生物医学工程学课程思政的探索与实践

徐航 李菁菁 时梅林 巩萍 郑绍辉 胡鹏程

2017 年国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》中明确指出，高校肩负着人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新、国际交流合作的重要使命[1]。这些使命不仅是高校自身发展的需要，更紧密关联着国家和社会的繁荣进步。因此，加强和改进高校思想政治工作被视为一项重大的政治任务和战略工程。大学课程在学生成长中具有至关重要的地位，它不仅为学生提供知识和技能的培养，更关键的是使他们具备成为高素质人才所需的能力。而其中的专业课则更强调对专业知识的深度掌握，使学生具备担任专业角色所需的知识和技能[2-3]。课程思政是指将思想政治教育元素融入课程内容、教学方法和评价体系中，以提高教育质量和育人效果。通过深入挖掘各学科蕴含的思想政治教育资源，可以实现思想政治教育与学科教学的有机融合。这种方式不仅让学生了解和掌握各种思想观点和学科思维方式，更重要的是引导他们增强思想道德修养、国家意识、社会责任感和家国情怀。在大学阶段，这样的全面发展对于塑造具有社会担当和国家意识的优秀青年具有重要意义[4-5]。

1 生物医学工程学课程思政探索的必要性

生物医学工程是一门跨学科的学科，将工程学、医学和生物学的原理与技术应用于医学和健康领域，旨在改善医疗保健、诊断和治疗的效果。这一领域的目标是开发新的医疗设备、技术和治疗方法，以提高人类的健康水平和生活质量[6]。生物医学工程学是徐州医科大学生物医学工程大类专业在大一学年开设的一门导论性质的课程。主要介绍生物医学工程的基本概念和原理及其应用领域，使学生对生物医学工程学科的体系有所了解，激发学生对该领域的兴趣，为后续的专业学习打下良好基础，同时也为学生的职业规划提供有益参考。

将思政教育元素渗透到生物医学工程学课程中，可以使学生在接受知识的同时，获得思想政治教育的引导和熏陶，能够更好地实现生物医学工程专业人才的教育目标，提高育人效果[6]。主要表现为以下几个方面：第一，生物医学工程学作为交叉学科，涉及人体生命和健康，具有较强的科学伦理性和社会责任性。通过思政教育，可以加深学生对科学道德、人文关怀和社会价值的认识，培养其对患者和社会负责的意识。第二，生物医学工程涉及生命科学、信息技术等领域，其在医疗、生物安全等方面的应用涉及国家安全和发展。通过思政教育，可以增强学生的国家意识和国际视野，让他们在学习与研究中更加注重国家安全和发展的重要性。第三，思政教育可以促进学科内涵和发展导向的深入融合，激发学生对于科学研究和技术创新的热情，培养学生对于医学前沿问题的思考能力和创新精神。同时，塑造学生积极向上、扎根人民、服务社会的价值取向，使他们成为德才兼备的医学工程人才[7-9]。

2 生物医学工程学思政育人目标

生物医学工程专业的思政育人目标是全面培养学生的知识、能力和价值观。通过将知识传授、能力培养和价值塑造的有机融合让学生更加系统地了解生物医学工程的基本理论和研究内容，并培养学生的创新、创业意识和探索精神，以促进学生全面发展，满足学生个性成长需要。同时鼓励学生追寻科学发展历程，培养学生原始创新意识和尊重原创的科学素养，树立学生热爱科学、探究科学、精益求精的科学品质。最后，通过本课程所有内容的学习，培养学生如何利用所学知识解决医学相关问题的思维，形成为人类疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的意识，增强学生的社会责任感，服务社会的责任和担当，树立正确的人生观、价值观和世界观。

