層進(jìn)式醫(yī)療器械創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

趙展，胡秀枋，胥義

上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院(上海，200093)

0 引言

我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)療器械學(xué)科方向自成立起距今已有60多年的歷史，是專門培養(yǎng)醫(yī)療器械，包括醫(yī)用電子儀器、精密醫(yī)療器械、醫(yī)療器械質(zhì)量與安全等本科人才的專業(yè)方向。該專業(yè)“醫(yī)療器械工程”于2004年被列為上海市重點(diǎn)學(xué)科及上海市高校高水平特色建設(shè)項(xiàng)目，2006年獲批上海市地方高校的第一個(gè)教育部工程研究中心“現(xiàn)代微創(chuàng)醫(yī)療器械及技術(shù)”，2018年獲批“上海介入醫(yī)療器械工程技術(shù)研究中心”及市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“醫(yī)療器械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”、 2019年生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)獲批國家級(jí)一流本科專業(yè)“雙萬計(jì)劃”建設(shè)點(diǎn)?，F(xiàn)今該學(xué)科正立足上海，服務(wù)全國，放眼世界，緊密依托學(xué)科交叉、人才積聚的綜合優(yōu)勢，為努力建成國內(nèi)一流的醫(yī)療器械工程專業(yè)而奮斗[1-2]。在當(dāng)今創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為最重要的戰(zhàn)略資源的情況下[3]，特別是在“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”理念的引領(lǐng)下，各高校加大了對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重視，開展了豐富多樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)[4]，為適應(yīng)國務(wù)院提出的《關(guān)于推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級(jí)版的意見》，最大限度地釋放我校醫(yī)療器械工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)活力，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造能力，增強(qiáng)本專業(yè)的社會(huì)影響力和競爭力，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，近年來醫(yī)療器械實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列的教學(xué)模式改革，以期更好地適應(yīng)新時(shí)期、新形勢下的社會(huì)發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造的主動(dòng)性、積極性。

1 醫(yī)療器械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)方法改革

教學(xué)模式主要指教學(xué)的組織形式、內(nèi)容、完成形式、使用實(shí)驗(yàn)室等情況，多模式教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生自身的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)興趣，選擇適合自己的模式，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主觀能動(dòng)性，激發(fā)其創(chuàng)新潛能[5]。我校精密醫(yī)療器械工程專業(yè)方向，其人才培養(yǎng)模式自創(chuàng)始之初就非常注重實(shí)際需求對(duì)人才素質(zhì)的要求，并進(jìn)行了一系列的改革探索，特別是在鞏固已學(xué)理論知識(shí)的實(shí)踐動(dòng)手方面，把動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的教學(xué)貫徹到日常教學(xué)中去，彌補(bǔ)了專業(yè)創(chuàng)建之初，因教材、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，部分設(shè)備過于簡陋、醫(yī)用實(shí)驗(yàn)耗材昂貴等現(xiàn)實(shí)困難。根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)先后建立了模擬手術(shù)室、有源及無源醫(yī)療器械檢測、透析儀器分析、微創(chuàng)醫(yī)療器械為核心實(shí)驗(yàn)的各實(shí)踐教學(xué)模塊，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多樣化。另外，為彌補(bǔ)教學(xué)資源短缺，學(xué)校結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及行業(yè)情況，選擇與德爾格、新華醫(yī)院等國內(nèi)外大型醫(yī)療器械公司、醫(yī)院進(jìn)行合作[6]，通過聘請校外人員來校學(xué)術(shù)講座、專題報(bào)告，及與之簽訂實(shí)習(xí)協(xié)議，建立學(xué)生實(shí)習(xí)基地，合作共建校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室等方式，實(shí)現(xiàn)了讓學(xué)生盡早地了解企業(yè)、畢業(yè)后能盡快融入企業(yè)，同時(shí)也把企業(yè)實(shí)際需求、企業(yè)創(chuàng)新、企業(yè)科學(xué)研究滲入到了校內(nèi)教學(xué)之中，強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合創(chuàng)新素質(zhì)的提升，其培養(yǎng)模式如圖1所示，具體如下。

(1)創(chuàng)新理念的改革

為適應(yīng)創(chuàng)新需求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、創(chuàng)新隊(duì)伍和課程設(shè)置方面進(jìn)行了系列改革。比如，創(chuàng)新教學(xué)理念緊緊按照“醫(yī)工結(jié)合、強(qiáng)化實(shí)踐、激發(fā)創(chuàng)新”的教學(xué)理念，科學(xué)地設(shè)置了實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程及實(shí)踐項(xiàng)目，始終注重對(duì)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并兼顧先進(jìn)性、開放性、創(chuàng)新性以及將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，形成適應(yīng)本學(xué)科特點(diǎn)及自身系統(tǒng)性、科學(xué)性、完整性的實(shí)踐與教學(xué)體系[7]。

