在医工融合类研究生课程中加强实践教学途径的探讨▲

李光大 赵三团

(河南科技大学1 医学技术与工程学院，2 材料科学与工程学院，洛阳市 471023，电子邮箱：liguangda@haust.edu.cn)

【提要】 本文根据医工融合类(即医学与工程技术的融合)研究生课程的特点及培养目标，从实践教学的重要性及医工融合类学生的学情分析出发，结合自身教学经验和国外经验，对在医工融合类研究生课内教学中加强实践教学的具体途径(包括现场教学、实验教学、案例教学、教学邀请、学科竞赛等方式)进行了讨论分析，对构建创新型人才培养模式具有一定参考意义。

随着《“健康中国2030”规划纲要》和《中国制造2025》等国家重大战略的推进，医工交叉融合(即医学与工程技术的融合)产业方向的创新、创业成为热点，这种形势的发展对该领域人才的培养提出了急迫的要求[1]。实践是医工融合专业创新的基础，培养实践能力对于创新型人才具有重要意义，实践教学的需求已成为高等教育改革的重要方向[2]。但目前我国的高等教育存在一些问题，如培养的人才能力与社会实际需求脱节、教育实践环节薄弱等[3]。有的高校医工融合专业研究生的课程设置，实践课极少，多以理论课为主。一年左右的研究生课程学习结束后，学生会通过参与导师的课题研究等方式锻炼实践能力，但从理论过渡到实践的过程中往往会出现脱节现象，学生对在课程教学中增加实践内容讲解产生了迫切的需求。因此，笔者结合自身教学经验，并参考国外医工融合类研究生课程教学方式，对医工融合类研究生课程增加实践教学内容的方式方法进行了探究。

1 实践教学在医工融合类课程中的重要性

在加强医工融合类研究生专业课程实践内容改革过程中，首先需要授课教师充分地认识到在课程内加强实践教学的重要性。从技能培养来说，作为理工科的医工融合类学科，强调的是学生要学会应用理工科方法解决医学问题[1]，要医工融合、工为医用，这对学生的实践能力要求较高[4]。而从培养创新型人才来讲，实践教学非常有利于创新型人才的成长。在实践课中，学生置身于真实情景里，处于绝对的主体地位，能够通过发挥自身主观能动性，构建主动认知而达到学习目的。实践教学更能调动学生的学习积极性，激发学习兴趣，在开阔眼界和思维碰撞的过程中产生创新的火花。在互联网高度发达的今天，在先进的教育手段和教育理念的影响下，学生通过网络获得知识和信息的途径更加方便和快捷，许多理论知识都可以通过观看视频等方式进行自主学习，而实践教学相对不容易在网络上进行，所以在线下课程中加强实践教学，增加学生的动手能力和操作机会，更能顺应未来互联网社会的发展。此外，从医工融合类专业培养目标和社会发展形势来看，在具体课程教学中进一步加强实践教学非常重要，各科任课教师需要从思想上意识到这一点，才能在具体课程教学中不断地改革，融入更多的实践教学，更好地达成培养目标。

2 医工融合类研究生学情分析

对学生学情的分析，是任何教学行为开始之前都应该进行的一项工作[5]。对于医工融合类研究生的教学，该项工作更为重要，这是因为医工融合类专业是新兴专业，学科交叉特性突出，其融合了工程学、物理学、生物学和医学等多个学科的理论和方法，其专业的高度交叉使得研究生的教学较为复杂。医工融合类研究生可能来自如生物医学工程、生物信息学等，也可能来自其他的专业背景，比如医学、化学、材料、机电、生物学等，复杂的学情加大了医工融合类研究生课堂的教学难度。笔者认为，实践教学是一种非常有利于不同背景和不同基础的学生的教学方式。一方面，实践教学是从来自生产和生活中的具体实际问题出发进行的教学，即使拥有不同的专业背景，学生也可以从现有的认知经验出发，寻找到熟悉点或相似点，产生认识上的共鸣，从而更容易进入学习状态；另一方面，实践教学是要解决某一具体实际问题，要达成的教学目标看得见、摸得着，学生更容易从中认识到自己在哪些方面的欠缺，从而更容易调适自己的学习方法，更利于学生的成长。

