“理醫(yī)工”結(jié)合下生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)研究與探討

毛穎基

摘 要：生物醫(yī)學(xué)工程是“理醫(yī)工”結(jié)合背景下具有典型理醫(yī)工交叉融合特色的新興專業(yè)。為了與我國(guó)教育發(fā)展戰(zhàn)略相契合，適應(yīng)社會(huì)人才需求，通過(guò)分析生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“理醫(yī)工”結(jié)合的必要性以及目前“理醫(yī)工”交叉學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合“理醫(yī)融通、教研并重、服務(wù)醫(yī)藥、追求卓越”的辦學(xué)理念，對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“理醫(yī)工”結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行研究與探討，從而為教育出高素質(zhì)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)復(fù)合型人才提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程；醫(yī)工結(jié)合；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2023）02-0102-04

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和教育水平的不斷發(fā)展，各門學(xué)科相互滲透融合，交叉學(xué)科漸漸成為高等教育發(fā)展的重點(diǎn)，是高等教育的新任務(wù)與新要求?！秶?guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》指出，我們要重視新興前沿學(xué)科和交叉學(xué)科的教學(xué)水準(zhǔn)，從而進(jìn)一步推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)水平。而生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)正是具有理工科和醫(yī)科相結(jié)合特色的交叉學(xué)科，同時(shí)運(yùn)用了理學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的原理與方法，為了提高人類生命健康水平，從疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)各階段入手并采取綜合措施，研究生物體的結(jié)構(gòu)功能從而解決生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題[1]。所以未來(lái)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)需要緊跟國(guó)家高等教育發(fā)展的重點(diǎn)，不再單一發(fā)展該學(xué)科，而是在“醫(yī)工結(jié)合”理念的基礎(chǔ)上改革生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)模式，進(jìn)一步探索新興人才的教育方法，培養(yǎng)出新一代“理醫(yī)工”結(jié)合的高層次創(chuàng)新型人才。

1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

生物醫(yī)學(xué)工程是目前國(guó)際上發(fā)展極為迅速的交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科，涵蓋了電子計(jì)算機(jī)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、力學(xué)以及材料學(xué)等，在生命科學(xué)領(lǐng)域具有極其重要的地位[2]。并且與單純理工科專業(yè)最為不同的是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)還結(jié)合了醫(yī)學(xué)的內(nèi)容，它的最終目的是為了更好地治療人類疾病，提高人類生活質(zhì)量。該專業(yè)的學(xué)生除了要學(xué)習(xí)理工科專業(yè)知識(shí)外，還要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)專業(yè)課程。課程內(nèi)容設(shè)置也完全符合當(dāng)下發(fā)展“理醫(yī)工”結(jié)合的理念，打破了生命科學(xué)領(lǐng)域原有的醫(yī)學(xué)研究與其他專業(yè)間的壁壘，為科學(xué)研究提供了醫(yī)學(xué)、理學(xué)和工程學(xué)的交互背景[3]。在這樣教學(xué)模式下培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生不僅能理解醫(yī)學(xué)方面的科研問(wèn)題，還能運(yùn)用理工科思維擴(kuò)展臨床科研思路，用“理醫(yī)工”結(jié)合下的思維和方法來(lái)更深入地研究探討生命領(lǐng)域的科研問(wèn)題。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科現(xiàn)在的發(fā)展正是充滿活力的時(shí)候，目前我國(guó)已有170多所高校開(kāi)設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，設(shè)立了35個(gè)國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，涵蓋不同類型的生物醫(yī)學(xué)專業(yè)方向[4]，為我國(guó)生物醫(yī)學(xué)教育進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。此外生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)外也發(fā)展迅猛，工程科學(xué)和物理科學(xué)這兩門學(xué)科對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的關(guān)注度都在不斷提升[5]，所以綜上所述，無(wú)論在國(guó)內(nèi)外這個(gè)專業(yè)都正是蓬勃發(fā)展的時(shí)候。

但是，在“健康中國(guó)2030”國(guó)家戰(zhàn)略進(jìn)行的大背景下，現(xiàn)代診療體系的發(fā)展速度加快，優(yōu)良診治技術(shù)的需求日益增加[6]，生物醫(yī)學(xué)人才的要求也不斷變高。我們急需深刻反思目前生物醫(yī)學(xué)工程的教育模式，系統(tǒng)改善生物醫(yī)學(xué)工程的復(fù)雜知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合“新醫(yī)科”和“新工科”國(guó)家戰(zhàn)略背景下的跨學(xué)科培養(yǎng)要求，教育出能夠勝任新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的創(chuàng)新型綜合人才，這對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義與深遠(yuǎn)的歷史意義。

