科研創(chuàng)新能力導(dǎo)向的生物醫(yī)學(xué)碩士研究生課程教學(xué)模式構(gòu)建

摘 要 生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教育是在本科教育基礎(chǔ)上的繼續(xù)學(xué)習(xí)和提升，對國家培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)高端創(chuàng)新型科研人才具有至關(guān)重要的作用。課程教學(xué)在生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的知識體系構(gòu)建、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實(shí)踐技能提高等方面具有不可替代的作用，改革課程教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，對培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的科研創(chuàng)新能力具有重要的意義。實(shí)踐表明，基于科研創(chuàng)新能力導(dǎo)向，構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)碩士研究生雨課堂+案例式教學(xué)模式，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮了課程教學(xué)提高碩士研究生創(chuàng)新能力的作用，為生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教育及相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)提供了參考。

關(guān)鍵詞 科研創(chuàng)新能力；生物醫(yī)學(xué)碩士研究生；雨課堂；案例式教學(xué)；基因工程技術(shù)；生物信息學(xué)

中圖分類號：G643.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.111

0 引言

創(chuàng)新型人才是一個(gè)國家發(fā)展的原動力，是推動科技提升和生產(chǎn)力發(fā)展的重要力量。生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教育對國家培養(yǎng)高端創(chuàng)新型生物醫(yī)學(xué)科研人才具有至關(guān)重要的作用，而具備較高的科研能力是衡量研究生培養(yǎng)的重要指標(biāo)，因此，碩士研究生教育更需要關(guān)注科研能力的培養(yǎng)[1-2]。隨著我國研究生教育的快速發(fā)展，研究生在校人數(shù)迅速增加[3]。隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，近些年生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的生源質(zhì)量有顯著差異，由于學(xué)習(xí)經(jīng)歷不同，其所具備的專業(yè)理論知識和實(shí)踐技能不盡相同，不同層次高校的生源、相近專業(yè)甚至跨學(xué)科的生源都會出現(xiàn)在同一個(gè)專業(yè)甚至同一位導(dǎo)師的指導(dǎo)下。碩士研究生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)也從寬泛的重基礎(chǔ)轉(zhuǎn)向集中的聚焦某一研究方向，對知識的綜合分析歸納、自主重塑和再運(yùn)用及創(chuàng)新都有了更高的要求。在培養(yǎng)過程中，部分研究生科研創(chuàng)新意識差、實(shí)踐能力弱等問題開始顯現(xiàn)[4]，給生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的教學(xué)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。提高碩士研究生的科研創(chuàng)新能力已經(jīng)成為碩士研究生培養(yǎng)工作中需要重點(diǎn)解決的問題[5]。課程教學(xué)在幫助學(xué)生建立知識體系、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和提高實(shí)踐技能等方面具有重要作用，因此，探究生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教學(xué)模式改革，對培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的科研創(chuàng)新能力具有重要意義。

1 生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教學(xué)中存在的問題

和教學(xué)模式改革的必要性

1.1 生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教學(xué)中存在的問題

1.1.1 科研創(chuàng)新能力弱

生物醫(yī)學(xué)碩士研究生大多是完成本科階段學(xué)習(xí)后直接考取碩士研究生，由于本科階段的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求和碩士階段的要求差異大，相應(yīng)造成剛考取碩士研究生的學(xué)生研究意識不強(qiáng)，科研創(chuàng)新能力弱，還不具備科研工作者的特質(zhì)，主要體現(xiàn)在主觀能動性差，不善于閱讀文獻(xiàn)和總結(jié)，不善于在自己的研究范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，不善于尋求解決問題的辦法，文字組織能力弱，邏輯思維能力差，學(xué)術(shù)理論水平普遍偏低[6]。因此，必須結(jié)合學(xué)生科研創(chuàng)新能力不足的原因，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)要求，創(chuàng)新教學(xué)手段和模式，使學(xué)生真正參與教學(xué)過程，提高學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)他們善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，不斷增強(qiáng)其科研創(chuàng)新意識，進(jìn)而提高其科研創(chuàng)新能力。

