SPOC在研究生實驗技能訓練中的應用價值及構建

王 瑩，陳 晨，陸曉慶，嚴 斌，謝海峰,4△

(1南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院牙體牙髓科，南京 210029；2南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院教學辦公室；3南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院口腔正畸科；4南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院口腔修復科；△通訊作者)

高校研究生的培養(yǎng)中，專業(yè)必修、選修課程學習和課題研究是兩個重要的階段。專業(yè)課程學習的目的是為了使研究生按照培養(yǎng)計劃系統(tǒng)地掌握科研階段共性的基礎理論知識，培養(yǎng)學生樹立科研思維，了解學科發(fā)展動態(tài)，為后續(xù)的課題研究奠定基礎。在理論課程的學習中，我們考慮到學生后續(xù)研究領域的不同并且課程設置時間有限，因此設置較多通識課程。課程設置以共性和基礎性內容為主，無法太過專業(yè)化或深入[1]?？蒲袌F隊是高校中從事科學研究、科研人員和研究生培養(yǎng)的基本單元。科研團隊的研究內容通常集中于某個方向或具體領域并對該領域有深入的研究和獨特的科研經(jīng)驗或資源優(yōu)勢，對某些相關的實驗技能有較高要求，這一特點對基礎積累深厚，長時間專注研究同一領域的團隊來說尤為突出。我國當前的研究生科研培養(yǎng)采用導師制的教學模式，這決定了一個研究生的科研訓練和實驗內容通常局限在導師所關注的特定研究方向[2]。此時，僅依靠研究生在入學階段專業(yè)必修和選修課程的學習不能對已明確科研方向的研究生展開針對性教學，很難完成實際安排的具體實驗任務。而新入學的研究生通常在研究初期需要一段時間進行摸索，導致科研進展在初始階段相對緩慢。因此如何促使研究生快速掌握科研團隊所需的實驗技能，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目蒲兴季S，成為導師培養(yǎng)研究生新生所必然面臨的問題。

多媒體手段早已在高校普及，以此為硬件基礎，線上教學在高校教學中得到大范圍推廣和前所未有的發(fā)展，并與其他教學手段結合，一定程度上拓寬了研究生教學的手段[3]。小規(guī)模限制性在線課程(small private online course，SPOC)是針對特定群體的小規(guī)模限制性在線課程[4]，由加州大學伯克利分校的Armando Fox教授在大規(guī)模開放在線課程(massive open online course，MOOC)的基礎上提出，是一種結合了傳統(tǒng)課堂教學和在線教學的混合學習模式。SPOC教學模式在我國最初多應用于基礎教育或本科等教學任務中。隨著這種教學模式的推廣及其優(yōu)勢的凸顯，逐漸被應用到包括醫(yī)學臨床工作在內的各行各業(yè)人才培養(yǎng)的建設中[5,6]。SPOC教學模式主要有以下特點[7,8]：①針對性，SPOC教學要求學習者有一定的專業(yè)知識背景；②小規(guī)模，參與學習的人數(shù)相對MOOC有大幅縮小，SPOC教學區(qū)別于常規(guī)通識課程的授課，是對特定知識背景下小部分學習群體的提升性或探索性教學，具有一定深度和層次；③私密性，SPOC教學限制了學習者的參與條件。學習者須通過申請或相關考核，并可能支付一定的費用；④靈活性，SPOC授課方式靈活多樣，以多媒體技術及新型科技手段為主，不受時間和空間的限制。

因此，我們設想將SPOC教學課程應用到高校科研團隊研究生科研技能的訓練與傳承中，有效整合高校科研資源。對于團隊內部而言，大量專門和獨有的科研技術和經(jīng)驗積累得以傳承；對整個科研大環(huán)境，研究生乃至科研團隊可擁有更廣闊、自由的交流和學習平臺，全面提高高校科研進程。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象及實驗內容

我們選取江蘇省口腔疾病研究重點實驗室未從事過牙體粘接相關實驗研究的40名研究生，隨機分為2組，即對照組與研究組。研究內容為：檢測樹脂與牙本質粘接后微拉伸斷裂模式的分析。對照組研究生自行設計實驗步驟，完成實驗內容并對結果進行分析；研究組研究生通過SPOC教學課程學習相關實驗內容后，再自行設計實驗并完成。教師記錄2組研究生完成實驗所用的時間。

1.2 分組及研究方法

對照組：研究生通過查閱相關文獻資料或網(wǎng)上資源總結實驗步驟，猜想預期實驗結果，完成實驗，并記錄所用時間。需要注意的是，對照組研究生在完成實驗過程中不得向實驗室其他有牙體粘接實驗經(jīng)驗的研究者求助。

研究組：研究生首先通過SPOC教學課程學習牙體粘接相關實驗內容后，再查閱資料或網(wǎng)上資源總結實驗步驟，完成實驗。研究組研究生進行SPOC教學課程學習的時間也計入完成實驗所用的時間中。除了SPOC教學課程外，研究生在完成實驗過程中不得向實驗室其他有牙體粘接實驗經(jīng)驗的研究者求助。

