醫(yī)學生開展機能學設計性實驗的實踐與思考

焦海霞，林達岑，王瑞幸，林默君

(福建醫(yī)科大學 基礎醫(yī)學院，福建 福州 350122)

醫(yī)學生開展機能學設計性實驗的實踐與思考

焦海霞，林達岑，王瑞幸，林默君

(福建醫(yī)科大學 基礎醫(yī)學院，福建 福州 350122)

針對福建醫(yī)科大學學生開展機能設計性實驗的情況進行調查，結果表明，設計性實驗教學有助于學生創(chuàng)新意識和科學思維能力的培養(yǎng)，能夠達到教學目的。但為了保障學生科研興趣，仍需要師生轉換觀念、學校多加扶持，建立合理評價體系使教學效果不斷提高。

醫(yī)學機能學；設計性教學；問卷調查

具有科研素質的醫(yī)學創(chuàng)新人才培養(yǎng)是醫(yī)學高等教育改革面臨的重要問題，2012年教育部、衛(wèi)生部頒布《關于實施臨床醫(yī)學教育綜合改革的若干意見》(教高〔2012〕6號)和《關于實施卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃的意見》(教高〔2012〕7號)，明確指出要深化五年制與長學制臨床醫(yī)學專業(yè)醫(yī)學教育教學改革，更新教育教學觀念，改革教學方式，提高學生自主學習、終身學習和創(chuàng)新思維能力[1-2]。伴隨不斷深入的高等教育體制改革，提高醫(yī)學本科生科研素養(yǎng)是素質教育的重要組成部分，因此，在本科教育階段對醫(yī)學生進行初步科研訓練，有目的地培養(yǎng)醫(yī)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神是基礎醫(yī)學教學階段的重要目標[3]。機能學實驗教學改革一直是基礎醫(yī)學實驗教學改革中的重點，對推進醫(yī)學生的科研素質教育起著舉足輕重的作用[4-5]。

福建醫(yī)科大學的《機能學實驗課》在2009年被評為福建省精品課程，該課程融合生理學、藥理學、病理生理學三門學科的核心實驗為一體，是一門綜合性極強的實驗學科。目前，機能學實驗教學內容主要分三個部分：機能學基礎知識與基本實驗技能訓練,各學科經典實驗和綜合性實驗,探索設計性實驗[6]。其中，探索設計性實驗要求學生利用前兩部分學到的實驗技能和實驗手段進行實驗設計，模擬科研過程的實驗教學模式，是本科教學階段提高學生創(chuàng)新思維能力和綜合科研素質的重要途徑[7]。從2013年起，福建醫(yī)科大學機能學實驗教學中心和生理學與病理生理學系在臨床五年制與七年制學生《機能學實驗課》中開設了設計性實驗部分，在幾年的教學實踐中收獲了一些經驗也遇到了一些問題，筆者通過設計性實驗的教學體會，總結利弊并進行分析探討，以期為今后更好地開展實驗數(shù)學提供有益的借鑒。

一、機能學設計性實驗教學方案

(一)教學對象

教學對象為臨床醫(yī)學專業(yè)五年制和七年制學生，開課學期分別在五年制學生的第5學期和七年制學生的第6學期。每個實驗班設立5～7個實驗小組，每組4～5人，以實驗小組為單位進行設計性實驗。

(二)設計性實驗教學過程安排

由于五年制與七年制《機能學實驗課》的總課時不同，在安排設計性實驗時兩者有所區(qū)別。臨床五年制學生《機能學實驗課》共75學時，設計性實驗安排在最后，計5學時，以開題報告形式進行設計方案的討論，不安排實驗設計方案的實驗驗證。因此在設計選題時不受實驗室條件限制，學生可以根據(jù)個人興趣與知識儲備自由選題，老師對設計方案的點評主要從科學性、創(chuàng)新性出發(fā)，對方案可行性不做過多要求。

臨床七年制學生《機能學實驗課》共84學時，安排3學時進行實驗設計方案報告和討論，并根據(jù)實驗設計方案選擇優(yōu)秀的選題。一周后用7學時進行設計方案的實驗驗證。所以學生在具體設計方案時，要考慮實驗室的儀器、試劑等現(xiàn)有條件，在實驗方案科學性、創(chuàng)新性的基礎上盡量做到選題的可行性。