3 生物医学工程学课程思政的设计思路

生物医学工程学的课程思政，要立足课程自身的特点。该课程共有12次课，每次2个学时，其中理论课10次，基于问题的学习讨论（problem-based learning，PBL）2 次。而每次理论课都是生物医学工程一个学科的浓缩，如生物传感技术、医学影像技术及生物力学等。要想在2 个学时理论教学的课堂时间将某个学科的全貌完全呈现是极其困难的，同时还要考虑课程理论性强、较难理解的特点。因此，如何在授课过程中激发大一新生学习的主动性和积极性，成为教师面临的主要挑战。因此，在课程设计时，所有课程教师均参与集体备课，并展开了热烈的讨论，深入挖掘课程内蕴含的思政元素，确定思政主题，梳理课程案例，形成贯穿整个课程的思政脉络。同时所有教师潜心备课，多渠道查找资料，综合运用多种教学设计和教学方法，采取有效的教学措施，多维度增强课程思政实效，将育人的主渠道融入专业课程，真正形成知识授业与思政教育的有机融合，见表1。

表1 生物医学工程学各章节知识点对应的思政目标及思政元素

4 生物医学工程学课程思政案例库举例

4.1 医学影像技术课程思政案例

医学影像学是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。在讲述医学影像技术这一章节的时候，将介绍包括X 线及计算机体层成像、超声成像、核磁共振成像、放射性核素成像、光学成像等的成像原理和相关设备。根据课程内容特点，本节确定以突破“卡脖子”技术，促进国产高端医学影像设备自主研发作为思政主题进行思政案例库设计。介绍我国医疗器械行业起步相对较晚，高性能医疗器械产业化能力相对较弱，进口产品垄断我国高端医疗器械市场，特别是大型设备及高端医疗设备，比如电子计算机断层扫描仪（computed tomography，CT）、磁共振扫描仪（magnetic resonance，MR）、正电子发射计算机断层显像仪（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）等大型影像设备进口占比在80%左右[11，16]。为摆脱此种不利局面，国家政策大力支持国产医疗器械创新及产业化，国产医疗器械企业的研发持续增加，加速推进了中国医学影像设备的国产化进程。并具体介绍联影医疗在2021 年发布高端医学影像PET/CT 专用“中国芯”，打破我国高端医疗装备芯片必须依赖进口的被动局面。通过对以上内容的介绍，强化学生对生物医学工程领域的认识，同时提升学生的民族自豪感和专业归属感。

4.2 纳米生物技术课程思政案例

纳米生物技术是将纳米尺度的材料和技术应用于生物学和生物医学领域的交叉学科领域。它结合了纳米科学和生物技术的原理，旨在研究、改进和利用生物体内微小尺度的结构和生物分子，以开发新的治疗方法、诊断工具和生物学研究技术。目前，纳米生物技术在药物传递、基因治疗、组织修复、疫苗研究中均有着很大潜力[13，17]。但也可能面临伦理方面的抉择和挑战。本节课教师准备相关案例如下：某大型医疗科技公司研发了一种基于纳米技术的医疗器械，可以在治疗心血管疾病方面取得重大突破。该器械通过纳米尺度的精准操作，实现更精确的治疗和手术效果。然而，这项技术目前仍处于实验室阶段，尚未进行大规模的临床试验。通过这样的案例来引起学生的思考和讨论，公司是否需要继续深入研发和临床试验，验证该技术的安全性和有效性，还是将此项技术投入市场，尽快使患者获益，但也面临较大的风险和潜在副作用。通过这样的案例来引导学生思考工程师在开发和应用纳米技术时应承担的社会责任，并培养学生对伦理和社会责任的认识。同时，通过辩论环节，学生的批判性思维和沟通能力也得到了进一步的锻炼。

