医学传感技术课程“四个面向”改革模型设计与实施

摘要：文章以湖南中医药大学医学信息工程专业的医学传感技术课程为例，通过分析课程教学中的不足，采用资料文献研究方法并参考国家人才战略政策，构建了“四个面向”课程改革模型。具体包括：“面向前沿”，通过改革课程内容和教学形式，实现课程教学育人；“面向就业”，培养学生“岗位化”技能，推动项目实践育人；“面向思政”，建立系统化思政资源库，实现思政育人；“面向医工”，建设智能化中医设备课程群，实现协同育人。文章详细论述了每个“面向”改革模块的细化方针，以及整个课程改革的实施措施。

关键词：医学传感技术；四个面向；教学改革；课程思政；医工融合

中图分类号：G642文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）34-0176-05开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0引言

本文设计了“四个面向”改革模型，对医学传感技术课程的教学内容、教学形式、评价方式以及思想政治教育体系进行了全面改革。“四个面向”模型的思想来源于习近平总书记在科学家座谈会[1]上提出的关于科技发展要坚持“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”的重要论断[2]。在深入研究“四个面向”的基础上，从中提取关键概念：立志、定位、使命、领域，并结合医学传感技术课程的特点与需求，提出课程改革模型的“四个面向”。具体包括：1）面向前沿：保持教学内容与教学形式的先进性，实现课程教学育人；2）面向就业：以岗位化技能为教学目标要求，实现项目实践育人；3）面向思政：建立系统化的思想政治教育资源库，实现思政育人；4）面向医工：以智能化中医设备为核心，构建课程群赋能学科竞赛，实现协同育人。

基于上述“四个面向”，本文设计了详细的改革思路和实施措施，并通过课程教学实践反馈发现，学生的学习兴趣显著增加、课程参与度大幅提升、学科竞赛获奖率明显提高，课程改革取得了一定成效。

1基于“四个面向”对医学传感技术课程的深化改革

1.1“四个面向”课程改革模型的构建

1.1.1课程改革模型的构建

“四个面向”课程改革模型的构建主要从三个方面展开（如图1所示）。

1）课程现有不足的分析；2）资料文献研究；3）国家人才战略研究。

在课程不足分析中，教师聚焦问题，梳理出当前课程亟须解决的短板；在课程改革与专业建设的双重维度上查阅相关文献资料，学习并参考优秀改革案例；以习近平总书记人才强国战略中的“四个面向”论断为切入点，设计并完善“四个面向”课程改革模型。具体设计思路如下：

1）现有不足的分析。

从课程的内容、教学形式和考核方式三个方面出发，归纳总结出当前课程的三大不足（如图1所示）：先进性不足、学生参与度不够、课程特色不够。这些问题具体表现为：

①先进性不足：教学内容仍以传统物理传感器为主，教学方式主要依赖线下教师讲授，实验环节局限于陈旧的物理验证实验，课程内容与形式未能与时俱进，难以满足在网络时代中成长的年轻一代学生的学习需求。

②学生参与度不够：课程安排在大三学年，对于除部分将该课程作为考研科目的学生外，大部分学生对课程抱有畏难心理，表现为理论内容难以分析、实践环节不会动手，整体的课程参与度较低。

③课程特色不高：课程内容中“医学”特色较为弱化，医学部分仅作为一个符号性标签，未能充分体现医工融合的核心精神，且缺乏中医特色，导致课程呈现出单纯“传感器课程”的普遍形态，缺乏亮点和深度。

通过对现有不足的深入分析和总结，为“四个面向”课程改革模型的构建奠定了实践基础。

2）资料文献的研究。

资料文献研究分为微观层面和宏观层面两个方向展开。在微观层面，通过学习各大高校在传感技术课程改革中的优秀案例，提取有益经验；在宏观层面，研究各大高校在医工融合专业建设方面的整体思路。其中，课程改革的优秀案例通常从以下四个方面进行：课程内容与结构的优化、教学方法与模式的创新、教学资源与条件的升级，以及教师素养与能力的提升。

在医工融合专业建设方面，则着重于以下几个重点：注重培养复合型人才，优化课程体系，探索创新教学方法，加强师资队伍建设，同时完善评价与激励机制，并推动国际合作与交流。这些改革措施旨在推动医工融合专业的快速发展，并不断提高人才培养质量[3]。