1.實驗設計方案制定。在學期開學初，由教師進行設計性實驗教學過程的總體安排，并介紹設計性實驗的目的、意義、基本要素和遵循原則，特別要強調如何選擇合適的題目、文獻檢索方法、數(shù)據(jù)結果的收集、統(tǒng)計分析和實驗設計書的撰寫。要求學生結合所學的生理學、藥理學、病理生理學相關理論知識，通過閱讀文獻自主立題，撰寫實驗設計方案。實驗方案包括：題目、實驗目的和意義、實驗對象、實驗器材(包括儀器、試劑等)、實驗方法和步驟、預期結果、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、參考文獻，其中實驗目的和意義部分重點強調立題依據(jù)和研究背景突出方案的科學性、實用性和可行性[8]。

2.實驗設計方案報告。實驗設計方案報告以小組為單位，每個小組由一名學生介紹實驗設計方案，要求思路清晰、表達流暢準確，同組其他成員適當補充；在討論環(huán)節(jié)，其他組同學可對方案設計中的任意環(huán)節(jié)向設計者提問，要求設計者準確合理地回答。隨后，由老師總結點評，分析每個設計的特點與科學性、創(chuàng)新性，肯定優(yōu)點，指出不足，修訂實驗方案，使學生對自己的設計有更全面系統(tǒng)的認識。對于七年制學生，每個實驗班還要選出一個評分最高的可行性設計進行實驗驗證，以2013級臨床七年制為例，共13個實驗班，即選出13個設計方案進行實驗驗證，并在討論環(huán)節(jié)確定最后的實驗分組、實驗過程和觀察項目。

3.實驗設計方案的實驗驗證。設計方案實驗驗證安排在開題一周以后，在此期間實驗室準備實驗器械、藥品、試劑，購買實驗動物，學生根據(jù)修訂好的實驗方案進行操作，實驗過程遵循隨機分組原則，教師指導學生分析實驗結果，盡量模擬科研全過程，使學生對科研實踐有全面的認識。

二、機能學設計性實驗教學評價

為了評價設計性實驗的教學效果，改進教學方法，提高教學質量，筆者分別在2014級臨床醫(yī)學五年制學生和2013級七年制學生中開展了問卷調查，參與調查的五年制學生480人、七年制學生250人。調查方式采取不記名問卷調查，共發(fā)放調查問卷730份，回收727份，回收的問卷全部有效。

(一)教學效果評價

從學生反饋結果來看，60.0%的學生對實驗設計感興趣，完全沒有興趣的只占3.7%；83.60%的學生認為設計性實驗的開設對學習有幫助，很有必要；75.30%的學生認為結合現(xiàn)有的知識，通過資料查閱，能完成實驗設計；84.0%的學生認為通過開展設計性實驗，知識的綜合運用能力有提高，85.0%的學生認為分析和解決問題能力有提高，另外，分別有55.4%和67.3%的學生認為有助于創(chuàng)新意識和科學思維能力的培養(yǎng)。由此可見，大部分學生對設計性實驗的開展給予了良性反饋，達到了初步培養(yǎng)學生科研素質的教學目的(表1)。

(二)教學過程評價

針對設計性實驗教學的方式和過程，筆者設計了問卷調查的第二部分內容。從學生反饋結果來看，74.6%的學生認可學期初布置課題，學期中課余查找資料，學期末確定設計方案這種現(xiàn)有的教學程序；分別有53.8%和40.2%的學生認為資料查閱及實驗設計報告的撰寫和課堂討論及實驗設計的完善對其幫助最大；50.8%的學生最喜歡講授與討論相結合的教學方式；71.6%的學生認為實驗設計的題目不需要指定，最好根據(jù)自己的興趣設計，自擬題目；38.4%的學生認為設計性實驗中方案部分最難解決。問卷結果表明，現(xiàn)有的教學安排能夠被學生普遍接受，并且基本滿足了培養(yǎng)學生科研素養(yǎng)的要求(表2)。

