構建培養學生科研能力的基礎醫學實驗教學體系

陸 源，葉治國，厲旭云，富麗琴，王夢令，夏 強

（浙江大學醫學院，浙江杭州 310058）

美國醫學居于世界領先地位的主要原因之一是其先進的醫學教育制度及模式。現代醫學教育課程體系始于1871年哈佛大學醫學院的實驗教學課程體系和1893年霍普金斯醫學院的臨床見習制度，即實驗教學之于基礎學習，臨床見習之于臨床學習［1］。隨著生物醫學科學和人類社會的發展，醫學教育模式也在發生深刻的變革，如哈佛大學醫學院的“新途徑（New Pathway）”課程計劃［2］，霍普金斯醫學院的“從基因到社會（Genes to Society）”課程體系［3］。醫學教育總的發展趨勢是基礎醫學二級學科課程的整合、基礎醫學與臨床醫學課程的整合及醫學與社會學、環境學等學科課程的整合［3－4］，以培養具有臨床醫學實踐、生物醫學研究能力的醫學生。

我國一些醫學院校借鑒國際醫學教育先進理念、課程體系、教學方法，結合國情進行了基礎醫學課程整合、基礎醫學與臨床醫學整合的模塊化課程等的改革和探索［5－7］。基礎醫學實驗教學作為醫學教育的一個重要組成部分，需要借鑒國際先進的教育模式，以教育部“推進醫學教育綜合改革，實施卓越醫生教育培養計劃，探索適應國家醫療體制改革需要的臨床醫學人才培養模式。支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊”為目標，構建有中國特色的基礎醫學實驗課程體系。

1 中美醫學院校基礎醫學實驗教學的差異

以美國為代表的歐美大學醫學教育基本采用長學制，即醫學生基本在完成本科教育后再學習4年的醫學課程［8－11］。美國醫學生在本科階段已修學醫學預科所需要的遺傳學、生物學、生物化學等課程及實驗，醫學新生入學就可進入研究室參加科研和實習［3］。美國醫學院的基礎醫學課程實驗教學平均為300學時，約為中國的一半。但M.D.與PH.D.雙博士生，學制增加一年，實驗學時要增加一倍多［5］。“學生專題科研機會”是全美醫學課程指南中6項固定評價指標中的一項，醫學生必須參加科研訓練。美國醫學院校都有針對醫學生的暑期課程——專題科研項目［3，10，12－14］，每年從6月開始，為期8～10周，從大一到大三，學生可以選擇不同的研究方向和導師，也可以連續2年或3年參加同一個教授的課題組，專題科研訓練過程類似研究生培養。

我國醫學類專業修業年限以五年制為主體。醫學新生的主體是高中畢業生，無生物醫學理論和實驗技能，醫學院校通過實驗課程培養醫學生的實驗技能。我國多數醫學院校的基礎醫學實驗教學為二級學科課程內實驗，開設的實驗項目數量多，經典的多、驗證課程理論的多。我國沒有類似于美國醫學課程指南的“學生專題科研機會”評價指標，醫學院校臨床醫學五年的課程計劃中也沒有針對醫學生的專題科研項目。大學生科技訓練項目（SRTP）、“挑戰杯”等項目的科研訓練缺乏系統性、覆蓋面有限。

美國醫學院系的科研室設備先進、功能完善、經費充足，師生比為1∶1或者更低［15］，有眾多高水平的教授，可以對醫學生進行一對一的專題科研訓練指導。中國醫學院校的科研實驗室設施、科研經費都有限，師生比大多在1∶4到1∶12，教授數量較少、難以做到對全部醫學生進行一對一的科研訓練指導。美國醫學院校的實驗教學目標是培養學生的科研能力，我國醫學院校的實驗教學目標是驗證理論和實驗技能的訓練。綜上所述，我國與美國的醫學實驗教學除存在“起點”差距外，還存在“資源”和教學目標的差距。

