交叉學科研究生產學研用培養模式的探索

侯延斌,李發琪,杜永洪

(1.重慶醫科大學研究生院,重慶 400016;2.重慶醫科大學生物醫學工程學院,重慶 400016;3.超聲醫學工程國家重點實驗室,重慶 400016)

交叉學科是指兩門以上不同學科的理論和方法相互滲透、彼此借鑒、融合共生的新學科。近年來,世界一流大學均非常注重交叉學科的發展和人才培養工作,發達國家政府和各種基金會都在學科交叉領域大幅增加投入,交叉學科人才培養是當前研究生教育中的熱點話題[1]。聚焦超聲是涉及臨床醫學、生物醫學工程、電子信息等多個學科的交叉學科。現代臨床醫學教育之父威廉·奧斯勒指出:傷害人體的疾病需要對人體傷害更小的治療方法[2]。20世紀中葉,美國科學家Lynn等[3]提出:能否用高強度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)從體外對患者進行無創性手術治療?長期以來,國外該領域研究者的指導思想主要是從工程角度切入,至今未帶來突破性進展。

隨著生命科學不斷革新,學科間呈現交叉滲透、綜合發展的趨勢[4]。單一學科不再能系統全面地解釋或解決同類問題,發展交叉學科是提高學生科研素質和增強科研能力的有效途徑[5]。30余年來,重慶醫科大學王智彪教授帶領團隊通過交叉學科的思維,率先成功將HIFU技術應用于臨床,將美國人的夢想變為了現實。HIFU是一種新興的符合醫學發展趨勢的無創治療技術,與傳統手術相比具有以下優勢:治療創傷小,綜合治療費用低,患者住院時間短,或可實行門診手術,副作用小,綠色環保。據美國聚焦超聲基金會2017年年報報道,HIFU技術是“改變游戲規則的技術,革命性的治療技術”。隨著HIFU技術的興起,高層次復合型行業人才匱乏日益凸顯。一直以來,重慶醫科大學致力于培養在聚焦超聲交叉學科領域思考和解決問題的創新型、復合型拔尖人才[6]。

1 交叉學科研究生教育存在的問題及原因分析

研究生教育肩負著高層次人才培養和創新創造的重要使命,是國家發展、社會進步的重要基石,是應對全球人才競爭的基礎。我國教育部、國家發展改革委、財政部聯合發布的《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》(教研〔2020〕9號)指出,將聚焦關鍵領域核心技術,以超常規方式加快培養一批緊缺人才[7]。

1.1 醫療裝備產業依賴于多學科人才

當今世界,科技的快速迭代,很大程度上得益于學科之間的交叉融合。醫療裝備產業的發展需要緊密圍繞臨床需求,聚集生物、電子、醫學、設計、材料、計算機等多學科人才,同時開展基礎研究和應用研究,科研轉化與臨床應用協同發展,研發周期長、技術難度大、資金需求大,行業“護城河”較深。

聚焦超聲是醫學、工學等多學科交叉的新興學科領域。未來的醫學創新發展將取決于醫工學科的相互滲透和融合[8]。重慶醫科大學在實現以聚焦超聲為代表的原創醫療裝備創新突破的過程中,王智彪教授團隊深切感受到:一個原創技術的成熟,需要培養大量領域性人才。而人才培養比技術創新時間更長、也更困難。

1.2 交叉學科研究生創新能力培養不足

長期以來,我國創新力量自成體系、分散重復、效率不高,人才培養、科學研究與經濟社會發展相互脫節。目前,以開發和激勵學生創造潛力的創造性教育研究已成為一股世界潮流。西方發達國家一直把重視人的創新能力培養作為教育的傳統,把創新能力的培養作為教育改革的重點,貫穿于教學的各環節。研究生創新能力不足既是我國教育、科技與世界發達國家的主要差距,也是制約我國經濟社會發展的薄弱環節[9]。

1.3 產學研合作模式有待進一步深化

目前,我國在產學研合作方面存在的問題突出表現在:依托短期項目的合作多,戰略層面合作少;產學研合作培養人才的形式比較松散、缺乏穩定合作機制和持續有效的內在動力。同時,高校與高校、科研院所、行業企業、地方政府以及國外科研機構的深度合作欠缺,不同學科協同培養研究生的模式和人才培養的實踐環境的開發、共享不夠。

