“生物医学电子”课程思政的思考与实践

      李晓琴   

（北京工业大学环境与生命学部，北京 100124）

[摘  要]从学科发展的历史和实践中汲取智慧和力量是一种基础又高效的学习方法，以史鉴今、教书育人。本文结合生物医学工程专业生物医学电子专业课教学的经验，提出了传播科学家精神的专业课思政育人理念。思政元素不是孤立的，它浸透在一个个的科学发现中、一个个工程技术问题的攻坚克难中，深入挖掘其中的科学家故事及其所展现的精神，并将科学家精神传播作为专业课教学辅线，并同以专业知识讲授为主线的教学形成呼应和融合，将教书与育人完美结合，让学生成为知识丰富、精神明亮的人；同时结合课程内容，设计了一个--医工结合 攻克脑起搏器技术壁垒的典型思政案例，传递感动、指导行动。

[关键词] 课程思政；科学家精神；典型案例

[基金项目] 2017年,中华人民共和国科技部,项目名称:血液损伤机制和生机电系统动力学机制研究、项目编号：2017YFC0111104；2019年,国家自然科学基金委员会,基于多模态影像信息的搏动性耳鸣机制研究、项目编号：61931013。

[作者简介] 李晓琴（1966-），女，内蒙古通辽市 博士 北京工业大学 环境与生命学部（生物医学工程系）教授  研究方向:生物医学信息学。

[中图分类号]  G642.0   [文献标识码] A    

生物医学电子是生物医学工程专业的专业限选课，属于电子工程技术类课程，是模拟电子技术、数字电子技术、生物医学测量与传感器等课程的后续课。通过生物医学电子课程教学使学生掌握生物医学中常用的电子学方法，引导学生从解决生物医学工程中的具体问题出发，结合已有电子技术基础知识，解决生物医学领域中的信号提取、分析和处理以及医学仪器设计问题，掌握医学仪器的基本原理和系统组成, 提高分析复杂医学系统的能力，为学生提供参与设计实现生物医学仪器设计等复杂系统的机会，培养其工程意识和能力。

习近平总书记向广大教师提出：“做学生锤炼品格的引路人，做学生学习知识的引路人，做学生创新思维的引路人，做学生奉献祖国的引路人”的四个引路人要求，以及 “坚持教书和育人相统一，坚持言传和身教相统一，坚持潜心问道和关注社会相统一，坚持学术自由和学术规范相统一” 的四个相统一的要求。作为一名高校的专业课教师，我们应该按照总书记的要求，在传授科学知识与工程技术的同时，做好价值引领和精神传承，坚持教书和育人相统一,充分挖掘课程中的思政元素、使课程中的思政元素与课程的教学内容有机融合，涵养精神气质和文化素养。

传播科学家精神是专业课思政育人的核心

专业课中的思政元素不应该是孤立的，它浸透在一个个的科学发现中、一个个工程技术问题的攻坚克难中、专业任课教师的教学过程中及随时随地的言谈举止中。在具体的专业课教学中，传播科学家精神是专业课思政的核心。以专业知识讲授为主线，以传播科学家精神为辅线，主辅呼应，让学生成为知识丰富、精神明亮的人。

以史鉴今、教书育人，从学科发展的历史和实践中汲取智慧和力量是一种基础又高效的学习方法。通过还原专业课中知识、技术等的发现、发明过程，梳理脉络、温故知新，让创新的方法启发思考，让缜密的逻辑引领思维；挖掘科学家的故事及其所展现的精神，传递感动、指导行动，让科学家的精神滋养血脉、让科学家的品格温暖身心。

胸怀祖国 服务人民的爱国精神、勇攀高峰 敢为人先的创新精神、追求真理 严谨治学的求实精神、淡泊名利 潜心研究的奉献精神、集智公关 团结协作的协同精神、甘为人梯 奖掖后学的育人精神是科学家精神的具体体现，爱国、创新、求实、奉献、协同、育人是科学家精神的核心。通过课程思政，让科学家精神垂范后学，通过课程思政，让科学家的精神谱系世代相传。

爱国：科学无国界，但科学家有国别。国家至上、民族至上、人民至上是科学家爱国情怀之所在。

创新：发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。科技工作者想国家之所想，急国家之所急，努力破解国家发展的战略难题，在战略必争领域抢占科技制高点，寻求新的增长点，获得新的突破，为国家繁荣富强提供战略支撑力量。

