探索性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力中的應(yīng)用#

方明 龔星宇 魏媛媛 王戰(zhàn)國(guó)

（成都大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，四川 成都610106）

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)在驗(yàn)證經(jīng)典理論、傳承科學(xué)精神、保持學(xué)科完整性上有其獨(dú)特價(jià)值[1]，其優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容源自經(jīng)典的已驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按部就班即可完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)成功率高，且每組學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是相同，便于教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)分；缺點(diǎn)是忽視學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生長(zhǎng)期處于被動(dòng)服從地位[2, 3]。

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力已成為當(dāng)代高等教育的當(dāng)務(wù)之急，原有的醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力十分不利。教學(xué)是創(chuàng)新的重要引擎，因此改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的科研思維及創(chuàng)新能力，是醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要課題之一[4]。

基于問(wèn)題的教學(xué)方法（Problem-based Learning，PBL）源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育，是以問(wèn)題式學(xué)習(xí)或者項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力[5,6]?；诖朔椒?，我們教研室對(duì)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已初顯成效。

1 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施前期準(zhǔn)備

醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前通過(guò)QQ群和騰訊會(huì)議等線上方式向?qū)W生介紹探索性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，即人們從事研究時(shí)，為探尋事物或現(xiàn)象的性質(zhì)及規(guī)律所進(jìn)行的實(shí)踐活動(dòng)[7]；探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以與醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)相關(guān)的、本學(xué)院教師科研方向?yàn)橹骶€的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題；探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是學(xué)生根據(jù)自身興趣組成實(shí)驗(yàn)小組提出問(wèn)題和猜想假設(shè)、查閱文獻(xiàn)制定計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方法、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或收集證據(jù)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析討論，期間包含教師與學(xué)生的大量交流和評(píng)估；探索性實(shí)驗(yàn)成果以撰寫論文或參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)想，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生需根據(jù)實(shí)際情況不斷吸取新知識(shí)，并面對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多樣性，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、科研思維和創(chuàng)新能力。

2 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的三個(gè)階段

醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)一門重要課程，其教學(xué)內(nèi)容包含生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三門學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目標(biāo)既要求培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本原理和基本技能、熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器、檢測(cè)并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，又要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為了達(dá)到這個(gè)教學(xué)目標(biāo)，我們?cè)卺t(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中把探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為三個(gè)階段：以PBL教學(xué)方式引導(dǎo)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)為第一階段，征集和發(fā)布學(xué)院教師科研方向?yàn)榈诙A段，學(xué)生根據(jù)興趣組成實(shí)驗(yàn)小組在教師指導(dǎo)下進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)為第三階段。

2.1 以PBL教學(xué)法引導(dǎo)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)大部分實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理和基本技能掌握、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、數(shù)據(jù)的檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析等能力。這種實(shí)驗(yàn)形式雖然使學(xué)生掌握了探索性實(shí)驗(yàn)的必備基礎(chǔ)，但作為求知主體，學(xué)生卻始終處于被動(dòng)服從地位，忽視了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是探索性實(shí)驗(yàn)的保證。為了解決這一問(wèn)題我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中引入了以問(wèn)題為導(dǎo)向的PBL教學(xué)法。比如在神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)“神經(jīng)干傳導(dǎo)速度測(cè)量”中提出學(xué)生熟悉的科學(xué)家霍金所患肌萎縮側(cè)索硬化癥癥狀，通過(guò)學(xué)生圍繞問(wèn)題獨(dú)立收集資料，采用小組討論的形式，解決問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力[8]。學(xué)生通過(guò)以PBL教學(xué)法引導(dǎo)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段后初步具備了探索性實(shí)驗(yàn)的條件。

