人工智能賦能下醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索

0 引言

目前，人工智能（AI）與醫(yī)療健康的深度融合已成為推動社會進步的重要力量。2023年3月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步完善醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系的意見》，明確提出“加快推進互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用，加強健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)共享交換與保障體系建設(shè)”[1]。隨著“健康中國2030”戰(zhàn)略的不斷推進，按照“十四五”規(guī)劃對醫(yī)療信息化和醫(yī)學(xué)教育改革的明確要求，人工智能賦能下醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式正逐漸成為高等教育和醫(yī)療健康領(lǐng)域關(guān)注的焦點[2]。

從發(fā)展趨勢來看，人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成效。通過智能算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，人工智能在醫(yī)學(xué)影像診斷、輔助診斷、個性化治療和醫(yī)療數(shù)據(jù)管理等方面發(fā)揮著重要作用，極大地提高了醫(yī)療效率和準(zhǔn)確性[3]。同時，隨著醫(yī)療設(shè)備的智能化和醫(yī)療服務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，醫(yī)工融合型專業(yè)人才的需求日益迫切。這類人才不僅需要具備扎實的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識，還需要掌握先進的工程技術(shù)和人工智能技術(shù)，以實現(xiàn)人機協(xié)同的智能化診療。

在此背景下，探索人工智能賦能下的醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，不僅符合國家政策導(dǎo)向，也是應(yīng)對醫(yī)療健康模式變革、提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的必然要求。本文首先分析河南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀和醫(yī)工融合型人才培養(yǎng)過程中存在的問題，然后構(gòu)建“一個目標(biāo)，三位一體”的醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以人工智能賦能培養(yǎng)質(zhì)量，以創(chuàng)新鑄就人才培養(yǎng)，驅(qū)動教學(xué)改革提質(zhì)增效，推進醫(yī)工融合專業(yè)建設(shè)持續(xù)向縱深發(fā)展，力爭培養(yǎng)更多適應(yīng)醫(yī)療信息領(lǐng)域發(fā)展的復(fù)合型技術(shù)人才，為醫(yī)療健康模式的變革提供有力支持，并推動醫(yī)學(xué)教育和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

1醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)信息工程本科專業(yè)于2003年由四川大學(xué)首先獲批開設(shè)[4]，歷經(jīng)20多年發(fā)展，截至2024年5月，全國共有62所本科高校開設(shè)該專業(yè)。其中，綜合類院校7所，理工類院校10所，醫(yī)藥類院校44所，財經(jīng)類高校1所。全國24所中醫(yī)藥本科院校中有16所高校開設(shè)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)，可見，開設(shè)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)的中醫(yī)藥院校占比較高。

作為一所發(fā)展定位為教學(xué)研究型大學(xué)，辦學(xué)目標(biāo)是建設(shè)特色鮮明的高水平中醫(yī)藥大學(xué)，河南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)2020年首次獲批招生。

該專業(yè)巧妙融合了信息計算科學(xué)與現(xiàn)代中醫(yī)藥學(xué)的精髓，形成一門跨學(xué)科的交叉學(xué)科[5]，秉承以學(xué)生全面發(fā)展為核心的教育理念，不僅注重學(xué)生知識與技能的獲取，更強調(diào)個性化成長與潛能挖掘。在辦學(xué)實踐中，河南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)鮮明地展現(xiàn)了“醫(yī)工融合，協(xié)同育人”的鮮明特色，旨在培養(yǎng)既掌握先進信息技術(shù)，又深刻理解中醫(yī)藥理論，能夠在醫(yī)療健康信息化領(lǐng)域發(fā)揮創(chuàng)新引領(lǐng)作用的高素質(zhì)復(fù)合型人才。綜合分析，目前的醫(yī)工融合型專業(yè)人才培養(yǎng)主要存在以下問題：

1）醫(yī)學(xué)和工學(xué)培養(yǎng)沒有完全統(tǒng)一，醫(yī)學(xué)學(xué)科和工學(xué)學(xué)科分離，缺乏融合；

