臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中工程思維培養(yǎng)實(shí)踐

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摘要：在醫(yī)學(xué)與工程學(xué)日益交叉融合的背景下，對(duì)醫(yī)生的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求。依托于團(tuán)隊(duì)較強(qiáng)的醫(yī)工結(jié)合基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)術(shù)講座、興趣小組、項(xiàng)目實(shí)踐等內(nèi)容，增強(qiáng)了臨床醫(yī)學(xué)本科生在工程思維方面的素養(yǎng)，取得了一定的成果。

關(guān)鍵詞：臨床醫(yī)學(xué)；工程思維；學(xué)科交叉

1工程學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)進(jìn)步中的作用日益凸顯

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步離不開工程技術(shù)的發(fā)展。一定程度上來(lái)說(shuō)，技術(shù)的進(jìn)步很大程度上決定了醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)與臨床進(jìn)展。X線、彩超、CT、核磁共振等影像學(xué)檢查設(shè)備以及各類的生化診斷設(shè)備極大提高了臨床診斷的水平；腹腔鏡手術(shù)設(shè)備、達(dá)芬奇手術(shù)設(shè)備等，使大部分手術(shù)得以高效、安全的完成；電子病歷系統(tǒng)、各類遠(yuǎn)程檢測(cè)設(shè)備等極大提高了醫(yī)療的效率與安全性［2］。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)也正在推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)入新的革命，智能診斷、圖像識(shí)別、診療建議等又將極大促進(jìn)醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展。在這一背景下，迎接時(shí)代的變化，積極儲(chǔ)備相關(guān)交叉學(xué)科的基本知識(shí)與素養(yǎng)，是每一個(gè)優(yōu)秀醫(yī)生以及醫(yī)學(xué)生終身學(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容。

2工程學(xué)思維的內(nèi)涵

工程是一種造物活動(dòng)。工程在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)診斷治療工具的發(fā)明和應(yīng)用。工程思維是工程活動(dòng)的靈魂，其特征體現(xiàn)在系統(tǒng)性、集成性、跨學(xué)科性、創(chuàng)造性和復(fù)雜性等方面［3］?？鐚W(xué)科性指其涉及自然科學(xué)、技術(shù)學(xué)、人文等多領(lǐng)域的問(wèn)題，而單一學(xué)科很難進(jìn)行解決。工程思維簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是應(yīng)用各種知識(shí)綜合起來(lái)解決具體的實(shí)踐問(wèn)題；在醫(yī)學(xué)范疇里，我們可以簡(jiǎn)化地說(shuō)，它是一種利用工科技術(shù)系統(tǒng)性解決某種醫(yī)學(xué)問(wèn)題的實(shí)踐［4］。醫(yī)學(xué)生本科教育目前主要體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)與初步實(shí)踐認(rèn)知方面，跨學(xué)科的教育在國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)教學(xué)中相對(duì)缺失。我們結(jié)合自身的團(tuán)隊(duì)特色，在本科生醫(yī)學(xué)教育上有意識(shí)地嘗試增強(qiáng)學(xué)生工程思維的培養(yǎng)，希望學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，并嘗試通過(guò)一些初步的工程實(shí)踐來(lái)解決問(wèn)題。由于醫(yī)學(xué)生本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，解決方案可能比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有深入問(wèn)題的核心，但是，我們相信這種工程思維思考問(wèn)題的方法對(duì)于醫(yī)學(xué)生在今后的發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

3工程思維培養(yǎng)在本科生臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐

團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)在醫(yī)工結(jié)合領(lǐng)域的研究與探索取得了一定的成績(jī)。團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)器械的創(chuàng)新與制造，完成了國(guó)內(nèi)第一例國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的臨床手術(shù)運(yùn)用。同時(shí)，我們擁有一支較為強(qiáng)大的醫(yī)學(xué)、工程學(xué)背景的專家教授團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)著中南大學(xué)自主設(shè)置二級(jí)學(xué)科醫(yī)學(xué)設(shè)備技術(shù)學(xué)的教學(xué)工作。結(jié)合我們的學(xué)科特點(diǎn)與基礎(chǔ)，在本科生的教學(xué)中進(jìn)行了一些嘗試與探索，以初步培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的工程學(xué)思維。醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)理論是目前醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生教育的主要內(nèi)容，結(jié)合他們的知識(shí)背景，我們通過(guò)學(xué)術(shù)講座、興趣小組、實(shí)踐項(xiàng)目三個(gè)主要內(nèi)容，針對(duì)不同的學(xué)生進(jìn)行由淺入深的實(shí)踐探索。

