大灣區醫療器械工程人才培養模式思考與實踐

摘" 要" 在新時代高質量發展要求下，國產醫療器械產業需要大量復合型高層次產業工程人才。大灣區應用型高校要對接適應時代需求，在工程人才培養上應有新思路、新辦法、新模式，使學生專業學習有的放矢，畢業生具有就業競爭力。依據研究團隊生物醫學工程專業建設經歷，探討“三師共育”培養模式下校—企—醫協同、多方互動及其評價機制。突出競賽特色帶動作用，嘗試構建實踐、競賽、實習三位一體的教學體系，以實踐教學體系促“三師共育”模式落實到人才培養全程，更好對接醫療器械企業對專業人才的理論和實踐能力需求，為探索生物醫學工程專業醫學電子類工程人才培養模式提供思路。

關鍵詞" 醫療器械產業；醫學電子；工程人才；生物醫學工程；三師共育；課程思政

中圖分類號：G642.44" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）14-0135-04

0" 引言

在新時代推動大灣區應用型高校生物醫學工程專業人才培養高質量發展，想方設法提升專業工程人才培養質量[1]，促進學生全面發展，使畢業生專業精進、擁有就業競爭力，是交叉學科專業建設者的核心使命。促進科學教育、思政教育、工程教育有機融合[2-3]，培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高的人才是新工科建設的必然要求。國產醫療器械產業迎來國產替代新發展機遇，產業人才需求和要求大增。“十四五”以來，如何對接好產業所需的專業復合人才迫切需求，是擺在專業建設者面前的重要任務。這一任務要分解落實在鮮活的教學實踐中，從一節節專業課程、一場場實驗實踐、一次次專業競賽中體現思政融合、“三全”育人。如何統領整合好課程體系、實踐環節等方面，或潛移默化或直接影響著畢業生能力素質的形成。

1" 需求分析

一方面，醫療器械產業是一個多學科互相交叉融合的高科技產業，通常涉及計算機技術、機械技術、化學技術、材料技術、生物學、醫學等多個學科。專業人才應具有多學科交叉知識體系，擁有創新能力和應用技術能力。國內生物醫學工程培養體系存在過早地分專業方向和醫學背景比較薄弱等問題。同時，一些臨床背景的高校在生物醫學工程學生培養過程中，對器械設計、研制、檢測、維護全流程中工程技術理念、技能的融合有所欠缺，實踐環節不足，存在醫工融合障礙；專業知識和技能的更新不及時，跟不上產業巨大、緊迫的需求[4]。

另一方面，近十年來，新興醫療器械的大量需求，特別是系統集成、精準醫學、功能融合、智能醫療體系等從概念向產品實質進步的需求，推動了醫療器械行業的進化。發展是第一要務，人才是第一資源，創新是第一動力。在專業人才培養中，對應用型、復合型人才無論從數量上還是質量上，企業都對高校提出更高的要求[5]。

這些方面都要求專業建設者敏銳把握人才培養需求新動向，及時改進、調整人才培養策略，適應我國特別是大灣區醫療器械制造產業聚集區的應用型人才需求，主動推動產教從“聯合”到“融合”、課程思政從“結合”到“融合”[6]。因此，有必要通過研究和實踐，對接醫療器械企業對專業人才的理論和實踐能力需求，結合學生實踐能力和校企脫節現狀，為解決生物醫學工程專業醫學電子類工程人才培養中的“最后一公里”問題提供有效模式和方法。

2" 思路與方法探討

2.1" 模塊化育人平臺協同，突出3D特色

通過需求驅動產學協同育人，育人先育心，教師“頭雁”引領教學團隊將思政更好地融入教學全程，從“引興趣”，到“提自信”，至“入人心”。興趣培養與能力構建循環激勵模式如圖1所示。

2.1.1" 興趣培養

從國產醫療器械崛起的初心使命落實到我國醫療器械領域發展史，擺現實、引思考，謀前途；立德樹人，先德育、正“三觀”，以振興民族醫療器械產業為己任；優秀黨員、校友作榜樣，樹信心、敢擔當。

2.1.2" 能力構建

“三師共育”模式，讓課堂教學“活”起來；開發虛擬醫學影像實驗平臺、臨床見習、企業實習，能力訓練層層遞進，印證思政建設成效；人才成長導向，圍繞醫療企業行業技術發展需求，運行校內學科導師組與企業工程導師組的雙指導與雙反饋評估機制，促進學生培養目標與成長過程長期有效地緊密結合；鼓勵創新競賽，促進專業競賽獲獎，成就學生、促進師生共成長；構建實踐、競賽、實習三位一體的實踐教學體系。能力構建需要依托以下模塊。

