新時代背景下跨學科創新人才培養的問題與對策
——以醫工類學科人才培養為例

趙英紅,楊 行,惠 雨,許妙仙,唐 璐

徐州醫科大學醫學影像學院,江蘇 徐州 221004

隨著智能醫療時代的到來,當今社會亟需具備創造能力的醫工結合人才。醫學院校是醫學人才的培養基地,更是培養醫工結合科技創新人才的主戰場,肩負著培養具有創新意識和應用能力的醫工結合人才這一歷史使命[1-2]。具備醫學背景的理工類大學生作為最具潛力發展學科交叉的群體,是國家醫療自動化領域和智能醫學發展的主力軍。然而,長期以來幾乎所有學科,尤其是生物信息和醫療領域,都在強調精準化人才培養、專業化教學,導致學生單方面專業能力較強,而跨學科知識融合能力欠缺[3]。此外,課堂教學設置陳舊,科技創新和實踐教學模式固定,不能滿足新時代發展需求,造成人才斷檔[4]。新時代背景下,培養多學科交叉的科技創新人才是一項戰線長、耗時費力的任務。該研究深入分析近幾年國內外在培養學科交叉科技創新人才方面所存在的問題,針對具體問題探索對策,建設并完善多學科交叉的科技創新人才(如生物醫學工程類、智能醫學工程類、影像工程類)培養模式,助力新時代中國高等教育建設。

1 新時代對高校人才培養的需求

2016年5月,中國為加快建設創新驅動發展國家而制定了《國家創新驅動發展戰略綱要》(簡稱《綱要》),同時該綱要也是關乎中國社會主義現代化建設的重大決策[5]。建設創新驅動型國家,核心要義就是將增強自主創新的科研能力作為基本點,從國家戰略層面出發,貫穿到社會主義現代化建設中去[6]。習近平總書記指出,創新驅動實質是人才驅動,我們應重點在用好、吸引和培養創新型人才隊伍上下功夫。中國未來的發展,中國夢的實現,中華民族的偉大復興,本質上是靠科技創新人才。

當前,國內外科技發展速度顯著提升,多學科融合發展已是大勢所趨。智能時代已經到來,大眾健康需求增加、醫療系統不斷完善、影像技術持續創新,醫學影像市場規模將持續擴容。以人工智能為核心的智能醫學被看作是未來醫療發展的重要方向,醫學與理工科領域持續交融迸發創新已是大勢所趨[7-8]。因此,加快多學科交叉融合發展,加強科技創新人才的輸出,建設新型人才培養模式和運行管理方案是社會對中國高等教育提出的新目標[9]。

2 學科交叉科技創新人才培養存在的問題

高等院校作為科技創新人才的孵化基地,更是作為培養學科交叉人才的主要陣地,理應肩負起培養具有創新能力的科技人才的重任。但如何利用學校優勢和特色,建設與時代需求相匹配的學科交叉科技創新人才培養模式,是中國高教界亟須探索的重要任務。經過研究和整理分析,目前中國高等教育在學科交叉科技創新人才培養模式方面尚處于初步摸索階段,仍存在一些不足之處:

首先,學科交叉科技創新人才的培養模式沒有得到很好確立?！芭囵B什么樣的人才”“怎么樣培養人才”始終是高校人才培養需要思考的核心問題。中國的標準學科制度使各學科人才培養目標趨向同化,在一定程度上失去了院校的特色辦學理念、專業特色和學科優勢,使得學科知識體系形成壁壘,學科交叉陷入困境[10]。目前,高校招生不斷擴大,專業設置不斷增加,學科知識和專業化程度都在不斷細化,導致學科人才培養特色不足,培養模式單一局限,高校辦學理念模糊[11]。盡管近年來各種政策、指標和制度在不斷改革,但人才培養的方式和方法尚未得到根本改變,通常只是在傳統培養模式的基礎上進行局部修改,且多數僅針對單一領域系列課程進行改革,也沒有針對多學科深度合作為基礎的培訓實踐模式。值得說明的是,多學科交叉融合并不是通過增設其他學科門類課程或學科進展課程,也不是學科之間的簡單堆疊形成[12]?，F有的人才培養目標定位趨向同質化,學校學科專業特色不足,課程結構設置也不盡合理等因素,導致學科交叉融合的發展和人才培養陷入困境。

