何汶靜 祝元仲 杜勇 吳君 楊慶華

川北醫(yī)學(xué)院 四川南充 637000

0 引言

為貫徹全國(guó)教育大會(huì)精神和新時(shí)代全國(guó)高校本科教育工作會(huì)議精神，提高本科教育水平，教育部發(fā)布了一系列文件[1-2]，要求依托“雙一流”，推進(jìn)新工科、新醫(yī)科建設(shè)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域深化人工智能內(nèi)涵，構(gòu)建傳統(tǒng)學(xué)科的“人工智能+X”復(fù)合型人才培養(yǎng)體系，促進(jìn)高校專業(yè)建設(shè)水平整體提升。川北醫(yī)學(xué)院作為醫(yī)療行業(yè)發(fā)展人才的供給方，在積極進(jìn)行人才供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，增強(qiáng)科技發(fā)展核心動(dòng)力，適應(yīng)新時(shí)期產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，不斷探索深度融合的學(xué)科建設(shè)和提高專業(yè)建設(shè)水平方面作了很多有益的嘗試。

1 醫(yī)工融合交叉學(xué)科的現(xiàn)狀

面臨“百年未有之大變局”，全球的科技和產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷著風(fēng)起潮涌的深刻變革，科學(xué)技術(shù)研究一方面要具備先進(jìn)性、創(chuàng)新性，另一方面也要注重持續(xù)性。具體到醫(yī)療行業(yè)來(lái)說(shuō)，醫(yī)學(xué)的發(fā)展越來(lái)越依賴檢驗(yàn)儀器、診斷設(shè)備、治療設(shè)備等涉及自動(dòng)控制、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)的多學(xué)科門類的現(xiàn)代科技發(fā)展，單一學(xué)科的問(wèn)題越來(lái)越無(wú)法導(dǎo)向重要科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。2018年，習(xí)近平總書(shū)記在北京大學(xué)考察時(shí)指出：“要下大氣力組建交叉學(xué)科群”[3]。無(wú)論是在高校研究所，還是在行業(yè)企業(yè)、社會(huì)公眾中，交叉學(xué)科都獲得了前所未有的認(rèn)同度，獲得社會(huì)各界的持續(xù)關(guān)注和積極參與。

早在2009年，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部印發(fā)的《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄設(shè)置與管理辦法》，就已經(jīng)明確提出高?？筛鶕?jù)行業(yè)人才需求，自主設(shè)置作為二級(jí)學(xué)科的交叉學(xué)科。2020年數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)共有167 所學(xué)位授予單位自主設(shè)置了573 個(gè)按二級(jí)學(xué)科管理的交叉學(xué)科，共授予博士或碩士學(xué)位人數(shù)接近4 000 人[4]。

2020年12月，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部發(fā)布通知，正式設(shè)置“交叉學(xué)科”作為第14 個(gè)學(xué)科門類，大力支持高校自主設(shè)置跨學(xué)科本科專業(yè)。近年來(lái)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，高校陸續(xù)設(shè)置了臨床工程技術(shù)、智能醫(yī)學(xué)工程等一批醫(yī)工結(jié)合的新專業(yè)。

隨著“交叉學(xué)科”門類設(shè)置的塵埃落定，各高校就具體怎樣落實(shí)建設(shè)，如何有效融合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，如何確定研究發(fā)展方向，以及如何有效管理產(chǎn)教團(tuán)隊(duì)，提升對(duì)應(yīng)的人才培養(yǎng)等問(wèn)題仍然處在積極探索的過(guò)程中[5-7]。

2 川北醫(yī)學(xué)院在醫(yī)工結(jié)合方面的基礎(chǔ)

