高校课题申报：新工科背景下理工医交叉融合的医学信息工程卓越人才培养模式研究

新工科背景下理工医交叉融合的医学信息工程卓越人才培养模式研究学科分类：高等教育

课题类别：重点课题

关键词：新工科理工医交叉融合培养模式

预期研究成果：研究报告课题设计论证1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值（1）问题的提出

在知识经济、新一轮科技和产业革命蓬勃发展的新形势下，我国传统的高等工程教育在很大程度上已不能适应和引领新经济的发展需求，迫切需要采用新技术建设和发展一批新兴工科，医学信息工程是一门以信息科学和生命科学为主的多学科交叉与融合的新兴综合性学科，是电子信息、计算机、通信与现代医学高度融合而发展起来的信息产业，医学信息工程专业主要培养在医院信息化、公共卫生信息化、健康物联网、医药电子商务等领域从事研究、设计、开发、管理及维护的应用创新型高级专门人才。医学信息工程专业具有理工医高度交叉融合的特点，是新工科专业，同时也是卓越人才协同育人计划专业，在新工科背景下充分理工医教学资源、实现学校-医院-企业协同育人，培养符合行业产业需求的医学信息工程高级专门人才。（2）课题界定新工科专业：新工科专业，主要指针对新兴产业的专业，以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科专业。新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造，相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。医学信息工程专业是新工科专业范畴。理工医交叉融合：学科交叉融合，即多学科交叉融合，涵盖学科交叉、学科融合，是指构建协调可持续发展的学科体系，打破传统学科之间的壁垒，促进基础学科、应用学科交叉融合，促进文理渗透、理工交叉、农工结合、医工融合等多形式交叉，根据经济社会发展需求设置新兴交叉学科，培养满足国家社会发展需求的复合型高层次创新人才。医学信息工程专业是理科、工科和医学高度交叉融合的新兴交叉学科。

人才培养模式：是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下，按照特定的培养目标和人才规格，以相对稳定的教学内容和课程体系，管理制度和评估方式，实施人才教育的过程的总和。医学信息工程专业人才培养模式主要包含培养目标规格、课程体系、实践教学体系、校医企协同育人机制、双师型师资队伍、教学方法与手段、教材建设等方面。（3）国内外研究现状述评

①国外现状

进入21世纪后，随着生物工程、医学和信息工程不断融会贯通，发达国家越来越重视医学信息工程专业的建设，如美国斯坦福大学、亚利桑那州立大学等高校都开始了医学信息学专业的建设。但是他们的目标是培养出新一代的生物医学信息研究人员。课程涵盖了生物信息学、临床信息以及公共健康信息等几个方面。医学信息工程专业总课程要求所有学生的必修课程包括生物医学信息学，分子生物学计算的知识表达和算法，生物信息的翻译和解释。对于以上课程，分别定义了其相关的计算机学科，生物学科和数学的要求。教师主要来自生物医学信息学、医疗信息学、公共卫生信息学和交叉领域，如数据挖掘，知识表达，智能科学，医学模拟和嵌入式系统、物联网等各方面。

②国内现状

从上可知，国外医学信息工程学科专业着重培养生物医学信息学方面的研究人员。国内设置医学信息工程专业的院校除了有湖北中医药大学、南方医科大学、湖南中医药大学、济宁医学院等医药类院校，还有中南民族大学、四川大学、中南大学、杭州电子科技大学、合肥工业大学、南通大学等综合性大学。该专业培养以信息科学和生命科学为主的多学科交叉与融合，具有电子信息、计算机、通信、网络工程、医学仪器以及现代医学等基本理论和基本知识，具备医学信息采集、传输、处理、分析、存储等方面的应用能力，能够在医院信息化、公共卫生网络工程、健康物联网、医药电子商务等相关领域从事研究、设计、开发、管理及维护的应用型高级专门人才。随着医疗卫生行业对医学信息工程的重视程度不断增加，相关学校也开始了医学信息工程专业的研究生教育，如上海交通大学于2009年开始招收第一届的医学信息工程专业硕士生，主要培养在医疗单位从事信息处理有关的管理与技术人员。因此，我国医学信息工程学科专业着重培养医学信息工程开发、应用和管理方面的专业技术人员。