1.1.2 現(xiàn)有教學(xué)模式不利于科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)

現(xiàn)有碩士研究生教學(xué)模式存在“研究生課程本科化”的問題[7]，以教師為主導(dǎo)的講授模式已經(jīng)暴露出明顯的弊端[6]。在教學(xué)過程中，對于部分學(xué)生來說，教師所講授的內(nèi)容可能與本科階段的教學(xué)內(nèi)容有較大的重疊，這必然會影響這部分學(xué)生參與課堂的積極性；而另一部分學(xué)生（特別是跨專業(yè)報(bào)考的學(xué)生）對授課內(nèi)容可能沒有扎實(shí)的相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)，難以理解這些教學(xué)內(nèi)容。這就容易造成同一門課程的教學(xué)出現(xiàn)分化，因而影響整體教學(xué)效果。這種教學(xué)模式必然導(dǎo)致部分學(xué)生厭學(xué)，早退、曠課時(shí)有發(fā)生，難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新意識的目標(biāo)[8-9]。

1.2 教學(xué)模式改革的必要性

教學(xué)模式對研究生的科研能力和創(chuàng)新思維培養(yǎng)極為重要[10]。濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的課程教學(xué)多采用傳統(tǒng)的教師講授為主的模式，部分課程選取適當(dāng)內(nèi)容進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，總體來看，仍然不能實(shí)現(xiàn)有效的課堂，課堂互動較少，學(xué)生逃課和早退現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這種教學(xué)方式?jīng)]有達(dá)到碩士研究生的教學(xué)要求，嚴(yán)重影響了課程教學(xué)在碩士研究生培養(yǎng)過程中的作用。同時(shí)，由于大多數(shù)的碩士研究生從入學(xué)就開始進(jìn)入導(dǎo)師負(fù)責(zé)制下的研究室進(jìn)行科學(xué)研究，在心理上已經(jīng)有放松課程學(xué)習(xí)的趨勢，重心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到科學(xué)研究工作上，勢必影響課程教學(xué)的參與度。因此，要改革現(xiàn)有的課程教學(xué)模式，提高學(xué)生的課堂參與度，且要契合碩士研究生的培養(yǎng)要求，在設(shè)計(jì)課程內(nèi)容方面，需要著重培養(yǎng)碩士研究生的科研創(chuàng)新能力，有針對性地鍛煉和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并針對問題找到解決辦法的能力，從而使學(xué)生在教學(xué)過程中真正融入課堂，帶著問題學(xué)習(xí)。這樣學(xué)生才能在科研過程中參考本領(lǐng)域已有的研究提出新的見解，進(jìn)而開展創(chuàng)新性的科研工作。

2 雨課堂+案例式教學(xué)模式的構(gòu)建

從大學(xué)本科到碩士研究生，是從寬口徑、重基礎(chǔ)、學(xué)實(shí)踐技能的專業(yè)知識教育，轉(zhuǎn)變?yōu)槎ǚ较?、重?shí)踐、強(qiáng)創(chuàng)新的專業(yè)方向教育，在教學(xué)中需要引入新理念、新知識、新方法和新技能。在現(xiàn)有的教學(xué)模式中，通過比較分析找出能夠提高學(xué)生參與度的常用的教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂、PBL和案例式教學(xué)。本項(xiàng)目組認(rèn)為案例式教學(xué)最能有效實(shí)現(xiàn)當(dāng)前階段碩士研究生教學(xué)目的。案例式教學(xué)（Case-based Teaching，CBT）是利用典型案例作為教學(xué)媒介的一種教學(xué)方法[11]。運(yùn)用該教學(xué)方法，學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主體，在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行主動學(xué)習(xí)和思考。有別于填鴨式的傳統(tǒng)課堂教學(xué)，案例式教學(xué)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是討論，討論式教學(xué)給學(xué)生提供了自主表達(dá)、交流和探討的機(jī)會，學(xué)生的創(chuàng)新意識得到激發(fā)，有助于其建立創(chuàng)新性思維[6，12-14]，養(yǎng)成問題意識和批判性思維，進(jìn)而在科學(xué)研究的道路上始終保持質(zhì)疑的態(tài)度和習(xí)慣。