3）将人才强国战略与“四个面向”相结合。

在“四个面向”的改革框架下，将国家人才强国战略与高等院校的人才培养目标进行紧密结合[4]。具体而言：

①面向科技前沿：意味着教师需关注科技发展的最新动态，动态更新教学内容，使课程内容与时俱进，以满足时代需求；学生在学习中不仅要掌握知识与技能，还需培养创新能力，从而应对快速变化的技术发展环境。

②面向经济战场：要求高校的人才培养始终围绕行业、企业和国家经济发展的实际需求展开，着力培养能够适应产业升级和经济结构调整的高素质人才[5]。

③面向国家重大需求：强调人才培养的政治站位需以国家利益为核心，以民族复兴为己任，充分融入思想政治教育内容。教学中，应将课程思政有机贯穿，培养学生强烈的家国情怀和责任意识。

④面向人民生命健康：体现了培养兼具医学素养和创新能力的医工融合人才是当前时代的重要需求，尤其是在智能化发展与彰显中医特色的大背景下[6]。

1.1.2“四个面向”改革模型

结合以上三点综合分析，提出了基于“四个面向”的教学改革模型，其核心内容如下：

①面向科技前沿：从课程内容和教学形式的前沿性出发，更新教学内容，优化教学手段，贴合新时代学生的特点，实现课程教学育人。

②面向就业：以学生就业为导向，突出培养岗位化技能，不断强化学生的就业能力，通过项目实现实践育人。

③面向思政：秉承“立德树人”的教育理念，深入结合课程思政，培养具有社会责任感和家国情怀的学生，建立系统化的思政资源库，从而实现思政育人。

④面向医工：结合医工融合背景，充分发挥课程的中医特色，围绕“智能化中医设备”这一核心目标，建设课程群，赋能学科竞赛，实现协同育人。

基于上述设计理念，提出了“四个面向”教学改革模型，其具体内容如图2所示。

1.2针对每个“面向”细化课程改革方针

1.2.1“面向前沿”——课程内容的前沿性与基础性协调

课程内容的改革以“面向前沿”为导向，旨在将医学传感技术领域的前沿技术、前沿设备和前沿思路引入课堂。但鉴于课程的授课对象、授课课时以及授课目的的具体要求，课程内容仍需保留一定的基础性。因此，在内容改革中需要将前沿性与基础性进行有机协调，避免二者失衡而偏离实际教学目标。具体改革思路如下：

1）“基础性”是课程的根本。

基础性内容是课程建设的根基。在课程内容中，传感器的原理讲解、公式推导与性能分析仍然是教学重点。由于传感器类型众多，基础知识的传授并不侧重在数量上，而是更注重学习方法的培养；课堂强调学生对知识点的定量分析能力，而并非过于依赖记忆性的定性计算能力。

2）“前沿性”面向应用。

根据对课程难度、学生基础以及学习能力的分析，在有限的授课时间内，直接全面讲授前沿医学传感技术可能存在一定的困难，并且易偏离教学目的。因此，前沿性内容主要从以下两方面调整：一方面，将具有“前沿性”的教学内容面向实际应用进行讲解，使学生能够了解前沿技术如何转化为实际应用；另一方面，通过构建针对前沿性知识点的线上教学资源，可以实现分层次的梯度教学，有兴趣且有能力的学生可通过线上资源进行拓展学习，进一步深入掌握相关内容。

3）主导“基础性”，引导“前沿性”。

在教学方法上，基础性内容由教师主导，通过系统化地讲授确保学生对知识的掌握，并通过作业与考核严格评估学习成果。前沿性知识则以启发引导为主，强调学生的主动性。教师主要鼓励学生主动探索前沿知识，并通过课堂分享活动、资料查阅作业等形式激发学生的研究兴趣，逐步培养其自主学习能力与创新意识。

4）两者结合培养“应用性”。

课程内容的最终目标在于“面向就业”，致力于培养学生具备岗位需求的就业能力。这具体体现在以下几个方面：项目分析能力、设计能力、创新能力、开发能力以及沟通能力。这些能力的培养，既需要基础性知识的扎实掌握作为支撑，又离不开前沿性知识的启发性引导。

基于以上四个核心思路，将课程内容划分为“基础性”和“前沿性”两个主要模块，并横向按照三个层次展开：原理、驱动和应用。①原理层面：注重培养学生的分析能力；②驱动层面：注重培养学生的实践能力；③应用层面：注重培养学生的综合项目能力。具体设计如图3所示。

1.2.2“面向就业”——课程改革中教师角色的转型

课程改革基于“四个面向”模型，从课程内容形式、能力培养、思政教育和学科特色四个维度展开。在新的课程建设中，教师需要从一个思想观念和三个职能身份进行转型（如图4所示）。

