新时代医工交叉人才培养的思考与展望

2022 10/25 21:30 里瑟琦科教观察 企鹅号

谷士贤，何培欣，乔杰. 新时代医工交叉人才培养的思考与展望[J]. 科教发展研究，2022，2（3）：19-35.

【摘  要】打破学科壁垒、促进医工交叉融合人才培养是服务健康中国战略、促进医药创新的原动力。医工交叉人才培养需要从制度建设、需求导向、培养质量和思政体系等方面创新途径、形式和方法，需要从健全医工交叉融合培养机制、建立产学研共同体、改革试点先行培养高端复合型人才、重视课程思政与职业精神培养等方面入手进行教学革新，建成具有中国特色的医工交叉人才培养体系，为实现高水平科技创新、服务健康中国战略输出一流主力军。

https://new.qq.com/rain/a/20221025A08BFI00 

【关键词】医工交叉；人才培养；研究范式

01

引 言

学科的概念、范畴随着时代发展不断衍沿。在人类探索科学、追求真理的漫长征途中，学科的含义从最初相对局限的知识体系演变为如今创造、发展知识的专门化组织系统[1]。其中交叉学科的数量剧增，例如美国2020年的学科专业分类目录专门设置了交叉学科（Multi/Interdisciplinary Studies）并新增大量新兴交叉学科[2]。2022年，我国普通高等学校本科专业新增1961个专业点，纳入31种新专业，[3]将学科交叉融合作为高校特色办学、主动服务国家战略、区域经济社会和产业发展需要的催化剂。医工交叉专业就是其中的重要组成部分。

医学作为一门综合类学科，具有科学属性、人文属性和社会属性[4]，面对的是人民的生命健康。在世界疾病谱[5]和社会对医疗卫生人才需求变化的趋势下，医学人才培养也面临着一系列重大挑战，医学人才的定义已不仅仅是医生、护士、药师；人才体系结构也发生着变化，需要纳入更多复合型医药卫生人才。与此同时，第四次工业革命为医学领域带来了以人工智能与大数据、高分子材料、智能设备等前景可观的技术为基础的新应用场景，为医工交叉复合型人才培养提供了契机。目前，国内外都已对医工交叉人才培养进行持续投入。2020年，国务院办公厅发布《关于加快医学教育创新发展的指导意见》[6]，这是在新冠肺炎疫情新挑战、健康中国战略新任务、世界医学发展新要求背景下，提出的关于优化医学人才培养结构、提高医学人才培养质量和提升医药创新能力的重要指导文件。本文就医工交叉的内涵、发展现状以及人才培养机制提出若干思考和相关建议，旨在推动面向未来的医工交叉人才培养高质量发展。

02

医工交叉的内涵与需求

学科交叉是当今科技创新的源泉，是科学时代不可替代的研究范式。[7]新医科、新工科建设的号角，给医学、工科都注入无限活力。随着自然科学技术的飞速发展，在“大健康”布局下，医工交叉的内涵也发生扩展和延伸。医工交叉是将医学与工程科学等学科交叉融合，“协同开展科学研究与应用的一门新兴学科分支领域”，[8]涵盖生命医学与大健康领域的各个学科分支和理工科各学科范畴，既强化医工学科交融，又促进产学融合，带来了从基础研究到转化研究、从临床治疗到卫生保健等各个领域发展的新可能，代表着现代医学创新发展的方向。“基于大数据的智慧医疗系统的应用、3D打印医药制剂和医疗器械的研发，以及利用磁外科学、电磁学、光学和力学解决临床上的诊治难题等，都是医工结合的实践成果。”[9]根据北京理工大学和爱思唯尔中国科技有限公司在2018年通过Scopus数据库和SciVal平台的数据分析联合发布的《医工交叉：全球尖端科学展望》，近年医工结合的研究热点主要集中在生物医学工程、脑科学与类脑计划以及精准医学领域，具体如石墨烯纳米材料应用、3D生物打印组织器官、细胞治疗、医疗机器人、脑机接口、基因编辑技术等。[10]