基于濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院生物醫(yī)學(xué)碩士研究生課程體系，選擇基因工程技術(shù)、基因組學(xué)與生物信息學(xué)分析技術(shù)等課程作為教學(xué)模式構(gòu)建的改革課程，因?yàn)檫@些課程包含大量的生物醫(yī)學(xué)基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，能有效地設(shè)置教學(xué)案例[15]，且與生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的科研工作密切相關(guān)，容易提高學(xué)生的課堂參與度。具體構(gòu)建路徑如圖1所示。

2.1 構(gòu)建雨課堂+案例式教學(xué)模式具備的基本條件

學(xué)生根據(jù)預(yù)留的案例學(xué)習(xí)課程知識，查閱資料，分析和解決問題，這些問題的解決需要利用碎片時(shí)間來完成，而研究生階段是碎片時(shí)間較多的階段，學(xué)生要很好地利用這些時(shí)間?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代，電腦和智能手機(jī)是碩士研究生的學(xué)習(xí)必備品，線上線下相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式眾多，故將雨課堂引入碩士研究生的案例式教學(xué)中有其天然的便利條件。雨課堂是清華大學(xué)開發(fā)的一種新型在線教學(xué)工具，充分融合了線下教學(xué)與線上教學(xué)的優(yōu)勢，可以在課程內(nèi)容預(yù)習(xí)、課堂互動教學(xué)和課后作業(yè)之間建立便捷、及時(shí)和有效的溝通渠道，極大地方便教師教學(xué)，在眾多高校教學(xué)中得到推廣和使用[16-17]。

2.2 課前學(xué)情分析

對新入學(xué)的生物醫(yī)學(xué)碩士研究生發(fā)放教學(xué)調(diào)查問卷，有針對性地調(diào)研各研究生入學(xué)前的基礎(chǔ)情況，如所學(xué)專業(yè)、能獨(dú)立操作的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究方向等，從而有針對性地輔助設(shè)計(jì)教學(xué)案例，提高研究生的課堂參與度、學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而促使他們學(xué)以致用。

2.3 教學(xué)案例篩選

結(jié)合教學(xué)調(diào)查問卷的反饋，重新梳理與組織基因工程技術(shù)和基因組學(xué)與生物信息學(xué)分析技術(shù)等課程的知識體系，以基于學(xué)生現(xiàn)階段的知識基礎(chǔ)和密切貼合學(xué)生的科研工作為基本要求撰寫案例，同時(shí)輔以和案例密切契合的預(yù)習(xí)習(xí)題，習(xí)題賦以一定的考核成績，使其具備約束作用。預(yù)習(xí)習(xí)題的設(shè)置要求：基礎(chǔ)知識扎實(shí)的學(xué)生通過預(yù)習(xí)習(xí)題的練習(xí)，基本能達(dá)到課上討論的要求；而基礎(chǔ)知識相對薄弱的學(xué)生，必須查閱資料才能掌握預(yù)習(xí)習(xí)題。通過該措施有效地解決研究生生源質(zhì)量參差不齊帶來的基礎(chǔ)知識差異問題，防止學(xué)有余力的學(xué)生不認(rèn)真分析案例，而基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生又不知如何去分析案例所包含的知識點(diǎn)，從而增強(qiáng)案例式教學(xué)課堂的討論效果。

2.4 基于雨課堂的線上線下混合教學(xué)