2）教師和學(xué)生對醫(yī)工融合的戰(zhàn)略導(dǎo)向認(rèn)識不足，對醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)的專業(yè)特質(zhì)、培養(yǎng)方向認(rèn)識不清；

3）醫(yī)工融合人才培養(yǎng)體系還未完全建立，課程體系有待優(yōu)化提升，與醫(yī)學(xué)相關(guān)，特別是中醫(yī)學(xué)的特色課程少，缺乏醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)的核心硬件課，且硬件課程體系、實踐平臺相對滯后于智能時代發(fā)展。

2醫(yī)工融合專業(yè)人才培養(yǎng)路徑和方法

圍繞醫(yī)學(xué)信息工程這一醫(yī)工交叉專業(yè)的建設(shè)問題，錨定“一個目標(biāo)”，實施“三位一體”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案。具體而言，將醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)課程體系、教學(xué)改革體系和人才培養(yǎng)體系凝聚成一個有機統(tǒng)一的整體，開展“三位一體”建設(shè)，最終完成構(gòu)建科學(xué)高效的醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式這一目標(biāo)任務(wù)，如圖1所示。

2.1 醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)課程體系

醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能夠適應(yīng)新時代醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展需要，具備醫(yī)學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)雙重學(xué)科背景與醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)知識，能熟練運用醫(yī)學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和計算機等專業(yè)技能，具有醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理、分析與挖掘乃至決策支持，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)平臺搭建與運維管理等能力，具有創(chuàng)新精神、交叉視野和較強實踐能力的應(yīng)用型、復(fù)合型專業(yè)人才[3]。專業(yè)凸顯“深度交叉融合，信息賦能健康”的特色，將信息科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)與醫(yī)學(xué)相融合，要求學(xué)生不僅具有扎實、寬廣的理論基礎(chǔ)，而且具有較強的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合醫(yī)學(xué)類高校背景，擬設(shè)立工科基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)智能分析和（中）醫(yī)學(xué)特色四個課程模塊，構(gòu)建從計算思維到數(shù)據(jù)思維，再到AI思維，最終到交叉思維的醫(yī)工融合專業(yè)課程體系，如圖2所示。計算思維、數(shù)據(jù)思維、AI思維和交叉思維之間緊密聯(lián)系，與四個課程模塊相互融合，共同構(gòu)成醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)體系的核心框架。

首先，在課程體系中，計算思維為數(shù)據(jù)思維和AI思維提供基礎(chǔ)。計算思維中的邏輯、算法、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)等思維模式為高階的數(shù)據(jù)分析和人工智能應(yīng)用提供技術(shù)支持與理論支持。

其次，數(shù)據(jù)思維在計算思維和AI思維中起到橋梁作用。數(shù)據(jù)思維強調(diào)對數(shù)據(jù)的處理與分析，能夠?qū)⒑Ａ康臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的信息，為計算思維和AI思維提供輸入。同時，數(shù)據(jù)思維注重從數(shù)據(jù)中提取規(guī)律和趨勢，為計算思維和AI思維的決策提供科學(xué)依據(jù)。

最后，AI思維在計算思維和數(shù)據(jù)思維的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高的智能化。

2.2 醫(yī)學(xué)信息工程教學(xué)改革體系

根據(jù)上述課程體系特色，從育人的核心本質(zhì)出發(fā)，醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)深度融合育人理念與專業(yè)知識，構(gòu)建一個以專業(yè)教育與思想政治教育相輔相成、共同驅(qū)動的教學(xué)改革模式。在課程教學(xué)全過程中，精心設(shè)計涵蓋教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容與方法的綜合性教學(xué)方案，致力于實踐潛移默化的育人策略，強化對學(xué)生情感的培育，持續(xù)增強課堂教學(xué)的吸引力和影響力。

