口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)交叉融合教學(xué)的改革與探索

彭倩 劉斌杰 彭志偉

摘 ?要：“新醫(yī)科”背景下，醫(yī)工交叉融合成為各大高校學(xué)科建設(shè)和醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的重要切入點(diǎn)。針對我國當(dāng)前口腔醫(yī)學(xué)教育模式及“醫(yī)工結(jié)合”教學(xué)改革存在的不足，文章探討了如何深化口腔醫(yī)學(xué)教改，進(jìn)行復(fù)合型創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，提出了口腔醫(yī)學(xué)與工科交叉融合教學(xué)改革的總體新思路與方案，強(qiáng)調(diào)應(yīng)注重人才培養(yǎng)目標(biāo)定位、專業(yè)課程融合、“醫(yī)工結(jié)合”平臺(tái)建設(shè)。通過構(gòu)建口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)深度結(jié)合的教學(xué)培養(yǎng)新模式，實(shí)現(xiàn)資源共享、人才共育，提高學(xué)生的科學(xué)思維水平和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)跨學(xué)科的高水平創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：口腔醫(yī)學(xué)；工程科學(xué)；交叉融合；教學(xué)改革；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1673-7164（2024）02-0113-04

隨著人類文明及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高新材料學(xué)、信息學(xué)、人工智能計(jì)算機(jī)學(xué)等學(xué)科飛速發(fā)展，單一的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式逐漸向以“醫(yī)工文理”等多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新教育新模式轉(zhuǎn)變［1］，新醫(yī)科背景下的“醫(yī)工交叉融合”因此成為各大高校學(xué)科建設(shè)和醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的重要切入點(diǎn)。口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)是臨床醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)專業(yè)之一，現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)涵要求將口腔醫(yī)學(xué)與人文、心理、信息學(xué)、冶金與材料學(xué)等進(jìn)行交叉融合并運(yùn)用于課程與臨床教學(xué)實(shí)踐。近年來，我國高等教育和衛(wèi)生健康部門將加強(qiáng)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)，推進(jìn)“產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)”一體化發(fā)展，將“復(fù)合型創(chuàng)新人才”培養(yǎng)提升到國家戰(zhàn)略層面［2］。因此，針對我國當(dāng)前口腔醫(yī)學(xué)教育模式的不足，探討深化口腔醫(yī)學(xué)教育改革，培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新型人才，學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外發(fā)展學(xué)科的經(jīng)驗(yàn)，打破學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，努力建設(shè)高水平大學(xué)和“雙一流”學(xué)科，對國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及重大科技突破具有重要意義［3］。

一、口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)交叉融合的重要性

口腔醫(yī)學(xué)是一門與工程科學(xué)緊密相關(guān)的學(xué)科，在口腔專業(yè)教學(xué)中需運(yùn)用口腔材料、影像、計(jì)算機(jī)導(dǎo)航等新材料、新技術(shù)及設(shè)備等，而目前的口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)中尚無相應(yīng)的交叉學(xué)科體系構(gòu)架，教科書的知識(shí)點(diǎn)會(huì)相對陳舊滯后，難以滿足臨床實(shí)際發(fā)展需求和教學(xué)需要［4］。因此，為了緊隨冶金與材料學(xué)、信息學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)等工科的迅猛發(fā)展，在口腔專業(yè)教學(xué)中開設(shè)工程課程，將新理論、新理念融入課程教學(xué)是新時(shí)代及新醫(yī)科背景下醫(yī)學(xué)教育發(fā)展的要求［5］。在口腔臨床工作過程中，需要如樹脂等補(bǔ)牙材料、牙冠等修復(fù)材料、種植體材料、3D打印顱頜面導(dǎo)交叉學(xué)科知識(shí)，做好知識(shí)構(gòu)架與儲(chǔ)備，可讓初入臨床的學(xué)生更易掌握專業(yè)技能，為未來的臨床診療工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)交叉融合中存在的問題

