依托大学生创新大赛的医工结合复合人才培养模式探索

Exploration of the Cultivation Mode of Medical-Engineering Integrated Compound Talents through University Innovation Competitions

摘要

在高等教育范式转型的关键期，传统学科壁垒下的线性知识传授模式已难以适应复合型创新人才培养需求。该研究聚焦“新工科”与“新医科”协同发展战略，以大学生创新竞赛为教育载体，系统构建医工交叉融合的育人机制。聚焦口腔医学领域特点，整合材料科学、生物工程等学科资源，探索通过创新竞赛构建“学科交叉-实践驱动-能力融合”的医工复合型人才培养模式。进一步依托真实科研项目与临床实践案例，引导学生将知识迁移至实际应用，增强问题导向式学习能力、综合解决方案设计能力、批判性思维能力与跨界整合能力，推动教育理念从“知识传授”向“能力生成”转变，切实提升医工融合人才自主创新能力与复杂环境中的社会适应力。通过优化跨学科课程模块、创新项目化实训机制、搭建多维度实践平台，系统推进专业壁垒破解，建立从临床问题挖掘到创新技术落地的全流程培养链条，为推进新医科教育改革提供可借鉴的实施路径。

Abstract

Amid the critical phase of paradigm shift in higher education, the traditional linear knowledge transmission model constrained by disciplinary barriers has proven inadequate for cultivating interdisciplinary innovative talents. This study centers on the synergistic development strategy of “New Engineering” and “New Medicine”, utilizing university students’ innovation competitions as an educational platform to systematically construct an interdisciplinary medical-engineering talent cultivation mechanism. By leveraging the disciplinary characteristics of stomatology and integrating resources from materials science, biomedical engineering, and related fields, a “disciplinary integration-practice-driven-competency convergence” training paradigm for medical-engineering composite talents is explored through innovation competitions. By further relying on authentic research projects and clinical practice cases, students are guided to transfer knowledge into practical applications, thereby enhancing their problem-based learning ability, integrated solution design capability, critical thinking skills, and interdisciplinary integration competence. This approach promotes a shift in educational philosophy from “knowledge transmission” to “competence development”, effectively improving the independent innovation capacity and social adaptability of medical-engineering interdisciplinary talents in complex environments. Through optimizing interdisciplinary curriculum modules, innovating project-based training mechanisms, and establishing multi-dimensional practical platforms, this research systematically dismantles disciplinary barriers to create an end-to-end cultivation chain spanning from clinical problem identification to translating innovative technologies into practical solutions, thereby providing a replicable implementation pathway for advancing new medical education reform.

关键词

创新大赛 / 医工结合 / 复合人才 / 学科交叉

Key words

Innovation contest / Medical-engineering integration / Compound talents / Interdisciplinary

1 创新人才培养的重要性

人才是民族复兴的基石。要实现中华民族的伟大复兴，中国必须在全球知识竞争中占据主动，关键在于培养具有创新思维、创新精神和创新能力的卓越人才^［1］。只有不断激发人才的创造力和活力，才能推动科技自立自强，为国家繁荣和民族复兴奠定坚实基础。人才的创新能力培养，不仅关乎着社会的进步，而且关乎着国家的发展，是一个国家立足的重要奠基石。党的十八大以来，习近平总书记反复强调，教育是国之大计、党之大计，把教育摆在优先发展的战略位置，并提出了一系列新理念、新思想和新论断^［2］。党的二十大报告强调，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”，同时突出了创新在现代化建设全局中的核心地位，明确提出到2035年建成教育强国、科技强国、人才强国的目标。在党和国家的工作中，创新也被贯穿始终，此时，创新已成为一种积极的风气^［3］。联合国教科文组织在里程碑式报告《学会生存：教育世界的今天和明天》中深刻指出：“人类应对全球性挑战的能力，本质上取决于社会成员的创新潜能开发程度。”这一论断将创新能力的培育提升到关乎人类文明存续的战略高度。《2024全球创新指数报告》显示，中国创新能力排名第11位，但高等教育对创新贡献度指标仍存在提升空间^［4］。国务院办公厅下发《教育强国建设规划纲要（2024－2035年）》明确完善拔尖创新人才发现和培养机制，充分表明国家对创新人才培养的关注与重视。而高等教育机构作为创新教育生态系统的核心建构主体，在大学生创新理论与创新实践中肩负着重要的使命^［5］。

