OBE理念下學(xué)術(shù)型研究生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)改革

閆 萍，李美寧，弓 韜，張 棟，解 軍，郭 睿 (山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室， 太原 030001； 通訊作者)

2020年9月，教育部、國家發(fā)展改革委和財政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》，明確指出研究生教育肩負著高層次人才培養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)造的重要使命，是國家發(fā)展和社會進步的重要基石[1]。在新時期建設(shè)“健康中國”的戰(zhàn)略背景下，醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域急需適應(yīng)社會需求、德才兼?zhèn)洳⒕哂袆?chuàng)新能力的高素質(zhì)復(fù)合型醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)人才。這也對醫(yī)學(xué)研究生的教學(xué)提出了更高要求。醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)人才不僅要有雄厚的基礎(chǔ)理論知識，也需要有敏銳的科研創(chuàng)新意識，既要能夠?qū)⑴R床醫(yī)療實踐中遇到的問題轉(zhuǎn)化為科研課題，又要具備開展科研工作的創(chuàng)新思維和能力。這些是揭示疾病發(fā)病機制、開展疾病的預(yù)防和診療必備的人才基礎(chǔ)。

醫(yī)學(xué)研究生是高素質(zhì)醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)人才的主要源泉。研究生教學(xué)質(zhì)量的提高，與時俱進地推進教學(xué)課程建設(shè)，是創(chuàng)新型高素質(zhì)人才培養(yǎng)的有力支撐?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)填鴨式課堂講授教學(xué)模式已不能滿足新時期對高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)的需求，因此教育教學(xué)模式的改革勢在必行。

分子生物學(xué)是從分子水平揭示生命現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)，是生命科學(xué)領(lǐng)域最具活力、發(fā)展最為迅速的一門學(xué)科。隨著新世紀的到來，新知識和新技術(shù)飛躍式發(fā)展，分子生物學(xué)的學(xué)科知識已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各個環(huán)節(jié)，在醫(yī)學(xué)科學(xué)研究和疾病診斷、治療及預(yù)防的應(yīng)用日漸廣泛和深入。產(chǎn)出導(dǎo)向教育(outcome-based education，OBE)是以提高教育教學(xué)過程后的學(xué)習(xí)產(chǎn)出(learning outcomes)為目標來反向設(shè)計和組織教學(xué)的一種教學(xué)理念，是現(xiàn)階段全球教育改革的主流理念，在我國也獲得了廣泛重視和應(yīng)用[2]。基于OBE理念，在我校2019級、2020級的學(xué)術(shù)型碩士研究生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程教學(xué)中，我們組織實施了系列的教學(xué)改革探索。

我們以培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識為產(chǎn)出導(dǎo)向，在課前深入分析學(xué)情，將教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化重構(gòu)，充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和虛擬仿真實驗平臺，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)課程的基本理論知識，并通過線上便捷的溝通渠道開展個性化答疑解惑。與此同時，在學(xué)生掌握基本知識的基礎(chǔ)之上，我們著重培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的實際應(yīng)用能力。首先，教師根據(jù)學(xué)生各自的學(xué)術(shù)專業(yè)及研究方向，將其分組組成基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等多個合作學(xué)習(xí)小組。其次，教師通過探究和討論方式，將學(xué)術(shù)專業(yè)、研究方向與分子生物學(xué)學(xué)科知識融合，促使學(xué)生完成初步的科研課題構(gòu)思工作。在此期間，導(dǎo)師和任課教師進行了全程的指導(dǎo)和把關(guān)。最后，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂方式，擇優(yōu)進行課堂的展示匯報，開展師生之間的相互評價和反饋，完善學(xué)生的課題設(shè)計。這些教學(xué)工作為下一階段學(xué)生課題的實施工作奠定了堅實的分子生物學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)。探究式合作學(xué)習(xí)新型教學(xué)模式獲得了師生的一致好評。本文現(xiàn)將其中取得的教學(xué)改革經(jīng)驗和體會加以闡述，以期為醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)型研究生的教學(xué)改革提供新的思路。

