毛穎基

摘 要：生物醫(yī)學(xué)工程是“理醫(yī)工”結(jié)合背景下具有典型理醫(yī)工交叉融合特色的新興專業(yè)。為了與我國教育發(fā)展戰(zhàn)略相契合，適應(yīng)社會人才需求，通過分析生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“理醫(yī)工”結(jié)合的必要性以及目前“理醫(yī)工”交叉學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合“理醫(yī)融通、教研并重、服務(wù)醫(yī)藥、追求卓越”的辦學(xué)理念，對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“理醫(yī)工”結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行研究與探討，從而為教育出高素質(zhì)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)復(fù)合型人才提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程；醫(yī)工結(jié)合；教學(xué)研究

中圖分類號：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）02-0102-04

隨著社會經(jīng)濟(jì)和教育水平的不斷發(fā)展，各門學(xué)科相互滲透融合，交叉學(xué)科漸漸成為高等教育發(fā)展的重點(diǎn)，是高等教育的新任務(wù)與新要求。《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》指出，我們要重視新興前沿學(xué)科和交叉學(xué)科的教學(xué)水準(zhǔn)，從而進(jìn)一步推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)水平。而生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)正是具有理工科和醫(yī)科相結(jié)合特色的交叉學(xué)科，同時運(yùn)用了理學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的原理與方法，為了提高人類生命健康水平，從疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)各階段入手并采取綜合措施，研究生物體的結(jié)構(gòu)功能從而解決生物醫(yī)學(xué)問題[1]。所以未來生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)需要緊跟國家高等教育發(fā)展的重點(diǎn)，不再單一發(fā)展該學(xué)科，而是在“醫(yī)工結(jié)合”理念的基礎(chǔ)上改革生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)模式，進(jìn)一步探索新興人才的教育方法，培養(yǎng)出新一代“理醫(yī)工”結(jié)合的高層次創(chuàng)新型人才。

1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

生物醫(yī)學(xué)工程是目前國際上發(fā)展極為迅速的交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科，涵蓋了電子計(jì)算機(jī)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、力學(xué)以及材料學(xué)等，在生命科學(xué)領(lǐng)域具有極其重要的地位[2]。并且與單純理工科專業(yè)最為不同的是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)還結(jié)合了醫(yī)學(xué)的內(nèi)容，它的最終目的是為了更好地治療人類疾病，提高人類生活質(zhì)量。該專業(yè)的學(xué)生除了要學(xué)習(xí)理工科專業(yè)知識外，還要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)專業(yè)課程。課程內(nèi)容設(shè)置也完全符合當(dāng)下發(fā)展“理醫(yī)工”結(jié)合的理念，打破了生命科學(xué)領(lǐng)域原有的醫(yī)學(xué)研究與其他專業(yè)間的壁壘，為科學(xué)研究提供了醫(yī)學(xué)、理學(xué)和工程學(xué)的交互背景[3]。在這樣教學(xué)模式下培養(yǎng)出來的學(xué)生不僅能理解醫(yī)學(xué)方面的科研問題，還能運(yùn)用理工科思維擴(kuò)展臨床科研思路，用“理醫(yī)工”結(jié)合下的思維和方法來更深入地研究探討生命領(lǐng)域的科研問題。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科現(xiàn)在的發(fā)展正是充滿活力的時候，目前我國已有170多所高校開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，設(shè)立了35個國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，涵蓋不同類型的生物醫(yī)學(xué)專業(yè)方向[4]，為我國生物醫(yī)學(xué)教育進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。此外生物醫(yī)學(xué)工程在國外也發(fā)展迅猛，工程科學(xué)和物理科學(xué)這兩門學(xué)科對生物醫(yī)學(xué)工程的關(guān)注度都在不斷提升[5]，所以綜上所述，無論在國內(nèi)外這個專業(yè)都正是蓬勃發(fā)展的時候。

但是，在“健康中國2030”國家戰(zhàn)略進(jìn)行的大背景下，現(xiàn)代診療體系的發(fā)展速度加快，優(yōu)良診治技術(shù)的需求日益增加[6]，生物醫(yī)學(xué)人才的要求也不斷變高。我們急需深刻反思目前生物醫(yī)學(xué)工程的教育模式，系統(tǒng)改善生物醫(yī)學(xué)工程的復(fù)雜知識結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合“新醫(yī)科”和“新工科”國家戰(zhàn)略背景下的跨學(xué)科培養(yǎng)要求，教育出能夠勝任新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的創(chuàng)新型綜合人才，這對生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義與深遠(yuǎn)的歷史意義。

