新医工结合背景下的生物医学工程专业应用型人才培养模式

新医工结合背景下的生物医学工程专业
应用型人才培养模式
摘要：新医工结合是在以人工智能、大数据等技术为代表的新一轮科技革命
背景下医工融合的新形式，促进了健康产业及生物医学工程产业的发展。

在抗击
疫情的攻坚战中，新医工结合发挥了重要作用，如基于人工智能算法的基因组检测、基于影像视觉技术的肺部辅助分析、基于自然语言理解的智能问诊、减少医
患感染风险的ＡＩ医疗机器人应用等。

新医工结合概念的提出，对生物医学工程
专业人才培养提出了新的要求。

目前，生物医学工程专业在人才培养方面存在一
些问题，在新医工结合背景下如何有效地适应经济社会发展，培养具有交叉思维、创新能力、能够主动发现临床实践中的问题并运用工程学方法加以解决的新医工
人才，是相关院校及教师要解决的一个难题。

关键词：新医工结合；生物医学工程专业；实用型人才培养
引言
生物信息学人才需要系统地学习数学、计算机科学和生物学的基础课程及专
业课程，涉及课程面广且难度大，因此高质量专业教育是培养高精尖生物信息人
才的重要基石，也是目前生物信息学教学工作的重中之重。

加强生物信息学交叉
复合型人才培养，开展多元化、特色化实验与实践教学体系改革与研究日益重
要。

因此，结合用人单位反馈意见，深入分析当前生物信息学人才培养方面所
存在的主要问题，有利于设定专业改革目标、探索建立一套理论结合实际的改革
方案。

1“医工深度融合”教育模式的可行性
现阶段,我国一些综合性较强的大学已经围绕医学专业实行了“医工深度融合”教育模式。

这些医学院医学专业教育期限为五年,在这五年学习期间,医学生
要重点学习专业医学知识的同时积累相应的临床经验,同时还要具备工程技术能
力,但这样的教育模式进一步增加了学生学习压力。

“医工深度融合”人才培养
模式是基于综合性大学工科而成的,也就是在原本的工科专业上设定符合“医工
深度融合”的专业方向,帮助学生在掌握医学知识的同时,具备医学大数据分析和
医学图像识别技术的运用能力,并以此提高学生运用技术解决医学问题的能力。

如今,智能化医学与数字化医学已进入人工智能阶段,这些都需要数字、自动化以
及计算机等技术的支持。

为此,要想推动医学事业高效发展,需要医学专业与大数
据和计算机工科人才的促成。

当前,在医学虚拟助理、疾病辅助诊断、药物挖掘
以及可穿戴设备等方面已广泛使用人工智能技术,同时在医学影像领域逐步产品化,能从实际辅助医生诊断疾病,这大大激发了全球企业的兴趣,并积极参与到人
工智能技术医学诊断探索道路中。

由此可见,在人工智能基础上研究和创新医学
领域,可以推动“医工深度融合”人才培养模式建设。

2新医工结合背景下的生物医学工程专业应用型人才培养模式
2.1“培养五种能力”: 基本能力、自主学习能力、实践能力、竞争力、创
新能力
生物信息学专业的目标是培养具有良好人文精神和健康人格，具备生物医药、数理科学与信息科学多学科交叉融合思维方法和创新能力，掌握生物信息学基本
知识和技能，熟悉生物医学大数据研发和精准医药科技开发，具有复杂生物医学
问题分析能力的人才。

首先应该培养学生基本的专业知识能力，使其具备较系统
和扎实的生物信息学与计算系统生物学理论知识，熟悉精准医学、生物科学知识
特点和发展规律。

其次还要培养学生独立思考、自主学习能力和探求新知识的能力。

重要的是生物信息学专业是应用性较强的专业，应重点培养学生实践能力，使其具备系统的生物医药大数据分析处理、精准医学和生物科学研发能力以及应
用生物信息学技术分析、解决生物医药问题的能力，具有较强的竞争力。