(三)實驗設計方案的實驗驗證評價

因為五年制與七年制的設計性實驗的學時安排不同，七年制學生另外開設了7學時的實驗驗證部分，但開題討論環(huán)節(jié)的學時少于五年制學生，筆者也在問卷調查中設置了相應題目，并使用χ2檢驗比較不同學制學生對兩種學時安排的意見和體會。從學生的反饋情況來看，無論是五年制的5學時還是七年制的10學時，都分別有57.7%和59.8%的學生感到學時安排比較恰當。但問卷調查也顯示，五年制的學生中仍有45.7%覺得沒有具體的動物實驗不能驗證設計的結果、意義不大，七年制的學生持此觀點的達到51.4%，χ2檢驗顯示兩者之間有差異(χ2=9.742，P< 0.01)(表3)，反映現(xiàn)階段設計性實驗的學時安排和課程設置能夠滿足學生的學習需求，但如果能夠增加學時進行驗證性實驗，學生會有更高的學習熱情。

表1 設計性實驗教學效果評價

表2 設計性實驗教學方式反饋

表3 五年制與七年制學生對驗證性實驗開展的反饋

三、設計性實驗的教學體會與現(xiàn)階段存在的問題

(一)教學過程與模式的選擇

1.教學過程?，F(xiàn)有的設計性實驗實施過程是學期初布置課題，學生在課余查找資料，學期末確定并討論設計方案。幾年的教學實踐及學生的反饋結果顯示，這種方案給學生的壓力較小，使他們有充分的時間準備資料，這對于初次接觸實驗設計的學生尤為關鍵。另一方面通過系統(tǒng)的機能學基本理論知識和技能訓練之后，學生們能夠靈活運用所學內容，這是形成明晰的設計思路和選擇正確實驗手段的前提和基礎，只有這樣設計性實驗才能更好地成為學生拓展與創(chuàng)新的科研平臺。

2.教學模式。由于設計性實驗不限選題，需要學生自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，所以能夠充分調動學生的主觀能動性，激發(fā)學生的學習動機。問卷調查的結果表明，大多數(shù)學生對設計性實驗都表現(xiàn)出了極大的熱情，并贊同這種根據(jù)自己的興趣設計、自擬題目的方式，愿意把自己的設計付諸實踐，通過設計性實驗達到變被動學習為主動汲取知識的目的。雖然學生喜歡這種開放討論式的教學模式，但并不排斥傳統(tǒng)的教學模式，有相當多的學生認為實驗目的、原理、儀器、步驟的詳細實驗講義有利于他們熟悉實驗的全過程，了解實驗原理、目的與選擇實驗方法之間的關系，夯實基礎知識，熟悉儀器，進而保障了對新問題的探索認知能力。

(二)討論式教學對師生的要求

1. 對教師的要求。調查結果顯示，學生明顯傾向于講授與討論相結合的方式，在課堂上學生會針對一些設計細節(jié)展開爭論，營造了良好的學術氛圍。但是，限于對傳統(tǒng)教學模式的習慣，在現(xiàn)階段的課堂討論中，思辨討論的氛圍不夠成熟，學生仍過多地依賴教師，更愿意聽到教師的意見與相關背景知識的支持。當學生的科研火花被點燃時，教師的引導與知識的梳理相當重要，但由于課堂討論學時有限，教師往往難以將問題充分展開。所以，參與設計性實驗的教師一定要有強烈的責任心及大量的相關知識儲備，這對教學效果的提升起著舉足輕重的作用。為此，學校要重視對青年教師的培養(yǎng)，多為教師提供培訓和學習的機會，提升教師自身科研學術意識。同時，教師也要明確自己在課堂上擔當?shù)慕巧?，從傳統(tǒng)的知識傳授者轉變?yōu)榻粨Q意見的參與者、啟迪學生的合作者和引導者。在學時有限的前提下，教師還可充分利用校園網(wǎng)絡教學平臺，通過線上留言、討論等方式答疑解惑，使學生更加完整地掌握設計重點、難點，教師也能從中更好地了解學生的知識結構，改進教學方法。