可見,根據社會和新興學科領域發展的所需,發揮高校多學科、產學研用聯動的優勢,有效聚集創新要素和資源,加快高校機制體制改革,轉變高校創新方式,積極探索創新研究生教育的新途徑,培養我國交叉學科領域創新型人才,是增強國力的重要措施,也是十分緊迫而嚴峻的任務[10-11]。

2 面向聚集超聲新領域,探索產學研用聯動培養交叉學科研究生的模式

2020年,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標的建議》指出“推進產學研深度融合[12]。”重慶醫科大學很早就意識到,發展醫療裝備產業必須依托多學科交叉、集成,促進“產學研用”深度融合。聚焦超聲治療技術實現“從0 到1”的突破,重慶醫科大學團隊意識到這個新興領域的人才培養也需要從“0到1”。

2.1 整合優勢學科,多學科交叉培養聚焦超聲領域研究生

重慶醫科大學于1956年由上海第一醫學院(現復旦大學上海醫學院)分遷來渝組建,是國務院學位委員會首批具有博士和碩士學位授予權的單位、首批部委省共建地方醫科高校。學校致力于建設“學科優勢突出、辦學特色鮮明,開放型、國際化的高水平醫科大學”。學校于2003年獲批生物醫學工程一級學科博士學位授權點、2006年獲批臨床醫學一級學科博士學位授權點,擁有電子信息碩士專業學位授權點。目前,重慶醫科大學在聚焦超聲領域依托的臨床醫學、生物醫學工程和電子信息三個學科均為重慶市“十四五”重點學科,臨床醫學、生物醫學工程同時為重慶市一流學科,研究生培養涵蓋醫學、工學、理學門類,碩士、博士研究生層次,學術學位、專業學位類型等,現有在校研究生共342名。

2.2 建立了以產學研用為依托的研究生培養模式

重慶醫科大學團隊在聚焦超聲領域創建了集基礎研究、設備開發、臨床應用、人才培養于一體的交叉學科研究生產學研用培養模式。該模式為:基于臨床問題和需求,超聲醫學工程國家重點實驗室負責開展基礎研究,超聲醫療國家工程研究中心、重慶海扶醫療科技股份有限公司負責工程轉化、開發產品、設備生產及銷售,全球推廣應用醫院將設備應用于臨床、不斷改進臨床治療方案、并將臨床問題返回基礎研究部持續開展研究。重慶醫科大學負責全程組織實施交叉學科研究生培養,研究生教育成為多學科集成建設的中樞和紐帶,不同研究類型研究生構成和培養模式等見表1。

表1 不同研究類型研究生構成和培養模式一覽表

2.3 建立了以素質和綜合能力提升為核心的研究生教育質量保障體系

交叉學科研究生教育質量保障體系以綜合能力培養為核心,主要包括一個思政教育模式、兩個精品課程體系和六個綜合能力培養舉措(圖1),具體分別為:一是實施以創新創業為引領的研究生思政教育模式。團隊建立了專職研究生思政教育隊伍,構建了“三全育人”綜合改革的生動故事、場景和平臺,將學科團隊“篤實超然 敬業敬人”的創新創業精神和堅韌不拔的文化融入課程思政,培養研究生愛國奉獻的家國情懷,提升抗挫折能力和團隊合作精神,引導樹立創新求實的科學態度。二是建立以醫工融合為特色的研究生精品課程體系。醫學類精品課程依托重慶醫科大學醫學優勢,將最新科研成果引入研究生教學,打造了一批以《超聲治療學》為代表的重慶市研究生優質課程和精品課程,以《婦科第一瘤微無創診治》為代表的重慶市一流課程;已建成了核心理論課程、應用性課程、拓展型課程三個層次的超聲治療專業課程群。工程類精品課程依托重慶市大學聯盟成員單位重慶大學工科優勢,安排研究生選修重慶大學工科課程、實現學分互認。團隊先后主編了《醫學儀器原理與應用》《超聲治療原理與應用》等國家級規劃教材和專著。三是實施以六個能力提升為目標的研究生培養舉措。通過精讀專業文獻和經典專著等手段,培養研究生閱讀綜述能力;通過專題講座、項目申報、課題開題等手段,培養研究生課題設計和項目申報能力;分別設置基礎實驗能力培訓、工程研發能力培訓和臨床研究能力培訓環節,培養不同類型研究生的科研實驗能力;通過翻轉課堂、撰寫英文綜述等多種方式拓展研究生英語專業詞匯和提升表達能力,提升研究生寫作凝練能力;通過研究生學位課題開題報告、中期檢查、畢業答辯等培養過程匯報、學術交流以及項目申報答辯,培養研究生演講答辯能力;通過各類學術會議和接待活動,培養研究生組織協調能力等。

