醫學信息工程專業課程體系探討

諶先敢 謝勤嵐 李旭

摘? 要：醫學信息工程專業是一門多學科交叉融合的新興學科，可以為社會培養醫學信息化人才。文章以中南民族大學醫學信息工程專業為例，探討了醫學信息工程專業課程體系的建設，分別從專業課程體系的結構、實踐教學環節的設計、學科競賽及創新創業活動的組織、課程思政四個方面進行詳細說明，介紹了中南民族大學教師教學發展中心的教師培訓工作，以期為工科院校建設醫學信息工程人才培養的標準框架提供一定參考。

關鍵詞：醫學信息工程；人才培養；課程體系；實踐教學改革；教師培訓

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）29-0033-04

云計算、物聯網、人工智能技術的發展促進了醫院信息化建設的不斷進步，為醫療服務質量的提高和醫院內部管理水平的提升提供了有力支撐。目前國內所有的醫院都致力于信息化建設，信息化建設的程度各有不同，但都在不斷改進和升級中。在大學所開設的各類專業中，與醫院信息化密切相關的專業是醫學信息工程專業，眾多高校開設了醫學信息工程專業［1-3］，并取得了非常好的效果［4-6］。

為了滿足社會對醫學信息化人才的需求，中南民族大學生物醫學工程學院依托已有的生物醫學工程專業，于2013年成立了醫學信息工程專業。經過9年的不斷建設，醫學信息工程專業已經成長為中南民族大學的一個特色專業，培養了相當數量的醫學信息化人才。

本研究將討論醫學信息工程專業課程體系的建設與實踐，從專業課程體系的結構、實踐教學環節的設計、學科競賽及創新創業活動的組織、課程思政四個方面分別進行介紹，還介紹了中南民族大學教師教學發展中心的教師培訓工作。

一、醫學信息工程專業介紹

醫學信息工程專業培養綜合型高級工程技術人才，培養的人才需要具備四個領域的基礎理論知識和工程實踐能力，分別是生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學。經過四年的培養后，本專業的學生能在醫學信息工程領域從事醫學信息方面的研究、應用與管理等工作。醫學信息工程專業為理工醫相結合的交叉科學，要求學生不僅具有扎實、寬廣的理論基礎，還需具有較強的工程應用和創新能力。依托湖北省本科一流專業、國家民委認知科學重點實驗室、醫學信息分析及腫瘤診療湖北省重點實驗室，中南民族大學生物醫學工程學院于2013年建立了醫學信息工程專業，旨在為社會培養既懂理工、又懂醫學的復合型工程技術人才。

二、醫學信息工程專業課程體系的建設

（一） 指導思想

醫學信息工程具有多學科交叉性，與生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學四個領域高度相關，學生在實踐的過程中會涉及多個不同領域的知識和技能。多個領域知識的綜合運用，能更好地培養學生的綜合素養，鍛煉其研究能力和工程能力。

根據上述指導思想，醫學信息工程專業人才培養中課程體系建設的指導性原則被歸納如下：第一，為了使學生成長為能夠解決醫療健康領域中復雜工程問題、具有創新能力的人才，課程需要覆蓋生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學的核心課程；第二，為了提高學生的工程實踐能力，需要將工程實踐與理論學習緊密結合起來，在理論學習的基礎上加強工程實踐能力的訓練；第三，在學生創新能力的培養中，學科競賽能起到非常重要的作用；第四，課程思政在學生綜合能力的培養中起到的作用不可忽視。

（二）專業課程體系的結構

根據教育部印發的《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》，結合學校對醫學信息工程專業人才培養的定位，經過反復研討，確定了以生命科學、電子技術、計算機技術及信息科學四個領域的核心課程為主，主干必修課程的名稱如表1所示：

這些課程大部分是在二年級或三年級開設，電子技術類和計算機技術類的課程一般是在二年級開設，生命科學類和信息科學類課程是在三年級開設。學校還開設了一些選修課程，如表2所示：

經過這些主干必修課程和選修課程的學習，醫學信息工程專業的學生基本具備四個領域的基礎理論知識。另外，隨著人工智能在醫療領域的廣泛應用，還設置了一些人工智能的相關選修課程，如“醫學人工智能”“醫學大數據”“醫學信息決策與支持系統”等，這些課程的學習進一步豐富了學生的理論知識水平。

