論創(chuàng)新性實驗教學(xué)中教師引導(dǎo)作用的重要性——以生理科學(xué)實驗教學(xué)為例

王琳琳，厲旭云，梅汝煥，沈岳良，陳瑩瑩

(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系，浙江 杭州 310058)

生理科學(xué)實驗課程是我校面向五年制本科臨床醫(yī)學(xué)生，開設(shè)的一門包含綜合實驗和創(chuàng)新性研究型實驗的課程，將傳統(tǒng)的驗證型實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蒲姓n題為核心的自主實驗教學(xué)模式[1]。該課程以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”作為基本原則，使學(xué)生初步接觸科學(xué)研究，了解科研設(shè)計和科研具體實施過程，為培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新精神打下良好基礎(chǔ)[2]。

一、存在問題

該課程面向五年制臨床醫(yī)學(xué)生開設(shè)，在第二學(xué)年由一位資深教師指導(dǎo)下，以班級為單位，每小組獨立設(shè)計課題，自主進行創(chuàng)新性實驗。此時的本科生對新生事物充滿好奇心，但是對于醫(yī)學(xué)研究幾乎一無所知、相關(guān)專業(yè)知識幾乎毫無積累、醫(yī)學(xué)實驗機能培訓(xùn)還未開展。有些指導(dǎo)老師習(xí)慣了驗證性實驗的教學(xué)模式，不重視學(xué)生的選題和設(shè)計方案，甚至直接給學(xué)生一個定好的題目；常常批評和挑錯，很少表揚和鼓勵，壓制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有些老師則相反，認為老師只要在邊上旁觀，“放羊”就可以了，不積極地給予輔助和引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中茫然不知所措，實驗過程容易失敗。

針對這些 “管的過死”和“管的過寬”的問題，查閱國內(nèi)外資料和做法，結(jié)合近十年來指導(dǎo)“生理科學(xué)創(chuàng)新性實驗”的經(jīng)驗，認為教師對學(xué)生引導(dǎo)的作用十分關(guān)鍵，教師需結(jié)合學(xué)生特點，與學(xué)生積極的互動[3]，正確發(fā)揮其重要的引導(dǎo)作用。針對創(chuàng)新性實驗教學(xué)的各個關(guān)鍵階段的具體操作，進行了改進和實踐。本文基于此進行了思考和總結(jié)。

二、教學(xué)實踐

(一)重視專題講座，做好選題引導(dǎo)。

1.醫(yī)學(xué)科學(xué)研究入門引導(dǎo)。按照教學(xué)安排，首先開始創(chuàng)新實驗講座。教師介紹醫(yī)學(xué)科學(xué)研究基本知識，包括什么是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究？科學(xué)研究遵循的科研誠信原則有哪些？醫(yī)學(xué)科學(xué)研究有哪些分類？科研活動包含哪些內(nèi)容和步驟？并教授學(xué)生一些基本的文獻檢索和實驗數(shù)據(jù)處理方法，包括國外文獻檢索(如pubmed網(wǎng)站)、科學(xué)實驗的分組原則、原始數(shù)據(jù)記錄和分析統(tǒng)計(如GraphPad Prism、IPP、Photoshop軟件)等。

2.創(chuàng)新科研思維激發(fā)的引導(dǎo)。教師介紹醫(yī)學(xué)科學(xué)研究某一領(lǐng)域的背景、國際前沿的發(fā)展趨勢、基本研究方法等。這一部分內(nèi)容的選擇往往與指導(dǎo)教師自身長期所從事的科學(xué)研究積累密不可分。以“認知、學(xué)習(xí)”為例，教師會先介紹一些臨床相關(guān)背景，比如老年性癡呆的流行病學(xué)、診斷方法、治療現(xiàn)狀；然后再介紹老年性癡呆經(jīng)典的動物模型、細胞模型、評價方法和指標等；最后從機制研究的角度出發(fā)，闡述β-淀粉樣蛋白與老年性癡呆發(fā)生發(fā)展存在密切關(guān)系。這種遞進式、啟發(fā)式的引導(dǎo)，不僅讓學(xué)生們對老年性癡呆這類疾病產(chǎn)生興趣，激發(fā)他們研究這類疾病的欲望；同時也將臨床治療與基礎(chǔ)研究結(jié)合起來，拓寬了學(xué)生的臨床思路，初步建立起醫(yī)學(xué)研究興趣和思維。