医工交叉为实现学科交叉融合、建设学科新增长点的医学教育改革指明了方向，形成了新的增长点。我国医工交叉融合发展具有巨大的潜能，近年来，随着医工交叉领域快速发展，对相关专业人才的需求也明显增加。首先，理想的医工交叉合作途径是由医务人员根据临床需求提出问题，并与科研院所或企业合作，将临床需求上升为科学问题，将医疗资源与技术资源结合，从不同角度审视临床问题并提出可行的解决方案。因此，医工交叉创新是医学与工程学学科思维的互补，是科学研究项目与人才的交叉，更是行业与社会资源的渗透融合。然而，目前我国医工交叉学科从业人数稀少，高端人才更是屈指可数，迫切需要培养具有医学专业背景的医工结合人才。其次，掌握一定的医学知识的工科毕业生是开展高端医疗设备研发等医工交叉工作的重要主体。由于我国医工交叉学科的发展尚不完善，工科学生往往难有学习医学知识的平台与机会。在未来，需要进一步加强授予工学或理学学位且传授相关医学知识的医工交叉学科建设。最后，为了更好地促进医工交叉融合，医务人员应成为推动医工交叉的积极参与者和有力支持者。

03

国内外医工交叉人才培养发展现状

（一）国外医工交叉人才培养发展现状

从20世纪60—70年代开始，美国诸多研究型大学就关注到医学与多学科的交叉与结合，纷纷投入巨资开展医工交叉学科研究，先后成立了医工交叉研究所或研究中心，以促进医工交叉学科研究与人才培养。1960年，麻省理工学院成立医学工程与科学研究所（IMES），整合并增强其在设备、成像、计算、大数据、再生医学、药物输送、技术转让和创业等方面的优势，并将这些优势与当地医院/行业的优势结合起来，为促进人类健康带来变革。1970年，哈佛大学与麻省理工学院联合设立健康科学与技术（HST）博士学位项目，综合科学、医学与工程三方面的优势教育资源，设有两个培养方向，即哈佛大学医学院的健康科学与技术（HST）方向医学博士（MD）、麻省理工学院医学工程与医学物理学（MEMP）方向哲学博士（PhD）。两所学校共同招生，通过构建不同的课程体系培养医学科学家与医学工程师[11]。1998年，斯坦福大学成立Bio-X[12]，其作为国际上较早出现的医学跨学科独立机构之一，目标在于通过汇聚生物学、医学、工程学、计算机科学、物理学、化学等学科力量解决生命科学问题[13]。2002年，约翰•霍普金斯大学开始实施Carey计划，为学生跨学科知识的获得和运用能力的培养提供学习平台，学习平台的设立涉及大学里的医学院、公共卫生学院、理学院、工程学院和应用物理实验室等学术机构，支持师生们在这里共同开展生命与医学相关的科学研究与成果转化。

美国在国家政策层面一直十分重视医工交叉发展。2002年，美国国立卫生研究院（NIH）推出了“NIH医学研究路线图”，实施“跨学科研究培训计划”。21世纪初，美国国家研究理事会（NRC）的一系列报告探讨了学科领域交叉带来的重大机遇，展望了研究团体在生命科学、物理学、数学、计算科学、工程学等领域开展合作后对领域的带动作用及可能取得的重大进步。

在医学人才培养方面，美国以完成其他学科本科教育为起点的临床医学教育模式，使得美国临床医学人才大多具有多学科的背景。近年来，美国医学院协会（Association of American Medical Colleges, AAMC）和霍华德•休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute, HHMI）联合发布的报告《未来医生的科学基础》及2015年修订的医学院入学考试（Medical College Admission Test, MCAT）均强调了对学生的STEM教育，修订的重点是提高学生对重要生物概念的理解能力，并强调利用几个领域的整合，而不仅测试特定的课程或单一的学科。这使得美国生命科学和生物医学的研究生和专业人才呈现更加多元化的特点[14]。

