在醫(yī)工融合類研究生課程中加強(qiáng)實踐教學(xué)途徑的探討▲

李光大 趙三團(tuán)

(河南科技大學(xué)1 醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院，2 材料科學(xué)與工程學(xué)院，洛陽市 471023，電子郵箱：liguangda@haust.edu.cn)

【提要】 本文根據(jù)醫(yī)工融合類(即醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)的融合)研究生課程的特點及培養(yǎng)目標(biāo)，從實踐教學(xué)的重要性及醫(yī)工融合類學(xué)生的學(xué)情分析出發(fā)，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗和國外經(jīng)驗，對在醫(yī)工融合類研究生課內(nèi)教學(xué)中加強(qiáng)實踐教學(xué)的具體途徑(包括現(xiàn)場教學(xué)、實驗教學(xué)、案例教學(xué)、教學(xué)邀請、學(xué)科競賽等方式)進(jìn)行了討論分析，對構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式具有一定參考意義。

隨著《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》和《中國制造2025》等國家重大戰(zhàn)略的推進(jìn)，醫(yī)工交叉融合(即醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)的融合)產(chǎn)業(yè)方向的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)成為熱點，這種形勢的發(fā)展對該領(lǐng)域人才的培養(yǎng)提出了急迫的要求[1]。實踐是醫(yī)工融合專業(yè)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，培養(yǎng)實踐能力對于創(chuàng)新型人才具有重要意義，實踐教學(xué)的需求已成為高等教育改革的重要方向[2]。但目前我國的高等教育存在一些問題，如培養(yǎng)的人才能力與社會實際需求脫節(jié)、教育實踐環(huán)節(jié)薄弱等[3]。有的高校醫(yī)工融合專業(yè)研究生的課程設(shè)置，實踐課極少，多以理論課為主。一年左右的研究生課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生會通過參與導(dǎo)師的課題研究等方式鍛煉實踐能力，但從理論過渡到實踐的過程中往往會出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，學(xué)生對在課程教學(xué)中增加實踐內(nèi)容講解產(chǎn)生了迫切的需求。因此，筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，并參考國外醫(yī)工融合類研究生課程教學(xué)方式，對醫(yī)工融合類研究生課程增加實踐教學(xué)內(nèi)容的方式方法進(jìn)行了探究。

1 實踐教學(xué)在醫(yī)工融合類課程中的重要性

在加強(qiáng)醫(yī)工融合類研究生專業(yè)課程實踐內(nèi)容改革過程中，首先需要授課教師充分地認(rèn)識到在課程內(nèi)加強(qiáng)實踐教學(xué)的重要性。從技能培養(yǎng)來說，作為理工科的醫(yī)工融合類學(xué)科，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生要學(xué)會應(yīng)用理工科方法解決醫(yī)學(xué)問題[1]，要醫(yī)工融合、工為醫(yī)用，這對學(xué)生的實踐能力要求較高[4]。而從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才來講，實踐教學(xué)非常有利于創(chuàng)新型人才的成長。在實踐課中，學(xué)生置身于真實情景里，處于絕對的主體地位，能夠通過發(fā)揮自身主觀能動性，構(gòu)建主動認(rèn)知而達(dá)到學(xué)習(xí)目的。實踐教學(xué)更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在開闊眼界和思維碰撞的過程中產(chǎn)生創(chuàng)新的火花。在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天，在先進(jìn)的教育手段和教育理念的影響下，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)獲得知識和信息的途徑更加方便和快捷，許多理論知識都可以通過觀看視頻等方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而實踐教學(xué)相對不容易在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，所以在線下課程中加強(qiáng)實踐教學(xué)，增加學(xué)生的動手能力和操作機(jī)會，更能順應(yīng)未來互聯(lián)網(wǎng)社會的發(fā)展。此外，從醫(yī)工融合類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和社會發(fā)展形勢來看，在具體課程教學(xué)中進(jìn)一步加強(qiáng)實踐教學(xué)非常重要，各科任課教師需要從思想上意識到這一點，才能在具體課程教學(xué)中不斷地改革，融入更多的實踐教學(xué)，更好地達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)。