川北醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院于1985年建立，是國(guó)內(nèi)首批設(shè)置醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的醫(yī)學(xué)院校，建設(shè)至今，學(xué)院已開(kāi)設(shè)有醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、智能醫(yī)學(xué)工程四個(gè)本科專業(yè)，在校本科生共計(jì)2 000 多名，專業(yè)門類涵蓋醫(yī)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)，為國(guó)內(nèi)專業(yè)門類最為齊備的高校院系之一。其中醫(yī)學(xué)影像專業(yè)從1986年開(kāi)始招生，2007年被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)；生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)從2004年開(kāi)始招生，2020年被評(píng)為四川省一流專業(yè)。醫(yī)學(xué)和工學(xué)的辦學(xué)歷程都經(jīng)過(guò)了一定的時(shí)間沉淀，相比于理工類院校，學(xué)校作為醫(yī)學(xué)院校，在醫(yī)工結(jié)合方面有較好的歷史基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)。

1）師資隊(duì)伍學(xué)科門類齊全，梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理，包含醫(yī)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)在內(nèi)的多學(xué)科，且都具有相關(guān)科研項(xiàng)目支持和資助。

2）實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)科的院系統(tǒng)一管理，突破了一級(jí)學(xué)科之間的管理壁壘。

3）依托附屬醫(yī)院，擁有先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，可同時(shí)用于教學(xué)。包括3.0T 及1.5T 磁共振成像設(shè)備、多層螺旋CT、醫(yī)用直線加速器、數(shù)字減影血管造影設(shè)備、數(shù)字X 線攝影、動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)放療系統(tǒng)、模擬定位機(jī)、192Ir 后裝治療機(jī)、彩色多普勒、SPECTCT、PET-CT、Micro PET-CT 等價(jià)值過(guò)億元的醫(yī)療教學(xué)設(shè)備。

4）附屬醫(yī)院專業(yè)科室門類齊全，疾病譜覆蓋廣，病例資源豐富。

3 基于工科專業(yè)的新工科專業(yè)建設(shè)

新工科是指順應(yīng)目前互聯(lián)網(wǎng)和人工智能發(fā)展浪潮，一方面發(fā)展以大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)為代表的相關(guān)工科交叉專業(yè)，另一方面以智能制造、人工智能、機(jī)器人等相關(guān)學(xué)科為新的動(dòng)力，對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)，培養(yǎng)高素質(zhì)交叉型人才，在科研和人才領(lǐng)域進(jìn)行主動(dòng)戰(zhàn)略布局。教育部2018年首批認(rèn)定612 個(gè)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，從理念、標(biāo)準(zhǔn)、方法、技術(shù)、文化等方面探索新工科建設(shè)[8]。

目前，學(xué)校已有工科專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程、智能醫(yī)學(xué)工程進(jìn)行新工科建設(shè)?；诠た茖I(yè)開(kāi)展醫(yī)工融合教育模式已初步構(gòu)建。該模式以“立德樹(shù)人、產(chǎn)出導(dǎo)向、學(xué)生中心”為教育建設(shè)理念，以“三主體、五層次、一循環(huán)”為新模式，以課程思政、三維融合、雙徑雙進(jìn)為新方法，以機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算、深度學(xué)習(xí)為新技術(shù)，力求形成川北醫(yī)學(xué)院特色的新工科教育體系，培養(yǎng)具有家國(guó)情懷、工程創(chuàng)新能力，服務(wù)區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生的工程應(yīng)用型人才。

3.1 推進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)

為落實(shí)新工科建設(shè)，學(xué)校一方面積極發(fā)展新興工科專業(yè)，開(kāi)辦了智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，并于2020年開(kāi)始招生；另一方面對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)持續(xù)深化工程教育改革，加快培養(yǎng)能適應(yīng)新一輪醫(yī)療科技革命的卓越臨床醫(yī)療工程科技人才。

圍繞“新的工科專業(yè)、工科的新要求”這一問(wèn)題，深化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，在深入調(diào)研和十余年實(shí)踐的基礎(chǔ)上，凝練和形成了“三主體、五層次、一循環(huán)”人才培養(yǎng)思路，如圖1所示。