2 医工结合是培养医学创新复合人才的手段

为贯彻落实《教育现代化2035》、全面实施“六卓越一拔尖”计划2.0系列文件，教育部出台《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》（以下简称“双万计划”），提出“建设新工科、新医科、新农科、新文科示范性本科专业，引领培养模式带动高校优化专业结构、促进专业建设质量提升，推动形成高水平人才培养体系”，对普通本科关于国家级或“双一流”专业的建设提出了新要求^［6］。与此同时，“双万计划”促进高校综合性发展，鼓励培养综合人才，积极实施创新方法，为复合型人才的培养创造了一定的物质环境与良好的精神氛围^［7］。自20世纪80年代末以来，中国正式推行教育体制改革，理工科高校及部分综合类高校纷纷探索医工复合型人才的培养路径。“医工结合”的创新实践不仅推动了高等教育的发展，还提升了学生的创新意识和综合素养，从而助力教育质量的提升^［8］。在这一阶段，清华大学、北京大学等一批具有影响力的高校率先建立研究机制和科研实体，以实际行动推动“医工结合”的发展，为其他高校的实践探索提供了示范和引领作用^［9］。

“医工结合”是当前高校“双一流”建设的关键，它突破了传统教学模式的局限，增强了学生的创新意识，推动教学管理改革，并有效提升复合型人才的培养质量^［10］。因此，深入分析“医工结合”的特征与发展路径，对于促进创新人才培养、把握科技创新机遇，以及推动新工科与新医科的协同发展具有重要意义。

3 大学生创新大赛是培养医学创新复合人才的依托

在中国医学院校中，口腔医学专业虽数量相对较少，但因其高度的专业性，整体教育质量一直保持较高水平^［11］。培养口腔医学复合型人才是创新口腔医学的先导力量^［12］。理工科课程涵盖数学、物理、化学、生物等多个学科领域，不仅能够锻炼学生的逻辑思维能力，还能提升其对精密仪器的操作技能和大数据分析能力。同时，这一跨学科培养模式有助于学生养成耐心、细心的学习习惯，并掌握符合时代需求的技术手段，使其在未来的学习与工作中能够将理科知识与医学知识有机融合，推动口腔医学的交叉创新与发展^［13］。“医工结合”构建了一种以理科为基础、医学为核心的“金字塔”型知识结构体系，为培养高层次复合型医学人才提供了科学路径。唯有遵循这一模式，才能塑造既具备严密逻辑思维，又具备医学科研能力的复合型医学人才，为医学创新和跨学科融合发展奠定坚实基础^［14］。

依托其在全国口腔医学领域的领先地位和雄厚实力，四川大学口腔医学院每年吸引大批优秀学子报考，其中不乏学术功底深厚的尖子生^［15］。学院积极在低年级本科生中选拔并动员具备创新潜质的学生参与大学生创新训练计划，尤其是那些曾在中学阶段参加化学或生物奥林匹克竞赛，并获得国家级奖项的优秀人才。学院通过严格筛选这些优秀学生，使其在扎实掌握医学课程与专业知识的同时，充分发挥其理工科优势，在本科一年级就进入相关工科学院教授的实验室，结合口腔医学的学科特点，深入探索口腔医学与材料科学、化学工程、生物医学工程等领域的交叉融合。基于这一学科交叉的独特优势，学生能够申报医工结合的大学生创新计划课题，并积极开展相关研究。经过多年的实践，四川大学口腔医学院已成功探索出一套成熟的“医工结合”培养模式，为创新型复合人才的培养提供了有效范式。

4 通过大学生创新大赛探索医工结合培养优秀创新复合人才模式成效实例

自2007年起，四川大学口腔医学院便开始从本科低年级学生中选拔优秀人才，多年来一大批学生在大学二年级前就获得了国家级、省级以及校级大学生创新训练计划项目的立项资助，并有机会进入导师实验室开展科学研究。因此，参加医工结合的大学生创新训练计划项目的学生，不仅在基础课和专业必修课上表现优异，还提前掌握了科学的研究思维、方法和技巧。这批学生的硕博士课题研究也是本科创新训练计划项目的自然延伸，研究内容具有很好的延续性和深入性。这种连续的研究路径使他们能够在所研究的领域更快地取得突破，并在较短时间内获得更为显著的科研成果。还有不少学生在博士毕业后，成功申请到了国家自然科学基金的资助，并在相关领域持续取得积极的科研成果，进一步证明了该培养模式的卓越成效。