2 我國醫學院校基礎醫學實驗教學改革的現狀

以“基礎醫學”和“實驗教學”為檢索詞從“維普”和“萬方”期刊數據庫中檢索到的論文分別為210 篇和105篇，其中與基礎醫學實驗教學體系或課程體系改革的相關論文分別為48 篇和38 篇。上述論文中有13所醫學院校進行了3 個以上學科課程實驗改革［16－29］（其中教育部直屬院校5所），調研中獲得其中11所院校的臨床醫學五年制教學計劃或課程資料（1所學校沒有獲得，1所學校沒有臨床醫學專業）。以教學計劃或課程資料為依據，參考相對應的論文，各校基礎醫學綜合性實驗課程基本可歸類為4門課程（各校的課程名稱有差異）:

（1）“形態學實驗”為人體解剖學、組織胚胎學和病理學實驗的綜合課程。

（2）“機能學實驗”為生理學、病理生理學和藥理學實驗的綜合課程。

（3）“感染與免疫學實驗”為病原微生物學、人體寄生蟲學和人體免疫學實驗的綜合課程。

（4）“分子醫學實驗”為分子生物學、生物化學、細胞生物學、遺傳學實驗的綜合課程。

11所院校臨床醫學五年制基礎醫學實驗課程開設情況見表1。表1中，實驗課程整合情況中的“完全整合”是指實驗課程基本與理論課脫鉤，獨立運行、自成體系；“部分整合”是指實驗課形式上獨立成一門課程，但課程時間安排上基本按先理論后實驗、與理論課并行。

表1 11所院校臨床醫學五年制基礎醫學實驗課程開設情況

表1中，81.1%的學校開設機能學實驗、45.5%學校開設分子醫學實驗，只有18.2%的學校開設形態學實驗和病原與免疫學實驗。開設全部4門課程的只有1所學校。有1所學校開設了為期2周的創新性實驗課程，1所學校開設了醫學基礎實驗技術選修課程。上述論文資料表明，有6所院校開設了課程內的設計性或創新性實驗。11所院校沒有類似美國院校的“科研專題訓練項目”。上述11所醫學院校基礎醫學實驗教學體系改革是大陸地區155所設立臨床醫學專業院校改革的縮影，其特征為:基礎醫學實驗教學體系的改革缺乏整體性規劃，機能學實驗整合起步早、開設的院校多，其他學科實驗整合相對遲緩，缺乏專題科研訓練環節；課程設計缺乏系統性，尤其是缺乏教學目標與質量的評估；課程運行管理體系不清晰；實驗室建設優于課程建設。

3 創建培養學生科研能力的基礎醫學實驗教學新體系

3.1 創建基礎醫學實驗教學體系

基礎醫學實驗教學改革應以2012年教育部的“支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊”［8］為目標，通過基礎醫學實驗教學，使本科生具備早進課題、早進實驗室、早進團隊參與科研活動的基本能力。國情決定我國醫學教育不能照搬美國模式，而需借鑒國際先進經驗，結合國情構建有中國特色的基礎醫學實驗教學體系。目前，我國基礎醫學實驗教學存在的主要問題是“學而不用”，即缺少一個將實驗理論、方法、技能綜合應用于研究的實踐環節。因此，我國基礎醫學實驗教學應建立以綜合性實驗課程培養學生實驗技能和以科研訓練課程培養學生科研能力的教學體系，并系統性地創建綜合性實驗課程、科研訓練課程、教學目標評估體系、實驗內容體系、教學方法、學生學習評價體系、課程運行管理體系。