目前，全国有28所高校（其中湖北省有中南民族大学、湖北中医药大学和本校等三所）设有医学信息工程专业，该专业属电子信息大类，主要有南方医科大学、湖北中医药大学、济宁医学院等医科院校和四川大学、杭州电子科技大学、合肥工业大学等工科院校两类高校设置该专业，由于学校类型不同导致该专业培养目标、培养模式也有较大差异。2016年6月，我国成为工程教育本科专业学位国际互认《华盛顿协议》第18个正式成员，我国工程教育迎来新的机遇与挑战，新工科的提出是工程教育变革的新趋势，有其必然性。复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，奏响了人才培养主旋律，开拓了工程教育改革新路径。医学信息工程专业是理工医学科高度交叉融合的新工科专业，从近几年来的学术交流、校际交流、文献查阅结果来看，目前该专业培养模式分为两种，一种是医科院校主要按传统工科专业进行培养，和医院合作较为紧密；另一种是工科院校是传统工科和新工科结合的培养模式，和企业合作较为紧密。可见新工科在两种培养模式中的所起作用不是特别明显，因此，在以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展形势下，从新工科背景下的工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系等方面来探索和实践医学信息工程人才创新培养模式，培养在医院信息化、公共卫生信息化、健康物联网、医药电子商务等领域从事研究、设计、开发、管理及维护的应用创新型高级专门人才。

我校生物医学工程专业医学信息工程方向是湖北省战略性新兴（支柱）产业计划项目，我们的培养思路：在新工科背景下以培养复合应用型医学信息工程人才为目标，以行业人才需求为导向，服务医疗信息新兴产业，坚持“厚基础、多口径、高素质、强能力、求创新、能创业”的教育理念，遵循“产教融合、校企合作”的培养模式，贯彻全程实践教学，强化工程实践能力和职业技能培养，提高综合素质，培养合格的高级应用型专业技术人才。（4）选题意义与研究价值

选题意义：①实施科教兴国战略、人才强国战略、可持续发展战略，探索新工科背景下的工程教育改革新理念、新结构、新模式、新质量、新体系，服务新经济，提高经济发展质量和效益。②以本校生物医学工程学院及合作医院和企业为依托，探索符合新工科要求的人才培养，进一步修订完善医学信息工程专业培养方案，提高教育水平。③探索校医企合作培养模式，根据专业特点进一步加强与合作医院和医疗科技企业之间的密切合作，共同培养符合行业、产业需求的新型工科人才，切实提高人才培养质量。④按照新工科要求，根据理工医交叉融合的特点，改革课程、教材、师资、教学活动全过程，不断提高学生学习的积极性主动性，切实提高教学质量。⑤建立全程实践教学体系，提高实践教学学时比例，不断提高学生理论水平和创新实践能力，培养能胜任医学信息工程行业各领域的专业技术人才，加快医院信息化建设，缓解医疗卫生行业医学信息工程人才紧缺的现状。研究价值：本项目以本校生物医学工程学院及合作医院及医疗科技企业为依托，通过调研新经济条件下行业及产业对医学信息工程专业人才的需求，并分析医学信息工程专业人才培养的现状，探索新工科背景下的医学信息工程人才培养的最佳模式，为我校其他新工科专业及省内其他高校相关专业人才培养提供参考。同时，本项目的实施可以充分利用医院和医疗科技企业的相关资源培养符合行业及产业需求的医学信息工程专门人才，有效提高培养质量，实现校医企三方共赢。2、课题理研究目标、研究内容、研究重点和创新之处（1）研究目标

按照新工科的建设要求，通过与医院及相关企业多方互动、深度合作实现医学信息工程专业人才培养模式的深层次转变，深化“学校-医院-企业”深度融合的订单式培养模式，构建面向“新工科”的“政-产-学-研-用”融合的协同共享育人机制和多维立体定向全程实践教学体系，为医疗卫生机构信息化建设和发展培养应用创新型高级专门人才，并积极开展电子信息类专业学位硕士培养试点工作。（2）研究内容