实例一：2013级口腔医学本科生孙同学（化名，以下涉及人名均为化名）在化学工程学院相关教师的指导下，参加大学生创新训练计划项目“磁性纳米荧光探针的设计及其应用于mRNA实时监测的生物学评价”。其为集体项目负责人，其他四名同学均为口腔医学学生。2019年，凭借牙周组织再生凝胶材料的课题，其受邀赴加拿大参与“国际牙科研究协会（International Association for Dental Research， IADR）年会”，并作会议口头汇报。IADR是口腔领域的国际峰会，第一次在国际交流中展示自己的部分学术成果，他感慨道：“感谢导师的支持，让我可以从更广阔的平台去看自己的学科领域”。同年，凭借牙髓再生凝胶材料的新思路参与了于澳大利亚举办的国际组织工程与再生医学亚太地区年会。在2020年的全国口腔生物医学学术年会上，在口腔生物研究生/住院医师国际前沿论坛板块获得了“最佳风采奖”的荣誉，而这已不是他第一次在大型学术会议中展示自己。在科研方面，他荣获研究生国家奖学金；同时作为中共党员，他创新性地构建了“一卡一微一平台”工作体系，成果成功入选全国高校“两学一做”支部风采展示活动。带领所在党支部获得全国高校“百个研究生样板党支部”等荣誉，个人还多次荣获省级和校级等荣誉称号。在应对突发公共卫生事件时，他发挥了积极的示范引领作用，主动投身志愿服务，累计服务覆盖13个社区，服务人数逾6 500人次，获评2020年第八届四川省青年优秀志愿者。此外，他多次组织大型口腔义诊、口腔科普宣传，创造了青年学生助力脱贫攻坚的新模式，荣获“2021年全国向上向善好青年”，在第31届世界大学生夏季运动会火炬传递成都站的活动中，作为火炬手传递大运会火炬并担任成都大运会开幕式执旗手，受《中国青年报》《澎湃新闻》《腾讯新闻》及《新浪新闻》等多家媒体广泛报道，进一步彰显了新时代青年的责任与担当。他的事迹充分体现了医工结合模式的优势。通过这种模式培养了他的复合型能力，助力多栖协同发展。

实例二：2006级口腔医学本科生谢同学，在成都七中读高中时参加奥林匹克化学竞赛的系统培训以及全国中学生科技创新项目的研究实验，并获得省级一等奖和国家级二等奖。该学生几乎每周末都进入实验室做实验，在材料学院相关教师的指导下，参加大学生创新训练计划项目。2007年作为项目负责人参与了四川大学“大学生创新性实验计划”，所申报项目“一种牙用纳米ZrO₂改性烤瓷粉的制备研究”被选定为校级重点实验项目。作为医工结合的代表，她很好地把材料科学、生物医学工程与口腔医学相结合，极大地拓展了其科学研究的视野。她与团队高效协作，顺利推进项目，取得的丰硕成果充分展现了跨学科合作在医学研究中的独特优势。同时，谢同学作为第一作者撰写的论文“原位合成法制备氧化锆——白榴石复相烤瓷粉”在核心期刊发表。在2012年“英特尔—清华”全国大学生创新创业实践比赛，荣获中国赛区一等奖（第二名），并代表中国赴美国伯克利大学参加了全球总决赛，接触到了多学科融合和医工结合的研究思路。在导师的指导下，博士课题也沿用了医工结合的研究领域。由于有了前期的一系列科研训练的基础，博士论文研究项目“新型可降解磷酸钙基骨修复材料的制备及其生物学性能的研究”进行得非常顺利，取得了一系列研究成果，在博士论文答辩前就相关研究成果发表三篇SCI期刊论文并如期取得博士学位。通过选拔留校后，在科学研究方面继续深耕医工结合和多学科交叉领域，成功组织了多项研究项目的申报并开展工作，其研究项目获得学院青年基金、四川大学重点科学研究基金、四川省重点科研项目的立项资助，特别是项目“VEGF多肽修饰的多功能聚醚醚酮/磷酸三钙支架的制备及骨缺损修复的研究”获得国家自然青年科学基金的立项资助，谢同学的成长轨迹充分体现了早期科学训练与大学阶段科研实践的有机结合，为医工结合模式培养创新型医学人才提供了生动范例。

