多元分層生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課在提升醫(yī)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力中的作用

郭慧芳，胡雪林，陳晨，劉寶寧，程江紅，張瑞三，陳鵬

（西安醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，陜西西安 710021）

生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課（以下簡稱生化實(shí)驗(yàn)課）是生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程的重要組成部分，有助于學(xué)生掌握并鞏固生物化學(xué)基礎(chǔ)理論知識，同時使學(xué)生直觀感受分子生物學(xué)科研新進(jìn)展，初步接觸臨床生化知識，是理論課的延伸與有益補(bǔ)充。目前，西安醫(yī)學(xué)院生化實(shí)驗(yàn)課采取30 人以內(nèi)小班授課，方式為教師講解、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及課后實(shí)驗(yàn)報告撰寫，屬于傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課授課流程，符合教學(xué)邏輯，但形式與內(nèi)容比較單一和保守。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和教學(xué)手段與方式的不斷進(jìn)步，線上學(xué)習(xí)逐漸普及，傳統(tǒng)教學(xué)方法越來越難以滿足學(xué)生的多元需求，急需改革[1]。

本次教學(xué)改革實(shí)踐整合生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室、西安醫(yī)學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、西安醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院、合作單位及相關(guān)線上教學(xué)資源，搭建多元分層生化實(shí)驗(yàn)體系，同時構(gòu)建相應(yīng)的個體化評價體系。在此基礎(chǔ)上，選擇全科卓越醫(yī)學(xué)班，根據(jù)學(xué)科教學(xué)要求、學(xué)生興趣與科研實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行分層分組實(shí)驗(yàn)授課，并對教學(xué)效果進(jìn)行個體化評價。

1 研究背景

目前，包括西安醫(yī)學(xué)院在內(nèi)的大部分醫(yī)學(xué)院校仍以開展傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課為主。傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容主要為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力上欠佳。上課形式基本為組織全部學(xué)生分組在特定時間、實(shí)驗(yàn)室做相同實(shí)驗(yàn)，在時間、空間、實(shí)驗(yàn)層次方面都比較單一，難以滿足學(xué)生的多元化需求，尤其不能滿足部分學(xué)生對感興趣科研問題的深度研究需求。在特定情況下，如果學(xué)生無法到實(shí)驗(yàn)室上課，該短板更加凸顯。綜上，傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與形式均在的不足，只有對生化實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行科學(xué)改革，才能更有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，進(jìn)一步讓學(xué)生了解醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)知識，同時培養(yǎng)學(xué)生科研思維與習(xí)慣，提高其綜合創(chuàng)新能力。

本次生化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革整合多方資源，搭建了能夠滿足多元分層教學(xué)需求的生化實(shí)驗(yàn)體系，同時構(gòu)建了相應(yīng)的個體化評價體系。在教學(xué)改革實(shí)踐中，根據(jù)學(xué)科教學(xué)要求、學(xué)生興趣及對科研實(shí)驗(yàn)的需求，將學(xué)生分為4 個層次組別進(jìn)行授課，課程結(jié)束后采用個體化評價方式進(jìn)行教學(xué)效果評價。對提升醫(yī)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合時代需要的知識、能力與素質(zhì)并重的高質(zhì)量醫(yī)學(xué)人才有積極意義。

2 教學(xué)改革實(shí)踐

2.1 實(shí)驗(yàn)對象及分組

本次實(shí)驗(yàn)選擇西安醫(yī)學(xué)院全科卓越醫(yī)學(xué)1930 班、1931 班、1932 班為實(shí)驗(yàn)組，與之平行的1933 班、1934 班為對照組，于2020—2021 年度開展生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革實(shí)踐。

2.2 改革措施

2.2.1 搭建“多元分層”生化實(shí)驗(yàn)體系

本次教學(xué)改革實(shí)踐整合的資源有生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及儀器設(shè)備，西安醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心科研實(shí)驗(yàn)平臺，西安醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)平臺，合作單位科研資源及線上教學(xué)資源。將現(xiàn)有的生化實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與新增內(nèi)容進(jìn)行整合后分為4 個層次，從低到高分別為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、臨床綜合實(shí)驗(yàn)、科研鍛煉實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)[2-3]，搭建“多元分層”生化實(shí)驗(yàn)體系，見表1。

表1 多元分層生化實(shí)驗(yàn)體系

2.2.2 構(gòu)建生化實(shí)驗(yàn)個體化評價體系

生化實(shí)驗(yàn)個體化評價體系包括實(shí)驗(yàn)報告成績、綜合創(chuàng)新能力評估和遠(yuǎn)期影響3 個方面[4-5]。實(shí)驗(yàn)報告成績?yōu)閷W(xué)生參加每次實(shí)驗(yàn)報告成績的平均值，滿分100 分；綜合創(chuàng)新能力包含知識（120 分）、能力（240 分）、素質(zhì)（120 分）與發(fā)展（120 分）4 個方面，具體包含內(nèi)容及分值如表2 所示，由任課教師在學(xué)期末進(jìn)行打分，滿分600 分。遠(yuǎn)期影響主要對學(xué)生申請課題與發(fā)表文章進(jìn)行比較。

