何汶静 祝元仲 杜勇 吴君 杨庆华

川北医学院 四川南充 637000

0 引言

为贯彻全国教育大会精神和新时代全国高校本科教育工作会议精神，提高本科教育水平，教育部发布了一系列文件[1-2]，要求依托“双一流”，推进新工科、新医科建设，在医学领域深化人工智能内涵，构建传统学科的“人工智能+X”复合型人才培养体系，促进高校专业建设水平整体提升。川北医学院作为医疗行业发展人才的供给方，在积极进行人才供给侧结构改革，增强科技发展核心动力，适应新时期产业升级和经济结构调整需求，不断探索深度融合的学科建设和提高专业建设水平方面作了很多有益的尝试。

1 医工融合交叉学科的现状

面临“百年未有之大变局”，全球的科技和产业正在经历着风起潮涌的深刻变革，科学技术研究一方面要具备先进性、创新性，另一方面也要注重持续性。具体到医疗行业来说，医学的发展越来越依赖检验仪器、诊断设备、治疗设备等涉及自动控制、机械、电子、计算机的多学科门类的现代科技发展，单一学科的问题越来越无法导向重要科学问题和关键核心技术的突破。2018年，习近平总书记在北京大学考察时指出：“要下大气力组建交叉学科群”[3]。无论是在高校研究所，还是在行业企业、社会公众中，交叉学科都获得了前所未有的认同度，获得社会各界的持续关注和积极参与。

早在2009年，国务院学位委员会和教育部印发的《学位授予和人才培养学科目录设置与管理办法》，就已经明确提出高校可根据行业人才需求，自主设置作为二级学科的交叉学科。2020年数据显示，全国共有167 所学位授予单位自主设置了573 个按二级学科管理的交叉学科，共授予博士或硕士学位人数接近4 000 人[4]。

2020年12月，国务院学位委员会和教育部发布通知，正式设置“交叉学科”作为第14 个学科门类，大力支持高校自主设置跨学科本科专业。近年来，在医学领域，高校陆续设置了临床工程技术、智能医学工程等一批医工结合的新专业。

随着“交叉学科”门类设置的尘埃落定，各高校就具体怎样落实建设，如何有效融合相关领域专家，如何确定研究发展方向，以及如何有效管理产教团队，提升对应的人才培养等问题仍然处在积极探索的过程中[5-7]。

2 川北医学院在医工结合方面的基础

川北医学院医学影像学院于1985年建立，是国内首批设置医学影像学专业的医学院校，建设至今，学院已开设有医学影像学、医学影像技术、生物医学工程、智能医学工程四个本科专业，在校本科生共计2 000 多名，专业门类涵盖医学、工学、理学，为国内专业门类最为齐备的高校院系之一。其中医学影像专业从1986年开始招生，2007年被评为国家级特色专业；生物医学工程专业从2004年开始招生，2020年被评为四川省一流专业。医学和工学的办学历程都经过了一定的时间沉淀，相比于理工类院校，学校作为医学院校，在医工结合方面有较好的历史基础和优势。

1）师资队伍学科门类齐全，梯队结构合理，包含医学、工学、理学在内的多学科，且都具有相关科研项目支持和资助。

2）实现了不同学科的院系统一管理，突破了一级学科之间的管理壁垒。

3）依托附属医院，拥有先进的医疗设备，可同时用于教学。包括3.0T 及1.5T 磁共振成像设备、多层螺旋CT、医用直线加速器、数字减影血管造影设备、数字X 线摄影、动态调强放疗系统、模拟定位机、192Ir 后装治疗机、彩色多普勒、SPECTCT、PET-CT、Micro PET-CT 等价值过亿元的医疗教学设备。

4）附属医院专业科室门类齐全，疾病谱覆盖广，病例资源丰富。

3 基于工科专业的新工科专业建设

新工科是指顺应目前互联网和人工智能发展浪潮，一方面发展以大数据、人工智能、云计算、虚拟现实为代表的相关工科交叉专业，另一方面以智能制造、人工智能、机器人等相关学科为新的动力，对传统专业进行改造升级，培养高素质交叉型人才，在科研和人才领域进行主动战略布局。教育部2018年首批认定612 个新工科研究与实践项目，从理念、标准、方法、技术、文化等方面探索新工科建设[8]。