3.1.1 創建基礎醫學綜合性實驗課程

整合多個學科課程實驗進行教學是基礎醫學實驗教學發展的一個趨勢。綜合性實驗課程較之單學科課程實驗具有避免低水平重復、效率高、可培養學生綜合應用多學科知識和實驗技能解決問題的能力等優點。基礎醫學綜合性實驗課程是學生學習實驗技能的課程，其內容應包括實驗理論、實驗技術和方法、科研基本技能及其應用。浙大醫學院綜合性實驗課程依據實驗技術類型相似、理論關聯密切的原則將基礎醫學二級學科課程內的實驗整合為獨立的實驗課程，并進行拓展。人體解剖學、組織胚胎學和病理學從宏觀到微觀、從正常到異常反映人體器官、組織和細胞的形態變化，將3方面實驗整合為“形態學實驗”課程、并增加與臨床聯系和形態學實驗技術內容，使學生從整體上認識人體結構與疾病，了解形態學研究方法。人體生理學、病理生理學和藥理學反映的是機體正常、異常及藥物作用下的機體功能代謝情況，實驗方法技術相近、理論關聯密切，將這些實驗綜合為“機能學實驗”課程，并增加課題型科研訓練內容，使學生更系統地了解和掌握機體功能代謝變化的研究方法與基本科研技能。病原生物致病與機體免疫應答密切關聯，將病原生物學、免疫學實驗與部分臨床檢驗內容有機整合為“感染與免疫實驗”課程。將實驗技術和方法類似的生物化學、分子生物學、遺傳學實驗整合為“分子醫學實驗”課程。

3.1.2 創建科研訓練課程

科研訓練課程（或計劃）是學生科研訓練或者是實驗技能應用實踐的課程。科研訓練課程（或計劃）應根據學校人才培養目標和科研資源條件情況進行設置。科研資源條件充沛的學校，可考慮設置類似于美國的“專題科研訓練項目”，學生進入研究室參與教師的課題研究；科研資源條件不充分的學校，可考慮設置科研訓練課程或在實驗課程內設置課題型實驗研究項目，由教師指導一批學生進行科研訓練。也可考慮科研訓練課程后部分學生進入教師的研究室參與課題研究。

3.2 創建基礎醫學實驗教學體系的教學目標及評估體系

構建新的基礎醫學實驗教學體系的首要問題是設定教學目標。新的教學目標應優于原實驗教學體系的教學目標。教學目標的設定應符合科學性、先進性和可行性原則。不同類型的大學要結合本校人才培養目標來設定教學目標，如研究型大學培養的是復合研究型人才，其實驗教學目標應是培養學生的科研和創新能力；教學型大學培養的是應用型人才，其實驗教學目標主要是培養學生的實踐能力。

教學目標有具體內涵并有具體的評估體系。教學目標評估體系由一系列的具體、客觀和科學的評價指標構成，評價指標反映教學目標的具體內涵。如將培養學生的實踐能力作為教學目標。反映實踐能力這一目標的具體評價指標為:學生對實驗的興趣程度，學生應掌握的實驗方法、實驗技術及熟練程度，學生應用實驗知識和技能解決實際問題的水平等。如果制定的教學目標是培養學生的創新能力，其評價指標除上述實踐能力外，還應包括如發現問題、信息獲取、文獻閱讀及應用、數據統計、實驗設計等能力和水平。評價指標需在整個實驗教學體系框架下進行統一設置，避免重復或遺漏。教學目標評估體系是一個標尺，檢驗教學是否實現設定的教學目標，通過評估發現問題，修正教學內容、教學方法和手段，完善教學運行管理等。教學目標評估應在實驗教學過程、實驗報告、實驗設計、課題設計、論文、筆試、實驗技能操作考核、調查問卷等環節進行全面評估，教學目標評估可采用抽樣方法，但樣本量要符合統計學要求。

3.3 實驗課程內容和教學方法

3.3.1 根據教學目標的評價指標選擇課程內容

實驗項目構成實驗課程的主體，實驗項目承載課程具體的實驗教學內容。一個實驗項目可包含多項實驗教學內容，實驗教學內容與教學目標的評價指標有一一對應的關系，因此，課程的實驗教學內容需依據教學目標的具體評價指標選擇，然后確定實驗項目。