圖1醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式框架

2.2.1 學(xué)教并重的教學(xué)模式

融合“以學(xué)為主體、教為主導(dǎo)，學(xué)教并重”的教學(xué)理念。以學(xué)生為主體，鼓勵學(xué)生自主探索、勇于創(chuàng)新，這對于激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有顯著優(yōu)勢，但在系統(tǒng)知識的傳授與掌握上可能顯得不足。以教師為主導(dǎo)，側(cè)重于教師的指導(dǎo)與講授，有效保障知識的系統(tǒng)性和科學(xué)性，但可能在激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造力方面略顯欠缺。鑒于此，學(xué)教并重的教學(xué)模式應(yīng)運而生，它平衡了學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師指導(dǎo)之間的關(guān)系，既重視學(xué)生的主體地位，鼓勵他們積極探索、勇于創(chuàng)新，又強調(diào)教師的引導(dǎo)作用，確保知識傳授的系統(tǒng)性和有效性。這種教學(xué)模式不僅能夠有效提升學(xué)生的知識技能與創(chuàng)新能力，還在促進學(xué)生形成健康情感與價值觀方面展現(xiàn)出巨大潛力，為學(xué)生全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

2.2.2 多維度的教學(xué)方式

采用多種創(chuàng)新手段以增強師生互動和學(xué)生學(xué)習(xí)參與度。

首先，利用課堂派線上學(xué)習(xí)平臺，構(gòu)建線上線下融合的混合式教學(xué)環(huán)境。通過平臺，可以定期推送課前預(yù)習(xí)資料、課堂即時測驗、課后作業(yè)和引發(fā)思考的討論議題，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)進度的即時追蹤與個性化互動，確保教學(xué)信息的及時反饋與調(diào)整。

其次，為進一步提升學(xué)生的參與度和互動性，可引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，適當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生作為主講人參與課堂活動，通過“我的課堂我來講”等形式展現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。這種互動不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，還能培養(yǎng)他們的表達能力與批判性思維。

2.2.3具有挑戰(zhàn)性的團隊設(shè)計任務(wù)

在課堂教學(xué)改革探索中積極踐行以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，特別注重依據(jù)學(xué)生的知識掌握程度、學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣特點進行科學(xué)分組，以促進學(xué)生間的優(yōu)勢互補與協(xié)作共贏。具體實施時，通過綜合評估與日常觀察等多種方式，全面了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和能力水平，確保分組的合理性與有效性。分組完成后，鼓勵學(xué)生圍繞課程設(shè)計任務(wù)展開團隊合作。課程設(shè)計任務(wù)被精心設(shè)計為既具有挑戰(zhàn)性又能激發(fā)學(xué)生興趣的項目，旨在讓學(xué)生在實踐中深化理論知識，培養(yǎng)解決問題的能力和團隊合作精神。各組學(xué)生在組長的帶領(lǐng)下，根據(jù)成員特長進行任務(wù)細(xì)分，如需求分析、方案設(shè)計、技術(shù)實現(xiàn)、成果展示等，確保每位成員都能發(fā)揮所長，積極參與項目。

通過這樣的教學(xué)改革，構(gòu)建一個更加開放、包容、高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓每位學(xué)生都能在適合自己的節(jié)奏與方式中成長，最終實現(xiàn)個人價值與社會需求的雙重提升。

2.3 醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系

根據(jù)新工科與新醫(yī)科的具體要求，結(jié)合醫(yī)工融合專業(yè)特質(zhì)，深化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，在構(gòu)建課程體系和教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，凝練并形成“三主體、五層次、一循環(huán)”人才培養(yǎng)體系，如圖3所示。其中，“三主體”指的是育人的三大主體，即醫(yī)院、學(xué)校和企業(yè)；“五層次”具體指工程素養(yǎng)、工程技能、功能能力、工程創(chuàng)新力和醫(yī)工融合實踐力五個層次;“一循環(huán)”是指以滿足經(jīng)濟社會需求為目標(biāo)進行頂層設(shè)計，規(guī)劃專業(yè)定位、培養(yǎng)方案和課程設(shè)置，再到具體的“三主體”培養(yǎng)階段，最終面向畢業(yè)生就業(yè)進行質(zhì)量調(diào)查與評估，并反饋問題以推進課程體系和人才培養(yǎng)方案的持續(xù)改進。