2 “理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)高等院校結(jié)構(gòu)調(diào)整和高校體制改革，某些單科類醫(yī)學(xué)院校為了提高綜合實(shí)力和發(fā)展?jié)摿εc綜合性大學(xué)或理工科院校直接合并，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)、理學(xué)、工程學(xué)等交叉學(xué)科的簡(jiǎn)單相容。不過(guò)這種單純的多學(xué)科雜糅模式尚有很多不足，不能真正意義上的完成醫(yī)科和理工科的結(jié)合。普遍存在兩種典型問(wèn)題：一種是一門學(xué)科被另外一門同化，仍舊是主要學(xué)科發(fā)揮作用；另一種是兩門學(xué)科根本就沒(méi)有融會(huì)貫通，還是處于相互游離的狀態(tài)，二者間的學(xué)習(xí)壁壘完全沒(méi)有被打破，結(jié)合程度不夠[7]。有這兩種問(wèn)題的“理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科是不符合人才教育需求的，“理醫(yī)工”結(jié)合下人才培養(yǎng)的目標(biāo)應(yīng)該是既扎實(shí)掌握了醫(yī)學(xué)知識(shí)又能靈活運(yùn)用理工學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新型人才，所以簡(jiǎn)單學(xué)科間的相互堆砌并不符合我國(guó)人才培養(yǎng)需求，“理醫(yī)工”結(jié)合學(xué)科尚需要改革以跟上時(shí)代發(fā)展。

在教育部的號(hào)召下，各大院校積極響應(yīng)接連開(kāi)展了將理工科與醫(yī)科相融合培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)策略，主動(dòng)打破原始學(xué)科之間的隔閡，培養(yǎng)具有“理醫(yī)工”綜合素養(yǎng)的人才[3]。其中醫(yī)學(xué)專業(yè)由于從器械、藥劑的研發(fā)到耗材各個(gè)方面都離不開(kāi)理工科專業(yè)的合作與交流，所以更需要適應(yīng)“新醫(yī)科”的發(fā)展規(guī)劃，跨學(xué)科交融。并且現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，僅靠某一個(gè)學(xué)科單打獨(dú)斗已經(jīng)很難推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步了。想要解決疑難雜癥、深入推動(dòng)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，就要參考教育部提出的“新醫(yī)科”改革策略，借理工科技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)深度融合，將單純對(duì)癥下藥治療模式變?yōu)楦涌茖W(xué)全面的診療模式?！袄磲t(yī)工”結(jié)合下醫(yī)學(xué)進(jìn)步是理工科的追求目標(biāo)，而理工科思維與專業(yè)技術(shù)則是處理醫(yī)學(xué)問(wèn)題的“橋梁”。因此，在這種全面改革氛圍下，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為典型的理醫(yī)工交叉專業(yè)，依舊需要進(jìn)一步地采取改革措施融合發(fā)展，讓生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、理學(xué)、工程學(xué)進(jìn)一步融合發(fā)展，從而推動(dòng)“理醫(yī)工”結(jié)合專業(yè)的進(jìn)步。

3 “理醫(yī)工”結(jié)合下生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)研究與探討

當(dāng)下開(kāi)設(shè)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校，按照專業(yè)側(cè)重類型不同，大體可以分為醫(yī)學(xué)類院校和理工類院校，但這兩類高校設(shè)立的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)產(chǎn)生了兩種截然相反的教學(xué)模式。醫(yī)學(xué)類院校的課程設(shè)置側(cè)重于臨床醫(yī)學(xué)課程，缺乏理工科類教師，理工科教學(xué)相對(duì)薄弱；而理工類院校的課程安排則更加注重于理工科知識(shí)的講解和工科技術(shù)的學(xué)習(xí)，缺乏醫(yī)學(xué)專業(yè)教師，醫(yī)學(xué)課程比較少，臨床教學(xué)特別淺薄[8]。所以無(wú)論是理工科院校還是醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)模式從總體上來(lái)看都有著很大局限性，難以達(dá)到全面教學(xué)培養(yǎng)綜合型人才的目的，因此在“理醫(yī)工”結(jié)合的大環(huán)境下生物醫(yī)學(xué)教學(xué)急需改革創(chuàng)新，從而解決現(xiàn)有問(wèn)題跟上時(shí)代發(fā)展。

對(duì)于醫(yī)學(xué)類院校，由于缺乏理工科教學(xué)研究，同時(shí)醫(yī)學(xué)與理工科的融合也不夠深入。因此，開(kāi)設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合“面向人民生命健康”的國(guó)家戰(zhàn)略，抓住“百年未有之大變局”的歷史機(jī)遇，從以下幾個(gè)方面優(yōu)化和改進(jìn)教學(xué)模式，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的高素質(zhì)綜合人才。

