基于CDIO 的中医药装备人才能力培养体系的探索与实践

宋海贝 温川飙 高原 高园 陈太军

（成都中医药大学智能医学学院，四川 成都 611137）

当前，以物联网、电子技术为基础的医疗设备产业蓬勃发展，而在中医药领域，医疗设备的更新又迫在眉睫。因此，探索中医药装备方向人才的建设与培养，对促进行业的多学科发展，促进中医药硬件设备的现代化具有重要意义[1]。我院中医药装备方向课程基于嵌入式硬件实验平台的实践教学模式还停留在摸索阶段，有必要结合我院中医药装备方向课程实践教学情况研究该类课程的人才培养模式，对于有效培养医疗硬件人才具有重要意义。

一、中医药装备人才培养存在的问题

目前中医药院校工程类专业的课程主要以软件应用为主，对于涉及软硬件结合的嵌入式产品开发课程较为欠缺，使得中医药装备行业的技术人才需求量远远大于供给量。目前中医药装备方向的人才培养主要存在以下几个问题。

1.硬件实验平台功能不完善

由于我院硬件实验室建设相对较晚，面向教师科学研究、学生项目训练以及产学研相结合的基础设备和电子系统开发平台还不完善。中医药装备方向课程如数字化医疗硬件、智能终端系统开发、嵌入式系统概论、电子电路技术等，将教学实验室应用于实际的教学实践的课程很少，相比电子类专业课程的教学效果相差较远，学生的实践课程基本都是进行软件仿真模拟真实的硬件运行结果，远远达不到实践教学的培养效果，学生不具备硬件调试和系统开发的能力。

（1）中医药装备方向课程体系待优化

中医药装备方向课程内容相互之间具有很强的交叉性和相关性，通过学习，学生应当能建立起整个医疗硬件系统设计的概念，并具有系统设计的技术。但因为目前中医药装备方向课程基本开展基于嵌入式系统硬件实验平台的实践教学，现有实验设备形成了各门课程的实验内容相对孤立，使得课程之间无法建立起内在联系。另外实验类型和手段也较单一，综合性实验以及设计性实验较少，基本没有涉及应用系统的整体设计，不利于中医药装备方向课程的开展，也使得学生综合能力无法达到社会需求。中医药装备方向课程体系有待进一步优化。

（2）中医药装备方向教学效果一般

通过对前几届毕业设计（论文）的综合评审结果分析，反映出医学信息工程专业学生在选题中更趋向于软件类和设计类，学生中医药装备方向的选题涉及较少。另外，学生参加各种技能比赛、科研创新活动中硬件类作品也是较为欠缺的。可见，中医药装备方向的教学效果和学生的学习效果都存在较大差距。

二、构建中医药装备人才培养体系

针对目前中医药装备方向的人才培养中存在的问题，加强中医药装备学科建设，通过教师在教学和科研的交互过程中提升自身的教学能力，加强专业课程与CDIO 项目、毕业设计、产品研发的联系，从而提高教学质量，初步形成具有继承、创新能力的实践型中医药装备人才培养模式[2]。

1.加强中医药装备学科建设，修订人才培养方案

为适应社会需求我院重新划分教研室，加强硬件学科建设，并且修订了人才培养方案，坚持将应用能力培养贯穿到整个专业教育的各个环节之中。

为进一步加强教学管理和教研室建设，充分发挥教研室在学院、学科建设和人才培养中的作用，2018-2020 年开展了学院教研室重新设置以及教研室主任换届工作。学院教研室由原来的4 个教研室更新为8 个教研室，再调整为6 个教研室，其中硬件教研室作为独立的教研室单位，重点进行中医药装备课程教学建设工作。学院通过建立各项教学管理制度、开展各种教学活动和多层次的教学督导，帮助教师提高教学能力。

修订的人才培养方案明确提出数字化医疗硬件及网络平台工程师是医学信息工程本科专业培养的人才之一。鼓励学生实行必修课与自定限选课相结合的方式行课，这样在减轻学生课程过多造成的压力的同时能够加强专业方面的提升。表1 是硬件教研室课程的具体优化内容。

表1 硬件教研室课程优化内容

2.厚基础理论，重实践开发

根据中医药装备系统的人才需求，按照“厚基础理论、重应用实践”的基本原则进行理论课程和实践课程内容的深耕。其中实践教学是中医智能装备专业教学过程中的重要环节，是课堂教学的补充，中医智能装备专业注重学生动手能力、实践能力、综合应用能力的培养[3]。通过专业基础实验、CDIO 项目实践、毕业设计和毕业实习等一系列实践性教学，巩固学生所学知识，提高综合素养。通过对课程的系统学习后，将有利于学生逐渐形成较为完善的知识体系架构，更好更快地具备中医药装备开发与设计的能力。

