孟青云,李建華,侯冰玉,楊麗英,孫麗萍,陳永強,王 莉,楊 暉
(1.上海健康醫(yī)學院醫(yī)療器械學院,上海 201318;2.上海穿戴式醫(yī)療技術(shù)與器械工程研究中心,上海 201318;3.上海健康醫(yī)學院教務(wù)處,上海 201318)
生物醫(yī)學工程專業(yè)、臨床工程技術(shù)專業(yè)和康復(fù)工程技術(shù)專業(yè)是我校典型的醫(yī)工結(jié)合的工科專業(yè)。其中,臨床工程技術(shù)專業(yè)和康復(fù)工程技術(shù)專業(yè)更是我校首創(chuàng)的醫(yī)工融合專業(yè)。這些專業(yè)旨在培養(yǎng)學生具備臨床醫(yī)學工程技術(shù)素養(yǎng)和醫(yī)療器械技術(shù)基礎(chǔ),使他們能夠為醫(yī)學應(yīng)用提供服務(wù),并具備從事醫(yī)療儀器設(shè)備的臨床應(yīng)用、維護、質(zhì)量控制等能力?!丁笆濉贬t(yī)療器械科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》明確指出,先進的醫(yī)療器械是建立健康保障體系的重要基礎(chǔ)。它不僅推動了醫(yī)學診療技術(shù)的進步,還是國家科技進步和全民健康保障能力的關(guān)鍵標志。同時,教育部提出的新工科人才培養(yǎng)要求學生將理論知識運用到實踐中,進行大量的工程訓練,提高專業(yè)能力。因此,學生實踐能力的培養(yǎng)成為專業(yè)建設(shè)中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。機械制圖課程是學生在大學階段接觸的第一個工程意識訓練課程,也是后續(xù)專業(yè)學習和從事醫(yī)療器械工程領(lǐng)域工程技術(shù)工作的基礎(chǔ)。因此,如何更好地深化機械制圖實踐教學內(nèi)容和方法的改革,將新醫(yī)科融入課程,同時貫徹新工科和應(yīng)用型本科培養(yǎng)計劃,成為我校機械制圖實踐課程小組深化教改工作重要而緊迫的課題。
深化機械制圖實踐課程的改革需要重點考慮醫(yī)工專業(yè)的需求,重新設(shè)計課程大綱以更好地滿足醫(yī)工領(lǐng)域的專業(yè)要求,使課程更具實際應(yīng)用性。改革涉及使用現(xiàn)代教學技術(shù)和工具,如計算機輔助繪圖軟件,以提高學生的繪圖技能。引入新工科+新醫(yī)科交叉案例和實踐項目有助于培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力,使他們能夠應(yīng)對醫(yī)療器械工程發(fā)展的挑戰(zhàn)。首先,在改革中教師的培訓和發(fā)展也是關(guān)鍵,他們需要具備醫(yī)療器械工程領(lǐng)域的專業(yè)知識和現(xiàn)代教學技術(shù),以更好地指導學生。建立與醫(yī)工行業(yè)的聯(lián)系是培養(yǎng)學生實際技能的關(guān)鍵,可以通過合作協(xié)議、實習計劃和畢業(yè)設(shè)計項目實現(xiàn)。這些合作將為學生提供寶貴的實踐機會,幫助他們解決真實的醫(yī)療器械工程問題。其次,要深化機械制圖實踐課程的改革,還需要積極建立與醫(yī)工行業(yè)的聯(lián)系。與醫(yī)工行業(yè)的聯(lián)系將有助于為學生提供實踐機會,讓他們能夠參與真實的醫(yī)療器械工程項目。這可以通過合作協(xié)議、實習計劃和畢業(yè)設(shè)計項目來實現(xiàn)。通過這些合作,學生有機會與醫(yī)工專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人員一起工作,親身體驗醫(yī)療器械工程的實際應(yīng)用,為未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。同時,改革還需要特別注重學生實踐能力的培養(yǎng),包括繪圖技能、工程設(shè)計和問題解決能力的提高。學生應(yīng)該在新工科+新醫(yī)科交叉實際項目中應(yīng)用他們所學的知識解決實際工程問題,培養(yǎng)操作技能和醫(yī)工團隊協(xié)作的能力。
為培養(yǎng)學生的工程意識和應(yīng)用能力,提高學生的實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力,我們實施了全過程融合的實踐教學模式,在教學方法和手段、教學內(nèi)容、教學體系上進行了改革嘗試[1-5]。我們在教學中啟用一體化機械制圖實踐教學場地,形象、生動及信息量大的多媒體課件和傳統(tǒng)測繪工具,可以加深學生對課程實踐的理解,提高學生的動手能力。針對機械制圖實踐課程的教學內(nèi)容改革,不僅采用傳統(tǒng)測繪實訓項目“減速箱測繪實訓”和“齒輪泵測繪實訓”項目,而且還開發(fā)了“血液透析蠕動泵測繪實訓”和“康復(fù)器械測繪實訓”等典型的醫(yī)療器械作為實訓項目;鼓勵學生應(yīng)用AutoCAD、Solidworks 等機械制圖軟件進行創(chuàng)新設(shè)計,參加導師的課題研究小組,參加各項技能競賽和學科競賽,取得了多項上海市和國家級獎項。同時,我們在教學過程中注重多元素的有機融合,具體實施措施如下。