2 “理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國高等院校結(jié)構(gòu)調(diào)整和高校體制改革，某些單科類醫(yī)學(xué)院校為了提高綜合實(shí)力和發(fā)展?jié)摿εc綜合性大學(xué)或理工科院校直接合并，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)、理學(xué)、工程學(xué)等交叉學(xué)科的簡單相容。不過這種單純的多學(xué)科雜糅模式尚有很多不足，不能真正意義上的完成醫(yī)科和理工科的結(jié)合。普遍存在兩種典型問題：一種是一門學(xué)科被另外一門同化，仍舊是主要學(xué)科發(fā)揮作用；另一種是兩門學(xué)科根本就沒有融會貫通，還是處于相互游離的狀態(tài)，二者間的學(xué)習(xí)壁壘完全沒有被打破，結(jié)合程度不夠[7]。有這兩種問題的“理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科是不符合人才教育需求的，“理醫(yī)工”結(jié)合下人才培養(yǎng)的目標(biāo)應(yīng)該是既扎實(shí)掌握了醫(yī)學(xué)知識又能靈活運(yùn)用理工學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新型人才，所以簡單學(xué)科間的相互堆砌并不符合我國人才培養(yǎng)需求，“理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科尚需要改革以跟上時代發(fā)展。

在教育部的號召下，各大院校積極響應(yīng)接連開展了將理工科與醫(yī)科相融合培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)策略，主動打破原始學(xué)科之間的隔閡，培養(yǎng)具有“理醫(yī)工”綜合素養(yǎng)的人才[3]。其中醫(yī)學(xué)專業(yè)由于從器械、藥劑的研發(fā)到耗材各個方面都離不開理工科專業(yè)的合作與交流，所以更需要適應(yīng)“新醫(yī)科”的發(fā)展規(guī)劃，跨學(xué)科交融。并且現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，僅靠某一個學(xué)科單打獨(dú)斗已經(jīng)很難推動人類社會的進(jìn)步了。想要解決疑難雜癥、深入推動醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，就要參考教育部提出的“新醫(yī)科”改革策略，借理工科技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)深度融合，將單純對癥下藥治療模式變?yōu)楦涌茖W(xué)全面的診療模式?！袄磲t(yī)工”結(jié)合下醫(yī)學(xué)進(jìn)步是理工科的追求目標(biāo)，而理工科思維與專業(yè)技術(shù)則是處理醫(yī)學(xué)問題的“橋梁”。因此，在這種全面改革氛圍下，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為典型的理醫(yī)工交叉專業(yè)，依舊需要進(jìn)一步地采取改革措施融合發(fā)展，讓生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、理學(xué)、工程學(xué)進(jìn)一步融合發(fā)展，從而推動“理醫(yī)工”結(jié)合專業(yè)的進(jìn)步。

3 “理醫(yī)工”結(jié)合下生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)研究與探討

當(dāng)下開設(shè)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校，按照專業(yè)側(cè)重類型不同，大體可以分為醫(yī)學(xué)類院校和理工類院校，但這兩類高校設(shè)立的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)產(chǎn)生了兩種截然相反的教學(xué)模式。醫(yī)學(xué)類院校的課程設(shè)置側(cè)重于臨床醫(yī)學(xué)課程，缺乏理工科類教師，理工科教學(xué)相對薄弱；而理工類院校的課程安排則更加注重于理工科知識的講解和工科技術(shù)的學(xué)習(xí)，缺乏醫(yī)學(xué)專業(yè)教師，醫(yī)學(xué)課程比較少，臨床教學(xué)特別淺薄[8]。所以無論是理工科院校還是醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)模式從總體上來看都有著很大局限性，難以達(dá)到全面教學(xué)培養(yǎng)綜合型人才的目的，因此在“理醫(yī)工”結(jié)合的大環(huán)境下生物醫(yī)學(xué)教學(xué)急需改革創(chuàng)新，從而解決現(xiàn)有問題跟上時代發(fā)展。

對于醫(yī)學(xué)類院校，由于缺乏理工科教學(xué)研究，同時醫(yī)學(xué)與理工科的融合也不夠深入。因此，開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)時，應(yīng)結(jié)合“面向人民生命健康”的國家戰(zhàn)略，抓住“百年未有之大變局”的歷史機(jī)遇，從以下幾個方面優(yōu)化和改進(jìn)教學(xué)模式，培養(yǎng)滿足社會需求的高素質(zhì)綜合人才。

