臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中工程思維培養(yǎng)實踐
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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，對醫(yī)生的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求。依托于團(tuán)隊較強的醫(yī)工結(jié)合基礎(chǔ)，通過學(xué)術(shù)講座、興趣小組、項目實踐等內(nèi)容，增強了臨床醫(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。一定程度上來說，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，人工智能和機器學(xué)習(xí)等技術(shù)也正在推動醫(yī)學(xué)進(jìn)入新的革命，智能診斷、圖像識別、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，迎接時代的變化，積極儲備相關(guān)交叉學(xué)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(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。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)域的問題，而單一學(xué)科很難進(jìn)行解決。工程思維簡單來說就是應(yīng)用各種知識綜合起來解決具體的實踐問題；在醫(yī)學(xué)范疇里，我們可以簡化地說，它是一種利用工科技術(shù)系統(tǒng)性解決某種醫(yī)學(xué)問題的實踐［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)與初步實踐認(rèn)知方面，跨學(xué)科的教育在國內(nèi)醫(yī)學(xué)教學(xué)中相對缺失。我們結(jié)合自身的團(tuán)隊特色，在本科生醫(yī)學(xué)教育上有意識地嘗試增強學(xué)生工程思維的培養(yǎng)，希望學(xué)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(xué)生本身的知識結(jié)構(gòu)，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(xué)生在今后的發(fā)展具有長遠(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)中的實踐
團(tuán)隊長期以來在醫(yī)工結(jié)合領(lǐng)域的研究與探索取得了一定的成績。團(tuán)隊承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金重大項目精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)器械的創(chuàng)新與制造，完成了國內(nèi)第一例國產(chǎn)手術(shù)機器人的臨床手術(shù)運用。同時，我們擁有一支較為強大的醫(yī)學(xué)、工程學(xué)背景的專家教授團(tuán)隊，承擔(dān)著中南大學(xué)自主設(shè)置二級學(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)合他們的知識背景，我們通過學(xué)術(shù)講座、興趣小組、實踐項目三個主要內(nèi)容，針對不同的學(xué)生進(jìn)行由淺入深的實踐探索。
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)知識相對缺乏，工程學(xué)醫(yī)師相對薄弱。對此，我們組織相關(guān)的專家聯(lián)系醫(yī)工結(jié)合的研究熱點與基本學(xué)科思維特點開展相關(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)機器人發(fā)展歷程、手術(shù)機器人研究熱點初探、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，我們組織了本科生醫(yī)工結(jié)合興趣小組。在興趣小組中，我們通過小組例會、自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)、綜述寫作幾種形式開展相關(guān)的教育實踐探索。我們根據(jù)同學(xué)們的時間定期組織小組例會。通過組織小組會議，學(xué)生與老師直接溝通，相互激發(fā)出很多鮮活的想法，實現(xiàn)了教學(xué)相長。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，鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)針對某一問題查閱資料、撰寫綜述。通過這些措施，同學(xué)們的視野和能力得到了很大的進(jìn)步。
3．3鼓勵開展相關(guān)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(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)針對臨床上的問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進(jìn)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(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(xì)致分析，通過觀察類比臨床中氧流量的設(shè)計，利用在氣流中懸浮的鋼珠來對應(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)計出原型機，得到患者的肯定。我們組織同學(xué)們對該設(shè)備申請專利，也通過專利申請來培養(yǎng)同學(xué)們的知識產(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)隊目前的研究工作；鼓勵興趣小組同學(xué)申報大學(xué)生創(chuàng)新課題。在實踐的過程中，學(xué)生的工程思維得到極大的鍛煉。
4展望
教育是針對未來的努力與投資；我們在本科生臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中嘗試培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，期待通過這些嘗試在醫(yī)學(xué)生心中埋下一顆小小的種子［6］。通過學(xué)術(shù)講座、興趣小組、項目實踐等方式的努力，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(xué)生的未來發(fā)展無疑是有益的。我們也在總結(jié)經(jīng)驗，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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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
