“理醫工”結合下生物醫學工程教學研究與探討

毛穎基

摘 要：生物醫學工程是“理醫工”結合背景下具有典型理醫工交叉融合特色的新興專業。為了與我國教育發展戰略相契合，適應社會人才需求，通過分析生物醫學工程專業“理醫工”結合的必要性以及目前“理醫工”交叉學科的發展現狀，結合“理醫融通、教研并重、服務醫藥、追求卓越”的辦學理念，對生物醫學工程專業“理醫工”結合的教學方法進行研究與探討，從而為教育出高素質的生物醫學工程專業復合型人才提供理論基礎。

關鍵詞：生物醫學工程；醫工結合；教學研究

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）02-0102-04

隨著社會經濟和教育水平的不斷發展，各門學科相互滲透融合，交叉學科漸漸成為高等教育發展的重點，是高等教育的新任務與新要求。《國家教育事業發展“十三五”規劃綱要》指出，我們要重視新興前沿學科和交叉學科的教學水準，從而進一步推進世界一流大學和一流學科建設水平。而生物醫學工程學正是具有理工科和醫科相結合特色的交叉學科，同時運用了理學、醫學和工程學的原理與方法，為了提高人類生命健康水平，從疾病的預防、診斷、治療和康復各階段入手并采取綜合措施，研究生物體的結構功能從而解決生物醫學問題[1]。所以未來生物醫學工程專業需要緊跟國家高等教育發展的重點，不再單一發展該學科，而是在“醫工結合”理念的基礎上改革生物醫學工程教學模式，進一步探索新興人才的教育方法，培養出新一代“理醫工”結合的高層次創新型人才。

1 生物醫學工程專業的發展現狀

生物醫學工程是目前國際上發展極為迅速的交叉學科和邊緣學科，涵蓋了電子計算機學、物理學、生物學、力學以及材料學等，在生命科學領域具有極其重要的地位[2]。并且與單純理工科專業最為不同的是生物醫學工程專業還結合了醫學的內容，它的最終目的是為了更好地治療人類疾病，提高人類生活質量。該專業的學生除了要學習理工科專業知識外，還要學習醫學專業課程。課程內容設置也完全符合當下發展“理醫工”結合的理念，打破了生命科學領域原有的醫學研究與其他專業間的壁壘，為科學研究提供了醫學、理學和工程學的交互背景[3]。在這樣教學模式下培養出來的學生不僅能理解醫學方面的科研問題，還能運用理工科思維擴展臨床科研思路，用“理醫工”結合下的思維和方法來更深入地研究探討生命領域的科研問題。

生物醫學工程學科現在的發展正是充滿活力的時候，目前我國已有170多所高校開設了生物醫學工程專業，設立了35個國家級一流本科專業建設點，涵蓋不同類型的生物醫學專業方向[4]，為我國生物醫學教育進步做出了巨大貢獻。此外生物醫學工程在國外也發展迅猛，工程科學和物理科學這兩門學科對生物醫學工程的關注度都在不斷提升[5]，所以綜上所述，無論在國內外這個專業都正是蓬勃發展的時候。

但是，在“健康中國2030”國家戰略進行的大背景下，現代診療體系的發展速度加快，優良診治技術的需求日益增加[6]，生物醫學人才的要求也不斷變高。我們急需深刻反思目前生物醫學工程的教育模式，系統改善生物醫學工程的復雜知識結構體系，結合“新醫科”和“新工科”國家戰略背景下的跨學科培養要求，教育出能夠勝任新一輪科技革命和產業變革的創新型綜合人才，這對生物醫學工程的發展也有著重要的現實意義與深遠的歷史意義。

2 “理醫工”結合學科的發展現狀

隨著我國高等院校結構調整和高校體制改革，某些單科類醫學院校為了提高綜合實力和發展潛力與綜合性大學或理工科院校直接合并，實現了醫學、理學、工程學等交叉學科的簡單相容。不過這種單純的多學科雜糅模式尚有很多不足，不能真正意義上的完成醫科和理工科的結合。普遍存在兩種典型問題：一種是一門學科被另外一門同化，仍舊是主要學科發揮作用；另一種是兩門學科根本就沒有融會貫通，還是處于相互游離的狀態，二者間的學習壁壘完全沒有被打破，結合程度不夠[7]。有這兩種問題的“理醫工”結合學科是不符合人才教育需求的，“理醫工”結合下人才培養的目標應該是既扎實掌握了醫學知識又能靈活運用理工學技術的創新型人才，所以簡單學科間的相互堆砌并不符合我國人才培養需求，“理醫工”結合學科尚需要改革以跟上時代發展。