思想观念方面，教师须从以教师为中心转变为以学生为中心。这一转变具体体现在课程改革的各个环节：设计阶段以学生需求为主导，实施阶段以学生为主体，评价阶段以学生为主导。

职能身份方面，教师需从知识传授者转变为课程设计者。在传统教育模式下，教师的主要职能是讲解和传授书本知识，而在“四个面向”的课程改革模式下，教师的主要职能则是创造学习环境、整合学习资料、融合学科时事背景并提供学习服务。教师在这一模式中成为整个课程一体化的设计者。

评价身份方面，教师需从评价仲裁者转变为评价监督者。在以往以考试为主的考核体系中，教师对学生的课程评价占据完全主导权，扮演评价仲裁者的角色。而在“四个面向”的课程改革模式下，课程考核体系更加多元化，评分细则更加规则化，评价过程以学生为主导。教师的职责是基于“职能化”的改革思路对评价方法进行规则约束，并在这一评价体系下，通过指导和监督，帮助学生达到各项评分目标。

管理身份方面，教师需从独家管理者转变为最大合作方。在传统教育模式下，教师是课程的唯一管理者，而在“四个面向”的课程改革模式下，课程的实施由教师、学生以及通过课程实验项目关联的课程群三方共同完成。因此，教师需要转变为最大合作方，协调三方合作，以实现课程的最优实施效果。

1.2.3“面向思政”——思政元素的挖掘与聚拢

要实现“思政元素”与专业教学的合理融合，首先需要对思政元素进行积累、分析和选择。医学传感技术课程面向科技、行业、国际形势以及政策文件，蕴含着丰富的思政元素。因此，本课题采取有目的性、有针对性、系统化的方式对思政元素进行挖掘和筛选。

1）思政元素的挖掘：基于国家政策、国际形势、行业背景和新闻时事四个领域，从点、线、面三个层级系统深入挖掘思政元素。

①从知识点出发：具体包括知识点的来源、发展、推广及其与生活的关联性。

②从课程内容线出发：以知识模块为主线，可对知识模块进行重组，或在深度和广度上进行延伸。例如，芯片制造、光刻工艺、呼吸机科技自主等内容均可作为延展方向。

③从课程蕴含的价值面出发：一门课程本身具备一定的科学内涵，而一个领域的发展必然包含工匠精神、奉献精神、钻研精神和创新精神等价值内涵。

2）思政元素的聚拢：在挖掘思政元素后，需要对其进行分析，最终聚拢为三大核心点：家国情怀、时代使命和职业精神。

①家国情怀：强调对党和国家的热爱、对民族和人民的共情以及对文化和信仰的自信。

②时代使命：强调对国际形势和国家政策的了解，将个人追求与国家和民族的命运紧密联系在一起。

③职业精神：基于行业发展的背景，推动行业进步，实现自我价值所需的品质。

这三者之间相辅相成、辩证统一：家国情怀激发时代使命感，时代使命感滋养家国情怀；职业精神内含家国情怀，家国情怀造就职业精神；时代使命指导职业精神，职业精神贯彻时代使命。这三个维度相互联系、相互促进、相互转化（如图5所示）。

1.2.4“面向医工”——依托学科竞赛建设“智能化中医设备”课程群

依托湖南中医药大学现有学科竞赛的基础，对医学信息工程专业学生历年来参赛及获奖情况进行分析（如图6所示）。分析发现，学生的参赛项目主要集中在以下4类比赛：硬件设计（单片机）、项目设计（湖南省程序设计竞赛、服务外包）、物联网技术以及网络技术。

通过研究近4年学生获奖项目与传感器技术的关联情况，课程群建设的总体思路为：以医学传感技术课程为核心，构建“智能化中医设备”课程群；以“学科竞赛”为主题，建立“智能化中医设备”项目孵化流程；依托课程群的教师资源、设备资源和项目资源，全面赋能学生的项目能力。具体措施如下，①以医学综合项目实验为依托：孵化学生在中医设备设计方面的创意；②以课程知识、设备和资源赋能学科竞赛：为学生参赛提供理论和实践支持；③以课程群为学生提供指导教师：实现精准指导；④以课程线下交流群为平台：助力项目团队的组建与合作；⑤以项目成果反馈学习效果：不断更新课程实验素材；⑥以竞赛成果激发学生动力：通过成功案例的示范效应吸引更多学生参与（如图7所示）。