醫(yī)工交叉融合不是口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)知識(shí)的簡單疊加，而是要以臨床需求、社會(huì)需求為導(dǎo)向有機(jī)融合相關(guān)學(xué)科知識(shí)，發(fā)揮相互交叉、優(yōu)勢互補(bǔ)、知識(shí)交疊的最大效益，形成專業(yè)特色，達(dá)到提高學(xué)科水平及人才培養(yǎng)質(zhì)量的綜合效應(yīng)［6］。

（一）融合深度不足

“醫(yī)工結(jié)合”的主要目標(biāo)是以醫(yī)學(xué)為載體，利用工學(xué)最先進(jìn)的技術(shù)，以協(xié)同創(chuàng)新、開放共享的精神解決臨床需求，突破各自領(lǐng)域的局限，互利共贏，實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的深度交叉融合，培養(yǎng)通曉醫(yī)學(xué)和工學(xué)知識(shí)的復(fù)合型創(chuàng)新人才。目前，非醫(yī)科院校和醫(yī)科院校間的聯(lián)合難以產(chǎn)生具有廣泛影響力的成果及效應(yīng)，“形融”有余而“意融”不足。其根本原因在于未能有效減小或消除醫(yī)工學(xué)科間的體制障礙和學(xué)科差異［7］。各大高?，F(xiàn)行的學(xué)科評(píng)估體系、科研人員評(píng)價(jià)體系和考核評(píng)聘制度大多強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科、主導(dǎo)學(xué)科及項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)、高水平論文、專利和獲獎(jiǎng)等排名，跨學(xué)科研究未被重視以及相關(guān)排名對現(xiàn)存利益分配格局產(chǎn)生影響，使得“醫(yī)工結(jié)合”缺乏有機(jī)整合和深度交融［8］?？谇会t(yī)學(xué)和工程專業(yè)在知識(shí)體系、教學(xué)模式、價(jià)值體現(xiàn)和人才培養(yǎng)等方面存在較大差異，學(xué)科間的知識(shí)壁壘使醫(yī)工教研人員對學(xué)科結(jié)合熱情不高、意識(shí)薄弱、缺乏有效溝通，阻礙了深度融合。

（二）學(xué)科間發(fā)展失衡

我國各大工科院校大多擁有強(qiáng)勢學(xué)科及專業(yè)，仍沿用“以學(xué)科為中心”的教育模式，將目光及工作重心傾斜于自己的優(yōu)勢領(lǐng)域［9］。無論在基礎(chǔ)研究、項(xiàng)目開發(fā)、應(yīng)用前景還是在課程設(shè)置、學(xué)科體系及教育教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面都強(qiáng)調(diào)主干學(xué)科的發(fā)展。然而，醫(yī)學(xué)院校也有其自身的發(fā)展特點(diǎn)，更多的是注重臨床實(shí)際診療操作，在教學(xué)內(nèi)容、課程體系等構(gòu)建中以醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和考核操作技能為主，資源、經(jīng)費(fèi)與精力投入過于集中。因此，各學(xué)科過分聚焦自身發(fā)展，鮮少有教研員工兼具口腔醫(yī)學(xué)和工科教育背景，缺乏復(fù)合型領(lǐng)軍人才、高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的支持，導(dǎo)致醫(yī)工交叉跨學(xué)科高水平發(fā)展難度較大［10］。

（三）教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)的口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)模式主要以教科書為素材進(jìn)行講解，對于與工程相關(guān)的新理論及新技術(shù)引入不及時(shí)，知識(shí)點(diǎn)講解抽象，缺乏鮮活感，難以激發(fā)學(xué)生的興趣。此外，局限于單以口腔醫(yī)學(xué)課程為主的教學(xué)內(nèi)容難以實(shí)現(xiàn)醫(yī)工交叉知識(shí)融合及學(xué)科應(yīng)用跨越式發(fā)展，在強(qiáng)調(diào)醫(yī)學(xué)內(nèi)容的同時(shí)既未將工科課程銜接融入，也沒有促進(jìn)工程方法教學(xué)在口腔醫(yī)學(xué)中的運(yùn)用。單一教學(xué)模式已無法滿足新醫(yī)改下課堂教學(xué)要求?，F(xiàn)代教學(xué)課堂更加強(qiáng)調(diào)合作、探究、自主教學(xué)模式，教師創(chuàng)設(shè)醫(yī)工問題情景，結(jié)合案例教學(xué)，學(xué)生積極探索知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)融合思維框架，推動(dòng)研究型教學(xué)、多學(xué)科交叉及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)［11］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段教師單純注重臨床操作技能的演練，實(shí)驗(yàn)室缺乏工科實(shí)踐教學(xué)基地與平臺(tái)，學(xué)生對“醫(yī)工結(jié)合”的課堂內(nèi)容缺乏深入理解和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。