圖1 “三主體、五層次、一循環(huán)”人才培養(yǎng)思路

該模式以“立德樹(shù)人、產(chǎn)出導(dǎo)向、學(xué)生中心”為教育建設(shè)理念，以立德樹(shù)人為目標(biāo)，在課程建設(shè)中全面施行課程思政，鼓勵(lì)“廣大青年要肩負(fù)歷史使命，堅(jiān)定前進(jìn)信心”[9]，深入構(gòu)建覆蓋全體教職員工，覆蓋從理論到實(shí)踐、從校內(nèi)到校外實(shí)習(xí)基地的所有教學(xué)環(huán)節(jié)的“三全”育人格局。為落實(shí)產(chǎn)出導(dǎo)向理念，在培養(yǎng)主體方面，突破了高校的單一培養(yǎng)主體，根據(jù)畢業(yè)生就業(yè)兩大主要途徑——醫(yī)院和醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，將高校、醫(yī)院、企業(yè)作為人才培養(yǎng)的三主體，充分適應(yīng)醫(yī)院、企業(yè)的主體需求，提高人才培養(yǎng)的適切度。參考趙炬明教授總結(jié)的新三中心，深入解讀學(xué)生為中心的內(nèi)涵，一是從事實(shí)出發(fā)，在學(xué)生的前期基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)規(guī)律的指導(dǎo)下重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生思考和主動(dòng)學(xué)習(xí)；二是在所有活動(dòng)中，保持學(xué)生的主體地位，以專業(yè)知識(shí)和能力水平的提高為主要教學(xué)目的；三是建立有效的教學(xué)監(jiān)督管理和實(shí)時(shí)反饋機(jī)制，以學(xué)習(xí)效果為反饋和評(píng)價(jià)目標(biāo)。

教育教學(xué)作為一門行為和心理科學(xué)，具有其內(nèi)在的規(guī)律。在構(gòu)建人才培養(yǎng)方案的過(guò)程中，需要深入了解和分析學(xué)生在醫(yī)學(xué)、工學(xué)、人文的融合過(guò)程，以及循序漸進(jìn)的自然法則，刪繁就簡(jiǎn)，由表及里，以“五層次”模式，全方位提高知識(shí)、技能、能力、實(shí)踐力水平，階梯式達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和醫(yī)工融合思維能力。在培養(yǎng)體系質(zhì)控方面，從國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求出發(fā)，調(diào)研產(chǎn)業(yè)布局，調(diào)研畢業(yè)生和用人單位反饋信息，從就業(yè)質(zhì)量、職業(yè)發(fā)展、社會(huì)評(píng)價(jià)高維分析畢業(yè)生質(zhì)量，以需求和效果為導(dǎo)向，對(duì)課程體系設(shè)置和課程內(nèi)容持續(xù)循環(huán)提升，構(gòu)成閉合“一循環(huán)”。

3.2 拓展大學(xué)生醫(yī)工融合的創(chuàng)新意識(shí)

在人才培養(yǎng)的實(shí)踐過(guò)程中，形成并總結(jié)了“三維融合”“雙徑雙師”的培養(yǎng)模式?！叭S融合”是指學(xué)科融合，校醫(yī)、校企融合，理論實(shí)踐融合?！半p徑雙師”是指以醫(yī)院、產(chǎn)業(yè)兩大就業(yè)途徑為產(chǎn)出導(dǎo)向的校醫(yī)雙師資、校企雙導(dǎo)師。

