智能醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)與探索*

康文斌 劉文婷 鄧平基

（湖北醫(yī)藥學院公共衛(wèi)生與健康學院 湖北十堰 442000）

引言

智能醫(yī)學工程專業(yè)隨著新時代“新醫(yī)科”和“新工科”雙重建設應用而生。本專業(yè)具有雙新的特征，既具有新醫(yī)科的特點，也蘊含著新醫(yī)科的特點。在醫(yī)藥類院校中，新醫(yī)科建設需要對原有的醫(yī)學專業(yè)進行更新升級，同時需要發(fā)展智能醫(yī)學等醫(yī)學新型專業(yè)[1]。因此，本文將簡要介紹新醫(yī)科以及智能醫(yī)學的建設背景以及內涵，接著綜述當前國內智能醫(yī)學工程專業(yè)的辦學現(xiàn)狀，最后總結探索出適合于湖北醫(yī)藥學院智能醫(yī)學工程專業(yè)建設和發(fā)展的路徑。

一、新醫(yī)科建設的內涵

1.新理念：在“四新四性四融合”的發(fā)展新時代，即新工科、新農科、新醫(yī)科、新文科齊驅并駕的背景下，學科建設更加注重時代性、前沿性、先進性、科學性，不斷地提高學科融合、產學融合、跨專業(yè)融合和實踐融合。新醫(yī)科建設是其中之一，必然產生于當前新理念的框架之下。因此，新醫(yī)科專業(yè)建設應該緊緊圍繞新時代醫(yī)學發(fā)展需求為核心來探索與開展人才培養(yǎng)工作，一方面要重視對現(xiàn)存的臨床醫(yī)學人才培養(yǎng)體系的更新與升級，另一方面要加強以醫(yī)學為主的多學科交叉融合的建設與拓展。

2.新結構：隨著科學技術的不斷進步，未來醫(yī)生的知識結構將面臨一些新要求。因此，醫(yī)藥類院校需要積極申報智能醫(yī)學專業(yè)和助力新興醫(yī)學專業(yè)大力發(fā)展，并推動現(xiàn)有醫(yī)學專業(yè)的改革創(chuàng)新，發(fā)展多學科交叉等課程有機融合的醫(yī)學專業(yè)“新結構”。

3.新質量：在當前新形勢下，應該加強新醫(yī)科人才培養(yǎng)質量標準體系建設，建立并完善有中國特色新醫(yī)科專業(yè)認證制度，不斷地提高醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

4.新體系：在當前新形勢下，我國綜合實力不斷增強，醫(yī)療實力也在不斷攀升，應以人類文明為發(fā)展最終目標，建立有鮮明中國特色的醫(yī)學教育“新體系”。具體包括優(yōu)化醫(yī)學教育教學頂層設計、完善醫(yī)學人才培養(yǎng)制度、更新與完善課程體系、改革與創(chuàng)新教學手段和教育方式、注重理論與實踐教育相結合等，構建新的醫(yī)學教學體系。

二、國內高校“新醫(yī)科”人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀

隨著新醫(yī)科的誕生，傳統(tǒng)醫(yī)療模式將逐漸轉換為智能醫(yī)學模式。各項政府文件和政策表明，“人工智能”+“醫(yī)學”正處于蓬勃發(fā)展期。面向人工智能的智能醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式及其對策研究成為當前政府和高校亟待解決的問題。2018年3月，開始了新工科和新醫(yī)科的試點，教育部正式批準了天津大學和南開大學兩所高校首次創(chuàng)立智能醫(yī)學工程專業(yè)。天津大學建立了全國首個智能醫(yī)學工程博士點。截止2022年6月數(shù)據(jù)統(tǒng)計，教育部批準了大約100所高校設置新醫(yī)科專業(yè)，并不斷地探索該專業(yè)人才培養(yǎng)的模式。文獻綜述發(fā)現(xiàn)[1-5]，雖然已經(jīng)成立了一些相關的部門和學院，對智能醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)做了初步探索和研究.但是，總體來說，我國智能醫(yī)學工程專業(yè)建設與發(fā)展依然處于初步探索階段，如課程開發(fā)與創(chuàng)建、師資隊伍建設、實驗室建設與共享、校與校聯(lián)合培養(yǎng)機制、高校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機制及人才評估等都有待于更新升級與完善，新醫(yī)科人才培養(yǎng)方案有待于不斷優(yōu)化，需要各部門不斷探索研究與實踐[2]。