1 優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是實現(xiàn)教學(xué)目標的實質(zhì)載體，是影響教學(xué)產(chǎn)出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]。我校招收的學(xué)術(shù)型碩士研究生的來源和專業(yè)背景差異較大，本科階段其所學(xué)的分子生物學(xué)學(xué)科內(nèi)容缺乏統(tǒng)一性，且所學(xué)內(nèi)容的深度亦不同。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)涵蓋內(nèi)容廣泛，前沿進展日新月異。為了更好搭建醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)的知識框架體系，我們首先以“奠定基礎(chǔ)”“聯(lián)系應(yīng)用”和“開拓視野”確立了三個對應(yīng)的教學(xué)模塊[4]，精細挑選教學(xué)內(nèi)容。

1.1 “奠定基礎(chǔ)”：學(xué)科基礎(chǔ)理論與技術(shù)

以教材為本，我們選取四個板塊：緒論、分子生物學(xué)基本原理(基因與基因組、基因表達與調(diào)控)、分子生物學(xué)常用技術(shù)(生物大分子的提取與鑒定、PCR技術(shù)、印跡技術(shù)與分子雜交、基因工程、基因芯片、生物大分子的相互作用)和基因結(jié)構(gòu)與功能分析的基本策略(組學(xué)技術(shù)、結(jié)構(gòu)解析技術(shù)、表達分析策略和生物學(xué)功能鑒定技術(shù))，作為教學(xué)核心內(nèi)容，以達到奠定基礎(chǔ)理論知識和培養(yǎng)科研素養(yǎng)的基本目標。

1.2 “聯(lián)系應(yīng)用”：實驗操作與課題設(shè)計

分子生物學(xué)技術(shù)是開展生命科學(xué)研究的核心工具，開展分子生物學(xué)研究必須做到與科研實際工作的密切聯(lián)系，方可達到學(xué)以致用。在第一模塊基礎(chǔ)之上，此模塊采用結(jié)合網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗和實體實驗的方式，強化學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用。一方面，教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)術(shù)專業(yè)和研究方向，開展專業(yè)文獻資料的研讀，以小組為單位利用分子生物學(xué)的常用技術(shù)和基本分析策略，幫助學(xué)生開展初步的科研課題構(gòu)思與設(shè)計；另一方面，在實驗操作中具體分析、內(nèi)化和應(yīng)用分子生物學(xué)的基本知識，實現(xiàn)知行合一。經(jīng)過“奠定基礎(chǔ)”和“聯(lián)系應(yīng)用”兩個模塊的教學(xué)，逐步建立學(xué)生以分子生物學(xué)視角和科研思維來進行思考、分析學(xué)術(shù)課題的素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生以DNA→RNA→蛋白質(zhì)為研究脈絡(luò)的分子生物學(xué)科研理念，力爭實現(xiàn)學(xué)生能夠獨立完成可行性課題方案的設(shè)計。

1.3 “開拓視野”：學(xué)科前沿理論和技術(shù)

分子生物學(xué)學(xué)科是最為活躍的學(xué)科之一，相關(guān)新理論、新技術(shù)層出不窮。我們重點選取CRISPR/Cas9技術(shù)、單分子測序技術(shù)、phase separation等前沿理論和技術(shù)，作為課堂文獻研讀和討論的內(nèi)容，實行分組學(xué)習(xí)，并在線下課堂開展分享和總結(jié)，開拓學(xué)生視野。同時，我們利用信息平臺開展動態(tài)更新，推送醫(yī)學(xué)相關(guān)分子生物學(xué)最新進展資訊，督促學(xué)生利用課余閑暇時間開展自主學(xué)習(xí)、與時俱進，進一步培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識。