目前，学校已有工科专业生物医学工程、智能医学工程进行新工科建设。基于工科专业开展医工融合教育模式已初步构建。该模式以“立德树人、产出导向、学生中心”为教育建设理念，以“三主体、五层次、一循环”为新模式，以课程思政、三维融合、双径双进为新方法，以机器学习、云计算、深度学习为新技术，力求形成川北医学院特色的新工科教育体系，培养具有家国情怀、工程创新能力，服务区域医疗卫生的工程应用型人才。

3.1 推进专业培养模式转型升级

为落实新工科建设，学校一方面积极发展新兴工科专业，开办了智能医学工程专业，并于2020年开始招生；另一方面对生物医学工程专业持续深化工程教育改革，加快培养能适应新一轮医疗科技革命的卓越临床医疗工程科技人才。

围绕“新的工科专业、工科的新要求”这一问题，深化专业内涵建设，在深入调研和十余年实践的基础上，凝练和形成了“三主体、五层次、一循环”人才培养思路，如图1所示。

图1 “三主体、五层次、一循环”人才培养思路

该模式以“立德树人、产出导向、学生中心”为教育建设理念，以立德树人为目标，在课程建设中全面施行课程思政，鼓励“广大青年要肩负历史使命，坚定前进信心”[9]，深入构建覆盖全体教职员工，覆盖从理论到实践、从校内到校外实习基地的所有教学环节的“三全”育人格局。为落实产出导向理念，在培养主体方面，突破了高校的单一培养主体，根据毕业生就业两大主要途径——医院和医疗设备生产企业，将高校、医院、企业作为人才培养的三主体，充分适应医院、企业的主体需求，提高人才培养的适切度。参考赵炬明教授总结的新三中心，深入解读学生为中心的内涵，一是从事实出发，在学生的前期基础和学习规律的指导下重构教学内容，启发学生思考和主动学习；二是在所有活动中，保持学生的主体地位，以专业知识和能力水平的提高为主要教学目的；三是建立有效的教学监督管理和实时反馈机制，以学习效果为反馈和评价目标。

教育教学作为一门行为和心理科学，具有其内在的规律。在构建人才培养方案的过程中，需要深入了解和分析学生在医学、工学、人文的融合过程，以及循序渐进的自然法则，删繁就简，由表及里，以“五层次”模式，全方位提高知识、技能、能力、实践力水平，阶梯式达到人才培养目标，培养创新思维和医工融合思维能力。在培养体系质控方面，从国家经济社会需求出发，调研产业布局，调研毕业生和用人单位反馈信息，从就业质量、职业发展、社会评价高维分析毕业生质量，以需求和效果为导向，对课程体系设置和课程内容持续循环提升，构成闭合“一循环”。

3.2 拓展大学生医工融合的创新意识

在人才培养的实践过程中，形成并总结了“三维融合”“双径双师”的培养模式。“三维融合”是指学科融合，校医、校企融合，理论实践融合。“双径双师”是指以医院、产业两大就业途径为产出导向的校医双师资、校企双导师。

学校以服务新工科2.0 为目标，从产业实践和临床需求中发现问题导向，推进学科间和产教间的交叉融合，建立包含企业导师、学校科研骨干、临床医生的教学科研团队，以科研项目、产学研协同育人项目为契机，加强校企、校院的深度融合，培养“双师”型人才。与医疗行业领军企业上海联影、上海电气康达医疗签订战略合作协议，建立了联合创新产业医学工程实践教育培训中心，由企业研发人员和高校骨干教师组成联合项目小组，双方互派人员进修。从具体项目实践中逐步构建国家级专家领衔，博士和博士后为骨干的生物医学工程、计算机技术、自动控制技术、机械电子、影像医学、临床医学的医工结合团队。

在课程设置方面已有交叉学科人才培养方案和具体教学实践，并且在毕业设计方面已有很多医工融合的研究。

为了培养学生用工程的思维解决医学问题的思辨能力，提升医学工程应用水平，为在校生设置了各级竞赛，通过参加学科竞赛、技能竞赛、双创大赛等组织大学生成立项目小组，围绕项目和赛题目标，进行融合项目研究。学生通过查阅资料，或生成调查信息报告，或完成软硬件设计，定期进行成果汇报。

