“医工结合”背景下生物医学工程专业大学物理课程思政的探索与实践*

潘德贝，盘 薇，彭雯琦，袁建辉，张 燕

(广西医科大学，广西 南宁 530021)

1 引言

社会经济的不断发展对高等教育不断提出新任务和新要求，随着各门学科的渗透、融合及相互促进，交叉学科应运而生且逐渐成为高等教育发展的重点。《国家教育事业发展“十三五”规划纲要》指出，要进一步推进世界一流大学和一流学科建设，重视发展前沿新兴学科和交叉学科[1]。教育部、中央政法委、科技部等13 个部门联合启动实施“六卓越一拔尖”计划2.0，全面推进新工科、新医科、新农科、新文科建设，提高高校服务经济社会发展能力[2]。其中，新工科建设将应对第四次工业革命的需要，重点强化战略急需人才培养。新医科作为构建健康中国的重要基础，致力于实现以治疗为主到生命全周期、健康全过程的全覆盖，普遍提升全民健康水平。伴随着3D 打印技术、纳米载体技术、机器人技术甚至人工智能技术对医学的助力，单一医学学科发展已渐渐无法满足时代发展的需要。在此背景下，“医工结合”的理念应运而生，并迅速展现出蓬勃的生机和广阔的发展前景。

生物医学工程作为一门日新月异的交叉学科，发展和更新速度都紧跟着社会发展的脚步。这门学科兼具医学和工程学的特点，工程学中的一些方法和手段可以解释医学中的某些现象，并有效解决医疗实践中遇到的阻碍和问题[3]。如今，人们对社会医疗服务水平提出了更高的标准，要满足这些不断发展的需求，不得不依赖于诊疗水平的提升，据此，计算机信息技术、生物医学工程、大数据发展等越来越被诊疗服务所需求。“医工结合”在此背景下如雨后春笋迅速萌发，不断取得突破性和创新性的发展。为了尽快适应当前医疗健康卫生事业发展、实现健康中国的需求，传统的教学模式必须破茧重生，克服单一的教学模式，向医工交叉学科综合性的教学模式转变，在新的教学模式中孕育培养“医工结合”的高层次复合型人才。

大学物理课程作为生物医学工程教学体系中中一门基础而重要的必修课，有助于培养学生发现、分析、解决问题的能力，形成科学严谨的科研态度和求是创新的工作作风。然而目前大学物理课程更侧重理论教学，理论与实践结合较少，难以满足新形势下培养医工结合创新型人才的需求。因此，本文在“医工结合”这一背景下，探索研究传统大学物理课与课程思政紧密结合的新模式，充分发挥大学物理课程在各学科中的基础性地位，提高大学物理课程的教学质量，培养医工结合创新型复合人才。

2 在大学物理课程中融入思政的探索与实践

2.1 从大学物理课程内容出发融入课程思政

物理学是研究物质世界最基础的一门学科，大至苍穹宇宙、小至基本粒子的运动形式和规律，都是它研究的内容，通过研究，不断地向我们揭示万事万物的规律[4,5]。生命体中每一滴血液的流动，每一次能量的交换，都遵循着永恒不变的物理学定律。在讲授大学物理课程中，应当扩展、延伸讲授生物医学工程涉及的物理学原理，例如人体系统的状态变化背后的物理学定律，让学生了解并运用工程技术手段去控制这类变化，对于疾病的预防、诊断、治疗和康复将起到重要作用。例如在讲授关于运动的相关章节时，可以举例讲授流体的运动，从理想流体讲起，再到黏性流体和实际的血液流动，一步步推导出连续性方程、黏性定律、斯托克斯定律、泊肃叶定律等，让学生了解规律、尊重规律，进而很好的运用规律，为生物医学工程专业学习及实践打下坚实的基础。同时，在学习这门课程时，教师可以根据这门课程内容的基础性，向学生传达踏踏实实做好学问、打好基础的价值观。生物医学工程学习不仅需要坚实的理论基础和脚踏实地的学习态度，还要求学生要从最基础之处着手，刻苦专研、扎实求学，才能练就一身过硬的本领，掌握更全面的技能。

2.2 从大学物理思维方法出发拓宽课程思政

物理学中不仅包含着基础知识，同时还提供了许多宝贵的科学的思维方法。物理学家们根据观察到的事实、进行的实验以及原理提出相关问题，把问题进行抽象和简化，进而建立模型；然后用已知原理与推测做出定性解释，并用数学工具根据现有理论作定量计算和分析推理。同时也可以提出假设或理论预言，然后进行实验检验或对自然界有关现象进行观测，考察所预言的结果与事实是否符合。如果该假说与实验或观测事实有出入，就着手进行修正，再做出检验，经过反复多次的修正和补充，人的认识才能逐步地、最大限度地接近客观真理，使提出的假说上升到较为成熟的理论，并付诸应用。将这样的思维方式运用到生物医学工程中，不但可以丰富医学工程的研究分析方法，对于生物医学工程实践，尤其是疾病防治，可以起到很好的促进作用。例如在此次抗击疫情工作中，提出一个很重要的关键词“科学防控”，呼吁全社会在疫情防控实践中尊重规律、尊重科学、勇于挑战、突破革新。习近平总书记强调：“面对前所未知的新型传染性疾病，我们要秉持科学精神、科学态度，把遵循科学规律贯穿到决策指挥、病患治疗、技术攻关、社会治理各方面全过程。”在这次疫情防控中，我国人民全力以赴，采取科学有效、精准防控的新方法；大数据信息技术、自动红外体温监控、云计算等信息技术都被广泛用于流调和疫情防控中；老百姓们不约而同地保持着高度的自觉，默默遵守着各项疫情防控规定，医疗工作者们不断探索疫情防控的新手段和新方法，不断为全国打赢疫情防控阻击战注入了“强心剂”。我们可以在生物医学工程的教学过程中，适当引入相关的物理学科思维逻辑方法，结合当下科学有效的疫情防控手段和措施，拓宽课程思政的知识广度、提升课程思政的政治深度，更有针对性的培养学生主动形成科学思维的意识。

