CDIO模式下醫(yī)學(xué)生免疫學(xué)實驗課的能力培養(yǎng)

楊丹聃,辛暨麗,王 琰,吳 睿,王博文,張鈺欣,高長曌

(1.吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林 長春 130021；2.吉林大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，吉林 長春 130021；3.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長春 130033)

伴隨著時代的發(fā)展，素養(yǎng)教育已日漸融入到原有的教育課程中，學(xué)與教的方式也隨之發(fā)生變革，引導(dǎo)教學(xué)逐漸趨向以學(xué)生為中心，以促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，基于問題或基于項目學(xué)習(xí)為目的開展教學(xué)設(shè)計[1]。構(gòu)思-設(shè)計-實施-運作(conceiving-designing-implementing-operating,CDIO)這種工程教育模式最早是由美國麻省理工及瑞典的3所大學(xué)共同創(chuàng)設(shè)的一種先進教育理念，引導(dǎo)學(xué)生以主動、實踐的方式進行學(xué)習(xí)，通過“以學(xué)生為主題”、“做中學(xué)”、“項目驅(qū)動”的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和實踐應(yīng)用能力[2]。為了適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)目標﹐培養(yǎng)具備較強的臨床思維、臨床實踐能力,以及一定的臨床科學(xué)研究和臨床教學(xué)能力的高水平、高素質(zhì)的臨床醫(yī)師。將CDIO理念引入醫(yī)學(xué)免疫課教學(xué)是想最大限度的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，以學(xué)生為主體，教師以總結(jié)、答疑等方式作為輔助，讓學(xué)生主動地參與實驗課程。

1 教學(xué)模式設(shè)計

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和實驗操作能力，單純的基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)實驗操作相結(jié)合的教學(xué)模式已無法滿足需求，教師的輔助太多，學(xué)生思維受到固化，不能更好的發(fā)散思維，鍛煉實驗操作水平。因此，嘗試引導(dǎo)學(xué)生獨立完成一項實驗項目，使學(xué)生在此過程中具備掌握和熟練運用的技能和理論知識。CDIO理念能充分展現(xiàn)此想法，將CDIO方法與教學(xué)環(huán)節(jié)有效結(jié)合，是此次教學(xué)改革的重點，整體思路如圖1所示。

圖1 教學(xué)模式設(shè)計

具體模式為實行“以學(xué)生為主體”的實驗教學(xué)模式，結(jié)合“發(fā)現(xiàn)教學(xué)”引導(dǎo)讓學(xué)生按照CDIO“構(gòu)思”、“設(shè)計”、“實施”、“運行”的方式開展實驗學(xué)習(xí)。

(1)確立“藥物對免疫抑制模型免疫調(diào)節(jié)作用”為研究課題，在常規(guī)實驗課內(nèi)容上加入藥物治療環(huán)節(jié)，教師簡單闡述選題的原則、方法、思路，并舉例描述，現(xiàn)場CDIO。

(2)學(xué)生分組布置任務(wù)，首先運用所掌握的專業(yè)知識并查閱文獻資料，找到具有增強免疫功能的目標藥物。學(xué)生要根據(jù)可行性、需要性、科學(xué)性、安全性、創(chuàng)新性、效益性等原則，可以從西藥、中藥、生藥中選擇，通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，比較所選藥物的優(yōu)劣，從創(chuàng)新和效益的角度確認目標藥物。并把藥物的獲取途徑、儲存條件、以往檢測手段等查閱清晰。

(3)根據(jù)文獻，自行設(shè)計免疫調(diào)節(jié)實驗。并且每組負責一項實驗的自講，包括實驗原理、過程、問題處理、應(yīng)用等方面。要求小組明確立體依據(jù)，從穩(wěn)定性角度出發(fā)選擇實驗，小組成員全員參與，分工明確，重點負責，通過討論完成實驗設(shè)計。

(4)各組負責實驗的學(xué)生參與預(yù)實驗，確定具體的操作條件、時間、消耗情況及實驗物品的準備等，并做好記錄，有利于實驗失誤分析。

(5)實驗課規(guī)定時間內(nèi)由學(xué)生主講自己查到的實驗內(nèi)容，教師做總結(jié)與補充。學(xué)生將目標藥物應(yīng)用于全程實驗中。