学院还通过邀请行业知名专家，进行专业和学科交流，例如，根据教学安排邀请企业资深专家开展线上或线下专业讲座，丰富教学形式；邀请行业前沿研究人员利用自身行业优势，提供契合行业发展的优质教学资源，为学生普及行业前沿知识及实践经验，不断提升教学品质和效果。在拓展国际视野，引起对当下研究和讨论热点问题的关注方面不断启发思考、激发兴趣。

3.3 校医企协同育人，在实践中培养复合型人才

推进学科专业交叉融合，深化产教融合，以人工智能为纽带，落实“校+医+企”协同育人，与医疗设备龙头企业上海联影、上海电气康达洲际、成都奥泰医疗共同实施“卓越工程师2.0”计划，共同制定实习大纲，调整在企业、医院实习基地的实习时段和时长，丰富学科内涵，建设围绕医工结合、面向市场，满足临床工程、智能医学需求的新工科体系。

课程实验是培养动手能力，达成知识目标、能力目标的重要手段。通过实验项目更新，增加课程设计、开放性实验和学生创新科研项目，构建包含课程实验、综合设计、研究创新实验、毕业设计的校内实践教学体系，实现理论和实践的融合，提高学生独立分析和解决问题能力。严格要求毕业设计各个环节，以“双导师”制度进行全程指导和质量监控。

4 基于医学专业的新医科教育模式的探索

新医科建设提出要以人工智能、大数据为代表的新一轮科技革命和产业变革为背景，培养医工理文融通的复合型人才，对原有医学专业提出新要求。

基于学校已有基础，围绕跨界融合，深化人工智能与基础医学、内外妇儿等临床医学、医学影像学的交叉学科和专业建设，丰富完善人工智能主干知识体系和跨学科核心知识体系，培育新的学科生长点和特色方向，力求为形成川北医学院特色的新医科教育体系添加人工智能相关的新技术，培养适应产业转型升级的“人工智能+医学”复合型应用人才。

具体来说，目前可以在原有医学类体系中加入人工智能概论、机器学习等智能医学的核心课程，加入深度学习等选修课程、开放性实验项目等，充分利用在线开放课程等形式，共享教育资源，让医学专业学生对当前人工智能能解决什么样的医学问题、如何解决问题等有全面系统的了解，通过介绍医学数据挖掘、典型机器学习算法、常用的深度学习理论，培养医学生的工程思维能力，培养医学生面对诊断、预后、疗效评价等具体临床问题时用严谨的科学态度和先进的工程方法解决实际问题的能力。

实验平台方面采用阿里云、腾讯云的在线免费实验室的办法，以较小的预算资金为学校大二、大三共4 000 多名医学学生提供AI 实验平台，进行动手能力训练，培养工科思维方式，以及用人工智能的办法解决医学问题的能力。

5 制度保障

张端鸿认为，“交叉学科”最大的挑战来源于教师管理[10]。工学和医学方面的教师往往分属不同的基层组织，工作任务不同，直接领导不同。交叉学科项目的完成，需要医护人员和工程人员共同努力，并伴随着较长的探索过程，还需承担成果的不确定性风险。

为此，亟须构建有效的医工交叉平台，制定相关政策，在成果认定、贡献评价方面，避免出现用单一学科思维左右交叉学科结果的问题。建立团队考核依据，进行有效的学术组织管理，保护好每位项目参与人员和参与单位的积极性，推进项目建设以及明确双方权利义务关系。处理好学术带头人、骨干科研人员、青年科研人员之间的关系；处理好医学研究人员和工学研究人员之间的关系；处理好附属医院和高校之间的关系，从制度上加强医学与工学双方合作。

6 结束语

要培养符合新工科、新医科要求的“人工智能+医学”复合型人才，既需要转变观念，充分利用各学科优质资源，加强整合与优化，也需要丰富“产学研医”融合创新的工作方式与内涵，加强组织建设，推进具体项目的落实和质量提升，才能培养出符合国家和社会发展需要的复合型、创新型、应用型医学工程人才，进一步提升大学生就业的综合竞争力。