3．1定期舉行相關(guān)的學(xué)術(shù)講座

醫(yī)學(xué)生的工程學(xué)知識(shí)相對(duì)缺乏，工程學(xué)醫(yī)師相對(duì)薄弱。對(duì)此，我們組織相關(guān)的專家聯(lián)系醫(yī)工結(jié)合的研究熱點(diǎn)與基本學(xué)科思維特點(diǎn)開展相關(guān)講座。在本學(xué)期中，我們開展的醫(yī)生在醫(yī)工結(jié)合中的角色、手術(shù)機(jī)器人發(fā)展歷程、手術(shù)機(jī)器人研究熱點(diǎn)初探、3D打印在醫(yī)療中的應(yīng)用進(jìn)展、人工智能＋醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景幾何等學(xué)術(shù)講座，受到學(xué)生的熱烈歡迎，并引發(fā)學(xué)生的積極討論和廣泛交流。

3．2組織興趣小組

在學(xué)術(shù)講座后，許多感興趣的同學(xué)與我們進(jìn)行了進(jìn)一步的溝通，也帶來(lái)了許多鮮活的想法。為了給這些同學(xué)們提供更好服務(wù)和交流的平臺(tái)，我們組織了本科生醫(yī)工結(jié)合興趣小組。在興趣小組中，我們通過(guò)小組例會(huì)、自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)、綜述寫作幾種形式開展相關(guān)的教育實(shí)踐探索。我們根據(jù)同學(xué)們的時(shí)間定期組織小組例會(huì)。通過(guò)組織小組會(huì)議，學(xué)生與老師直接溝通，相互激發(fā)出很多鮮活的想法，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)。我們根據(jù)同學(xué)們的興趣，系統(tǒng)性地給同學(xué)們推薦了相關(guān)的書目與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，并定期予以相關(guān)的答疑，為學(xué)有余力的同學(xué)提供自主學(xué)習(xí)的資源與指導(dǎo)。我們還結(jié)合同學(xué)們自身的情況，組織同學(xué)們開展一些基礎(chǔ)的科研培養(yǎng)，如教授學(xué)生中英文相關(guān)文獻(xiàn)的檢索與閱讀，并在此基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)有余力的同學(xué)針對(duì)某一問(wèn)題查閱資料、撰寫綜述。通過(guò)這些措施，同學(xué)們的視野和能力得到了很大的進(jìn)步。

3．3鼓勵(lì)開展相關(guān)項(xiàng)目

工程思維很重要的一點(diǎn)在于系統(tǒng)性地解決具體問(wèn)題。通過(guò)學(xué)術(shù)講座與興趣小組，很多同學(xué)們的能力得到了鍛煉，有一些同學(xué)針對(duì)臨床上的問(wèn)題嘗試給予工程上的解決。有同學(xué)觀察到目前臨床上用來(lái)進(jìn)行肺功能鍛煉的吹氣球，因?yàn)槠胀馇虿馁|(zhì)與規(guī)格的不同，患者進(jìn)行功能鍛煉的程度很難量化，導(dǎo)致許多患者吹氣球不合格，未能實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上的功能鍛煉。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，有興趣小組對(duì)問(wèn)題細(xì)致分析，通過(guò)觀察類比臨床中氧流量的設(shè)計(jì)，利用在氣流中懸浮的鋼珠來(lái)對(duì)應(yīng)不同的氣流量的原理，構(gòu)思出一種新式的肺功能鍛煉設(shè)備。同學(xué)們還利用身邊常用的物品設(shè)計(jì)出原型機(jī)，得到患者的肯定。我們組織同學(xué)們對(duì)該設(shè)備申請(qǐng)專利，也通過(guò)專利申請(qǐng)來(lái)培養(yǎng)同學(xué)們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的理念，目前已開始撰寫相關(guān)專利內(nèi)容［5］。我們也組織有能力的同學(xué)參與團(tuán)隊(duì)目前的研究工作；鼓勵(lì)興趣小組同學(xué)申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新課題。在實(shí)踐的過(guò)程中，學(xué)生的工程思維得到極大的鍛煉。

4展望

教育是針對(duì)未來(lái)的努力與投資；我們?cè)诒究粕R床醫(yī)學(xué)教學(xué)中嘗試培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，期待通過(guò)這些嘗試在醫(yī)學(xué)生心中埋下一顆小小的種子［6］。通過(guò)學(xué)術(shù)講座、興趣小組、項(xiàng)目實(shí)踐等方式的努力，我們收獲了學(xué)生很多的反饋與肯定。許多同學(xué)們表示開闊了視野，活躍了思維，增長(zhǎng)了能力。雖然在研究深度上，這些措施可能有所欠缺，但是這種嘗試對(duì)于醫(yī)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展無(wú)疑是有益的。我們也在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化創(chuàng)新原有內(nèi)容和培養(yǎng)形式，進(jìn)一步完善這些措施，讓更多的學(xué)生有所收獲。

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［3］李伯聰．工程與工程思維［J］．科學(xué)，2014，66（6）：13－16．

［4］彭明辰．臨床醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)之我見［J］．中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2009，24（1）：1－2．

作者：李鵬洲 孫許龍 高祥 李偉正 單位：中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院外科學(xué)教研室