“新医科”视野下医工交叉元素在肾脏科规范化培训教学中的应用

Application of medicine-engineering interdisciplinary education in nephrology standard training under the vision of “new medical education”

摘要

目的 评价“新医科”视野下融合医工交叉元素教学在肾脏科规范化培训中的应用效果。 方法 选取2022 — 2023年在上海交通大学医学院附属第九人民医院肾脏科规范化培训的住院医师共72人作为研究对象，随机分为对照组（n=36）和试验组（n=36）。对照组使用常规教学手段授课，试验组将医工交叉内容融入轮转带教。比较两组住院医师在学习动机、轮转成绩方面的差异，并进行教学满意度调查。 结果 带教前对照组和试验组人员的外生动机、内生动机评分差异无统计学意义。轮转带教后两组的学习动机评分均有不同程度提高，其中试验组外生动机评分提高（8.32±3.04）分，高于对照组的（6.40±4.16）分，差异具有统计学意义（P=0.034）；试验组内生动机评分提高（6.58±1.54）分，同样略高于对照组的（5.74±1.54）分，差异具有统计学意义（P=0.044）。使用融合医工交叉元素的教学方案后，试验组的总成绩为（89.31±2.06）分，对照组为（87.78±2.51）分，两组总成绩差异具有统计学意义（P<0.01），试验组在平时成绩及出科考成绩上均有不同程度的提高。试验组轮转医生对融合医工交叉元素的教学方案满意度达94.45%，均认为可激发学习热情、提高临床参与度。 结论 在规范化培训教学中融合医工交叉元素有助于激发轮转医生的学习热情，加强其理论知识印象，培养实践和创新精神，提高临床轮转成绩，全面提高临床教学质量。

Abstract

Objective To evaluate the effect of medicine-engineering interdisciplinary education in the standardized training of nephrology under the vision of “new medical science”. Methods A total of 72 residents from the Ninth People’s Hospital of Shanghai Jiaotong University School of Medicine who received standardized training in the Department of Nephrology from 2022 to 2023 were selected as study subjects, including 36 in the control group and 36 in the experimental group. The control group was taught with conventional teaching methods, and the experimental group integrated medicine-engineering interdisciplinary education into the rotation teaching. Differences in learning motivation and performance between the two groups were compared, and a teaching satisfaction survey was conducted. Results The differences in exogenous and endogenous motivation scores between the control group and the experimental group were not statistically significant before teaching, but after rotational teaching, the learning motivation scores of the two groups increased to different degrees. The experimental group’s extrinsic motivation score increased by (8.32±3.04), which was higher than the control group’s (6.40±4.16),The difference has statistics significance (P=0.034). The experimental group’s intrinsic motivation score increased by (6.58±1.54), which was also slightly higher than the control group’s (5.74±1.54) , The difference has statistics significance (P=0.044). After application of medicine-engineering interdisciplinary education, the total score of the experimental group was (89.31±2.06), while the control group was (87.78±2.51). There was a statistically significant difference in the total score between the two groups (P<0.01), and the experimental group showed varying degrees of improvement in both their regular and entrance exam scores. The residents in the experimental group were 94.45% satisfied with the teaching program, and all of them believed that it could stimulate the enthusiasm for learning and improve the participation in the internship. Conclusion The integration of medicine-engineering interdisciplinary education elements in clinical standard training can help to stimulate residents’ enthusiasm for learning, strengthen the impression of theoretical knowledge, cultivate the spirit of practice and innovation, improve the performance, and comprehensively improve the quality of clinical teaching.

关键词

医工交叉 / 新医科 / 肾脏科 / 规范化培训

Key words

medicine-engineering interdisciplinary education / new medical education / nephrology / standard training

临床医学，即根据患者的临床表现研究疾病的病因、诊断、治疗和预后。其以应用为导向，通过不断的科学研究与实践，提出新的方法和技术，从而提高医疗和预防保健水平。理工科的研究则以自然界规律和工程技术原理为核心，注重运用科学技术系统性解决问题，在开拓前沿领域上优势明显。两门学科既有各自的专业特点，也存在共通之处。近年来，随着人工智能、大数据等的发展，医科和理工科的交叉领域日益增加，许多新型的医工交叉专业（如生物医学工程等）应运而生。以“学科交叉、融合创新”为核心的“新医科”建设是教育强国、“健康中国”战略的题中要义，培养复合型人才不仅响应国家科学发展的要求，也是综合性大学发挥自身优势、构建创新多元平台的契机^[1-2]。