4.3 深度学习课程思政案例

深度学习是机器学习领域中一个新的热点研究方向，通过学习样本数据的内在规律和表示层次，最终目标是让机器能够具有分析学习、识别文字、图像和声音等数据的能力。深度学习使机器模仿视听和思考等人类活动，解决了很多复杂的模式识别难题，使得人工智能相关技术取得了巨大进步[18-19]。因此，在讲解深度学习这一章节时，如何提高学生的兴趣，使深奥的计算机知识便于理解，并自然融入课程思政是授课教师需要仔细思考的问题。经过查阅相关资料，确定先通过2016 年阿尔法围棋（AlphaGo）以4∶1 战胜围棋世界冠军李世石的事件，引出功能强大的人工智能机器人AlphaGo，并介绍其主要的工作原理就是深度学习。然后细化到在医疗领域，指出目前深度学习在医学中的应用主要集中于医学图像、基因组学分析、药物研发和基因组学的分析等方面。具体示例为肺炎影像诊断中，有些肺炎患者早期CT 影像特点为肺部多发小斑片状磨玻璃影等细微变化，如果仅依靠医生肉眼进行分析，分析一个病例大约需要耗时15 min，在大规模病毒筛查的情况下，所需工作量巨大，几乎无法完成。但借助深度学习，医生可以快速鉴别出这些微小变化，从而大大节省诊断时间，且诊断识别的准确率在90%以上[20]。通过应用案例讲解，让学生真实感受到深度学习在医学影像中所发挥的巨大作用。激发了学生的专业自豪感。

4.4 生物力学课程思政案例

生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题进行定量研究的生物物理学分支，它主要通过模拟和实验来研究生物系统的动力学和力学响应，以便更好地了解生物系统的结构和功能[21-22]。在介绍生物力学的近代发展史时重点介绍“生物力学之父”冯元桢先生。通过播放回忆录视频的方式，使学生对冯元桢先生有进一步的了解。同时讲述他如何在抗战时期报考航空学专业，想通过自己的努力痛击入侵者，之后致力于生物力学的研究，创立了著名的“冯氏隧道理论”。在70 年代中美关系解冻以后，他是最早来华访问的学者之一。并多次在国际学术会议的讲坛上自豪地宣称：“我是中国人！”，并对中国赴美留学的青年学者多方扶掖并十分重视祖国的科学人才培养，多次回国访问，并担任中国十多所大学的名誉教授和名誉研究员[15]。通过典型人物的典型事迹，引导学生树立正确的价值观和学习观，并激发学生的爱国情怀，鼓励学生通过自己努力为祖国的建设贡献力量。

5 生物医学工程学云平台建设

在学习通网络平台建立生物医学工程学网课，充分发挥网络课堂在灵活性和便捷性上的优势。在课下，学生可以根据自己的日程自主选择何时学习，以便帮助学生更好地掌握知识。同时，在学生不能到校的情况下方便开展线上教学。在课程思政方面，云平台也发挥了巨大的优势。生物医学工程学作为专业课程，课堂时间有限，因此要很好地权衡课程专业内容和思政内容之间的时间分配。课程思政内容过多，时间过长可能会让学生产生疲劳和乏味，导致注意力无法集中。时间过短，学生可能没有足够的时间来深入理解思政内容，或者只是浅尝辄止，达不到预期的效果。因此，在网络课堂的建设中可以充分解决这样的矛盾。将更多的关于课程思政的资料放在课程的资料库中便于学生课后学习。如在讲述深度学习章节的时候，可以在资料区里增加ChatGPT、Midjourney 等基于深度学习的智能AI 工具的介绍，增加学生对于生物医学工程专业的兴趣。再如，在讲述“生物力学之父”冯元桢先生时，可以将其回忆录的完整视频和链接放在资料区，供学生在课后观看学习，进一步强化思政育人效果。

徐州医科大学生物医学工程专业以培养“医工结合”的复合型创新人才为目标，在生物医学工程学这门导论课程上如何对学生进行专业引导，使其了解专业概况，激发学习热情和学习兴趣具有重要作用。同时潜移默化间对学生的思想品德和价值观念进行了塑造。对生物医学工程学进行课程思政教学改革，可以探索“医工结合”专业育人目标的达成路径，深入挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，拓展专业课程的广度、深度和温度，增加课程知识性、引领性和时代性。为同类其他课程开展思政教育提供有益的参考和借鉴价值。