2.2 征集和發(fā)布學(xué)院教師科研方向階段

通過(guò)公開(kāi)向全院教師征集探索性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題獲得了“具有殺嬰行為的母鼠易患抑郁癥的神經(jīng)免疫機(jī)制”、“噴墨3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨組織修復(fù)”、“復(fù)方絞股藍(lán)改善小鼠學(xué)習(xí)記憶”等問(wèn)題。問(wèn)題征集后通過(guò)QQ群向?qū)W生公布并組織教師安排時(shí)間對(duì)公布的探索性問(wèn)題向?qū)W生進(jìn)行宣講，宣講內(nèi)容包括研究領(lǐng)域現(xiàn)狀、前沿、科研成果及轉(zhuǎn)化情況、實(shí)驗(yàn)要求和評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.3 學(xué)生根據(jù)興趣組成實(shí)驗(yàn)小組在教師指導(dǎo)下進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)階段

在學(xué)習(xí)宣講內(nèi)容并與教師交流后，學(xué)生根據(jù)自己興趣和所掌握的知識(shí)組隊(duì)，每隊(duì)人數(shù)不超 5人。組隊(duì)完成后確定實(shí)驗(yàn)小組的探索性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)問(wèn)題查閱文獻(xiàn)、制定計(jì)劃與實(shí)驗(yàn)方案，在與指導(dǎo)教師討論、修改、確定后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并收集數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與討論，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文。對(duì)于創(chuàng)新性較強(qiáng)的成果，由指導(dǎo)教師推薦發(fā)表論文或參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。最后組織全部學(xué)生公開(kāi)報(bào)告實(shí)驗(yàn)過(guò)程、學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及遇到的相關(guān)問(wèn)題，分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。

3 探索性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)反饋和成果

3.1 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋

對(duì)18級(jí)臨床專業(yè)94名學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，收回問(wèn)卷94份，收回信息完整的有效問(wèn)卷91份。調(diào)查結(jié)果顯示 85.7%的學(xué)生認(rèn)為有必要開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)（30.7%認(rèn)為很有必要）。79.1%的學(xué)生認(rèn)為探索性實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣（35.2%認(rèn)為有明顯提高）。86.8%的學(xué)生認(rèn)為探索性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有明顯作用（40.6%認(rèn)為很有作用）。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)得到了大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力起到了積極的作用。

3.2 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果

據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2018年我教研室在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)以來(lái)，學(xué)生通過(guò)參與探索性實(shí)驗(yàn)在公開(kāi)期刊共發(fā)表論文15篇，參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)的成績(jī)。許多學(xué)生在報(bào)告中寫到：“參與了探索性實(shí)驗(yàn)后覺(jué)得科研創(chuàng)新也不是那么難了”、“探索性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了自己的自學(xué)能力和鉆研精神，非常贊同這種教學(xué)模式”。

4 醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)的反思

4.1 開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求高于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)

探索性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在具備傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)還需要具有強(qiáng)烈的求知欲、較高的自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力。這就要求醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅不能忽視傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，還需要引入PBL教學(xué)法講述該實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容的研究現(xiàn)狀和研究前景，給學(xué)生提供探索的思路和方向，供學(xué)生在課后查閱文獻(xiàn)資料以便于深入了解，為探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)做鋪墊[9]。

4.2 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資問(wèn)題

探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)教師的教學(xué)水平和知識(shí)面提出更高要求。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到和提出許多問(wèn)題，作為指導(dǎo)教師，需要不斷學(xué)習(xí)本專業(yè)新知識(shí)，拓寬知識(shí)面以應(yīng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。為此，我們教研室與全學(xué)院征集的具有豐富教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)的資深教師共同組成探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以確保探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利實(shí)施。

4.3 探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師和學(xué)生職責(zé)要分明

探索性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中出現(xiàn)部分教師為了盡快完成實(shí)驗(yàn)、獲得成果，完全代替學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，只讓學(xué)生操作的現(xiàn)象，學(xué)生淪為“實(shí)驗(yàn)室操作機(jī)器人”完全達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的要求。探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)新能力為目的，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論應(yīng)該以學(xué)生為主。教師職責(zé)只是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、合作者、引導(dǎo)者和評(píng)價(jià)者[10]。