然而，目前临床医学专业在泌尿系统教学实践过程中还存在一些短板^[3]，距离复合型人才的培养需求还有较大距离：①教学内容陈旧，理论与实际脱节。仍以课本作为主体，但课本更新缓慢、内容陈旧，无法随时追踪泌尿系统疾病前沿进展，与临床的真实运用存在差距。②教学方法单一，学生兴趣不高。虽然目前的教学方式融合了问题驱动教学、基于案例学习教学等，但传统的讲授式教学仍是主要教学手段，相对枯燥的理论和较少的动手实践机会限制了学生学习泌尿系统知识的参与度和学习效果。③跨学科合作不足，创新激励不强。医学作为高度跨学科的领域，不仅需要与化学、生物学、心理学等密切合作，肾脏病也常与其他疾病相互关联，本科生难以突破单一思维，缺乏综合分析思考的能力。医学的进步基于创新，聚焦前沿，独辟蹊径。学生常习惯于被动接受知识，而缺乏自我思考。

因此，如何克服上述教学过程中的不足，满足复合型人才培养需求的问题亟待解决。本研究将医工交叉元素融合至肾脏科规范化培训教学中，通过组建多学科背景教学团队、介绍肾脏病诊断和治疗技术中的医工交叉进展、组织住院医师观摩临床实践、鼓励其参与医工交叉项目，以期加深轮转医师的理论知识印象，突出实践操作的重要性，提高其学习兴趣，鼓励创新合作精神，全面提高临床教学质量，为肾脏病学吸引更多的医学人才，也为构建多元平台、培养复合人才奠定基础。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取2022 — 2023年在上海交通大学医学院附属第九人民医院肾脏科规范化培训的轮转医师共72人为研究对象，随机分为对照组（n=36）和试验组（n=36）。所有入组人员均已知情同意参加本研究。

1.2 研究方法

对照组采用常规教学手段授课；试验组将医工交叉内容融入日常查房、教学查房、病例讨论、小讲课、示教实践。轮转时长均为2个月，教学主题一致，授课教师资质相同，均接受上海交通大学医学院附属第九人民医院督导团队抽查检查。

对照组使用传统教学法，即由教研室制定整个轮转期间的教学计划和具体教学任务，包括以小讲课的形式进行基础知识梳理；以病例讨论的形式对知识重点进行巩固和提升；以教学查房的形式围绕实际患者展开病史询问、体格检查、拟定治疗方案。

试验组使用融合医工交叉元素的教学方案。除常规小讲课、病例讨论、教学查房等与对照组相同的形式外，增加自主学习、小组讨论和实地探索模块。以尿毒症肾脏替代治疗——血液透析为例，课程教学内容和步骤如下：①在常规教学中加强工科师资力量。请血液透析工程师、研究人员加入授课团队，通过血液透析机的发展史引出医工交叉领域的杰出代表——可穿戴人工肾，介绍血液透析设备的设计和构造，以及所涉及的机械、电子、控制工程、人体工学技术。②实地参观医工交叉平台。介绍血液透析原理时，突出医学领域对血液净化、电解质平衡调节的需求，以及工学领域如何通过技术手段实现这些功能，如利用生物材料研发高效的透析膜提高透析效果等，同时参观科室的透析设备与材料创新研发实验室，介绍此平台关于新型透析液在血液净化中的基础研究及临床转化，欢迎有兴趣的学生参与部分实验。③观摩医工交叉转化实例。讲授血液透析的抗凝选择时，介绍由科室自主研发的局部枸橼酸抗凝自动化系统，其可以在危重患者开展肾脏替代治疗时自动地补充枸橼酸和钙剂，解放临床医护的双手，提高危重患者的透析质量和安全，请轮转医师上手操作体验。④以自主学习和小组讨论的形式与工科学生交流心得。基于上海第九人民医院肾脏科长期与上海交通大学、上海理工大学进行多项目医工交叉合作，轮转医师可选择感兴趣的方向自主进行文献检索和最新知识学习，再与合作项目的工科同龄人交流学习感受和想法，碰撞思想火花，探寻转化前景。⑤提供医工交叉平台，增加实践操作机会。邀请本年度轮转医师参加每年举办的危重肾脏病及血液净化会议，了解医工交叉的前沿知识和最新进展，同时为有合作意向的轮转医师和工科学生提供实验平台，授课教师帮助指导设计医工交叉课题，鼓励学员积极参加创新项目等，贯穿基础-应用-临床，为其日后的研究或职业发展指明方向。

