扎根中国、融通中外，立足时代、面向未来

王佰亮　陈浩

[摘 要] 从习近平总书记提出的“扎根中国、融通中外，立足时代、面向未来，努力建设中国特色、世界水平的现代教育”理念出发，通过分析我国生物医学工程专业教育现状，对比中美两国之间专业差异，认为我国现行生物医学工程教学模式存在学科融合程度欠佳、缺乏跨学科课程资源等问题。以温州医科大学生物医学工程教育为例，创新性地提出了在多学科融合背景下构建医学院校生物工程专业人才培养体系的构想，即打造“MDT”教师交流平台，完善专业课程体系建设;促进“医—理—工”融合，从医学问题出发，深化理学机制，落實工学创新;推动“医教研用”一体化育人模式。

[关键词] 生物医学工程;多学科融合;人才培养

[基金项目] 2018年度国家自然科学基金“高药物负载量、高效阻滞有机-无机杂化多层膜的细菌响应性释放机制和抗菌性能研究”（31771026）;2021年度国家自然科学基金“复合MOFs纳米载体多功能性微针的构筑及经角膜缘给药难治性角膜

炎一体化治疗的研究”（82072077）;2019年度温州市重大科技创新攻关项目“眼科胜利屏障穿透型先进纳米药物传递系统的研发”（ZX-ZY2019017）

[作者简介] 王佰亮（1984—），男，山东曹县人，博士，温州医科大学眼视光学院生物医学工程学院研究员，博士研究生导师（通信作者），主要从事眼科生物材料表面修饰和功能化研究;陈 浩（1974—），男，浙江温州人，博士，温州医科大学眼视光学院生物医学工程学院教授，博士研究生导师，主要从事开展生物医学工程前沿技术与眼科诊疗有机结合的转化研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）16-0129-04    [收稿日期] 2021-01-12

生物医学工程（Biomedical Engineering）是多学科融合具有特定内涵的学科。其主要特点是运用工程学和应用科学的知识和技术解决生物学和医学领域的科学问题，从分子、细胞、组织、器官、生命系统等不同层面深入探索生命现象、充分研究生命行为，为疾病的预防、诊断、治疗和康复各个阶段提供新策略、研发新材料、制造新设备，最终实现促进人类健康、延长人类寿命的伟大使命[1]。20世纪60年代初，美国最早开始了生物医学工程研究生教育[2];我国的生物医学工程教育始于20世纪70年代末。近年来，随着医学、生命科学和工科专业发展，“医工结合”模式兴起，大量医学类院校也开设了生物医学工程专业。温州医科大学生物医学工程专业于2002年设立，2016年获批省一流学科。

在树立文化自信的大背景下，我国的教育改革也应探索适合自己的道路。习近平总书记强调：“我国有独特的历史、独特的文化、独特的国情，教育必须坚定不移走自己的路。要扎根中国、融通中外，立足时代、面向未来，发展具有中国特色、世界水平的现代教育。”[3]生物医学工程是一个具有鲜明特点的交叉学科，它依托于医学、生物学、工学等基础学科，这些学科体系本身在中西方之间就有很大差异，因而生物医学工程教育不能照搬西方模式，应从实际出发，发展、壮大我国特色的生物医学工程专业。本文以习近平总书记提出的“扎根中国、融通中外，立足时代、面向未来”为纲，分析了生物医学工程教育的现状、中外对比现状，并提出医学院校生物医学工程人才培养体系的建设思路。

一、扎根中国——我国生物医学工程专业现状分析

目前，我国约有110所高校设立了生物医学工程专业[4]。不同学校根据自身办学条件、师资队伍、学科基础与研究领域等条件，依托自然科学、工程技术或医学等方面的优势发展本专业，因此，不同学校在生物医学分支上各有侧重，在生物医学工程专业人才的培养目标上会各有特色[4-6]。例如东南大学2000年开始进行生物医学工程专业（七年制）一贯制本硕连读模式，使学生较早地开展独立实验以提高其科研创新能力和综合实践能力，形成了工—医复合型人才培养的特色。浙江大学生物医学工程专业强调知识传授、能力培养、素质提升、人格塑造有机结合按数字医学信息、生物传感器与医学仪器、定量与系统生理学三个方向设置专业课程，注重学科交叉和创新实践环节。南京医科大学则以培养“医用导向型”创新人才为目标，建立了“医工融合”式的教学体系，并实施了“认知体验，实践锻炼，深化拓展”分层递进式创新能力培养体系，为医疗卫生系统培养并输送适合行业需求的人才[6，7]。