3 在课程中加强实践教学的途径探究

从社会发展需求、专业培养目标和具体学生学情等方面出发，在医工融合类专业课程教学中加强实践教学日趋重要，但是在具体的课程教学中如何加强实践教学仍无统一的标准和指南。笔者将结合自身所从事的医工融合类研究生专业课程的教学实际经验，参考美国密苏里科技大学资深教授对该门课程教学的方法，对医工融合类研究生专业课程中加强实践内容的途径进行探讨。

3.1 增加现场学习课 传统的研究生教学场所大多是学校的教室，而作为与社会生产和生活实际紧密联系的医工融合类专业，完全可以突破传统教学场所的限制，将适当比例的课时放到企业、工厂、公司、医疗机构等医工结合的实践场所，这种让学生深入行业现场进行学习的方式，有利于学生理论联系实际，既巩固了基础知识，又开阔了眼界，让学生看到实验室开发的科研成果切实转化成经济效益和社会效益，激起学生的科研兴趣。笔者在国外访学期间，外方合作导师在“生物材料学”研究生课程中，从总课程48个学时中安排了4个学时在当地的生物材料高科技公司Mo-SCI进行参观学习。其间，公司负责人详细地为研究生讲解了公司的创办历程，介绍了公司的发展理念以及最新开发的产品，并带领研究生参观了生物材料产品生产车间，提出了一些在工艺革新中遇到的问题。通过现场学习，学生观看了医工结合产品的实际生产过程。这一种课内的实践教学方式，在我国的医工融合类研究生专业课程的教学中也具有可行性。我国招收医工融合类研究生的大学基本处于大中城市，这些城市一般会有相应的医工融合类的生产工厂、公司或大型的三甲医院，而此类研究生的数量目前相对较少，因此比较容易安排现场实践教学。这种“走出去”的课堂教学模式更换了学生的学习场所，深入生产和生活实际，更有利于提高学生对行业的认知，是增强课内教学实践的一种重要途径。

3.2 增加课内实验课 实验教学是实践教学的一种重要的形式。在实验教学中，学生利用相关的实验仪器和设备，通过实际操作来观察和分析具体问题，以获得知识并发展动手能力。实验教学在培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力方面具有重要的作用，是提高学生综合素养、提升学生创新能力的有效途径[6]。但在目前我国研究生的课程教学中，教师更多的是关注于理论教学，而较少关注实验教学[3]。在研究生专业课的教学过程中，根据学生的实际情况，增加一些需要学生动手的有适当难度的综合性和启发性的实验操作是很有必要的。这一点在国外高校的研究生培养中较受重视。笔者在密苏里科技大学访学期间，“组织工程学”的研究生几乎都来自材料学和化学专业，缺乏医学和生物学知识，对细胞培养的相关知识也了解不多，但细胞培养技能对于该专业研究生未来从事的工作非常重要。因此，国外导师在教学过程中进行了适当的调整，分配了4个学时用于学生提取和培养兔骨髓间充质干细胞的实验教学。实验教学过程中，研究生两人为一组，在导师和动物实验老师的全程指导下，完成动物解剖、细胞提取、细胞培养等各个步骤的操作，全面掌握了细胞培养的各个环节。这种教学方式培养出来的学生基础扎实，动手能力强，综合素质较高。

