“新醫科”視角下醫工融合在形態學創新實驗課程建設中的探索

左雅敏 王 燕 王曉雯 曾凡龍 徐臣利 彭興春,3

(1.湖北醫藥學院基礎醫學院, 十堰 442000;2. 湖北醫藥學院基礎醫學實驗教學示范中心, 十堰 442000;3.湖北醫藥學院附屬國藥東風總醫院,十堰 442008)

隨著智能化醫療的發展及復合型人才需求的提出,醫學教育模式從傳統的生物醫學為支撐向以醫學+X交叉學科的“新醫科”模式轉變[1]。如部分綜合性大學將醫科與工科結合作為發展方向,實施以醫學為基礎的“醫工融合”模式教育[2]。其中基礎醫學實驗教學作為學生開展創新實踐的環節,對高等學校教學改革起著重要作用。“新醫科”視角下以“醫工融合”為導向的基礎醫學實驗教學培養模式內涵就是以實驗教學示范中心為基礎,對以需求為導向型的培養模式的深入應用[3]。因此,本文以“新醫科”視角下基礎醫學形態學實驗教育的新需求和特點為立足點,分析醫工交叉融合的現狀及問題,探討構建“醫工融合”培養體系的策略,為高等醫學教育實驗課程的改革提供參考。

1 地方院校開展醫學形態學實驗課程現狀及存在的問題

醫學形態學實驗教學主要包括人體解剖學、組織胚胎學、病理學、病原微生物學、醫學生物學等課程,它是基礎醫學的重要組成部分,并與相關學科的理論知識平行并支撐。此前,為適應大多數地方高等醫學院校的發展,地方醫學院將相關的單獨學科整合為形態學綜合實驗室,然而實踐課程教學也存在如下問題:

1.1 重驗證而輕實踐

各形態學科之間不相融合、協調性差;教學模式較單一,多以驗證性實驗為主。實驗環節教師的啟發作用未充分體現,制約學生自主學習的創新能力。

1.2 課程思政教育方面的挑戰

在課程思政與理論知識結合的主流背景下,形態學實驗課程相關教學內容的育人元素缺乏,忽略本實驗課程的教育與價值取向關聯。

1.3 醫工融合思路不清楚

受限于目前地域發展、學校建設等多種因素,醫工交叉培養路徑不是很清晰。教師目前承擔的教學任務多為專業基礎課,其師資隊伍有待提高;而學生則需自愿投身到“醫工融合”的事業建設中來。

2 國內外經驗借鑒及新醫科背景下醫學形態學實驗課程內涵

隨著人類社會的發展,各種新理論、新技術、新方法不斷涌現,國內外醫學教育模式的交流及互鑒越來越緊密。在國外,哈佛大學醫學院“新途徑” 課程計劃,霍普金斯醫學院的“從基因到社會”課程體系。在國內,在“健康中國”戰略背景下,提出“新醫科”的概念。從而打破傳統學科壁壘,以培養醫工交叉人才為目的[4]。

結合醫學形態學實驗課程內涵,首先體現在知識結構上凸顯了交叉融合,形態學科從宏觀到微觀、從正常到異常方面反映人體器官、組織和細胞的形態變化情況。然而近些年源于經濟、道德、法律、文化等方面,人體解剖標本的獲取途徑越來越稀缺,而工學技術中3D 打印為醫學教育資源補充提供解決途徑。其次,在學習方式上突出自主學習要求。如今人類正經歷以智能制造為主導的第四次科技革命,對新醫科學生要求不僅是醫學專業知識的掌握,而且利用前沿科學技術和手段解決問題,因此需具備隨環境自主學習的綜合素質,以適應“變”的主題。最后,在綜合素質培養上體現人文情懷的功用。在講授各主要器官的形態結構之前,利用名人故事導入新課,以吸引學生注意力,激發學生學習主動性,培養學生奉獻精神。因此,在課程教學中融入思想引導和價值觀塑造,具有其必要性和重要性(圖1)。