影响本
科生创新能力培养的因素多种多样，首先应该树立相应观念意识，使建设创新型
国家、培养创新人才的观念深入人心。

其次是建立良好的制度，制度源于实践，
能够对教学起到保障、激励和约束作用。

为培养学生的创新意识和创新能力，鼓
励学生自主创新，可以开展校企合作，设立创新奖、创新奖学金等，调动和激发
大学生的创新精神，最终成长为具备基本能力、自主学习能力、实践能力、竞争
力和创新能力全方位发展的生物信息学复合型专业人才。

2.2建立知识、能力、创新、实践一体化的新课程体系
课程体系的构建是人才培养的基础，相关院校要根据新医工结合背景下生物
医学工程产业对专业人才知识能力、素质的要求，制定明确的实用型人才培养目标，构建学科交叉融合的课程体系。

针对新医工结合以人工智能、云计算、物联网、大数据等信息技术为支撑的特点，分析专业人才在工程技术、信息技术、人
工智能等领域应具备的知识体系，研究并建立覆盖医学、信息处理、人工智能等
学科的专业课程群，形成多层次、多学科、知识与技能多元交叉复合的专业课程
体系。

按照人才培养目标，对专业核心课程按照“仪器＋信息”和“影像＋信息”两个方向进行调整。

对于“影像＋信息”方向，可设置与人工智能相关的课程，
如模式识别与机器学习、深度学习、云计算与大数据等课程，同时开设Ｐｙｔｈ
ｏｎ、Ｃ＋＋等与人工智能相关的通用编程语言课程，丰富新医工结合背景下实
用型人才的知识储备。

对于“仪器＋信息”方向，可对现有的电子类课程进行优
化整合，并设置与医学设备相关的课程，如生物医学系统建模与仿真和医学仪器
无线通信技术。

两个培养方向的核心课程如表１和表２所示。

此外，相关院校需
进一步明确生物医学工程专业的专业特色，推进专业课课程教学改革，包括教学
内容的更新、教学环节的设计、实践教学的开展。

学校要推进教学与科研的融合，利用教师的科研成果更新教学内容。

对于实践课程，根据新医工结合实践性较强
的特点，学校可开设基于项目驱动的创新实践课程，并建立能力达成和课程体系
之间的一一对应关系，培养专业人才应具备的专业能力及综合素养。

在实践环节中，需深化实践类课程改革，学校可充分利用科研平台，以产学研深度融合的方
式建立与医疗设备生产企业及医院的战略合作关系，创设医工融合创新实践训练营，并以问题为导向设立具有临床背景的创新实践课题，建立医工融合实践教学
团队，引导学生在教师、医生、企业导师的共同指导下开展科学探索和科研训练，实现教学相长，从而构建“教学培养知识技能，项目带动创新实践”的课程体系。

2.3组建教学团队
目前，生物医学工程专业随着新进教师人数的增加，有的新进教师难免在教学方面会有“单兵作战”的状态，不利于协作互补，发挥群体效能，达到
“1+1>2”的效果。

因此，上海交通大学生物医学工程专业建议每位新进教师至少加入一个优秀教学团队，以“优”带“新”，传承优良做法，不断创新，进一步形成自己的相对成熟且富有个性的教学模式。

结语
构建生物医学工程实验教学中心,树立以人文本,结合知识理论、实践能力以及素质品德,重视医学和工程、知识与实践、继承和创新相互融合的教学思想。

根据生物医学工程发展需求,在实验教学中心针对教学内容、方法以及培养体系等深化“医工深度融合”,以此构建融合型教学平台。

推动校企合作,提高指导思想境界,建设新的“医工深度融合”人才培养模式,并在实践中不断创新,进而提高人才培养质量。

参考文献
[1]陈月明,张淑珺,姚湧.新工科背景下应用型人才培养模式探索与实践:以生物医学工程专业为例[J].教书育人(高教论坛),2022(6).
[2]李玲琍,汤巨霞,林全愧,等.面向未来的人才培养体系建设与实践:以温州医科大学生物医学工程专业为例[J].教育教学论坛,2021(43).。