基礎性實驗的教學目標主要是學習和掌握實驗基本技能，所以基礎性實驗項目須包含實驗基本技能的內容，如常用儀器使用、常規動物實驗技術、實驗觀察、數據采集等的學習和訓練內容。實驗基本技能是實踐能力和創新能力的基礎，課程內容設計中要保證實驗基本技能訓練內容。

綜合性實驗的教學目標主要是多學科知識或實驗技能的綜合應用實踐，實驗內容應體現多學科知識或實驗技能的整合，如正常與異常形態比較性觀察及臨床案例聯系，又如正常與酸中毒時呼吸及血氣變化。

基礎性實驗、綜合性實驗應將實驗方法學及用途作為主要教學內容，使學生能將實驗方法和技術應用于科研創新實踐中。設計性或創新性實驗的教學目標是培養學生科研基本技能，實驗內容應側重于如信息獲取、立題、實驗設計等。

在基礎性實驗、綜合性實驗教學階段，學生實驗技能不熟練、教學時數有限，因此，實驗內容不宜選擇技術復雜、成功率低、結果不明確的實驗，否則難以達到實驗技能訓練的教學目標。在實驗內容的選擇上要注意處理好“經典實驗”與“現代實驗”的關系。“經典實驗”是實驗科學發展過程中的精華，通過一定的改良，對學生基本實驗技能、科研技能的訓練仍有非常好的效果［32］；“現代實驗”代表實驗科學的最新發展，有利于學生用新方法、新技術進行創新實踐。實驗內容不宜一味追求“高精尖”，實驗內容的先進性與教學目標的先進性沒有必然關系，關鍵是能否達到教學目標，如果“高精尖”的實驗內容與教學目標沒有關聯，其“高精尖”就失去了意義。

3.3.2 創建新的實驗教學方法

在很多課程中，包括一些綜合性實驗課程，理論課與實驗課并行教學，先理論后實驗，這種實驗教學安排的實質就是驗證性教學。實驗性學科的理論來源于實驗，科研的思維模式是從實驗結果得出結論，然后上升為理論。顯然，先理論后實驗的實驗教學方式，限制了學生的思辨和自主學習的“空間”，不利于學生建立科研性思維。綜合性實驗課程先于相關理論課程進行教學，為學生自主學習、自主探究提供“空間”，有利于學生建立科研性思維。

要改變“教師講解，學生實驗，課后報告”這種沒有問題、沒有“懸念”、沒有挑戰性的驗證性實驗教學方法。把問題引入課堂，通過對基礎性實驗、綜合性實驗的重新設計，使其具有探究性，將“驗證理論過程”的實驗教學轉變為“解決問題過程”的實驗教學就是一種重要的教學改革。實驗教學過程要圍繞“興趣驅動、壓力驅動、成就驅動”進行設計［30］，如一項實驗教學過程設計為:給出問題或假設，讓學生自主查閱資料、設計實驗方案并自行實驗，期間穿插師生研討。這些問題或假設激發了學生探索的興趣；在查閱資料、設計實驗方案并自行實驗過程中，學生獲得自主分析問題、解決問題的實踐體驗；學生以“準學者”角色在與他人分享自己的成果和吸取他人研究思路的研討過程中，獲得成就性體驗，同時促進知識和技能內化。這樣的實驗教學過程就會變得“有趣而生動”，使學生真正成為知識、技能的主動建構者和創新實踐者。

3.4 創建促進學生學習的學習評價體系

學習評價體系是實驗教學體系或實驗課程的一個重要組成部分，科學、客觀、可行的學習評價體系可客觀評估教學質量、促進教學目標的實現。學生學習評價體系須根據教學目標評價指標進行制定。評價體系由形成性評價和終極性評價構成。形成性評價側重考查學生對實驗的興趣、自主學習、知識技能的應用和創新實踐能力。終極性評價采用筆試、實驗技能操作考核、論文等形式，主要考查學生對課程的實驗理論、方法技術、創新研究知識和技能的建構能力。實驗技能操作考核要注意考核項目的合理性問題，課程中只有一次操作機會或沒有操作機會的技能項目不宜作為實驗技能考核項目。