圖1 新醫科視角的醫學形態學培養人才能力三維度

3 基于醫工融合的形態學創新實驗課程建設主要思路和措施

3.1 創新實驗課程建設的主要思路

新醫科更加認識到培養醫學創新能力的重要性,對醫學課程建設提出更高的標準,課程作為本科醫學教育的最基本元素,課程目標和內容設計應圍繞相應學科的國家標準設置。不僅傳授傳統知識,更重要的是培養學生的創新、自主學習和綜合能力[5]。

“醫學形態學”授課覆蓋臨床醫學、藥學、護理、醫學技術等專業,大多數醫學院校開設的課程分兩個部分,第一部分開設在第一、二學期,第二部分開設在第三、四學期。第一部分側重從宏觀及正常微觀形態特點觀察;第二部分課程中,設置“器官系統”模塊,要求學生尋求異常及功能改變。要滿足當下時代的特點,就必須充分發揮醫工融合的特點,而不單單是醫科與工科知識的疊加,是要根據培養需求對學科知識融合,發揮“1+1＞2”的效益,逐步形成設置課程的學科特色。培養學生緊密結合臨床中的前沿科學問題和辯證思維,以及充分運用工程中的前沿技術的能力[6]。

因此,本文培養“醫工融合”創新課程的探索是以基礎醫學實驗教學示范中心為基礎,對需求導向型模式培養的再次應用。在保障醫學與工學基礎與專業課的質量上,融入相關實踐課程內容,以實際的產業項目、科研項目與課題為引導,落實以項目為指導的教學模式,以大學生創新創業訓練為驅動,從而激發學生的學習意識[7]。內容體現在以實驗教學示范中心為基礎,規劃方面注重“醫工融合”,建設方面突出“醫工融合”,建立并貫徹“醫工融合”的創新培養體系,體現出三者有機結合(圖2),以培養融合型創新人才為目的,從而滿足實踐創新能力要求。

圖2 基于醫工融合的建設形態學創新實驗課程總思路

3.2 具體措施

3.2.1 以學生為中心,實驗課程結構突出醫學與工程類課程深度融合

形態學實驗課的醫工融合教學就必須打破原有課程的壁壘,將醫學與工程類課程教學內容相互融合。具體可首先由臨床學科、基礎醫學、工程學等多個不同學科知識儲備的教師分別講授從不同學科角度關于醫學形態學實驗課程的特點與研究方向,以促使學生形成醫工融合的初步概念;其次,突破醫學類與工程類不同課程之間的界限,可以用集體備課的形式。

比如以3D打印實驗課為例,其中包含醫學類課程《人體解剖學》中關于人體結構部分,也可用《3D打印實踐課》中基于人體結構特點,詳細描述3D掃描及打印的要求與設計原理。讓講授《人體解剖學》與《3D打印實踐課》的專業教師聯動,將兩門課的課時在同一學期講授,使學生更加深入地同步理解兩門課,不僅同時提高了兩門課的效果,而且培養了學生根據實際醫學問題提出工程解決方法的能力。同時通過實踐閉環式教學模式,將原本離散的各個教學環節合成一個整體,對整個教學活動的過程及效果可控,教學過程、學生參與度及控制方面都有極大幫助。

3.2.2 以自主學習為向導,落實“基于問題的項目指導式教學模式”

針對不同教學內容,靈活采取基于問題學習教學法、案例教學法、指導發現法等不同的教學方法。例如,基礎性實驗以教師指導為主,教師與學生互動;綜合性實驗以教師為主導、學生為主體;設計性實驗以學生為主,教師為輔,引導學生獨立探究式完成[8]。結合社會需求,以健康監測、智慧醫療、“互聯網+”等醫工融合的實際工程需求問題,根據課程設置不同,以小組為單位組織同學,由教師將抽象工程問題進一步細化,分配給各個小組,成員結合工程問題對相應的解決方案進行思考與探索。

