“互联网+”背景下医用生物材料工程课程实践教学体系改革探讨

陈泉志，何盛斌，孙 健，高 明

（1.广西医科大学基础医学院 广西 南宁 530021；2.广西医科大学生命科学研究院 广西 南宁 530021）

“互联网+”就是指把互联网与传统行业进行深度融合，形成社会发展新模式，从而为经济实体的改革、创新和发展提供广阔平台。2020 年，国务院在政府工作报告中提出，全面推进“互联网+”，打造数字经济新优势。“互联网+”创新在驱动产业高速发展的同时也为高等院校大学生创新创业增添了更多的机会与挑战。据教育部统计，2022 年全国高等院校应届毕业大学生数量已突破1000万，创新创业教育是进一步提升大学生就业能力，改变大学生就业困难状况的重大措施[1-2]。为此，全国高校陆续启动对大学生“互联网+”创新创业能力培养途径的研究与实践，拓展新型就业创业辅导，全力打造创新型、科技型、综合化的教育体系[3-5]。

针对高校创新型医学人才培养面临的矛盾和问题，本论文以广西医科大学为例，结合新医科人才培养的特点，对生物医用材料工程课程的实践教学体系进行探讨，以寻求一条适合在“互联网+”背景下培养高质量新医科人才之路。同时，本论文以广西医科大学近几年利用“互联网+”大学生创新创业大赛作为项目平台的教学经验为基础，进一步拓宽教学团队在生物医用材料工程课程建设中的新思路和新方法，以促进各高校在医学人才培养过程中保质保量。

1 课程开设的意义和面临的挑战

“生物医用材料工程”是医学、生物学、化学和材料工程学的交叉学科，是生物医学相关专业为适应现代社会发展需求、培养“新医科”创新人才而设置的一门专业课[6-7]。正如“互联网+”把互联网跟各行业深入融合，“生物医用材料工程”把医学和各个基础学科相结合，融会贯通，给医药领域注入新的动力，促进医药行业的创新和革命，确保“健康中国2030”大健康发展策略的顺利实施。把“生物医用材料工程”纳入医学相关专业的必修课程，对于培养兼具高医技和高创新能力的新医科人才显得格外重要。然而，“生物医用材料工程”这门课程对于非材料类专业学生，尤其对没有进行先修课程学习的学生来说会面临以下几点困难[8-10]：①注重学习现有知识和方法，忽略学习如何去创造新知识和新方法；②理论多，实践少，概念抽象，导致学生感觉上课乏味；③内容多，课时少，学生只抓考试要点，导致应试教育重蹈覆辙；④理论教学与实践严重脱节，给学生造成十分难学的错觉，继而对生物医用材料工程不感兴趣，产生厌学心理。在这种情况下，传统的课堂教学方式已经很难吸引学生，更不用说培养具有创新创业精神的医学人才。

2 课程改革措施

针对“互联网+”背景下开展生物医用材料工程课程教学面临的矛盾和问题，作者以广西医科大学“生物医用材料工程”课程为例，在“项目式教学”理念的基础上进行一系列改革探讨。项目式教学是指让学生在老师的指导下参与项目活动，使学生主动完成项目指定的任务，以此促使学生在项目实践的过程中自主获取知识，同时提升学生发现问题和解决问题的能力。1938 年Dewey 指出教育的目的是引导学生获得有价值的经验，而这些经验需要学生通过参与真实情境来获得[11]。随后，Kilpatrick 等人提出把有计划、有目的的项目活动作为教育过程中学生有效的学习方式，在此基础上积淀而成项目式教学观[12]。在过去的30 年中，项目式教学逐渐被欧美国家广泛应用于高等教育中理工科专业学生的培养[13]。我国的项目式教学起步晚，现在仍处于探索阶段。因此，把项目式教学理念跟“互联网+”相结合，发展符合我国互联网新时代特点的课程教学方法，对提高新时代医学人才的培养质量具有重要的指导意义。作者根据自身的项目式教学经验提出以下具体实施方法和方案。

2.1 以项目式教学为主，理论教学为辅

以项目任务为载体，通过医学情境和医学科学问题展开学习过程，从解决实际问题出发，把学生引向对生物医用材料知识的探索和技术的产业化应用，调动学生学习的主观能动性和对知识的创造性。从两方面落实授课教师的责任和义务。一方面，导师根据学生的兴趣爱好特点进行个别指导，为学生提供具有个性化的生物医用材料工程项目。另一方面，导师利用自身的科研项目和其他资源对学生的学习和创新实践进行全程指导，从而把课程从“课上”延伸到“课后”，增加教师的教学时间。项目的实施过程包括：①在教师指导下，学生根据自己的兴趣爱好和文献调研提出一个关于生物医用材料的科学问题或技术问题（选题）；②根据所提出的科学问题，设计解决方案和研究计划；③通过实验研究验证方案的可行性或探究科学问题的本质属性；④总结实验成败和展望未来发展。值得注意的是，在选题过程中，教师要把握科学问题的难易程度。所选科学问题应该既能激发出学生的兴趣又能在规定的时间内完成相应的工作量。此外还要完善导师竞争制度，以避免教师对学生的指导出现“不作为”现象。比如，学生和教师之间可以进行双向选择，当学生对教师的指导不满意时，可中途申请更换教师。通过上述项目化教学强化理论跟实践相结合，提高学生的实践技能，培养学生在专业学科领域发现问题和解决问题的科学素养，为创新型和研究型医学人才的升华做准备。

