基于“理工醫融合”教學模式的學生創新能力培養研究

胡祖祥，陳莞爾，高宇，張樹川

（安徽理工大學安全科學與工程學院，安徽淮南 232001）

隨著專業學科建設進入一個全新發展時期，通過學科的交叉融合產生新方向、新增長點，對傳統領域發展的正向推動效果也正在逐漸凸顯[1]。在需要單一學科知識或技術的同時，更要依賴于不同學科、不同領域知識或技術的協同驅動與創新[2]。交叉學科的研究模式被認為是解決復雜科學難題的重要途徑，也是推進我國創新驅動發展、培養人才創新能力的重要選擇[3]。

社會的發展對人才的需求不斷提升，培養將理論和實踐相結合的應用型創新人才，成為高校的重要任務[4]。如何培養學生成為具有創新意識的理工醫多學科交叉人才，是重點，也是難點。

1 研究現狀

20世紀70年代，哈佛大學、麻省理工學院等大學通過制定交叉學科政策并建立交叉性研究所，揭開了科研機構著手重視推進工學、醫學結合發展的序幕[5]。20世紀80年代，我國理工科大學與醫科類院校的合并以及設立生物醫學工程專業等推進了工學、醫學結合[6]。

礦井粉塵防治理論與職業健康作為煤礦安全工程專業課，在教學實踐中不斷進行教學內容改革的探索。任萬興[7]針對“礦井粉塵防治”特點，針對課程內容精選案例，在課堂上對案例進行充分分析與討論，課后提交研討總結或者學術論文。荊德吉[8]通過課堂互動、案例分析和項目設計等，培養學生實踐應用能力，提高學生對礦井粉塵防治理論與職業健康課程的興趣。鄭丹[9]提出在進行安全工程專業應用創新型人才培養體系建設時，要依托相關行業合理設置專業課程，并加強實踐教學環節。呂丹[10]等以學生為中心，以臨床為背景，以工程為突破口，提升學生的思維能力。

2 礦井粉塵防治理論與職業健康教學現狀

為預防與控制礦井災害事故的發生，人們經過幾十年不懈的努力，形成了一整套事故防范的理論技術體系[11]。礦井粉塵防治理論與職業健康課程教學通過理論教學和實驗訓練，使學生掌握粉塵防控及測試技術，掌握粉塵相關重要參數的原理和測定方法。

課程傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，教師講授完課程后，學生通過課程考核。課程設置的學時不足，而課程涉及的內容多，涵蓋的知識面廣，理論和實踐性都較強[12]，在授課過程中，學生不能積極參與到課堂教學與討論，課程內容枯燥乏味。作為一門重要的專業課，主要注重粉塵的物理特性方面研究，礦塵造成煤礦工人的煤矽肺病從粉塵粒徑大小、接塵濃度和接塵時間等方面進行課程內容設置[13-14]，這種傳統的教學模式難以發揮學生的主體作用，不利于培養學生的自學能力、創新思維及分析、解決問題能力。

3 基于“理工醫融合”的情景—模塊—實驗教學模式構建

針對傳統教學模式出現的問題，提出一種新型的教學模式——基于“理工醫融合”的情景—模塊—實驗教學新模式。“理工醫融合”的情景—模塊—實驗教學模式，圍繞健康中國戰略和課程教學目標及教學大綱，構建符合理工醫跨專業融合教學模式。課程教學以礦塵災害案例背景為基礎，設置礦井粉塵致災事故情景，綜合教學內容和醫學專業知識，將課程內容劃分為礦塵產生特性、礦塵物理和醫學致病、職業健康防控三個大模塊，在每一個模塊中，細化概念清晰、內容明確的小型模塊。

3.1 教學內容跨專業融合

（1）理論講解。

重視基礎理論知識，教師介紹理論知識時應介紹理論發展過程中的難題與解決思路，激發學生的學習興趣。粉塵的性質與危害、粉塵的測定、粉塵爆炸及預防、塵肺病致病機理及預防、職業健康與職業病這五部分內容是本課程的基礎理論知識部分，主要使學生掌握粉塵重要參數的原理、測定方法以及粉塵爆炸機理、影響因素，掌握塵肺病的致病機理、發病癥狀，熟悉我國的職業衛生法規和礦井粉塵職業病危害因素等知識。應用技術的能力是檢驗學生掌握知識程度的重要途徑，是應用型創新人才不可或缺的。通風凈化及降塵技術、礦井粉塵綜合控制技術、職業醫學防護、職業安全與職業傷害防控技術四部分內容屬于本課程應用技術內容部分，內容設置目標在于讓學生掌握工業常用除降塵技術原理及其在礦井生產系統控塵技術應用和粉塵抑爆相關技術措施，熟悉運用醫學方面的知識，了解塵肺病發病癥狀、預防技術及職業健康監護的知識和手段。