3.1 構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程的課程結(jié)構(gòu)體系

交叉融合學(xué)科教學(xué)育人應(yīng)該以基礎(chǔ)學(xué)科課程構(gòu)建為根本，在課程學(xué)習(xí)中促進(jìn)醫(yī)學(xué)與理工學(xué)交叉相容。在教學(xué)中以基礎(chǔ)課程為切入點(diǎn)，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和交叉融合觀念，以增加學(xué)科間結(jié)合的深度，使交叉培養(yǎng)更全面、更扎實(shí)。基礎(chǔ)學(xué)科課程構(gòu)建需要選擇各學(xué)科最根本的特色專業(yè)課程，比如生物學(xué)的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)；醫(yī)學(xué)方面的生理學(xué)、系統(tǒng)解剖學(xué)或者局部解剖學(xué)；工程學(xué)基礎(chǔ)的材料科學(xué)基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等。這樣課程的設(shè)置非常全面，滿足人才培養(yǎng)的基本目標(biāo)，從基礎(chǔ)課程入手，打好基礎(chǔ)再提升專業(yè)深度，使“理醫(yī)工”結(jié)合在基礎(chǔ)層面達(dá)到一種和諧的狀態(tài)，易于學(xué)生理解和形成交叉思維。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)師資力量

由于生物醫(yī)學(xué)工程是一個(gè)多學(xué)科、強(qiáng)交叉的專業(yè)，包括生物學(xué)、高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個(gè)專業(yè)方向。所以普通醫(yī)學(xué)院校很難擁有如此專業(yè)全面的師資力量，普遍缺乏理工科的骨干教師[9]。而為了解決這一問(wèn)題學(xué)校需要采取一定策略去提升師資教學(xué)水平，首先需要提高薪資待遇以吸引新的理工科專家教授來(lái)校工作，然后邀請(qǐng)其他著名理工科大學(xué)的教授來(lái)校進(jìn)行座談會(huì)交流學(xué)科知識(shí)，從而彌補(bǔ)師資力量的暫時(shí)不足。

此外，教學(xué)教師除了教學(xué)時(shí)間以外相互之間容易缺乏聯(lián)系和交流，課程教學(xué)難以提前溝通安排，容易造成教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)與缺失，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)的能力。所以基于專業(yè)交叉學(xué)科的屬性努力建設(shè)與之相對(duì)應(yīng)的交叉型師資隊(duì)伍，對(duì)所有的教師加強(qiáng)培訓(xùn)與交流，讓他們能結(jié)合各科知識(shí)講解自己的課程內(nèi)容，從“理工科”綜合方面入手教學(xué)，更能方便學(xué)生理解與學(xué)習(xí)。

3.3 改善單調(diào)的教學(xué)模式

從理論教學(xué)模式來(lái)看，現(xiàn)階段理論教學(xué)基本是教師在教室講解PPT課件，學(xué)生坐在下面單純聽(tīng)講，缺乏交流互動(dòng)，教學(xué)氛圍死板沉默。教師難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)生也難以產(chǎn)生對(duì)課程的興趣。因此需要對(duì)此傳統(tǒng)教學(xué)模式做出改善措施，進(jìn)行小班化教學(xué)或者小組型教學(xué)，加強(qiáng)教師與學(xué)生間以及學(xué)生與學(xué)生間的溝通交流，帶動(dòng)課堂氣氛，提高學(xué)生專注度和興趣度，強(qiáng)化教學(xué)效果。

此外，生物醫(yī)學(xué)工程是一門綜合性和創(chuàng)新性都很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)過(guò)程中教師一定要起到帶頭作用，及時(shí)瀏覽最新的科研信息和專業(yè)知識(shí)，分享給學(xué)生以輔助他們理解課堂知識(shí)，引發(fā)他們的研究興趣。同時(shí)各大高等院校也應(yīng)提供線上教學(xué)平臺(tái)幫助學(xué)生了解最新的前沿信息，鼓勵(lì)他們利用課余時(shí)間在線上對(duì)具體教學(xué)案例以及新型科研熱點(diǎn)進(jìn)行討論探索，互相交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主性和科研探究能力。線上教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代不可或缺的一項(xiàng)教學(xué)模式，把生物醫(yī)學(xué)工程與線上教學(xué)相結(jié)合必定會(huì)產(chǎn)生更好的教學(xué)效果。