表2 綜合創(chuàng)新能力評估表（單位：分）

2.2.3 分層分組實(shí)驗(yàn)授課

根據(jù)實(shí)驗(yàn)計劃，在全科卓越醫(yī)學(xué)1930班、1931班、1932 班（共計137 人）采用多元分層實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，對照組全科卓越醫(yī)學(xué)1933 班、1934 班（共計91 人）仍選擇傳統(tǒng)教學(xué)方式授課。

第一層次基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與第二層次臨床綜合分析實(shí)驗(yàn)，全體實(shí)驗(yàn)組學(xué)生均需完成。第三層次科研鍛煉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生均可自愿報名參加，第三層次3 個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容累計報名117 人，根據(jù)每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容報名人數(shù)，將其進(jìn)行分組，每組人數(shù)不大于10 人，在教師指導(dǎo)下完成。第四層次自主創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自愿報名后擇優(yōu)選擇15 人參加，分別由教研室5 位教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計課題或參與教師課題。

3 教學(xué)效果評價

數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 8 進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，組間成績比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組間差異在5%水平上視為具有顯著性差異。

3.1 實(shí)驗(yàn)課成績

根據(jù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)安排，實(shí)驗(yàn)組所有學(xué)生均完成第一與第二層次實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生完成第三與第四層次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生（n=137）平均每次實(shí)驗(yàn)報告分?jǐn)?shù)顯著高于對照組（n=91），如圖1 所示（實(shí)驗(yàn)組92.11 分，對照組88.06 分）。

圖1 平均每次實(shí)驗(yàn)報告分?jǐn)?shù)

3.2 綜合創(chuàng)新能力評估

與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生掌握知識更多（實(shí)驗(yàn)組105.10 分，對照組97.50 分）。實(shí)驗(yàn)組對科技前沿的了解也顯著高于對照組。在能力（實(shí)驗(yàn)組210.00 分，對照組195.70 分）方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的溝通表達(dá)與團(tuán)隊(duì)合作顯著高于對照組。在素質(zhì)（實(shí)驗(yàn)組107.80 分，對照組102.90 分）與發(fā)展（實(shí)驗(yàn)組105.60 分，對照組97.80 分）方面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生科研思維與創(chuàng)新能力更強(qiáng)，如圖2 所示。

圖2 綜合創(chuàng)新能力評估

3.3 遠(yuǎn)期影響

本教研室教師為指導(dǎo)教師，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目10 項(xiàng)，其中校級7 項(xiàng)、省級3 項(xiàng)，其中6 項(xiàng)已經(jīng)結(jié)題。以學(xué)生為第一或共一作者發(fā)表文章6 篇。尤其是參與科研鍛煉實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，已經(jīng)具備基本的科研能力與科研思維，為其進(jìn)一步進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 討論及結(jié)論

本次生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革實(shí)踐采用多元分層教學(xué)，搭建的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分為基礎(chǔ)性、臨床性、科研性、創(chuàng)新性4 個層次，層層遞進(jìn)，對學(xué)生的要求不斷提高。其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能與操作及對理論知識的理解；臨床綜合實(shí)驗(yàn)在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室的實(shí)驗(yàn)室及西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科進(jìn)行，在此過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維能力，將基礎(chǔ)與臨床相結(jié)合，將病例與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，做到早臨床、反復(fù)臨床；科研鍛煉實(shí)驗(yàn)在西安醫(yī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行，鍛煉學(xué)生的基本科研思維及團(tuán)隊(duì)合自主科學(xué)創(chuàng)新能力。創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室的實(shí)驗(yàn)室及西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科進(jìn)行，鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新分析解決問題的能力，為各類大學(xué)生比賽及后續(xù)碩博學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。實(shí)踐結(jié)果表明，以多元分層方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生提供了更多選擇，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報告成績、綜合創(chuàng)新能力評估各方面均顯著優(yōu)于對照組，證明本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的科學(xué)性與有效性。值得注意的是，在本次生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)組累計117 人次自愿參加科研性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)組全部學(xué)生中占比達(dá)85%，可見學(xué)生對多元化分層實(shí)驗(yàn)的需求之大。總之，此次教學(xué)改革實(shí)踐為后期進(jìn)一步在全校多專業(yè)進(jìn)行生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)深入改革奠定了基礎(chǔ)。