以某校為例,專業教師根據醫學形態學實驗課程的特點,組織學生充分利用三維建模技術、仿真技術、3D打印技術以及互聯網技術,基于教師提出的形態學工程、結構特征等問題進行小組問題討論,教師則在該過程進行學習動機培養、認知引導以及探討理論指導(圖3)。比如2020年上半年的線下實驗操作停課階段,采用線上課程聯系形態學實驗實際應用推進,另外結合3D打印實訓中心平臺的條件(省級示范實驗實訓中心),遠程引導學生先在線上醫學3D模型設計,而教師則在3D打印實訓中心進行模型打印,如此學生在家也可得到3D打印相關訓練。實現課內課外師生多種途徑溝通,實現互聯網時代下的形態學教學手段創新,在形態學實驗課程結束后進行小組匯報,總結階段性學習成果。

圖3 創新能力培養基于問題訓練的教學模式

3.2.3 以科研創新挑戰為目標,充分發揮本科生導師制與行業導師的作用

在實際教學中發現,學生有動力及熱情去探索科技和產業前沿“醫工融合”知識,但是對探索的途徑卻并不熟悉,通過文獻檢索等的效果并不好。興趣是最好的老師,為了培養學生對“醫工融合”的興趣,可以設立相關的課題小組。因此,就需要充分發揮專業教師和行業兼職教師分別作為本科生導師與行業導師的作用,以前沿“醫工融合”技術案例開展相應探索,帶動學生深入思考技術方案,實現探究式教學。鼓勵專業教師針對最新的專業相關科技前沿技術展開探索研究,同時在報告中留下已解決和待解決的科學問題,激發學生的參與感與求知欲,進一步培養學生的創新精神和獨立學習的能力。

以某校為例,學院可通過邀請相關領域專家及學科帶頭人開展“醫工融合”座談會,舉辦專題講座等形式,引起學生對當下熱點問題及前沿性研究的關注。每位教師本身從自身專業出發就可以開展與行業直接相關的結合研究(圖4)。培養學生的科研思維和嚴謹、實事求是的科研態度,以及獨立思考和創新思維。這與思想政治教育中的育人以及國家對科研領域人才培養的要求都是同向的。在這一過程中,原本“高大上”的國家級科研課題的研究過程被詳細的拆解給每一位本科生,在實際問題的處理中促進“醫工融合”,提高實踐創新能力。教師可以在教授知識的同時,將相關的思想政治教育潛移默化地傳遞給學生,不僅節省了思政教育課程中重復講授的時間,與課程相聯系的思政教育也更容易為學生認可和接受。

圖4 以科研創新挑戰為目標的導師制

3.2.4 以進階式的項目設計貫穿全過程,利用創新創業競賽引導學生“實驗課程”深度融合

該校已推廣本科生融入科研實驗室,在科研實驗室提升過程中,發現利用創新創業競賽與互聯網+競賽可切實培養學生在醫工交叉領域的創新設計能力,實現動手訓練與創新創業的深度融合。

醫學形態學實驗是“以圖像感知認識”為特色的課程,指導學生從“醫學圖像處理+醫學”選題,以算法為核心,鍛煉學生處理醫學圖像問題的應用能力,彌補課堂教學的不足,應當深入結合“第二課堂”,不僅在課上培養學生的動手能力與醫學情懷,而且在課下積極組織學生參加“互聯網+”“挑戰杯”等培養創新創業能力的活動,將導師制中培養的科研求知欲與創新能力落到實處。鼓勵本科或研究生學生在校期間參與到工程項目研發,積極實現工程項目落地,最終將校教學科研與產業創業深度融合,培養具備實踐能力的高素質創業人才[9-10]。

4 結 語

文章闡述基礎醫學形態學實驗課程的培養特色以及醫工融合的迫切性與重要性,同時依據時代特點,闡明當前時代背景下對醫學形態學實驗課程培養的需求與挑戰;結合該培養的特點,從醫工深度融合、基于問題的項目指導教學模式、本科生導師制、創新創業競賽驅動等角度,提出了 “新醫科”下醫學形態學實驗課程培養的突破口,緊隨時代步伐,實現全面提升人才培養能力和人才培養質量,培養出符合時代需求、國家利益需求的醫工融合技術人才。

利益沖突所有作者均不存在利益沖突

作者貢獻聲明左雅敏:思路設計,論文撰寫,論文輔導及修改;王燕:數據收集;王曉雯:數據統計;曾凡龍:整理文獻;徐臣利:負責數據審核;彭興春:總體把關、審訂論文