2 醫(yī)工融合類研究生學(xué)情分析

對學(xué)生學(xué)情的分析，是任何教學(xué)行為開始之前都應(yīng)該進(jìn)行的一項工作[5]。對于醫(yī)工融合類研究生的教學(xué)，該項工作更為重要，這是因為醫(yī)工融合類專業(yè)是新興專業(yè)，學(xué)科交叉特性突出，其融合了工程學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科的理論和方法，其專業(yè)的高度交叉使得研究生的教學(xué)較為復(fù)雜。醫(yī)工融合類研究生可能來自如生物醫(yī)學(xué)工程、生物信息學(xué)等，也可能來自其他的專業(yè)背景，比如醫(yī)學(xué)、化學(xué)、材料、機(jī)電、生物學(xué)等，復(fù)雜的學(xué)情加大了醫(yī)工融合類研究生課堂的教學(xué)難度。筆者認(rèn)為，實踐教學(xué)是一種非常有利于不同背景和不同基礎(chǔ)的學(xué)生的教學(xué)方式。一方面，實踐教學(xué)是從來自生產(chǎn)和生活中的具體實際問題出發(fā)進(jìn)行的教學(xué)，即使擁有不同的專業(yè)背景，學(xué)生也可以從現(xiàn)有的認(rèn)知經(jīng)驗出發(fā)，尋找到熟悉點或相似點，產(chǎn)生認(rèn)識上的共鳴，從而更容易進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；另一方面，實踐教學(xué)是要解決某一具體實際問題，要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)看得見、摸得著，學(xué)生更容易從中認(rèn)識到自己在哪些方面的欠缺，從而更容易調(diào)適自己的學(xué)習(xí)方法，更利于學(xué)生的成長。

3 在課程中加強(qiáng)實踐教學(xué)的途徑探究

從社會發(fā)展需求、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和具體學(xué)生學(xué)情等方面出發(fā)，在醫(yī)工融合類專業(yè)課程教學(xué)中加強(qiáng)實踐教學(xué)日趨重要，但是在具體的課程教學(xué)中如何加強(qiáng)實踐教學(xué)仍無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指南。筆者將結(jié)合自身所從事的醫(yī)工融合類研究生專業(yè)課程的教學(xué)實際經(jīng)驗，參考美國密蘇里科技大學(xué)資深教授對該門課程教學(xué)的方法，對醫(yī)工融合類研究生專業(yè)課程中加強(qiáng)實踐內(nèi)容的途徑進(jìn)行探討。

3.1 增加現(xiàn)場學(xué)習(xí)課 傳統(tǒng)的研究生教學(xué)場所大多是學(xué)校的教室，而作為與社會生產(chǎn)和生活實際緊密聯(lián)系的醫(yī)工融合類專業(yè)，完全可以突破傳統(tǒng)教學(xué)場所的限制，將適當(dāng)比例的課時放到企業(yè)、工廠、公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等醫(yī)工結(jié)合的實踐場所，這種讓學(xué)生深入行業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式，有利于學(xué)生理論聯(lián)系實際，既鞏固了基礎(chǔ)知識，又開闊了眼界，讓學(xué)生看到實驗室開發(fā)的科研成果切實轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，激起學(xué)生的科研興趣。筆者在國外訪學(xué)期間，外方合作導(dǎo)師在“生物材料學(xué)”研究生課程中，從總課程48個學(xué)時中安排了4個學(xué)時在當(dāng)?shù)氐纳锊牧细呖萍脊綧o-SCI進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。其間，公司負(fù)責(zé)人詳細(xì)地為研究生講解了公司的創(chuàng)辦歷程，介紹了公司的發(fā)展理念以及最新開發(fā)的產(chǎn)品，并帶領(lǐng)研究生參觀了生物材料產(chǎn)品生產(chǎn)車間，提出了一些在工藝革新中遇到的問題。通過現(xiàn)場學(xué)習(xí)，學(xué)生觀看了醫(yī)工結(jié)合產(chǎn)品的實際生產(chǎn)過程。這一種課內(nèi)的實踐教學(xué)方式，在我國的醫(yī)工融合類研究生專業(yè)課程的教學(xué)中也具有可行性。我國招收醫(yī)工融合類研究生的大學(xué)基本處于大中城市，這些城市一般會有相應(yīng)的醫(yī)工融合類的生產(chǎn)工廠、公司或大型的三甲醫(yī)院，而此類研究生的數(shù)量目前相對較少，因此比較容易安排現(xiàn)場實踐教學(xué)。這種“走出去”的課堂教學(xué)模式更換了學(xué)生的學(xué)習(xí)場所，深入生產(chǎn)和生活實際，更有利于提高學(xué)生對行業(yè)的認(rèn)知，是增強(qiáng)課內(nèi)教學(xué)實踐的一種重要途徑。