其次,創新教育和科研訓練開展缺乏成熟的指導和訓練規劃。在對學生的科研訓練中,導師團隊缺乏目標統一和優化協作方面的工作指導,課程教學及實踐活動也受到教學大綱和傳統模式的局限。培養多領域背景、學科交叉的人才很大程度依賴教師的跨學科素養。導師團隊在已知領域積累知識日益豐富,領域間溝通嚴重不足,無法將現有知識和經驗完成移植,阻礙來自多學科交融而迸發出的創新思維和創新研究[13-15]。

再次,培養科技創新人才仍缺乏強有力的目標導向。傳統高校培養人才以“學科”建設為核心,而不是以“項目”為核心,難以應對學科交叉融合新局面的剛需。以“學科”為核心,盡管能夠完成人才培養計劃,但不可避免地導致學科壁壘增加、人才培養趨于同質化的現象。迸發新穎的“項目”需要多個學科知識的相互“沖擊”,“項目”完成也需要學生具備多領域的知識和技能,更需要團隊合作的正向循環?！绊椖俊睂嵤┻^程檢查和審核不充分,將導致其實現顯于形式、流于表面、達不到目標要求。

最后,目前高等教育學科體系分散,多學科交叉融合缺乏開放性,其固有屏障仍然存在,醫學、工學、理學共同發展的平臺和模式尚未建立,阻礙了人才的能力和素質提高。各學科教學方式和內容、專業體系都存在不同,而醫學的特殊性和專業性導致其專業壁壘更高,其學科交叉融合更難以開展。

3 新時代學科交叉科技創新人才培養策略

3.1 構建特色平臺,助力師生多向發展

以培養學生的科研創新思維、實踐工程能力為導向,建立跨學科、多專業、綜合性、開放性的特色實踐平臺,拓展師生共同學習和交流機會。構建“產學研用一體化”的創客空間和實踐基地中心,可鍛煉學生創造力,擴展其思維,將知識綜合性地應用于臨床,實踐于臨床。此外,與地方政府、附屬醫院、知名企業、科研院所、境內外高校共同構建“五位一體”協同育人平臺,聯合開發優質實踐基地、創業園區、科技園區等創新實踐平臺。例如,學院與美國紐約州立大學賓漢姆頓分校的“3+2”“4+2”生物醫學工程專業聯合培養項目。平臺目標特色設定:仿真實驗和實地操演相結合;科研創新和實踐能力相結合;復合發展和個性突出相結合。重點突出學生的整體發展與個性強化相結合。

3.2 優化發展體系,提高學科交叉素養

從理論走向實踐,單一走向立體,日常教學走向項目驅動,采用“三元化”導師發展體系,以模塊化、交叉實踐活動和三階段發展策略培養出一支高水平導師團隊。模塊化培養改進并完善知識架構,提升導師跨學科素養。其內容分為學習能力(多領域知識體系和知識源的接觸、選取、內化)、發現問題能力(對知識框架漏洞或缺陷進行挖掘)、提出解決方案的能力、實踐能力。打破專業壁壘,完成知識體系和學科經驗的遷移。開展學科融合茶話會、項目沙龍、趣味課程等多元活動,豐富教師跨學科素養。例如,開展的課程思政優秀案例評選活動、勞動教育實踐專題培訓活動,以及與各個社會企業開展的交流活動等。同時,在專業實踐教學推進三階段發展策略,強化個性化教學反思,形成增強和喚醒體系。第一階段在常規專業教育中融合創新創業教育,根據一線教學多年實踐經驗,教師調整專業教學理念,結合多領域進行學科融合式教學改革。第二階段通過平臺中心,與臨床醫生、工程技術人員、基礎科研人員緊密合作,促進教學及實訓的多學科融合與協同發展;日常教學中鼓勵學生積極開展學科交叉類問題討論,孵育交叉研究課題。第三階段以學科交叉的科研項目和競賽指導為訓練載體,引導學生協作完成多學科交叉的實訓任務。此外,制定具有專業特色的評定考核體系,階段性反饋查找不足,公正全面地評價一線教師的教學、科研、社會實踐等工作實績,動態優化人才結構,完善培養學習計劃 (如圖1所示)。

