醫工結合旨在將醫學與工程科學等學科交叉融合，協同開展科學研究與應用。目前醫學檢驗技術專業對醫工結合的需求日益增加，也對“臨床微生物學檢驗技術”課程教學提出新的要求。該文闡述了醫工結合的必要性與存在的問題，報告了四川大學華西臨床醫學院“臨床微生物學檢驗技術”基于醫工結合進行課程改革的總體思路，具體闡述教學理念、教學內容與方法、師資優化 3 個方面的改革實踐，以及取得的初步成果，為“臨床微生物學檢驗技術”課程改革提供新的思路。
引用本文： 唐卓蕓, 黃曦悅, 王中浩, 王婷婷, 謝軼, 陶傳敏. 醫工結合背景下“臨床微生物學檢驗技術”課程的改革探索. 華西醫學, 2024, 39(8): 1277-1279. doi: 10.7507/1002-0179.202311228 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《華西醫學》版權所有，未經授權不得轉載、改編
醫工結合是將醫學與工程科學等學科交叉融合，協同開展科學研究與應用的一門新興學科分支領域[1-2]。2012 年教育部頒布新的《普通高等學校本科專業目錄》將原有醫學檢驗專業（歸屬于臨床醫學與醫學技術類）調整為醫學檢驗技術專業（歸屬于醫學技術類），學科內涵發生根本轉變，在培養過程中更加注重技術屬性。2018 年教育部增設智能醫學工程專業及“醫學技術”一級學科，推動醫工交叉人才培養模式改革，促進醫學與信息、工程等學科深度融合[3]。醫學檢驗技術專業對醫工結合的需求日益增加，不僅需要學生掌握傳統的臨床醫學知識，還要求學生了解所用儀器的工學、理學知識。“臨床微生物學檢驗技術”課程是四川大學華西臨床醫學院（以下簡稱“我院”）2014 年調整專業后，在原“臨床微生物學檢驗”課程基礎上針對醫學檢驗技術專業大學本科三年級學生開設的專業核心課程。本文探討了醫工結合與“臨床微生物學檢驗技術”課程，針對醫工結合在課程改革中的必要性與存在的問題進行分析并提出對策，闡述課程改革的具體實踐與初步成果，以期豐富本課程的教學實踐。
1 醫工結合的必要性與存在的問題
1.1 教學中醫工結合的必要性
目前就業形勢不斷變化，醫學檢驗專業學生不僅可以就業于醫院檢驗科，還可以就業于第三方實驗室以及體外診斷行業。體外診斷行業快速發展，新產品、新技術層出不窮，對醫學檢驗人才提出新的要求，要求學生同時具有醫學檢驗背景和學習應用檢測技術的能力，即復合型醫學技術人才[4]。同時，與醫學檢驗技術密切相關的交叉學科，例如材料學、化學、工程學、信息學等飛速發展，新理論、新技術不斷涌現，教科書上的知識滯后于臨床實際發展情況，無法完全滿足教學需要。因此，醫工結合是時代的要求，也是教學改革的需求。
1.2 教學中醫工結合存在的問題
1.2.1 醫工結合思路不清晰
醫學、工學、理學本身為較復雜的基礎學科，而醫工結合只涉及其中很小的分支，較難通過臨床專業課程階段的有限時間去培養既精通醫科又精通理工科的臨床醫學專業人才[5]。傳統的醫學教育側重課堂教學，理工教學側重情景教學，受學科發展現狀不一、教學資源不均衡、教學側重點不匹配等限制，目前醫工結合的思路不清晰。
1.2.2 教學內容與方法單一
各大院校的醫學檢驗技術專業在教育理念、課程設置、實踐模式等方面較為統一，多數院校仍沿用基礎、專業、臨床實習“三階段”的傳統教育模式[6]，單一的教學內容與方法很難實現醫科與理工科的深度融合。
1.2.3 醫工結合型師資不足
醫學檢驗技術課程師資的專業背景單一，缺乏醫工結合型背景的教師。課程幾乎由臨床檢驗一線人員執教，他們雖具有豐富的教學和臨床經驗，但缺乏多學科交叉思維，繁重的臨床與教學工作更增加了教師們的壓力與負擔。
2 課程改革的探索實踐
