衛(wèi) 林 ,王克振
(1)安徽醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,安徽 合肥 230032;2)蘇州大學(xué)蘇州醫(yī)學(xué)院,江蘇 蘇州 215123)
高校本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)是本科教育目標(biāo)的重要組成部分,是現(xiàn)代高等教育的重要目標(biāo)之一。高等學(xué)校探索本科生科研創(chuàng)新能力形成機(jī)制,全方位實(shí)施科研創(chuàng)新能力養(yǎng)成教育,全面提升本科生科研創(chuàng)新能力,是高等學(xué)校的重要責(zé)任與使命[1-2]。
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,教師以“填鴨式”為主,照本宣科,輔以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和啟發(fā)。在這一過程中,教師起主導(dǎo)作用,學(xué)生通常是被引導(dǎo)[3]。教師是科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的引領(lǐng)者,長(zhǎng)久以來習(xí)慣以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,因此學(xué)生缺乏科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境。基于研究的學(xué)習(xí)(research-based learning,RBL)是1 種新型教學(xué)方法,RBL 教學(xué)方法提倡以學(xué)生作為主體積極開展研究,教師只是發(fā)揮引領(lǐng)者和指導(dǎo)者的作用,引領(lǐng)和指導(dǎo)學(xué)生在研究中實(shí)現(xiàn)個(gè)人綜合能力的提升[3-5]。在基于研究的學(xué)習(xí)過程中,要求學(xué)生識(shí)別并澄清問題、查找和處理信息、批判性和創(chuàng)造性地思考、應(yīng)用知識(shí)和想法并得出結(jié)論、交流結(jié)果[6-8]。
本研究在本科生醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,運(yùn)用了RBL 教學(xué)法對(duì)課程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),比較了傳統(tǒng)教學(xué)法和RBL 教學(xué)法對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的差異,重點(diǎn)探究了RBL 教學(xué)法對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用。
將2018 年3 月至2023 年10 月期間在安徽醫(yī)科大學(xué)所帶的生物技術(shù)專業(yè)的本科生和蘇州大學(xué)蘇州醫(yī)學(xué)院所帶的生物技術(shù)專業(yè)的本科生均隨機(jī)分傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組,傳統(tǒng)教學(xué)組的總學(xué)生數(shù)達(dá)到104 名,RBL 教學(xué)組的總學(xué)生數(shù)達(dá)到108 名。傳統(tǒng)教學(xué)組的學(xué)生在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中未采用RBL 教學(xué)法,而RBL教學(xué)組的學(xué)生在教學(xué)過程中采用RBL 教學(xué)法。
1.2.1 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容包括固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答2 個(gè)模塊。第1 模塊的課程內(nèi)容為“人干擾素β 基因的克隆、表達(dá)以及誘導(dǎo)固有免疫應(yīng)答的檢測(cè)”,第2 模塊的課程內(nèi)容為“DNA 疫苗的制備、免疫以及特異性免疫應(yīng)答的檢測(cè)”。
1.2.2 傳統(tǒng)教學(xué)方法在傳統(tǒng)的教學(xué)中,醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程包括了3 個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。第1 環(huán)節(jié):理論的講解。指導(dǎo)老師將醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的原理、設(shè)計(jì)邏輯和技術(shù)路線進(jìn)行梳理,并在課堂上給學(xué)生講解。在該環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師發(fā)揮主導(dǎo)作用。第2 環(huán)節(jié):學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊(cè),結(jié)合指導(dǎo)老師的講解,分組完成“人干擾素β 基因的克隆、表達(dá)以及誘導(dǎo)固有免疫應(yīng)答的檢測(cè)”和“DNA 疫苗的制備、免疫以及誘導(dǎo)特異性免疫應(yīng)答的檢測(cè)”2 個(gè)模塊的所有實(shí)驗(yàn)操作,并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第3 環(huán)節(jié):撰寫綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每組學(xué)生將2 個(gè)課程模塊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行總結(jié),結(jié)果匯總后,形成1 個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的研究報(bào)告,包含研究背景、研究目的、研究方法、研究結(jié)果和結(jié)論與討論。
1.2.3 基于RBL 的教學(xué)方法根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,RBL 一共包括5 個(gè)環(huán)節(jié),分別是識(shí)別與澄清問題環(huán)節(jié)、查找和處理信息環(huán)節(jié)、批判性和創(chuàng)造性地思考環(huán)節(jié)、應(yīng)用知識(shí)和想法并得出結(jié)論環(huán)節(jié)以及交流結(jié)果環(huán)節(jié)。
