在醫工融合類研究生課程中加強實踐教學途徑的探討▲

李光大 趙三團

(河南科技大學1 醫學技術與工程學院，2 材料科學與工程學院，洛陽市 471023，電子郵箱：liguangda@haust.edu.cn)

【提要】 本文根據醫工融合類(即醫學與工程技術的融合)研究生課程的特點及培養目標，從實踐教學的重要性及醫工融合類學生的學情分析出發，結合自身教學經驗和國外經驗，對在醫工融合類研究生課內教學中加強實踐教學的具體途徑(包括現場教學、實驗教學、案例教學、教學邀請、學科競賽等方式)進行了討論分析，對構建創新型人才培養模式具有一定參考意義。

隨著《“健康中國2030”規劃綱要》和《中國制造2025》等國家重大戰略的推進，醫工交叉融合(即醫學與工程技術的融合)產業方向的創新、創業成為熱點，這種形勢的發展對該領域人才的培養提出了急迫的要求[1]。實踐是醫工融合專業創新的基礎，培養實踐能力對于創新型人才具有重要意義，實踐教學的需求已成為高等教育改革的重要方向[2]。但目前我國的高等教育存在一些問題，如培養的人才能力與社會實際需求脫節、教育實踐環節薄弱等[3]。有的高校醫工融合專業研究生的課程設置，實踐課極少，多以理論課為主。一年左右的研究生課程學習結束后，學生會通過參與導師的課題研究等方式鍛煉實踐能力，但從理論過渡到實踐的過程中往往會出現脫節現象，學生對在課程教學中增加實踐內容講解產生了迫切的需求。因此，筆者結合自身教學經驗，并參考國外醫工融合類研究生課程教學方式，對醫工融合類研究生課程增加實踐教學內容的方式方法進行了探究。

1 實踐教學在醫工融合類課程中的重要性

在加強醫工融合類研究生專業課程實踐內容改革過程中，首先需要授課教師充分地認識到在課程內加強實踐教學的重要性。從技能培養來說，作為理工科的醫工融合類學科，強調的是學生要學會應用理工科方法解決醫學問題[1]，要醫工融合、工為醫用，這對學生的實踐能力要求較高[4]。而從培養創新型人才來講，實踐教學非常有利于創新型人才的成長。在實踐課中，學生置身于真實情景里，處于絕對的主體地位，能夠通過發揮自身主觀能動性，構建主動認知而達到學習目的。實踐教學更能調動學生的學習積極性，激發學習興趣，在開闊眼界和思維碰撞的過程中產生創新的火花。在互聯網高度發達的今天，在先進的教育手段和教育理念的影響下，學生通過網絡獲得知識和信息的途徑更加方便和快捷，許多理論知識都可以通過觀看視頻等方式進行自主學習，而實踐教學相對不容易在網絡上進行，所以在線下課程中加強實踐教學，增加學生的動手能力和操作機會，更能順應未來互聯網社會的發展。此外，從醫工融合類專業培養目標和社會發展形勢來看，在具體課程教學中進一步加強實踐教學非常重要，各科任課教師需要從思想上意識到這一點，才能在具體課程教學中不斷地改革，融入更多的實踐教學，更好地達成培養目標。

2 醫工融合類研究生學情分析

對學生學情的分析，是任何教學行為開始之前都應該進行的一項工作[5]。對于醫工融合類研究生的教學，該項工作更為重要，這是因為醫工融合類專業是新興專業，學科交叉特性突出，其融合了工程學、物理學、生物學和醫學等多個學科的理論和方法，其專業的高度交叉使得研究生的教學較為復雜。醫工融合類研究生可能來自如生物醫學工程、生物信息學等，也可能來自其他的專業背景，比如醫學、化學、材料、機電、生物學等，復雜的學情加大了醫工融合類研究生課堂的教學難度。筆者認為，實踐教學是一種非常有利于不同背景和不同基礎的學生的教學方式。一方面，實踐教學是從來自生產和生活中的具體實際問題出發進行的教學，即使擁有不同的專業背景，學生也可以從現有的認知經驗出發，尋找到熟悉點或相似點，產生認識上的共鳴，從而更容易進入學習狀態；另一方面，實踐教學是要解決某一具體實際問題，要達成的教學目標看得見、摸得著，學生更容易從中認識到自己在哪些方面的欠缺，從而更容易調適自己的學習方法，更利于學生的成長。

