新时代背景下跨学科创新人才培养的问题与对策——以医工类学科人才培养为例

赵英红,杨 行,惠 雨,许妙仙,唐 璐

徐州医科大学医学影像学院,江苏 徐州 221004

随着智能医疗时代的到来,当今社会亟需具备创造能力的医工结合人才。医学院校是医学人才的培养基地,更是培养医工结合科技创新人才的主战场,肩负着培养具有创新意识和应用能力的医工结合人才这一历史使命[1-2]。具备医学背景的理工类大学生作为最具潜力发展学科交叉的群体,是国家医疗自动化领域和智能医学发展的主力军。然而,长期以来几乎所有学科,尤其是生物信息和医疗领域,都在强调精准化人才培养、专业化教学,导致学生单方面专业能力较强,而跨学科知识融合能力欠缺[3]。此外,课堂教学设置陈旧,科技创新和实践教学模式固定,不能满足新时代发展需求,造成人才断档[4]。新时代背景下,培养多学科交叉的科技创新人才是一项战线长、耗时费力的任务。该研究深入分析近几年国内外在培养学科交叉科技创新人才方面所存在的问题,针对具体问题探索对策,建设并完善多学科交叉的科技创新人才(如生物医学工程类、智能医学工程类、影像工程类)培养模式,助力新时代中国高等教育建设。

1 新时代对高校人才培养的需求

2016年5月,中国为加快建设创新驱动发展国家而制定了《国家创新驱动发展战略纲要》(简称《纲要》),同时该纲要也是关乎中国社会主义现代化建设的重大决策[5]。建设创新驱动型国家,核心要义就是将增强自主创新的科研能力作为基本点,从国家战略层面出发,贯穿到社会主义现代化建设中去[6]。习近平总书记指出,创新驱动实质是人才驱动,我们应重点在用好、吸引和培养创新型人才队伍上下功夫。中国未来的发展,中国梦的实现,中华民族的伟大复兴,本质上是靠科技创新人才。

当前,国内外科技发展速度显著提升,多学科融合发展已是大势所趋。智能时代已经到来,大众健康需求增加、医疗系统不断完善、影像技术持续创新,医学影像市场规模将持续扩容。以人工智能为核心的智能医学被看作是未来医疗发展的重要方向,医学与理工科领域持续交融迸发创新已是大势所趋[7-8]。因此,加快多学科交叉融合发展,加强科技创新人才的输出,建设新型人才培养模式和运行管理方案是社会对中国高等教育提出的新目标[9]。

2 学科交叉科技创新人才培养存在的问题

高等院校作为科技创新人才的孵化基地,更是作为培养学科交叉人才的主要阵地,理应肩负起培养具有创新能力的科技人才的重任。但如何利用学校优势和特色,建设与时代需求相匹配的学科交叉科技创新人才培养模式,是中国高教界亟须探索的重要任务。经过研究和整理分析,目前中国高等教育在学科交叉科技创新人才培养模式方面尚处于初步摸索阶段,仍存在一些不足之处:

首先,学科交叉科技创新人才的培养模式没有得到很好确立。“培养什么样的人才”“怎么样培养人才”始终是高校人才培养需要思考的核心问题。中国的标准学科制度使各学科人才培养目标趋向同化,在一定程度上失去了院校的特色办学理念、专业特色和学科优势,使得学科知识体系形成壁垒,学科交叉陷入困境[10]。目前,高校招生不断扩大,专业设置不断增加,学科知识和专业化程度都在不断细化,导致学科人才培养特色不足,培养模式单一局限,高校办学理念模糊[11]。尽管近年来各种政策、指标和制度在不断改革,但人才培养的方式和方法尚未得到根本改变,通常只是在传统培养模式的基础上进行局部修改,且多数仅针对单一领域系列课程进行改革,也没有针对多学科深度合作为基础的培训实践模式。值得说明的是,多学科交叉融合并不是通过增设其他学科门类课程或学科进展课程,也不是学科之间的简单堆叠形成[12]。现有的人才培养目标定位趋向同质化,学校学科专业特色不足,课程结构设置也不尽合理等因素,导致学科交叉融合的发展和人才培养陷入困境。

其次,创新教育和科研训练开展缺乏成熟的指导和训练规划。在对学生的科研训练中,导师团队缺乏目标统一和优化协作方面的工作指导,课程教学及实践活动也受到教学大纲和传统模式的局限。培养多领域背景、学科交叉的人才很大程度依赖教师的跨学科素养。导师团队在已知领域积累知识日益丰富,领域间沟通严重不足,无法将现有知识和经验完成移植,阻碍来自多学科交融而迸发出的创新思维和创新研究[13-15]。

再次,培养科技创新人才仍缺乏强有力的目标导向。传统高校培养人才以“学科”建设为核心,而不是以“项目”为核心,难以应对学科交叉融合新局面的刚需。以“学科”为核心,尽管能够完成人才培养计划,但不可避免地导致学科壁垒增加、人才培养趋于同质化的现象。迸发新颖的“项目”需要多个学科知识的相互“冲击”,“项目”完成也需要学生具备多领域的知识和技能,更需要团队合作的正向循环。“项目”实施过程检查和审核不充分,将导致其实现显于形式、流于表面、达不到目标要求。

最后,目前高等教育学科体系分散,多学科交叉融合缺乏开放性,其固有屏障仍然存在,医学、工学、理学共同发展的平台和模式尚未建立,阻碍了人才的能力和素质提高。各学科教学方式和内容、专业体系都存在不同,而医学的特殊性和专业性导致其专业壁垒更高,其学科交叉融合更难以开展。