1.3 教学效果评价

1.3.1 学习动机量表评价

在带教前后发放相同的学习动机量表评价学生的学习动机。该量表由池丽萍、辛自强2006年根据1994年Amabile量表和中国大学生样本修订而成，包括内生动机和外生动机两个分量表，外生动机分量表16个项目，内生动机分量表14个项目，共计30个项目。每个项目均为4级评分，即从未（1分）、有时（2分）、经常（3分）、总是（4分），总分范围为30~120分（内生动机总分范围14~56分，外生动机总分范围16~64分），评分越高动机越强^[4]。

1.3.2 轮转成绩

比较两组轮转成绩，分为平时成绩（70%）和出科考试成绩（30%）两部分，总分100分。平时成绩由带教教师从考勤、工作态度、日常查房提问、医患沟通等方面进行考核，全科统一标准、集体评议后打分。出科考试分为病史询问、病例分析、体格检查、简答等，由科室教学主任及带教教师共同考核。

1.3.3 教学满意度调查

从激发学习兴趣、提高临床参与度、加深理论知识理解、提高团队协作能力、提高临床思维、有助于专业选择6个方面进行试验组满意度问卷调查，每个方面分为不满意、一般、较满意及十分满意4个等级。整体满意度为6个方面中所有“十分满意”及“较满意”人数的总和与6个方面参与作答人数的比值，即整体满意度=（“十分满意”人数+“较满意”人数）/（36×6）。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析。正态分布的计量资料采用(\overline{x}±s)表示，组间比较采用t检验。计数资料采用n(%)进行描述，组间比较采用χ²检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象一般情况

试验组轮转医师平均年龄为（27.11±3.85）岁，女性20人（55.56%）。对照组轮转医师平均年龄为（26.99±3.97）岁，女性18人（50.00%）。两组轮转医师年龄与性别的差异均无统计学意义（均P>0.05）。

2.2 授课前后学习动机的变化

对照组带教前轮转医师的外生动机评分为（37.76±4.01）分，内生动机评分为（35.42±4.34）分，试验组相应评分为（38.08±4.48）、（36.96±5.04）分，带教前两组医师的内生动机和外生动机评分差异均无统计学意义。对照组医师带教后外生动机评分提高为（44.16±3.84）分，较带教前提高（6.40±4.16）分，而试验组外生动机评分提高至（46.56±4.64）分，较带教前提高（8.32±3.04）分，两组带教后的外生动机评分（P=0.035）与带教前后评分差值（P=0.034）差异均具有统计学意义。在内生动机评分上，对照组医师带教后提高至（41.02±3.22）分，较带教前提高（5.74±1.54）分，而试验组带教后提高至（43.54±4.62）分，较带教前提高（6.58±1.54）分。两组带教后的内生动机评分（P=0.013）及带教前后评分差值（P=0.044）差异均具有统计学意义（如表1所示）。

2.3 两组学生轮转成绩比较

试验组轮转医师的总成绩为（89.31±2.06）分，高于对照组轮转医师的总成绩（87.78±2.51）分，两组差异具有统计学意义（P<0.01）。进一步分析发现，试验组的平时成绩高于对照组[（89.47±2.54）分vs.（88.16±2.86）分，P=0.049]。试验组的出科考成绩高于对照组的[（88.92±3.76）分vs.（86.91±4.01）分，P=0.037]。如表2所示。

2.4 教学满意度调查

肾脏科规范化培训结束后的问卷调查结果显示，轮转医师对融合医工交叉元素的教学较为认可，整体满意度达94.45%。特别是对激发学习兴趣、提高临床参与度两方面的满意度达到100%。轮转医师普遍认为融合医工交叉元素的规范化培训教学有助于激发学习兴趣、提高临床参与度、加深理论知识理解、提高临床思维、提高团队协作能力、有助于专业选择。如表3所示。

3 讨论

近年来，随着《“健康中国2030”规划纲要》《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》等一系列重要政策文件的出台，我国医学教育与创新发展迎来了前所未有的机遇。这些政策文件不仅明确了医学创新发展的方向和目标，更为“新医科”建设提供了有力的政策支持和指导。“新医科”建设以“学科交叉、融合创新”为核心，“医学+X”多学科背景的复合型创新拔尖人才培养模式旨在打破传统医学学科的界限，促进医工、医理、医文、医农等深度交叉融合。这种交叉融合有助于拓展医学研究的视野和领域，为医学创新提供新的思路和方法，通过整合不同学科的知识和技术，推动医学在预防、诊断、治疗等方面的突破，提高医疗服务的水平和质量^[5-7]；交叉人才的培养注重学生的跨学科素养和创新能力，使他们具备解决复杂医学问题的能力，为医学创新提供源源不断的人才支持^[8]。