圖1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式Fig.1 Pattern of innovation ability cultivation

(2)課程設(shè)置

從課程設(shè)置上，注重創(chuàng)新實(shí)踐課、綜合設(shè)計(jì)課的開設(shè)，把培養(yǎng)創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才做為重要的培養(yǎng)目標(biāo)，按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)順序和學(xué)生學(xué)習(xí)的接受程度，按性質(zhì)設(shè)置了不同難易度的實(shí)驗(yàn)課，涵蓋基礎(chǔ)到綜合的實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)課分成了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新公選課、綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)踐課、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性實(shí)踐課、學(xué)院級(jí)的微創(chuàng)基金項(xiàng)目等，逐漸形成了創(chuàng)新意識(shí)內(nèi)化于心的步步為營、層層遞進(jìn)上升的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)內(nèi)容[8]，強(qiáng)化建立了創(chuàng)新知識(shí)培養(yǎng)的階梯型實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，如圖2所示。比如基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課《醫(yī)療器械認(rèn)知實(shí)踐》以驗(yàn)證、認(rèn)知為主，一般以教師作演示示范，從基礎(chǔ)的醫(yī)療器械認(rèn)知、操作使用及進(jìn)行“患者”真人演示等，讓學(xué)生實(shí)際操作、親自體驗(yàn)以加深了解，鞏固基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能——“三基”，為今后創(chuàng)新打下學(xué)科基礎(chǔ)?！叭笔且磺袑W(xué)科能力的基礎(chǔ)，離開基礎(chǔ)去談創(chuàng)新將是無源之水、無本之木，因此一定要打好基礎(chǔ)。再如，綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課《醫(yī)療器械綜合設(shè)計(jì)》，比基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)耗時(shí)且用到的知識(shí)范圍更廣，通常采用多媒體播放視頻、現(xiàn)場拆裝，形象直觀地給學(xué)生展示其結(jié)構(gòu)原理、治療過程、工作過程等，讓學(xué)生能應(yīng)用較寬廣的專業(yè)知識(shí)獨(dú)立解決所碰到的問題，進(jìn)一步讓創(chuàng)新培養(yǎng)落到實(shí)處，從而進(jìn)一步提升創(chuàng)新意識(shí)。

圖2 創(chuàng)新課程設(shè)置Fig.2 Innovative curriculum setting

(3)教師隊(duì)伍的建設(shè)

注重教師隊(duì)伍的建設(shè)，聘任有項(xiàng)目創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任校內(nèi)本科學(xué)生創(chuàng)新指導(dǎo)導(dǎo)師，以“工程師、教師、醫(yī)師”合作的“三師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)模式，建立一支人員結(jié)構(gòu)合理、三師聯(lián)合的、各有特長且互補(bǔ)型的本科創(chuàng)新指導(dǎo)教師梯隊(duì)。實(shí)踐表明，經(jīng)過專業(yè)創(chuàng)新指導(dǎo)老師的正確引導(dǎo)，能更高效地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力[9]。

(4)提倡校內(nèi)課外的自我創(chuàng)新能力培養(yǎng)

為了彌補(bǔ)堂內(nèi)教學(xué)的不足，發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的積極作用，適應(yīng)高等教育教學(xué)改革形勢的新發(fā)展，滿足未來社會(huì)對(duì)人才創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力的需求，校內(nèi)的課外創(chuàng)新能力培養(yǎng)采用開放性實(shí)驗(yàn)為主。通過構(gòu)建完善的開放式實(shí)踐教學(xué)體系平臺(tái)，給學(xué)生提供必要且良好的實(shí)踐環(huán)境[10]。此類實(shí)驗(yàn)以學(xué)生自我創(chuàng)新實(shí)踐為主，實(shí)驗(yàn)室除正常使用外，采用部分實(shí)驗(yàn)室全天候開放(包括節(jié)假日)，通過門禁及監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施，學(xué)生可以在線預(yù)約，刷校園一卡通進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室自主做實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立做一些簡單、易見成效的小項(xiàng)目，或以自學(xué)夯實(shí)創(chuàng)新基本功為目的。學(xué)生也可以自由結(jié)合組成創(chuàng)新小組，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室或多個(gè)不同實(shí)驗(yàn)室，以完成一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為目的進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如完成市級(jí)、校級(jí)、院級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目?？萍紕?chuàng)新小組的成立即豐富了學(xué)生課余生活，又?jǐn)U大了知識(shí)面，業(yè)已成為培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要活動(dòng)陣地[11]。教師利用課余甚至周末給予適當(dāng)指導(dǎo)，或參與討論交流，但實(shí)驗(yàn)完成形式總體是以學(xué)生自理為主，教師僅加以引導(dǎo)、鼓勵(lì)，不過分指責(zé)缺點(diǎn)，不挫傷他們創(chuàng)造的積極性。部分學(xué)有余力的學(xué)生還可以與教師自由結(jié)合，參加到教師的科研項(xiàng)目中去，與研究生一起組成課題組，充分激發(fā)本科生的創(chuàng)造潛能。