三、口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)交叉融合教學(xué)的總體思路與改革方案

口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)的結(jié)合是未來醫(yī)學(xué)不斷創(chuàng)新發(fā)展的重要方向。在新時(shí)代背景下如何推動(dòng)“醫(yī)工結(jié)合”提升高?？萍紕?chuàng)新能力及核心競爭力，創(chuàng)建世界一流大學(xué)，是值得高度重視和深入研究的課題［7，12］。

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)和臨床實(shí)踐應(yīng)充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)院的優(yōu)勢，確立掌握口腔醫(yī)學(xué)和工程知識(shí)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，以臨床問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情［13］。首先，醫(yī)學(xué)院可邀請具備“醫(yī)工結(jié)合”背景的醫(yī)學(xué)專家或者工科領(lǐng)域?qū)W者進(jìn)行以“口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)的交叉融合教研模式探索”等為主題的學(xué)術(shù)報(bào)告或者座談會(huì)，拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野及思維能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，提高學(xué)習(xí)和研究興趣，增強(qiáng)創(chuàng)新能力［14］。其次，在口腔專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的全過程中，始終保持交叉學(xué)科的認(rèn)知思維，從臨床需要解決的實(shí)際問題出發(fā)，合理引入新技術(shù)、新材料、新設(shè)備。課余時(shí)間，組織學(xué)生圍繞“口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)的交叉融合”進(jìn)行居民、企業(yè)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等周邊調(diào)查，激發(fā)學(xué)生自主探索的興趣，強(qiáng)化討論和交流，激活思維創(chuàng)造性，提升學(xué)生的學(xué)科知識(shí)水平、創(chuàng)新科研水準(zhǔn)、凝練與解決問題的能力［15］。

（二）專業(yè)課程融合

目前，大多數(shù)口腔醫(yī)學(xué)課程僅注重專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，與工程相關(guān)課程占比甚少?？谇会t(yī)學(xué)教研室應(yīng)科學(xué)規(guī)劃多學(xué)科交叉教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建不同層次、不同階段的交叉課程與實(shí)踐教學(xué)。在課程安排上，提高工程相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)課程比例，如增加數(shù)字化技術(shù)、冶金與材料工程等專業(yè)課程［16］。在教學(xué)內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)口腔醫(yī)學(xué)和工科知識(shí)相互滲透，形成學(xué)研產(chǎn)用相結(jié)合的教學(xué)體系。在教學(xué)方法上，探索新的教學(xué)模式，如在口腔解剖生理學(xué)、口腔頜面醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)、口腔材料學(xué)和口腔科臨床技能等課程教學(xué)上靈活運(yùn)用醫(yī)工學(xué)科知識(shí)和技術(shù)，遵循“工為醫(yī)用”，培養(yǎng)高質(zhì)量人才。在口腔醫(yī)學(xué)課程的具體教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)圍繞以下四門主干課程進(jìn)行醫(yī)工交叉融合：

1. 口腔解剖生理學(xué)