二、融通中外——中美生物医学专业差异分析及问题思考

生物医学工程是一个快速发展的专业。目前，中美两国均在该领域投入了巨大的资金、人力。根据美国Kiplinger数据显示，近十年中，美国生物医学工程行业的就业需求增长超过33.5%，在全球的市场中，美国生物医学工程产业占有率约为41%～42%，预计未来10年工作岗位增长约23.3%[8，9]。综合来看，美国在全球生物医学工程领域内遥遥领先。高技术产业是美国经济支柱，其生物医学工程已经得到充分发展，美国强生等著名健康领域公司在全球市场占据主导地位;而我国正处于经济转型的关键时期，经济发展水平不具备使生物医学工程完全产业化的条件，人才市场容纳不了太多的从业人员，大部分生物医学工程本科毕业生选择继续深造从事研究。与美国高校相比，我国生物医学工程本科专业创建之初，局限于管理体制和传统的专业划分，生物学、医学和工程学交叉不深，教学上很难将各学科的课程有机融合;医学院校工程教育背景薄弱、理工科院校缺乏临床医学实践基地、综合性大学的工程学院和医学院联合办学的机制平台尚未完善，导致我国生物医学工程仍然是偏单一学科专业人才培养，而不是高素质的复合型人才培养[9，10 ]。在课程设置和学位设置上，以美国匹兹堡大学生物医学工程专业为例，大一和大二阶段，主要学习“高等数学”“物理”和“化学”等基础课程，大三大四阶段为专业课程学习阶段;课程的设置注重能够使本专业学生具有应用数学、物理、化学、工程学原理解决医学问题的能力，重视毕业生职业和伦理责任。而我国高校的培养目标则相对具体，注重培养在生物医学工程领域内从事科研、管理等具体工作，更为导向专业素质的培养。美国大学生物医学工程专业可以获得理学、工程学甚至双学士学位，而中国大学生仅能申请工学学士学位。

總体来说我国现行生物医学工程教学模式存在以下问题：（1）学科融合程度欠佳，医学和工程学学科之间的壁垒厚重。（2）缺乏跨学科课程资源，教师对本专业领域研究深入，而对于交叉知识教授较少。（3）课程设置落后，不能紧跟学科发展的前沿。

三、立足时代——多学科融合背景下医学院校工程人才培养体系建设的思路

当今世界，越来越多的重大科技突破发生在不同学科交叉的领域。开展交叉学科研究是获得高水平创新成果的重要途径之一。医学院校科研转化能力的提高和高素质人才的培养都离不开交叉学科的促进，特别是与生物医学关系最为密切的生物医学工程专业。医学院校拥有强大的临床医学研究平台和深厚的基础医学研究底蕴，但在工学、理学等学科较为薄弱，基于此医学院校应充分发挥自身优势、尽力弥补短板，形成切实可行的生物医学工程人才培养体系。

（一）打造“MDT”教师交流平台，完善专业课程体系建设

生物医学工程是生物学、医学与工程学等多学科相互渗透的产物，是一个多学科高度融合的交叉性学科，要求培养的学生知识体系宽厚、基础扎实、技能熟练。然而，传统的生物医学工程教学中，依照学科自身特点，划分为基础学科和应用学科，再根据学生的年龄结构和知识层次，依照一定程序，按部就班灌输给学生，造成学生在医学、理学、工学知识上的断层，无法有机融合，也就无法达到多学科融合培养人才的目的。多学科协作（multi-disciplinary team，MDT）的概念最早由美国M.D.Anderson肿瘤中心提出，本是由多学科专家围绕某一病例进行讨论，在综合各学科意见的基础上为病人制定出最佳的治疗方案。MDT的出现打破以治疗手段分科的旧机制，建立起以病种为单位的“一站式”多学科诊治中心[ 11 ]。针对目前交叉学科培养“各扫门前雪”的情况，提出了以培养高水平生物医学工程人才的MDT模式（见图1）。该模式有两个基本内涵，一方面强调不同学科背景教师的MDT交流平台和长效合作机制的建立，另一方面落实于教学中的MDT的实际应用。医学—理学—工学不同专业背景的教师分别为主导定期开展MDT研讨，学校以研讨为基础整合开发跨学科课程资源，真正打破学科隔阂与专业壁垒。MDT模式加强不同学科教师间的密切交流，可以提升教师团队的知识广度，设立多学科交叉课程，注重课程的纵向深度和横向广度，进而加快培养学生理解不同学科知识、多角度思考问题的能力，最终成为“厚基础、宽口径、强能力、高素质、善创新”的现代人才。

（二）“医—理—工”融合，从医学问题出发，深化理学机制，落实工学创新

健康是人类与生俱来的权利，是人类永恒的追求。党的十八届五中全会从协调推进“四个全面”战略布局出发，提出“推进健康中国建设”的宏伟目标，凸显了国家对维护国民健康的高度重视和坚定决心。不论是对理学机制的研究，还是在工程技术上的创新，其终极目标都是解决现阶段医学中的重大问题，进而促进全民健康。因此，工学的创新应以医学问题为导向，从传统单一学科专业“单兵作战”的发展模式转变为“共通共赢”模式，从学科情境转向应用情境和适应性情境，实现“医—理—工”真正的融合。