(6)探討實驗設(shè)計，學(xué)生可以在課堂基本實驗之外，將自己實驗所需關(guān)鍵檢測內(nèi)容以報告形式討論完成。

(7)分析實驗結(jié)果，撰寫實驗結(jié)果總結(jié)報告。

(8)成績考核：包括理論成績、平時成績和CDIO成績，綜合反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)成果。

2 教學(xué)實施過程

整體過程如圖2所示。

圖2 教學(xué)實施過程

2.1 通過實驗設(shè)計鍛煉學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力

實驗開始前，由教師引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)的、可行的、創(chuàng)新性的、有意義的實驗課題，由學(xué)生進一步查找相關(guān)實驗文獻，經(jīng)教師初步考慮后決定選取茶多酚與元花青素兩種氧化劑作為實驗藥物，在實驗設(shè)計過程中，除了常規(guī)探討以上兩種實驗藥物對小鼠免疫學(xué)功能的影響，如脾臟胸腺指數(shù)的測定、細胞因子檢測、淋巴細胞轉(zhuǎn)化實驗等，還鼓勵學(xué)生在查閱文獻，掌握一定科學(xué)性、可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了碳粉廓清實驗、生物體抗氧化酶系SOD及MDA在血清中的測定、胃腸排空率測定等實驗。

在實驗設(shè)計的過程中，由學(xué)生自主查閱文獻，了解相關(guān)內(nèi)容后提出科學(xué)可行的實驗課題有助于提高學(xué)生的深度思考能力，深化科研設(shè)計選題這一過程。設(shè)計實驗方案時，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，查閱文獻從而能夠設(shè)計其他可行的實驗方案，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，鍛煉了學(xué)生的自主科研能力。

2.2 通過設(shè)計具體的實驗方案鍛煉學(xué)生的科研思維

在確定了大致的實驗方案之后，由學(xué)生自主查找文獻，了解具體的實驗方法并進行探討，確定要研究的實驗指標，思考在現(xiàn)有的條件下實驗方案能夠完成的程度，確定好完成實驗所需要的材料以及擬定完整的實驗方法。

由學(xué)生自己查找文獻，自己思考，小組成員討論，再由教師斟酌考慮，確定出完整的實驗材料及方法，是實驗完成的基礎(chǔ)。從實驗可行性的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生對實驗方案進行完善及補充提高，能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴謹縝密的科研思維。

2.3 通過學(xué)生自主進行實驗操作鍛煉學(xué)生的科研實踐能力

在實踐過程中，由教師對同學(xué)們進行各項實驗技能培訓(xùn)，如正確進行小鼠灌胃給藥，小鼠眼球取血，超凈臺工作注意事項，酶聯(lián)免疫吸附實驗操作等，由學(xué)生自主完成實驗操作，老師進行指導(dǎo)，實驗中灌胃給藥共計2周，再由學(xué)生根據(jù)實驗方案取相關(guān)實驗標本進行下一步操作。

學(xué)生自己進行實驗操作，能鍛煉學(xué)生的動手能力，更好地幫助學(xué)生了解免疫學(xué)實驗的原理，鞏固理論課基礎(chǔ)知識。同時掌握一定的實驗技能，為學(xué)生將來進行相關(guān)方面的科學(xué)研究奠定一定的基礎(chǔ)。

2.4 通過實驗數(shù)據(jù)的處理與分析鍛煉學(xué)生的科研資料整理能力

實驗完成后得到的各項數(shù)據(jù)，由學(xué)生通過統(tǒng)計學(xué)知識，運用一定的統(tǒng)計學(xué)軟件進行處理，得到直觀的實驗結(jié)果，從而能夠更好地進行實驗結(jié)果討論，得出符合預(yù)期的實驗結(jié)論。

數(shù)據(jù)處理是整個實驗過程中最為重要的步驟之一，通過數(shù)據(jù)的處理與分析，能夠鍛煉學(xué)生對科研資料的整理與分析能力，也能夠讓學(xué)生體會到統(tǒng)計學(xué)知識在實驗過程中的重要作用。

2.5 通過實驗結(jié)果的討論與分析鍛煉學(xué)生的科研思維

實驗結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)處理，學(xué)生對實驗結(jié)果進行科學(xué)合理的分析，從而得出實驗結(jié)論，并對整個實驗過程及實驗結(jié)論進行相關(guān)討論與分析，發(fā)散思維，對實驗設(shè)計進行總結(jié)，對實驗的優(yōu)缺點進行討論。