①调研新经济条件下行业及产业对医学信息工程专业人才的需求，并分析医学信息工程专业人才培养的现状。

从前期医院调研情况来看，目前医院系统的医学信息工程技术人员现状如下：一是人员数量少。大型医院的一般只有十几个人、中小型医院只有几个人。在我们调查的几所医院中，专门从事信息技术的人员的数量都在6人以下。而美国大型综合医院平均拥有50-100名医学信息技术人员。

二是专业不对口。主要以计算机专业人员为主，配备一定的医学和信息管理专业人员，缺乏足够的医学信息学专业人员。医院信息技术人员多是理工科（主要是计算机专业）出身，基本不具备医学背景，有些甚至在到医院工作之前连医院基本的业务工作流程都弄不清楚，而医学专业的人员又大多不具备扎实的信息技术功底。

三是学历职称低。各医院的信息技术人员拥有本专科学历所占比例最大，有少部分硕士和专科学历，基本没有博士学历。以初中级职称为主，极少拥有高级职称。

本课题将针对新经济条件下行业及产业对医学信息工程专业人才需求及现状，结合新工科要求研究医学信息工程卓越工程师的培养模式。②制定面向行业产业需求的“校医企”合作办学的人才培养模式。图1校医企协同培养示意图

新工科背景下医学信息工程应用技术型人才侧重培养学生的创新与应用能力。针对此特点，打造“高校-医院-企业”三位一体的协同培养模式（如图1所示）。依托校内资源和教师各种科研项目，开展实践教育活动；与大型三甲医院、大型医药科技企业建立立体化校外实践平台和校医企研发中心，为学生提供一线实践岗位，以来源于生产实际或者具有明确的生产背景的项目为纽带，协同培养人才，培养方案由学校、医院、企业共同来制订，既相对独立，又协调一致，既环环相扣，又步步深入。

③构建面向“新工科”的多维立体定向全程实践教学体系。以“产教融合、校医企合作”为重点，构建面向“新工科”的多维立体定向全程实践教学体系，进一步完善校内“基础实验—综合设计实验—专业虚拟仿真平台训练—校内实训平台分专业方向技能实训”+医院“专业课程见习—医院专业实习”+企业“毕业设计、大学生科技创新创业—企业定向顶岗实践”的多维立体定向全程实践教学体系,如图2所示（时间Time、内容Thing、空间Space）。图2“多维立体定向”全程实践教学体系

④构建符合“政-产-学-研-用”融合的协同共享育人机制的理工医交叉融合课程体系。按照医学信息工程专业新工科、理工医交叉融合特点，对标专业培养质量标准和国际工程专业认证要求，按照“政-产-学-研-用”融合的协同共享育人机制培养医学信息工程卓越工程师，建立理工医交叉融合课程体系，课程主要分为通识课程、电子类基础课程、医学基础课程、计算机类基础课程和医学信息工程类专业课程模式设置课程体系，重要研究理工医交叉融合课程体系的构建，满足医学信息工程卓越工程师培养的需要。（3）研究重点

通过依托学校、合作大型综合医院和医疗科技企业，依据行业及产业对医学信息工程人才的实际需求，从新工科背景下的工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系等方面来探索和实践医学信息工程创新人才培养模式。（4）创新之处

①提出学校、大型综合医院和医疗科技企业共同参与，合作制定符合行业及产业需求的新工科人才培养方案。

②提出学校、大型综合医院和医疗科技企业积极参与的多维立体定向全程实践教学体系以及面向“新工科”的“政-产-学-研-用”融合的协同共享育人机制。3、研究思路、研究方法、实施步骤（1）研究思路

本课题研究有目的、有计划严格按照“调查筛选——课题论证——制订方案——实践研究——完善修订——申请结题”的程序进行。先对新工科专业建设相关现状作全面了解，明确医学信息工程专业人才培养目标与规格，课程体系、实践教学体系、校医企协同育人机制、双师型师资队伍、教学方法与手段、教材建设等；再组织本课题组教师和生物医学工程学院部分教师、合作医院企业共同制定人才培养方案，并在实践中不断完善修订培养方案，不断提高医学信息工程专业人才培养质量。（2）研究方法