教師要求兩組研究生在14天內以最快速度完成實驗設計到結果分析，學生每日進行實驗的時間為6 h。教師記錄最終完成實驗所用的時間，并對實驗過程及結果進行評分。評分內容包括：離體牙的選擇、試件的預處理、試件制備參數(shù)、相關儀器的選擇和使用參數(shù)設置、實驗結果的統(tǒng)計分析5個項目(合計50分)。每項內容根據(jù)研究生完成的情況評為優(yōu)秀(10分)、良好(8分)、合格(6分)、較差(4分)、失敗或操作錯誤(0分)。實驗完成后，教師對2組學生進行不記名的問卷調查。學生通過問卷星平臺鏈接答題。教師發(fā)放調查問卷40份，回收有效問卷40份，有效回收率為100%。學生根據(jù)各自實驗過程的實際情況進行填答，問卷內容見附錄。實驗完成度的評分標準采用百分制，其中實驗過程評分占50%，實驗所需時間占50%，按從小到大排序。最快的8名研究生給予50分，順次8名研究生得分分別為40分、30分、20分，最后8名學生(包括未完成實驗的學生)得分10分。每位研究生均由3名有相關實驗經(jīng)驗的教師評分，并取均值。

1.3 統(tǒng)計分析

教師記錄對照組和研究組完成實驗所用的時間，并對其進行打分，計算各組研究生得分的均值、標準差，采用SPSS 21.0軟件(IBM SPSS Inc，美國)進行統(tǒng)計分析，組間比較采用單因素方差分析，顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 評分結果

教師對兩組研究生實驗結果的完成度進行打分。結果顯示(表1)，研究組(即系統(tǒng)學習SPOC教學課程中牙體粘接相關內容后開始實驗)實驗的完成度即總分明顯高于對照組。

表1 對照組和研究組的評分情況 (分)

2.2 問卷結果

根據(jù)調查結果，60%的研究生對SPOC教學模式有一定了解；有87.5%的研究生認為自己所在的科研團隊存在更擅長的科研技術，而所有被調查的研究生中，90%的研究生表示對科研過程中遇到的困難都是通過查閱文獻資料、網(wǎng)上資源，或者向課題組其他學生求助，但是有95%的研究生無法通過網(wǎng)絡或文獻檢索獲取對實驗細節(jié)的指導。在研究組中，95%的研究生表示SPOC課程對后續(xù)的實驗有幫助。值得注意的是，所有接受調查的研究生中，90%的研究生認為從事本研究團隊以往未涉獵的研究內容時存在難度。同時，92.5%的研究生認為自己在科研實踐中總結出的經(jīng)驗無法在期刊文章或網(wǎng)絡中展示。因此，我們非常有必要為這些隱性科研資源創(chuàng)造一個載體，加以傳承利用。欣慰的是，97.5%的研究生愿意通過科研交流平臺為其他科研團隊的研究者提供技術指導，而所有被調查的研究生也愿意利用科研交流平臺獲取相關領域科研團隊的指導。這些需求的表達正與SPOC的優(yōu)勢和宗旨契合。

3 SPOC實驗技能訓練平臺的構建設想

SPOC教學模式限制在特定的群體中，只提供有限數(shù)量的名額，針對高?？蒲袌F隊內部、科研團隊之間或高校之間。用戶通過申請流程，正式注冊。SPOC模式下科研學習平臺的構建可以充分利用當前已成熟應用的中國大學MOOC(慕課)、超星爾雅等學習平臺，也可以利用電子圖書館、網(wǎng)頁或微信等平臺構建。通過多種方式存儲實現(xiàn)有權限的共享，即SPOC，將最大程度利用科研資源，避免資源丟失，推動科研人才培養(yǎng)。因此，我們設想構建一種科研技能交流平臺，針對科研團隊內部科研技術的傳承及高校科研團隊之間的交流，其基本構建思路如圖1。

研究人員通過將科研團隊內部積累的科研技術以教學課程的方式記錄并上傳至平臺，對研究生開展有針對性的教學和訓練，讓其盡快進入研究者的角色開展研究項目。課程內容不限于實驗操作，可包括團隊組建初期的背景、發(fā)展過程、經(jīng)驗成果等。已上傳至平臺的資源可以根據(jù)其核心或關鍵程度分類，分為：免費資源，即基礎科研技術，可直接獲取，或僅供團隊內部學習的科研資源；可置換資源，即訪問者通過提供上傳者同等水平的科研資源，雙方互換；付費資源，即需付費方可獲取的科研資源。平臺用戶登錄注冊后需經(jīng)過認證，明確高校科研工作者的身份。注冊用戶既可是上傳者，上傳本團隊的科研技術資源供團隊內部交流學習，或經(jīng)過審核后供其他研究者學習交流；也可為訪問者，根據(jù)資源類型要求獲取其他團隊科研技術資源。平臺需通過付費授權、使用承諾、引用聲明等多種學術監(jiān)督機制，借鑒多種法律法規(guī)保障科研人員知識產權。