3.1 構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程的課程結(jié)構(gòu)體系

交叉融合學(xué)科教學(xué)育人應(yīng)該以基礎(chǔ)學(xué)科課程構(gòu)建為根本，在課程學(xué)習(xí)中促進(jìn)醫(yī)學(xué)與理工學(xué)交叉相容。在教學(xué)中以基礎(chǔ)課程為切入點(diǎn)，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識和交叉融合觀念，以增加學(xué)科間結(jié)合的深度，使交叉培養(yǎng)更全面、更扎實(shí)。基礎(chǔ)學(xué)科課程構(gòu)建需要選擇各學(xué)科最根本的特色專業(yè)課程，比如生物學(xué)的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)；醫(yī)學(xué)方面的生理學(xué)、系統(tǒng)解剖學(xué)或者局部解剖學(xué)；工程學(xué)基礎(chǔ)的材料科學(xué)基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等。這樣課程的設(shè)置非常全面，滿足人才培養(yǎng)的基本目標(biāo)，從基礎(chǔ)課程入手，打好基礎(chǔ)再提升專業(yè)深度，使“理醫(yī)工”結(jié)合在基礎(chǔ)層面達(dá)到一種和諧的狀態(tài)，易于學(xué)生理解和形成交叉思維。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)師資力量

由于生物醫(yī)學(xué)工程是一個多學(xué)科、強(qiáng)交叉的專業(yè)，包括生物學(xué)、高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個專業(yè)方向。所以普通醫(yī)學(xué)院校很難擁有如此專業(yè)全面的師資力量，普遍缺乏理工科的骨干教師[9]。而為了解決這一問題學(xué)校需要采取一定策略去提升師資教學(xué)水平，首先需要提高薪資待遇以吸引新的理工科專家教授來校工作，然后邀請其他著名理工科大學(xué)的教授來校進(jìn)行座談會交流學(xué)科知識，從而彌補(bǔ)師資力量的暫時不足。

此外，教學(xué)教師除了教學(xué)時間以外相互之間容易缺乏聯(lián)系和交流，課程教學(xué)難以提前溝通安排，容易造成教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)與缺失，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識的能力。所以基于專業(yè)交叉學(xué)科的屬性努力建設(shè)與之相對應(yīng)的交叉型師資隊(duì)伍，對所有的教師加強(qiáng)培訓(xùn)與交流，讓他們能結(jié)合各科知識講解自己的課程內(nèi)容，從“理工科”綜合方面入手教學(xué)，更能方便學(xué)生理解與學(xué)習(xí)。

3.3 改善單調(diào)的教學(xué)模式

從理論教學(xué)模式來看，現(xiàn)階段理論教學(xué)基本是教師在教室講解PPT課件，學(xué)生坐在下面單純聽講，缺乏交流互動，教學(xué)氛圍死板沉默。教師難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)生也難以產(chǎn)生對課程的興趣。因此需要對此傳統(tǒng)教學(xué)模式做出改善措施，進(jìn)行小班化教學(xué)或者小組型教學(xué)，加強(qiáng)教師與學(xué)生間以及學(xué)生與學(xué)生間的溝通交流，帶動課堂氣氛，提高學(xué)生專注度和興趣度，強(qiáng)化教學(xué)效果。

此外，生物醫(yī)學(xué)工程是一門綜合性和創(chuàng)新性都很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)過程中教師一定要起到帶頭作用，及時瀏覽最新的科研信息和專業(yè)知識，分享給學(xué)生以輔助他們理解課堂知識，引發(fā)他們的研究興趣。同時各大高等院校也應(yīng)提供線上教學(xué)平臺幫助學(xué)生了解最新的前沿信息，鼓勵他們利用課余時間在線上對具體教學(xué)案例以及新型科研熱點(diǎn)進(jìn)行討論探索，互相交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主性和科研探究能力。線上教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代不可或缺的一項(xiàng)教學(xué)模式，把生物醫(yī)學(xué)工程與線上教學(xué)相結(jié)合必定會產(chǎn)生更好的教學(xué)效果。