（三）實踐教學環節的設計

醫學信息工程專業的實踐教學環節包含兩個課程設計：軟件技術課程設計、醫學信息系統設計。這兩個課程設計分別在三年級的上學期和下學期開設，在這之前學生已經學習了一些程序設計類課程，如“C程序設計”和“C++程序設計”。為了讓學生快速掌握一門可視化的編程工具，Visual Studio下的C#被選作為開發語言。

軟件技術課程設計的目的是通過課程設計實踐培養學生的軟件設計能力，教會學生軟件系統的設計、開發及測試，為編寫更復雜的醫學信息系統打下基礎。該課程設計的任務是設計一個簡易的電子病歷管理系統，功能包括：病人信息的登記、修改、刪除、查找，電子病歷的錄入、修改、保持，電子病歷模板的管理、導入和導出。

醫學信息系統設計的目的是通過課程設計實踐進一步鞏固核心專業課“醫學信息系統”理論課程的知識，熟悉典型醫學信息系統的工作流程，使用流行的編程工具設計開發醫院信息管理系統。課程設計的任務是設計一個醫院信息管理系統，需要完成的功能包括：1.信息維護（藥品信息、病人信息、收費信息、醫生信息）；2.門診管理（門診掛號、門診劃價、門診收費、藥房發藥）；3.統計查詢（科室掛號量、藥房庫存量）；4.醫生工作站功能（電子病歷管理、電子處方（藥品/檢查））。

大部分學生在進行課程設計之前沒有開展軟件項目的經驗，面對不熟悉的任務存在一定的畏懼心理，極易形成拖拉的習慣，可能會造成課程設計進度的延緩。因此學校設計了考核辦法來推動課程設計的進行。最終的課程設計成績依據下面5個考核指標計算得到：1. 提交課程設計的草案，包括系統功能需求分析、數據庫概要設計、軟件功能框圖，該指標占比15%；2. 每周一次的考勤，占比15%；3. 定期檢查項目的完成進度及質量，占比30%；4. 項目的最終驗收，包括課程設計報告是否規范，占比40%；5. 如果學生在軟件中實現一定的擴展功能，可以適當加分。

經過九年的建設，這兩個課程設計在培養學生的工程實踐能力方面起到了重要的作用。通過這兩個課程設計的訓練，醫學信息工程專業的學生初步具備完成軟件工程項目的能力。完成課程設計的經驗，為學生將來的就業面試、考研復試提供了有力支撐。另外，中南民族大學生物醫學工程學院與湖北省腫瘤醫院、解放軍中部戰區武漢總醫院、武漢東湖開發區高科醫療器械園、深圳藍網科技有限公司、深圳安科高技術股份有限公司等單位合作，建立實踐教學基地，在這些實踐教學基地的實習經歷讓學生對醫學信息技術方面的應用有了更加直接的了解。

（四）學科競賽及創新創業活動的組織

經過多年的建設，中南民族大學生物醫學工程學院針對下面四類競賽已經建立了完善的培訓體系：全國大學生生物醫學工程創新設計競賽、全國大學生電子設計競賽、“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽、美國大學生數學建模競賽。每年大約有超過一半的學生來參加四類不同的學科競賽，在參賽的過程中，學生分別在專業、硬件、軟件和數學方面得到良好的訓練。這四個競賽的培訓工作被統一起來，形成聯合培訓體系。在該體系中，培訓資源被整合在一起，形成了“一個培訓、多種競賽”的培訓模式，既提高了培訓的效率，又節省了學生教師的時間，還培養了學生各方面的能力。在該培訓體系中，學生的數理功底被強化，工程實踐能力得到進一步鍛煉。

美國大學生數學建模競賽一般是在每年的1月至2月舉行，花4天時間完成一項任務，撰寫論文并提交。全國大學生生物醫學工程創新設計競賽一般是在每年的4—6月舉行，學生花1—2個月的時間完成一個課題，6月30日前提交作品。全國大學生電子設計競賽一般是在每年的4—7月舉行，7月31日前提交作品。“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽一般是在4—6月的某個周末舉行，花費4個小時完成相應的題目，當場提交。這四個競賽都是在上半年進行，因此聯合培訓是從上一年的暑期8月開始。在暑假期間，首先是對學生進行數學知識方面的強化培訓。9—10月，利用每個周末的時間，對學生的軟件編程能力或硬件設計能力進行培訓。11—12月，對學生在人工智能技術及相關編程方面進行培訓。在半年時間內，不同的學生根據自身的情況參加不同的培訓，可以分別在數理知識、軟件編程、硬件設計、人工智能方面得到強化。基礎較好的學生會選擇參加上述4個競賽中的2—3個競賽，參加其中一個競賽所獲得的技能對參加另一個競賽有較大的幫助。比如，參加美國大學生數學建模競賽需要良好的論文撰寫技能，對于全國大學生生物醫學工程創新設計競賽、全國大學生電子設計競賽中的報告撰寫有較大的幫助。