醫學檢驗相關課程面臨教材更新速度慢，學生無法隨時接觸前沿知識，感染病原譜改變迅速，學生檢測疑難感染病原體的能力有限等難點與痛點。針對教學難點與痛點，下文將總結我院基于醫工結合的課程改革的具體探索與實踐。
2.1 基于醫工結合的總體教學改革思路
我院以健康中國戰略為指引，緊跟行業前沿，整合內外資源，借鑒優秀經驗，優化學科設置，拓寬醫工結合教學視野，不斷更新教學理念；重視交叉學科的資源配置和師資優化，加強醫工結合研究，鼓勵將教師的醫工結合研究思路和成果轉化成教學內容；依托自建國家級虛擬仿真實驗教學一流本科課程和自建省級線上一流本科課程，融入行業前沿、醫工結合案例，基于 BOPPPS（bridge-in, objective, pre-assessment, participatory learning, post-assessment and summary）教學模式提出“Endless”（無止境）空間，以感染性疾病診治為主線重構課程內容，開辟混合式教學新模式，課程獲 2022 年四川省線上線下混合式一流本科課程。
2.2 基于醫工結合的教學實踐
2.2.1 疫情背景下以醫工結合為元素更新教學理念
我院在疫情背景下創新性地提出“以學為中心，醫教研融合創新”的教學理念，并將其用于“臨床微生物學檢驗技術”課程。在新型冠狀病毒感染、猴痘等疫情發生時，相應教學內容在 1 個月內進入課堂，讓學生們接觸到最前沿的新發傳染病檢驗技術。新型冠狀病毒感染疫情背景下，講解教師自主研發針對新型冠狀病毒的便攜式核酸快速擴增儀，該方法可在 30 min 內完成檢測且不受檢測場景限制；總結“卡脖子”核心技術，以高爾夫球狀凍干粉為突破口，通過增大反應面積，縮短反應時間，打破傳統聚合酶鏈快速檢測反應時間界限；將研究內容向產業轉化，新型冠狀病毒的便攜式核酸快速擴增儀獲批注冊，真正實現醫教研一體的教學。此外，由榮獲國家級和省級“抗疫先進稱號”的教師分享抗疫故事，將新型冠狀病毒檢測試劑研發與國家防疫政策結合，以新型冠狀病毒感染疫情發生發展為案例，傳承服務人民生命健康的奉獻精神，強化責任擔當。
2.2.2 以醫工結合為實例豐富教學內容與方法
我院“臨床微生物學檢驗技術”課程強調微生物知識的臨床應用，培養學生利用微生物學基礎理論進階診斷感染性疾病的能力，教學著重于高階性培養。根據不同教學板塊內容，以線上線下混合式教學的形式，巧妙融合醫工結合相關知識與內容。課程開展基于生物標志物的納米孔測序醫工結合專題講座與討論，由長期致力于納米孔測序及其臨床診斷研究的教師進行講解，分享團隊在新型蛋白質納米孔、單分子生物技術等領域取得一系列的原創成果，樹立勇于探索創新的科學精神。課程以測序引入，比較一代、二代、三代測序的異同點，介紹三代測序——納米孔測序的發展歷史，并學習 MinION 納米孔測序儀檢測原理視頻、數據特征與分析方法。通過列舉團隊應用納米孔測序在腫瘤標志物、細菌耐藥基因檢測等方面的研究成果，讓學生可以更快、更便捷、更深刻地獲取熱點知識與技術，啟發學生的創新思維，拓展國際視野。為解決結核分枝桿菌具有傳染性、無法開展實驗教學的問題，我院自建國家級虛擬仿真實驗教學一流本科課程“結核分枝桿菌實驗室檢測的虛擬仿真項目”，以虛擬演示與人機互動的線上教學，激發學生對理工科與醫學結合的興趣與思考，潛移默化中啟迪學生對科學問題的思索。課堂融入醫工結合科研案例，展示基于量子點、催化發夾環反應、3D-DNA 步行者、納米孔測序等醫工結合技術的檢測新方法，讓學生同步學習化學、材料學等在醫學檢驗中的作用。課程依托國際認證的一流實驗室，開展質譜細菌鑒定和微生物自動化的沉浸式實踐教學，將國內外前沿技術以最直觀的方式呈現，強化學生的實踐能力，加深學生對行業快速發展的認知。
2.2.3 以醫工結合為契機優化師資力量
