跨专业创新创业课程设计与实施方式研究

刘阳 张占东 安美文 张卉

[摘 要]基于对高校生物医学工程专业教学模式的深入思考，文章剖析其发展现状与存在弊端，提出强化实践课程作用、推进重点课程构建、提升教体改革实践的创新思维改革思路，同时制订了创新模块构建、创新平台构建、发挥学科竞赛作用、拓展创业渠道、创新校企融合模式等具体教改实施方案，全面培养及提升在校生的综合学习能力和实践能力，以促进其快速找准定位，在创新创业中实现自我价值。

[关键词]创新创业;BME;教学改革;课程设计

[中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）12-0159-04

根据我国现阶段经济社会发展需要，统筹国际国内大环境形势，国务院于2015年3月出台了《国务院办公厅关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》，以及 《国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》等两份重要文件，首次提出了“大众创业、万众创新”的指导思想。这一战略思想不仅符合我国现阶段发展的国情民情，更是作为重要思想基石促进我国经济再度腾飞跨越式发展[1]。

科学技术作为国家发展的第一生产力，具有不可替代的巨大作用。当代青年人，尤其是接受高等教育、掌握科学知识的大学生，更是肩负着推动民族复兴、促进国家繁荣强盛的光荣历史使命和重任，因此更需要不断完善提高自我，提升科技创新的能力。目前，国际竞争日趋激烈，国与国之间不仅是综合国力的比拼，更是高等人才储备和尖端科技装备的较量。为国家不断培养各个领域的后备人才，输送具有创新精神和实践能力的各类人才，同样也是高等院校的社会责任与义务。2007年《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高〔2007〕2号），以及教育部制定的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》等文件都指出下一步教育体制改革的方向，要着重培养学生的学习能力和创新实践能力[2]，真正实现创新融合与学以致用，更好地解决社会生产中遇到的各类难题，更好地服务社会发展需要。

一、教学现状剖析

生物医学工程（ Biomedical Engineering，简称BME） 是一门工程科学与生命科学高度交叉的学科，重点研究方向为在生命科学的基础上研发各类具有高新技术的医疗器械，以及对医疗系统的开发利用[3]。

BME的研究应用范围广泛，主要体现在基因工程、生物化学、电子信息等方面。医疗方面集中在医学影像技术、医用软件开发、医疗器械设计制造、营销及维修，以及医用材料和人工器官组织工程等方面。从上述说明可以发现，BME学科主要是运用现代自然科学及工程技术原理方法，从工程学角度出发，在不同层面和结构上剖析人体组织结构、组织机能和相互作用关系，从宏观和微观角度，阐述生命现象，同时研究病理和致病机理，从而为人类了解生命、治疗疾病、康复理疗等提供科学指导服务，是一门技术含量較高的综合学科[4]。

在国外，由于具有良好的教学基础和市场环境，生物医学工程得以快速发展，从学科特点到前景应用，都为该科目的迅速普及创造了有利条件。例如，美国斯坦福大学的BME课程就汇集了校内校外多所机构和院系的专家学者，共同设置科目对学生进行教学指导，其中涵盖了生物科学、计算机应用技术、电子技术、电子信息管理等基础理论，通过理论学习奠定学生的工程科学学习基础，培养学生的融会贯通能力，将学科基础知识应用于包括医学、病理学、医疗器械的设计制造、医用产品的使用维护等专业学科，通过跨专业、跨学科的深入学习，更好地拓展学生们的视野，使其能够在更广阔更专业的平台上发挥自己所长。由于生物医学工程属于应用工程学范畴，同时作为新兴学科，其尚未制订现行标准条件下的教学规范和行业标准，每所高校只能根据教师水平和学生兴趣设置教学科目。因此，高校与专业的技术鉴定委员会和技术鉴定机构达成共识，对毕业生的学习效果和实际能力进行等级鉴定，此类合作方法既可保持学生对该科目的学习热情，使其能够较快地投身社会实践工作中，又可满足高校科研经费和教学经费的拨款，促进教学质量的提高，为培养更多优秀的生物医学工程师奠定基础。

而在国内，BME学科虽然已成立设置多年，但在我国现有的教育体制及医疗体制的影响下，生物医学专业人才仍旧相当匮乏。随着生物医药和生物医学市场规模的不断扩大，消费需求的不断增加，与之形成鲜明对比的人才诉求明显储备不足。因此，在这种时代背景下，亟待解决现有条件下生物医学工程专业工程人才的培养问题，扩大从业人员和工程师队伍，完善创新培养模式方法，不断适应国家医疗体制改革和推动城乡一体化、城镇化医改的高效网络化建设需求。