學(xué)校以服務(wù)新工科2.0 為目標(biāo)，從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐和臨床需求中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)向，推進(jìn)學(xué)科間和產(chǎn)教間的交叉融合，建立包含企業(yè)導(dǎo)師、學(xué)?？蒲泄歉伞⑴R床醫(yī)生的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，以科研項(xiàng)目、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項(xiàng)目為契機(jī)，加強(qiáng)校企、校院的深度融合，培養(yǎng)“雙師”型人才。與醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)上海聯(lián)影、上海電氣康達(dá)醫(yī)療簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，建立了聯(lián)合創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)醫(yī)學(xué)工程實(shí)踐教育培訓(xùn)中心，由企業(yè)研發(fā)人員和高校骨干教師組成聯(lián)合項(xiàng)目小組，雙方互派人員進(jìn)修。從具體項(xiàng)目實(shí)踐中逐步構(gòu)建國(guó)家級(jí)專家領(lǐng)銜，博士和博士后為骨干的生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械電子、影像醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的醫(yī)工結(jié)合團(tuán)隊(duì)。

在課程設(shè)置方面已有交叉學(xué)科人才培養(yǎng)方案和具體教學(xué)實(shí)踐，并且在畢業(yè)設(shè)計(jì)方面已有很多醫(yī)工融合的研究。

為了培養(yǎng)學(xué)生用工程的思維解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題的思辨能力，提升醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用水平，為在校生設(shè)置了各級(jí)競(jìng)賽，通過(guò)參加學(xué)科競(jìng)賽、技能競(jìng)賽、雙創(chuàng)大賽等組織大學(xué)生成立項(xiàng)目小組，圍繞項(xiàng)目和賽題目標(biāo)，進(jìn)行融合項(xiàng)目研究。學(xué)生通過(guò)查閱資料，或生成調(diào)查信息報(bào)告，或完成軟硬件設(shè)計(jì)，定期進(jìn)行成果匯報(bào)。

學(xué)院還通過(guò)邀請(qǐng)行業(yè)知名專家，進(jìn)行專業(yè)和學(xué)科交流，例如，根據(jù)教學(xué)安排邀請(qǐng)企業(yè)資深專家開(kāi)展線上或線下專業(yè)講座，豐富教學(xué)形式；邀請(qǐng)行業(yè)前沿研究人員利用自身行業(yè)優(yōu)勢(shì)，提供契合行業(yè)發(fā)展的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，為學(xué)生普及行業(yè)前沿知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷提升教學(xué)品質(zhì)和效果。在拓展國(guó)際視野，引起對(duì)當(dāng)下研究和討論熱點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)注方面不斷啟發(fā)思考、激發(fā)興趣。

3.3 校醫(yī)企協(xié)同育人，在實(shí)踐中培養(yǎng)復(fù)合型人才

推進(jìn)學(xué)科專業(yè)交叉融合，深化產(chǎn)教融合，以人工智能為紐帶，落實(shí)“校+醫(yī)+企”協(xié)同育人，與醫(yī)療設(shè)備龍頭企業(yè)上海聯(lián)影、上海電氣康達(dá)洲際、成都奧泰醫(yī)療共同實(shí)施“卓越工程師2.0”計(jì)劃，共同制定實(shí)習(xí)大綱，調(diào)整在企業(yè)、醫(yī)院實(shí)習(xí)基地的實(shí)習(xí)時(shí)段和時(shí)長(zhǎng)，豐富學(xué)科內(nèi)涵，建設(shè)圍繞醫(yī)工結(jié)合、面向市場(chǎng)，滿足臨床工程、智能醫(yī)學(xué)需求的新工科體系。

課程實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)動(dòng)手能力，達(dá)成知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)的重要手段。通過(guò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更新，增加課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)和學(xué)生創(chuàng)新科研項(xiàng)目，構(gòu)建包含課程實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的融合，提高學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題能力。嚴(yán)格要求畢業(yè)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)，以“雙導(dǎo)師”制度進(jìn)行全程指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)控。

4 基于醫(yī)學(xué)專業(yè)的新醫(yī)科教育模式的探索

新醫(yī)科建設(shè)提出要以人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革為背景，培養(yǎng)醫(yī)工理文融通的復(fù)合型人才，對(duì)原有醫(yī)學(xué)專業(yè)提出新要求。