在医工交叉人才培养项目方面，美国、英国、新加坡等都开设了生物医学工程、医学物理与工程等专业，覆盖本科、研究生、博士、双学位及医学—哲学（MD-PhD）双博士等培养层次。美国哥伦比亚大学的工程与应用科学学院、内科与外科医师学院联合开办了医学博士/生物医学工程理学硕士（MD/MS）双学位项目；内科与外科医师学院与文理研究生院联合提供医学—生物医学信息学（MD-MA）双学位。美国的生物医学工程专业开设医学生理学、免疫学原理、解剖学、病理学、细胞信号转导等医学基础课程，本科毕业生如申请攻读医学博士（MD）学位，可免除一年时间的医学预科课程学习。哈佛大学的医学工程与医学物理学博士学位项目主要接收医学和理工科背景的毕业生，每年约录取20名，学生毕业将获得医学工程或医学物理学博士学位。

美国设有针对医学物理学教育项目的认证委员会（Commission on Accreditation of Medical Physics Education Program, CAMPEP）[15]，该委员会对该专业的学位项目、毕业后教育项目及证书项目进行认定。美国研究型医院的医学物理师大多为物理学或医学物理学博士毕业生，且需要完成至少2年全职临床规培，考取美国放射学会（American Board of Radiology, ABR）医学物理师执照方能获取医学物理师临床执业资格[16]。

（二）我国医工交叉人才培养发展现状

我国于1978年正式确立生物医学工程学科，本科教育也从此起步。东华大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、清华大学和中国科学技术大学等学校首批设立了生物医学工程专业，此后还开设了医学信息工程、医学影像技术、临床工程技术、康复工程等本科专业，但早年医工交叉专业人才培养以医学或工学单一学科教学为主。随着国家对医工交叉的逐渐重视，2018年，教育部增设智能医学工程专业及“医学技术”一级学科，推动医工交叉人才培养模式改革，促进了医学与信息、工程等学科的深度融合。截至2021年，医学门类下开设医学影像技术的高校有94所，69所高校获批智能医学工程专业，另有近200所高校设有生物医学工程专业。

在研究生教育学科专业目录中，医工交叉学科包括医学信息学、生物力学与医学工程、生物医学信息学、智能医学工程、生物医学材料、生物医学仪器、环境医学、医学资源/信息管理、医学物理、融合医工学、智能医学、健康工程、生物医学电子信息工程、计算医学、医药信息管理、口腔生物医学、仿生界面交叉科学等。

2020年9月，国务院办公厅《关于加快医学教育创新发展的指导意见》提出“围绕生命健康、临床诊疗、生物安全、药物创新、疫苗攻关等领域，建设临床诊疗、生命科学、药物研发高度融合，医学与人工智能、材料等工科以及生物、化学等理科交叉融合，产学研融通创新、基础研究支撑临床诊疗创新的具有中国特色、世界水平的医药基础研究创新基地”。[6]在新医科与新工科建设的理念下，医学院校与工科院校都积极布局，纷纷建立医工融合研究院、医工交叉研究中心、联合创新研究院等，稳步推进医工融合人才培养。表1汇总了国内部分高校近年来成立的医工融合机构及其人才培养项目。

04

我国医工交叉人才培养面临的问题和挑战

围绕医工交叉领域的国际发展趋势和我国在此方面的战略布局与相关举措，结合表1所列项目情况来看，虽然近年来各院校已在探索医工交叉人才培养项目，学科目录中也凸显了对交叉学科鼓励的倾向，但医工交叉人才培养仍有不少现实中的挑战和问题亟待解决，本文仅结合相关课题开展过程中的专家研讨内容对医工交叉人才培养的现状、问题与挑战等进行简要说明。