1）先進制造特色模塊：個性化設計+3D制造應用能力。基于專業所轄廣東省醫藥3D打印機及個性化醫療工程技術研究中心平臺，通過醫學3D應用項目式開發訓練如特型藥片、藥物分劑量、手術導航夾板、肢體康復輔具、柔性仿真血管訓練儀等零配件設計開發，培養學生運用3D打印增材制造這一先進制造技術手段，設計、制造醫療器械、醫藥康復輔助產品等技能。

2）機械電子及嵌入式系統基礎訓練模塊：分步醫學電子儀器工程設計+制造能力。基于整合校企資源的教學實踐基地，培養學生設計、整合、制作醫學電子儀器的能力，如醫用傳感器的設計與運用，醫學儀器外觀的工業設計制造，醫學電子儀器的電路設計、集成、電磁兼容、電路板制造等。

3）醫工融合特色模塊：項目式醫學電子重點領域工程設計+整合創造能力。高年級學生經前兩個模塊賦能的設計和制造技能，選取生化分析儀移液裝置、適老輔助、大健康康復等四個當前和今后熱點醫療器械產業領域，通過課程設計等項目式開發，訓練獨立或團隊開發醫療器械準產品級作品的設計和整合創造能力。其中的佼佼者成為企業迫切需要的復合型項目經理（總監）、技術團隊領頭人等預期人選。經過三大模塊針對性訓練的大部分學生，會更深刻地理解產業對能力的需求，掌握更好的工程實踐技能，實質提升就業競爭力。

新時代國產醫療器械、醫學電子產業爆發式增長的背后，是國家大健康、雙循環戰略的必然需求，是大灣區國產醫療電子戰略高地發展的必然要求。高質量發展也是高效益的發展，結合專業發展基礎和定位，以藥物3D打印機這一醫工融合設備為切入點，以培育大學生學科競賽特色、項目實踐特色為抓手搞專業建設，為大灣區醫療器械產業高地培養管用、好用的專門工程人才。發掘和堅持3D特色與競賽特色并將其作為亮點，目的是以此激勵和引導教—產—學一體化，落實“三師共育”教—學—評一體化的具體做法。將具體的評價指標標定在對學生發展能力（如就業、創業、競賽、深造）的提升上、對教師職業發展水平（如學術能力、教學研究）的提升上、對專業建設水平（如教材建設、課程建設、實踐基地建設、實驗室建設）的提升上，形成專業有特色、學生有亮點、教師有干勁的育人生態，這些事關師生切身利益的內容是評價研究工作成效的真正標準。

2.2" 通過有效教學和“三師共育”實現教與學良性互動

以學生為中心，促進師生共進、全面發展的思路關鍵是整合校—企—醫資源和平臺，核心是發揮“三師共育”的協同作用，目標是促進專業學生從入學到畢業的育人全程可預期，提升學生獲得感，保就業。“醫學電子+”時代，根據醫工融合下的醫學電子儀器發展需求，需要增強實踐育人環節，加強醫學電子儀器從分部原理、設計到整合開發準產品級儀器、項目的全流程實踐動手能力訓練方法，以此對接工程人才需求，增強學生的綜合實踐能力和應用能力，提高學生的就業競爭力[7]。

人才是第一資源，而負責培養人才的師資力量配置非常重要。提出“三師”師資配置，即高校教師+醫療器械技師+企業工程師。采用校企醫合作、共建共享、理論知識與實操技能相融合的教學模式，將“以教學情感認知為中心”和“以數據為依據”作為教學效果評價的價值導向和技術支撐，實行教師—學生—企業—醫院的多方互評機制，構建基于情感認知的全方位、多層級的實踐教學評價體系。根據評價數據結果反饋教學模式的修正與完善，以評促教、以評促學，教—學—評一體化，實現教與學良性互動[8]。“三師共育”評價體系使師資配置動態調整，使思政融合進實踐與理論教學，讓育人效果看得見[9]。

引導“三師”在創新教學方法、引入優質教學資源的配合下，重視教學內容的定向性和深入性，提升授課內容的時效與實效。在課程思政工作快速推進的大背景下，設計將教學與企業項目結合，實踐項目凸顯生物醫學工程專業屬性：具象的實踐教學項目應及時對接、復現理論知識要點；設計延長有臨床意義或維修價值的實操項目的實踐課時；進一步對接與企業合作開發項目，引導企業資源提前介入實踐教學過程。例如，根據專業培養目標及教學計劃，為加強學生對醫學儀器設備的認識和綜合實踐能力的培養，聘請校外實踐基地（包括醫院和合作企業）專家到校進行專題課講授；同時，聯合企業工程師團隊到校現場指導設備的實操實訓，再以見習、醫療器械虛擬仿真實驗等形式，在醫療機構內開展實踐教學，實現校醫企合作、共建共享，實現理論知識與實操技能相融合的教學模式，使學生既掌握專業理論知識，了解國家醫療器械產業需求，又清楚醫療器械企業生產、維護與醫院實際使用情況等，提升實踐技能，做到知識系統化、操作正規化、技能熟練化，更有效地達成培養目標。