（2）情景案例講解。

教師在教學過程中以礦塵災害案例為基礎，設置礦塵災害事故情景，結合醫學專業知識分析，向學生提出問題，要求學生依據一定的理論知識做出決策或者做出評價；教師通過布置大作業的形式考查學生的實際動手能力、分析和解決問題能力。教師讓學生以某礦井為研究對象，學生通過查閱資料、調研等方法獲取礦井的特性、生產系統圖、通風系統圖、產塵特性等，結合上述資料，學生分組討論，給出一個整體的防塵措施、防塵技術。防塵技術要做到有源必治，重源大治，劃分區域，分源、分區、分級、分策治理等。學生與教師以情景劇的模式扮演事故中的角色（如學生分析作為安全員在某事故中所犯的錯誤及應當承擔的責任）；學生研究設計與學習內容相關的礦井粉塵災害事故案例，學生之間交換分析、評價，實際運用。

（3）粉塵與醫學實驗。

將課程教學與產塵實驗融合，先講解后實驗，有利于學生對知識的吸收，課程大綱中的實驗包括粉塵濃度測定、粉塵粒度分布測定、粉塵中游離二氧化硅含量測定，醫學方面包括給學生展示正常與塵肺病的X胸片，帶領學生現場觀察顯微鏡下塵肺病人切片。學習期間還應帶領學生到醫院和相關企業實地參觀，觀察醫生和相關工作人員的工作流程，加深學生對本課程的認識。

3.2 資源配置跨專業合作

（1）教師團隊。

為保障教學的順利進行和教學效果，組建專業結構合理的課程教學團隊。聘請高端教師人才承擔研討課的教學任務，由醫院、相關企業的專家對學生進行指導，醫學專職教師為學生講授職業健康防控醫學課程；授課前將本課程的任課教師委托到醫院和相關企業中進行理工醫融合系列培訓學習，并對教師教學效果進行考核。

（2）學校教學制度建設。

學校在制定《本科教學質量與教學改革工程實施方案》《本科教學質量與教學改革工程項目管理辦法》等文件基礎上，依據《教育部財政部關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見》等文件，保障“理工醫融合”的礦井粉塵防治與職業健康跨專業建設。成立領導小組，負責組織、領導和規劃礦塵防治與職業健康跨專業的建設以及建設方案的實施；同時學校還將組織專家分年度對跨專業教學新模式進行檢查驗收。

4 課程考評體系

本文構建的課程考核評價體系，圍繞專業知識考核、實踐能力考核的兩大核心指標，更加注重知識交叉融合能力的測評。

（1）專業知識考核。

課程教育分為考查、考試兩種類型，較常采用的考核方式是：前者采用課程作業、后者采用試卷。該課程考核方式可分為兩個階段：①課堂基礎專業知識考核。隨機測驗是教師當堂或前面講過的知識點，出具1或2道題目，要求學生在10 分鐘之內提交結果，一般組織3～4次隨機測驗，計入總成績，該分值可占到整體理論考核的35%。②期末綜合理論知識考核。試卷考評方式以綜合、交叉融合的應用試題為主，重點考評學生對綜合理論知識的應用能力、主觀能動性，學生對職業危害的見解和對現有危害的認知，該分值可占到理論考核的 65%。

（2）實踐能力考核。

理論知識的學習重點在于應用，該考核方式主要分為三個階段：①實驗教學考核。在傳統教學增設工學、醫學實驗環節，粉塵實驗包括三項實驗，醫學實驗包括兩項實驗，考核標準包括實驗預習、操作、實驗報告三項內容，該分值占到實踐能力考核的 50%。②課前 PPT 內容展示。根據課程內容預習制作PPT，每位學生均參與其中，考查學生的協作能力，鼓勵學生走上講臺，這是學生實踐能力培養的重要環節，從匯報內容、內容組織、匯報態度等多方面進行考核，該分值占實踐能力考核的 20%。③大作業考核。安排學生以4-5人為一組，每組學生提交1份大作業。這是開放式的作業，具體要求為：根據某礦井提出防塵措施以及職業病防護措施，形成一篇研究報告論文，從大作業內容、形式、創新性等方面進行考核。該分值占實踐能力考核的30%。

5 結語

基于傳統教學的缺點，根據教學大綱以及課程的特點，采取“理工醫融合”新型教學模式。混合式教學汲取了理學、工學、醫學教學的優點，融合了粉塵與醫學實驗，細化了考核模式。能夠提高學生的主觀能動性與積極性，改善教學效果，提升學生的創新能力。既反映了“以人為本”“全面發展”等現代教育理念和“以學生發展為中心”的教學思路，也能為國內研究型高校的理工醫交叉研究與人才培養實踐提供有益的理論探索與參照。