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面向跨學(xué)科人才培養(yǎng)的高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建研究

2024-12-05 00:00:00齊童劉衍素周佳麗周躍根
中國(guó)教育技術(shù)裝備 2024年24期
關(guān)鍵詞:跨學(xué)科人工智能高職

摘 "要 "分析高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)面臨的挑戰(zhàn),闡述

跨學(xué)科構(gòu)建該專(zhuān)業(yè)課程體系的必要性,并提出相應(yīng)的課程體系構(gòu)建策略,探討基于跨學(xué)科融合理念的課程體系設(shè)計(jì),旨在提升高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建水平,以培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才,推動(dòng)我國(guó)智能醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 "高職;跨學(xué)科;人工智能;智能醫(yī)療裝備技術(shù);課

程體系

中圖分類(lèi)號(hào):G712 " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1671-489X(2024)24-0-04

0 "引言

隨著人工智能技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)的深度融合,智能醫(yī)療裝備技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而,該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)性和技術(shù)復(fù)雜性造成專(zhuān)業(yè)人才嚴(yán)重短缺。根據(jù)國(guó)家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心發(fā)布的《2020人工智能與制造業(yè)融合發(fā)展白皮書(shū)》,我國(guó)在人工智能領(lǐng)域面臨超過(guò)500萬(wàn)人的人才缺口,復(fù)合型人才的稀缺性尤為突出[1]。這樣的人才短缺是短時(shí)期難以培養(yǎng)補(bǔ)充的。作為一項(xiàng)新興技術(shù),高職院校在智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方面仍處于探索階段。本研究旨在探討面向跨學(xué)科人才培養(yǎng)的高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建,以培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才。

1 "高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

在人工智能技術(shù)迅速發(fā)展背景下,智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)面臨知識(shí)更新速度快、專(zhuān)業(yè)要求高的挑戰(zhàn)。自2018年以來(lái),我國(guó)高校紛紛開(kāi)設(shè)人工智能相關(guān)專(zhuān)業(yè),截至2022年,已有495所高校設(shè)立相關(guān)課程,反映了人工智能教育的迅猛發(fā)展。然而,高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的要求不僅限于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí),還涉及電工電子技術(shù)和醫(yī)用電子儀器與設(shè)備等領(lǐng)域的核心技能,需要培養(yǎng)能夠從事智能醫(yī)療裝備軟硬件裝配調(diào)試、裝備應(yīng)用和故障分析排除,并按照裝備操作規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[2]。這種多學(xué)科知識(shí)的需求使得傳統(tǒng)的單一學(xué)科教育模式難以滿(mǎn)足新形勢(shì)下的人才培養(yǎng)需求。

2 "跨學(xué)科融合構(gòu)建高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)

專(zhuān)業(yè)課程體系的必要性

2.1 "國(guó)家戰(zhàn)略和科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要多學(xué)科融合

在當(dāng)前人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的背景下,傳統(tǒng)的單一學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)已無(wú)法滿(mǎn)足職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。國(guó)家戰(zhàn)略和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迫切需要多學(xué)科的融合,以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的社會(huì)需求和技術(shù)挑戰(zhàn)。高職院校面臨在三年內(nèi)有效培養(yǎng)智能醫(yī)療裝備技術(shù)人才的重大挑戰(zhàn),這些人才不僅需要掌握人工智能相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能,還需要具備數(shù)學(xué)、電子技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域的知識(shí),以更好地進(jìn)行智能醫(yī)療裝備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。醫(yī)療行業(yè)對(duì)人才的需求日益多樣化,涵蓋技術(shù)、臨床和管理等多個(gè)層面。為此,高職院校必須積極調(diào)整教育體系,以培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的復(fù)合型人才。然而,目前高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系、教育內(nèi)容和教學(xué)方法尚未及時(shí)更新,無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)的最新要求。這種滯后性不僅影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,也制約了他們?cè)诼殘?chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,整合計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí),設(shè)計(jì)跨學(xué)科的課程體系是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

2.2 "跨學(xué)科復(fù)合型知識(shí)結(jié)構(gòu)下提升工程實(shí)踐和學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力的需求