“三師”協同有利于教師開展思政融合實踐與理論教學，基于教師—學生—實習基地（醫院/企業）三方互評機制，構建一個能夠自主完善、主動適應實踐教學環境變化、推動實踐教學評價由無序走向有序的實踐教學評價體系。三方互評機制即學生評教師、學生評校—企—醫實踐基地導師、教師評學生、實踐基地導師評學生。以提升人才培養與市場需求的匹配度，增強教學效果、學生職業素養和可持續發展能力為宗旨，多層次、多角度實現評價內容的多元化。在設計評價指標時，根據不同內容在教學實踐過程中對學生的能力拓展有所側重，評級主體權重也有所區分；同時加入教師反思、學生反思以及體現專業特色的實踐教學評價指標。

實踐教學效果評價指標充分考慮各評價主體情感、意識、認知上的特點，評價標準主要體現在：

1）學生的學業成績；2）學生的認知變化；3）學生學習態度、學習情感、學習品質等的變化和改進。面對評價主體不斷出現的新情況和新問題，研究團隊通過組織生活會、產教雙方實踐反思溝通活動，反饋到各對應培養環節，不斷優化具體實施方法，使實踐教學設計更適應實際需求，符合人才培養目標和定位。在基于情感認知的基礎上，提出確定評價焦點的原則和以評促學、以評促教的具體做法，提高師生評價能力，讓學生的思維可見。

2.3" “三師共育”模式下用競賽激勵師生教學相長

醫療器械工程人才培養過程中，實驗、實踐環節亟須增大投入、瞄準方向、凸顯醫工融合特色。畢業生的實習經驗、競賽獎勵是醫療器械企業非常看重的人員素質亮點，做好專業競賽爭優獲獎，能夠成就學生、促進師生共同成長。構建實踐、競賽、實習三位一體的教學體系，保證培養模式實施。競賽是實踐、競賽、實習三位一體的教學體系的特色和連接實踐與實習、校園與社會的紐帶，也是激勵學生能力快速發展的有效途徑。

對于教師，應在競賽周期內形成師生使命任務共同體[10]，教有所用、學有所長。同時，以持續性科研、教學項目投入激活發教師參與競賽作品訓練的熱情。比如，以工程中心青年課題、質量工程項目等催生科研、教學成果，使競賽作品的源頭活水常涌，作品的科學基礎和產品化預期更加堅實可信。通過不斷地競賽爭優，兼顧師生的短期成效與長期積累，把抓得到、干得了的工作做實，把摸高、創優的工作作為突破口，遠近結合、高低搭配，同步提升師生的獲得感、危機感，激發師生干事創業的活力。

對于學生，競賽爭優的重要目的之一就是保就業。圍繞這個目標，專業課程體系設計注重課程前后知識和邏輯的緊密銜接，同時將課程與競賽、課程設計、社團活動、畢業設計等更加緊密地聯系起來。以醫學設備類課程、基礎類課程、智能醫學類課程、法規類課程等核心課程群建設為抓手，通過核心課程建設，推動“三師共育”落地，培養學生的基礎知識、基本技能；通過多樣化專業選修課程群建設，為學生提供不同類型、不同產業內細分方向的課程選擇，根據學生特點選擇細分奮斗方向，培養學生在各類科技競賽中面對具體工程技術問題時的問題解決能力；通過各類實驗實踐教學，注重實驗復現驗證多門課程理論知識點，提高設計開發性實踐的比例，使學生在備賽參賽中更容易上手；通過在課程思政元素中體現前輩學生選手參加競賽爭優的先進經驗事跡與典型案例[11]，以榜樣激發低年級學生的學習、仿效的熱情。

課堂教學僅僅是教學的一部分，作為教學的延伸，也作為課程思政拓展的大舞臺，舉辦或參與大型專業競賽能很好地提高學生的學習積極性、創新設計能力、綜合設計能力，增強學生的團隊合作精神，推動大學生課外科技活動與創業理念的有機整合。生物醫學工程專業教師主動、奉獻，近年持續組織學生參與各類競賽，獲得廣東省電子設計大賽一等獎、全國生物醫學工程創新大賽獲一等獎、全國機器人大賽一等獎等50余項省級以上獎勵，覆蓋百余人次參賽學生。競賽帶動專業學生主動學習和實踐，極大提升了學生的整體學風和綜合能力，使學生更加明確、主動參與新工科專業人才培養的各個實踐環節，使思政教育從潛移默化向看得到、摸得著的成果轉化，同時使師生切實體驗到獲得感、成就感。