學習評價的主要目的是促進學生的學習，提高實驗教學效果和質量。實驗課程的評價應以形成性評價為主。在形成性評價中，合理地設置評價項目有利于調動學生的學習積極性、提高教學質量。如設置課前實驗理論和技術準備評價，可以促進學生課前的自主學習，提高實驗效率和質量；設置實驗過程中對實驗質量或數據質量的評價，學生實驗時會更精益求精對待每一項操作，使實驗效果和質量得到提高；設置課中討論評價，學生會更重視對實驗理論、實驗設計原理、實驗技術的理解和掌握；設置實驗報告的評價，可促進學生發現問題，并加以改進和提高。客觀、正面、激勵性的評價，有利于提高學生對實驗的興趣，勇于接受挑戰，獲得成就性體驗［31］。對學生學習的評價形式應是多元的，除成績或分數外，討論中的口頭評價、報告或論文中的書面評價對促進學生的學習具有重要作用。

3.5 建立課程運行和管理體系

目前多數醫學院校以學科系（或教研室）組織學科課程開設和管理，這種組織架構難以適應多學科的綜合性實驗課程和科研訓練課程的教學組織和管理。浙江大學醫學院多年的實踐表明，組建跨學科課程組負責綜合性課程的教學組織和管理是一種比較成功的模式。教授擔任課程組主講教師，主要負責課程規劃、建設和學科系間的協調；課程責任教師負責課程的教學組織和管理；課程秘書負責教務工作；任課教師來自各學科系且相對固定。課程組定期舉行教學會議、集體備課和實驗預試，討論修訂教學大綱、教學目標評估指標、教學內容、學生學習評價等，討論教學質量、教學目標評估情況，解決教學中存在的問題。

4 結束語

浙江大學醫學院通過多年的改革，先后建立了4門基礎醫學實驗整合課程，初步構建成新的基礎醫學實驗教學體系。新的基礎醫學實驗教學體系帶來的是學生科研能力初顯，科技活動活躍。近年來，獲批國創22項、省創39項、校和院級大學生科技訓練項目238項和144項，發表學術論文56篇，獲得全國“挑戰杯”一等獎等一系列成果。基礎實驗教學體系改革獲得同行的高度評價，生理科學實驗課程和基礎醫學整合課程先后成為國家精品課程，生理科學課程教學團隊成為國家級教學團隊。

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［1］蔡鋒雷，吳秀珍，鮑臻，等.淺談美國醫學教育改革及其特點［J］.西北醫學教育，2012，20（1）:58－60.

［2］馮逵，黃建始.美國哈弗醫學院、約翰·霍普金斯大學醫學院課程計劃對我國八年制醫學教育課程改革的啟示［J］.復旦教育論壇，2008，6（3）:86－89.

［3］李響，李立明，金濤.中國八年制醫學教育與美國醫學教育的差距［J］.中華醫學教育雜志，2011，31（4）:634－637.

［4］Andersonl M B，Kanterz S L.北美醫學教育，2010［J］.劉瑞梓，譯.復旦教育論壇，2011，9（4）:91－96.

［5］孫寶志.中國與美國醫學課程詳細比較及重要借鑒［J］.醫學教育，2002（4）:16－19.

［6］陳季強，夏強，富麗琴，等.基礎醫學課程整合教學改革6 年總結［J］.中國高等醫學教育，2006（11）:73－75.

［7］俞方，夏強，羅建紅.借鑒美國醫學教育培養卓越醫學人才［J］.中國高等醫學教育，2011（2）:3－7.