二、学科人才的培养目的

生物医学工程学科是以医学和工程学为理论基础的交叉性综合学科，凭借工程学的学科优势，重点解决医学问题。这就要求学生和教师不能简单拘泥于单一学科的教学与学习，更不能局限于思考问题的单一思路，要充分运用所掌握的多学科知识技能，宏观思考，多点融合，创造性地使用多种工具与方法，以有效解决实际问题。

BME学科对于人才培养具有较高的专业要求，其自身的综合性学科特点，决定了从业的教师与学生要具有较强的跨学科学习的能力，其教学目的也是培养具备熟练掌握计算机技术、电子信息技术、生命科学和信息管理技术等专业学科知识，同时能够在医学领域、信息产业领域、生物工程领域和医疗机械设备制造领域等有所研究建树的高精尖复合型人才。在此基础上，首先应明确教学目标。对于人才的培养，必须要有合理的理论搭建其知识体系结构，因此除了发挥各个学科的优势，还要求学生必须掌握基础医学和临床医学的理论常识，能够熟练运用所学知识并融会贯通，在交叉学习中从各学科汲取营养[5]。唯有如此，生物医学工程专业学生才能真正成长为跨学科跨专业的复合型人才。创新学科培养目的如图1所示。

人才培养的核心要义是将理论应用到实践当中，贵在学以致用。人才不仅要有丰富科学的理论知识，更要有把知识变为产品，提供服务生产的能力。因此，培养德才兼备、兼容并蓄的创新型人才意义重大。

（一）思德方面

学贵在用，学贵在德。习近平总书记曾强调，青年人要把理想信念融入社会发展需要当中才能更显意义。培养学生不仅要提高其理论水平、学术水平，更要指导其研究方向与研究目的，始终坚持服务大众，服务社会，培养其良好的社会责任感和道德意识，全心全意地为人民服务。

（二）知识专业性方面

要培养学生不仅拥有扎实的理论功底，更要具备广泛的人文情怀;不仅能够做好研究开发，也要学会系统运营和管理;除了生物医学工程的本专业知识，对其他知识也要有所涉猎，比如相关的国家政策、法律法规、行业标准、技术规范等，使得学生的知识体系更加全面，更加专业，行为更加规范[6]。

（三）技能专业性方面

学以致用的關键在于应用，即把理论知识转变为实用的现实产品，这就要求学生具有较强的改造和动手能力，能独立设计、规划、制造所需要的机械器具，能够拆解已有装备，并进行分析、研判、维修和改进，在此过程中得到锻炼和提升，从而更加深入和系统地掌握其内部结构，提出更加优化、合理的方法。

（四）创新学习方面

除了在校期间学习的理论知识，学生要与时俱进，根据行业发展和社会需要，不断更新自身的知识结构，扩充知识内容，学习新的技能，了解生物医学领域出现的新装备、新方法、新工艺、新材料、新理论等，不断修正研究方向，提高科研水平，提升创新能力。

（五）团队运营方面

培养学生在不同环境下与人沟通交际的能力，注重素质培养，尤其是团队的合作意识和团结互助的意识，在协作中锻炼沟通与管理能力，培养领导才能，充分发挥团队大于个人的集体优势，更好地为高效工作提供支持[7]，同时有助于其自身的职业规划和职业发展。

三、教学体系改革创新思路

（一）强化实践课程作用

把所学到的理论知识充分运用到实践当中，才能真正发挥理论的价值，同时，在实践中也可反向验证理论的准确性、科学性，是否可以合理指导生产，两者之间相辅相成。

通过实践课程的科学设置，教师可以寓教于乐，在讲授理论知识的基础上，利用动手环节，加深学生对所学知识的理解，活跃课堂氛围，增强学生学习创新的能力，使学生具备应用科学的基本素养。例如，通过设置专业实验课加深学生对于生物医学试剂检测技术的理解，可借助生物传感器、传感器的检测技术来进行辅助教学;借用应用系统的编程开发与设计技术，来增进学生对数据库系统理论的掌握了解等。课程难易程度的合理设计，使得教学循序渐进，更好地引导学生学习先易后难，层层推进，最终熟练掌握。