以雨課堂具備的能“課前—課上—課后”全面互動的便利和優(yōu)勢，充分利用學(xué)生的碎片時(shí)間，課前借助雨課堂發(fā)布案例及與案例相契合的練習(xí)題，督促學(xué)生提前對案例進(jìn)行相關(guān)知識的查閱、思考、分析，為在課堂中進(jìn)行討論和交流奠定基礎(chǔ)；在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生以案例為討論的出發(fā)點(diǎn)，分析問題和解決問題，拓展創(chuàng)新思維，進(jìn)而提高科研創(chuàng)新能力?；谟暾n堂的線上線下混合教學(xué)中，學(xué)生線上個(gè)性化自主學(xué)習(xí)與線下課堂討論相結(jié)合，遇到問題可在課前反饋給教師。對于相對簡單的問題，教師可通過微信、QQ等進(jìn)行答疑和個(gè)性化指導(dǎo)；對于不易理解的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，教師進(jìn)行匯總、整理和分類，通過雨課堂發(fā)布到全班，用于課堂集中討論。在教學(xué)案例探究過程中，鼓勵(lì)學(xué)生積極查閱文獻(xiàn)，思考案例問題，嘗試自主分析問題、解決問題，為線下討論做好充足的知識儲備。

2.5 有效考核方式的探究

科學(xué)合理的考核機(jī)制會起到有效的督促作用，有利于保障和增強(qiáng)教學(xué)效果。傳統(tǒng)的研究生課程考核往往基于本門課程內(nèi)容，結(jié)合自己的研究方向選擇某一研究內(nèi)容進(jìn)行綜述，不能有效考查學(xué)生對課程的掌握程度，雖然能夠鍛煉學(xué)生的綜述撰寫能力，但無法分辨學(xué)生提交的綜述是自己撰寫的還是從網(wǎng)絡(luò)資源中拷貝的，沒有有效的鑒別機(jī)制，容易導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)付了事，失去課程考核的意義。因此，設(shè)置適當(dāng)?shù)目己朔绞剑Y(jié)合學(xué)生的科研實(shí)際，以提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力為目標(biāo)，以案例或者綜合性題目為主，使學(xué)生既能參與課程考核，又能進(jìn)一步通過考核強(qiáng)化在科研工作中用到的基本理論和實(shí)驗(yàn)技能。

2.6 優(yōu)化教學(xué)模式

授課完成后，針對授課過程，再次開展問卷調(diào)查，進(jìn)行學(xué)情分析，根據(jù)問卷調(diào)查情況，結(jié)合下一個(gè)年級授課前的學(xué)情分析，優(yōu)化和替換教學(xué)中采用的案例與預(yù)習(xí)習(xí)題，完善基于雨課堂的線上線下混合教學(xué)模式，改進(jìn)考核方式等，為科研創(chuàng)新能力導(dǎo)向的生物醫(yī)學(xué)碩士研究生雨課堂+案例式教學(xué)改革提供保障。

3 改革成效

3.1 建立有效的線上線下互動教學(xué)模式

通過構(gòu)建雨課堂+案例式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂，增強(qiáng)教學(xué)效果。參與問卷調(diào)查的學(xué)生都認(rèn)為該教學(xué)模式能有效利用自己的碎片時(shí)間，在案例分析過程中提高了分析問題和解決問題的能力。通過有針對性的案例，學(xué)生不僅提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化了對實(shí)驗(yàn)技術(shù)的理解和掌握，還會在案例的探討和學(xué)習(xí)中提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)的運(yùn)用能力。

3.2 建立有效的動態(tài)案例庫

生物醫(yī)學(xué)碩士研究生入學(xué)前的本科專業(yè)差別較大，以學(xué)校2022級生物醫(yī)學(xué)碩士研究生為例，約有50%的學(xué)生本科階段沒有開設(shè)基因工程課程，導(dǎo)致學(xué)生在基因工程技術(shù)和生物信息學(xué)方面的知識儲備差別巨大，因此需要借助有針對性的教學(xué)案例才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。在教學(xué)改革中，通過對不同年級的研究生進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，基因工程技術(shù)課程主要集中在RT-qPCR技術(shù)、Western blot、載體構(gòu)建、引物設(shè)計(jì)和基因敲除等原理與技術(shù)；生物信息學(xué)課程主要集中在生物信息學(xué)軟件和生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的使用，如SnapGene、DNAMAN、Primer Premier、NCBI-Blast等方面?；谶@些需求，建立有針對性的案例庫，并隨著技術(shù)的發(fā)展和調(diào)查問卷的反饋，動態(tài)調(diào)整授課案例。例如：圍繞RT-qPCR技術(shù)設(shè)置案例，討論比較樣品不同處理?xiàng)l件下基因的表達(dá)變化，討論分析使用RT-qPCR技術(shù)研究基因表達(dá)變化的基本流程及可能出現(xiàn)的問題。有針對性的案例庫有助于提高課堂效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并學(xué)以致用?；蚬こ碳夹g(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)繁雜多樣，只有基于調(diào)研分析，才能有針對性地設(shè)計(jì)教學(xué)案例，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