我院“臨床微生物學檢驗技術”課程依托綜合性大學的優勢，以醫工結合為契機調整和優化師資力量。教師團隊由長期從事醫療、教學和科研的學術技術帶頭人及國內知名專家作為領導，長期從事臨床與教學工作的技術骨干、骨干教師和專注于醫工結合研究的國家高層次青年人才組成，形成以“雙師型”教師（技術骨干、骨干教師）為主，“醫工結合型”教師為輔的團隊。鼓勵醫工結合型教師將研究思路與成果直接融入教學當中，讓最新的檢測技術與研究熱點第一時間進入課堂。學生可接觸到最前沿的理論知識，激發他們從交叉學科的角度思考問題，強化發現臨床問題并利用交叉學科解決問題的思維。同時，雙師型教師聯合醫工結合型教師，互取所長，在良好的氛圍中，整個教學團隊勇于創新，將醫教研融為一體，學術水平得到近一步提升。
3 課程的初步成果
基于醫工結合的我院“臨床微生物學檢驗技術”課程的探索與實踐已取得一些初步成果。課程深受學生歡迎，課堂生動、有料、有用。學生成果豐碩，獲“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎 1 項，大學生創新創業訓練計劃項目立項 68 項。學生在研究生階段以醫工結合為課題切入點，將研究內容發表在 Sensors and Actuators B-Chemical、ACS Nano 等高水平期刊上[7-8]。教師團隊也有所成長，醫工結合為教師帶來教學與科研的新機遇，打破陳舊考核機制的禁錮，教學與科研相輔相成，達到學科共同體的互利共贏。骨干教師積極參與課程改革創新、申報獲批教學改革項目、發表教學文章[9]、實現教學獲獎、參與國家級教材編寫等，在國家級、省級、校級等比賽中獲得多項獎項，如獲得第四屆全國高校混合式教學設計創新大賽三等獎、全國高等院校醫學檢驗專業校際協作會議優秀論文二等獎，入選四川省混合式一流本科課程、四川大學課程思政榜樣課程等。
4 結語
總之，我院“臨床微生物學檢驗技術”課程以行業需求為導向，堅持四川大學“中國特色、世界一流”辦學定位，是支撐國家一流本科專業建設點的專業核心課程，以培養具備扎實專業知識、超強實踐能力、強烈創新意識、寬廣國際視野的復合型醫學檢驗領軍人才為目標。本課程通過醫工結合為切入點實施教學改革，教學質量得到了較大提升，學生們成長為更加符合時代與行業需求的復合型醫學技術人才，為今后的工作奠定了堅實的基礎。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
醫工結合是將醫學與工程科學等學科交叉融合，協同開展科學研究與應用的一門新興學科分支領域[1-2]。2012 年教育部頒布新的《普通高等學校本科專業目錄》將原有醫學檢驗專業（歸屬于臨床醫學與醫學技術類）調整為醫學檢驗技術專業（歸屬于醫學技術類），學科內涵發生根本轉變，在培養過程中更加注重技術屬性。2018 年教育部增設智能醫學工程專業及“醫學技術”一級學科，推動醫工交叉人才培養模式改革，促進醫學與信息、工程等學科深度融合[3]。醫學檢驗技術專業對醫工結合的需求日益增加，不僅需要學生掌握傳統的臨床醫學知識，還要求學生了解所用儀器的工學、理學知識。“臨床微生物學檢驗技術”課程是四川大學華西臨床醫學院（以下簡稱“我院”）2014 年調整專業后，在原“臨床微生物學檢驗”課程基礎上針對醫學檢驗技術專業大學本科三年級學生開設的專業核心課程。本文探討了醫工結合與“臨床微生物學檢驗技術”課程，針對醫工結合在課程改革中的必要性與存在的問題進行分析并提出對策，闡述課程改革的具體實踐與初步成果，以期豐富本課程的教學實踐。
1 醫工結合的必要性與存在的問題
1.1 教學中醫工結合的必要性
