新醫(yī)科背景下納米醫(yī)學(xué)課程教學(xué)改革

范 博，劉玉龍，李利平,3，翟少東，張瑞平,△

(1山西醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心， 太原 030001； 2山西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室； 3山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院化學(xué)教研室； △通訊作者)

2018年，教育部針對中國高等教育的現(xiàn)狀提出了加快實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0。其中，新醫(yī)科建設(shè)是醫(yī)學(xué)教育為了適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的要求，由從治療為主到向兼具預(yù)防治療、康養(yǎng)的生命健康全周期的醫(yī)學(xué)新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系的變革。新醫(yī)科建設(shè)以醫(yī)工理文融通、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、智能醫(yī)學(xué)為特征，融合傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了醫(yī)科與多學(xué)科深度交叉融合、高水平的醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系的基本建立[1]。因此，加快醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育向以醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)X交叉學(xué)科支撐的醫(yī)學(xué)教育新模式轉(zhuǎn)變，對于培養(yǎng)能夠運(yùn)用交叉學(xué)科知識解決未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題的高層次醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才至關(guān)重要。

1 新醫(yī)科背景下開設(shè)納米醫(yī)學(xué)課程具有重要意義

納米醫(yī)學(xué)是一門運(yùn)用納米技術(shù)的理論與方法，開展生物醫(yī)學(xué)研究和臨床治療的新興交叉學(xué)科，在生物技術(shù)、醫(yī)藥衛(wèi)生和健康工程等方面均具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用潛力。近年來，交叉學(xué)科建設(shè)的重要性日漸突出，已成為高等教育的持續(xù)發(fā)展部分[2]。智能化醫(yī)療的發(fā)展及復(fù)合型人才需求的提出，使醫(yī)學(xué)教育模式從傳統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)為支撐向以醫(yī)X交叉學(xué)科的新醫(yī)科模式轉(zhuǎn)變[3]。納米醫(yī)學(xué)作為生命科學(xué)與材料科學(xué)的交叉前沿，具有典型的醫(yī)工融合特點(diǎn)。隨著學(xué)科之間日趨交融，納米技術(shù)對醫(yī)學(xué)的滲透與影響顯而易見：醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，開發(fā)基于光聲成像、磁共振成像、PET成像、光學(xué)成像等成像手段的新型納米探針，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞和分子水平成像，可為疾病的精準(zhǔn)診斷提供定性、定位、定量資料；生物醫(yī)藥領(lǐng)域，新型靶向納米遞送系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)向病灶精準(zhǔn)靶向遞送藥物，而且共負(fù)載成像對比劑/藥物時(shí)可實(shí)現(xiàn)診斷治療一體化以及圖像引導(dǎo)下的治療，有利于對藥物療效進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)給藥方案；再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研發(fā)促進(jìn)組織再生和組織/材料界面融合的納米材料，用于組織修復(fù)與替代的永久性植入物表面涂層、引導(dǎo)組織再生支架、結(jié)構(gòu)性永久植入物、植入性治療與監(jiān)測用傳感器等；外科手術(shù)輔助領(lǐng)域：基于納米光學(xué)和納米電子學(xué)技術(shù)發(fā)展智能儀器設(shè)備、手術(shù)機(jī)器人等；診斷工具方面：基于納米流體和納米加工技術(shù)，發(fā)展基因檢驗(yàn)、超靈敏標(biāo)記與檢測技術(shù)、高通量和多重分析技術(shù)等[4,5]。由此可見，作為將納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一門新興交叉學(xué)科，納米醫(yī)學(xué)正加速更新著人們對于生命活動機(jī)制的認(rèn)識，同時(shí)在重大疾病的早期診斷及治療等方面推動著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展。但是，我國針對納米醫(yī)學(xué)在重大疾病特別是癌癥診斷和治療方面的研究與發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定的差距，需要加大基礎(chǔ)研究力度和實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，逐步建立和健全我國在癌癥診斷和治療方面的標(biāo)準(zhǔn)，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距。因此，納米醫(yī)學(xué)課程的設(shè)置有利于拓展學(xué)生知識面，推動醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展，特別是該課程鮮明的學(xué)科交叉特征有助于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用交叉學(xué)科知識解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿問題。