3.3 建立有效的考核方式

對于綜述撰寫和綜合性題目這兩種考核方式進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果表明，對兩種方式皆認(rèn)可的學(xué)生約占50%。以往綜述撰寫考核，學(xué)生撰寫的課程綜述質(zhì)量不高，與課程的考核要求并不匹配?；趯W(xué)生在基因工程技術(shù)和生物信息學(xué)方面的基礎(chǔ)知識相對薄弱，本研究采用以綜合性題目為主的考核方式，與綜述相比較，更能促進(jìn)對所學(xué)知識的鞏固和運(yùn)用。通過綜合性題目的考核，強(qiáng)化課程所學(xué)知識。例如：在基因工程技術(shù)課程中通過題目“需將某一真核生物重要功能基因克隆并實(shí)現(xiàn)真核表達(dá)，簡要闡述你準(zhǔn)備選擇的宿主、載體及其特點(diǎn)，并說明選擇原因，論述表達(dá)系統(tǒng)的構(gòu)建和表達(dá)過程”，綜合考核學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用能力。這種考核題目往往與學(xué)生的課題研究內(nèi)容緊密聯(lián)系，從考核的角度再次凸顯學(xué)以致用的目的，將課程考核與學(xué)生的研究相結(jié)合，相得益彰。實(shí)踐證明，該考核方式優(yōu)于綜述撰寫。

4 結(jié)束語

生物醫(yī)學(xué)碩士研究生階段的教學(xué)與本科階段教學(xué)有本質(zhì)的區(qū)別，是在本科教學(xué)基礎(chǔ)上的繼續(xù)學(xué)習(xí)和提升，對科研創(chuàng)新能力有較高的要求。如何基于這個(gè)要求提高生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的教學(xué)質(zhì)量是非常值得探究的課題?；趯ι镝t(yī)學(xué)碩士研究生的科研創(chuàng)新能力現(xiàn)狀分析和雨課堂的優(yōu)點(diǎn)與案例式教學(xué)模式的特點(diǎn)論述，對濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院生物醫(yī)學(xué)碩士研究生的招生規(guī)模、生源來源與質(zhì)量及以往的碩士研究生的學(xué)情特點(diǎn)進(jìn)行綜合比較分析，構(gòu)建適應(yīng)當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)碩士研究生教學(xué)需要的教學(xué)模式，也為同類院校的研究生教學(xué)提供參考。但教無定法，不同的學(xué)校，師資力量、招生規(guī)模和生源質(zhì)量等都有差異，因此沒有通用的教學(xué)模式，只有結(jié)合本校實(shí)際狀況，探究適合本校的研究生教學(xué)模式，才能有效地提高研究生教學(xué)質(zhì)量，并使之與社會發(fā)展相適應(yīng)。

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*項(xiàng)目來源：2018年山東省研究生教育優(yōu)質(zhì)課程立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目“基因組學(xué)與生物信息學(xué)分析技術(shù)”（編號：SDYKC18092）；

濱州醫(yī)學(xué)院2021年研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于科研創(chuàng)新能力導(dǎo)向的生物學(xué)學(xué)術(shù)型碩士研究生雨課堂+案例式教學(xué)模式的構(gòu)建”（編號：BYYJSJG2021013）；濱州醫(yī)學(xué)院2021年校級教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“基于建構(gòu)主義的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)‘線上理論+虛實(shí)結(jié)合’教學(xué)模式的構(gòu)建”（編號：JYKTMS2021053）。

作者簡介：姚慶收，通信作者，博士，副教授；孔令慧、張小華、賽思翔，博士，副教授；秦加陽，博士，教授。