口腔医学与工程科学交叉融合教学的改革与探索

彭倩 刘斌杰 彭志伟

摘  要：“新医科”背景下，医工交叉融合成为各大高校学科建设和医学人才培养的重要切入点。针对我国当前口腔医学教育模式及“医工结合”教学改革存在的不足，文章探讨了如何深化口腔医学教改，进行复合型创新型人才的培养，提出了口腔医学与工科交叉融合教学改革的总体新思路与方案，强调应注重人才培养目标定位、专业课程融合、“医工结合”平台建设。通过构建口腔医学与工程科学深度结合的教学培养新模式，实现资源共享、人才共育，提高学生的科学思维水平和解决实际问题的能力，培养跨学科的高水平创新人才。

关键词：口腔医学；工程科学；交叉融合；教学改革；创新人才培养

中图分类号：G642   文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）02-0113-04

随着人类文明及科学技术的进步，高新材料学、信息学、人工智能计算机学等学科飞速发展，单一的传统医学教育模式逐渐向以“医工文理”等多学科交叉融合创新教育新模式转变［1］，新医科背景下的“医工交叉融合”因此成为各大高校学科建设和医学人才培养的重要切入点。口腔医学专业是临床医学人才培养的重点专业之一，现代口腔医学教学内涵要求将口腔医学与人文、心理、信息学、冶金与材料学等进行交叉融合并运用于课程与临床教学实践。近年来，我国高等教育和卫生健康部门将加强医学人才培养，推进“产、学、研、医”一体化发展，将“复合型创新人才”培养提升到国家战略层面［2］。因此，针对我国当前口腔医学教育模式的不足，探讨深化口腔医学教育改革，培养复合型创新型人才，学习和借鉴国内外发展学科的经验，打破学科壁垒，实现优势互补，努力建设高水平大学和“双一流”学科，对国家经济社会发展及重大科技突破具有重要意义［3］。

一、口腔医学与工程科学交叉融合的重要性

口腔医学是一门与工程科学紧密相关的学科，在口腔专业教学中需运用口腔材料、影像、计算机导航等新材料、新技术及设备等，而目前的口腔医学教学中尚无相应的交叉学科体系构架，教科书的知识点会相对陈旧滞后，难以满足临床实际发展需求和教学需要［4］。因此，为了紧随冶金与材料学、信息学和计算机学等工科的迅猛发展，在口腔专业教学中开设工程课程，将新理论、新理念融入课程教学是新时代及新医科背景下医学教育发展的要求［5］。在口腔临床工作过程中，需要如树脂等补牙材料、牙冠等修复材料、种植体材料、3D打印颅颌面导交叉学科知识，做好知识构架与储备，可让初入临床的学生更易掌握专业技能，为未来的临床诊疗工作奠定坚实基础。

二、口腔医学与工程科学交叉融合中存在的问题

医工交叉融合不是口腔医学与工程科学知识的简单叠加，而是要以临床需求、社会需求为导向有机融合相关学科知识，发挥相互交叉、优势互补、知识交叠的最大效益，形成专业特色，达到提高学科水平及人才培养质量的综合效应［6］。

（一）融合深度不足

“医工结合”的主要目标是以医学为载体，利用工学最先进的技术，以协同创新、开放共享的精神解决临床需求，突破各自领域的局限，互利共赢，实现学科间的深度交叉融合，培养通晓医学和工学知识的复合型创新人才。目前，非医科院校和医科院校间的联合难以产生具有广泛影响力的成果及效应，“形融”有余而“意融”不足。其根本原因在于未能有效减小或消除医工学科间的体制障碍和学科差异［7］。各大高校现行的学科评估体系、科研人员评价体系和考核评聘制度大多强调传统优势学科、主导学科及项目经费、高水平论文、专利和获奖等排名，跨学科研究未被重视以及相关排名对现存利益分配格局产生影响，使得“医工结合”缺乏有机整合和深度交融［8］。口腔医学和工程专业在知识体系、教学模式、价值体现和人才培养等方面存在较大差异，学科间的知识壁垒使医工教研人员对学科结合热情不高、意识薄弱、缺乏有效沟通，阻碍了深度融合。