2 創(chuàng)新教學(xué)方法

傳統(tǒng)課堂講授式教學(xué)是以教為中心，注重的是理論知識的傳輸。如前所述，我校學(xué)術(shù)型研究生專業(yè)背景和知識結(jié)構(gòu)差異性大，傳統(tǒng)填鴨式課堂講授模式無法滿足學(xué)生個性化教學(xué)和科研能力培養(yǎng)的需求，科研創(chuàng)新更是無從談起。艾德加·戴爾的學(xué)習(xí)金字塔理論認為，學(xué)生以聽講的被動方式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率是最低的，而通過轉(zhuǎn)教別人和立即應(yīng)用等主動學(xué)習(xí)方式，其學(xué)習(xí)效率可高達90%[5-7]。故基于我校學(xué)術(shù)性研究生的實際情況，借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、中國大學(xué)慕課等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源，我們推行線上結(jié)合線下課堂的混合教學(xué)模式，而且在線下課堂又融合了不同教學(xué)方式(包括講授法、提問法、分組討論法、任務(wù)驅(qū)動小組和課堂展示等)，實現(xiàn)了學(xué)生的被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。在課程學(xué)習(xí)過程中，我們注重提升學(xué)生的文獻檢索、閱讀和分析能力，培養(yǎng)其課題實驗設(shè)計、團隊合作和溝通交流等與科研工作息息相關(guān)的多種能力，厚植其科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識[8-10]。

在具體授課環(huán)節(jié)，我們首先通過問卷調(diào)查、發(fā)放基礎(chǔ)知識前測試題等方式進行學(xué)情分析。根據(jù)學(xué)情分析結(jié)果，教師兼顧學(xué)生的個性化，在不同的教學(xué)內(nèi)容上采取了不同教學(xué)方式。一方面，在全部學(xué)生已熟悉的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)構(gòu)、DNA生物合成等基本知識上，教師在后續(xù)教學(xué)中不再贅述。另一方面，在部分同學(xué)掌握而部分學(xué)生不熟悉的內(nèi)容，如細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達調(diào)控、常用的分子生物學(xué)技術(shù)，教師采取課前推送優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程鏈接(如慕課)，讓學(xué)生根據(jù)自身情況進行查缺補漏和個體化學(xué)習(xí)，通過隨堂測驗方式來獲悉學(xué)生對知識的掌握情況，分析個性問題和共性問題。隨后，個性問題通過網(wǎng)絡(luò)線上平臺進行輔導(dǎo)，而共性問題則在課堂上進行集中的精準解惑，同時引導(dǎo)學(xué)生通過思維導(dǎo)圖開展總結(jié)和強化，形成牢固的知識框架。這樣既避免了基礎(chǔ)知識扎實學(xué)生的被動重復(fù)學(xué)習(xí)，又能滿足基礎(chǔ)較差學(xué)生對理論知識的重新獲取。此外，在大多同學(xué)接觸較少、不甚了解的內(nèi)容包括組學(xué)、結(jié)構(gòu)功能分析策略等，我們采用線下課堂教學(xué)方式進行系統(tǒng)講授，然后發(fā)布任務(wù)，按學(xué)生的學(xué)術(shù)專業(yè)進行分組合作，驅(qū)使其運用所學(xué)分子生物學(xué)學(xué)科理論，在文獻查閱的基礎(chǔ)上初步完成課題構(gòu)想。同時，整個教學(xué)過程中任課教師和導(dǎo)師給予了全程的實時指導(dǎo)。最后，各小組在課堂進行集中展示，同學(xué)和教師進行互動提問、討論，總體提升學(xué)生運用知識、錘煉科研設(shè)計的能力。此外，對于最新的學(xué)科前沿進展部分，我們通過微信群和學(xué)習(xí)通平臺定期推送和更新，開展線上討論、分享，督促學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，培植學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。

3 強化綜合實驗教學(xué)

