臨床醫(yī)學教學中工程思維培養(yǎng)實踐

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摘要：在醫(yī)學與工程學日益交叉融合的背景下，對醫(yī)生的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求。依托于團隊較強的醫(yī)工結合基礎，通過學術講座、興趣小組、項目實踐等內(nèi)容，增強了臨床醫(yī)學本科生在工程思維方面的素養(yǎng)，取得了一定的成果。

關鍵詞：臨床醫(yī)學；工程思維；學科交叉

1工程學技術在醫(yī)學進步中的作用日益凸顯

現(xiàn)代醫(yī)學的進步離不開工程技術的發(fā)展。一定程度上來說，技術的進步很大程度上決定了醫(yī)學的基礎與臨床進展。X線、彩超、CT、核磁共振等影像學檢查設備以及各類的生化診斷設備極大提高了臨床診斷的水平；腹腔鏡手術設備、達芬奇手術設備等，使大部分手術得以高效、安全的完成；電子病歷系統(tǒng)、各類遠程檢測設備等極大提高了醫(yī)療的效率與安全性［2］。進入21世紀以來，人工智能和機器學習等技術也正在推動醫(yī)學進入新的革命，智能診斷、圖像識別、診療建議等又將極大促進醫(yī)學的快速發(fā)展。在這一背景下，迎接時代的變化，積極儲備相關交叉學科的基本知識與素養(yǎng)，是每一個優(yōu)秀醫(yī)生以及醫(yī)學生終身學習中的重要內(nèi)容。

2工程學思維的內(nèi)涵

工程是一種造物活動。工程在醫(yī)學中的應用主要體現(xiàn)在醫(yī)學診斷治療工具的發(fā)明和應用。工程思維是工程活動的靈魂，其特征體現(xiàn)在系統(tǒng)性、集成性、跨學科性、創(chuàng)造性和復雜性等方面［3］。跨學科性指其涉及自然科學、技術學、人文等多領域的問題，而單一學科很難進行解決。工程思維簡單來說就是應用各種知識綜合起來解決具體的實踐問題；在醫(yī)學范疇里，我們可以簡化地說，它是一種利用工科技術系統(tǒng)性解決某種醫(yī)學問題的實踐［4］。醫(yī)學生本科教育目前主要體現(xiàn)在醫(yī)學基礎理論的學習與初步實踐認知方面，跨學科的教育在國內(nèi)醫(yī)學教學中相對缺失。我們結合自身的團隊特色，在本科生醫(yī)學教育上有意識地嘗試增強學生工程思維的培養(yǎng)，希望學生能夠發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并嘗試通過一些初步的工程實踐來解決問題。由于醫(yī)學生本身的知識結構，解決方案可能比較簡單，沒有深入問題的核心，但是，我們相信這種工程思維思考問題的方法對于醫(yī)學生在今后的發(fā)展具有長遠的意義。

3工程思維培養(yǎng)在本科生臨床醫(yī)學教學中的實踐

團隊長期以來在醫(yī)工結合領域的研究與探索取得了一定的成績。團隊承擔了國家自然科學基金重大項目精準微創(chuàng)手術器械的創(chuàng)新與制造，完成了國內(nèi)第一例國產(chǎn)手術機器人的臨床手術運用。同時，我們擁有一支較為強大的醫(yī)學、工程學背景的專家教授團隊，承擔著中南大學自主設置二級學科醫(yī)學設備技術學的教學工作。結合我們的學科特點與基礎，在本科生的教學中進行了一些嘗試與探索，以初步培養(yǎng)醫(yī)學生的工程學思維。醫(yī)學的基礎理論是目前醫(yī)學臨床醫(yī)學專業(yè)本科生教育的主要內(nèi)容，結合他們的知識背景，我們通過學術講座、興趣小組、實踐項目三個主要內(nèi)容，針對不同的學生進行由淺入深的實踐探索。