求实：始终坚持实事求是的作风，脚踏实地、严谨治学；不唯书、不唯上、只唯实，务的是实、求的是真，这是科学家毕其一生的追求。一代代中国科学家把“实事”作为科学的认知对象，通过实践不断“求是”，把热爱科学、探索真理作为学术研究的唯一追求。

    奉献：不唯名，不唯利。身先士卒、无声行动、潜心研究、孜孜以求。

协作：发挥集智攻关、团结协作的协同精神，广泛进行社会分工、密切各方协作，人尽其才、物尽其用；当今世界，各项科学研究都是以集体智慧和协作为基础的，没有一个科学家能够离开其他人的支持与合作，而独自取得重大成果。倡导团队精神，建立协同攻关，是开启科技强国之门的钥匙；国际科技合作是大趋势。放眼当今国际世界，全球化趋势不断强化，全人类的命运休戚与共，科技工作者必须坚持全球视野，增强国际合作，秉承互利共赢的思想，为推动科技事业进步，构建人类命运共同体而贡献中国智慧

育人：一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。科技史证明，谁拥有了一流创新人才、拥有了一流科学家，谁就能在科技创新中占据优势。一代代中国科学家甘为人梯、奖掖后学，倾毕生所学，育国之栋梁；科学家们不仅在科研和学术上亲身指导学生，更是在生活和精神上以身作则，春风化雨地传递着优良学风和科学精神，他们中的很多人甚至拿出自己的积蓄、奖金，成立基金会，奖掖后学，广育英才。  

典型思政案例--医工结合 攻克脑起搏器技术壁垒

生物体兴奋组织对电、机械、化学等的刺激均能产生反应，但只有对电的刺激可以精确地控制其参数，而且适度地电刺激即使重复多次也不会使组织损伤。所以，通常有关兴奋、传导、反应的规律，都由电刺激获得。临床应用电刺激兴奋所产生的生物反应来控制和替代生物机能，从而达到治疗的目的。
    脑起搏器产生的高频电刺激脉冲，通过电极触点作用于丘脑底核的靶点核团，抑制因多巴胺能神经元减少而过度兴奋的神经元的电冲动，减低其过度兴奋的状态，对帕金森病的震颤、僵直和运动迟缓等症状疗效显著。无数晚期帕金森病病人：因为安装了脑起搏器，身体震颤僵直的情况立即改善，他们因此可以独自行走；因为安装了脑起搏器，全身异动、手舞足蹈的症状完全消失，他们为此激动落泪水；因为安装了脑起搏器，不停扭转痉挛的症状慢慢停止，原本高度僵硬的身体也渐渐变得柔软。一个个生动鲜活的案例，让那些生物医学工程专业学习的同学看到了一个小小电刺激器给患者带来的感动、希望，也让那些生物医学工程专业学生感受到了技术的力量和由此带来的荣誉感和使命感。
    2002年，美国FDA批准了丘脑底核电刺激治疗晚期帕金森病的疗法，2014年9月，获得素有“诺贝尔”生理学或医学奖风向标之称的“拉斯克”奖，其核心是脑深部电刺激的价值不仅仅是为帕金森病的治疗指出了一条新路，更主要的是其“调控”大脑的思想为认识大脑，为干预治疗和神经相关的疾病开创了新的纪元！ “脑深部电刺激—让我们跨入了调控人神经网络的时代”！
    我国脑深部电刺激的临床起步并不晚，1998年在北京天坛医院开展了第一例手术，由于脑深部电刺激器（也称脑起搏器）长期被美国一家企业垄断，高昂的价格让众多患者望而却步。研制价格可接受的脑起搏器就成为广大患者的迫切需求。
    我国神经外科的奠基人之一、北京天坛医院名誉院长、2008年获得国家最高科学技术奖获得者王忠诚院士提出医工结合开展脑起搏器的研发工作，并期望脑起搏器应用于各种新的临床适应症，从临床出发、为临床服务。
    清华大学李路明教授带领研究团队在安全性、可靠性上扎扎实实地做了10多年的工作，很多基础数据没有，靠自己摸；设计边界不清晰，靠多次试验反复迭代；跌跌撞撞、摸爬滚打，在掌握“know how”的基础上，研制出了具有自主知识产权的产品，经过动物试验和临床试验，于2013年获得了产品注册证，中国成为第二个系统掌握了脑起搏器技术的国家^[2]。

2014年一年，超过1200例的清华脑起搏器植入了患者体内，标志着我国已经具有了深受临床欢迎的植入式神经调控医疗装备。脑起搏器为脑调控的相关研究和临床提供了优质的研究工具，并将进一步推动神经科学和脑科学的蓬勃发展。