(5)提供校外實(shí)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐的機(jī)會(huì)

學(xué)校資源畢竟有限，限制了創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的進(jìn)一步展開，而且學(xué)校的學(xué)習(xí)氛圍與企業(yè)的工作氛圍明顯不同，如何讓學(xué)生了解企業(yè)、讓企業(yè)認(rèn)可學(xué)生，如何使學(xué)生畢業(yè)后盡快融入企業(yè)，是學(xué)生畢業(yè)就業(yè)不得不面對(duì)的問題。學(xué)校結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及行業(yè)情況，選擇了飛利浦、微創(chuàng)醫(yī)療器械公司等知名企業(yè)，與之簽訂了實(shí)習(xí)協(xié)議，建立了諸多實(shí)習(xí)基地，學(xué)生可以通過學(xué)校開設(shè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、醫(yī)院實(shí)習(xí)課進(jìn)行外出實(shí)踐鍛煉，也可利用每年暑期放假時(shí)間，集中進(jìn)行校外學(xué)習(xí)實(shí)踐。企業(yè)實(shí)踐是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的特色所在，也是工科學(xué)生培養(yǎng)工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[12]。另外，還設(shè)立專項(xiàng)暑期實(shí)踐基金，支持部分學(xué)生在短期內(nèi)大量走訪行業(yè)內(nèi)的企業(yè)、醫(yī)院，學(xué)習(xí)了解企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品、經(jīng)營情況、醫(yī)院的設(shè)備使用、患者的治療過程等； 同時(shí)，學(xué)校也聘請了行業(yè)專家、企業(yè)工程技術(shù)人員來?；蛟谄髽I(yè)進(jìn)行學(xué)術(shù)講座、專題報(bào)告等，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)的溝通交流。

(6)鼓勵(lì)參加各類比賽

比如近年來，學(xué)生先后參加了多個(gè)比賽項(xiàng)目，如電子設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)比賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、科創(chuàng)杯、挑戰(zhàn)杯等，提倡重在參與，并給予一定的支持，包括經(jīng)費(fèi)支持。另外，還對(duì)專利、論文的撰寫和發(fā)表給予了較多的支持，并取得了可喜的成果。如近年來本文作者指導(dǎo)學(xué)生獲得的專利授權(quán)包括“一種氣動(dòng)肌腱智能康復(fù)手裝置(專利號(hào)： 201822241630.4)”“一種新型輔助筷子(專利號(hào)： 201820402480.8)”“一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模擬裝置(專利號(hào)： 201721550611.9)”“一種助行器(專利號(hào)： 201720881364.4)”“下肢主被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練器(專利號(hào)： 201720035611.9)”“雙動(dòng)型轉(zhuǎn)速可控移位機(jī)(專利號(hào)： 201720036277.9)”“防褥瘡的氣動(dòng)枕橋(專利號(hào)： 201621120643.0)”等幾十項(xiàng)之多。

2 總結(jié)

通過上述 “基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-綜合實(shí)驗(yàn)-設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)-項(xiàng)目、比賽-論文專利”環(huán)環(huán)相扣的、層進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新培養(yǎng)模式的改革和探索，不僅提升了學(xué)生學(xué)習(xí)及創(chuàng)新的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并已取得的可喜的成果，大學(xué)生申請創(chuàng)新項(xiàng)目逐年增加，發(fā)表論文和專利意識(shí)明顯增強(qiáng)，參加“挑戰(zhàn)杯”“上汽杯”“全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“ 全國大學(xué)生生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“創(chuàng)造杯”等各種競賽的積極性顯著提高，畢業(yè)就業(yè)率達(dá)到95%以上。針對(duì)精密醫(yī)療器械專業(yè)方向的醫(yī)療器械創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，已在教學(xué)的實(shí)踐中充分證明了能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，創(chuàng)新基本功得到加強(qiáng)，動(dòng)手能力得到提高，分析問題和解決問題的綜合能力得到訓(xùn)練，整體素質(zhì)得以提高，為培養(yǎng)學(xué)生成為德、智、體、美全面發(fā)展，醫(yī)工結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、兼容管理、并具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力的創(chuàng)新性高級(jí)專門人才，實(shí)現(xiàn)全面提高教學(xué)質(zhì)量做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。當(dāng)然，隨著我國教育和教學(xué)改革的不斷深入，對(duì)創(chuàng)新型、研究型人才的培養(yǎng)要求的提高，我們?nèi)孕璨粩噙M(jìn)行探索和完善。