智能醫(yī)療裝備技術(shù)作為一個(gè)新興專(zhuān)業(yè),在高職院校的課程體系建設(shè)中常常依賴(lài)于傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的框架。為有效應(yīng)對(duì)智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)所面臨的多樣化挑戰(zhàn),亟須打破專(zhuān)業(yè)壁壘,促進(jìn)跨學(xué)科合作,充分發(fā)揮各學(xué)科的優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性,打破常規(guī)教育模式,構(gòu)建跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的復(fù)合型知識(shí)結(jié)構(gòu)體系[3]。具體而言,工程學(xué)為醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造提供專(zhuān)業(yè)知識(shí),計(jì)算機(jī)科學(xué)則支持?jǐn)?shù)據(jù)處理和人工智能算法的應(yīng)用,而生物醫(yī)學(xué)則為醫(yī)學(xué)知識(shí)與臨床應(yīng)用提供專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)。這種跨學(xué)科的合作能夠有效促進(jìn)不同領(lǐng)域之間的交流與協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)智能醫(yī)療裝備技術(shù)的整合與創(chuàng)新,并提出新的想法和解決方案,從而推動(dòng)其發(fā)展。

2.3 "解決高等職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾的需求

智能醫(yī)療裝備技術(shù)作為一個(gè)新興專(zhuān)業(yè),各高職院校的課程體系存在顯著差異。有的院校的課程體系源自醫(yī)用電子儀器與維護(hù)專(zhuān)業(yè)和醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè),主要聚焦基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、電工電子技術(shù)及醫(yī)用電子儀器與設(shè)備等方面的基本知識(shí)和技能;有的院校則從醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)分設(shè),側(cè)重醫(yī)學(xué)影像技術(shù)與醫(yī)學(xué)電子儀器方向。這種專(zhuān)業(yè)背景的多樣性導(dǎo)致各校智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教育體系缺乏統(tǒng)一性,難以有效滿(mǎn)足醫(yī)療行業(yè)對(duì)高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才的迫切需求。

3 "跨學(xué)科高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程

體系構(gòu)建策略

3.1 "以多元融合為目標(biāo),重塑跨學(xué)科課程新體系

新時(shí)代背景下,新興學(xué)科的課程體系必須與時(shí)俱進(jìn),不僅需要完成常規(guī)理論教育的體系化和標(biāo)準(zhǔn)化,還應(yīng)引入多元融合的目標(biāo)。在知識(shí)獲取方面應(yīng)實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外的有機(jī)融合,充分利用社區(qū)論壇和大型教育平臺(tái)等資源,獲取行業(yè)信息,為學(xué)生提供前沿且實(shí)用的學(xué)習(xí)內(nèi)容,以滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。這種方式能夠幫助學(xué)生深入了解行業(yè)動(dòng)態(tài)和最新技術(shù)趨勢(shì),增強(qiáng)與行業(yè)的聯(lián)系,持續(xù)提升其知識(shí)和技能。在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)堅(jiān)持校內(nèi)校外融合的主線(xiàn),實(shí)現(xiàn)理、工、醫(yī)等學(xué)科知識(shí)的交叉滲透,科學(xué)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建多層次、分類(lèi)別、階段化和多學(xué)科融合的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,應(yīng)用醫(yī)工融合的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐也是十分關(guān)鍵的[4]。

此外,構(gòu)建培養(yǎng)未來(lái)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才的課程是一個(gè)不斷突破邊界的過(guò)程。這里的邊界不僅包括學(xué)科的劃分,還涵蓋了教育資源、組織與教學(xué)場(chǎng)所的限制,這就需要線(xiàn)上與線(xiàn)下的融合和校企與社區(qū)的融合。此過(guò)程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的創(chuàng)造性成長(zhǎng)為目標(biāo),通過(guò)互助式與社交化的學(xué)習(xí)方式,以社群和社區(qū)平臺(tái)等新型教育模式實(shí)現(xiàn)高效的知識(shí)傳授。如圖1所示,高職院校應(yīng)致力于打破課堂壁壘,積極與政府、企業(yè)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及在線(xiàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)等多元組織合作,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研一體化的人才培養(yǎng)模式發(fā)展。通過(guò)多元融合,教育資源的邊界將進(jìn)一步被打破,融合共享與開(kāi)放的理念將貫穿教學(xué)過(guò)程,混合式學(xué)習(xí)和在線(xiàn)學(xué)習(xí)將協(xié)同進(jìn)行??傊鐚W(xué)科的知識(shí)融合與多樣化的學(xué)習(xí)方式將有效培養(yǎng)智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,使其具備應(yīng)對(duì)行業(yè)發(fā)展所需的綜合能力與創(chuàng)新思維,以適應(yīng)快速變化的技術(shù)和市場(chǎng)需求。