從實(shí)踐教學(xué)模式來看，實(shí)踐教學(xué)以往一般是由教師先結(jié)合PPT演示具體操作過程，然后學(xué)生分組后根據(jù)書本教材或者PPT模仿教師教學(xué)步驟去操作，追求得到相似甚至完全一樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，缺乏創(chuàng)新性和主觀能動性，完全不能激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣、增強(qiáng)操作動手能力。所以在實(shí)踐教學(xué)上，我們要剔除陳舊模式，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性。模仿創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽模式，讓學(xué)生以個人或小組協(xié)作的方式，從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開始，到實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，再到分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后討論并完善實(shí)驗(yàn)過程。每一步都由他們自主完成，這可以促進(jìn)他們規(guī)劃實(shí)驗(yàn)、使用儀器、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的綜合能力。并且每次實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生自己總結(jié)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題提出解決辦法，可以同時鍛煉他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維和實(shí)踐動手能力，從而更好地使醫(yī)學(xué)與理工科技術(shù)融合，增強(qiáng)個人綜合素養(yǎng)。

3.4 增強(qiáng)學(xué)生思想教育

現(xiàn)代管理學(xué)認(rèn)為，人的覺悟高于素質(zhì)，素質(zhì)高于智力，智力高于知識。所以加強(qiáng)學(xué)生思想教育，培養(yǎng)學(xué)生高尚的思想水平和正直的價值觀絕對是當(dāng)下一項(xiàng)重要任務(wù)[10]。特別是由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬于新興專業(yè)，開設(shè)規(guī)模一般都不是很大，招收學(xué)生人數(shù)也不多，相對于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)招生規(guī)模差很多，導(dǎo)致錄取生物醫(yī)學(xué)工程的同學(xué)在醫(yī)學(xué)院校里的自我專業(yè)認(rèn)同感比較低。再加上生物醫(yī)學(xué)工程的教學(xué)課程最多最復(fù)雜，很多學(xué)生就會在學(xué)習(xí)過程中迷失專業(yè)定位，找不準(zhǔn)自己的職業(yè)規(guī)劃。因此對生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生加強(qiáng)思想教育的必不可少的，學(xué)校需要定期組織思想教育講座為生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生答疑解惑，幫助他們找尋專業(yè)的價值以及個人的價值。畢竟良好的思想教育有助于穩(wěn)定學(xué)生的心智，幫助學(xué)生找到“理醫(yī)工”學(xué)科學(xué)習(xí)的意義，提升就業(yè)和升學(xué)競爭力，成為有助于社會發(fā)展的綜合性專業(yè)人才。

3.5 完善課程考核方式

生物醫(yī)學(xué)工程的課程內(nèi)容極其豐富而復(fù)雜，為了幫助學(xué)生切實(shí)掌握重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，摒棄多余且無關(guān)的瑣碎知識，我們需要對現(xiàn)有的課程考核方式進(jìn)行完善。優(yōu)秀的考核方式可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶去良好的引導(dǎo)作用，清晰地說明學(xué)習(xí)重點(diǎn)和培養(yǎng)要求。本專業(yè)的期末考試不能每一門都像其他專業(yè)一樣考得很細(xì)很全面，因?yàn)楸緦I(yè)的課程是很多的，每門都考很細(xì)對學(xué)生的復(fù)習(xí)負(fù)擔(dān)過大了，并且也會導(dǎo)致學(xué)生分不清課程重點(diǎn)，所以我們要讓考試內(nèi)容綜合又精簡。同類別的課程可以綜合出到一張卷子上，僅涉及重點(diǎn)內(nèi)容和交叉內(nèi)容，使考試能全面綜合的反映學(xué)生交叉學(xué)科學(xué)習(xí)情況。此外，這是“理醫(yī)工”結(jié)合下的學(xué)科，我們要在重視筆試的同時重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，把實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時實(shí)驗(yàn)操作過程得分按一定比例計(jì)入最終成績，從而能全面評判學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，鼓勵全面發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，在“新工科”和“新醫(yī)科”的背景下，應(yīng)以國家“健康中國2030”重大戰(zhàn)略需求為指引，結(jié)合“理醫(yī)融通、教研并重、服務(wù)醫(yī)藥、追求卓越”的辦學(xué)理念，通過“理醫(yī)工”結(jié)合下生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程教學(xué)的研究與探討，深度融合了跨學(xué)科的知識體系，緊跟時代步伐，培養(yǎng)符合國家社會需求的理醫(yī)工結(jié)合人才，為我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)和相關(guān)綜合學(xué)科事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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