课程思政示范课展示月 | 《康复医学与工程导论》教学案例

编者按

为贯彻落实《高等学校课程思政建设指导纲要》，深入推进学校课程思政建设，有效辐射课程思政教学改革成效，天津大学将通过课程思政示范课展示月，陆续推出优秀课程思政教学案例，供广大教师学习、借鉴，以期营造课程思政建设的良好氛围，推动实现全员全过程全方位育人。

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· 课程名称：康复医学与工程导论

· 课程性质：学科基础课

· 教学对象：2018/2019智能医学工程1班 2018/2019生物医学工程（医工结合实验班）1班

· 总学时：32学时

· 主讲人：刘源

· 所在学院：医学工程与转化医学研究院

思政特色：本课程内容具有鲜明的多学科交叉特点，开展以下四个主题的思政教学，如下图所示。可为课程思政提供充足知识载体。

（1）“康复与关怀”主题

目标：激发天大医学生的责任与担当，培养医学生应有的社会责任和家国情怀。

方案：课程讲授基础上对“康复”的概念和内涵理解，布置课后作业讨论康复在教育、社会与职业教育等方面应有的人文关怀。

（2）“康复与智能”主题

目标：用现代科技手段激发学习热情，引发学生对工程伦理的强烈思考。

方案：结合课程讲授基础上对“智能”及其在康复中应用概况的理解，课上讨论现代科技发展的优缺点，深入思考现代科技发展引发的工程伦理问题。

（3）“康复与尊严”主题

目标：加强医学生对生命敬畏与尊重，加强中华传统文化教育。

方案：讲授“常见病康复”的康复现状，布置课后作业，对生命和生命尊严、现代科技的作用展开讨论，深化医学生对生命敬畏和尊重意识。

（4）“康复与工程”主题

目标：培养天大医学生的工匠精神，精益求精，服务社会与人民。

方案：“康复工程”讲授时，让学生切实感受到“工匠精神”的重要性。最后，将关怀、智能、尊严与工程融合，在大作业中系统性地体现康复概念、内涵与实现。作业内容作为学生成绩重要组成。

课程思政教学整体设计涵盖四个板块

（一）案例名称

“康复与智能”主题

（二）案例教学目标

用现代科技手段激发学习热情，引发学生对工程伦理的强烈思考。

（三）案例教学实施过程

本课程是智能医学工程专业本科生的学科基础课程，注重基础知识讲授的同时，重视实际科研案例的介绍，首先介绍了机器人在康复中的几项典型的应用：1）智能假肢手：从传感器到人工智能到精密机械的整体解决方案。通过肌电传感器阵列技术从残肢表皮无创的监测到皮下肌肉内的神经信号，并由智能算法进行学习和分类，识别用户的动作意图，再将意图由仿生手做出相应动作；2）外肢体：在不取代自然肢体下，通过增加可穿戴式机械手臂或手指来增加人类能力。这些多余的肢体可以应用于军事领域，工程领域，脑卒中患者的康复领域，或者是日常生活中需要双手协助的场景；3）神经植入技术：近年来，实验室动物和少数人以他们的想法控制计算机游标或机器人手臂，这要归功于与机器连接的脑植入体。现在研究人员正在采取一个重要的下一步，一劳永逸地扭转麻痹。他们将脑电读取技术直接连接到身体上的电刺激器，创造了 “神经旁路”，使人们的想法能够再次移动肢体。

机器人在康复中的几项典型应用。A)假肢手；B)外骨骼；C)外肢体；D)神经植入技术；

随后课上用视频的形式展示了康复机器人的最新前沿进展：天津大学神经工程团队研制了首款可穿戴式脑控“第六指”机器人系统，首次实现了脑控与外肢体机器人系统的可穿戴集成，其在体外仿生构筑一条完整人工神经环路，创新提出“第六指”的外源性肢体运动想象范式，通过模拟中枢神经通路、解码穿戴者“第六指”运动意念信息，驱动“第六指”机器人完成屈曲的抓握或对指动作，当“第六指”接触物体后，通过经皮神经电刺激(TENS)在体外构建“第六指”运动感觉反馈通路，将指尖的触力觉信息反馈给人脑，帮助在大脑塑造“第六指”功能对应的独立脑区。进而为肢体运动与感知功能的补充和增强提供新途径。

天津大学神经工程团队可穿戴式脑控

“第六指”机器人系统

在学生理解脑科学与机器人是如何对人体效能进行康复、补充增强后，提出问题与讨论：额外肢体技术以及记忆芯片等前沿科技的发展，具有重大的科学意义及社会需求，但也可能会带来一系列的工程伦理问题，引导学生深入思考现代科技发展对社会发展的优缺点。

“康复与智能”主题思政讨论

（四）教学效果及反思

对于植入记忆芯片，外肢体等问题，学生们进行了激烈的讨论。正方持支持态度，结合课上学过的“神经可塑性”原理，外肢体的植入可以引导脑区发生功能性和结构性的改变，开发其他脑区功能，对人体产生根本性的增强。反方则考虑伦理问题，认为如果可以通过植入芯片增强人大脑的能力，那么更富有的人具有优先植入芯片增强自己的权利，从而使社会变得更加不均衡。

在学生进行激烈的讨论后，进行了一定的引导。当今世界，人们享受着前所未有的科技发展红利，也面临着前所未有的科技伦理风险。如何治理科技发展中的伦理问题，防止科技滥用、科技作恶、学术不端？因此我们当前亟须健全科技伦理治理体制，包括完善科技伦理治理学术研究机制，健全科技伦理监管制度，建立科技人员自律机制。完善科技伦理治理学术研究机制，是健全科技伦理治理体制的重要基础。科技伦理研究者需要结合高新科技发展现状，既重视科技伦理治理的基础理论研究，又重视其应用研究，加快构建具有自身特色的学科体系、学术体系、话语体系。健全科技伦理监管制度，是科技伦理治理得以有效实施的重要保证。当前，需要加快构建覆盖全社会、健全有效的科技伦理监管制度，以强化伦理监管，细化相关法律法规和伦理审查规则，规范各类科学研究活动。

总之，课程中用现代科技手段激发学习热情，引发学生对工程伦理的强烈思考。培养具备社会责任、家国情怀、天大规格、医学品格、医工融合素质的天大医学人才。

图文来源：刘源

图文编辑：王敏

图文审核：刘洁、张娉婷、杨佳佳