圖1 “三元化”導師發展體系

3.3 整合資源配置,創新人才培養模式

首先,將臨床醫學、醫學影像學、生物醫學工程、假肢矯形工程、醫學影像技術等不同門類學科交叉融合。完善教學體系,逐步改革現有教學內容,形成基礎課程型實驗、專業課程型實驗、創新發明型實驗的三層次實踐教學體系。徐州醫科大學醫學影像學院生物醫學工程專業旨在培養具備醫、工、理交叉學科知識背景,掌握先進的生物醫學工程技術,應用工程學和應用科學專業知識有機滲透于醫學,以解決生物和醫學領域問題的復合型人才,在醫工結合的交叉點上從事開拓性的工作。課程設置上融合醫學、工程學和理學基礎知識,在學科建設中應充分發揮學生的主觀能動性,開設多學科專業課程、科研實驗開放類課程、實驗競賽類課程等選修課程,提高學生的科研興趣和動手能力。

其次,統籌資源配置,加大跨學科研究力量,以“五位一體”的資源為支撐、問題為導向,開展跨學科實踐探索,形成多方融合趨勢。充分利用創客空間和跨學科實踐基地中心,鍛煉學生創造性思維,發展科研實踐教育。加強校醫企合作,增設多導師制度和企業導師聯合培養,以臨床問題為導向,取得原創性科研成果,提高科研項目轉化效能。定期承辦學術會議,提供高水平交流平臺,與境內外高校建立交換生計劃、聯合培養計劃等。加強將科研過程遇到的問題和臨床痛點轉化為新課題,形成“成果化課,題化項目”的良性循環。

再次,鼓勵學生自主創新、申請項目和參加競賽,以“項目”為核心促進學生科研創新能力和學科交叉的發展?；陧椖恳龑W生早入實驗室、開展科研訓練、參與社會實踐;定期進行組會交流,跨越專業、學科、學歷,無障礙溝通。由導師團隊與研究生建立聯合小組,制定適合本科生的課題項目,可以分為臨床生理信號處理與監控類、仿真實驗設備類、智能圖像處理類等。學生通過以“項目”為核心的科研訓練,能夠掌握基本理論、知識和技能,使其創新和綜合素質能力得到重點培養,以更具優勢的姿態適應醫療時代的發展。

最后,針對科研訓練項目,積極組織學生參加諸如“互聯網+”大學生創新創業大賽和“挑戰杯”科技作品大賽等創新項目型賽事。將科研項目和競賽過程中遇到的問題及時反饋,總結專家建議,優化科研項目。以階段性成果為界點,修正項目發展方向,優化培養結構。

3.4 完善評估機制,保障培養模式迭代

人才培養實踐情況與學科交叉融合的評估是一項必不可少的步驟。利用多模態評價保障實踐項目推進,實行動態管理,優勝劣汰,導師專項分配跟蹤指導,遞進式評價。評價不僅包含實施結果,還包括了實施過程,針對不同環節具備相應的評價方案。階段性反饋機制以學生為主體,導師為輔,就科研項目存在不足和問題及時修正、完善(如圖2所示)。

圖2 培養模式總體思路

總而言之,在一個全新的時代背景下,中國的高等教育充滿著發展機遇,也面臨著未知挑戰。培養多學科交叉的科技創新人才不是一蹴而就的,需要醫學教育者長期不斷探索。在未來,醫學教育者將繼續推進學生科研訓練計劃與多學科交叉培養模式的優化,助力智能醫療時代和社會的發展。