（一）培养目标与服务领域界定不清

医工交叉人才培养近年得到高校的广泛重视，申办开设相关专业的院校数量有井喷趋势，但新开设专业聚集在少数方向。例如，近三年申办智能医学工程专业的院校迅速增加。医工交叉人才培养没有成熟模板参考，需要各高校根据医疗相关行业与市场的人才需求制定人才培养目标，以创新的精神设计医工交叉人才培养路径。然而，部分院校对医工交叉专业的培养目标、定位和服务领域界定不清，申办专业有跟风的趋势。由于培养目标和服务领域界定不清，医工交叉人才培养路径的构建缺少学科交叉的内在学术逻辑，人才培养计划以课程拼凑为主。

（二）学科与专业依托定位模糊

医工交叉人才学位授予目前主要依托医学门类下的医学技术、特种医学、临床医学和口腔医学，以及工学门类下的生物医学工程、核科学与技术、计算机科学与技术、材料科学与工程等。其中，医学门类下的各专业只能授予医学或理学学位，均不能授予工学学位；而工学门类下除授予理学和工学学位之外，生物医学工程专业还可以授予医学学位。但当理、工、医学位可选时，由于各高校间缺乏统一的规范标准，不同学校同一学位的学术内涵和毕业生职业胜任能力大不相同。此外，由于存在学科壁垒，医工交叉人才培养容易产生医科教育与工科教育简单叠加、超长学制和高学习成本、跨学科门类深造受阻、高校间缺乏统一规范的培养体系和评估标准等问题，这也导致各相关学科在人才培养和产业分工方面的协同不足，学科与专业依托定位模糊。

（三）学位类型定位不统一

依托不同学科，医工交叉人才可获得学术学位或专业学位。但目前来看，毕业生获得的学位类型主要取决于培养院校的学位授予资格，而非培养目标和培养过程。医工交叉学术学位和专业学位在生源专业、课程设置、临床实践、科研训练、毕业要求等方面尚缺乏明确分类，各高校间也缺乏统一规范的定位。部分高校对专业学位学生的重视不够，这不利于国家相关紧缺行业应用型人才培养，急需通过更清晰的顶层设计和配套政策支持，以国家战略和社会需求为导向，实现不同学位类型的差异化协同发展目标。

（四）生源结构不合理

医工交叉生源专业结构横跨不同学科门类的多个一级学科，这导致在研究生招生过程中产生如下问题：1.学科门类限制研究生调剂，导致考生只能在医学和工学之间二选一，即使专业高度相关也无法调剂。2.考试科目限制了考生跨门类深造，如工科毕业生难以获得医学门类入学资格，而医科毕业生在工科考试中同样不具竞争优势。3.本科教育和研究生教育衔接不畅：在传统的人才培养模式下，医科和工科院校开办医工交叉本科教育，未充分考虑研究生阶段的跨学科衔接，且受专业设置、学习年限等限制，学生的知识结构相对单一，医工交叉课程中存在不同专业知识的简单堆砌而没有深度有效融合，这导致医学生理工基础薄弱，或工科学生医学素养不足。4.医学院校招生宣传不足：理工科专业毕业生鲜少关注医学院校研究生招生简章和专业，这导致报考医学院校设置的医工交叉相关专业的理工科生源不足。

（五）认证准入体系不健全

相对于临床医学等已经建立了相对完善的教学评估和认证体系，我国医工交叉人才培养工作尚未建立统一的教学评估体系，各高校在培养模式、教学内容、教学方法、课程体系和质控环节上存在一定的盲目性和随意性。尤其是毕业后教育的缺失，不利于以临床服务为目标导向的医工交叉人才培养质量的稳定性和可预期性。此外，相对于医师、护师、药师等其他已经获得立法规范和保护的行业，在医院为临床诊疗提供支撑的医工/医技人员缺乏完善的职业准入和考核机制，这不仅成为整个临床质控链条的安全隐患，也阻碍了医工交叉领域临床服务与教育培训、产业创新和科学研究的相互促进与可持续协同发展。