該體系植根于立德樹人、產(chǎn)出導(dǎo)向、學(xué)生中心的核心理念，旨在通過全方位的課程思政建設(shè)，將立德樹人作為根本任務(wù)，激勵廣大青年學(xué)子勇?lián)鷼v史重任、堅定信念、砥礪前行。在此基礎(chǔ)上，精心構(gòu)建“三全育人”體系，全面覆蓋教師隊伍、教學(xué)流程的每一個環(huán)節(jié)，確保育人工作的全面和深入。

圖3 “三主體、五層次、一循環(huán)”人才培養(yǎng)體系

為有效踐行產(chǎn)出導(dǎo)向原則，在人才培養(yǎng)主體上實現(xiàn)創(chuàng)新突破，超越傳統(tǒng)高校單一主體的局限。鑒于畢業(yè)生就業(yè)的兩大核心方向—醫(yī)院與醫(yī)療軟硬件開發(fā)企業(yè)，確立學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)三者協(xié)同合作的人才培養(yǎng)新模式，緊密對接醫(yī)院與企業(yè)的實際需求，顯著提升人才培養(yǎng)的針對性和適應(yīng)性。

為深入踐行以學(xué)生為中心的核心理念，著重從三個方面著手：

1）基于學(xué)生既有基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)規(guī)律，科學(xué)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，旨在激發(fā)學(xué)生的思考興趣，促進其主動學(xué)習(xí)；2）在所有教學(xué)活動與環(huán)節(jié)中，始終確保學(xué)生的主體地位，將提升其專業(yè)知識與技能水平作為教學(xué)的核心目標(biāo)；3）建立健全教學(xué)監(jiān)督管理與即時反饋機制，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成效作為評價與反饋的核心指標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)過程，確保教育質(zhì)量的持續(xù)提升。

3 結(jié)束語

人工智能正引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的浪潮，在這一時代背景下，醫(yī)學(xué)類高校的工科專業(yè)，特別是醫(yī)學(xué)信息工程這類醫(yī)工交叉專業(yè)，應(yīng)該瞄準(zhǔn)醫(yī)工融合方向，培養(yǎng)學(xué)生“醫(yī)學(xué)背景，工學(xué)能力”這一核心創(chuàng)新力，構(gòu)建醫(yī)工融合特色人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生不僅掌握扎實的工程技術(shù)能力，還兼?zhèn)潇`活運用醫(yī)學(xué)知識的能力，使其成為具備跨學(xué)科融合素養(yǎng)、卓越創(chuàng)新與實踐能力的醫(yī)工復(fù)合型人才，以充分滿足市場日益增長的對醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才的需求。本文以河南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)為例，深入探討醫(yī)學(xué)與工程領(lǐng)域融合型專業(yè)創(chuàng)新人才的聯(lián)合培養(yǎng)模式，并基于河南中醫(yī)藥大學(xué)在醫(yī)學(xué)工程類融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面的實際案例，提出一系列醫(yī)工融合型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)措施。這些措施涵蓋了建立前沿科學(xué)的專業(yè)課程體系、優(yōu)化教學(xué)改革范式、重塑與完善人才培養(yǎng)體系，確保知識結(jié)構(gòu)的全面與深度，促進學(xué)科間的交叉融合，以推動醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展。

4參考文獻

[1］中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步完善醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系的意見》[EB/OL].（2023-03-23）[2024-10-17].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2023/content_5750620.htm.

[2]趙英紅，楊行，惠雨，等．新時代背景下跨學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的問題與對策：以醫(yī)工類學(xué)科人才培養(yǎng)為例［J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2023，37（5）：610-613.

[3]朱文興.智能醫(yī)工融合新工科人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].交通醫(yī)學(xué)，2022，36（5）：463-465.

[4］肖瑞，蔡曉鴻，胡芳，等．智能醫(yī)學(xué)背景下醫(yī)工融合型一流專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索［J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2024，45（8）：96-99.

[5]王忠華，鞏永強.新工科背景下醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)實踐教學(xué)改革研究[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2023，44（7）：97-101.