從實(shí)踐教學(xué)模式來(lái)看，實(shí)踐教學(xué)以往一般是由教師先結(jié)合PPT演示具體操作過(guò)程，然后學(xué)生分組后根據(jù)書本教材或者PPT模仿教師教學(xué)步驟去操作，追求得到相似甚至完全一樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，缺乏創(chuàng)新性和主觀能動(dòng)性，完全不能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣、增強(qiáng)操作動(dòng)手能力。所以在實(shí)踐教學(xué)上，我們要剔除陳舊模式，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性。模仿創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽模式，讓學(xué)生以個(gè)人或小組協(xié)作的方式，從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始，到實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，再到分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后討論并完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程。每一步都由他們自主完成，這可以促進(jìn)他們規(guī)劃實(shí)驗(yàn)、使用儀器、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的綜合能力。并且每次實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生自己總結(jié)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題提出解決辦法，可以同時(shí)鍛煉他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維和實(shí)踐動(dòng)手能力，從而更好地使醫(yī)學(xué)與理工科技術(shù)融合，增強(qiáng)個(gè)人綜合素養(yǎng)。

3.4 增強(qiáng)學(xué)生思想教育

現(xiàn)代管理學(xué)認(rèn)為，人的覺(jué)悟高于素質(zhì)，素質(zhì)高于智力，智力高于知識(shí)。所以加強(qiáng)學(xué)生思想教育，培養(yǎng)學(xué)生高尚的思想水平和正直的價(jià)值觀絕對(duì)是當(dāng)下一項(xiàng)重要任務(wù)[10]。特別是由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬于新興專業(yè)，開(kāi)設(shè)規(guī)模一般都不是很大，招收學(xué)生人數(shù)也不多，相對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)招生規(guī)模差很多，導(dǎo)致錄取生物醫(yī)學(xué)工程的同學(xué)在醫(yī)學(xué)院校里的自我專業(yè)認(rèn)同感比較低。再加上生物醫(yī)學(xué)工程的教學(xué)課程最多最復(fù)雜，很多學(xué)生就會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中迷失專業(yè)定位，找不準(zhǔn)自己的職業(yè)規(guī)劃。因此對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生加強(qiáng)思想教育的必不可少的，學(xué)校需要定期組織思想教育講座為生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生答疑解惑，幫助他們找尋專業(yè)的價(jià)值以及個(gè)人的價(jià)值。畢竟良好的思想教育有助于穩(wěn)定學(xué)生的心智，幫助學(xué)生找到“理醫(yī)工”學(xué)科學(xué)習(xí)的意義，提升就業(yè)和升學(xué)競(jìng)爭(zhēng)力，成為有助于社會(huì)發(fā)展的綜合性專業(yè)人才。

3.5 完善課程考核方式

生物醫(yī)學(xué)工程的課程內(nèi)容極其豐富而復(fù)雜，為了幫助學(xué)生切實(shí)掌握重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，摒棄多余且無(wú)關(guān)的瑣碎知識(shí)，我們需要對(duì)現(xiàn)有的課程考核方式進(jìn)行完善。優(yōu)秀的考核方式可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶去良好的引導(dǎo)作用，清晰地說(shuō)明學(xué)習(xí)重點(diǎn)和培養(yǎng)要求。本專業(yè)的期末考試不能每一門都像其他專業(yè)一樣考得很細(xì)很全面，因?yàn)楸緦I(yè)的課程是很多的，每門都考很細(xì)對(duì)學(xué)生的復(fù)習(xí)負(fù)擔(dān)過(guò)大了，并且也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生分不清課程重點(diǎn)，所以我們要讓考試內(nèi)容綜合又精簡(jiǎn)。同類別的課程可以綜合出到一張卷子上，僅涉及重點(diǎn)內(nèi)容和交叉內(nèi)容，使考試能全面綜合的反映學(xué)生交叉學(xué)科學(xué)習(xí)情況。此外，這是“理醫(yī)工”結(jié)合下的學(xué)科，我們要在重視筆試的同時(shí)重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，把實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程得分按一定比例計(jì)入最終成績(jī)，從而能全面評(píng)判學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)全面發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在“新工科”和“新醫(yī)科”的背景下，應(yīng)以國(guó)家“健康中國(guó)2030”重大戰(zhàn)略需求為指引，結(jié)合“理醫(yī)融通、教研并重、服務(wù)醫(yī)藥、追求卓越”的辦學(xué)理念，通過(guò)“理醫(yī)工”結(jié)合下生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程教學(xué)的研究與探討，深度融合了跨學(xué)科的知識(shí)體系，緊跟時(shí)代步伐，培養(yǎng)符合國(guó)家社會(huì)需求的理醫(yī)工結(jié)合人才，為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)和相關(guān)綜合學(xué)科事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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參考文獻(xiàn)：

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