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的實驗教學(xué)是深入領(lǐng)悟分子生物學(xué)理論知識和進一步培養(yǎng)學(xué)生科研能力的重要組成部分[11]。鑒于教學(xué)學(xué)時和經(jīng)費的限制，教學(xué)改革前，我校學(xué)術(shù)型研究生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實驗教學(xué)僅有30學(xué)時,主要涉及蛋白質(zhì)提取及定量、SDS-PAGE電泳及轉(zhuǎn)移電泳、質(zhì)粒DNA提取、PCR擴增和瓊脂糖凝膠電泳鑒定。這些蛋白和核酸的實驗是兩部分相對獨立的內(nèi)容，有統(tǒng)一的實驗教材指導(dǎo)整個操作。雖然教師通過這些實驗課使得學(xué)生對蛋白質(zhì)和DNA的常規(guī)分子生物學(xué)操作有了清晰的認識，但是如何在具體科研工作中運用實驗技術(shù)及開展課題設(shè)計、建構(gòu)系統(tǒng)研究策略方面的幫助仍是有限的。

為了提高學(xué)生靈活運用分子生物學(xué)理論知識去解決工作中的實際問題，以及緊跟科學(xué)研究前沿、培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，我們采取了分子生物學(xué)綜合實驗?zāi)Ｊ介_展教學(xué)改革探索，在具體教學(xué)工作中，融入本教研室教師的科研課題，如SRPK2基因表達及功能研究。實驗課前，教師預(yù)先發(fā)布課題給學(xué)生，引導(dǎo)和幫助學(xué)生制定課題的研究方案和實驗流程。實驗課中，教師利用本教研室已建立的實體平臺，開展蛋白和核酸相關(guān)的基本分子生物學(xué)實驗操作，如電泳、PCR和Western印跡等基本分子生物學(xué)實驗操作，使學(xué)生熟悉實驗步驟和學(xué)會分析結(jié)果；對暫不具備教學(xué)操作條件的CRISPR/Cas實驗，包括質(zhì)粒構(gòu)建、細胞轉(zhuǎn)染、敲除鑒定及功能分析等，采取利用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等院校搭建的國家級分子生物學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)互動平臺(http://bio.njau.edu.cn/)進行模擬操作的方式，在模擬實驗過程中進一步幫助學(xué)生理解CRISPR/Cas技術(shù)的原理，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟和拓展其在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用[12-14]。采取虛擬仿真實驗既解決了經(jīng)費不足，又突破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的局限性，通過虛實結(jié)合、教研相長的實驗教學(xué)，為學(xué)生提供了一種全方位、多樣化的學(xué)習(xí)體驗。但是由于目前尚未與相關(guān)學(xué)校建立合作平臺，故這部分結(jié)果未能實現(xiàn)學(xué)生成績的計量導(dǎo)入。下一階段，我們希望通過加強校校合作來實現(xiàn)及時監(jiān)測學(xué)生的虛擬實驗進程，以精準指導(dǎo)學(xué)生的實驗問題，強化綜合實驗教學(xué)，鍛煉了學(xué)生在課題設(shè)計中實驗選擇與操作、結(jié)果分析和報告撰寫等與科研工作息息相關(guān)的能力。

4 創(chuàng)建多元化教學(xué)考核

教學(xué)考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗，也是反饋教學(xué)質(zhì)量的重要手段，能夠有效促進教學(xué)反思和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[15]。在研究生教學(xué)中，我們秉承提升科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的OBE理念，結(jié)合臨床科研轉(zhuǎn)化的實際需求，在考核中加大了過程性考核比例，實施理論考核和實驗考核兩部分并重(各占50%)，而且均增加了過程性評價的權(quán)重。其中，理論考核的最終成績是由過程性考核成績和期末考試成績組成，各占60%和40%來核定。

