基礎醫學實驗課中培養學生創新思維能力初探

李 超

(北京大學心血管研究所教育部分子心血管學重點實驗室，北京 100191)

創新思維(Creative Thinking)是以新穎超常規甚至反常規的思維方法或視角去思考問題和解決問題的一種思維方式，具有新穎性、獨到性、創造性的特征。創新思維能力的需要經過長期的知識積累、智能訓練、素質磨礪才能具備。基礎醫學實驗是培養醫學生創新思維能力的重要途徑。目前醫學生的創新思維能力不強和基礎醫學實驗課有著直接的關系。在對四川大學基礎醫學、臨床醫學和口腔醫學三個專業學生隨機抽取的300人調查結果顯示，67.9%的人認為實驗課不能培養學生解決問題的能力，52.8%的人認為實驗課不能很好地培養我們的創新思維。其原因在于過于強調刻板的教學和知識的完整性，所以反而扼殺了學生的創新思維，以及解決問題的能力[1]。

傳統的教育模式主要是教師講，雖然學生在短時間內能夠掌握大量的理論知識，但同時也束縛了學生的創造性思維的發揮。在教學中增加自主設計性實驗，學生利用互聯網資源進行查閱文獻，并設計實驗，培養學生科學探索和創新能力[2]。

為此，可以嘗試著讓學生獨立完成實驗設計、文獻查閱、實驗操作、結果分析等工作，讓學生自主的生動活潑開展實驗工作，通過獨立思考，融會貫通地掌握知識，將理論學習應用到實驗操作中，并從實踐中發現問題，并自己解決，讓學生逐漸的改變以前所形成的完全按照書本操作不加思考的錯誤觀念[3]，以此來培養學生的創新思維能力。

1 實驗前學生創新思維能力的培養

一是在面對挫折或失敗的困境中。基礎醫學實驗是一項極其枯燥繁瑣的工作，付出多、收獲少是常態，一次次的失敗更是難免。做過實驗的人都有經歷失敗和挫折的經歷，但問題的可怕之處在于犯同樣的錯誤，問題的關鍵之處在于一次失敗后要弄清楚失敗的真正原因，在未弄清楚失敗原因的前提下，切忌盲目進行相同的實驗操作。要發揮自己的能動性，考慮清熱失敗的原因后再做實驗，做一次實驗，要排除一個可能的因素。每次由失敗到成功的過程，都是創新思維的培養過程。同時要樹立信心，克服自卑心理。相關研究表明，學生的自卑感來源于不同戶籍、是否經歷過挫折、每學期的平均成績、家庭經濟狀況、就讀學校及選擇的專業等。自卑感會降低抵抗逆境的能力，從而影響逆境商數(衡量、預測一個人對抗并逆轉不順利境遇的內在潛力及綜合爆發力的最新測度)；同時逆境商數較低，抵抗困難的能力較低，也可能是源于自卑感[4]。為此，做好基礎醫學實驗，要樹立重視實驗、熱愛實驗的思想，要有科學的實驗方法、正確的實驗態度、創新的思維方式，也要有吃苦的精神、長期在實驗室的準備、面對失敗的勇氣和屢敗屢戰的氣魄。

二是在實驗技能的培訓過程中。本科期間雖做過一些與理論課相關的基礎實驗，但對剛進入研究生階段學習的學生來說，他們對實驗還是比較陌生，對實驗工作并不太熟悉，對一些基本實驗操作流程和實驗環節還不適應，對儀器設備的性能和用途還不甚了解，對藥品、試劑的保管和注意事項還不太清楚，在實驗過程中難免出現差錯，甚至嚴重的事故。為此，必須在實驗前做好實驗的技能培訓，使其了解實驗器材的性能，掌握實驗器材的使用和維護，清楚實驗用具的使用方法，預測實驗中可能出現問題及制定解決的措施，以提高其創新思維能力。

三是在實驗方案的制度過程中。實驗方案至少應包括以下內容：實驗題目、實驗意義、實驗目的、實驗方法、實驗原理、實驗器材和試劑、實驗步驟、實驗總結等。一個缺乏實驗構思和實驗方案的實驗是難以到達預期實驗目的的。實驗方案的制定建立在學生大量閱讀文獻的基礎之上，實驗方案的制定過程也是學生創新思維的培養過程，為此應充分發揮學生的獨立性和指導教師的參與性。小組成員之間進行討論、交流與合作，最終找到最佳實驗方案，獲得理想實驗效果，體驗科學發現的快樂[5]。

四是在實驗物品和輔助材料的準備過程中。實驗準備越充分，實驗越順利，可以快速達到實驗目標；若實驗準備得不充分，實驗時儀器不夠，或是藥品少，或是現象不明顯，使學生實驗無法正常進行，將直接影響實驗教學的效果。實驗材料的準備也是一個繁瑣而縝密探究的過程，需做大量思維工作，例如材料的選取、甄別、取舍等。實驗材料要具備典型性、多樣性、準確性和安全性。包括常規實驗輔助材料的準備，試劑配制的常用儀器、器皿等以及無菌操作技術、細胞與組織培養、組織標本制作等所需實驗材料[6]。通過參與實驗課前的準備工作，學生既動腦又動手，既可以訓練思維能力、培養合作和團隊精神，又可以提高學生分析和解決問題的能力。