2.3 从物理学家的爱国事迹出发提升课程思政

FAST“天眼之父”南仁东是蜚声国际的天文科学家，在国外著名大学当过访问学者及客座教授，得到了美国、日本等国家的诸多赞誉和高薪挽留。留洋在外，不变的是对祖国的牵挂。面对“国外一天工资顶国内一年工资”的待遇，南仁东听从内心的召唤，毅然决然选择回国，倾尽一生光阴打造“中国天眼”。《南村辍耕录》中有这样一句话：“一事精致，便能动人，亦其专心致志而然。”一辈子专注于一件事情的背后，堆积的除了执着与奉献，更多的是无尽的寂寞和坚强的孤独。2011 年FAST 在贵州省开工建设。在开工建设的头5 年时间里，多家企业和施工队伍全力投入工程建设中。面对这一无先例可以遵循的庞大工程建设，南仁东一心投入自主创新研究中，坚持自主创新，足迹遍布祖国大地，创新性提出将贵州省一处喀斯特地貌洼地作为望远镜台的选址。从论证立项到选址建设，前后一共经历了22 年。他还带领攻克项目建设中的各类技术难题，为FAST 工程建设发挥了决定性的作用，为祖国天文事业奉献了自己的一生。在讲授大学物理相关内容时，教师可以向学生讲述南仁东忠于祖国、报效祖国的故事，让学生主动把学习知识、提升自我转化为爱国情、强国志、报国行，将实现个人价值与社会价值不断统一，将个人命运与祖国发展紧密联系，为实现中华民族伟大复兴不懈奋斗。

程开甲是我国科学院院士、著名理论物理学家、“两弹一星”功勋奖章获得者，同时也是是中国核武器研究的奠基者之一，为我国核事业和国防科技发展核武器作出了巨大贡献。茫茫人海中，他默默隐姓埋名40年，茫茫戈壁里，他深深扎根、无悔执着，把满腔热血洒在西北无边的戈壁里，留给后人最坚毅的背影。没有先例可以遵循，他不断突破创新，为我国首次原子弹和氢弹试验成功打下基石，建立了具有中国特色的核试验科学技术体系。中国的大西北异常荒凉，但程开甲凭着赤诚之心及奉献精神，让中国第一颗原子弹在罗布泊惊世爆破。爆破瞬间，数千台仪器同一时间启动，精准完成了起爆和各项高难度测试。在讲授大学物理中的原子核时，教师可以向学生讲述我国在原子核物理方面的发展历史，在技术封锁的情况下，如何开始原子与分子物理研究的发展，以此培养生物医学工程专业学生的爱国情操，引导学生学习老一辈科学家的光辉事迹，学习他们乐于奉献、甘于奉献和大国工匠的精神。

2.4 从物理学的取得成就出发延申课程思政

更多的疾病被治愈，更多的生命被挽救，离不开物理学的每一次进步和发展。在给生物医学工程专业的学生讲授课程时，如果可以适当引入并介绍物理学相关理论在现代医学方面的应用，不仅可以丰富教学知识内容，同时可以也可以延申课程的深度。对于我国的一些领先科技，可以提升学生的国家荣誉感和自豪感，对于一些仍旧落后的医学设备和技术，教师要以此勉励学生韬光养晦、奋起直追，赋予学生一种刻苦钻研、科技兴国的使命感。例如教师在授课过程中，可以引入手术机器人技术在临床医学治疗方面的运用和成效。手术机器人技术蕴含着许多现代医学技术的优势，通过控制台和操作手臂实现主-仆式远距离操作，可以充分发挥系统的稳定性特点，有效地消除医生在手术中的手臂颤抖，加上可以高倍数放大的三维立体成像功能，极大的提高了手术的精确性和平稳性，不仅有效减少了患者的术后疼痛，还可以缩短术后的恢复时间。再如，在讲授到声波中的多普勒效应时，教师可以扩展讲述多普勒效应在军事领域的应用。装有多普勒雷达的空中预警机，运用多普勒效应，它可以探测到运动目标的位置和相对运动速度。1949年开国大典时，周恩来总理曾说“我们的飞机不够，那就飞两遍”，然而今天，装有我国自主研制的多普勒雷达空中预警机，在新中国成立70周年国庆阅兵上从我们天安门上空呼啸而过，它承载了除了我们祖国科技的飞速发展，还有我们的骄傲与自豪。

3 结语

物理学是生物医学工程专业学生入校后最先接触的基础课程之一，是培树医学新生树立正确的理想信念、学会正确的思维方法的启蒙平台。在“医工结合”的背景下，将物理学课程内容、思维方法、生动故事、取得成就及思想政治教育有机融入生物医学工程专业课程的教学中，实现学生德、智、体、美、劳全面发展，打造新时代中国青年，才能有效实现知识传授与价值引领的深入结合，不断深化思想政治教育与知识体系教育的有机统一，实现立德树人的目标。