［8］尹曉然，張軍.國外臨床醫學教育現狀以及對我國教育體制改革的啟示［J］.西北醫學教育，2006，14（3）:271－274.

［9］彭代輝，王祖承.美國醫學教育現狀況與思考［J］.上海精神醫學，2010，22（2）:126－127.

［10］郭建明，王倩，樊潔.美國西北大學Feinberg醫學院醫學教育現狀及思考［J］.中華醫學教育探索雜志，2011，10（2）:132－134.

［11］許勁松.美國醫學院教育的特點及對我國八年制醫學教育的啟示［J］.中國高等醫學教育，2009（8）:19－20.

［12］潘燕霞，方秋娟，陳愛琴.美國基礎醫學實驗教學的特色與啟示［J］.中國高等醫學教育，2008（9）:31－32.

［13］梁元晶.美國紐約州立大學布法羅分校的醫學教育［J］.醫學教育探索，2008，7（8）:895－896.

［14］趙湘輝，吳江，鞠躬.在國外大學生物醫學本科生教育中參與實驗帶教的經驗與體會［J］.西北醫學教育，2010，18（4）:743－745.

［15］宋迪，范曉暉.中美臨床醫學教育的比較研究［J］.西北醫學教育，2009，17（6）:1121－1122.

［16］丁文龍，肖家祁，李稻，等.基于學生創新能力培養的基礎醫學實驗教學改革［J］.中華醫學教育雜志，2011，31（1）:130－132.

［17］秦曉群，舒衡平，張新平，等.基礎醫學整合式創新實驗教學課程體系構建［J］.實驗室研究與探索，2008，27（9）:71－72.

［18］龔文濤，唐秋莎，李新榮，等.基礎醫學實驗教學課程體系的改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2011，30（8）172－174.

［19］汪華僑，潘實清，吳忠道，等.基礎醫學實驗教學課程體系的建設與實踐［J］.中華醫學教育雜志，2006，26（2）:70－73.

［20］熊夢輝，耿紅梅，夏瓊，等.基礎醫學實驗教學的改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2008，27（8）:93－95.

［21］曾志嶸，杜華，李莉，等.構建現代基礎醫學實驗教學課程體系的研究與實踐［J］.中國高等醫學教育，2006（4）:1－2.

［22］李瓊，隋建峰.基礎醫學綜合實驗課程內容和運行模式的構建與探索［J］.中國高等醫學教育，2011（9）:57－58.

［23］霍正浩，王燕蓉，朱建華，等.以創新教育理念構建基礎醫學實驗教學體系的探索和實踐［J］.西北醫學教育，2010，18（3）:546－548.

［24］郭躍偉.我校基礎醫學課程實驗教學改革及成效［J］.醫學教育探索，2006，5（10）:925－926.

［25］張曉林，唐冬生，劉愛平.現代基礎醫學實驗教學課程化的思考與實踐［J］.中國高等醫學教育，2008（6）:15－16.

［26］趙燕燕，武變瑛，杜光玲，等.綜合性大學基礎醫學實驗教學體系的改革與構建［J］.醫學研究與教育，2009，26（2）:99－102.

［27］薛長貴，陳宗德，胡香杰，等.基礎醫學實驗教學體系的探索［J］.實驗室科學，2011，14（1）:34－36.

［28］梁楠，昝加祿，李鑫，等.構建基礎醫學實驗教學新體系［J］.實驗室研究與探索，2008，26（1）:84－86.

［29］陸源，厲旭云，夏強，等.基礎醫學研究性課程的開設和實踐［J］.中國高等醫學教育，2003（2）:51－52.

［30］劉磊，傅維利.實踐能力:含義、結構及培養對策［J］.教育科學，2005，21（2）:1－5.

［31］陸源，厲旭云，葉治國，等.自主學習、自主實驗、自主創新教學的研究［J］.實驗技術與管理，2012，29（6）:11－16.