基于RBL 教學(xué)法的5 個(gè)環(huán)節(jié),筆者將醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的2 個(gè)課程模塊進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)。第1 環(huán)節(jié):識(shí)別與別澄清問題。要求學(xué)生自主熟悉醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的邏輯、技術(shù)路線以及具體的實(shí)驗(yàn)方法等,在自主學(xué)習(xí)過程中,努力發(fā)現(xiàn)問題與不足。第2 環(huán)節(jié):查找和處理信息。要求學(xué)生針對(duì)在自主學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過程中所發(fā)現(xiàn)的問題,主動(dòng)查閱醫(yī)學(xué)免疫學(xué)課本和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教程等書本資料,以及查閱文獻(xiàn)等電子資源,并根據(jù)不同的問題,將所獲得的信息進(jìn)行分類整理與整合。第3 環(huán)節(jié):批判性和創(chuàng)造性思考。要求學(xué)生對(duì)查詢獲得的信息進(jìn)行研究,與醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)手冊(cè)進(jìn)行比較,提出批判性和創(chuàng)造性的問題。第4 環(huán)節(jié):對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行優(yōu)化。學(xué)生需要根據(jù)前期發(fā)現(xiàn)的理論問題,結(jié)合學(xué)生在2 個(gè)課程模塊演示實(shí)驗(yàn)操作過程中的操作實(shí)踐遇到的操作問題,對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的原理、設(shè)計(jì)的邏輯和技術(shù)路線以及具體的操作步驟進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),最后學(xué)生可以獨(dú)立完成醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的所有實(shí)驗(yàn)操作。第5 環(huán)節(jié):分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,進(jìn)行交流與討論。要求學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析,撰寫1 份完整的綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括研究背景、研究目的、研究方法、研究結(jié)果和結(jié)論與討論部分,并制作成幻燈片進(jìn)行分組匯報(bào)和分組提問,每個(gè)學(xué)生都要求提出1~2 個(gè)問題,針對(duì)問題展開討論和交流。此外,指導(dǎo)老師也進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)評(píng)。
1.3.1 教師對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的客觀評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的考核內(nèi)容和考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由教師組共同制定。考核內(nèi)容包括:(1)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化情況;(2)評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,包括對(duì)儀器的使用技能、實(shí)驗(yàn)步驟的熟悉程度以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確判讀;(3)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況;(4)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)情況,學(xué)生進(jìn)行分組匯報(bào),匯報(bào)的內(nèi)容包括研究背景、研究目的、研究方法、研究結(jié)果、結(jié)論與討論部分;(5)提問問題情況評(píng)價(jià),分組匯報(bào)時(shí),要求其他組提出1~2 個(gè)問題;(6)回答問題情況評(píng)價(jià),分組匯報(bào)時(shí),要求匯報(bào)學(xué)生針對(duì)其他組提出的問題進(jìn)行針對(duì)性的回答。每項(xiàng)考核和評(píng)估均采用100分制。
1.3.2 學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的滿意度評(píng)價(jià)以問卷調(diào)查的形式來評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)教學(xué)效果滿意度。調(diào)查內(nèi)容包括對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)操作的滿意度情況。每項(xiàng)調(diào)查內(nèi)容的分值均采用100 分制。調(diào)查問卷的整體Cronbach’s α 系數(shù)為0.987,KMO 值為0.972,調(diào)查問卷3 個(gè)維度的Cronbach’s α 系數(shù)在0.933~0.976 之間,表明量表具有良好的信度。此外,還以問卷的形式收集了學(xué)生的年齡、性別、有無醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)(grade point average,GPA)等基本資料。
采用SPSS 軟件對(duì)收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,評(píng)價(jià)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,采用單因素方差分析和Bonfferoni 檢驗(yàn),以P< 0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
