口腔醫學與工程科學交叉融合教學的改革與探索

彭倩 劉斌杰 彭志偉

摘 ?要：“新醫科”背景下，醫工交叉融合成為各大高校學科建設和醫學人才培養的重要切入點。針對我國當前口腔醫學教育模式及“醫工結合”教學改革存在的不足，文章探討了如何深化口腔醫學教改，進行復合型創新型人才的培養，提出了口腔醫學與工科交叉融合教學改革的總體新思路與方案，強調應注重人才培養目標定位、專業課程融合、“醫工結合”平臺建設。通過構建口腔醫學與工程科學深度結合的教學培養新模式，實現資源共享、人才共育，提高學生的科學思維水平和解決實際問題的能力，培養跨學科的高水平創新人才。

關鍵詞：口腔醫學；工程科學；交叉融合；教學改革；創新人才培養

中圖分類號：G642 ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1673-7164（2024）02-0113-04

隨著人類文明及科學技術的進步，高新材料學、信息學、人工智能計算機學等學科飛速發展，單一的傳統醫學教育模式逐漸向以“醫工文理”等多學科交叉融合創新教育新模式轉變［1］，新醫科背景下的“醫工交叉融合”因此成為各大高校學科建設和醫學人才培養的重要切入點。口腔醫學專業是臨床醫學人才培養的重點專業之一，現代口腔醫學教學內涵要求將口腔醫學與人文、心理、信息學、冶金與材料學等進行交叉融合并運用于課程與臨床教學實踐。近年來，我國高等教育和衛生健康部門將加強醫學人才培養，推進“產、學、研、醫”一體化發展，將“復合型創新人才”培養提升到國家戰略層面［2］。因此，針對我國當前口腔醫學教育模式的不足，探討深化口腔醫學教育改革，培養復合型創新型人才，學習和借鑒國內外發展學科的經驗，打破學科壁壘，實現優勢互補，努力建設高水平大學和“雙一流”學科，對國家經濟社會發展及重大科技突破具有重要意義［3］。

一、口腔醫學與工程科學交叉融合的重要性

口腔醫學是一門與工程科學緊密相關的學科，在口腔專業教學中需運用口腔材料、影像、計算機導航等新材料、新技術及設備等，而目前的口腔醫學教學中尚無相應的交叉學科體系構架，教科書的知識點會相對陳舊滯后，難以滿足臨床實際發展需求和教學需要［4］。因此，為了緊隨冶金與材料學、信息學和計算機學等工科的迅猛發展，在口腔專業教學中開設工程課程，將新理論、新理念融入課程教學是新時代及新醫科背景下醫學教育發展的要求［5］。在口腔臨床工作過程中，需要如樹脂等補牙材料、牙冠等修復材料、種植體材料、3D打印顱頜面導交叉學科知識，做好知識構架與儲備，可讓初入臨床的學生更易掌握專業技能，為未來的臨床診療工作奠定堅實基礎。

二、口腔醫學與工程科學交叉融合中存在的問題

醫工交叉融合不是口腔醫學與工程科學知識的簡單疊加，而是要以臨床需求、社會需求為導向有機融合相關學科知識，發揮相互交叉、優勢互補、知識交疊的最大效益，形成專業特色，達到提高學科水平及人才培養質量的綜合效應［6］。

（一）融合深度不足

“醫工結合”的主要目標是以醫學為載體，利用工學最先進的技術，以協同創新、開放共享的精神解決臨床需求，突破各自領域的局限，互利共贏，實現學科間的深度交叉融合，培養通曉醫學和工學知識的復合型創新人才。目前，非醫科院校和醫科院校間的聯合難以產生具有廣泛影響力的成果及效應，“形融”有余而“意融”不足。其根本原因在于未能有效減小或消除醫工學科間的體制障礙和學科差異［7］。各大高校現行的學科評估體系、科研人員評價體系和考核評聘制度大多強調傳統優勢學科、主導學科及項目經費、高水平論文、專利和獲獎等排名，跨學科研究未被重視以及相關排名對現存利益分配格局產生影響，使得“醫工結合”缺乏有機整合和深度交融［8］。口腔醫學和工程專業在知識體系、教學模式、價值體現和人才培養等方面存在較大差異，學科間的知識壁壘使醫工教研人員對學科結合熱情不高、意識薄弱、缺乏有效溝通，阻礙了深度融合。

（二）學科間發展失衡

我國各大工科院校大多擁有強勢學科及專業，仍沿用“以學科為中心”的教育模式，將目光及工作重心傾斜于自己的優勢領域［9］。無論在基礎研究、項目開發、應用前景還是在課程設置、學科體系及教育教學評價體系等方面都強調主干學科的發展。然而，醫學院校也有其自身的發展特點，更多的是注重臨床實際診療操作，在教學內容、課程體系等構建中以醫學基礎知識學習和考核操作技能為主，資源、經費與精力投入過于集中。因此，各學科過分聚焦自身發展，鮮少有教研員工兼具口腔醫學和工科教育背景，缺乏復合型領軍人才、高水平創新團隊的支持，導致醫工交叉跨學科高水平發展難度較大［10］。

