新工科+新医科交叉专业的机械制图实践教学探索

孟青云，李建华，侯冰玉，杨丽英，孙丽萍，陈永强，王 莉，杨 晖

（1.上海健康医学院医疗器械学院，上海 201318；2.上海穿戴式医疗技术与器械工程研究中心，上海 201318；3.上海健康医学院教务处，上海 201318）

生物医学工程专业、临床工程技术专业和康复工程技术专业是我校典型的医工结合的工科专业。其中，临床工程技术专业和康复工程技术专业更是我校首创的医工融合专业。这些专业旨在培养学生具备临床医学工程技术素养和医疗器械技术基础，使他们能够为医学应用提供服务，并具备从事医疗仪器设备的临床应用、维护、质量控制等能力。《“十三五”医疗器械科技创新专项规划》明确指出，先进的医疗器械是建立健康保障体系的重要基础。它不仅推动了医学诊疗技术的进步，还是国家科技进步和全民健康保障能力的关键标志。同时，教育部提出的新工科人才培养要求学生将理论知识运用到实践中，进行大量的工程训练，提高专业能力。因此，学生实践能力的培养成为专业建设中一个至关重要的环节。机械制图课程是学生在大学阶段接触的第一个工程意识训练课程，也是后续专业学习和从事医疗器械工程领域工程技术工作的基础。因此，如何更好地深化机械制图实践教学内容和方法的改革，将新医科融入课程，同时贯彻新工科和应用型本科培养计划，成为我校机械制图实践课程小组深化教改工作重要而紧迫的课题。

1 机械制图实践教学课程教学改革要求

深化机械制图实践课程的改革需要重点考虑医工专业的需求，重新设计课程大纲以更好地满足医工领域的专业要求，使课程更具实际应用性。改革涉及使用现代教学技术和工具，如计算机辅助绘图软件，以提高学生的绘图技能。引入新工科+新医科交叉案例和实践项目有助于培养学生的实践创新能力，使他们能够应对医疗器械工程发展的挑战。首先，在改革中教师的培训和发展也是关键，他们需要具备医疗器械工程领域的专业知识和现代教学技术，以更好地指导学生。建立与医工行业的联系是培养学生实际技能的关键，可以通过合作协议、实习计划和毕业设计项目实现。这些合作将为学生提供宝贵的实践机会，帮助他们解决真实的医疗器械工程问题。其次，要深化机械制图实践课程的改革，还需要积极建立与医工行业的联系。与医工行业的联系将有助于为学生提供实践机会，让他们能够参与真实的医疗器械工程项目。这可以通过合作协议、实习计划和毕业设计项目来实现。通过这些合作，学生有机会与医工专业领域的专业人员一起工作，亲身体验医疗器械工程的实际应用，为未来的职业发展打下坚实的基础。同时，改革还需要特别注重学生实践能力的培养，包括绘图技能、工程设计和问题解决能力的提高。学生应该在新工科+新医科交叉实际项目中应用他们所学的知识解决实际工程问题，培养操作技能和医工团队协作的能力。

2 全过程融合的机械制图实践教学

为培养学生的工程意识和应用能力，提高学生的实践应用和创新能力，我们实施了全过程融合的实践教学模式，在教学方法和手段、教学内容、教学体系上进行了改革尝试[1-5]。我们在教学中启用一体化机械制图实践教学场地，形象、生动及信息量大的多媒体课件和传统测绘工具，可以加深学生对课程实践的理解，提高学生的动手能力。针对机械制图实践课程的教学内容改革，不仅采用传统测绘实训项目“减速箱测绘实训”和“齿轮泵测绘实训”项目，而且还开发了“血液透析蠕动泵测绘实训”和“康复器械测绘实训”等典型的医疗器械作为实训项目；鼓励学生应用AutoCAD、Solidworks 等机械制图软件进行创新设计，参加导师的课题研究小组，参加各项技能竞赛和学科竞赛，取得了多项上海市和国家级奖项。同时，我们在教学过程中注重多元素的有机融合，具体实施措施如下。