（二）学科间发展失衡

我国各大工科院校大多拥有强势学科及专业，仍沿用“以学科为中心”的教育模式，将目光及工作重心倾斜于自己的优势领域［9］。无论在基础研究、项目开发、应用前景还是在课程设置、学科体系及教育教学评价体系等方面都强调主干学科的发展。然而，医学院校也有其自身的发展特点，更多的是注重临床实际诊疗操作，在教学内容、课程体系等构建中以医学基础知识学习和考核操作技能为主，资源、经费与精力投入过于集中。因此，各学科过分聚焦自身发展，鲜少有教研员工兼具口腔医学和工科教育背景，缺乏复合型领军人才、高水平创新团队的支持，导致医工交叉跨学科高水平发展难度较大［10］。

（三）教学模式单一

传统的口腔医学教学模式主要以教科书为素材进行讲解，对于与工程相关的新理论及新技术引入不及时，知识点讲解抽象，缺乏鲜活感，难以激发学生的兴趣。此外，局限于单以口腔医学课程为主的教学内容难以实现医工交叉知识融合及学科应用跨越式发展，在强调医学内容的同时既未将工科课程衔接融入，也没有促进工程方法教学在口腔医学中的运用。单一教学模式已无法满足新医改下课堂教学要求。现代教学课堂更加强调合作、探究、自主教学模式，教师创设医工問题情景，结合案例教学，学生积极探索知识，构建知识融合思维框架，推动研究型教学、多学科交叉及翻转课堂教学［11］。实验教学阶段教师单纯注重临床操作技能的演练，实验室缺乏工科实践教学基地与平台，学生对“医工结合”的课堂内容缺乏深入理解和实验训练。

三、口腔医学与工程科学交叉融合教学的总体思路与改革方案

口腔医学与工程科学的结合是未来医学不断创新发展的重要方向。在新时代背景下如何推动“医工结合”提升高校科技创新能力及核心竞争力，创建世界一流大学，是值得高度重视和深入研究的课题［7，12］。

（一）人才培养目标定位

口腔医学教学和临床实践应充分发挥医学院的优势，确立掌握口腔医学和工程知识的创新人才培养目标，以临床问题为导向，激发学生学习热情［13］。首先，医学院可邀请具备“医工结合”背景的医学专家或者工科领域学者进行以“口腔医学与工程科学的交叉融合教研模式探索”等为主题的学术报告或者座谈会，拓宽学生学术视野及思维能力，引导学生关注学科前沿动态，提高学习和研究兴趣，增强创新能力［14］。其次，在口腔专业知识学习的全过程中，始终保持交叉学科的认知思维，从临床需要解决的实际问题出发，合理引入新技术、新材料、新设备。课余时间，组织学生围绕“口腔医学与工程科学的交叉融合”进行居民、企业、医疗机构等周边调查，激发学生自主探索的兴趣，强化讨论和交流，激活思维创造性，提升学生的学科知识水平、创新科研水准、凝练与解决问题的能力［15］。

（二）专业课程融合

目前，大多数口腔医学课程仅注重专业知识学习，与工程相关课程占比甚少。口腔医学教研室应科学规划多学科交叉教学内容，构建不同层次、不同阶段的交叉课程与实践教学。在课程安排上，提高工程相关理论与实验课程比例，如增加数字化技术、冶金与材料工程等专业课程［16］。在教学内容上，强调口腔医学和工科知识相互渗透，形成学研产用相结合的教学体系。在教学方法上，探索新的教学模式，如在口腔解剖生理学、口腔颌面医学影像诊断学、口腔材料学和口腔科临床技能等课程教学上灵活运用医工学科知识和技术，遵循“工为医用”，培养高质量人才。在口腔医学课程的具体教学实践中，应当围绕以下四门主干课程进行医工交叉融合：

1. 口腔解剖生理学

口腔解剖生理学牵涉众多牙体和组织结构的解剖学知识，包括牙体解剖生理、牙列、牙合、颌位等，其组织结构包括颌面部骨骼、关节及其附属结构、肌肉、血管神经等，需要学生对局部、系统、断层和显微解剖学等知识有较全面系统的掌握。口腔解剖学内容繁杂、名词众多、知识点零碎，教学方式陈旧，因知识点晦涩难懂，学生学习兴趣不高。在教学过程中应用数字技术，通过计算机和信息科学技术摄取三维立体标本，制作多维度模型及数字图谱，可让学生对口腔血管、神经、肌肉等局部结构解剖与整体整合学习记忆，进而融会贯通，形成牢固记忆。因此，有机结合口腔医学与数字化技术，可让学生系统直观地认识口腔临床解剖，有效提升教学效果。