3.2 增加課內(nèi)實驗課 實驗教學(xué)是實踐教學(xué)的一種重要的形式。在實驗教學(xué)中，學(xué)生利用相關(guān)的實驗儀器和設(shè)備，通過實際操作來觀察和分析具體問題，以獲得知識并發(fā)展動手能力。實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力方面具有重要的作用，是提高學(xué)生綜合素養(yǎng)、提升學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[6]。但在目前我國研究生的課程教學(xué)中，教師更多的是關(guān)注于理論教學(xué)，而較少關(guān)注實驗教學(xué)[3]。在研究生專業(yè)課的教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的實際情況，增加一些需要學(xué)生動手的有適當(dāng)難度的綜合性和啟發(fā)性的實驗操作是很有必要的。這一點在國外高校的研究生培養(yǎng)中較受重視。筆者在密蘇里科技大學(xué)訪學(xué)期間，“組織工程學(xué)”的研究生幾乎都來自材料學(xué)和化學(xué)專業(yè)，缺乏醫(yī)學(xué)和生物學(xué)知識，對細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)知識也了解不多，但細(xì)胞培養(yǎng)技能對于該專業(yè)研究生未來從事的工作非常重要。因此，國外導(dǎo)師在教學(xué)過程中進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，分配了4個學(xué)時用于學(xué)生提取和培養(yǎng)兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的實驗教學(xué)。實驗教學(xué)過程中，研究生兩人為一組，在導(dǎo)師和動物實驗老師的全程指導(dǎo)下，完成動物解剖、細(xì)胞提取、細(xì)胞培養(yǎng)等各個步驟的操作，全面掌握了細(xì)胞培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。這種教學(xué)方式培養(yǎng)出來的學(xué)生基礎(chǔ)扎實，動手能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)較高。

3.3 加強(qiáng)案例教學(xué) 研究生的課程教學(xué)過程中，大部分課時都是在教室里進(jìn)行理論教學(xué)，如何在理論教學(xué)中增強(qiáng)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)值得探討。筆者認(rèn)為理論聯(lián)系實際、采取案例性的教學(xué)效果較好。案例教學(xué)多以生活中真實發(fā)生的事件為藍(lán)本，向?qū)W生描述一個典型、真實的情景，指出該情景中存在的疑難問題，同時也給予可能解決這些問題的方法[7]。案例教學(xué)是一種開放式、互動式的新型教學(xué)方式，使用案例作為教學(xué)的工具，可以將現(xiàn)實中的情景與問題引入課堂，能夠最大限度地提供行業(yè)工作的經(jīng)驗和感受，容易與學(xué)生形成互動與交流，在各種信息、知識、經(jīng)驗、觀點的碰撞中啟迪學(xué)生的思維[8]。特別對于學(xué)科交叉性顯著的醫(yī)工融合類課程，選擇一個典型的案例，透過現(xiàn)象分析機(jī)制，從細(xì)節(jié)切入，進(jìn)行深度剖析，由淺入深，理論聯(lián)系實際，可以讓學(xué)生深刻地體會到醫(yī)工融合、醫(yī)工滲透、工為醫(yī)用的思想，引導(dǎo)學(xué)生思考用理工科的方法學(xué)解決醫(yī)學(xué)的問題。比如在“生物材料學(xué)”課程中可以選擇人工髖關(guān)節(jié)這一典型的醫(yī)工融合案例進(jìn)行講解，從人工髖關(guān)節(jié)的臨床醫(yī)學(xué)需要、力學(xué)設(shè)計、材料選擇、材料加工工藝、臨床手術(shù)過程、存在問題以及改進(jìn)方向等方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討，采用圖片、視頻等教學(xué)手段，多角度地進(jìn)行講解，讓學(xué)生充分體會到醫(yī)工融合的精妙。實際上，醫(yī)工融合類課程通常與日常生活聯(lián)系緊密，在身邊就存在大量的典型