圖1 構建SPOC模式下科研學習平臺的基本思路

4 討論

由于筆者所在的課題組長期從事牙體粘接相關的實驗研究，所以研究對象選擇的是本課題組以外未曾進行過牙體粘接實驗的研究生。SPOC教學課程為本課題組有經(jīng)驗的研究生根據(jù)自身經(jīng)驗以及實驗中遇到的困難，梳理并總結出的一系列教學課程，作為本課題組研究新生開始實驗研究初期的學習課程使用，以便新手快速掌握課題組常用實驗技術和技巧，有利于科研技術在課題組內部的傳承與發(fā)展。然而，大部分科研團隊并沒有對團隊內相關研究技術加以記錄保存，因此研究生通常需要花費一段時間來摸索實驗技術。此外由于研究人員的流動，許多科研技術都會隨之消失，不能得到完整的傳承、記錄及保存。許多信息資源利用度很低，甚至丟失[9]。事實上，常用的文獻檢索、科研會議等方式更重視科研結果的展示，并不利于科研過程的重復。我們通過SPOC教學模式實現(xiàn)團隊內部資源整合，利用團隊已有的實驗條件，定期開展SPOC課程，積極交流相關的科研技術并記錄，不僅可以使隱性知識顯性化并加以傳承，而且可以拓寬科研思維，推動科研創(chuàng)新性、持續(xù)性發(fā)展。團隊中經(jīng)驗豐富的研究生可用多媒體手段將相關科研經(jīng)驗以教學課程的方式記錄，供團隊成員快速掌握科研技術，使本團隊技術資源小范圍內推廣。因此基于高?？蒲袌F隊的SPOC教學課程建設，更重視科研過程的交流，重視創(chuàng)造本身，更利于解決研究者實際研究中遇到的問題，利用先進的多媒體工具，將研究人員在實踐過程中總結的經(jīng)驗體會記錄、綜合整理。除此之外，有學者提到高校研究生畢業(yè)論文開題報告會、中期匯報和答辯會、研討會等都是重要的科研資源[10]，也可以納入SPOC教學課程中。通過學習SPOC課程，初學者可以避免在實驗過程中走彎路，可以更好更快地掌握實踐要領。而這種模式下的教學主體不再只有教師，團隊中的科研人員包括研究生都可以成為教學主體，研究者的科研經(jīng)驗教訓都可以成為教學內容。此外，鼓勵研究生積極參與課程授課，不僅可以提高授課效率，而且能夠提高研究生自主學習的意識，調動科研積極性，增強學生科研思維邏輯，提升學生的綜合素質。

然而，科研技術資源一般屬于高校內部的教育資源，這些教育資源是推動社會科技進步的巨大動力。但是我國東西部地理位置的差異，高?？蒲兴絽⒉畈积R，綜合院校和?？圃盒５目蒲兄匦拇嬖谄頪11]。這就需要高校的教育資源不僅要面向本?？蒲泄ぷ髡?，更要面向其他高校研究團隊。此外，科研技術的傳承往往局限在團隊內部或高校內部，高?？蒲袌F隊科研信息缺乏共享，團隊間缺乏溝通，研究者們在研究過程中遇到的困難超出組內以往的研究內容時，局限于團隊內部的探討往往很難徹底解決問題。而封閉式的研究容易陷入科研困境，固步自封、進入固化研究，影響科研質量，最終還需要研究者花費大量的時間，不斷的試驗來解決困難，造成科研工作周期長，易重疊。SPOC模式下科研學習課程增強高校團隊間的溝通，包括科研人員之間、科研工作者與學生之間的溝通，對于已有解決方案的科研技術，通過相關科研課程的學習，減少科研精力的浪費，讓更多地科研人才對準難以突破的科研壁壘，加快科研速度并提高科研質量。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各大高校積極引入先進的教學設備，大力開展教學改革與實踐，探索并開發(fā)不同的教學模式，效果顯著[12,13]。近年來，線上教育充分凸顯優(yōu)勢。這提醒我們未來針對研究生科研技術學習的SPOC線上課程建設也非常重要。其中涉及科研技術資源的上傳、審核、管理、運行，需要大量人力、物力、資金支持[14]，需要高校積極配合，建立共享觀念[15]，達到有權限的共建共享，推動高校合作、團隊合作，促進多學科交叉研究，推動科研交流甚至幫扶，具有遠期價值，為各大高?？蒲袌F隊的長期發(fā)展提供積極的動力。但不可否認的是，這種半開放存取的交流平臺的建設仍存在很大的挑戰(zhàn)，而且隨著科研工作的不斷發(fā)展，必然會出現(xiàn)新的問題。這將會給未來的科研計劃提出新的要求和挑戰(zhàn)。