在教育部的號召下，各大院校積極響應接連開展了將理工科與醫科相融合培養學生的教學策略，主動打破原始學科之間的隔閡，培養具有“理醫工”綜合素養的人才[3]。其中醫學專業由于從器械、藥劑的研發到耗材各個方面都離不開理工科專業的合作與交流，所以更需要適應“新醫科”的發展規劃，跨學科交融。并且現在科學技術發展迅猛，僅靠某一個學科單打獨斗已經很難推動人類社會的進步了。想要解決疑難雜癥、深入推動醫學的進步，就要參考教育部提出的“新醫科”改革策略，借理工科技術與醫學技術深度融合，將單純對癥下藥治療模式變為更加科學全面的診療模式。“理醫工”結合下醫學進步是理工科的追求目標，而理工科思維與專業技術則是處理醫學問題的“橋梁”。因此，在這種全面改革氛圍下，生物醫學工程專業作為典型的理醫工交叉專業，依舊需要進一步地采取改革措施融合發展，讓生物學、醫學、理學、工程學進一步融合發展，從而推動“理醫工”結合專業的進步。

3 “理醫工”結合下生物醫學工程教學研究與探討

當下開設的生物醫學工程專業的高校，按照專業側重類型不同，大體可以分為醫學類院校和理工類院校，但這兩類高校設立的生物醫學工程專業產生了兩種截然相反的教學模式。醫學類院校的課程設置側重于臨床醫學課程，缺乏理工科類教師，理工科教學相對薄弱；而理工類院校的課程安排則更加注重于理工科知識的講解和工科技術的學習，缺乏醫學專業教師，醫學課程比較少，臨床教學特別淺薄[8]。所以無論是理工科院校還是醫學院校的教學模式從總體上來看都有著很大局限性，難以達到全面教學培養綜合型人才的目的，因此在“理醫工”結合的大環境下生物醫學教學急需改革創新，從而解決現有問題跟上時代發展。

對于醫學類院校，由于缺乏理工科教學研究，同時醫學與理工科的融合也不夠深入。因此，開設生物醫學工程專業時，應結合“面向人民生命健康”的國家戰略，抓住“百年未有之大變局”的歷史機遇，從以下幾個方面優化和改進教學模式，培養滿足社會需求的高素質綜合人才。

3.1 構建生物醫學工程的課程結構體系

交叉融合學科教學育人應該以基礎學科課程構建為根本，在課程學習中促進醫學與理工學交叉相容。在教學中以基礎課程為切入點，夯實學生的基礎知識和交叉融合觀念，以增加學科間結合的深度，使交叉培養更全面、更扎實。基礎學科課程構建需要選擇各學科最根本的特色專業課程，比如生物學的遺傳學、分子生物學；醫學方面的生理學、系統解剖學或者局部解剖學；工程學基礎的材料科學基礎、高等數學、物理化學等。這樣課程的設置非常全面，滿足人才培養的基本目標，從基礎課程入手，打好基礎再提升專業深度，使“理醫工”結合在基礎層面達到一種和諧的狀態，易于學生理解和形成交叉思維。

3.2 培養專業師資力量

由于生物醫學工程是一個多學科、強交叉的專業，包括生物學、高等數學、普通物理學、材料學、計算機學和醫學等多個專業方向。所以普通醫學院校很難擁有如此專業全面的師資力量，普遍缺乏理工科的骨干教師[9]。而為了解決這一問題學校需要采取一定策略去提升師資教學水平，首先需要提高薪資待遇以吸引新的理工科專家教授來校工作，然后邀請其他著名理工科大學的教授來校進行座談會交流學科知識，從而彌補師資力量的暫時不足。

此外，教學教師除了教學時間以外相互之間容易缺乏聯系和交流，課程教學難以提前溝通安排，容易造成教學內容的重復與缺失，不利于培養學生綜合運用學科知識的能力。所以基于專業交叉學科的屬性努力建設與之相對應的交叉型師資隊伍，對所有的教師加強培訓與交流，讓他們能結合各科知識講解自己的課程內容，從“理工科”綜合方面入手教學，更能方便學生理解與學習。

3.3 改善單調的教學模式

從理論教學模式來看，現階段理論教學基本是教師在教室講解PPT課件，學生坐在下面單純聽講，缺乏交流互動，教學氛圍死板沉默。教師難以激發學生學習的熱情，學生也難以產生對課程的興趣。因此需要對此傳統教學模式做出改善措施，進行小班化教學或者小組型教學，加強教師與學生間以及學生與學生間的溝通交流，帶動課堂氣氛，提高學生專注度和興趣度，強化教學效果。