区别于传统课程群建设和“以赛促教”的学科竞赛模式，本课程群建设结合院校背景，改革更突出中医药特色。具体措施包括以下3个方面：

1）知识导入。我校学生的公共基础课程包括中医基础理论和中医诊断学。通过对这两门课程的深入分析，将其中部分案例引入医学传感技术课程的原理讲解。例如，中医诊断中的脉诊可关联压电传感器，舌诊可关联CCD图像传感器。在此基础上，通过案例引导学生，激发其利用传感器知识探索中医的兴趣。

2）学生资源。我校拥有中医学院、中西医结合学院、针灸推拿学院等院系。所谓激活学生资源，即通过课程线上教学交流平台、中医设备课程群以及教师之间的跨学院交流与合作，促进中医专业学生与医学信息工程专业学生之间的信息交换，孵化各类项目合作。这些合作形式包括大学生创新创业项目（大创项目）、科研课题以及联合参赛等。

3）院校平台。作为一所传统中医药类院校，我校拥有完善的中医药竞赛赛道和科研项目体系。通过筛选适合本课程专业学生参与的比赛或科研项目，在课程中进行优秀案例宣讲，同时分享比赛通道和各类项目资讯，激发学生参与的热情。

基于以上措施，充分发挥医工融合背景下院校的中医药特色，在“智能化中医设备”课程群之外，进一步扩展第二课堂，为学生搭建中医药类项目信息资讯网，赋能学生的能力，拓宽学生的视野，孵化各类学科竞赛项目。

2课程改革实施措施

通过课程内容、授课模式、考核标准等方面的改革，以及思政教育和第二课堂的建设，旨在提升课程的丰富性、前沿性和应用性，提高学生的学习质量，培养具备爱国主义情怀、时代使命感和较强就业能力的医工融合型人才[7]。具体实施环节包括以下几个步骤（如图8所示）：1）理论研究。建立“四个面向”教学改革模型，并对模型内容进行深入研究。2）设计内容。按照理论部分、实验部分和思政部分，对课程内容进行整体设计。3）建设资源。基于课程设计，建设相应的课程资源，包括知识收集、线上资源开发、实验环节布置，以及思政元素库的建立。4）教学设计。对各类教学资源进行分析，设计适宜的教学形式，整合形成完整的教学方案。5）教学实施。结合教学内容与教学形式，统筹规划完成48学时的课程教学。6）课后管理。在课程结束后，持续跟进与课程相关的实训及毕业设计工作，孵化智能化中医设备团队并对接众创空间指导教师，根据学情调查反馈教学效果。7）课程改进：针对整个教学改革流程，进行环节分析、流程梳理以及学情反馈分析，总结经验和不足，持续优化课程内容与形式。

3结论

本文基于习近平总书记提出的“四个面向”论断开展研究，从每个“面向”中提取关键关键词：立志定位、使命、领域，并通过对医学传感技术课程的分析，构建了“四个面向”课程改革模型，即“面向前沿、面向就业、面向思政、面向医工”。本文进一步细化并阐述了每个模块的改革方针与实践路径。在近三年的本科教学工作中，基于此模型完成了课程线上线下教学资源的重建，考核标准的重塑，以及实验内容和实验环节的优化。通过近三年的教学反馈显示，学生在教学环节中的参与度明显提高，学习兴趣显著提升，甚至在一定程度上激励了本专业的学科竞赛与创新实践。

参考文献：

[1]崔志莉.基于自组织理论的高校有组织科研机理研究[J].高教学刊，2023，9（33）：78-81，85.

[2]祁梦竹，刘菲菲.坚持“四个面向”心怀“国之大者”为强国建设和新时代首都发展贡献更大力量[N].北京日报，2023-12-29（1）.

[3]熊振倜.论大学生创业精神培养的模式与途径[J].现代职业教育，2018（27）：1-3.

[4]翟铁华.从应用型本科到应用本科：应用型人才培养模式的变迁[J].中国教育技术装备，2016（3）：81-83.

[5]谷业凯.在坚持“四个面向”中弘扬科学家精神[N].人民日报，2024-01-02（6）.

[6]李立，王媛媛，米然，等“.四个面向”战略下中国科技期刊内容质量提升实践现状与对策建议[J].中国科技期刊研究，2023，34（11）：1427-1434.

[7]宋飞.我国医工融合发展的概念辨析、创新路径和对策建议[J].当代经济，2024，41（5）：52-58.

【通联编辑：唐一东】

基金项目：2022年湖南省普通高等学校教学改革研究项目：医工融合背景下基于“四个面向”在《医学传感技术》课程的改革与建设（HNJG-2022-0725）