3 在課程中加強實踐教學的途徑探究

從社會發展需求、專業培養目標和具體學生學情等方面出發，在醫工融合類專業課程教學中加強實踐教學日趨重要，但是在具體的課程教學中如何加強實踐教學仍無統一的標準和指南。筆者將結合自身所從事的醫工融合類研究生專業課程的教學實際經驗，參考美國密蘇里科技大學資深教授對該門課程教學的方法，對醫工融合類研究生專業課程中加強實踐內容的途徑進行探討。

3.1 增加現場學習課 傳統的研究生教學場所大多是學校的教室，而作為與社會生產和生活實際緊密聯系的醫工融合類專業，完全可以突破傳統教學場所的限制，將適當比例的課時放到企業、工廠、公司、醫療機構等醫工結合的實踐場所，這種讓學生深入行業現場進行學習的方式，有利于學生理論聯系實際，既鞏固了基礎知識，又開闊了眼界，讓學生看到實驗室開發的科研成果切實轉化成經濟效益和社會效益，激起學生的科研興趣。筆者在國外訪學期間，外方合作導師在“生物材料學”研究生課程中，從總課程48個學時中安排了4個學時在當地的生物材料高科技公司Mo-SCI進行參觀學習。其間，公司負責人詳細地為研究生講解了公司的創辦歷程，介紹了公司的發展理念以及最新開發的產品，并帶領研究生參觀了生物材料產品生產車間，提出了一些在工藝革新中遇到的問題。通過現場學習，學生觀看了醫工結合產品的實際生產過程。這一種課內的實踐教學方式，在我國的醫工融合類研究生專業課程的教學中也具有可行性。我國招收醫工融合類研究生的大學基本處于大中城市，這些城市一般會有相應的醫工融合類的生產工廠、公司或大型的三甲醫院，而此類研究生的數量目前相對較少，因此比較容易安排現場實踐教學。這種“走出去”的課堂教學模式更換了學生的學習場所，深入生產和生活實際，更有利于提高學生對行業的認知，是增強課內教學實踐的一種重要途徑。

3.2 增加課內實驗課 實驗教學是實踐教學的一種重要的形式。在實驗教學中，學生利用相關的實驗儀器和設備，通過實際操作來觀察和分析具體問題，以獲得知識并發展動手能力。實驗教學在培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力方面具有重要的作用，是提高學生綜合素養、提升學生創新能力的有效途徑[6]。但在目前我國研究生的課程教學中，教師更多的是關注于理論教學，而較少關注實驗教學[3]。在研究生專業課的教學過程中，根據學生的實際情況，增加一些需要學生動手的有適當難度的綜合性和啟發性的實驗操作是很有必要的。這一點在國外高校的研究生培養中較受重視。筆者在密蘇里科技大學訪學期間，“組織工程學”的研究生幾乎都來自材料學和化學專業，缺乏醫學和生物學知識，對細胞培養的相關知識也了解不多，但細胞培養技能對于該專業研究生未來從事的工作非常重要。因此，國外導師在教學過程中進行了適當的調整，分配了4個學時用于學生提取和培養兔骨髓間充質干細胞的實驗教學。實驗教學過程中，研究生兩人為一組，在導師和動物實驗老師的全程指導下，完成動物解剖、細胞提取、細胞培養等各個步驟的操作，全面掌握了細胞培養的各個環節。這種教學方式培養出來的學生基礎扎實，動手能力強，綜合素質較高。