（六）师资管理制度不完善

医工交叉师资主要包含两部分：1.高校、科研院所内从事诊疗装备和医用材料研发的科研教学人员，如生物医学工程、物理、信息科学技术、数学、医学技术、化工等院系从事医工结合科学研究和人才培养的全职教研人员。2.医院从事医工结合工作的人员，如医学工程处、医学影像科等工程技术人员。上述两类人员存在知识结构和专业能力的良好互补性，但是人事和管理制度在一定程度上阻碍了二者通过整合形成创新医工交叉教育的合力，更多地只能停留在相对松散的科研合作层面，使得人才培养无法有效持续推进。由于大学及其附属医院分属不同的独立法人，除高级管理人员之外，普通教研人员在大学和附属医院之间相互流动存在制度困难，教研资源共享也存在一定的阻力。

05

医工交叉人才培养相关的战略建议

结合医工交叉人才培养所面临的挑战和现实问题，立足建设具有中国特色的医工交叉人才培养体系，培养开展高水平医工科技创新工作、服务健康中国战略的高水平复合型人才，本文提出关于医工交叉人才培养战略发展的相关建议。

（一）立足机制创新，支持医工交叉融合培养

虽然国内现在已经普遍认识到医工交叉人才培养的重要性，但是现有的管理机制，包括招生制度、培养方案、师资队伍、学位授予、激励机制等仍然以独立的学科对象为主，关于交叉人才培养的机制尚处于探索阶段。交叉学科教师队伍的建设尚处在初期，同时具备深厚医学基础和理工知识的复合型医工教师紧缺。应加快建立适应医工交叉人才职业特点的职称制度，对相应人事薪酬制度进行调查研究，从支持体系、制度上做出革新和特色，突破固有的思维定式，以完整且具有针对性的配套制度支持医工交叉作为一门融合学科的发展，充分激发其内生动力，吸引更多优秀人才从事医工交叉专业工作。现阶段医工交叉人才培养还以院校、专业间的多方合作为主要模式，如何优化资源配置，创造良好合作氛围是值得管理者深思的课题。对于新兴的交叉学科，需要加大政策保障力度来促进其融合，创新制度机制，全面支持人才的培养、引进与聘用。

2000年，北京大学和北京医科大学合校之时同步启动了第一批21项跨学科联合研究基金项目；2009年，北京大学医学部和北京大学工学院启动了“医—工生物医学联合基金”项目，后续又分别与信息科学技术学院、生命科学学院启动了“医—信交叉研究种子基金”“医—生交叉研究种子基金”；2017年，“临床医学+X”战略正式启动，并被确定为北京大学的战略性工作部署，多维并举全面推进交叉学科的发展。在科研全生命周期人才培养、跨学科复合型创新人才团队孵育、跨学科交叉研究项目、跨学科跨学部青年科技创新平台建设、新体制中心建设等方面做了深入探索，目前已取得显著成效。

（二）以需求为导向，促建产学研共同体

国外较早认识到了医工交叉人才培养推动科技领域创新的潜力，跨学院联合招收、培养医学工程师与医学科学家，而国内医学院校与工科院校在国家政策指导下纷纷建立医工融合研究院、医工交叉研究中心、联合创新研究院等，以多种形式尝试推进医工融合人才培养。