目前就業形勢不斷變化，醫學檢驗專業學生不僅可以就業于醫院檢驗科，還可以就業于第三方實驗室以及體外診斷行業。體外診斷行業快速發展，新產品、新技術層出不窮，對醫學檢驗人才提出新的要求，要求學生同時具有醫學檢驗背景和學習應用檢測技術的能力，即復合型醫學技術人才[4]。同時，與醫學檢驗技術密切相關的交叉學科，例如材料學、化學、工程學、信息學等飛速發展，新理論、新技術不斷涌現，教科書上的知識滯后于臨床實際發展情況，無法完全滿足教學需要。因此，醫工結合是時代的要求，也是教學改革的需求。
1.2 教學中醫工結合存在的問題
1.2.1 醫工結合思路不清晰
醫學、工學、理學本身為較復雜的基礎學科，而醫工結合只涉及其中很小的分支，較難通過臨床專業課程階段的有限時間去培養既精通醫科又精通理工科的臨床醫學專業人才[5]。傳統的醫學教育側重課堂教學，理工教學側重情景教學，受學科發展現狀不一、教學資源不均衡、教學側重點不匹配等限制，目前醫工結合的思路不清晰。
1.2.2 教學內容與方法單一
各大院校的醫學檢驗技術專業在教育理念、課程設置、實踐模式等方面較為統一，多數院校仍沿用基礎、專業、臨床實習“三階段”的傳統教育模式[6]，單一的教學內容與方法很難實現醫科與理工科的深度融合。
1.2.3 醫工結合型師資不足
醫學檢驗技術課程師資的專業背景單一，缺乏醫工結合型背景的教師。課程幾乎由臨床檢驗一線人員執教，他們雖具有豐富的教學和臨床經驗，但缺乏多學科交叉思維，繁重的臨床與教學工作更增加了教師們的壓力與負擔。
2 課程改革的探索實踐
醫學檢驗相關課程面臨教材更新速度慢，學生無法隨時接觸前沿知識，感染病原譜改變迅速，學生檢測疑難感染病原體的能力有限等難點與痛點。針對教學難點與痛點，下文將總結我院基于醫工結合的課程改革的具體探索與實踐。
2.1 基于醫工結合的總體教學改革思路
我院以健康中國戰略為指引，緊跟行業前沿，整合內外資源，借鑒優秀經驗，優化學科設置，拓寬醫工結合教學視野，不斷更新教學理念；重視交叉學科的資源配置和師資優化，加強醫工結合研究，鼓勵將教師的醫工結合研究思路和成果轉化成教學內容；依托自建國家級虛擬仿真實驗教學一流本科課程和自建省級線上一流本科課程，融入行業前沿、醫工結合案例，基于 BOPPPS（bridge-in, objective, pre-assessment, participatory learning, post-assessment and summary）教學模式提出“Endless”（無止境）空間，以感染性疾病診治為主線重構課程內容，開辟混合式教學新模式，課程獲 2022 年四川省線上線下混合式一流本科課程。
2.2 基于醫工結合的教學實踐
2.2.1 疫情背景下以醫工結合為元素更新教學理念
我院在疫情背景下創新性地提出“以學為中心，醫教研融合創新”的教學理念，并將其用于“臨床微生物學檢驗技術”課程。在新型冠狀病毒感染、猴痘等疫情發生時，相應教學內容在 1 個月內進入課堂，讓學生們接觸到最前沿的新發傳染病檢驗技術。新型冠狀病毒感染疫情背景下，講解教師自主研發針對新型冠狀病毒的便攜式核酸快速擴增儀，該方法可在 30 min 內完成檢測且不受檢測場景限制；總結“卡脖子”核心技術，以高爾夫球狀凍干粉為突破口，通過增大反應面積，縮短反應時間，打破傳統聚合酶鏈快速檢測反應時間界限；將研究內容向產業轉化，新型冠狀病毒的便攜式核酸快速擴增儀獲批注冊，真正實現醫教研一體的教學。此外，由榮獲國家級和省級“抗疫先進稱號”的教師分享抗疫故事，將新型冠狀病毒檢測試劑研發與國家防疫政策結合，以新型冠狀病毒感染疫情發生發展為案例，傳承服務人民生命健康的奉獻精神，強化責任擔當。
2.2.2 以醫工結合為實例豐富教學內容與方法