3" 結束語

先進制造、機械電子及嵌入式系統基礎訓練、醫工融合特色等三大模塊體現了交叉學科專業特點和層層推進的人才培養策略，從宏觀大模塊到微觀落實到上好一門課、做好一次實驗，需要與策略相匹配的培養模式和方法。醫療器械類課程需要提高學生學習的積極性，使學習興趣回歸，發掘和積累思政元素，運用“三師共育”模式，立足產教融合，校—企—醫協同育人，優化專業課程體系，使學生更好地融入產業生態，立志為國家醫療器械裝備制造創新發展努力學習和實踐。醫療器械工程人才“三師共育”培養模式主要應達成以下內涵，才能有效發揮作用：

共識——企業資源“靠前”介入實踐教學流程，校企雙方兩相情愿；

共育——教育教學從“引興趣”，到“提自信”，至“入人心”；

共長——需求導向科研、競賽爭優獲獎，成就師生共成長；

共建——引進企業資源共謀共建，完善工程實踐教學平臺。

為此，本研究堅持差異化和3D制造特色發展，逐漸形成課程體系醫工交叉特色鮮明、實踐體系與產業需求融合，培養行業和社會認可度高的交叉融合型醫療器械工程技術人才。在國家和大灣區國產醫療器械行業整體步入高速增長歷史進程中，專業建設者應該積極響應國家對醫療器械產業的支持政策，更好地順應新時代對生物醫學工程醫療器械專業人才綜合能力快速增長的需求，研究“三師共育”機制下的能用、管用、有特色的課程體系構建方法，凸顯實踐、競賽、實習三位一體課程體系特色，以期更好地實現醫療器械工程人才培養工作推進有方法、評價有數據、成效看得見、經驗可復制。

4" 參考文獻

[1] 葉小濤，趙廣鵬，呂愛麗.新工科背景下電子信息類專業校企協同育人新模式研究：以河南理工大學為例[J].教育現代化，2020，7（52）：39-42.

[2] 王福杰，張佳寧，秦毅，等.基于校企協同育人的智能機器人實踐教學改革與探索[J].科技資訊，2021，19（4）：127-129.

[3] 任清華，林志榮.基于“1+N”產教協同育人的智能制造類專業教學改革實踐：以湄洲灣職業技術學院產業學院建設為例[J].職業教育研究，2022（1）：80-84.

[4] 李輝，賀子驊，張裕婷，等.應用型本科高校“產教融合”教學改革及創新實踐：以常州工學院測控技術與儀器專業為例[J].常州工學院學報，2022，35（4）：80-84.

[5] 巫章華，張瑜，胡美華，等.產教融合背景下診斷學實踐教學改革探索[J].衛生職業教育，2022，40（23）：105-107.

[6] 曹燕燕，張克輝，孫興華，等.新工科背景下電子信息類專業協同育人模式探索[J].河北北方學院學報（社會科學版），2020，36（5）：87-90.

[7] 李春平，張淑榮，韋立梅，等.面向智能信息技術的產教融合協同育人路徑的探索與實踐[J].電腦與電信，2022（8）：23-26.

[8] 馮博華，王波，林映山，等.基于產教融合、校企合作的三師共育人才培養模式探索與實踐[J].中國教育技術裝備，2021（7）：10-11，16.

[9] 馮博華，阮萍，王波，等.“三師共育”實踐教學評價體系的探索與實踐[J].科技視界，2021（6）：32-34.

[10] 馮津.產教融合命運共同體發展路徑探索與對策思考[J].汽車維修與保養，2022（5）：87-91.

[11] 蘇純，吳朝陽，郭魂，等.應用型本科專業課程產教融合教學改革探索[J].黃山學院學報，2022，24（3）：97-99.

*項目來源：教育部2022年產學合作協同育人項目“融合數字孿生的醫學影像設備實踐基地建設”（220606071103809）；2023年廣東省黨建工作樣板支部培育創建單位項目（粵教工委組函〔2023〕3號）；2022年廣東省本科高校在線開放課程指導委員會研究課題“融合數字孿生的‘醫學影像設備學’三師共育模式研究”（2022ZXKC255）；廣東省2020年省級一流本科專業建設點“生物醫學工程專業”（教育部教高廳函〔2021〕7號）。

作者簡介：馮博華，通信作者，博士，副教授；羅建旭，工程師；劉紅秀，副教授；劉世俊，講師；蔡永銘，博士，教授。