口腔解剖生理學(xué)牽涉眾多牙體和組織結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)知識(shí)，包括牙體解剖生理、牙列、牙合、頜位等，其組織結(jié)構(gòu)包括頜面部骨骼、關(guān)節(jié)及其附屬結(jié)構(gòu)、肌肉、血管神經(jīng)等，需要學(xué)生對局部、系統(tǒng)、斷層和顯微解剖學(xué)等知識(shí)有較全面系統(tǒng)的掌握。口腔解剖學(xué)內(nèi)容繁雜、名詞眾多、知識(shí)點(diǎn)零碎，教學(xué)方式陳舊，因知識(shí)點(diǎn)晦澀難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。在教學(xué)過程中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)技術(shù)攝取三維立體標(biāo)本，制作多維度模型及數(shù)字圖譜，可讓學(xué)生對口腔血管、神經(jīng)、肌肉等局部結(jié)構(gòu)解剖與整體整合學(xué)習(xí)記憶，進(jìn)而融會(huì)貫通，形成牢固記憶。因此，有機(jī)結(jié)合口腔醫(yī)學(xué)與數(shù)字化技術(shù)，可讓學(xué)生系統(tǒng)直觀地認(rèn)識(shí)口腔臨床解剖，有效提升教學(xué)效果。

2. 口腔頜面醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)

在口腔疾患的診斷過程中需要運(yùn)用工程學(xué)的技術(shù)和設(shè)備，如CBCT、Ｘ射線攝影、灰階超聲、造影技術(shù)、口腔掃描儀等，結(jié)合工程科學(xué)原理，使學(xué)生深刻理解口腔疾病及口腔頜面部解剖影像。閱讀影像資料時(shí)，理解不同部位、不同組織結(jié)構(gòu)、不同疾病的成像原理，同一種疾病，影像學(xué)表現(xiàn)并不典型，因此應(yīng)根據(jù)疾病臨床特征及多種客觀檢查結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，獲得全面信息，以了解正確的疾病診斷辦法。教師在臨床帶教中引導(dǎo)口腔醫(yī)學(xué)生由表及里，由內(nèi)而外，按照一定的規(guī)程和正確的方法學(xué)習(xí)影像學(xué)，理解成像原理，透過疾病紛繁的表象剖析本質(zhì)，對具有復(fù)雜性和缺乏特異性的影像進(jìn)行鑒別，做到觸類旁通，為今后的臨床診療工作奠定基礎(chǔ)［17］。

3. 口腔材料學(xué)

口腔疾病是指主要發(fā)生在牙及其周圍組織上造成組織缺損或缺失的疾患。例如當(dāng)牙齒受到外傷、細(xì)菌感染、酸堿腐蝕等誘因出現(xiàn)缺損或缺失，以及頜面部腫瘤或骨折等原因需要重建口腔頜面部形態(tài)及功能，需要利用樹脂、烤瓷、鈦金屬等各類修復(fù)材料恢復(fù)。因此，口腔修復(fù)的需求決定了口腔未來材料的發(fā)展方向［18］。不同種類的修復(fù)治療工作應(yīng)選擇合適的材料，選擇的基礎(chǔ)首先是遵循生物醫(yī)學(xué)的原則，并充分了解各種材料的成分及所具有的主要理化及生物學(xué)性能。另外，基于材料特性制訂合理的操作程序。因此，口腔醫(yī)師應(yīng)掌握口腔臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)和口腔材料學(xué)知識(shí)及熟練的應(yīng)用技術(shù)，提高修復(fù)水平，達(dá)到主動(dòng)創(chuàng)新目的?？谇徊牧蠈W(xué)的發(fā)展往往與工程科學(xué)的進(jìn)步與壯大密切相關(guān)，工程技術(shù)上的突破能讓口腔材料學(xué)及口腔臨床診療工作得以精進(jìn)與提高。因此，培養(yǎng)精通口腔醫(yī)學(xué)知識(shí)，具有跨學(xué)科創(chuàng)新能力的口腔臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)人才是口腔人才培養(yǎng)的努力方向。