2.2 参加校内“互联网+”大学生创新创业大赛选拔，以赛促学

把参加校内“互联网+”大学生创新创业大赛作为课程的重要内容，以赛促学，培养生物医用材料工程相关创新创业生力军。以赛促教，把大赛作为生物医用材料工程课程改革的重要抓手，推进素质教育，切实提高学生的创新精神、创业意识和创新创业能力。以赛促创，为学生搭建成果转化新平台，实现生物医用材料理论知识从“概念”到“具体”的转变。推动赛事成果转化和产学研用紧密结合，促进“互联网+生物医用材料工程”新业态的形成，服务社会经济高质量发展，努力形成医学毕业生更高质量创业就业的新局面。参赛安排如下：①由3―5 位学生组成一个参赛小组，既要确保每位组员有充足的参与度又要充分发挥不同学生的特长；②从课程项目中选取题材，重新对课程项目的产业化前景进行深入雕琢，打造生物医学材料重新创业项目，促进产学研融合；③老师对参赛作品从创新性、实用性、产业化的可行性、产业化所面临的困难及解决这些困难的方法等方面进行指导和评价，促进医学复合型人才的全面培养，激发学生的创新创业精神。

2.3 对教学绩效设置和学生考核方式进行改革

向学院和学校领导提议增加课程学分，给予导师对应的绩效激励，以提高教师对项目指导的积极性。如图1 所示，把本课程原来的2 个学分改革为4 个学分，学时从原来的32 个学时增加到64 个学时。理论教学和实践教学之间的比例从原来的1∶0 改革为1∶7。充分体现了实践教学的重要性，让学生在学习的过程中从被动转向主动。整个教师绩效积分可分成三大块：理论授课（理论课）、项目指导（实践课）和参赛指导（实践课）。其中，项目指导和参赛指导分别占绩效总积分权重的50%和37.5%。老师对学生的实践教学质量通过学生的项目评分和参赛成绩体现。例如，某位老师对某位学生的指导工作量等于课程权重×教学效果系数（N 或n）的总和。N 或n 由项目质量评估和参赛成绩决定，其中项目质量评估分为三等（优秀、良好和合格），参赛成绩分为四等（金奖、银奖、铜奖和参与奖），如图1 所示。同样的，学生课程成绩（即学习效果考核）主要通过学生参与实践课程的表现来决定。例如，某位学生的总成绩等于课程权重×学习效果系数（N 或n）的总和。该考核方式抛弃了传统的应试教育、强调了素质教育，促使学生全身心投入“自主学习理论，积极投入实践”当中。

图1 学生成绩考核和老师教学质量考核方案

2.4 充分利用现代互联网技术，优化理论教学模式，激发学习兴趣

“互联网+”不仅体现在互联网与社会经济的深度融合，同时也体现了互联网与教育的广泛交叉。随着互联网技术的发展和成熟，线上教学、多媒体展示、共享课堂等新型教育概念和方法深入人心。对于生物医用材料而言，如人工关节和心脏支架的工作状况，可以通过多媒体生动地展现，动静结合、图文并茂并新颖有趣。而传统的板书教学在公式推导与逻辑推理的过程中有明显的优势，能够将分析思考的过程逐步展开，将这一过程直接再现，有利于训练学生分析、解决问题的能力和逻辑思维能力。通过引入互联网技术，将互联网教学和传统板书教学有机结合起来，引导学生在学习过程中勤于思考，激发学习兴趣，提高学生的专业知识水平和创新能力。

2.5 追踪研究前沿，充实教学内容

生物医用材料工程是当前生物医药领域的研究热点和难点之一。在全球推动大健康产业发展的背景下，各种新型医用材料、突破性成果不断涌现。特别是组织修复、3D 打印、人造骨骼等技术的发展，进一步催生了医用材料的新时代。把代表学科研究领域发展方向的前沿知识和最新研究成果融入教学内容中，不仅能够使学生开阔视野，放眼世界，同时可以培养学生的创新能力，提升学生的专业技术水平和综合素质。

2.6 深入挖掘课程思政元素

根据教育部2020 年印发的高等学校课程思政建设指导纲要，在专业课程建设过程中，教师要把授课内容跟学生思想品德培养相结合，以社会主义核心价值观为指导，培养兼具创新创业能力、高尚道德情操和坚定不移爱国情怀的生物医药专业人才。需要注意的是，专业课的思政教育跟传统的思想政治课不同，在授课过程中，教师不能把思政教育跟专业课教育完全剥离。对于生物医用材料工程来讲，只有从专业课程内容中挖掘思政元素才可以深入契合专业课教学内容，保证专业授课与思政课程同向同行，形成立德树人的教育合力[14-15]。为此，我们可以从以下两方面挖掘思政因素。①培养家国情怀，肩负历史使命。把生物医学材料的发展历史跟国家发展相结合，总结生物医学材料领域“落后就要挨打”的历史教训和我国现代化建设以来取得的进步，从而激发学生强烈的民族自豪感和进取心，提高学生的使命担当。②树立正确的竞争意识，发扬创新精神。早在1988 年我国改革开放的总设计师邓小平同志就提出“科学技术是第一生产力”的重要论断。也就是说，一个国家的竞争取决于科学技术的竞争，而科学技术的竞争说到底就是科技创新人才的竞争。作为生物医药专业的学生，可以把生物医用材料工程相关科学问题作为科技创新的切入点，努力成为医药领域的科技创新人才，为提高我国科技水平贡献自身的力量。

3 结语

“医用生物材料工程”是生物医学专业理论与实践相联系的重要课程，同时也是医、理、工等多学科交叉融合的重要枢纽，对培养医药领域的创新创业人才起到了关键作用。充分利用“互联网+”作为社会发展新模式的特点，把创新创业项目融入“医用生物材料工程”中，能够激发学生可持续的课程兴趣和学习热情，提高医学专业学生对交叉学科学习的主动性和创造性，从而为医务行业提供符合互联网新时代特征的高质量“新医科”创新人才，以更好地满足中国特色社会主义建设的要求。