傳統(tǒng)教學(xué)組的學(xué)生人數(shù)為104 名,RBL 教學(xué)組的學(xué)生為108 名。傳統(tǒng)教學(xué)組的男生為50 名(占48.08%),女生為54 名(占51.92%),平均年齡(21.16±1.16)歲。RBL 教學(xué)組的男生為53 名(占49.07%),男生為55 名(占50.93%),平均年齡(20.89±1.07)歲。傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組的學(xué)生在參加醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之前,均未接受過醫(yī)學(xué)免疫學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。RBL 教學(xué)組與傳統(tǒng)教學(xué)組相比,性別、年齡、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和GPA 方面的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表1。
表1 傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生基本資料比較()Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group()
表1 傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生基本資料比較()Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group()
傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組的學(xué)生在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程中獲得的總分情況,見圖1。傳統(tǒng)教學(xué)組學(xué)生的綜合得分為(424.4±18.2)分,RBL 教學(xué)組學(xué)生的綜合得分為(510.9±15.3)分,RBL 教學(xué)組學(xué)生的科研創(chuàng)新能力總分高于傳統(tǒng)教學(xué)組學(xué)生的綜合得分(P< 0.000 1),說明通過醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),RBL 教學(xué)組學(xué)生的科研創(chuàng)新能力比傳統(tǒng)教學(xué)組學(xué)生進(jìn)步的更顯著。
圖1 傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生科研創(chuàng)新能力總分得分比較Fig.1 Comparison of the total score of the scientific innovation ability between traditional teaching group and RBL teaching group***P < 0.001。
傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組的學(xué)生在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程中各個(gè)維度的得分情況,見圖2。通過對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生在各個(gè)維度的得分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)RBL 教學(xué)組的學(xué)生在優(yōu)化綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、撰寫報(bào)告、結(jié)果匯報(bào)、提問問題和回答問題方面的得分均高于傳統(tǒng)教學(xué)組(P< 0.001),表明RBL 教學(xué)方法可以從多個(gè)維度提高學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。
圖2 傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生科研創(chuàng)新能力各維度得分比較Fig.2 Comparison of the scores of each dimension between traditional teaching group and RBL teaching group**P < 0.01,***P < 0.001。
傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組的學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)滿意度的評(píng)分情況,見圖3。通過對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生的教學(xué)滿意度評(píng)分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)RBL 教學(xué)組的學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣滿意度、教學(xué)模式滿意度和實(shí)驗(yàn)操作滿意度方面的評(píng)分均高于傳統(tǒng)教學(xué)組(P< 0.05),表明RBL 教學(xué)方法可以提高學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)滿意度。
圖3 傳統(tǒng)教學(xué)組和RBL 教學(xué)組學(xué)生對(duì)教學(xué)滿意度的評(píng)分比較Fig.3 Comparison of the scores of degree of satisfaction between traditional teaching group and RBL teaching group*P < 0.05,***P < 0.01。
高等學(xué)校本科生科研創(chuàng)新能力是本科生綜合素質(zhì)的重要體現(xiàn)。科研創(chuàng)新能力體現(xiàn)在查閱信息能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、歸納總結(jié)能力、質(zhì)疑能力、邏輯思維能力等多個(gè)方面[9-10]。本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿大學(xué)本科教育的全過程,滲透于理論教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、創(chuàng)新教育與科研項(xiàng)目訓(xùn)練環(huán)節(jié)等[11]。本科生可以在教育教學(xué)活動(dòng)中了解和掌握科研方法、增強(qiáng)實(shí)踐操作能力、提升科研意識(shí)、強(qiáng)化質(zhì)疑精神,進(jìn)而養(yǎng)成科研創(chuàng)新能力。本科生科需要在長(zhǎng)期的本科教育教學(xué)過程中潛移默化地養(yǎng)成科研創(chuàng)新能力?,F(xiàn)代高等學(xué)校本科生教學(xué)內(nèi)容總體可以歸納為理論課程、實(shí)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、科研訓(xùn)練等部分,每一部分對(duì)本科生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都具有重要的作用。然而,在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師習(xí)慣于照本宣科和教學(xué)灌輸,啟發(fā)性教育不足。傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足本科生科研創(chuàng)新能力的養(yǎng)成[12]。本科生的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要多樣的教學(xué)形式、復(fù)雜的教學(xué)手段和系統(tǒng)的教學(xué)過程等。因此,需要綜合應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法與手段,不斷探索教學(xué)方法的改革,滿足本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求[13]。