3 新时代学科交叉科技创新人才培养策略

3.1 构建特色平台,助力师生多向发展

以培养学生的科研创新思维、实践工程能力为导向,建立跨学科、多专业、综合性、开放性的特色实践平台,拓展师生共同学习和交流机会。构建“产学研用一体化”的创客空间和实践基地中心,可锻炼学生创造力,扩展其思维,将知识综合性地应用于临床,实践于临床。此外,与地方政府、附属医院、知名企业、科研院所、境内外高校共同构建“五位一体”协同育人平台,联合开发优质实践基地、创业园区、科技园区等创新实践平台。例如,学院与美国纽约州立大学宾汉姆顿分校的“3+2”“4+2”生物医学工程专业联合培养项目。平台目标特色设定:仿真实验和实地操演相结合;科研创新和实践能力相结合;复合发展和个性突出相结合。重点突出学生的整体发展与个性强化相结合。

3.2 优化发展体系,提高学科交叉素养

从理论走向实践,单一走向立体,日常教学走向项目驱动,采用“三元化”导师发展体系,以模块化、交叉实践活动和三阶段发展策略培养出一支高水平导师团队。模块化培养改进并完善知识架构,提升导师跨学科素养。其内容分为学习能力(多领域知识体系和知识源的接触、选取、内化)、发现问题能力(对知识框架漏洞或缺陷进行挖掘)、提出解决方案的能力、实践能力。打破专业壁垒,完成知识体系和学科经验的迁移。开展学科融合茶话会、项目沙龙、趣味课程等多元活动,丰富教师跨学科素养。例如,开展的课程思政优秀案例评选活动、劳动教育实践专题培训活动,以及与各个社会企业开展的交流活动等。同时,在专业实践教学推进三阶段发展策略,强化个性化教学反思,形成增强和唤醒体系。第一阶段在常规专业教育中融合创新创业教育,根据一线教学多年实践经验,教师调整专业教学理念,结合多领域进行学科融合式教学改革。第二阶段通过平台中心,与临床医生、工程技术人员、基础科研人员紧密合作,促进教学及实训的多学科融合与协同发展;日常教学中鼓励学生积极开展学科交叉类问题讨论,孵育交叉研究课题。第三阶段以学科交叉的科研项目和竞赛指导为训练载体,引导学生协作完成多学科交叉的实训任务。此外,制定具有专业特色的评定考核体系,阶段性反馈查找不足,公正全面地评价一线教师的教学、科研、社会实践等工作实绩,动态优化人才结构,完善培养学习计划 (如图1所示)。

图1 “三元化”导师发展体系

3.3 整合资源配置,创新人才培养模式

首先,将临床医学、医学影像学、生物医学工程、假肢矫形工程、医学影像技术等不同门类学科交叉融合。完善教学体系,逐步改革现有教学内容,形成基础课程型实验、专业课程型实验、创新发明型实验的三层次实践教学体系。徐州医科大学医学影像学院生物医学工程专业旨在培养具备医、工、理交叉学科知识背景,掌握先进的生物医学工程技术,应用工程学和应用科学专业知识有机渗透于医学,以解决生物和医学领域问题的复合型人才,在医工结合的交叉点上从事开拓性的工作。课程设置上融合医学、工程学和理学基础知识,在学科建设中应充分发挥学生的主观能动性,开设多学科专业课程、科研实验开放类课程、实验竞赛类课程等选修课程,提高学生的科研兴趣和动手能力。

其次,统筹资源配置,加大跨学科研究力量,以“五位一体”的资源为支撑、问题为导向,开展跨学科实践探索,形成多方融合趋势。充分利用创客空间和跨学科实践基地中心,锻炼学生创造性思维,发展科研实践教育。加强校医企合作,增设多导师制度和企业导师联合培养,以临床问题为导向,取得原创性科研成果,提高科研项目转化效能。定期承办学术会议,提供高水平交流平台,与境内外高校建立交换生计划、联合培养计划等。加强将科研过程遇到的问题和临床痛点转化为新课题,形成“成果化课,题化项目”的良性循环。

再次,鼓励学生自主创新、申请项目和参加竞赛,以“项目”为核心促进学生科研创新能力和学科交叉的发展。基于项目引导学生早入实验室、开展科研训练、参与社会实践;定期进行组会交流,跨越专业、学科、学历,无障碍沟通。由导师团队与研究生建立联合小组,制定适合本科生的课题项目,可以分为临床生理信号处理与监控类、仿真实验设备类、智能图像处理类等。学生通过以“项目”为核心的科研训练,能够掌握基本理论、知识和技能,使其创新和综合素质能力得到重点培养,以更具优势的姿态适应医疗时代的发展。

最后,针对科研训练项目,积极组织学生参加诸如“互联网+”大学生创新创业大赛和“挑战杯”科技作品大赛等创新项目型赛事。将科研项目和竞赛过程中遇到的问题及时反馈,总结专家建议,优化科研项目。以阶段性成果为界点,修正项目发展方向,优化培养结构。

3.4 完善评估机制,保障培养模式迭代

人才培养实践情况与学科交叉融合的评估是一项必不可少的步骤。利用多模态评价保障实践项目推进,实行动态管理,优胜劣汰,导师专项分配跟踪指导,递进式评价。评价不仅包含实施结果,还包括了实施过程,针对不同环节具备相应的评价方案。阶段性反馈机制以学生为主体,导师为辅,就科研项目存在不足和问题及时修正、完善(如图2所示)。

图2 培养模式总体思路

总而言之,在一个全新的时代背景下,中国的高等教育充满着发展机遇,也面临着未知挑战。培养多学科交叉的科技创新人才不是一蹴而就的,需要医学教育者长期不断探索。在未来,医学教育者将继续推进学生科研训练计划与多学科交叉培养模式的优化,助力智能医疗时代和社会的发展。