基于醫學創新人才培養的STEM教學模式在藥理學課程中的探索與實踐*

孫 霞，曲思鳳

(1.山東大學齊魯醫學院基礎醫學院藥理學系，濟南 250012；2.山東大學齊魯醫學院臨床醫學院，濟南 250012；3.山東大學齊魯醫院泌尿外科，濟南 250012)

在經濟全球化的新時代，國際競爭日漸激烈，科學技術創新成為經濟社會發展的核心驅動力，創新人才越來越受到世界各國的高度重視[1]。實施培養創新人才和復合型人才的發展戰略，培養學生的創新能力與實踐應用能力是新一輪教育改革的重點[2]。由此可見，創新人才培養是社會發展的關鍵需求。

STEM教育是科學(science，S)、技術(technology，T)、工程(engineering，E)和數學(mathematics，M)的簡稱，近年來，人們普遍認為STEM教育是實現國家創新的關鍵，逐漸被世界各國視為國家重要發展戰略之一[2]。我國于2017年6月發布了《中國STEM教育白皮書》，提出“中國STEM2029計劃”，全面啟動STEM教育研究和實踐探索[3]。

藥理學是基礎醫學與臨床醫學、醫學與藥學間的橋梁學科，也是理論與實踐緊密結合的綜合學科之一[4]。藥理學常采用的教學模式是以教師為主導，學生為被動接受者而完成教學目標，一定程度上抑制了學生的主動性、創新性，不利于學生綜合素質的提高和創新能力的培養[5]。隨著社會的發展，傳統的教學模式已經無法滿足當前社會對創新人才培養的需求。因此，將STEM教育理念滲透到醫學生藥理學教學中尤為重要。為克服傳統講授式教學的缺陷，本文以藥理學課程建設為例，介紹了STEM教育在藥理學課程中的探索與實踐，以期促進藥理學教學的發展，為培養醫學創新人才提供理論參考。

1 STEM教育對培養學生的創新精神起到重要作用

STEM教育將多種學科進行融合交叉，以培養學生的跨學科綜合性思維[6]。STEM教育的主要目標是培養學生具備完善的基礎知識和較強的綜合運用能力，尤其是實踐能力[7]。因此，在藥理學教學中引入STEM教育理念是培養創新醫學人才的重要手段。

2 STEM教育理念在藥理學課程中的探索與實施

2.1 設計包含學生高階能力為考察目標的教學目標

BLOOM將“認知領域”的教學目標依次細分為知識(knowledge)、理解(comprehension)、應用(application)、分析(analysis)、綜合(synthesis)、判斷(evaluation)、創新(creation)7個層面[8]。STEM教育著眼于提高學習者的分析、綜合、判斷和創新等高階能力[9]，藥理學授課教師對學習者提出較高且明確的要求，在教學內容上增加知識的廣度、深度和難度，或者提出具有趣味性、挑戰性的問題以激發學生自主學習的熱情，并將教學目標轉化為知識-能力-素質3個維度相結合的學習目標，使學生知道學什么及需要達成哪些目標。

2.2 利用豐富的教學資源達成教學目標

豐富的教學資源是達成教學目標必不可少的條件，包括各類教材、參考書籍外，文獻、網絡資源[大規模開放在線課程(MOOC)、小規模限制性在線課程(SPOC)等在線課程及智能教學工具(如雨課堂)]，以及近年出現的虛擬仿真技術等都是重要的教學資源，這些資源均可為學生的自主學習創造良好的前提條件。

課前布置學生自主觀看MOOC相關教學視頻，并通過發布教學課件、課前模擬練習任務以預習將要學習的內容，進而吸收內化理論知識，并對學生難理解的知識點重點進行歸納總結。課上、課后采用雨課堂或問卷星實時答題，彈幕答疑與學生多維互動，獲得并分析學生數據，使教師能夠及時、全方位了解和評價學生課上、課下的學習情況，有利于學生創新能力的培養及思維的拓展。

2.3 以情景教學為基礎的“做中學”跨學科知識整合作為教學活動開展的主要基礎

STEM教育強調“做中學”“學中做”的教學理念，重視學生跨學科綜合能力的培養，鍛煉學生靈活運用各種知識解決實際問題的能力[10]。而基于項目或問題的教學模式可有效激發學生對所學知識的興趣，提高學生的學習能力及社會競爭力[11]。將基于項目或問題的學習模式與STEM教育教學相結合，在問題情境中有效促進跨學科知識的整合以解決目前教學中存在的現實問題[12]。