基于研究的學(xué)習(xí)是將學(xué)生從客體轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w,將教師從主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo),在教師的引導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、善于思考和勇于探索的鉆研精神[14]。醫(yī)學(xué)免疫學(xué)是一門集細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科交叉融合的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科,專門研究人體免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、免疫相關(guān)疾病發(fā)生機(jī)制以及免疫學(xué)診斷與防治方法等,其理論課程和科研訓(xùn)練課程具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性。新醫(yī)科背景下,基于研究的學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心,可以激發(fā)醫(yī)學(xué)院本科生在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)理論學(xué)習(xí)和科研訓(xùn)練中的主體作用[15-16]。在實(shí)驗(yàn)操作之前,通過對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)邏輯和技術(shù)路線的解讀,并發(fā)現(xiàn)不足之處,再通過查閱資料,提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處,再根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)操作遇到的問題對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,最后獨(dú)立完成科研訓(xùn)練的所有實(shí)驗(yàn)操作,并采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫報(bào)告、參加匯報(bào)和討論。研究結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)教學(xué)組的學(xué)生相比,RBL 教學(xué)組的學(xué)生在科研創(chuàng)新能力總分、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得分、實(shí)驗(yàn)操作得分、報(bào)告撰寫得分、數(shù)據(jù)匯報(bào)得分、提問問題得分和回答問題得分方面均提高,說明RBL 教學(xué)法可以調(diào)動(dòng)學(xué)生在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)科研訓(xùn)練過程中的主體作用,從而提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
同時(shí)筆者也發(fā)現(xiàn)RBL 教學(xué)法還可以提高學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果滿意度。這就要求筆者今后在生命科學(xué)相關(guān)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)中,要注重引導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)查、質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集與分析、撰寫科技報(bào)告、交流與討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等多種形式的自主實(shí)踐,學(xué)習(xí)科研方法,熟悉科研手段,提高科研創(chuàng)新能力[17-19]。
綜上所述,以醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程為載體,與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比,運(yùn)用RBL 這一新的教學(xué)模式可以從多個(gè)維度提高本科生的科研素養(yǎng),包括提高本科生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、報(bào)告撰寫、數(shù)據(jù)分析、提問問題和回答問題等方面的能力,從而提升了本科生的科研創(chuàng)新能力。此外,RBL 教學(xué)法還可以提高本科生對(duì)教學(xué)效果的滿意度,包括學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)操作效果等方面的滿意度。因此,運(yùn)用RBL 教學(xué)法有利于研究型人才的培養(yǎng)。在本研究中,筆者創(chuàng)新性地將RBL 教學(xué)法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)免疫學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)中,并闡明了RBL 教學(xué)法在培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新能力方面比傳統(tǒng)教學(xué)法具有更好的教學(xué)效果,為綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革和本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索提供了重要參考。