過程性考核成績是由出勤(占10%)、線上學(xué)習(xí)作業(yè)(占30%)、課題設(shè)計(占30%)和課堂表現(xiàn)(占30%)四部分組成。線上學(xué)習(xí)作業(yè)包括學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)的梳理、課堂學(xué)習(xí)方法總結(jié)、知識橫縱向比較、結(jié)合專業(yè)實際應(yīng)用的文獻綜述等，以促進學(xué)生自學(xué)能力和終身學(xué)習(xí)能力的提高。課題設(shè)計和課堂表現(xiàn)由自我測評、組內(nèi)測評打分、組間測評、導(dǎo)師和任課教師測評四部分構(gòu)成。課堂表現(xiàn)以小組為單位進行測評，主要鍛煉學(xué)生的溝通表達、團隊協(xié)作和邏輯思維能力。

期末考試采用閉卷考試。我們從題庫中篩選試題，每年補充20%的題量，以增加科學(xué)前沿進展和實驗技術(shù)的相關(guān)題目，并且試題中知識的綜合應(yīng)用和分析解決實際問題的能力考查不低于30%。同時，我們也優(yōu)化和改進實驗考核方法。鑒于研究生培養(yǎng)的目標是建設(shè)“健康中國”的適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的高素質(zhì)醫(yī)科研究生，我們對學(xué)生科研意識的積極性、能動性和創(chuàng)新性的養(yǎng)成做出了更高要求。實驗成績包括平時成績、實驗設(shè)計、實驗報告和期末實驗總結(jié)匯報四方面。其中，平時成績(占比30%)包括學(xué)生考勤、實驗操作、課前預(yù)習(xí)和衛(wèi)生值日情況；綜合實驗設(shè)計(占比20%)包括實驗項目的選擇和實驗流程的安排及虛擬仿真實驗的結(jié)果展示；實驗報告(占比20%)包括實驗報告的書寫，體現(xiàn)學(xué)生對實驗原理和實驗操作的理解與掌握，更關(guān)注學(xué)生對實驗結(jié)果和進一步改良實驗內(nèi)容的分析；期末實驗總結(jié)匯報(占比30%)，以小組為單位進行，主要考查學(xué)生對各項實驗技術(shù)的掌握和應(yīng)用，既體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和總結(jié)歸納能力，也能增強學(xué)生交流溝通、團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。我們通過多元化的全方位教學(xué)考核，監(jiān)督學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生養(yǎng)成積極思考和分析討論問題的習(xí)慣，有效內(nèi)化知識，科研思維、實驗操作和創(chuàng)新能力得以逐步養(yǎng)成、提高和完善。

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)研究生課程教學(xué)改革首次在2018級研究生班試行。經(jīng)過三輪教學(xué)反思和迭代，根據(jù)學(xué)生反饋優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，我們打造線上線下融合的教學(xué)模式得到師生好評。經(jīng)過學(xué)習(xí)結(jié)束后的調(diào)查問卷，大部分學(xué)生反映線上線下融合的學(xué)習(xí)方式保證了個體化發(fā)展，促進了科研思維和課題設(shè)計等各項技能的鍛煉，尤其是分析問題與解決問題的能力較之前有很大提高。通過三年的教學(xué)改革實踐，醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)模式充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生提供了廣闊的學(xué)習(xí)空間，解決了理論知識與科研實踐脫離的問題。課題設(shè)計及翻轉(zhuǎn)課堂展示討論、虛擬仿真實驗結(jié)合實體實驗等活動增強了教師與同學(xué)的溝通交流，提高了學(xué)生科研綜合能力，成功實現(xiàn)了教學(xué)相長。

綜上所述，OBE理念下的線上線下融合的研究生課程建設(shè)，有助于培養(yǎng)具有科研創(chuàng)新能力的新時代醫(yī)學(xué)研究人才，提升學(xué)生的科研素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，從而更好地適應(yīng)全球衛(wèi)生形勢與未來發(fā)展趨勢，滿足社會對醫(yī)學(xué)人才的極大需求。