2.對學生的要求。學生是學習的主體，尤其在設計性實驗過程中，如果學生不能轉換角色，增強主動學習能力，對于其科研習慣的養(yǎng)成是極為不利的。學生學習角色的轉換需要學校具有濃郁的學術氛圍，要鼓勵學生參加各種學術講座、科研活動，了解前沿學術進展，選修科普課程，積極投身大學生創(chuàng)新實驗，而不僅僅把設計性實驗看作是機能學的一次教學安排，從而提高設計性實驗的學習效果。

(三)現(xiàn)階段需改善的建議

1.實驗室條件需要改進。在七年制學生設計方案的實驗驗證過程中，由于實驗室自身條件的原因，使得藥品、實驗材料準備不足，難以滿足學生實驗設計的需求，造成學生在設計實驗中放不開手腳，而一些好的實驗設計點子難以在課堂上驗證。從學生反饋的信息來看，無論是五年制還是七年制都有相當數(shù)量的學生認為應該開展設計方案的實驗驗證。所以，加強實驗室自身條件建設、進一步發(fā)揮機能學模擬仿真實驗室的優(yōu)勢、適當增加實驗課學時，是確保課程實施的必要條件。

2.考評環(huán)節(jié)亟待完善?，F(xiàn)階段的設計性實驗為了不增加學生負擔，沒有強調考評環(huán)節(jié)，且實驗設計水平不高，影響了部分學生的積極性和參與熱情。所以，建立客觀、公正、公平、公開的評分標準與實施細則是保證設計性實驗進一步推廣的內在動力和核心因素[9]。評價內容應貫穿學習始終，包括實驗設計質量、課堂辯論表現(xiàn)、小組內組織合作與任務分工，強調學生科研思維能力與綜合分析能力的考核，重過程、輕結果，以發(fā)展學生科研興趣、持之以恒精神為前提。

總之，設計性實驗的開展是對傳統(tǒng)實驗教學的有效補充，現(xiàn)階段的設計性實驗獲得了學生的廣泛認可和肯定，但仍需要學校給予充分的課時與實驗條件作為保障。教師與學生在這個過程中要轉換觀念，同時建立有效的評價體系，這樣才能使學生真正不受干擾地、自覺自愿地投身科學實踐，享受科研的樂趣，建立堅強的科學信念。

[1]陳曉光，任伯緒，趙 靜．“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃”人才培養(yǎng)模式初探[J]．重慶醫(yī)學，2015,44(2):280-282．

[2]申 林，郝佳佳，辛 意，等．全科醫(yī)學“3+2”培養(yǎng)模式及實施中相關問題的思考[J]．中國衛(wèi)生產業(yè)，2016,13(18):141-143．

[3]郭 靜，袁藝標．醫(yī)學本科生科研訓練創(chuàng)新實驗平臺的建設實踐[J]．教育教學論壇，2016,13(50):133-134．

[4]羅學婭，曾常茜，康 樂，等．新型機能學實驗教學體系構建與實施[J]．中國當代醫(yī)藥，2016,23(27):169-171,180．

[5]張慶鎬，曾常茜．基礎醫(yī)學實驗教學平臺的建構[J]．中國高等醫(yī)學教育，2016(6):49-50．

[6]曾俊偉，田 虹，劉愛東，等．機能設計性實驗與醫(yī)學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J]．現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2013,29(17):2689-2690．

[7]王巧云，楊 靜，李金蓮，等．機能實驗學設計性實驗分層次教學的實踐與思考[J]．中華醫(yī)學教育探索雜志，2014,13(6):611-614．

[8]王 箐，劉愛東，田 琳，等．醫(yī)學本科機能學設計性實驗的教學組織實施[J]．醫(yī)學教育探索，2008,7(10):1037-1039．

[9]張 弛，曾勇智，趙戰(zhàn)芝，等．醫(yī)學機能實驗學形成性考核應用探討[J]．基礎醫(yī)學教育，2013,15(8):771-773．

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1009-4784(2017)03-0044-05

2017-01-18

福建醫(yī)科大學高等教育教學改革工程(J15040)

焦海霞，女，副教授，理學博士。研究方向：肺高壓機制研究。

(編輯：陳 越，馬川建)