（三）教學模式單一

傳統的口腔醫學教學模式主要以教科書為素材進行講解，對于與工程相關的新理論及新技術引入不及時，知識點講解抽象，缺乏鮮活感，難以激發學生的興趣。此外，局限于單以口腔醫學課程為主的教學內容難以實現醫工交叉知識融合及學科應用跨越式發展，在強調醫學內容的同時既未將工科課程銜接融入，也沒有促進工程方法教學在口腔醫學中的運用。單一教學模式已無法滿足新醫改下課堂教學要求。現代教學課堂更加強調合作、探究、自主教學模式，教師創設醫工問題情景，結合案例教學，學生積極探索知識，構建知識融合思維框架，推動研究型教學、多學科交叉及翻轉課堂教學［11］。實驗教學階段教師單純注重臨床操作技能的演練，實驗室缺乏工科實踐教學基地與平臺，學生對“醫工結合”的課堂內容缺乏深入理解和實驗訓練。

三、口腔醫學與工程科學交叉融合教學的總體思路與改革方案

口腔醫學與工程科學的結合是未來醫學不斷創新發展的重要方向。在新時代背景下如何推動“醫工結合”提升高校科技創新能力及核心競爭力，創建世界一流大學，是值得高度重視和深入研究的課題［7，12］。

（一）人才培養目標定位

口腔醫學教學和臨床實踐應充分發揮醫學院的優勢，確立掌握口腔醫學和工程知識的創新人才培養目標，以臨床問題為導向，激發學生學習熱情［13］。首先，醫學院可邀請具備“醫工結合”背景的醫學專家或者工科領域學者進行以“口腔醫學與工程科學的交叉融合教研模式探索”等為主題的學術報告或者座談會，拓寬學生學術視野及思維能力，引導學生關注學科前沿動態，提高學習和研究興趣，增強創新能力［14］。其次，在口腔專業知識學習的全過程中，始終保持交叉學科的認知思維，從臨床需要解決的實際問題出發，合理引入新技術、新材料、新設備。課余時間，組織學生圍繞“口腔醫學與工程科學的交叉融合”進行居民、企業、醫療機構等周邊調查，激發學生自主探索的興趣，強化討論和交流，激活思維創造性，提升學生的學科知識水平、創新科研水準、凝練與解決問題的能力［15］。

（二）專業課程融合

目前，大多數口腔醫學課程僅注重專業知識學習，與工程相關課程占比甚少。口腔醫學教研室應科學規劃多學科交叉教學內容，構建不同層次、不同階段的交叉課程與實踐教學。在課程安排上，提高工程相關理論與實驗課程比例，如增加數字化技術、冶金與材料工程等專業課程［16］。在教學內容上，強調口腔醫學和工科知識相互滲透，形成學研產用相結合的教學體系。在教學方法上，探索新的教學模式，如在口腔解剖生理學、口腔頜面醫學影像診斷學、口腔材料學和口腔科臨床技能等課程教學上靈活運用醫工學科知識和技術，遵循“工為醫用”，培養高質量人才。在口腔醫學課程的具體教學實踐中，應當圍繞以下四門主干課程進行醫工交叉融合：

1. 口腔解剖生理學

口腔解剖生理學牽涉眾多牙體和組織結構的解剖學知識，包括牙體解剖生理、牙列、牙合、頜位等，其組織結構包括頜面部骨骼、關節及其附屬結構、肌肉、血管神經等，需要學生對局部、系統、斷層和顯微解剖學等知識有較全面系統的掌握。口腔解剖學內容繁雜、名詞眾多、知識點零碎，教學方式陳舊，因知識點晦澀難懂，學生學習興趣不高。在教學過程中應用數字技術，通過計算機和信息科學技術攝取三維立體標本，制作多維度模型及數字圖譜，可讓學生對口腔血管、神經、肌肉等局部結構解剖與整體整合學習記憶，進而融會貫通，形成牢固記憶。因此，有機結合口腔醫學與數字化技術，可讓學生系統直觀地認識口腔臨床解剖，有效提升教學效果。