(1)課程內(nèi)容和教師示范實踐相融合。學習機械制圖實踐課程的通常是大一學生,但他們很少有機會接觸實際生產(chǎn),并對專業(yè)領(lǐng)域知之甚少,缺乏實際動手操作的經(jīng)驗。針對這個問題,我們采用項目化的教學方法,借助自編的教材,并以項目目標為驅(qū)動力,利用AutoCAD 和Solidworks 等工具,將課堂教學與實際實踐相結(jié)合。在這一過程中,教師示范操作,每位學生有一臺電腦,可以同時學習和練習。在測繪實踐階段,教師會以Solidworks 模型和動畫的形式示范演示,學生通過測繪減速箱、齒輪泵、蠕動泵、假肢膝關(guān)節(jié)等項目,完成三維模型和二維視圖等實踐要求。學生需要提交紙質(zhì)測繪本、AutoCAD 圖紙、Solidworks 模型以及PPT 結(jié)題報告。這種基于項目的教學模式,提高了學生的學習興趣和實際操作能力。
(2)學生綜合測繪實踐和專業(yè)相融合。機械制圖實踐測繪是學生在學完理論課程后進行的重要實踐環(huán)節(jié),也是他們首次進行的設(shè)計訓練,有助于其將所學知識融會貫通。在大學4 年的學習中,各門課程之間的銜接至關(guān)重要。如果這個實踐與學生所學的專業(yè)領(lǐng)域高度相關(guān),將有助于他們后續(xù)專業(yè)課程的學習。我們對機械制圖實踐課程的教學內(nèi)容進行了改革,除了傳統(tǒng)的測繪實訓項目,如“減速箱測繪實訓”和“齒輪泵測繪實訓”,還引入了醫(yī)療器械相關(guān)的實訓項目,如“血液透析蠕動泵測繪實訓”和“康復(fù)器械測繪實訓”。這些項目不僅有助于更好地與后續(xù)專業(yè)學習相銜接,還進一步提高了學生CAD 軟件的應(yīng)用能力,提升了學生的工程意識和素養(yǎng),同時培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和交流溝通能力。
(3)技能競賽和課程創(chuàng)新相融合。機械制圖課程相關(guān)的技能競賽主要包括上海市“上圖杯”先進成圖技術(shù)和創(chuàng)新設(shè)計大賽。近年來,我校在這一項目中取得了較好的成績,實現(xiàn)了以競賽推動學習、教學和發(fā)展的目標。獲獎情況具體見表1。
表1 上海健康醫(yī)學院醫(yī)工交叉專業(yè)學生參加“上圖杯”獲獎情況Table 1 Awards of students in the intersection major of new engineering+new medical disciplines at Shanghai University of Medicine & Health Sciences participating in the "Pictorial Cup"
(4)學科競賽和課程拓展實踐相融合。生物醫(yī)學工程專業(yè)是多學科融合的結(jié)果,因此我們鼓勵該專業(yè)學生參加導師的課題研究小組,應(yīng)用AutoCAD、Solidworks 等機械制圖軟件進行創(chuàng)新設(shè)計。近年來,項目組指導學生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽、全國大學生電子商務(wù)“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽、全國大學生生物醫(yī)學工程創(chuàng)新設(shè)計競賽、“創(chuàng)青春”上海市大學生創(chuàng)業(yè)大賽等各項學科競賽,取得了多項上海市和國家級獎項,也實現(xiàn)了機械制圖實踐課程在高年級教學中的可持續(xù)應(yīng)用,具體見表2。
表2 上海健康醫(yī)學院醫(yī)療器械學院學生學科競賽獲獎情況Table 2 Award of student subject competitions in the School of Medical Devices,Shanghai University of Medicine&Health Sciences
通過深化課程內(nèi)容和方法,強化教師培訓,建立行業(yè)聯(lián)系,關(guān)注學生實踐能力培養(yǎng),我們能夠為學生提供更豐富的教育體驗,更好地滿足醫(yī)工領(lǐng)域的需求。這也將有助于推動醫(yī)療器械科技的創(chuàng)新,提高全民健康保障水平,為國家的科技進步和全民健康作出更大的貢獻[6-10]。
新工科建設(shè)計劃的啟動標志著多學科交叉的工程教育迎來新發(fā)展階段。面對這一新形勢,醫(yī)工結(jié)合的機械制圖實踐教學模式融合多元素,包括課程內(nèi)容與教師示范實踐相融合、學生綜合測繪實踐和專業(yè)相融合、技能競賽和課程創(chuàng)新相融合、學科競賽和課程拓展實踐相融合等。通過構(gòu)建多教學平臺,培養(yǎng)學生實踐能力,提高學生的繪圖技能和工程意識。實踐表明,該模式能有效激發(fā)學生創(chuàng)新興趣,增強學生對專業(yè)的濃厚興趣,培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。未來,全過程融合的實踐教學模式將推動生物醫(yī)學工程、臨床工程技術(shù)和康復(fù)工程技術(shù)等醫(yī)工結(jié)合工科專業(yè)的發(fā)展,為新工科人才的培養(yǎng)提供更多機會,滿足醫(yī)工結(jié)合領(lǐng)域需求,培養(yǎng)更多創(chuàng)新人才,促進醫(yī)療器械科技創(chuàng)新,提高全民健康保障能力。