①调查研究法：通过校际调研、走访医院医疗科技企业等多种方式了解社会对医学信息工程专业人才知识结构和应用能力的实际要求，为本课题研究提供需求定位。

②文献研究法：调研的文献主要包括新工科建设、产教融合、专业实践教学体系构建的相关专著和论文，全面掌握新工科医学信息工程专业创新人才培养的研究发展情况，分析其总体情况和趋势，为本课题研究奠定理论和实践经验基础。

③行动研究法：在我院现有合作大型综合医院和医疗科技企业中选择条件好、实力强的开展深层次合作办学。在行动研究中不断地探索、改进和解决实际问题。（3）实施步骤

第一阶段（2019年06月——2019年12月）：通过校际调研、走访医院医疗科技企业以及文献查阅等多种方式了解社会对医学信息工程专业人才知识结构和应用能力的实际要求，提出合作制定医学信息工程专业人才培养方案具体办法。

第二阶段（2020年01月——2020年06月）：制定医学信息工程专业人才培养方案，规划医学信息工程专业理论及实验教学体系，确定课程体系、教学方法、双师型教师、实践教学环节等方面的改革方案。

第三阶段（2020年07月——2020年12月）：争取在2019级新生中实施新的人才培养方案，全面实施多维立体定向全程实践教学体系，构建面向“新工科”的“政-产-学-研-用”融合的协同共享育人机制。

第四阶段（2021年01月——2021年12月）：不断完善医学信息工程专业人才培养方案，总结理工医学科交叉融合的新工科医学信息工程创新人才培养模式探索与实践过程中的成果，准备结题和下一步推广实施工作。4、主要参加者的学术背景、前期相关研究成果、核心观点等（1）主要参加者的学术背景

项目负责人：

XXX，男，博士、教授，校十佳科研骨干、十佳教师，市新世纪高层次人才，华中师范大学硕士生导师，中国计算机学会高级会员、ACM会员、IEEE会员。主要从事计算机应用技术、多媒体网络通信等方面的教学和研究工作。近年来，本人主要承担了计算机专业、电子信息专业和教育技术专业本、专科生的专业教学任务，共承担过10余门课程的教学任务。主持和参加各类科研项目20余项，公开发表论文50篇，其中3篇被SCI检索，15篇被EI检索，16篇被ISTP检索，获授权发明专利3项，登记软件著作权1个，获咸宁学院2009年教学成果二等奖一项。目前主持国家自然科学基金面上项目1项，湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队项目1项，湖北省自然科学基金面上项目1项，咸宁市高层次人才择优资助项目1项，其他各类项目多项。

项目成员：

XXX，女，硕士，讲师。主要从事电子信息实践方面的教学和研究工作。近年来，主持参与各类项目5项，发表论文8篇。

XXX，男，硕士，副教授。主要从事医学电子仪器方面的教学和科研工作。近年来，主持参与各类项目8项，发表论文12篇。

XXX，女，硕士，讲师。主要从事医学信息工程方面的教学和研究工作。近年来，主持参与各类项目6项，发表论文10篇。

XXX，女，硕士，讲师。主要从事医学信息工程方面的教学和研究工作。近年来，主持参与各类项目4项，发表论文5篇。

XXX，男，本科，副教授。主要从事高等教育教学管理方面的教学和研究工作。近年来，主持参与各类项目20项，发表论文30篇。（2）前期相关研究成果①ResearchonQualityAssuranceSystemofMedicalInformationEngineeringTalentsTrainingBasedonProfessionalCertification,ICESE2017.（CPCI）②基于战略新兴产业视野下医学信息工程专业课程体系构建研究,黑龙江教育（高教研究与评估）,2017.③医学信息工程专业教育发展战略探究,黑龙江教育（高教研究与评估）,2016.④医学信息工程专业中HIS课程设计的思考,教育教学论坛,2017.⑤我国医学信息工程专业认证标准体系探索研究,锦州医科大学学报（社会科学版）,2017.⑥ResearchonBinocularStereoVideoAttentionModelBasedonHumanVisualSystem,ICCSE2013,2013,4.（EI）⑦教育信息化进程中高校教师教育技术素养培养研究,校学报,2012.⑧StudyonNovelTrainingModelofApplicationAbilityofEducationalTechnologyforStudentsofNormalCollege,DESCT2010.（CPCI）⑨培养合格的医学工程师——地方院校生物医学工程