          脑深部刺激器            王忠诚院士在手术室指导清华脑起搏器的第一例手术

急国家之所急、想国家之所想是胸怀祖国服务人民的科学家爱国精神的具体体现；医工结合、攻克脑起搏器技术壁垒是科学家协作精神的具体体现；直面挑战、迎难而上，从数据收集、到自主设计、再到反复试验迭代是勇攀高峰、敢为人先的创新科学家精神的具体体现。通过脑起搏器创新设计，引导学生努力提高专业技能、坚定专业自信、敢于直面问题、激发责任意识。回应国家人民需求、敢为人先、团结协作、攻坚克难、服务大众、为国争光。

本文提出以传播科学家精神作为专业课思政核心的理念，让科学家的精神滋养血脉并世代相传。科学家精神具体表现为：胸怀祖国 服务人民，勇攀高峰 敢为人先，追求真理 严谨治学，淡泊名利 潜心研究，集智公关 团结协作，甘为人梯 奖掖后学。挖掘浸透在具体科学发现、工程技术攻坚克难中科学家的故事及其所展现的精神，通过生动感人的案例设计，诠释科学家精神的内涵，传递感动，指导行动。结合生物医学工程学科的特点，强调医工结合、攻克技术壁垒；勇于直面临床需求、唤醒责任担当。 针对典型思政案例，学生刘某某说：一个由生物医学工程人开发的小小的电刺激器，对治疗晚期帕金森病的震颤、僵直和运动迟缓等症状竟有如此神奇的立竿见影的效果，我被震撼了。利用生物医学工程的电刺激器技术调控神经，解决神经变性疾病给人的生命带来的伤害，前途无量。我也是生物医学工程人，我为生物医学工程人的发明创造感到骄傲；学生    王某某说：电刺激器的核心是产生满足要求的脉冲波，我在医学电子实验中曾涉及过方波、三角波、正弦波等波形发生及转换的实验，那个实验是验证型性实验，实验电路的原理应该好好学习学习，原则上我具备设计一个电刺激器的基础，我要好好学习生物医学电子这门课，有点儿难但很有用；学生张某某说：电刺激器对于神经退行性疾病有特殊疗效，以脑深部电刺激为代表的神经调控技术成为研究和临床应用的热点。神经调控是神经介入技术在神经科学领域的高端应用，是利用植入性或非植入性技术，采用电刺激或药物手段改变中枢神经、外周神经或自主神经系统活性从而改善患病人群的症状，提高生命质量的生物医学工程技术，是转化医学的典型代表。转化医学中有生物医学工程人身影，生物医学工程人大有可为，我要努力，让自己成为其中一员。

    “医工结合 攻克脑起搏器技术壁垒”是结合教学内容设计的一个思政案例, 案例讲述的内容及其体现的科学家精神首先感动了我，我要将感动传递，并期待能指导学生的具体行动。

一代人有一代人的奋斗，一个时代有一个时代的担当。作为高校的一名专业课教师，在传播知识的同时传播科学家精神，是时代赋予我们的责任，也是我们的使命担当。以坚定的信念推进思政育人工作，让科学家精神如雨露阳光滋养当代大学生，让科学家的精神谱系代代相传。

[参考文献]

[1]李路明.  脑起搏器与神经调控技术.  生命科学仪器.  2015:13( 6):6-11

Thinking and practice of Ideological and political education in the course of "Biomedical Electronics"

Li Xiaoqin

(Department of environment and life, Beijing University of technology, Beijing 100124)

Abstract: drawing wisdom and strength from the history and practice of discipline development is a basic and efficient learning method to learn from the present and teach and educate people. Combined with the teaching experience of Biomedical Electronics in biomedical engineering, this paper puts forward the idea of Ideological and political education in professional courses to spread the spirit of scientists. The ideological and political elements are not isolated. They are immersed in scientific discoveries and overcoming difficulties in engineering and technical problems, deeply excavate the scientists' stories and the spirit they show, take the dissemination of scientists' spirit as the teaching auxiliary line of professional courses, echo and integrate with the teaching with professional knowledge teaching as the main line, and perfectly combine teaching and education, Let students become people with rich knowledge and bright spirit; At the same time, combined with the course content, a typical ideological and political case of combining medicine with industry to overcome the technical barriers of brain pacemaker is designed to convey emotion and guide action.

Key words: curriculum, ideology and politics, scientist spirit, typical cases