2.4 建立了以全過程評價為關鍵的研究生培養信息化管理平臺

隨著研究生培養類型日益多樣化,高質量的研究生教育要求培養過程管理工作更加效率化。一是出臺了校內導師與行業導師聯合培養研究生的導師組制度,明確校內導師為第一責任人,要求導師組全過程、多方位參與研究生創新能力和綜合素質培養,分階段落實導師、研究生和管理人員的不同職責。二是建立了以全過程評價為關鍵的研究生培養信息化管理平臺,實現研究生招生錄取、培養、畢業授位、畢業隨訪、學生管理等培養全過程可評可控(圖2)。研究生從文獻總結、開題報告、中期檢查、實驗記錄檢查、工程實踐、臨床應用、學位論文盲評、預答辯和答辯、學術成果投稿和發表等培養全過程的考核評價均在信息化平臺完成。三是建立了過程階段考評結果與導師、研究生和管理人員績效掛鉤的評價與反饋機制,確保導師和管理人員的責任落實和研究生培養質量提升。

圖2 研究生培養全過程評價信息化管理平臺

2.5 建立了拓展交叉學科研究生國際視野的學術交流平臺

依托團隊在聚焦超聲領域的國際影響力,通過承辦國際會議、組織開展學術交流等,拓展交叉學科研究生專業視野是團隊人才培養的優勢和特色。

2.5.1 定期舉辦國際學術交流活動

一是重慶醫科大學自2008年獲批教育部研究生教育創新計劃項目以來,至今已連續主辦13屆“超聲無創治療‘大家’暑期論壇”,吸引了3 000余名國內外不同學科專業的研究生和青年教師參加,其中國外師生200余名,為交叉學科研究生培養搭建了溝通交流的平臺[13]。二是不定期邀請國外知名專家來校講學,與不同學科研究生交流互動,包括德國西門子公司MRI全球總裁、法國居里夫人實驗室主任等國際一流企業家和學者,多渠道拓展交叉學科研究生的專業視野。

2.5.2 與國外知名醫院聯合共建臨床治療應用中心

選派研究生參與英國牛津大學丘吉爾醫院、歐洲癌癥中心等國外聚焦超聲治療用戶的臨床應用支持工作。同時,與英國牛津大學、美國Vermont大學、英國鄧迪大學等國外高校建立了長期的研究生聯合培養機制,定期選派不同學科優秀研究生到國外聯合開展學位課題研究等。

2.6 匯聚了一支多學科交叉的研究生導師隊伍

團隊發揮產學研用優勢,形成了一支多學科交叉、結構合理,在國內外具有重要影響、專職和兼職相結合的導師隊伍,其中博士生導師16名、碩士生導師35名,學科背景分布在臨床醫學、生物醫學工程、機械工程、計算機、物理學等多個學科領域。與此同時,不求所有、但求所用,團隊充分整合300余家國內外HIFU技術臨床應用醫院的學術帶頭人,通過聘任重慶醫科大學兼職教授、研究生導師以及研究聯合指導教師等70余名,聯合開展交叉學科研究生培養。

近年來,導師團隊先后獲批教育部生物醫學超聲創新團隊、重慶市研究生導師團隊、重慶英才·創新創業示范團隊、重慶市首批專家工作室,獲國家技術發明獎二等獎、國家科技進步獎二等獎、國家杰出青年基金、何梁何利基金“科學與技術進步獎”、全國創新爭先獎等。學科帶頭人王智彪教授先后擔任國際超聲治療學會常務理事、中國生物醫學工程學會副理事長、中國超聲醫學工程學會治療專委會主任委員、國務院學位委員會第七屆生物醫學工程學科評議組成員、教育部生物醫學工程類專業教學指導委員會委員(2013—2017)。