2 實驗過程中學生創新思維能力的培養

一是在記錄實驗結果的過程中。實驗過程中涉及實驗數據的操作、收集、整理以及數據的分析等，要對整個實驗結果形成規范的記錄。實驗記錄是實驗條件、材料、目的、過程、結果及經驗分析等的各種文字、數據、圖表和影像資料等的綜合體，是能夠真實、準確、完整記載描述和還原實驗并記錄實驗結果的原始記錄[7]，是科研產出的基礎和實驗結果重現的重要技術資料，是科學發現的原始憑證，也是能證明科研活動實際發生、具有法律效力的證據[8]。實驗記錄使用不規范、記錄內容不完整、字跡不清晰、缺乏實驗結果分析等問題普遍存在。應進行多渠道的實驗記錄并進行規范化培訓，提升實驗記錄的規范性[9]。

二是在區分實驗因素的過程中。實驗過程又一個漫長的過程，期間涉及的影響因素很多，必須具備利用已有知識，對眾多因素進行綜合分析的能力，通過做一些必要的預實驗，區分實驗性因素和非實驗性因素。實驗性因素又有數量因素與質量因素之分。數量因素，就是因素水平的取值是定量的，如藥物的劑量、藥物作用的時間等；質量因素，就是因素水平的取值是定性的，如藥物的種類、處理方法的種類等。動物實驗結果受到其種類或品種特征、周圍環境、認為制動等非實驗性因素。影響動物實驗的非實驗性因素的范疇有三個：物理因素(隔離、擁擠、籠具、墊料、溫度、適度、通風、照明、噪音、運輸、飲料和飲水等)；化學試劑和藥品因素；微生物生物因素(細菌、病毒、寄生蟲等)。這些因素控制不當，均會影響實驗結果的真確性和可復制性[10]。

三是在溝通、交流過程中。導師不僅是你實驗的指導老師，更是你人生中的生活導師，專業方向、課題設計、實驗指導、論文撰寫，甚至你的畢業去向及未來發展方向，都離不開導師的指導和幫助。實驗過程會遇到許多意想不到的情景，通過導師指點或傳授技巧，可讓學生少走彎路，事半功倍。因此，與導師積極溝通尤為重要。但作為導師，工作事務較多，自由時間相對較少，學生需要主動和導師交流。學會和導師溝通的方法和技巧。與此同時，多與同學交流，互相學習，注重細節。

3 實驗結束后學生創新思維能力的培養

實驗結果應建立在確鑿的實驗、觀察和調查數據的基礎上，必須是真實、可靠的。這是建立在研究過程中忠實地記錄和保存原始數據，不捏造和竄改的基礎之上得出的。實驗結果大多要轉化為學術論文，其轉化過程也是學生創新思維的實踐過程。同時要求對有關的實驗記錄、原始數據必須保留一段時間，一旦論文結果受到質疑，就應該無限期地保存原始數據以便接受審核。

每次實驗后要對實驗所感、所想進行深入思考，總結出好的思路和做法，找出實驗中出現的失誤和問題，以此，不斷提高自身實驗能力和分析問題的能力，從而培養其創新思維能力。

[1] 徐琦璘，方定志.基礎醫學實驗課教學現狀的調查和淺析[J].醫學教育探索，2002.5(10)： 973.

[2] 樸蓮花，呂文偉，葛敬巖.“互聯網 + ”時代大學生創新能力培養在生理學教學中的體會[J].吉林醫學，2017.38(9)：1800.

[3] 盛金海，王山青.基礎醫學實驗課教學改革的理論與實踐[J].基礎醫學教育，2000，2(10)：98，103.

[4] 王 波，梅松麗.醫學類大專生自卑感與逆商培養策略的相關研究[J].吉林醫學，2016，37(11)：2832.

[5] 馬蘭萍，閆 芳.“ 觀察DNA和RNA在細胞中的分布”的實驗反思[J].生物學通報，2015，50(5)：48.

[6] 王迎偉.基礎醫學常規實驗準備與操作技術[M].科學出版社，2013：120.

[7] 惲時鋒，胡玉紅.論非實驗性因素對實驗動物的影響[J].中國比較醫學，2003，13(3)：183.

[8] 李依林，邵雪梅.淺談醫學實驗記錄規范化及其評價標準[J].中國醫學科研管理雜志，2015，28(6)：468.

[9] 王新婭，張 迪，弭鳳玲，等.某傳染病科研院所醫學實驗記錄存在的問題和規范化舉措探討[J].中國醫刊，2017，52(3)：104.

[10] 侯延斌，陳怡婷，謝 鵬，等.研究生實驗記錄規范化管理的實踐[J].中華醫學教育探索雜志，2011，10(8)：944.