2. 口腔頜面醫學影像診斷學

在口腔疾患的診斷過程中需要運用工程學的技術和設備，如CBCT、Ｘ射線攝影、灰階超聲、造影技術、口腔掃描儀等，結合工程科學原理，使學生深刻理解口腔疾病及口腔頜面部解剖影像。閱讀影像資料時，理解不同部位、不同組織結構、不同疾病的成像原理，同一種疾病，影像學表現并不典型，因此應根據疾病臨床特征及多種客觀檢查結果進行綜合判斷，獲得全面信息，以了解正確的疾病診斷辦法。教師在臨床帶教中引導口腔醫學生由表及里，由內而外，按照一定的規程和正確的方法學習影像學，理解成像原理，透過疾病紛繁的表象剖析本質，對具有復雜性和缺乏特異性的影像進行鑒別，做到觸類旁通，為今后的臨床診療工作奠定基礎［17］。

3. 口腔材料學

口腔疾病是指主要發生在牙及其周圍組織上造成組織缺損或缺失的疾患。例如當牙齒受到外傷、細菌感染、酸堿腐蝕等誘因出現缺損或缺失，以及頜面部腫瘤或骨折等原因需要重建口腔頜面部形態及功能，需要利用樹脂、烤瓷、鈦金屬等各類修復材料恢復。因此，口腔修復的需求決定了口腔未來材料的發展方向［18］。不同種類的修復治療工作應選擇合適的材料，選擇的基礎首先是遵循生物醫學的原則，并充分了解各種材料的成分及所具有的主要理化及生物學性能。另外，基于材料特性制訂合理的操作程序。因此，口腔醫師應掌握口腔臨床醫學知識和口腔材料學知識及熟練的應用技術，提高修復水平，達到主動創新目的。口腔材料學的發展往往與工程科學的進步與壯大密切相關，工程技術上的突破能讓口腔材料學及口腔臨床診療工作得以精進與提高。因此，培養精通口腔醫學知識，具有跨學科創新能力的口腔臨床醫學專業人才是口腔人才培養的努力方向。

4. 口腔科臨床技能

口腔科臨床實踐教學要求培養學生良好的動手能力，扎實的臨床操作技能，在臨床教學中運用3D教具模型或者計算機機器人技術，讓學生模擬操作，可有效提高技能水平［19］。如在頜面部骨折臨床教學中，運用計算機三維有限元分析，模擬骨折的生物力學原理，不僅可使學生掌握骨折成因及骨折類型，還可結合數字解剖看到骨折的部位及考慮到骨折周圍毗鄰的重要解剖結構，使用計算機導航虛擬技術，進行復位和固定的模擬手術操作，可有效避免在臨床實際操作過程中，因畏懼和緊張情緒可能導致操作不規范或出現錯誤的情況。通過醫工交叉融合，將口腔專業抽象的知識生動化、形象化甚至可視化，促使學生系統全面地認識和理解臨床診療的實踐。

（三） “醫工結合”平臺建設

為充分滿足口腔臨床醫學對工程實踐能力的需求，應以融合知識實際應用與創新為目標，大力加強“醫工結合”實驗室建設，營造創新氛圍，搭建實踐教學創新平臺，使實踐體系呈現出“醫學深厚，工學完備，醫工結合”的特點。在口腔醫學實驗中心建設涵蓋醫用材料、生理、解剖、計算機智能控制等模塊的具有學科交叉特色的綜合實驗室，讓學生既能學習口腔醫學知識，又能掌握與之相關的工程理論以及常見的生理、生化基礎實驗技能。“醫工結合”建設平臺還可為學生提供醫工融合的系統化訓練，實現資源共享，人才共育，更好地提高學生解決實際問題的科學思維和創新能力，培養高水平跨學科特色人才［20］。

四、結語

新醫科背景下“口腔醫學與工程科學交叉融合”教研形式勢如破竹，針對“醫工交叉”融合教學當前存在的不足與缺陷，文章提出了改革的總體新思路與方案，強調應注重人才培養目標、專業課程融合、“醫工結合”平臺建設。通過構建口腔科學與工程科學深度結合的教學新模式，彌補傳統專業教學不足，促進醫科和工科教師的深入合作，有利于學生以臨床需求為導向，增強學生創新能力，培養復合型和多元化創新人才。

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（責任編輯：羅欣）

基金項目：2022年度中南大學研究生教育教學改革項目“口腔醫學與理工科學交叉融合教學新模式的探索與實踐”（項目編號：2022JGB077）；2021年度中南大學研究生教育教學改革項目“現代冶金新技術課程思政建設”（項目編號：2021 YJSKSA22）。

作者簡介：彭倩（1989—），女，博士，中南大學湘雅口腔醫（學）院主治醫師，副研究員，研究方向為口腔生物材料；劉斌杰（1970—），男，博士，中南大學湘雅口腔醫（學）院主任醫師，副教授，研究方向為口腔黏膜癌前病變、牙周病及自體牙再植；彭志偉（1983—），男，博士，中南大學資源加工與生物工程學院教授，研究方向為微波冶金、功能材料制備等。