2. 口腔颌面医学影像诊断学

在口腔疾患的诊断过程中需要运用工程学的技术和设备，如CBCT、Ｘ射线摄影、灰阶超声、造影技术、口腔扫描仪等，结合工程科学原理，使学生深刻理解口腔疾病及口腔颌面部解剖影像。阅读影像资料时，理解不同部位、不同组织结构、不同疾病的成像原理，同一种疾病，影像学表现并不典型，因此应根据疾病临床特征及多种客观检查结果进行综合判断，获得全面信息，以了解正确的疾病诊断办法。教师在临床带教中引导口腔医学生由表及里，由内而外，按照一定的规程和正确的方法学习影像学，理解成像原理，透过疾病纷繁的表象剖析本质，对具有复杂性和缺乏特异性的影像进行鉴别，做到触类旁通，为今后的临床诊疗工作奠定基础［17］。

3. 口腔材料学

口腔疾病是指主要发生在牙及其周围组织上造成组织缺损或缺失的疾患。例如当牙齿受到外伤、细菌感染、酸碱腐蚀等诱因出现缺损或缺失，以及颌面部肿瘤或骨折等原因需要重建口腔颌面部形态及功能，需要利用树脂、烤瓷、钛金属等各类修复材料恢复。因此，口腔修复的需求决定了口腔未来材料的发展方向［18］。不同种类的修复治疗工作应选择合适的材料，选择的基础首先是遵循生物医学的原则，并充分了解各种材料的成分及所具有的主要理化及生物学性能。另外，基于材料特性制订合理的操作程序。因此，口腔医师应掌握口腔临床医学知识和口腔材料学知识及熟练的应用技术，提高修复水平，达到主动创新目的。口腔材料学的发展往往与工程科学的进步与壮大密切相关，工程技术上的突破能让口腔材料学及口腔临床诊疗工作得以精进与提高。因此，培养精通口腔医学知识，具有跨学科创新能力的口腔临床医学专业人才是口腔人才培养的努力方向。

4. 口腔科临床技能

口腔科临床实践教学要求培养学生良好的动手能力，扎实的临床操作技能，在临床教学中运用3D教具模型或者计算机机器人技术，让学生模拟操作，可有效提高技能水平［19］。如在颌面部骨折临床教学中，运用计算机三维有限元分析，模拟骨折的生物力学原理，不仅可使学生掌握骨折成因及骨折类型，还可结合数字解剖看到骨折的部位及考虑到骨折周围毗邻的重要解剖结构，使用计算机导航虚拟技术，进行复位和固定的模拟手术操作，可有效避免在临床实际操作过程中，因畏惧和紧张情绪可能导致操作不规范或出现错误的情况。通过医工交叉融合，将口腔专业抽象的知识生动化、形象化甚至可视化，促使学生系统全面地认识和理解临床诊疗的实践。

（三） “医工结合”平台建设

为充分满足口腔临床医学对工程实践能力的需求，应以融合知识实际应用与创新为目标，大力加强“医工结合”实验室建设，营造创新氛围，搭建实践教学创新平台，使实践体系呈现出“医学深厚，工学完备，医工结合”的特点。在口腔医学实验中心建设涵盖医用材料、生理、解剖、计算机智能控制等模块的具有学科交叉特色的综合实验室，让学生既能学习口腔医学知识，又能掌握与之相关的工程理论以及常见的生理、生化基础实验技能。“医工结合”建设平台还可为学生提供医工融合的系统化训练，实现资源共享，人才共育，更好地提高学生解决实际问题的科学思维和创新能力，培养高水平跨学科特色人才［20］。

四、结语

新医科背景下“口腔医学与工程科学交叉融合”教研形式势如破竹，针对“医工交叉”融合教学当前存在的不足与缺陷，文章提出了改革的总体新思路与方案，强调应注重人才培养目标、专业课程融合、“医工结合”平台建设。通过构建口腔科学与工程科学深度结合的教学新模式，弥补传统专业教学不足，促进医科和工科教师的深入合作，有利于学生以临床需求为导向，增强学生创新能力，培养复合型和多元化创新人才。

参考文献：

［1］ 胡珊，练伟，周毅，等. “新医科”时代医学信息技术课程体系变革与思考［J］. 医学信息学杂志，2020，41（07）：88-91.

