的專業知識體系；強化（Q）專業知識在生命科學和醫學中的實際應用內容；減少（J）知識體系結構中難以在實際應用中體現的內容；調整（D）理論與實踐內容相統一的培養計劃，適合社會評價標準，增強社會的認同感；加強（J）學科集群建設，體現學科融合特點，對課程結構進一步優化，達到人才培養目標要求和社會認可。

2.跟緊時代要求，加強實驗室建設，充分體現新工科、新醫科和專業特色

傳統教學往往是以課堂講授為主的一種重理論輕實踐的教學，即使有實踐但也缺乏實戰性和應用性，僅局限于課本內容的教學模式，學生在實踐中不能很好地將理論知識和實際應用結合在一起，限制了學生學習的主動性和能力培養。我們緊跟時代發展要求，在服務地方經濟發展的前提下，改善教學環境，設置合適的教學情景，挖掘教學資源，充分體現新工科和新醫科特點，注重人才培養的實用性。實驗內容緊跟行業要求，注重新技術和新材料的運用，更新實驗設備，提高實驗要求，開展綜合性、應用性、設計性和創新性實驗教學，激發學生的求知欲，突出培養學生的創新意識和創新能力，充分調動學生學習的主動性，努力將理論與實踐結合起來。例如：我們在生理電信號監測中更新要求較高的示波器（HD04104）、頻譜分析儀（N9000AEP-004），增加綜合性和設計性實驗，要求學生通過自己的學習自主設計類似于血壓監測儀、心電圖機、血氧飽和度監測儀等，這些儀器是真實可用的，學生設計并通過認證后與實際醫療設備相一致，增強了學生的責任感和學習的積極性，學生具有一定的自豪感和成就感，從而提高了專業的認同感。另外，我們還建立了創新實驗室，要求學生通過創新實驗室積極參加醫療設備的研發、參加全國大學生生物醫學工程專業類創新設計競賽、鼓勵學生參加醫學信息系統的研發等，從而不斷提高其知識實踐能力。

3.改革教學模式，改進教學方法，加強“雙師”型教學隊伍建設，突出專業特點，制訂“一人一專”培養方案，提升培養質量

多年來，我們緊緊圍繞服務于地方經濟發展、行業要求、新工科和新醫科特色戰略，積極把自身的人才、技術優勢結合起來，建立了面向行業和社會的教研、教學、校企、校醫為一體的人才培養模式。為了建立多維度的人才培養評價體系，我們成立了專業課程設置與專業教材研究組、大學生創新創業培訓中心，并對學生實行導師制，導師由校內教師和校外合作導師組成，為學生制訂“一人一專”的人才培養方案。同時，為了突出專業特色，我們還制訂了“以理論為基礎，以核心課程為主體，以實踐為重點，以行業創新為目標”的系列培養項目，強化工程技術。為此，我們建立了生命信息檢測、模式識別、生物醫學3D打印、生物醫學工程實驗中心、醫學影像圖像處理、生物材料、臨床工程等實驗室和研究室，其目的是為了探索實用的教學模式，探索研究性學習、探究性學習、協作學習的教育理念。除此之外，我們建立了與醫院（附屬醫院，或非直屬醫院）聯合辦學、與企業（醫療儀器和電子設計類企業）聯合辦學的辦學模式，要求教學人員既是學校教師又是醫、企工程技術人員的“雙師”型工作人員（有激勵機制保障），加強教師隊伍建設，將學生和教師置身于實踐操作之中，堅定學生對專業的信心，服務于地方經濟發展。我們在這樣的培養模式中，不僅使人才培養質量得到了提升，而且還豐富了教學內容，使教師在實際教學過程中得到了更多的面向實際應用的科研課題，提升了教學人員的教學與科研水平，提高了社會對生物醫學工程專業人才的認可度、教學人員對專業的熱愛程度和教學積極性，可謂一舉多得。

四、結語

生物醫學工程學科是一個多學科融合與交叉的學科，其人才培養是一項非常復雜的教育系統工程。在新工科和新醫科背景下，以醫藥院校為背景的生物醫學工程專業人才培養模式既具有一定的優越性，也具有一定的局限性，我們雖然在這一領域的人才培養過程中做過很多努力和探索，但其培養模式還需要我們繼續不斷努力地探索、實踐和完善。同時，我們希望與同行們一起努力探索出培養生物醫學工程行業中具有創新型、實用型人才培養新模式。