三、新醫(yī)科人才培養(yǎng)路徑探索

1.智能醫(yī)學工程人才培養(yǎng)目標定位。我校智能醫(yī)學工程專業(yè)旨在培養(yǎng)面向現(xiàn)代前沿技術，德、智、體、美、勞等全面發(fā)展，掌握人工智能的基本理論與方法，具有扎實的數(shù)理基礎、計算機科學、智能科學、數(shù)據(jù)科學的基礎知識，系統(tǒng)掌握智能醫(yī)學系統(tǒng)、醫(yī)學信息處理等領域的專業(yè)知識和工程技術方法，并通過實踐教學環(huán)節(jié)，進一步加強培養(yǎng)學生將智能技術與醫(yī)學綜合應用解決實際問題的能力，畢業(yè)后能在智能醫(yī)學領域從事醫(yī)學信息處理、行為交互和人工智能系統(tǒng)集成的研究、教學、開發(fā)、管理和運維等工作，并可繼續(xù)攻讀計算機科學、智能科學與技術以及相關學科的碩士學位，適應21世紀社會主義現(xiàn)代化建設需要，素質、能力、知識協(xié)調統(tǒng)一的應用型高級技術人才。

2.推進一流課程建設，尤其是高質量課程資源與教材。在智能醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，需要優(yōu)質而科學規(guī)范的教材和課程資源，才能達到實現(xiàn)高質量教學目標的要求。因此，需要采用新穎而有效的教學手段、方法、方式和模式來支撐一流的教學資源和課程內容，巧妙地使用一流的課程資源和內容指導新穎的教學手段、模式和方式的順利實施。也就是說，在“教、學、研、產”四位一體化教學過程中，開發(fā)與打造一流的教學資源與開發(fā)一流教材。在這種四位一體的教學模式中，以“研”來應對、整合、融合、重建；以“產”來應對人工智能時代與未來智慧醫(yī)療對新型人工智能產品的需求。具體可分為：鼓勵學生參與新醫(yī)科教學內容整合研究；鼓勵學生申請智能醫(yī)學領域的科研項目；積極主動地將臨床醫(yī)藥衛(wèi)生領域的實際案例，有機地融入日常的理論與實踐教學過程，也要不斷地將案例巧妙地融入課程資源與教材建設中來，以實現(xiàn)不斷增強智能醫(yī)學工程專業(yè)學生的綜合實操能力；篩選未來智慧醫(yī)療工作內容，并有機地融入課程的實踐過程與課程資源的建設與開發(fā)；積極地組織“人工智能+醫(yī)學”“醫(yī)療+大數(shù)據(jù)”等豐富多彩的多學科交叉融合的競賽；在條件允許的情況下，努力實現(xiàn)“醫(yī)患”雙體驗開發(fā)數(shù)字化課程資源，充分實現(xiàn)“線上與線下”“課內與課外”和“第一課堂與第二課堂”的有機融合[3]。

3.探索共建和共享實驗室模式。上面提到過智能醫(yī)學工程專業(yè)具有新醫(yī)科和新工科的雙重特征，因此，在培養(yǎng)“新醫(yī)科”+“新工科”雙重特色的專業(yè)人才，高校與企業(yè)、高校與醫(yī)院實驗室的建設是非常有必要的。學校和政府等多部門應該加大力度建設“人工智能+醫(yī)學”實驗室，高等院校應基于各自辦學的特色與優(yōu)勢，積極主動探索如何與其他高校、醫(yī)院、企業(yè)等聯(lián)合共建實驗室和共享實驗室。具體的路徑是：做好頂層設計，整合優(yōu)化資源，搭建跨學科交叉融合的實驗室；采用高校與醫(yī)院、高校與企業(yè)合作的方式，大力吸引人工智能、大數(shù)據(jù)、生物醫(yī)藥、衛(wèi)生系統(tǒng)等新型高科技智慧企業(yè)和三甲醫(yī)院數(shù)據(jù)中心等機構或科室到高校建立實驗室；高校之間共建或共享實驗室。