以北京大学第三医院（以下简称北医三院）为例，依托医院所处区位优势，北医三院于2019年召集海淀区学院路为主的18家高校、院所和企业成立“北京学院路临床医学协同创新联盟”，在以高端医疗设备、生物医药、人工智能与大数据等为主的前沿领域开展广泛科研学术合作和产生一系列创新成果的同时，积极探索院校、院所联合培养医工交叉人才培养新模式。北医三院骨科3D打印团队通过“产学研用”结合，将先进的制造技术应用于临床新型医疗器械的研发，创造了许多世界第一、中国第一的记录，同时成功实现了科技成果转化，推进了国家在定制化植入物方面的法规体系建设，造福于民。2019年9月，“北京大学第三医院—北京航空航天大学医工交叉联合培养项目”正式启动，项目在北京航空航天大学（以下简称北航）已有生物工程、生物医学等本科学位课程设计的基础上，由北医三院制定“临床医学综合”课程教学大纲并安排高年资医生进行授课。目前，《临床医学+X概论》教材已完成撰写，系统化的临床医学理论和实习课程已被推进3年并不断得到改进提升，助力交叉人才培养系统真正落地。自2019年起，由北医三院、北航生物医学工程高精尖创新中心和中关村智友研究院联合举办的中关村“医工谷”创新创业高峰论坛已成为吸引高端医工人才、宣传医工结合理念的新高地。论坛发布“年度医工交叉创新战略前沿技术十大趋势”，就医工结合、人才交流与培养等热点问题进行深入研讨，推动医学跨学科全方位、多领域合作。基于以上实践基础，2021年由北航房建成院士及北医三院乔杰院士作为负责人的咨询项目“我国医工交叉人才培养体系战略研究”通过对标新时代我国医学教育和医工交叉新要求，为“医工交叉”高层次人才培养的模式化和稳定化提供了宝贵政策建议。

（三）保障培养质量，开展培养改革试点

在质量评估保障体系方面，我国医工教育尚未建立统一的教学评估体系，各高校在培养模式和质控环节上存在一定的盲目性和随意性。结合我国实情，可逐步开展系列培养改革试点，立足高端医工交叉人才培养，一方面应充分强化、落实试点基地的建设，另一方面应加强与国际高水平大学、科研机构的交流合作，培养具有国际视野的高层次拔尖创新医工交叉人才，同时规划好医工交叉教师队伍的职业发展路径。医工交叉人才培养质量的评估应从教学条件、师资队伍、保障制度、学生满意、产出导向等方面全面覆盖培养全过程，具有指导意义和医工特色，能够不断促进人才培养质量的提高与改进。定期开展学科专业评估，将人才培养质量作为“金标准”，确保教育教学质量，为国家培养更多具备深厚医学基础和理工知识的复合型医学人才。

以北医三院为例，经过长期坚持不懈地探索高素质医学教师队伍建设规律，对接职业发展路径，完善准入及考核制度体系，融合信息智能技术，重构拓新培养内容，促进教师职业发展，由北医三院乔杰院士牵头的《医心师道——新医科高素质师资培养体系的探索与实践》教学成果荣获2021年北京市高等教育教学成果奖特等奖，在医学教育领域持续发挥积极而广泛的示范引领作用，其相关经验及策略可以迁移至医工交叉师资队伍建设。

（四）构建思政内涵，融入职业精神培养

最后，将医工交叉作为一个全新的专业学科建设，最重要的是探索、细化医工交叉人才的思想政治培育内涵与构建职业精神谱系，将医工特色的思政培育融入育人全过程以及师德师风建设。坚持立德树人的根本，紧抓教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”三个方面[17]，从制度、形式、内容，多层次、全方位地探索新要求、新途径、新方法，支持育人思政体系的建设，努力培养德智体美劳全方面发展的医工交叉人才。

医工交叉人才的培养能够为社会输送复合型交叉人才，满足当前社会对健康服务日益多元化、高端化的深层需求。医工交叉人才的培养需要立足德育，以需求为导向，以制度机制为支撑，保质保量建成具有中国特色的人才培养体系，全面激发医工交叉融通和发展活力，为破解医药卫生难题提供高水准的医药卫生科技主力军。

参考文献 略

本文系中国工程院咨询研究项目（2022-XBZD-16）成果。

引用此文

谷士贤，何培欣，乔杰. 新时代医工交叉人才培养的思考与展望[J]. 科教发展研究，2022，2（3）：19-35.

GU Shixian, HE Peixin, QIAO Jie. Reflections and Outlooks on the Cultivation of Medicine-Engineering Interdisciplinary Talents in the New Era[J]. Journal of Science, Technology and Education Studies, 2022, 2(3): 19-35.

作者 | 谷士贤，何培欣，乔杰

来源 | 科教发展研究

编辑 | Jessica