近年来学院不断充实数字医药硬件实验室的建设，并持续将硬件实验室建设成为全面体现现代医疗设备信息化发展的、开放、标准化的硬件实验平台[4]。每年度要求做好实验耗材申报规划，确保硬件课程实践环节有序进行。在此平台下，可以开展内容丰富、切合工程实践的综合性课程设计和毕业设计教学，实验室将提供各种实验模块供学生实践，满足学生综合课程设计和毕业设计的方案设计及实验文档编撰、整理等。图1 是数字医药硬件实验室功能图。

图1 数字医药硬件实验室功能图

3.以CDIO 形式指导学生参与中医药装备研发

在中医药装备课程教学过程中，以CDIO 形式让学生参与到科研项目中，通过应用“互联网+中医药”的新方法新技术，对中医医疗仪器（例如电针仪、经络仪、按摩仪）、医疗保健产品进行创新性研究设计，让学生参与到整个产品开发过程，提高学生的实践动手能力，提升学生专业学习的信心和兴趣，培养学生中医药装备研发的实践与创新能力。

运用CDIO 教学法，采用“教、学、做”一体化方式，以项目开发为教学引导，贯穿翻转课堂、引导教学、探究教学等方式开展，逐渐提高学生的实践应用能力[5]。通过参与项目CDIO，强化了学生专业技能，同时也培养了学生综合素质。表2 是近几年学院组建的与中医药装备相关的CDIO 小组名称。

表2 与中医药装备相关的CDIO 组建小组名称

另外，学校积极鼓励学生参加创新创业大赛，以进一步培养我校学生的实践能力、创新精神和团队意识，鼓励学生积极参与创新创业活动。

4.健全硬件实践课程考核机制

针对我院医学信息工程专业中医药装备方向课程实验考核机制不健全的问题，提高学生学习兴趣，建立具有中医药数字化特色的课程综合考核指标。综合考核指标包括在实验过程中的参与度、贡献度、解决问题能力、团队协作能力等多项内容，全面考察学生在整个项目实施过程中的状态，提高实践课教学质量[6]。建立形成性评价和终结性评价相结合的学生学业全过程评价体系，开展多样化的形成性评价改革，如课堂讨论、平时作业、调查报告、观察记录、翻转课堂等。

三、教学实践效果

针对中医药院校医学信息工程专业中医药装备课程体系设置，为实现中医药装备进一步发展，结合我校专业实际，提出了适应专业发展的基于CDIO 的中医药装备的人才培养模式，并在此基础上进行了富有成效的教学探索，效果显著。

1.毕业设计

学院2018-2021 届毕业生的毕业设计中以中医药装备为承载作品的题目如表3 所示，其中每个选题从要求三人组队调整到两人组队，再到目前的单人独立完成嵌入式产品的开发，对学生的需求分析、PCB 设计、电路板焊接、电路调试、嵌入式代码等开发能力的要求不断提高。

2.创新创业竞赛

学校积极鼓励学生参加创新创业大赛，以进一步培养我校学生的实践能力、创新精神和团队意识[7]。表3 是医学信息工程学院与中医药装备相关的2018-2020 年大学生创新创业训练计划国家级立项名单，与往年相比立项课题在中医药装备方向数量和质量都有显著提升。

表3 2018-2020 年大学生创新创业训练计划国家级立项名单

3.学生就业

2019-2021 届毕业生与中医药装备研发相关的实习人数有近30 人，主要参与产品穴位敏化仪、便捷经络仪、智能镜子、电针治疗仪等的方案设计、电路绘制、软件代码编写、产品调校及测试、专利撰写等工作。

四、总结与展望

在现代信息技术迅速发展的大背景下，结合学校现有的数字医药硬件实验平台的教学资源，探索如何在CDIO 项目中让学生掌握中医药装备系统开发工具的使用方法，在实践教学过程中实现理论与实践的有机结合，培养学生的工程能力、动手能力、理论知识运用能力、解决实际问题的能力等，对于完善具有中医特色的医学信息工程学科人才培养具有重要的意义。本方案的推广实施对推动我院医学信息工程专业学科建设，完善课程体系设置、学生专业能力具有一定的借鉴意义。