基于學(xué)校已有基礎(chǔ)，圍繞跨界融合，深化人工智能與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、內(nèi)外婦兒等臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)的交叉學(xué)科和專業(yè)建設(shè)，豐富完善人工智能主干知識(shí)體系和跨學(xué)科核心知識(shí)體系，培育新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)和特色方向，力求為形成川北醫(yī)學(xué)院特色的新醫(yī)科教育體系添加人工智能相關(guān)的新技術(shù)，培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的“人工智能+醫(yī)學(xué)”復(fù)合型應(yīng)用人才。

具體來(lái)說(shuō)，目前可以在原有醫(yī)學(xué)類體系中加入人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)等智能醫(yī)學(xué)的核心課程，加入深度學(xué)習(xí)等選修課程、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，充分利用在線開(kāi)放課程等形式，共享教育資源，讓醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)當(dāng)前人工智能能解決什么樣的醫(yī)學(xué)問(wèn)題、如何解決問(wèn)題等有全面系統(tǒng)的了解，通過(guò)介紹醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘、典型機(jī)器學(xué)習(xí)算法、常用的深度學(xué)習(xí)理論，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的工程思維能力，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生面對(duì)診斷、預(yù)后、療效評(píng)價(jià)等具體臨床問(wèn)題時(shí)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和先進(jìn)的工程方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方面采用阿里云、騰訊云的在線免費(fèi)實(shí)驗(yàn)室的辦法，以較小的預(yù)算資金為學(xué)校大二、大三共4 000 多名醫(yī)學(xué)學(xué)生提供AI 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行動(dòng)手能力訓(xùn)練，培養(yǎng)工科思維方式，以及用人工智能的辦法解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題的能力。

5 制度保障

張端鴻認(rèn)為，“交叉學(xué)科”最大的挑戰(zhàn)來(lái)源于教師管理[10]。工學(xué)和醫(yī)學(xué)方面的教師往往分屬不同的基層組織，工作任務(wù)不同，直接領(lǐng)導(dǎo)不同。交叉學(xué)科項(xiàng)目的完成，需要醫(yī)護(hù)人員和工程人員共同努力，并伴隨著較長(zhǎng)的探索過(guò)程，還需承擔(dān)成果的不確定性風(fēng)險(xiǎn)。

為此，亟須構(gòu)建有效的醫(yī)工交叉平臺(tái)，制定相關(guān)政策，在成果認(rèn)定、貢獻(xiàn)評(píng)價(jià)方面，避免出現(xiàn)用單一學(xué)科思維左右交叉學(xué)科結(jié)果的問(wèn)題。建立團(tuán)隊(duì)考核依據(jù)，進(jìn)行有效的學(xué)術(shù)組織管理，保護(hù)好每位項(xiàng)目參與人員和參與單位的積極性，推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)以及明確雙方權(quán)利義務(wù)關(guān)系。處理好學(xué)術(shù)帶頭人、骨干科研人員、青年科研人員之間的關(guān)系；處理好醫(yī)學(xué)研究人員和工學(xué)研究人員之間的關(guān)系；處理好附屬醫(yī)院和高校之間的關(guān)系，從制度上加強(qiáng)醫(yī)學(xué)與工學(xué)雙方合作。

6 結(jié)束語(yǔ)

要培養(yǎng)符合新工科、新醫(yī)科要求的“人工智能+醫(yī)學(xué)”復(fù)合型人才，既需要轉(zhuǎn)變觀念，充分利用各學(xué)科優(yōu)質(zhì)資源，加強(qiáng)整合與優(yōu)化，也需要豐富“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”融合創(chuàng)新的工作方式與內(nèi)涵，加強(qiáng)組織建設(shè)，推進(jìn)具體項(xiàng)目的落實(shí)和質(zhì)量提升，才能培養(yǎng)出符合國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需要的復(fù)合型、創(chuàng)新型、應(yīng)用型醫(yī)學(xué)工程人才，進(jìn)一步提升大學(xué)生就業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。