3．1定期舉行相關的學術講座

醫(yī)學生的工程學知識相對缺乏，工程學醫(yī)師相對薄弱。對此，我們組織相關的專家聯(lián)系醫(yī)工結合的研究熱點與基本學科思維特點開展相關講座。在本學期中，我們開展的醫(yī)生在醫(yī)工結合中的角色、手術機器人發(fā)展歷程、手術機器人研究熱點初探、3D打印在醫(yī)療中的應用進展、人工智能＋醫(yī)療應用場景幾何等學術講座，受到學生的熱烈歡迎，并引發(fā)學生的積極討論和廣泛交流。

3．2組織興趣小組

在學術講座后，許多感興趣的同學與我們進行了進一步的溝通，也帶來了許多鮮活的想法。為了給這些同學們提供更好服務和交流的平臺，我們組織了本科生醫(yī)工結合興趣小組。在興趣小組中，我們通過小組例會、自主學習指導、綜述寫作幾種形式開展相關的教育實踐探索。我們根據(jù)同學們的時間定期組織小組例會。通過組織小組會議，學生與老師直接溝通，相互激發(fā)出很多鮮活的想法，實現(xiàn)了教學相長。我們根據(jù)同學們的興趣，系統(tǒng)性地給同學們推薦了相關的書目與網(wǎng)絡學習資源，并定期予以相關的答疑，為學有余力的同學提供自主學習的資源與指導。我們還結合同學們自身的情況，組織同學們開展一些基礎的科研培養(yǎng)，如教授學生中英文相關文獻的檢索與閱讀，并在此基礎上，鼓勵學有余力的同學針對某一問題查閱資料、撰寫綜述。通過這些措施，同學們的視野和能力得到了很大的進步。

3．3鼓勵開展相關項目

工程思維很重要的一點在于系統(tǒng)性地解決具體問題。通過學術講座與興趣小組，很多同學們的能力得到了鍛煉，有一些同學針對臨床上的問題嘗試給予工程上的解決。有同學觀察到目前臨床上用來進行肺功能鍛煉的吹氣球，因為普通氣球材質(zhì)與規(guī)格的不同，患者進行功能鍛煉的程度很難量化，導致許多患者吹氣球不合格，未能實現(xiàn)實質(zhì)上的功能鍛煉。針對這個問題，有興趣小組對問題細致分析，通過觀察類比臨床中氧流量的設計，利用在氣流中懸浮的鋼珠來對應不同的氣流量的原理，構思出一種新式的肺功能鍛煉設備。同學們還利用身邊常用的物品設計出原型機，得到患者的肯定。我們組織同學們對該設備申請專利，也通過專利申請來培養(yǎng)同學們的知識產(chǎn)權保護的理念，目前已開始撰寫相關專利內(nèi)容［5］。我們也組織有能力的同學參與團隊目前的研究工作；鼓勵興趣小組同學申報大學生創(chuàng)新課題。在實踐的過程中，學生的工程思維得到極大的鍛煉。

4展望

教育是針對未來的努力與投資；我們在本科生臨床醫(yī)學教學中嘗試培養(yǎng)學生的工程思維，期待通過這些嘗試在醫(yī)學生心中埋下一顆小小的種子［6］。通過學術講座、興趣小組、項目實踐等方式的努力，我們收獲了學生很多的反饋與肯定。許多同學們表示開闊了視野，活躍了思維，增長了能力。雖然在研究深度上，這些措施可能有所欠缺，但是這種嘗試對于醫(yī)學生的未來發(fā)展無疑是有益的。我們也在總結經(jīng)驗，優(yōu)化創(chuàng)新原有內(nèi)容和培養(yǎng)形式，進一步完善這些措施，讓更多的學生有所收獲。

參考文獻：

［1］吉青．面向21世紀臨床醫(yī)學教育的思考［J］．基礎醫(yī)學教育，2003，5（1）：28－29．

［2］白知朋．醫(yī)學裝備是醫(yī)學科學技術進步和創(chuàng)新的發(fā)動機［J］．中國醫(yī)學裝備，2013，（10）：1－2．

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

［4］彭明辰．臨床醫(yī)學工程學科建設之我見［J］．中國醫(yī)療設備，2009，24（1）：1－2．

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