对于率先开设生物医学工程专业的理工类院校，其物理化学基础扎实，工程力量雄厚，但缺乏医学基础，在解决临床问题方面还存在困难。医学院校依托强大的基础医学和临床医学师资力量，发现临床问题、解决临床问题的天然条件更加充足。在教学上，依托医院和医学院的生物医学工程专业主要有以下优势：（1）医学师资力量雄厚;（2）医疗设备、病理资源丰富;（3）基础医学研究深入;（4）临床医学与基础医学、药学的联系已经建立。鉴于以上优势，结合实践教学经验，笔者及团队提出了医学院校生物医学工程专业发展的“医—

理—工”多学科融合模式，“从医学问题出发，深化理学机制，落实工学创新”，开创了从临床问题到科学原理，再到技术创新的学生培养思路（见图2）。

（三）加快推动“医教研用”一体化育人模式，优化人才培养体系

多学科交叉融合的生物医学工程专业给予学生更多元的职业选择空间。创新创业人才的培养需要高校、研究所、企业等主体协同合作，这三个主体应参与到学生培养过程的各个环节，促进人才与产业需求紧密结合，打造“医教研用”一体化的育人模式，探索具有启发性和前瞻性的创新课程进而提升人才培养质量，以行业发展需求为指引，以产业领域最前瞻性的成果推动人才体系的建设。以温州医科大学附属眼视光医院为依托单位的“中国眼谷”聚焦视觉遗传和发育、视光学与视觉科学、重大眼病机制与诊疗研究和转化，打造世界领先水平的眼视光装备、视觉光学、眼用材料、眼科药物和智慧医疗五大科创平台，为生物医学工程专业学生实践提供了平台。

四、面向未来——医学院生物医学工程人才培养的展望

生物医学工程专业的发展，有助于我国医疗及相关产业的发展，为医疗卫生及相关行业人才供给提供保障。对于生物医学工程这样的交叉学科来说，所培养的人才必须对生物、医学和工程学科都有深入的了解。医学院校在人才培养计划中首先应注重数理基础、考虑学科发展的科研需求、面向市场的产业化需求以及以学生为本的个性化需求;理顺学校固有的管理体制，围绕交叉学科的形成对教学资源重新配置。其次，应该强化人才培养体系中的实践环节，积极扩大校企合作;面向未来发展，培养具有创新创业能力、跨界融合能力的高素质交叉复合型卓越工程技术人才。值得注意的是，我国医学院校生物医学工程教育培养体系的制定不是一蹴而就的，切不可直接照搬国外的培养方案，应循序渐进，从我国国情和学校实际情况出发，培养具有中国特色的新时代背景下的高层次创新型复合人才。

参考文献

[1]John Enderle， Joseph Bronzino. Introduction to Biomedical Engineering[M].Academic Press，2012.

[2]Thomas R. Harris， John D. Bransford， Sean P. Brophy. Roles for Learning Sciences and Learning Technologies in Biomedical Engineering Education： A Review of Recent Advances[J].Annual Review of Biomedical Engineering，2002，4（1）：29-48.

[3]陳宝生.深入学习贯彻习近平总书记关于教育的重要论述[J].旗帜，2020（2）：19-21.

[4]张海生，张瑜.多学科交叉融合新工科人才培养的现实问题与发展策略[J].重庆高教研究，2019，7（6）：81-93.

[5]汪溪，黄宁平，孙啸，等.东南大学与美国大学生物医学工程专业的对比分析[J].生物医学工程学杂志，2011，28（3）：

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[8]Stacy Rapacon. 5 Best College Majors for Your Career. https：//www.kiplinger.com/article/college/t012-c000-s001-5-

best-college-majors-for-your-career.html.

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[11]王家祥，苟建军，赵菁.综合医院多学科协作在疾病诊治中的实践与作用[J].医学与哲学（B），2015，36（9）：1-4.

Rooted in China， Integrated with Foreign Countries， Based on the Times， and Facing the Future： An Exploration of the Training of Bioengineering Talents in Medical Colleges and Universities

WANG Bai-liang， CHEN Hao

（School of Ophthalmology and Optometry/School of Biomedical Engineering， Wenzhou Medical University， Wenzhou， Zhejiang 325027， China）

Abstract： Based on the concept of "rooted in China， integrated with foreign countries， based on the times， and facing the future， to build world-class and modern standards education with Chinese characteristics" proposed by General Secretary Xi Jinping， this paper analyzes the current status of our country's biomedical engineering education （BME） and compares the majors between China and the United States. It is concluded that our teaching model has problems such as poor disciplinary integration degree and lack of interdisciplinary curriculum resources. Taking the BME of Wenzhou Medical University as an example， the author proposes the idea of constructing a BME professional talent training system in medical colleges and universities under the background of multidisciplinary integration， that is， building a "multi-disciplinary team （MDT）" teacher exchange platform and improving the construction of professional curriculum system; promoting the integration of "medicine-science-engineering"， deepening the mechanism of science teaching by starting from medical problems， and implementing engineering innovation; promoting the integrated education model of "medical education， research and application".

Key words： biomedical engineering; multidisciplinary integration; talent training