4.多元智能評價。評價是對教學成果的檢驗。對智能醫(yī)學工程這一新專業(yè)來講，制定一套合理的評價體系十分重要。評價體系的制定應結合“新工科+新醫(yī)科”人才雙重復合性特征，科學合理地制定評價體系，落實到每一理論課程乃至實踐實驗課程日?？己耍约敖虒W環(huán)節(jié)結束后的學生期末和畢業(yè)考核與評價過程。具體的方法是，采用分層化考核。這一考核辦法是將學生在日常學習、科研活動、學科競賽、實驗實訓、實習工作過程中各項表現(xiàn)來綜合評價。此外，將學生的臨床實踐水平綜合能力表現(xiàn)以及在校企（或校與醫(yī)）的實踐水平能力也納入評價標準范圍之內。多元化智能考核，該考核注重采取多元智能的不同評價方式，避免一刀切。相對于教學看成績，科研看論文的靜態(tài)評估模式來講，采用動態(tài)的評價模式更為科學而靈活，可采用更人性化、更科學的多元智能動態(tài)評價方式考察學生的態(tài)度和能力等。

5.有效地建立高校與醫(yī)院、高校與企業(yè)等多渠道培訓交叉體系，打造一流的多學科交叉融合的人才梯隊。要培養(yǎng)一流的智能醫(yī)學工程本科人才，必須要配套一支年富力強的一流師資隊伍。辦學的二級學院或者人事處可通過在人工智能、生物醫(yī)學工程、影像技術、大數(shù)據(jù)、生物信息學、生物物理學和計算機專業(yè)等多學科交叉方向選拔引進一流的師資，也可以在其他一流的高校間、校醫(yī)以及校企間聯(lián)合集中培訓、國內外學習交流與實踐等方式進行選拔和培育。教務處、科技處和人事處等黨政部門應不斷加大對“新醫(yī)科+新工科”人才隊伍建設的關心與支持，如支持該專業(yè)教師申報一流專業(yè)、一流課程和教學名師，科技處加大對教師隊伍科研幫扶，不斷打磨修改申報書，力爭有國家級科研基金立項，也可以將該專業(yè)的任課教師送到國內乃至外智能醫(yī)學專業(yè)學院進行培訓與進修。在負責智能醫(yī)學的專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課的教師中評選優(yōu)秀示范和榜樣，努力打造一流課程，一流團隊，一流專業(yè)并擴大教育理念的影響力。

6.多渠道促進學生就業(yè)，力爭學生加入高水平院校、高級別醫(yī)院或企業(yè)。就業(yè)是一大民生工程，智能醫(yī)學工程學生的就業(yè)將大大地影響著學校發(fā)展與社會需求。對智能醫(yī)學工程專業(yè)學生畢業(yè)去向的統(tǒng)計，有利于進一步改革教學內容和教學模式，進而更優(yōu)秀地服務于社會。因此，需要對2020級智能醫(yī)學工程專業(yè)本科生的畢業(yè)去向進行統(tǒng)計，總結教學實踐問題和就業(yè)中存在的問題。

7.優(yōu)化智能醫(yī)學工程專業(yè)知識架構。知識架構的核心是醫(yī)學信息的智能感知、智能分析、智能決策，以及在此基礎上形成的精準醫(yī)療。具體的課程設置有：人體解剖學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)結構、算法分析、程序設計、數(shù)據(jù)庫原理及應用、計算機網(wǎng)絡及應用，云計算技術基礎、醫(yī)療大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、醫(yī)學影像學、醫(yī)學圖像處理、神經(jīng)網(wǎng)絡與深度學習、醫(yī)學影像技術等[4]。結合本校師資特色，開設有特色的智能醫(yī)學課程選修課，開拓學生的視野。