3.3 加強案例教學 研究生的課程教學過程中，大部分課時都是在教室里進行理論教學，如何在理論教學中增強學生實踐能力的培養值得探討。筆者認為理論聯系實際、采取案例性的教學效果較好。案例教學多以生活中真實發生的事件為藍本，向學生描述一個典型、真實的情景，指出該情景中存在的疑難問題，同時也給予可能解決這些問題的方法[7]。案例教學是一種開放式、互動式的新型教學方式，使用案例作為教學的工具，可以將現實中的情景與問題引入課堂，能夠最大限度地提供行業工作的經驗和感受，容易與學生形成互動與交流，在各種信息、知識、經驗、觀點的碰撞中啟迪學生的思維[8]。特別對于學科交叉性顯著的醫工融合類課程，選擇一個典型的案例，透過現象分析機制，從細節切入，進行深度剖析，由淺入深，理論聯系實際，可以讓學生深刻地體會到醫工融合、醫工滲透、工為醫用的思想，引導學生思考用理工科的方法學解決醫學的問題。比如在“生物材料學”課程中可以選擇人工髖關節這一典型的醫工融合案例進行講解，從人工髖關節的臨床醫學需要、力學設計、材料選擇、材料加工工藝、臨床手術過程、存在問題以及改進方向等方面引導學生進行探討，采用圖片、視頻等教學手段，多角度地進行講解，讓學生充分體會到醫工融合的精妙。實際上，醫工融合類課程通常與日常生活聯系緊密，在身邊就存在大量的典型

案例，任課教師需要對案例的內涵及其特點有一個全面的認識，結合自己的具體教學內容，挖掘典型案例的背景、具體問題和詳細情節等，開發經典的教學案例，建立教學案例庫，豐富教學素材，這有利于教學工作的開展。

3.4 邀請課程 由于醫工融合類的課程內容廣泛，在課程教學的過程中，根據課程內容的需求，邀請行業領域的專家進行授課，讓學生吸收不同領域專家的觀點，也是培養學生創新實踐意識的重要方法。筆者在國外訪學期間，國外導師的“生物材料學”課程中專門安排了2學時，邀請生產骨修復材料的高新企業技術負責人進行了課程講授，該企業技術負責人具有多年從事生物材料研究和生產的經驗，從產品的臨床需求、市場調研、產品設計、產品上市審批等環節對所研發的某個新產品進行了介紹。專業人士現身說法，從企業的角度出發，講解了如何從臨床實際需求出發，利用工學方法解決醫學問題，并開發出新產品的全過程，讓學生收獲良多。這種邀請課程的教學方式，結合了“走出去”和“請進來”，豐富了課程內容，有利于學生接觸最新的行業科研和生產動態。但在邀請課程這一教學方式上，一方面要結合專業背景和課程內容，選擇合適的專家學者或者優秀行業人才，另一方面需要注意與邀請人做好課程內容上的溝通，以提升報告效果。

3.5 組織學生參加競賽 學科競賽緊追學科前沿熱點，為學生踐行理論知識提供實踐平臺，激發學生學習欲望，培養學生的團隊合作能力，已成為傳統教學手段之外的有益補充[9]。隨著我國高等教育的發展，組織學生參加學科競賽，可提升學生的實踐能力和創新能力，已成為教育者的共識[10]。醫工融合類課程與生命科學緊密聯系，學科發展快速，知識更新快。根據這類課程的特點，學科競賽非常有利于學生跟蹤前沿領域，綜合運用所學知識去解決實際問題，培養實踐能力與創新能力。目前我國醫工融合類的競賽類型十分豐富，比如“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”大學生創新創業競賽、全國大學生生命科學競賽等。筆者曾經選取所教授的“生物材料學”內容，根據自己的科研課題，指導學生參加醫工融合類競賽，獲得了2019年河南省“互聯網+”大學生創新創業競賽一等獎等獎項，而參與競賽項目的學生普遍感到其得到了非常好的鍛煉。有學者認為，指導學生參加學科競賽是檢驗教學效果的重要方式[11]。根據課程內容和學科特點，組織學生參與命題或非命題的學科競賽，能有效提升教學效果，是加強課程實踐教學的另外一種途徑。

4 小 結

在提倡“大眾創業，萬眾創新”的今天，醫工融合類專業課程因其具有多學科高度交叉的特點，成為培養創新型人才的沃土。在這類課程的教學中加強學生實踐能力的教學對學生創新意識的養成至關重要，一方面希望教師認識到實踐能力對提高研究生培養質量的重要性，鉆研教學方法，與時俱進，不斷提升自己，更加勝任教學工作；另一方面希望高校研究生教學管理在保持原則的同時，也給予教師更多的自主性，讓課程形式更加活潑多樣，同時盡量增加學生的實踐培養經費，提升培養質量。