3.3 加强案例教学 研究生的课程教学过程中，大部分课时都是在教室里进行理论教学，如何在理论教学中增强学生实践能力的培养值得探讨。笔者认为理论联系实际、采取案例性的教学效果较好。案例教学多以生活中真实发生的事件为蓝本，向学生描述一个典型、真实的情景，指出该情景中存在的疑难问题，同时也给予可能解决这些问题的方法[7]。案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式，使用案例作为教学的工具，可以将现实中的情景与问题引入课堂，能够最大限度地提供行业工作的经验和感受，容易与学生形成互动与交流，在各种信息、知识、经验、观点的碰撞中启迪学生的思维[8]。特别对于学科交叉性显著的医工融合类课程，选择一个典型的案例，透过现象分析机制，从细节切入，进行深度剖析，由浅入深，理论联系实际，可以让学生深刻地体会到医工融合、医工渗透、工为医用的思想，引导学生思考用理工科的方法学解决医学的问题。比如在“生物材料学”课程中可以选择人工髋关节这一典型的医工融合案例进行讲解，从人工髋关节的临床医学需要、力学设计、材料选择、材料加工工艺、临床手术过程、存在问题以及改进方向等方面引导学生进行探讨，采用图片、视频等教学手段，多角度地进行讲解，让学生充分体会到医工融合的精妙。实际上，医工融合类课程通常与日常生活联系紧密，在身边就存在大量的典型

案例，任课教师需要对案例的内涵及其特点有一个全面的认识，结合自己的具体教学内容，挖掘典型案例的背景、具体问题和详细情节等，开发经典的教学案例，建立教学案例库，丰富教学素材，这有利于教学工作的开展。

3.4 邀请课程 由于医工融合类的课程内容广泛，在课程教学的过程中，根据课程内容的需求，邀请行业领域的专家进行授课，让学生吸收不同领域专家的观点，也是培养学生创新实践意识的重要方法。笔者在国外访学期间，国外导师的“生物材料学”课程中专门安排了2学时，邀请生产骨修复材料的高新企业技术负责人进行了课程讲授，该企业技术负责人具有多年从事生物材料研究和生产的经验，从产品的临床需求、市场调研、产品设计、产品上市审批等环节对所研发的某个新产品进行了介绍。专业人士现身说法，从企业的角度出发，讲解了如何从临床实际需求出发，利用工学方法解决医学问题，并开发出新产品的全过程，让学生收获良多。这种邀请课程的教学方式，结合了“走出去”和“请进来”，丰富了课程内容，有利于学生接触最新的行业科研和生产动态。但在邀请课程这一教学方式上，一方面要结合专业背景和课程内容，选择合适的专家学者或者优秀行业人才，另一方面需要注意与邀请人做好课程内容上的沟通，以提升报告效果。

3.5 组织学生参加竞赛 学科竞赛紧追学科前沿热点，为学生践行理论知识提供实践平台，激发学生学习欲望，培养学生的团队合作能力，已成为传统教学手段之外的有益补充[9]。随着我国高等教育的发展，组织学生参加学科竞赛，可提升学生的实践能力和创新能力，已成为教育者的共识[10]。医工融合类课程与生命科学紧密联系，学科发展快速，知识更新快。根据这类课程的特点，学科竞赛非常有利于学生跟踪前沿领域，综合运用所学知识去解决实际问题，培养实践能力与创新能力。目前我国医工融合类的竞赛类型十分丰富，比如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“互联网+”大学生创新创业竞赛、全国大学生生命科学竞赛等。笔者曾经选取所教授的“生物材料学”内容，根据自己的科研课题，指导学生参加医工融合类竞赛，获得了2019年河南省“互联网+”大学生创新创业竞赛一等奖等奖项，而参与竞赛项目的学生普遍感到其得到了非常好的锻炼。有学者认为，指导学生参加学科竞赛是检验教学效果的重要方式[11]。根据课程内容和学科特点，组织学生参与命题或非命题的学科竞赛，能有效提升教学效果，是加强课程实践教学的另外一种途径。

4 小 结

在提倡“大众创业，万众创新”的今天，医工融合类专业课程因其具有多学科高度交叉的特点，成为培养创新型人才的沃土。在这类课程的教学中加强学生实践能力的教学对学生创新意识的养成至关重要，一方面希望教师认识到实践能力对提高研究生培养质量的重要性，钻研教学方法，与时俱进，不断提升自己，更加胜任教学工作；另一方面希望高校研究生教学管理在保持原则的同时，也给予教师更多的自主性，让课程形式更加活泼多样，同时尽量增加学生的实践培养经费，提升培养质量。