因此，將基于項目或問題導向的情景教學作為教學環境設計的主要依據，在藥理學課程中通過新聞報道、視頻錄像、臨床案例或實地考察等高度互動的情景環境為學生提供“做中學”的機會。例如，在學習抗菌藥物藥理學部分時，通過在課堂教學穿插“抗生素不良反應”案例并讓學生進行角色扮演，引導學生完成完整的項目并進行具體的教學實踐活動。通過引導學生對抗生素常見不良反應及嚴重不良反應的原因、病理生理機制、臨床表現、診斷、預防及治療都有了清晰的認識，不僅幫助學生掌握抗生素的合理應用及不良反應，還引導學生發現案例中存在的問題并進行糾正。發現問題是STEM多學科交叉整合的關鍵，也是培養創造力的重要前提。在此情景中不僅教師幫助學生梳理診斷疾病的臨床思路，而且增強了醫學生對于患者的人文關懷、醫生職業責任及使命感，可謂一舉多得。學生在復雜的情境中主動探索，并以課堂主體身份參與到活動中，在此過程中合作創新是最基本的要求，此情景教學除了讓學生獲得理論知識外，更重要的是讓學生學會獨立思考并進行反思，可培養、訓練學生的批判性思維、臨床思維能力和協作能力。

在藥理學的STEM教育中，學生隨機分成不同的學習小組進行集體學習，每個學習小組都是相同的學習項目或問題，如自行搜集各相關章節代表藥物的說明書，講解、討論、分析藥物不良反應臨床案例，藥物撲克牌游戲展示等。通過組織材料、分析問題、溝通交流以最終解決問題，在此教學過程中，教師為學生提供獨立探索、實踐的機會，通過引導學生綜合運用跨學科知識，開展個體探究式學習、群體互助學習等豐富的學習活動，并通過集成、模仿或創造，形成創新性學習成果。此種教學方式注重培養學生知識層面的高階能力、動手實踐能力及團隊合作能力。

2.4 基于STEM教育理念的藥理學實驗模式

基于STEM教育理念的藥理學實驗，區別于簡單的模仿或驗證性實驗，是以學生為中心，以項目為載體，在教師的指導下，學生通過合作的方式進行多樣化、創新性設計，最后呈現真實的作品并進行實驗操作的一種教學模式。在此過程中，教師指導學生自主學習學科相關知識，學生自主查閱相關文獻資料，自主設計并提出設想，教師引導學生分析創新設計的可行性并實現設計。此種方式與傳統藥理學實驗模式相輔相成、優勢互補，增強學生的學習興趣和自主學習能力，培養學生發現問題、解決問題的能力，并進一步培養了學生的科學思維能力及科學探究能力。

2.5 綜合運用師生互動中的形成性評價與終結性評價

STEM教育的形成性評價是針對“做中學”“情境學習”為基礎的教學模式而形成的一種教學評價方式，評價的內容和目標涉及學生知識、能力及素質的發展與獲得[13]。在藥理學課程中評價方式可包括：(1)教師以“雨課堂”“問卷星”等為載體，設定開放性和探索性的問題，進行實時評價；(2)對基于項目或問題學習中分組討論的評價；(3)學生對于藥理學相關科學研究進展的總結匯報；(4)對于教師指定的某一內容，學生通過查詢相關書籍或文獻獲得相關知識，制作成課件在課堂上匯報。在這些教學活動中，不僅包括學生學習反饋、探究積極性等課堂評價，還包括教師評價、學生互評與自評，通過這些方式可綜合評價學生的自學能力、實踐操作能力、制作多媒體課件能力、語言表達能力、團隊合作能力、交叉學科知識的理解與應用、創新及綜合素質，有利于學生進行反思，明確已經取得的成績和不足之處，能夠綜合掌握所學知識并予以運用和創新。

3 STEM教學優點

3.1 促進學生學習的興趣性和主動性

課前，學生通過多種信息化教學資源預先自主學習，并提前對學生進行分組，按小組搜集資料、制作PPT、準備課堂講述等。課堂呈現的是學生自己的作品，易產生興趣和積極性，并通過評價使其主動完善和改進作品。

3.2 提高學生學習的創新性和高階學習目標，培養了學生實踐操作能力與合作能力

學生在接受STEM教育時，積極解決問題，主導自身學習，把學到的理論知識應用到實際的生活場景。圍繞特定主題或任務開展小組探究活動，完成一系列學習任務，達成知識建構和能力、素質提升的目標。此種教學方式利于學生自主學習能力、實踐能力、創新能力及團隊合作能力的培養；并且，有利于學生學習掌握與臨床關系密切的知識，切合臨床實際問題，提出創新性設計以解決問題。

4 小 結

在新時代背景下，當前社會越來越重視創新性人才，對于醫學生來說，提升其創新能力是教師關注的重要問題。將STEM方法和理念引入藥理學教學，有利于在日常教學中激發學生的積極性和主動性，既能達到教學目標，又能培養醫學生創新精神和探索精神，在一定程度上提升了醫學生各方面的能力，包括實踐操作能力、獨立思考分析能力、解決問題能力、合作能力、創新能力等，有利于醫學創新人才的培養，但STEM教學模式如何在藥理學教學中更好地發揮優勢仍然需要進一步完善。