在“新医科”体系的构建中医学教育与临床实践的结合举足轻重^[9-10]。上述政策文件均强调推动医教协同，加强医学人才培养的实践性和创新性，通过构建完善的医学教育体系和实践平台，为学生提供更多的实践机会和创新空间^[11]。上海交通大学作为具有一流医学和工科专业的综合性大学已经自发开始了医学相关多学科交叉人才培养的探索^[12]，每年为医工交叉项目提供基金支持。附属第九人民医院作为临床转化名列前茅的医院，鼓励医工交叉、发明创造和成果转化^[13-14]。肾脏科作为上海医疗装备血液净化创新分中心的核心成员单位，不仅与上海交通大学、上海理工大学长期密切合作，独立的医工交叉实验平台也是许多研究生起步的摇篮。为了响应国家号召，从学校、医院、科室的特色出发，在住院医师规范化培训教学中完成了融合医工交叉元素教学方案的实践。

本研究的结果显示，在住院医师规范化培训过程中融合医工交叉元素，首先从行为动机本源上激发轮转医师的学习热情。内生动机和外生动机是心理学用来描述个体行为动机的两种类型，对个体的行为产生着不同的影响^[15]。内生动机源于学生本身的兴趣和价值观，是个体为了寻求挑战、乐趣和满足感的原动力。这种动机使学生在学习过程中不畏艰难、积极进取，自主而持久地投入活动。外生动机则主要源于自身外部的因素，学生为了获得教师的奖励、避免受到惩罚、得到其他学生或其他人的认可等外部因素而学习，趋利避害，但往往缺乏持久性和深度。在临床医学的教学过程中，理解和激发个体的内生动机和外生动机都具有重要意义，有利于引导复合型人才的全面发展。在本研究中，工程师、研究员等跨学科人员的授课极大地拓宽了学生的知识面，为轮转医师描绘了更长远的前景；教学过程中通过实地观摩和操作，为其创造有趣、具有挑战性的学习环境，极大地激发了学生的内生动机。除此之外，还为有兴趣的医师提供了实践合作平台，鼓励其参与交叉课题和创新项目，利用奖励的外部手段引导轮转医师形成积极的学习态度和行为习惯。

兴趣是最好的老师，动机的激发直观表现为学习成绩的变化。在许多学生的传统理念中，认为系统性、逻辑性要求较高的肾脏病学缺少趣味，与外科等学科相比动手实践机会较少，学习内容枯燥。通过融入工科知识，激发了轮转医师的学习兴趣，提高了其进一步学习和探究的欲望，同时交叉转化的实际应用案例，也让难记的肾脏病内容变得生动可见，让学生更容易联系实际进行记忆，加深了对理论知识的理解。不设门槛的平台，更让轮转医师直观地了解内科学也有丰富的动手实践操作机会，提高轮转参与度。与同龄工科学生进行的小组讨论，促使医学生自主学习相关跨学科知识，以团队合作的形式增强其解决复杂问题的能力，还让学生切身理解医学创新是对医学知识的拓展和深化，是医学研究新的动力和方向。学生的轮转态度随之更加端正，教学查房、病例讨论的互动性也随之提升，规范化培训成绩得到明显提高。规范化培训是职业规划的重要阶段，这种创新的教学方式为肾脏病学吸引了更多复合型医学人才，为学科队伍建设提供了保障。

虽然融入医工交叉内容的创新性教学取得了一定效果，但本研究仍有许多不足：本研究为小样本非随机对照研究，仅选取了两年的轮转医师进行比较，带教安排上的差异可能对研究结果存在影响；医工交叉的内容大多为肾脏科的特色研究项目，如血液透析材料、电解质监测、药物靶向传递等，还有许多新型的研究方向（如医学影像、人工智能大数据等）有待进一步探索，以期为参加规范化培训的临床医师展现更加丰富的天地，为“新医科”背景下复合型人才的培养提供多样化的平台和机遇。

4 结束语

在“新医科”视野下将医工交叉元素融合至肾脏科规范化培训的教学是可行且有益的。此举不仅响应国家以“学科交叉、融合创新”为核心的“新医科”建设，还结合发挥科室特长，全方位地激发轮转医师的学习热情，加强理论知识印象，突出实践操作的重要性，鼓励创新合作精神，全面提高临床教学质量，为构建多元平台、培养复合人才奠定基础。

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基金资助

上海交通大学医学院附属第九人民医院医学教育发展与研究项目(JYJX03202213)

上海交通大学医学院附属第九人民医院教学型医师计划(JXXYS-2023-5)