此外，生物醫學工程是一門綜合性和創新性都很強的學科，教學過程中教師一定要起到帶頭作用，及時瀏覽最新的科研信息和專業知識，分享給學生以輔助他們理解課堂知識，引發他們的研究興趣。同時各大高等院校也應提供線上教學平臺幫助學生了解最新的前沿信息，鼓勵他們利用課余時間在線上對具體教學案例以及新型科研熱點進行討論探索，互相交流學習經驗，增強學習自主性和科研探究能力。線上教學已經成為現代不可或缺的一項教學模式，把生物醫學工程與線上教學相結合必定會產生更好的教學效果。

從實踐教學模式來看，實踐教學以往一般是由教師先結合PPT演示具體操作過程，然后學生分組后根據書本教材或者PPT模仿教師教學步驟去操作，追求得到相似甚至完全一樣的實驗數據，缺乏創新性和主觀能動性，完全不能激發學生主動學習的興趣、增強操作動手能力。所以在實踐教學上，我們要剔除陳舊模式，適當增加設計性實驗的比例，發揮學生的自主性和創新性。模仿創新創業競賽模式，讓學生以個人或小組協作的方式，從設計實驗項目開始，到實際操作實驗，再到分析實驗結果，最后討論并完善實驗過程。每一步都由他們自主完成，這可以促進他們規劃實驗、使用儀器、統計分析數據的綜合能力。并且每次實驗后讓學生自己總結實驗中遇到的問題提出解決辦法，可以同時鍛煉他們的實驗設計思維和實踐動手能力，從而更好地使醫學與理工科技術融合，增強個人綜合素養。

3.4 增強學生思想教育

現代管理學認為，人的覺悟高于素質，素質高于智力，智力高于知識。所以加強學生思想教育，培養學生高尚的思想水平和正直的價值觀絕對是當下一項重要任務[10]。特別是由于生物醫學工程專業屬于新興專業，開設規模一般都不是很大，招收學生人數也不多，相對于臨床醫學專業招生規模差很多，導致錄取生物醫學工程的同學在醫學院校里的自我專業認同感比較低。再加上生物醫學工程的教學課程最多最復雜，很多學生就會在學習過程中迷失專業定位，找不準自己的職業規劃。因此對生物醫學工程的學生加強思想教育的必不可少的，學校需要定期組織思想教育講座為生物醫學工程的學生答疑解惑，幫助他們找尋專業的價值以及個人的價值。畢竟良好的思想教育有助于穩定學生的心智，幫助學生找到“理醫工”學科學習的意義，提升就業和升學競爭力，成為有助于社會發展的綜合性專業人才。

3.5 完善課程考核方式

生物醫學工程的課程內容極其豐富而復雜，為了幫助學生切實掌握重要學習內容，摒棄多余且無關的瑣碎知識，我們需要對現有的課程考核方式進行完善。優秀的考核方式可以給學生的學習帶去良好的引導作用，清晰地說明學習重點和培養要求。本專業的期末考試不能每一門都像其他專業一樣考得很細很全面，因為本專業的課程是很多的，每門都考很細對學生的復習負擔過大了，并且也會導致學生分不清課程重點，所以我們要讓考試內容綜合又精簡。同類別的課程可以綜合出到一張卷子上，僅涉及重點內容和交叉內容，使考試能全面綜合的反映學生交叉學科學習情況。此外，這是“理醫工”結合下的學科，我們要在重視筆試的同時重視學生的實驗操作能力，把實驗報告和平時實驗操作過程得分按一定比例計入最終成績，從而能全面評判學生綜合應用能力和創新能力，鼓勵全面發展。

4 結語

綜上所述，在“新工科”和“新醫科”的背景下，應以國家“健康中國2030”重大戰略需求為指引，結合“理醫融通、教研并重、服務醫藥、追求卓越”的辦學理念，通過“理醫工”結合下生物醫學工程專業課程教學的研究與探討，深度融合了跨學科的知識體系，緊跟時代步伐，培養符合國家社會需求的理醫工結合人才，為我國醫療衛生事業和相關綜合學科事業做出貢獻。

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參考文獻：

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〔6〕齊煒.新時代學科交叉背景下的生物醫學工程專業培養體系建設[J].教育教學論壇，2020，12（20）：239-240.

〔7〕劉慧強，樊孝喜，段穎妮，等.探討“醫工結合”對生物醫學工程專業發展的現實意義[J].教育現代化，2017，4（31）：36-37+65.

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〔10〕張解和，張建英，王康淇.醫學院校生物醫學工程專業學生思想穩定性探究——以皖南醫學院為例[J].承德醫學院學報，2020，37（04）：357-360.