案例，任課教師需要對案例的內(nèi)涵及其特點有一個全面的認(rèn)識，結(jié)合自己的具體教學(xué)內(nèi)容，挖掘典型案例的背景、具體問題和詳細(xì)情節(jié)等，開發(fā)經(jīng)典的教學(xué)案例，建立教學(xué)案例庫，豐富教學(xué)素材，這有利于教學(xué)工作的開展。

3.4 邀請課程 由于醫(yī)工融合類的課程內(nèi)容廣泛，在課程教學(xué)的過程中，根據(jù)課程內(nèi)容的需求，邀請行業(yè)領(lǐng)域的專家進(jìn)行授課，讓學(xué)生吸收不同領(lǐng)域?qū)＜业挠^點，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐意識的重要方法。筆者在國外訪學(xué)期間，國外導(dǎo)師的“生物材料學(xué)”課程中專門安排了2學(xué)時，邀請生產(chǎn)骨修復(fù)材料的高新企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了課程講授，該企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人具有多年從事生物材料研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗，從產(chǎn)品的臨床需求、市場調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品上市審批等環(huán)節(jié)對所研發(fā)的某個新產(chǎn)品進(jìn)行了介紹。專業(yè)人士現(xiàn)身說法，從企業(yè)的角度出發(fā)，講解了如何從臨床實際需求出發(fā)，利用工學(xué)方法解決醫(yī)學(xué)問題，并開發(fā)出新產(chǎn)品的全過程，讓學(xué)生收獲良多。這種邀請課程的教學(xué)方式，結(jié)合了“走出去”和“請進(jìn)來”，豐富了課程內(nèi)容，有利于學(xué)生接觸最新的行業(yè)科研和生產(chǎn)動態(tài)。但在邀請課程這一教學(xué)方式上，一方面要結(jié)合專業(yè)背景和課程內(nèi)容，選擇合適的專家學(xué)者或者優(yōu)秀行業(yè)人才，另一方面需要注意與邀請人做好課程內(nèi)容上的溝通，以提升報告效果。

3.5 組織學(xué)生參加競賽 學(xué)科競賽緊追學(xué)科前沿?zé)狳c，為學(xué)生踐行理論知識提供實踐平臺，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力，已成為傳統(tǒng)教學(xué)手段之外的有益補(bǔ)充[9]。隨著我國高等教育的發(fā)展，組織學(xué)生參加學(xué)科競賽，可提升學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，已成為教育者的共識[10]。醫(yī)工融合類課程與生命科學(xué)緊密聯(lián)系，學(xué)科發(fā)展快速，知識更新快。根據(jù)這類課程的特點，學(xué)科競賽非常有利于學(xué)生跟蹤前沿領(lǐng)域，綜合運用所學(xué)知識去解決實際問題，培養(yǎng)實踐能力與創(chuàng)新能力。目前我國醫(yī)工融合類的競賽類型十分豐富，比如“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽、全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽等。筆者曾經(jīng)選取所教授的“生物材料學(xué)”內(nèi)容，根據(jù)自己的科研課題，指導(dǎo)學(xué)生參加醫(yī)工融合類競賽，獲得了2019年河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽一等獎等獎項，而參與競賽項目的學(xué)生普遍感到其得到了非常好的鍛煉。有學(xué)者認(rèn)為，指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽是檢驗教學(xué)效果的重要方式[11]。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)科特點，組織學(xué)生參與命題或非命題的學(xué)科競賽，能有效提升教學(xué)效果，是加強(qiáng)課程實踐教學(xué)的另外一種途徑。

4 小 結(jié)

在提倡“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的今天，醫(yī)工融合類專業(yè)課程因其具有多學(xué)科高度交叉的特點，成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的沃土。在這類課程的教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新意識的養(yǎng)成至關(guān)重要，一方面希望教師認(rèn)識到實踐能力對提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要性，鉆研教學(xué)方法，與時俱進(jìn)，不斷提升自己，更加勝任教學(xué)工作；另一方面希望高校研究生教學(xué)管理在保持原則的同時，也給予教師更多的自主性，讓課程形式更加活潑多樣，同時盡量增加學(xué)生的實踐培養(yǎng)經(jīng)費，提升培養(yǎng)質(zhì)量。