我院“臨床微生物學檢驗技術”課程強調微生物知識的臨床應用，培養學生利用微生物學基礎理論進階診斷感染性疾病的能力，教學著重于高階性培養。根據不同教學板塊內容，以線上線下混合式教學的形式，巧妙融合醫工結合相關知識與內容。課程開展基于生物標志物的納米孔測序醫工結合專題講座與討論，由長期致力于納米孔測序及其臨床診斷研究的教師進行講解，分享團隊在新型蛋白質納米孔、單分子生物技術等領域取得一系列的原創成果，樹立勇于探索創新的科學精神。課程以測序引入，比較一代、二代、三代測序的異同點，介紹三代測序——納米孔測序的發展歷史，并學習 MinION 納米孔測序儀檢測原理視頻、數據特征與分析方法。通過列舉團隊應用納米孔測序在腫瘤標志物、細菌耐藥基因檢測等方面的研究成果，讓學生可以更快、更便捷、更深刻地獲取熱點知識與技術，啟發學生的創新思維，拓展國際視野。為解決結核分枝桿菌具有傳染性、無法開展實驗教學的問題，我院自建國家級虛擬仿真實驗教學一流本科課程“結核分枝桿菌實驗室檢測的虛擬仿真項目”，以虛擬演示與人機互動的線上教學，激發學生對理工科與醫學結合的興趣與思考，潛移默化中啟迪學生對科學問題的思索。課堂融入醫工結合科研案例，展示基于量子點、催化發夾環反應、3D-DNA 步行者、納米孔測序等醫工結合技術的檢測新方法，讓學生同步學習化學、材料學等在醫學檢驗中的作用。課程依托國際認證的一流實驗室，開展質譜細菌鑒定和微生物自動化的沉浸式實踐教學，將國內外前沿技術以最直觀的方式呈現，強化學生的實踐能力，加深學生對行業快速發展的認知。
2.2.3 以醫工結合為契機優化師資力量
我院“臨床微生物學檢驗技術”課程依托綜合性大學的優勢，以醫工結合為契機調整和優化師資力量。教師團隊由長期從事醫療、教學和科研的學術技術帶頭人及國內知名專家作為領導，長期從事臨床與教學工作的技術骨干、骨干教師和專注于醫工結合研究的國家高層次青年人才組成，形成以“雙師型”教師（技術骨干、骨干教師）為主，“醫工結合型”教師為輔的團隊。鼓勵醫工結合型教師將研究思路與成果直接融入教學當中，讓最新的檢測技術與研究熱點第一時間進入課堂。學生可接觸到最前沿的理論知識，激發他們從交叉學科的角度思考問題，強化發現臨床問題并利用交叉學科解決問題的思維。同時，雙師型教師聯合醫工結合型教師，互取所長，在良好的氛圍中，整個教學團隊勇于創新，將醫教研融為一體，學術水平得到近一步提升。
3 課程的初步成果
基于醫工結合的我院“臨床微生物學檢驗技術”課程的探索與實踐已取得一些初步成果。課程深受學生歡迎，課堂生動、有料、有用。學生成果豐碩，獲“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎 1 項，大學生創新創業訓練計劃項目立項 68 項。學生在研究生階段以醫工結合為課題切入點，將研究內容發表在 Sensors and Actuators B-Chemical、ACS Nano 等高水平期刊上[7-8]。教師團隊也有所成長，醫工結合為教師帶來教學與科研的新機遇，打破陳舊考核機制的禁錮，教學與科研相輔相成，達到學科共同體的互利共贏。骨干教師積極參與課程改革創新、申報獲批教學改革項目、發表教學文章[9]、實現教學獲獎、參與國家級教材編寫等，在國家級、省級、校級等比賽中獲得多項獎項，如獲得第四屆全國高校混合式教學設計創新大賽三等獎、全國高等院校醫學檢驗專業校際協作會議優秀論文二等獎，入選四川省混合式一流本科課程、四川大學課程思政榜樣課程等。
4 結語
總之，我院“臨床微生物學檢驗技術”課程以行業需求為導向，堅持四川大學“中國特色、世界一流”辦學定位，是支撐國家一流本科專業建設點的專業核心課程，以培養具備扎實專業知識、超強實踐能力、強烈創新意識、寬廣國際視野的復合型醫學檢驗領軍人才為目標。本課程通過醫工結合為切入點實施教學改革，教學質量得到了較大提升，學生們成長為更加符合時代與行業需求的復合型醫學技術人才，為今后的工作奠定了堅實的基礎。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。