（1）课程内容和教师示范实践相融合。学习机械制图实践课程的通常是大一学生，但他们很少有机会接触实际生产，并对专业领域知之甚少，缺乏实际动手操作的经验。针对这个问题，我们采用项目化的教学方法，借助自编的教材，并以项目目标为驱动力，利用AutoCAD 和Solidworks 等工具，将课堂教学与实际实践相结合。在这一过程中，教师示范操作，每位学生有一台电脑，可以同时学习和练习。在测绘实践阶段，教师会以Solidworks 模型和动画的形式示范演示，学生通过测绘减速箱、齿轮泵、蠕动泵、假肢膝关节等项目，完成三维模型和二维视图等实践要求。学生需要提交纸质测绘本、AutoCAD 图纸、Solidworks 模型以及PPT 结题报告。这种基于项目的教学模式，提高了学生的学习兴趣和实际操作能力。

（2）学生综合测绘实践和专业相融合。机械制图实践测绘是学生在学完理论课程后进行的重要实践环节，也是他们首次进行的设计训练，有助于其将所学知识融会贯通。在大学4 年的学习中，各门课程之间的衔接至关重要。如果这个实践与学生所学的专业领域高度相关，将有助于他们后续专业课程的学习。我们对机械制图实践课程的教学内容进行了改革，除了传统的测绘实训项目，如“减速箱测绘实训”和“齿轮泵测绘实训”，还引入了医疗器械相关的实训项目，如“血液透析蠕动泵测绘实训”和“康复器械测绘实训”。这些项目不仅有助于更好地与后续专业学习相衔接，还进一步提高了学生CAD 软件的应用能力，提升了学生的工程意识和素养，同时培养了他们的创新能力、协作精神和交流沟通能力。

（3）技能竞赛和课程创新相融合。机械制图课程相关的技能竞赛主要包括上海市“上图杯”先进成图技术和创新设计大赛。近年来，我校在这一项目中取得了较好的成绩，实现了以竞赛推动学习、教学和发展的目标。获奖情况具体见表1。

表1 上海健康医学院医工交叉专业学生参加“上图杯”获奖情况Table 1 Awards of students in the intersection major of new engineering+new medical disciplines at Shanghai University of Medicine & Health Sciences participating in the "Pictorial Cup"

（4）学科竞赛和课程拓展实践相融合。生物医学工程专业是多学科融合的结果，因此我们鼓励该专业学生参加导师的课题研究小组，应用AutoCAD、Solidworks 等机械制图软件进行创新设计。近年来，项目组指导学生参加“互联网+”大学生创新创业比赛、全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛、全国大学生生物医学工程创新设计竞赛、“创青春”上海市大学生创业大赛等各项学科竞赛，取得了多项上海市和国家级奖项，也实现了机械制图实践课程在高年级教学中的可持续应用，具体见表2。

表2 上海健康医学院医疗器械学院学生学科竞赛获奖情况Table 2 Award of student subject competitions in the School of Medical Devices，Shanghai University of Medicine&Health Sciences

通过深化课程内容和方法，强化教师培训，建立行业联系，关注学生实践能力培养，我们能够为学生提供更丰富的教育体验，更好地满足医工领域的需求。这也将有助于推动医疗器械科技的创新，提高全民健康保障水平，为国家的科技进步和全民健康作出更大的贡献[6-10]。

3 展望

新工科建设计划的启动标志着多学科交叉的工程教育迎来新发展阶段。面对这一新形势，医工结合的机械制图实践教学模式融合多元素，包括课程内容与教师示范实践相融合、学生综合测绘实践和专业相融合、技能竞赛和课程创新相融合、学科竞赛和课程拓展实践相融合等。通过构建多教学平台，培养学生实践能力，提高学生的绘图技能和工程意识。实践表明，该模式能有效激发学生创新兴趣，增强学生对专业的浓厚兴趣，培养学生的实践创新能力。未来，全过程融合的实践教学模式将推动生物医学工程、临床工程技术和康复工程技术等医工结合工科专业的发展，为新工科人才的培养提供更多机会，满足医工结合领域需求，培养更多创新人才，促进医疗器械科技创新，提高全民健康保障能力。