大學生創新創業訓練項目和“互聯網+”大學生創新創業大賽也在學生中深受歡迎。專業課教師依托自己的科研任務，設計相應的課題，用來作為大學生創新創業訓練項目，課題推進到一定的程度后，其主體內容可以用來參加“互聯網+”大學生創新創業大賽，進一步將科研項目推進到實際應用中。

（五）課程思政

課程思政是課程體系的一個重要環節。教書和育人是一個整體，指導學生學會一些知識是教師的基本任務，大部分教師都會做，而育人顯然更重要，讓學生成長為一個優秀且對社會有貢獻的人更加意義重大。在做課程思政的過程中，有一個問題特別要引起注意：在知識講授的過程中引入一些思路的啟發或者加入一些激勵學生的話術，要注意適度。天津大學曹樹謙教授在“高校工科專業課課程思政的探索與實踐”的專題報告中提到，課程思政有兩種方式，既可以是有準備的方式，也可以是無準備的方式，無論是哪種方式，都需要提前規劃好。所講的內容要與課程相關，能激發學生的學習熱情，或者啟發學生進一步深入思考，所花的時間又比較少，能達到既不占用學生的專業學習時間，又達到教書育人的效果。專業內容作為主要內容，課程思政作為輔助，講課時應注意主次之分，爭取讓學生在學到專業知識的同時還能得到一定的激勵，使之有更大的動力來進行學習。

三、教師培訓

教師與課程體系密切相關，每一位教師的發展對課程體系的建設都十分重要。中南民族大學極其重視教師的發展，于2010年成立了教師教學發展中心。該中心于2012年獲批為“十二五”國家級教師教學發展示范中心，在教學培訓、教學研究、教學咨詢、教學評價、教學資源平臺建設展開了一系的工作。2022年上半年，中心組織了一系列的教師培訓，培訓的內容涉及科研與創新、一流課程建設、課程思政、教學技能等。現對培訓情況進行簡單介紹：

（一）科研與創新

科研工作是高校教師的基本工作，每一位高校教師都有相應的科研任務。學校工科基礎相對薄弱，資源有限，部分工科背景教師的發展情況不容樂觀。引入高質量的學術資源可以成為一個有效的助力。此次培訓的課程中，復旦大學生命科學院盧寶榮教授的《科學論文的構思、撰寫與發表》非常精彩，從選題、構思實驗方法、做實驗、撰寫論文及投稿方法等方面進行了詳細的講解。盧寶榮教授所屬的生命科學雖然不是工科，但這些科研方法仍然可以被工科所借鑒。《科學研究、藝術與創新思維》講到了科學與藝術的關系。藝術領域的美可以給科研工作提供一些借鑒：簡單之美、對稱之美、和諧之美、聯系之美，藝術領域的感覺可以給科學家提供啟發，促進科學家做出更好地進行科研工作。

藝術思維是感性的、抽象的，科學思維是理性的、具體的，做科研工作遇到困難時，感性抽象發散的思維方式可以促進新想法的產生，為解決問題提供更多的可能性。

（二）教學技能

2020年，各種與專業課程相關的網絡資源層出不窮，如何使用網絡資源來提高授課質量是一個值得研究的問題。在2020年上半年，教師和學生一起嘗試著用學習通App進行授課，2020年下半年開學進行線下教學后，許多教師嘗試將線上資源和線下授課結合起來，以提升教學質量。以各種知識點的線下講解為主，同時把各種與實踐相關的內容制作成視頻，上傳到學習通App，供學生反復觀看。另學習通還有以下兩個優勢：一是點名，以前點名是把所有學生的名字念一遍，一般都花費5—10分鐘，現在只需要讓學生拿出手機，半分鐘內即可完成，省時省力；二是布置作業，包括平時作業和課堂作業，可以提前把作業錄入App系統，需要的時候直接在App中進行發布即可，批改也非常方便，并且無須存放紙質作業。線上線下混合教學，可以讓學生和老師之間的交流更加容易，值得進一步嘗試和完善。

參考文獻：

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（責任編輯：淳潔）