（二）推进重点课程构建

BME课程是以生物工程、医学工程、医疗器械制造等课程为主干教学内容，辅以电子信息技术、信息管理技术、电子应用及自动化、传感器技术等分支学科教学，形成主副业结合、理论与实践相结合的紧密型教学模式。在此基础上，根据不同院校系所的师资力量和教学资源配置，更应该突出优势力量，创办优质学科，推进特色办学，加速推动重点课程的构建[8]。在理论与实践应用的教学环节，教师应当全方位、全过程地参与到学生的学习指导当中，面对其遇到的难点、疑惑，及时加以辅导，帮助其突破瓶颈，形成良性互动教学。在助力学生的同时，也要反思自身教学存在的问题，总结思考，进一步优化教学课程的设置安排，提升其科学合理性。

（三）提升教体改革实践

生物医学工程专业的本质是一门综合性实验性学科，教师教学的主要目的不仅是培养学生具备扎实的理论功底，更要培养其学会独立思考，敢于独立实践、大胆创新。只有如此，才能跳脱出传统理论和固有思想的束缚，真正激发出创新的灵感，创造性地解决现实问题，取得突破性进步，这样对行业发展和学科教育才能有所助益。

高校要充分调动所有资源，合理配置，为在校生创造科学实践的外部条件，鼓励其积极申报国家和省市设立的大学生创新创业基金。同时，学校也应尽可能地设置专项基金助力学生创业圆梦，给予一定的资金扶持，使学生能够突破外部因素的制约，集中更多精力投入试验实践当中，创造更多学术价值。要充分调动教师的教学热情，借鉴医学专科院校的办学模式与理念，大胆改革教学体制，尝试生物医学工程专业从本科到研究生的一体化培养模式，引导学生从理论入门，到实践应用，再到科学研究的多层次、全方位系统掌握，缩短学生毕业后进入社会科研院所、医药企业等的适应周期，以为用人单位节省培训费用，降低人力管理成本，实现多方共赢。在“产学研”教育模式下，可以更好地提升学生自身的综合能力，有助于其树立信心，坚定科研方向，找准目标定位，实现自身社会价值，创新教改思路体系（见图2）。

四、教学体系改革实施方案构建

（一）创新模块构建

虽然生物医学工程教学中学生地位占主导，但要明确教师在全流程中的基石作用，因为只有教师群体的穿针引线、正确指导，才能提高教学质量和教学效果。为了充分调动教师的教学热情，发挥创造性，高校在实施教学体系改革过程中，应当侧重于保障教师利益的普惠政策，进一步完善教学质量的评估体系，按照教学任务完成情况分级考核，变革传统的以讲为主的主观教学模式，替代为以学生学习效果为主的客观模式。可通过对学习效果的考核来论证教学质量的优劣，进而查找短板，进行针对性补充，进一步完善教学体系，强化学教效果。同时，可根据每年或每季度的教师考评结果，与工资薪酬、评先评优、职级晋升等直接利益挂钩，以经济方式刺激提升教学热情，提高主动性，还可以根据对学生进行问卷调查的形式反馈对教师的满意度，以推广好的教学方法，相互促进，共同进步。可按照教学质量的优劣，从高校层面调整教师的科研经费支出，更加合理地分配资源，将经费使用倾向于有突出贡献的教师，并且可以合理设置适当比例，用以奖励教师，促进其做出更大努力。

（二）创新平台构建

生物医学工程在高校中的发展要拓宽思路，不仅要大胆“走出去”，还要充分“引进来”，加快加深校企融合与办学。高校具有理论基础雄厚的先天优势，但后天也存在明显不足，例如对于市场发展的前景规划、市场规模与需求的调研、市场风向与机遇窗口的敏锐感知，以及完备的研究型实验器材与设备等，都是企业拥有，而高校不能比拟的，为了充分整合资源，科学利用，更好地为培养全方位专业人才服务，就必须实施“走出去、引进来”的战略，积极寻找国内外与本校教学宗旨、服务目标相对应的优质企业，开展合作，为在校生创建更加广阔的学习应用平台。

（三）发挥学科竞赛作用

为提高学生自主设计与动手能力，培养其忧患意识与竞争意识，可通过联合不同高校共同发起学科竞赛和设计大赛等竞争性组织活动，搭建平台，为教师与学生提供相互交流、深入探讨的机会和空间，促进共同进步，查找差距。通过活动的组织开展，拓展学生眼界思路，也可开设院校大学生创新项目、院系双创学生社团、创新教育服务社、创业教育指导工作室等组织，为在校生提供丰富的课外辅导与创新实践指导，促进其更好地把理论与实践、研究与工作相结合，利用在学科竞赛和日常教学中总结的新思想、新成就、新创意撰写成论文、专利等，既保留了技术成果，也提升了教師与学生对知识产权的保护意识[9]。但就目前活动开展现状而言，效果尚不明显，其积极成效未得到所有高校的重视，下一阶段要大力推广该平台的创建工作。