通過實驗結(jié)果的分析，學(xué)生能夠?qū)Υ舜螌嶒炘O(shè)計進行評價，小組成員討論分析可以鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維，對實驗中的優(yōu)缺點進行討論，可以為實驗設(shè)計提供經(jīng)驗，從而完善實驗方案。

2.6 通過撰寫實驗論文鍛煉科研總結(jié)能力

實驗論文的撰寫可以將整個實驗的成果進行記錄與發(fā)表，供他人參考，實驗結(jié)束后，由教師指導(dǎo)學(xué)生進行完成實驗論文的書寫，這一過程中鍛煉了學(xué)生的科研總結(jié)能力，鍛煉了科研思維。

3 考核分析與教學(xué)反饋

本次醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)實踐改革效果主要以問卷填寫形式進行調(diào)查。參與實驗的學(xué)生均認為通過教改實驗之后，能在常規(guī)實驗課基礎(chǔ)上對相關(guān)知識有了更深入的了解，并且對免疫學(xué)實驗操作掌握的更熟練，經(jīng)過教改，同學(xué)們均認為在實驗設(shè)計方面鍛煉了自己的科研思維和創(chuàng)新能力。大部分同學(xué)能夠在教改的課余時間對實驗設(shè)計，論文撰寫等方面進行自主學(xué)習(xí)。同時，通過問卷調(diào)查，了解到同學(xué)們在這樣一種新型的教學(xué)模式下，存在的一些問題。有同學(xué)認為在實驗設(shè)計時方向過于發(fā)散，難以抉擇；有同學(xué)認為在選取實驗藥物時，通過文獻檢索到的資料良莠不齊，不能在短時間內(nèi)確定檢索到的藥物功效的可靠性；大多數(shù)同學(xué)認為在教改項目的設(shè)計階段時，對實驗原理的掌握以及確定好藥物的使用劑量存在一定的困難；在教改項目實施階段，無菌操作、小鼠灌胃給藥等實驗操作存在一定的問題；在教改項目的運行階段，有同學(xué)在應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)時遇到了一定的困難；有同學(xué)在實驗結(jié)果與預(yù)期存在差別時應(yīng)當如何分析上遇到了困難。

經(jīng)問卷調(diào)查，參與實驗的同學(xué)反映自己在此次教改項目中收獲較大，有同學(xué)認為在實驗設(shè)計時通過小組討論以及師生共同探討等方式，發(fā)散了思維。同學(xué)們認為通過教改項目鍛煉了自己查閱文獻、整理資料的能力。在教改項目中，同學(xué)們認為自己基本做到了自主決定實驗方向、課題、選擇實驗指標及方法，自主討論分析結(jié)果等。參與實驗的同學(xué)認為通過此次教改，熟悉了如何自主設(shè)計實驗，熟悉了做課題的流程，具備了一定的科研思維及創(chuàng)新能力。由于教改項目不像普通實驗課那樣只是依賴老師給出的實驗步驟進行，而是自主設(shè)計，在實驗時難免會出現(xiàn)一些漏洞，所以應(yīng)該在實驗開始前反復(fù)思索，同時在實驗操作時牢記自己所操作的目的，遇到劑量不夠等問題靈活變通，及時調(diào)整方案。實驗預(yù)先準備越充分，實驗操作時遇到的問題就會越少。

4 總結(jié)

我國自1988年開始實施長學(xué)制醫(yī)學(xué)教育模式，目的是培養(yǎng)適應(yīng)21世紀需要的基礎(chǔ)理論深厚、專業(yè)知識扎實，素質(zhì)高、潛力大，有科學(xué)創(chuàng)新能力、有創(chuàng)新思維、有能力提高醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平的高層次醫(yī)學(xué)人才[3]。經(jīng)過20余年的辦學(xué)實踐，對我國高等醫(yī)學(xué)教育事業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，起到了十分重要的作用。

在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的教學(xué)過程中，進行這樣的一次教學(xué)改革實驗，旨在通過學(xué)生自主查閱文獻提出實驗課題鍛煉學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力，通過實驗方案的設(shè)計鍛煉學(xué)生的科研思維，通過學(xué)生自主進行實驗操作鍛煉學(xué)生的科研實踐能力，通過實驗數(shù)據(jù)的整理，實驗結(jié)果的討論與分析鍛煉學(xué)生的科研總結(jié)能力。通過學(xué)生的反饋，本次教改實驗總體結(jié)果令人滿意，參與實驗的同學(xué)的科研設(shè)計能力得到了較大提升。