3.2 "基于培養(yǎng)目標(biāo)完善課程體系

為緊跟科技前沿并對(duì)接行業(yè)發(fā)展需求,智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)構(gòu)建一個(gè)涵蓋專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、工程技術(shù)課程和核心課程的廣義課程體系,以適應(yīng)該領(lǐng)域的不斷發(fā)展。核心課程應(yīng)包括智能嵌入式控制技術(shù)、醫(yī)用X射線(xiàn)成像技術(shù)及設(shè)備、CT技術(shù)及設(shè)備、醫(yī)用超聲成像技術(shù)及設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制與檢測(cè)、醫(yī)電產(chǎn)品組裝與調(diào)試[2]。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程應(yīng)包括醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)、電工技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械制圖、醫(yī)療器械管理與法規(guī)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、人工智能基礎(chǔ)、生物安全概論等[2]。

在構(gòu)建專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程時(shí)需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi),強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)課程知識(shí)與技能之間的關(guān)聯(lián)性[5]。具體而言,該專(zhuān)業(yè)應(yīng)以電子技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備為基礎(chǔ),以人工智能和編程為支撐,全面提升學(xué)生在智能醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用和維修方面的能力。這些課程將為學(xué)生提供必要的理論和實(shí)踐知識(shí),使他們能夠適應(yīng)智能醫(yī)療裝備技術(shù)領(lǐng)域的需求,具備應(yīng)用和創(chuàng)新的能力,為行業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

四川護(hù)理職業(yè)學(xué)院基于成果導(dǎo)向教育(OBE,Outcome Based Education)理念構(gòu)建智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系框架。該體系以模塊化和層次化設(shè)計(jì)為特點(diǎn),底層包括數(shù)理基礎(chǔ)、人文通識(shí)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ),與工作崗位所需的基礎(chǔ)能力和素質(zhì)相對(duì)應(yīng),其目標(biāo)在于培養(yǎng)畢業(yè)生正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān),塑造優(yōu)良的思想道德品質(zhì)、社會(huì)責(zé)任感和人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng),同時(shí)使其具備健康的身心、出色的自學(xué)能力和一定的外語(yǔ)能力;中層結(jié)構(gòu)以工程技術(shù)為核心,構(gòu)建專(zhuān)業(yè)核心課程及其相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課程;高層則是拓展課程,學(xué)生可以根據(jù)自身興趣和愛(ài)好,在相關(guān)專(zhuān)業(yè)之間選擇若干課程,或根據(jù)目標(biāo)崗位的需求進(jìn)行課程互選。這一課程體系不僅可以滿(mǎn)足智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求,還可以提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和專(zhuān)業(yè)適應(yīng)性。

3.3 "與時(shí)俱進(jìn),探索跨學(xué)科培養(yǎng)新模式

跨學(xué)科背景下,智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系必須實(shí)現(xiàn)多門(mén)技術(shù)的有機(jī)融合與知識(shí)體系的重構(gòu),同時(shí)不偏離該專(zhuān)業(yè)的核心方向,以有效應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新需求。四川護(hù)理職業(yè)學(xué)院積極引導(dǎo)企業(yè)深度參與本科教育規(guī)劃,聯(lián)合制定符合市場(chǎng)需求的課程體系,詳見(jiàn)圖2。

學(xué)校設(shè)置13門(mén)公共基礎(chǔ)及基本素質(zhì)教育課程,旨在提高學(xué)生的人文素質(zhì)和通識(shí)能力,包括思想道德與法治、毛澤東思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、大學(xué)英語(yǔ)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、體育、職業(yè)規(guī)劃與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)指導(dǎo)、形勢(shì)與政策、軍事理論與軍事技能、大學(xué)生心理健康、高等數(shù)學(xué)、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化(選修)、“四史”教育(選修)和大學(xué)生安全教育(選修)。