（四）拓展创业渠道

为鼓励在校生和大学毕业生积极投身到创业浪潮中，地方政府与高校、企业等机构要多措并举、多方筹措，共同助力学生创新创业，打造良好的创业就业环境。例如政府可提供给初创大学生一些减税降费的优惠政策，处理协调好小微企业和创新孵化企业的银行贷款项目，最大限度地减轻初创者们的税费贷款负担，使其把有限的精力与资金投入技术与产品的研发投产当中，快速地创造社会财富和经济价值。

地方高校作为初创者技术、理论的重要支持者，在毕业生遇到技术瓶颈时，可以广泛开展多种形式的合作，为新生企业提供帮助与支持，建立专家、学者的资源储备库，根据企业实际需求及专家所长，快速实现企业—问题—专家的对等匹配，有效解决技术难题，促进企业发展。

（五）创新校企融合模式

在拓展创业渠道、创新合作方式的基础上，也可广泛开展校企融合，形成多点多向的合作模式，这样不仅使在校生能够得到来自高校和企业的双向资源，还为在校生提供了在岗实习实训的机会，使其所学理论知识得到应用实践的机会。而且，利用在企业的实践机会，学生能充分了解所学专业的应用前景和功能用途，获取崭新的认识，在自我锻炼过程中，也可以进一步找准方向。如果企业与学生双向均比较满意，符合个人与企业的发展要求、价值取向，有相同的企业文化认同感，则在校生也可与企业签订就业合同，同时解决企业对于专业人才的市场需求。高校则为企业对人才进行定向培养与输出，以此实现多方共赢[10]。

除此之外，高校在为毕业生提供实习和就业岗位的同时，毕业之后的大学生创业者也可通过与母校及其他高校建立合作关系，设立研发机构，既可获得高校的技术支持，也可为高校提供就业、实训平台，提高院校招生、就业分配的名额指标，提升校企知名度。企业经过规模化发展具备一定经济实力之后，还可为高校设置助学基金，提供实验设备采购、教学等的资金支持，以此作为反哺发展的良性合作循环。

四、结语

本文通过对生物医学工程专业的深入思考，反思教学模式中存在的不足，提出多措并举的教学体制、教学模式的改革方案，以丰富的创新改革手段，促进教学质量的提升，为在校生更好地学习理论知识，创新性地应用实践，更好地择业，搭建广阔平台。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李慧娟，陈仲本.生物医学工程专业特色人才培养模式的探索与实践[J].科教文汇（中旬刊），2020（5）：57-58.

[2] 王大坤，张涛，房蓓.生物医学工程专业“医工”结合教学改革的研究[J].高教学刊，2019（12）：59-61.

[3] 李韪韬，钱志余，邢丽冬，等.生物医学工程专业科学实验探究课的探索与实践[J].医疗卫生装备，2018（1）：88-90，108.

[4] 王兆，王进科.一种新型实验教学模式的发展及应用：连环实验系统及学生自主式实验[J].生命的化学，2017（6）：1081-1085.

[5] 吕磊，张正厚，赵仁宏，等.创新教育视角下生物医学工程专业医用物理学课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2015（16）：118-120.

[6] 李正美，郑浩，鲁雯.生物医学工程专业实验教学改革探索[J].中国医学装备，2014（7）：65-67.

[7] 宁旭，徐林，许佳，等.以设计为中心改革实践教学，培养合格生物医学工程人才[J].医疗卫生装备，2018（12）：90-94.

[8] 刘敬华，任朝辉，全海英，等.生物医学工程专业实验教学改革探讨[J].中国医学教育技术，2016（3）：356-358.

[9] 李敏，刘俊，杜基赫，等.大学生科技竞赛活动组织管理模式改革与实践[J].教育教学论坛，2020（19）：9-11.

[10] 尚妤.产教融合导向下的地方本科类院校校企合作模式研究[J].教育教学论坛，2020（22）：382-383.

[责任编辑：刘凤华]

[收稿时间]2020-06-30

[基金项目]太原理工大学校级教学改革创新项目：跨专业创新创业课程设计与实施方式研究。山西省教学改革项目：跨专业创新创业课程设计与实施方式研究（J2021119）。

[作者简介]刘阳（1984-），女，吉林公主岭人，博士，副教授，研究方向：生物医学。