3.創(chuàng)新性實驗項目選題階段的引導(dǎo)。首先，引導(dǎo)學(xué)生進行“自主選題”。給學(xué)生一些關(guān)鍵詞，學(xué)生根據(jù)關(guān)鍵詞鎖定檢索范圍，自主查閱文獻、獨立思考，設(shè)計自己感興趣的、有一定臨床意義的、內(nèi)容較為新穎的實驗。隨后，指導(dǎo)教師會在一周之內(nèi)去查閱文獻，做好筆記，檢驗學(xué)生設(shè)計課題的幾個方面的問題： (1)是否具有創(chuàng)新性？是否存在文獻檢索偏差而導(dǎo)致實驗設(shè)計重復(fù)的現(xiàn)象？(2)科學(xué)假說的邏輯性是否合理？是否偏離了設(shè)定的關(guān)鍵詞范圍？(3)是否具有可操作性？

4.開題報告階段的引導(dǎo)。每個小組被要求闡述自己的研究方案。此時，指導(dǎo)教師就要根據(jù)之前文獻查閱而獲得的一些相關(guān)專業(yè)知識，指出每組開題報告中存在的關(guān)鍵問題，讓學(xué)生意識到，各組設(shè)計方案中存在的缺陷和實際操作的難易程度。隨后，在班長主持下，全班學(xué)生投票評選出一個項目來實施。這樣既鼓勵了學(xué)生的主動原創(chuàng)精神，也可把有限的實驗經(jīng)費集中到一個實驗中，做到利用最大化。

(二)積極做好準備，引導(dǎo)實驗過程。

1.完善項目申報書，在教師集體備課會上進行論證。學(xué)生遞交的項目申報書，往往存在很多考慮不周的問題。將整個實驗過程的細節(jié)都梳理到位，特別挑戰(zhàn)指導(dǎo)教師的專業(yè)水平。在此基礎(chǔ)上，教師填寫詳細的項目申報書遞交給課程組，有實驗動物、試劑、耗材等，為后續(xù)學(xué)生實驗的成功提供保障。

2.教師引導(dǎo)學(xué)生做好各項實驗前準備工作。(1)指導(dǎo)學(xué)生分解整個實驗內(nèi)容，拆分成多個實驗部分，建立相應(yīng)任務(wù)小組。將制定詳盡的任務(wù)表發(fā)布給全班同學(xué)，注明每個小組的任務(wù)(包括實驗準備和實驗操作)。全班學(xué)生以任務(wù)為導(dǎo)向，依據(jù)個人興趣，申領(lǐng)自己參加的實驗任務(wù)，可以是參加一個，也可以參加多個任務(wù)，分頭開始實驗籌備工作。(2)引導(dǎo)學(xué)生完善實驗技術(shù)方案。指導(dǎo)教師審核要審核學(xué)生的技術(shù)方案，提醒學(xué)生進一步完善。隨后，每個任務(wù)小組通過PPT匯報形式，向全班介紹本組的實驗操作過程，讓所有學(xué)生對每一部分的實驗操作都能清晰明了。

3.教師引導(dǎo)學(xué)生順利開展實驗，獲得預(yù)期的實驗結(jié)果。按照制定好的實驗方案，各小組有條不紊的開始實驗操作、數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計分析。在此過程中，難免有各種狀況發(fā)生，比如學(xué)生藥物配制失誤、訂購的藥物消耗過快；藥物注射劑量過大，導(dǎo)致小鼠大批死亡等。此時，指導(dǎo)教師就像消防員，隨時提供解決問題的方法，時刻注意對學(xué)生多鼓勵，多表揚，多肯定，避免打擊學(xué)生的實驗積極性。