2 我校納米醫(yī)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

納米醫(yī)學(xué)課程隸屬于我校新醫(yī)科背景下醫(yī)工結(jié)合方向的納米技術(shù)與生物醫(yī)藥課程群。為了幫助醫(yī)學(xué)、藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生了解納米醫(yī)學(xué)的知識背景、發(fā)展?fàn)顩r和未來發(fā)展趨勢，我校于2019年開設(shè)了納米技術(shù)與生物醫(yī)藥課程群。該課程群由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、口腔醫(yī)學(xué)院、醫(yī)學(xué)影像學(xué)系聯(lián)合推出，覆蓋臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、口腔、醫(yī)學(xué)技術(shù)等專業(yè)，內(nèi)容包括納米材料的制備、表征以及在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用。其中，納米醫(yī)學(xué)課程主要介紹了納米醫(yī)學(xué)材料、納米藥物遞送系統(tǒng)、納米技術(shù)在成像診斷及體外檢測中的應(yīng)用以及生物醫(yī)用高分子等。該課程旨在幫助學(xué)生獲得納米醫(yī)學(xué)的基本知識，了解精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)背景下納米技術(shù)對于疾病的診斷、預(yù)防和精準(zhǔn)治療的意義，掌握研究本學(xué)科的一般方法并運(yùn)用納米技術(shù)解決傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)技術(shù)難以解決的問題。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解納米醫(yī)學(xué)的高度交叉性，融會貫通納米技術(shù)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)及化學(xué)等學(xué)科與納米醫(yī)學(xué)相關(guān)的知識點(diǎn)，并了解納米醫(yī)學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程和臨床醫(yī)學(xué)中的特殊地位和作用，進(jìn)而培養(yǎng)和增強(qiáng)自身學(xué)習(xí)納米醫(yī)學(xué)的興趣和社會責(zé)任感。

納米醫(yī)學(xué)課程打破了學(xué)科界限，為構(gòu)建醫(yī)工產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新體系以及醫(yī)工結(jié)合共同體提供了有力支撐，也為學(xué)生從事高水平的醫(yī)學(xué)科學(xué)研究搭建課程橋梁，對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展具有重要的推動作用。但是在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，納米醫(yī)學(xué)課程現(xiàn)階段教學(xué)存在以下問題：①授課形式拘泥于以教師為中心、以課堂為中心的模式，學(xué)生接受的大多是理論知識，認(rèn)識不夠直接形象；②教學(xué)內(nèi)容模塊相互融合和滲透不足，課程缺乏多學(xué)科思維；③因?qū)W校未開設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，導(dǎo)致學(xué)生動手實(shí)踐機(jī)會存在不足，對納米醫(yī)學(xué)的認(rèn)識和理解不夠深入；④調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)方面有不足，填鴨式的輸入讓學(xué)生被動接受知識，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，針對目前納米醫(yī)學(xué)課程存在問題，設(shè)計(jì)合適的教學(xué)情境，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)思維，促進(jìn)拔尖人才科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，推進(jìn)課程改革勢在必行。

3 基于醫(yī)工融合的納米醫(yī)學(xué)課程建設(shè)主要思路和實(shí)施路徑

3.1 以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為中心積極開展課程建設(shè)的主要思路

在教育部提出發(fā)展新醫(yī)科的背景下，人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式應(yīng)順應(yīng)時(shí)代需求，著重落實(shí)“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0”，以進(jìn)一步提高當(dāng)前醫(yī)學(xué)教育質(zhì)量，樹立符合新醫(yī)科要求的醫(yī)學(xué)教育理念。新醫(yī)科將傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育與更多的新興和前沿學(xué)科進(jìn)行有效整合，更加重視培養(yǎng)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新能力，對醫(yī)學(xué)課程建設(shè)提出更高的標(biāo)準(zhǔn)[6,7]。新醫(yī)科背景下，納米醫(yī)學(xué)課程不能僅僅立足于知識傳授，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，特別是培養(yǎng)學(xué)生能夠充分運(yùn)用前沿技術(shù)解決臨床中科學(xué)問題的能力。

納米醫(yī)學(xué)課程覆蓋臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、口腔、醫(yī)學(xué)技術(shù)等專業(yè)。作為典型的交叉學(xué)科，納米醫(yī)學(xué)課程內(nèi)容前沿性強(qiáng)，知識更新速度快，新的熱點(diǎn)問題層出不窮，因此，教師在教學(xué)準(zhǔn)備及授課過程中不能僅僅是醫(yī)科與工科知識疊加，必須充分發(fā)揮醫(yī)工融合特點(diǎn)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)對學(xué)科知識進(jìn)行有效融合，發(fā)揮1+1>2的作用。本課程在深度分析醫(yī)學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)科特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，一方面立足于豐富的醫(yī)學(xué)資源，便于結(jié)合臨床問題，另一方面，整合“醫(yī)工復(fù)合型”師資力量，教師團(tuán)隊(duì)由具有臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、化學(xué)材料、藥學(xué)等多學(xué)科背景的教師組成，通過多元領(lǐng)域有效交叉，將教學(xué)內(nèi)容、方法實(shí)踐、教學(xué)主體等基本要素有機(jī)結(jié)合到一起，堅(jiān)持醫(yī)工結(jié)合、工為醫(yī)用的教學(xué)特色，協(xié)同服務(wù)于學(xué)科教學(xué)目標(biāo)。