8.打造有特色的“第二課堂”。積極地推進學生的第二課堂活動，努力實現(xiàn)多維度育人目標。通過設計作品，實現(xiàn)功能，并現(xiàn)場答辯，以實現(xiàn)學生實驗技能的提高。通過計算機程序設計大賽，擴展第二課堂內容。要求選手在規(guī)定的時間內盡量多地完成比賽題目，得分多者獲勝。舉辦智能技術課外設計大賽，邀請行業(yè)專家主導、學生主體、社會參與，主要考察學生的綜合系統(tǒng)設計能力。開設程序設計開放性實驗，通過綜合程序設計，進一步地加深學生對程序設計語言、編程思想、數(shù)據(jù)庫及可視化編程的認識和理解。在此基礎上，培養(yǎng)學生的獨立自主的學習能力和實際操作動手能力，全面提高學生在程序設計方面的綜合運用能力。開設計算機網(wǎng)絡開放性實驗，使學生在虛擬化軟件、服務器配置方面得到綜合訓練，加深學生對計算機網(wǎng)絡、服務器虛擬化及配置的認識和理解，掌握在實際工作環(huán)境中安裝配置計算機網(wǎng)絡應用系統(tǒng)的方法，全面地提高本專業(yè)學生的綜合運用能力和實際動手能力。開設智能技術開放性實驗，瞄準各類大學生智能技術應用賽事，在人工智能、大數(shù)據(jù)、機器人、智能醫(yī)學、計算機視覺等方面開發(fā)相關醫(yī)學項目，醫(yī)學、理學、工學交叉，提高大學生學習新一代信息技術的興趣和潛能。

9.智能醫(yī)學工程專業(yè)本科生合格要求。本專業(yè)的本科生應按照學校的要求，完成課內最低學分和學時要求。畢業(yè)生應掌握智能醫(yī)學領域的基本理論，基本研究方法，能熟練地將人工智能等相關技術快速應用于醫(yī)療衛(wèi)生領域的各種信息的智能采集、分析、診療及智能康復等各個環(huán)節(jié)與過程之中。畢業(yè)論文（設計）選題以實習中面對的工作為對象，成果可以是軟件設計，算法設計或評價，數(shù)據(jù)統(tǒng)計推斷，智能方法在儀器和信號分析中的應用，綜合性方案設計，系統(tǒng)流程介紹等。

10.畢業(yè)生適用范圍。本專業(yè)以培養(yǎng)適應未來醫(yī)學信息產業(yè)和社會需求的、產學研醫(yī)交叉的專業(yè)復合型高端工程技術人才為目標，就業(yè)面向醫(yī)院、醫(yī)藥院校及科研單位、醫(yī)藥衛(wèi)生管理部門、醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)公司、醫(yī)療儀器公司以及其它信息工程企業(yè)等。學生就業(yè)前景廣闊，畢業(yè)后能夠在大型綜合性醫(yī)院中從事醫(yī)學影像處理、醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析、智能診療、智能檢驗、智能康復等工作；或者在相關智能醫(yī)療企業(yè)、高校、科研院所從事智能醫(yī)學工程相關研發(fā)工作。同時，專業(yè)畢業(yè)生還可進一步攻讀智能科學與技術、生物醫(yī)學工程、醫(yī)學信息學及相關學科的研究生。

11.學院頂層設計，促進學生全面發(fā)展。專業(yè)所在學院主要承擔學校數(shù)學、物理、計算機基礎等自然科學類通識課程等，為本專業(yè)本科生和其他研究生的專業(yè)課程教學。學院非常重視對學生創(chuàng)新及實踐能力培養(yǎng)，在大數(shù)據(jù)競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽以及本科生數(shù)學建模大賽等一系列重大賽事中獲得了多個獎項。學院立足當下，面向未來，貫徹落實新時代黨的教育方針，按照學校辦學理念與發(fā)展布局，堅定信心，銳意進取，搶抓機遇，開拓創(chuàng)新，注重產學研貫通，著力培養(yǎng)具有紅色血脈、科學精神、人文情懷，以及較強實踐能力和終身學習能力的高素質專門人才，努力將學院辦成高質量、有特色的醫(yī)工融合人才培養(yǎng)與科技創(chuàng)新基地。

結語

本文首先介紹了新醫(yī)科的緣起以及內涵，然后詳細分析了智能醫(yī)學工程人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀，探討了新醫(yī)科建設及其智能醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的緊迫性和必要性，再從課程建設、實驗室建設、評價方式、師資隊伍和學生就業(yè)等多個方面，初步探討了智能醫(yī)學工程人才培養(yǎng)路徑。期望本論文有助于全國各高等院校正確深入地探索該人才培養(yǎng)模式，并不斷提高人才培養(yǎng)質量，有效地推進我國新醫(yī)科建設工作。