(三)正確分析實驗結(jié)果，指導(dǎo)論文寫作。

在實驗中，盡管已經(jīng)做到了最充分的準備，但也無法避免實驗失誤的產(chǎn)生，可能會導(dǎo)致最后的實驗結(jié)果與科學(xué)假說有一定的差距。在學(xué)生充滿迷惑的時候，首先要引導(dǎo)學(xué)生核查納入統(tǒng)計的數(shù)據(jù)是否合理、統(tǒng)計檢驗方法是否正確；其次，啟發(fā)學(xué)生尋找可能存在的其他問題： 有效樣本數(shù)是否足夠？藥物濃度是否合理？操作是否嚴謹?shù)鹊取？蒲械镊攘驮谟谖粗瑒?chuàng)新探索的路上或有大大小小的意外發(fā)生，當意外發(fā)生時，教師需引導(dǎo)學(xué)生從容地解決問題。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會根據(jù)模板文章，自己進行科研論文的撰寫。及時與學(xué)生互動，提醒學(xué)生、幫助學(xué)生克服論文寫作畏難心理。

三、實踐成效

創(chuàng)新性性實驗教學(xué)的目的是使醫(yī)學(xué)本科學(xué)生有一個完整做醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的經(jīng)歷，使學(xué)生在本科階段得到創(chuàng)新性科學(xué)研究的鍛煉，培養(yǎng)其創(chuàng)新的興趣和科研的能力。為了解教學(xué)實踐措施的效果，通過問卷調(diào)查獲取學(xué)生的反饋，比較了在教學(xué)實踐實施前后(2個班級60人)的反饋信息。

認為生理科學(xué)創(chuàng)新性實驗教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀的學(xué)生人數(shù)從(92.9±0.6)%上升到(97.7±0.2)%；認為自主立題程度高的學(xué)生人數(shù)從(75.3±0.1)%上升到了(95.6±0.2)%；認為自主研究程度高的學(xué)生人數(shù)從學(xué)生人數(shù)從(88.3±0.7)%上升到了(97.7±0.4)%；認為增加了對科研的興趣的學(xué)生人數(shù)從(90±0.1)%上升到了(95.5±0.5)%的學(xué)生；認為提高了研究能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生人數(shù)從(91.3±0.7)%上升到了(97.7±0.1)%的。學(xué)生認為生理科學(xué)創(chuàng)新性實驗“是理論與實踐的融會貫通，思想與創(chuàng)新的啟蒙孕育，一場身與心的歷練”，“我們學(xué)到的操作和知識可能有限，但在這過程中培養(yǎng)出來的信心、團隊合作意識、科研思維、實踐動手能力等等，會帶給我們很多的提升，將伴隨著我們走向未來的工作與科研”。另一方面，作者帶教班級的學(xué)生連續(xù)參加了第四屆(2016)和第五屆(2018)全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新論壇暨實驗設(shè)計大賽，獲得了二等獎和優(yōu)勝獎的好成績。

四、小 結(jié)

總之，倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實驗教學(xué)，需要教師發(fā)揮好引導(dǎo)作用，才能保證實驗的順利進行。指導(dǎo)教師要科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生盡可能從不同角度進行思考，引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴謹、求實的科學(xué)精神，引導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)新性實驗中自主學(xué)習(xí)、自主實驗過程。與此同時，作為指導(dǎo)教師應(yīng)不斷努力增加自身的專業(yè)知識儲備，提高自身科研素質(zhì)，努力成為具有創(chuàng)新觀念、創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型教師，從而培養(yǎng)出有創(chuàng)新能力、有競爭力的優(yōu)秀人才。