圍繞專(zhuān)業(yè)發(fā)展,學(xué)校設(shè)定17門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)通識(shí)能力。這些課程通過(guò)醫(yī)學(xué)、電子和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的相互嵌套,跨學(xué)科地搭建一個(gè)綜合的知識(shí)體系。其中,醫(yī)學(xué)類(lèi)課程包括人體解剖與組織學(xué)、醫(yī)學(xué)倫理學(xué)(選修)、放射物理與防護(hù)、臨床工程管理概論和醫(yī)療器械管理與法規(guī);電子類(lèi)課程涵蓋電工基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、醫(yī)用電子儀器分析與維護(hù)、生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù);計(jì)算機(jī)類(lèi)課程則包括單片機(jī)原理與應(yīng)用、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和人工智能導(dǎo)論。此外,專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程還包括醫(yī)療器械專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)(選修)、機(jī)械制圖和醫(yī)療器械技術(shù)前沿(選修)、PACS:醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)(選修)。

此外,學(xué)校還開(kāi)設(shè)12門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程,培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)。這些課程在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上凸顯人工智能與醫(yī)療裝備的結(jié)合,包括醫(yī)用CT技術(shù)及設(shè)備、MRI技術(shù)與裝置、醫(yī)用X線(xiàn)機(jī)應(yīng)用與維護(hù)、核醫(yī)學(xué)技術(shù)及設(shè)備、醫(yī)用超聲診斷儀器應(yīng)用與維護(hù)、智能醫(yī)療與應(yīng)用、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理實(shí)務(wù)、醫(yī)療器械營(yíng)銷(xiāo)實(shí)務(wù)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備質(zhì)量控制與檢測(cè)、醫(yī)療血液透析設(shè)備的應(yīng)用與維護(hù)(選修)、醫(yī)用檢驗(yàn)儀器應(yīng)用與維護(hù)(選修)和放射治療設(shè)備(選修)。通過(guò)構(gòu)建“通識(shí)性+專(zhuān)業(yè)性+實(shí)踐性”的梯度式課程體系,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的逐步構(gòu)建與職業(yè)能力的不斷提升。

學(xué)院積極支持教師與企業(yè)合作,共同開(kāi)發(fā)課程和教材,并與多家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)簽署長(zhǎng)期合作協(xié)議。企業(yè)高級(jí)人才被邀請(qǐng)擔(dān)任產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師,為學(xué)生的實(shí)習(xí)與實(shí)踐提供指導(dǎo)。智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)定期組織學(xué)生參觀(guān)相關(guān)企業(yè),鼓勵(lì)學(xué)生在寒暑假參加社會(huì)實(shí)踐與實(shí)習(xí),推動(dòng)產(chǎn)教融合;將企業(yè)相關(guān)項(xiàng)目案例融入專(zhuān)業(yè)教學(xué),不僅可以幫助學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí),而且能夠提升學(xué)生實(shí)踐能力和行業(yè)敏感度,從而提高職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

為保障課程體系的有效實(shí)施,學(xué)校建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系,利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和學(xué)習(xí)通等智能工具輔助教學(xué),構(gòu)建全程互動(dòng)的反饋教學(xué)體系。智能工具的自動(dòng)評(píng)估和師生之間的開(kāi)放互動(dòng),提升了學(xué)生個(gè)性化和自主化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外,這些工具幫助教師深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和需求,進(jìn)而為學(xué)生學(xué)習(xí)提供有針對(duì)性的支持。在課程評(píng)價(jià)中增加競(jìng)賽與實(shí)踐等環(huán)節(jié)的考核,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

4 "結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)高職智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系的分析,提出基于跨學(xué)科融合的課程體系構(gòu)建策略,強(qiáng)調(diào)多學(xué)科知識(shí)的交叉滲透和產(chǎn)教融合的重要性。四川護(hù)理職業(yè)學(xué)院系統(tǒng)性地將工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)整合到智能醫(yī)療裝備技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系中,構(gòu)建一個(gè)多層次、分類(lèi)別、階段化的教學(xué)體系。未來(lái)的研究方向可以集中在以下幾個(gè)方面:

首先,進(jìn)一步探索智能工具在教學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用效果,以提升個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn);

其次,研究如何更有效地將企業(yè)項(xiàng)目案例融入教學(xué),以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和行業(yè)敏感度;

最后,探討跨學(xué)科課程體系在不同院校和地區(qū)的適應(yīng)性與推廣策略,以更好地推動(dòng)教育改革創(chuàng)新。

通過(guò)這些努力,期望能夠構(gòu)建跨學(xué)科教育新生態(tài)和跨學(xué)科人才培養(yǎng)新模式,推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展,為行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步提供有力支持。

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