3.2 項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)為手段，運(yùn)用TBL教學(xué)法實(shí)施理論課和實(shí)踐課教學(xué)，并有機(jī)融合課程思政

在納米醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)活動中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以創(chuàng)新思維培養(yǎng)為目標(biāo)，運(yùn)用TBL教學(xué)法以項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)有效融合理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)。TBL(team-based learning)教學(xué)法是以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)，由教師給出明確的學(xué)習(xí)方向，以解決問題為目標(biāo)的教學(xué)方法[8]。項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)是以“項(xiàng)目”為中心，通過項(xiàng)目實(shí)施推動教學(xué)活動，在項(xiàng)目結(jié)束后形成一個(gè)較為完整的成果或作品[9]。因此，基于TBL教學(xué)法的項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)過程重視以學(xué)生為中心，通過分析問題和解決問題的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。整個(gè)教學(xué)過程主要由項(xiàng)目導(dǎo)入、計(jì)劃制定、計(jì)劃實(shí)施、成果展示四個(gè)環(huán)節(jié)組成。首先，教學(xué)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)介紹納米醫(yī)學(xué)的基本概念、生物效應(yīng)、納米藥物和納米成像等知識，帶領(lǐng)學(xué)生參觀納米生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室并且鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索熱情。第二，教師根據(jù)學(xué)生知識和能力水平制定研究項(xiàng)目，明確項(xiàng)目任務(wù)，劃分項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目選題以教師的科研項(xiàng)目、創(chuàng)新課題或競賽項(xiàng)目為基礎(chǔ)，注重趣味性、應(yīng)用性和啟發(fā)性相結(jié)合。依據(jù)項(xiàng)目的功能和性能指標(biāo)劃分項(xiàng)目模塊，學(xué)生可根據(jù)興趣組建研究團(tuán)隊(duì)，并領(lǐng)取項(xiàng)目的具體要求、完成時(shí)間和成果的評價(jià)方式等內(nèi)容。第三，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)等方式，閱讀相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)操作，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)施計(jì)劃。第四，學(xué)生按照制定好的計(jì)劃逐步完成項(xiàng)目任務(wù)，指導(dǎo)教師全程指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生以及學(xué)生之間的針對項(xiàng)目執(zhí)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論、探索和交流。第五，學(xué)生以小組為單位，在課堂上展示項(xiàng)目成果(文獻(xiàn)匯報(bào)或?qū)嶒?yàn)成果)，通過教師評價(jià)、生生互評方式，反思學(xué)習(xí)過程。

通過以上教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)了本課程以教師為中心到以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變，理論環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的有機(jī)統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)知識和關(guān)鍵技能；通過項(xiàng)目驅(qū)動充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生具有高尚醫(yī)德、嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，培育精益求精的敬業(yè)精神。因此，我們通過對納米醫(yī)學(xué)課程進(jìn)行以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為中心、項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)為手段并有機(jī)融合課程思政，有助于推進(jìn)以注重培養(yǎng)學(xué)生的研究探索和學(xué)術(shù)交流為核心的納米醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)改革，構(gòu)筑強(qiáng)能力、精專業(yè)、厚基礎(chǔ)的知識體系構(gòu)架，對接醫(yī)學(xué)、工科、理科交叉融通，促進(jìn)學(xué)科與專業(yè)間的課程共享與師生交流，培養(yǎng)多學(xué)科背景的復(fù)合型高層次醫(yī)學(xué)人才?；诶碚撆c實(shí)踐相結(jié)合模式的納米醫(yī)學(xué)課程勢必為構(gòu)建醫(yī)工產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新體系以及醫(yī)工結(jié)合共同體提供有力支撐，為學(xué)生從事高水平的醫(yī)學(xué)科學(xué)研究搭建了課程橋梁，為推動地方醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系的發(fā)展添磚加瓦[10]。