实例三：谢同学留校参加工作后积极领导医工结合交叉研究工作，并进一步推动通过大学生创新大赛探索医工结合培养优秀创新复合人才这一模式。并和材料学院、化学工程学院的教授共同组成以交叉学科渗透为手段、医工结合为导向的课题组，在口腔医学院低年级学生中选拔优秀学生进入课题组，开展大学生训练项目的立项和研究。这些创新大赛训练计划项目的开展激发了一大批学生对科学的热爱和勇攀科学高峰的拼搏精神。她和课题组教师共同指导的华西口腔医学院的2014级学生伍同学作为课题负责人的创新大赛训练计划项目“BMP蛋白修饰的多孔β-TCP/牙本质复合材料的构建及其对大缺损骨组织修复的研究”，口腔医学八年制2017级学生漆同学作为课题负责人创新大赛训练计划项目“3D打印PEEK接枝载地塞米松脂质体复合材料的构建及抗菌和成骨活性的研究”以及口腔医学五年制2015级学生邓同学作为课题负责人创新大赛训练计划项目“搭载多柔比星的钴单质纳米材料构建及对口腔鳞状上皮细胞癌作用的研究”。这些项目分别获得四川省及全国创新大赛训练计划重点项目的立项资助。学生们在课题组教师的指导下顺利开展创新实验，在创新实验中对科学研究的方法、手段以及发现问题、解决问题的能力均得到极大的提高，也深入地体会到了医工结合，取长补短，发挥多学科优势进行课题研究的特点。这几个课题组的负责人以及课题组绝大部分成员非常顺利地申请到了硕博连读。谢同学的事迹彰显了医工结合模式的持续推动力，通过传承了跨学科创新理念，为医学技术发展不断输送了复合型人才，推动了学科交叉融合与医学教育的持续进步。

5 结语

综上所述，依托大学生创新训练计划构建的医工交叉人才培养路径展现出显著的实践价值。通过本科低年级前置性科研浸润机制，将导师实验室的学术资源有效转化为育人优势，使学生在早期科研实践中逐步建立起系统性的科研思维，显著提升跨学科问题的分析与解决能力。这一培养模式突破了传统教学阶段的局限，推动学生构建融合医学背景与工程技术的知识体系，为其攻读高层次学位、从事科研创新以及成长为具有综合能力的复合型人才奠定了坚实基础，为高校创新教育改革提供了重要借鉴。

需要指出的是，在推进“医工结合”的复合型人才培养过程中，高校应重点关注以下几个方面：①合理把握理工与医学之间的关系。在当前医学主导问题导向、工程提供技术支撑的背景下，可适度突出“医学为核心”的培养逻辑，同时注重理工基础的夯实，实现“以用为导、融合为要”的协同发展。避免一方片面主导或从属，推动两者在功能定位上形成互补，在人才能力上实现交叉融合。②高度重视创新意识与创新能力的培育。要突破传统教学中“被动接受”的局限，倡导学生主动思考、积极探索，在科研训练、实验实践和跨学科合作中提升应用能力和创新思维。③警惕“一刀切”式的人才培养方案。应依据不同学科特点，制定差异化的课程体系与实践路径，实现因材施教，增强培养的针对性与实效性，更好契合未来社会与产业的发展需求。

因此，医工融合型人才的培养是一个系统性工程，需经历持续的探索与积累。这不仅有赖于高校教育理念与模式的深度变革，也亟须政策支持、资源保障和社会各界的广泛理解与协同。唯有在多方共同努力下，方能构建起真正高效、可持续的复合型人才培养体系，为医学与工程交叉发展的未来注入不竭动力。

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基金资助

2025年四川大学高等教育教学改革工程（第十一期）研究项目

国家自然科学基金委员会与香港研究资助局联合科研资助基金项目(81961160736)