4. 口腔科臨床技能

口腔科臨床實(shí)踐教學(xué)要求培養(yǎng)學(xué)生良好的動(dòng)手能力，扎實(shí)的臨床操作技能，在臨床教學(xué)中運(yùn)用3D教具模型或者計(jì)算機(jī)機(jī)器人技術(shù)，讓學(xué)生模擬操作，可有效提高技能水平［19］。如在頜面部骨折臨床教學(xué)中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維有限元分析，模擬骨折的生物力學(xué)原理，不僅可使學(xué)生掌握骨折成因及骨折類型，還可結(jié)合數(shù)字解剖看到骨折的部位及考慮到骨折周圍毗鄰的重要解剖結(jié)構(gòu)，使用計(jì)算機(jī)導(dǎo)航虛擬技術(shù)，進(jìn)行復(fù)位和固定的模擬手術(shù)操作，可有效避免在臨床實(shí)際操作過程中，因畏懼和緊張情緒可能導(dǎo)致操作不規(guī)范或出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。通過醫(yī)工交叉融合，將口腔專業(yè)抽象的知識(shí)生動(dòng)化、形象化甚至可視化，促使學(xué)生系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)和理解臨床診療的實(shí)踐。

（三） “醫(yī)工結(jié)合”平臺(tái)建設(shè)

為充分滿足口腔臨床醫(yī)學(xué)對工程實(shí)踐能力的需求，應(yīng)以融合知識(shí)實(shí)際應(yīng)用與創(chuàng)新為目標(biāo)，大力加強(qiáng)“醫(yī)工結(jié)合”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，營造創(chuàng)新氛圍，搭建實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新平臺(tái)，使實(shí)踐體系呈現(xiàn)出“醫(yī)學(xué)深厚，工學(xué)完備，醫(yī)工結(jié)合”的特點(diǎn)。在口腔醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)涵蓋醫(yī)用材料、生理、解剖、計(jì)算機(jī)智能控制等模塊的具有學(xué)科交叉特色的綜合實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生既能學(xué)習(xí)口腔醫(yī)學(xué)知識(shí)，又能掌握與之相關(guān)的工程理論以及常見的生理、生化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能?！搬t(yī)工結(jié)合”建設(shè)平臺(tái)還可為學(xué)生提供醫(yī)工融合的系統(tǒng)化訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)資源共享，人才共育，更好地提高學(xué)生解決實(shí)際問題的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高水平跨學(xué)科特色人才［20］。

四、結(jié)語

新醫(yī)科背景下“口腔醫(yī)學(xué)與工程科學(xué)交叉融合”教研形式勢如破竹，針對“醫(yī)工交叉”融合教學(xué)當(dāng)前存在的不足與缺陷，文章提出了改革的總體新思路與方案，強(qiáng)調(diào)應(yīng)注重人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)課程融合、“醫(yī)工結(jié)合”平臺(tái)建設(shè)。通過構(gòu)建口腔科學(xué)與工程科學(xué)深度結(jié)合的教學(xué)新模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)不足，促進(jìn)醫(yī)科和工科教師的深入合作，有利于學(xué)生以臨床需求為導(dǎo)向，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力，培養(yǎng)復(fù)合型和多元化創(chuàng)新人才。

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（責(zé)任編輯：羅欣）

基金項(xiàng)目：2022年度中南大學(xué)研究生教育教學(xué)改革項(xiàng)目“口腔醫(yī)學(xué)與理工科學(xué)交叉融合教學(xué)新模式的探索與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：2022JGB077）；2021年度中南大學(xué)研究生教育教學(xué)改革項(xiàng)目“現(xiàn)代冶金新技術(shù)課程思政建設(shè)”（項(xiàng)目編號(hào)：2021 YJSKSA22）。

作者簡介：彭倩（1989—），女，博士，中南大學(xué)湘雅口腔醫(yī)（學(xué)）院主治醫(yī)師，副研究員，研究方向?yàn)榭谇簧锊牧?；劉斌杰?970—），男，博士，中南大學(xué)湘雅口腔醫(yī)（學(xué)）院主任醫(yī)師，副教授，研究方向?yàn)榭谇火つぐ┣安∽?、牙周病及自體牙再植；彭志偉（1983—），男，博士，中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)槲⒉ㄒ苯?、功能材料制備等?/p>