3 傳承團隊科學家精神,研究生培養質量提升顯著

30多年來,教師團隊圍繞立德樹人的根本任務,將“中國原創、世界一流”的科研成果融入研究生培養,以教師團隊三十年磨一劍、“從0到1”系列突破的科學家精神引領課程思政改革,在聚焦超聲領域成功構建了“三全育人”綜合改革的生動故事、場景和平臺。充分發揮產學研用平臺的優勢、科教融合,培養在醫學和工程交叉領域思考和解決問題的創新型、復合型研究生人才。

3.1 顯著提升了交叉學科研究生培養質量和崗位勝任能力

3.1.1 畢業生高質量就業、服務行業基層

截至2022年,本學科已累計培養碩士生792名、博士生153名和博士后61名。近5年,交叉學科研究生一次性就業率均大于90%,畢業生受到用人單位的一致好評。與此同時,團隊培養的醫工融合畢業研究生扎根基層醫院,從事大型醫療裝備的應用、維護和管理崗位占就業總數的16%,有效緩解了基層醫院醫療裝備專業化人才的緊缺。

3.1.2 畢業生職業發展后勁足、持續創新能力強

基礎研究類優秀畢業生以生物醫學工程專業博士生趙耀為代表,現任國家科技創新2030重大項目首席科學家、重慶市科技青年聯合會副主席、重慶英才創新領軍人才。轉化研究類優秀畢業生以電子信息專業碩士生王生庚為代表,獲得第十二屆“挑戰杯”創業計劃競賽全國銀獎、第六屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽重慶賽區金獎;部分畢業研究生在西門子、深圳邁瑞、美敦力公司等知名醫療設備械公司已成為公司業務骨干。應用研究類優秀畢業生以腫瘤學專業博士生彭松為代表,作為帶教醫生培訓西班牙巴塞羅那大學等國內外超聲消融醫生數百名,通過超聲消融治療上千例良惡性腫瘤病例,現為重慶市學術技術帶頭人后備人選,獲重慶市“好醫生”等榮譽稱號。

3.2 產學研用聯動交叉學科研究生培養模式發揮了示范輻射效應

3.2.1 產學研用聯動研究生培養模式得到社會認可

團隊完成的“產學研用聯動,培養醫工交叉型研究生的模式探索”獲2019年重慶市首屆研究生教育教學改革研究優秀成果獎、“多學科交叉,創建微無創醫學人才培養體系的探索與實踐”獲2013年重慶市教學成果一等獎。

3.2.2 產學研用聯動研究生培養模式得到同行專家認同

2021年5月,由中國生物醫學工程學會主辦、重慶醫科大學承辦的“中國生物醫學工程學會十屆四次常務理事會暨生物醫學工程助推創新醫療器械發展論壇”在重慶召開,同行專家充分肯定團隊在生物醫學工程、臨床醫學等多學科交叉培養高層次人才中做出了重要貢獻。

4 結語

34年來,重慶醫科大學王智彪教授帶領團隊在聚焦超聲領域堅持走原始創新之路,實現了從基礎研究、技術研發、設備研制、臨床應用、標準/共識/指南制定等全球系列“從0到1”的突破[14]。迄今為止,團隊研制的具有我國完全自主知識產權的超聲治療系列設備已在中國除西藏外的省市全面推廣應用的醫院達3 000余家,并出口德國、英國、意大利、俄羅斯、日本、韓國等29個國家和地區,已累計治療良惡性腫瘤患者21萬例。目前,海扶刀?聚焦超聲腫瘤治療系統(重慶海扶醫療科技股份有限公司研制)等系列超聲治療設備已累計取得 41個國家的市場準入,HIFU技術已不僅僅是一項無創治療的代表技術,而是已發展成為一個可以涉及惡性腫瘤、良性腫瘤和眾多非腫瘤性疾病治療的新領域、新產業[15]。

“十四五”期間,重慶醫科大學將踐行黨的十九大“加快建設創新型國家”精神,進一步實施產學研用一體化的運行模式,發揮在聚焦超聲交叉學科領域已有的優勢,形成以聚焦超聲為代表的科技創新高地,成為聚焦超聲領域優秀人才聚集和培養高地,形成多學科交叉示范高地,助推這一全球引領性原創成果可持續健康發展。