［2］ 何珂，汪玲. 健康中国背景下“新医科”发展战略研究［J］. 中国工程科学，2019，21（02）：98-102.

［3］ 王麗红，刘平，王晓艳. 多学科交叉复合的新工科建设探索与实践［J］. 电脑知识与技术，2018，14（14）：157-158.

［4］ 何虹，李聪聪，夏昕雨，等. 口腔医学领域的材料学应用与新进展［J］. 全科口腔医学电子杂志，2019，6（30）：64-68.

［5］ 李正茂，王海燕，张晴，等. 多学科交叉口腔医学本科生创新人才培养模式探讨［J］. 中国卫生产业，2022，19（02）：41-44.

［6］ 冯蕊. 学科交叉背景下的口腔医学本科教育的现状及对策［J］. 高教学刊，2017（09）：27-28.

［7］ 谭华，孙丽珍. 高校医工（理）交叉合作问题探究和对策分析［J］. 科技管理研究，2012，32（14）：161-164.

［8］ 田敏，吕毅，王博，等. 外科学医工结合研究生培养模式的探索［J］. 山西医药杂志，2020，49（14）：1874-1876.

［9］ 王璐，马峥，许晓阳，等. 中国医工结合发展现状与对策研究报告（2019版）［J］. 实用临床医药杂志，2019，23（05）：1-6．

［10］ 王辅之，陈兴智，杨枢，等. 基于“系统论”原理的医学院校医工融合专业教育质量保障模式实践［J］. 医学教育研究与实践， 2019（05）：749-752.

［11］ 吴小鹰，侯文生，田学隆，等. 促进“医-工”知识融合的《医学物理》教学改革的思考［J］. 教育教学论坛，2020，12（02）：141-142.

［12］ 张贞，蒋沐岐，鲁青，等. 口腔医学专业本科生交叉科学创新创业教学对其创新能力影响的研究［J］. 中华医学教育杂志，2022，42（04）：301-304.

［13］ 杜青，喻洪流，李欣，等. 康复工程硕士研究生医工交叉创新培养模式探讨［J］. 华西医学，2020，35（05）：594-598.

［14］ 张堃，付君红. 基于“医工融合”的新工科专业人才培养模式的探讨［J］. 教育教学论坛，2019，40（03）：240-242.

［15］ 朱松盛，段磊，王伟，等. “医工融合”培养创新型医学工程人才［J］. 实验室研究与探索，2016，35（12）：212-214.

［16］ 汤池，卢杨，于霄，等. 生物医学工程专业研究生课程体系改革与构建［J］．中国医学装备，2017（03）：137-140.

［17］ 胡勇，吴俊华，陈锋. “新医科”视角下医工交叉融合在骨科临床教学中的探索与实践［J］. 合肥工业大学学报（社会科学版）， 2020，34（03）：119-122.

［18］ 赵信义，李石保，龚旭，等. 以临床为导向的口腔材料学教学改革初探［J］. 基础医学教育，2022，24（05）：334-336.

［19］ 任桑桑，骆笑，薛乐. 医工信交叉融合推动高校医学学科发展的思考［J］. 中国高等医学教育，2017（09）：34-35.

［20］ 左雅敏，王燕，王晓雯，等. “新医科”视角下医工融合在形态学创新实验课程建设中的探索［J］. 医学教育管理，2022，8（01）：112-116.

（责任编辑：罗欣）

基金项目：2022年度中南大学研究生教育教学改革项目“口腔医学与理工科学交叉融合教学新模式的探索与实践”（项目编号：2022JGB077）；2021年度中南大学研究生教育教学改革项目“现代冶金新技术课程思政建设”（项目编号：2021 YJSKSA22）。

作者简介：彭倩（1989—），女，博士，中南大学湘雅口腔医（学）院主治医师，副研究员，研究方向为口腔生物材料；刘斌杰（1970—），男，博士，中南大學湘雅口腔医（学）院主任医师，副教授，研究方向为口腔黏膜癌前病变、牙周病及自体牙再植；彭志伟（1983—），男，博士，中南大学资源加工与生物工程学院教授，研究方向为微波冶金、功能材料制备等。