以航海神經科學人才培養為導向的神經生物學課程建設

韓少明,王 彥,孫定亞,程 騰,曹 莉,俞仲望△

(1海軍軍醫大學基礎醫學院神經生物學教研室, 上海 200433; 2上海市寶山區吳淞中心醫院藥劑科; △通訊作者)

神經科學兼具醫學、生物學和交叉科學屬性,與心理學、免疫學、遺傳學、藥學、材料學、人工智能等存在廣泛聯系,在人類健康和社會發展中居重要地位[1-3]。

作為國家重點學科、國家雙一流建設學科、教育部重點實驗室、教育部創新團隊,海軍軍醫大學神經生物學教研室聚焦國家腦科學重大需求,開展腦科學前沿研究,進行基礎、臨床和應用相結合的創新性教學探索,2011年已成為神經科學與行為學ESI全球排名前1%學科。經過不斷完善,我室開設的醫學神經生物學已成為臨床醫學八年制、五年制,生物技術、麻醉、精神醫學等專業的主干課程。

進入新時期以來,針對學校辦學定位,為貫徹學校辦學方針,滿足航海醫學人才培養的要求,針對新形勢下人才培養方向上的客觀轉變,我室開展醫學神經生物學課程相關建設,多年來進行了不少增減、補充和完善,從中發現了不少問題和不足,也始終在不懈地嘗試和總結。

1 存在不足

目前,我室醫學神經生物學課程存在以下不足:①課程主要介紹神經科學經典和現代基礎理論,教學內容與地方高校醫學院相近。考慮到航海醫學人才培養的針對性和課時的合理性,有必要調整既有的教學內容,增加特色內容;②相比傳統醫學生的基礎學科,神經科學發展迅猛,新觀點、新理論、新技術不斷取得突破,但受限于教學時數[4],教學內容只能有所取舍,也因課時限制,學員以掌握知識為主,教學方法和評價維度還較局限單一,考查形式傳統,考查時間有限,對學員素質其他維度的塑造和關注有限,對所學的應用和實踐能力考查較少。早期發現和選拔素質過硬、主動性強、興趣濃、能活學活用的神經科學“好苗子”作用欠缺。

2 改革嘗試和探索

2.1 加強思政進課堂

無論是著眼于我校教學目標和宗旨,還是從醫學生培養目標出發,思想政治教育的重要性都不言而喻。醫學神經生物學不僅是神經科學與醫學的融合學科,也貫穿體現著關于生命、健康與倫理的哲學。在這方面我們開展了如下嘗試:①為培養航海醫學可靠人才,我們通過階段性修訂人才培養方案,在教學全過程中有意識地加入“國旗紅”“天使白”“浪花藍”的底色,培育面向未來、適應相關職業需求的人才。②在教研室層面,通過理論學習,加強試講,邀請兄弟醫學院校、師范院校和國防科技大學政治理論教研室教師進行輔導授課和交流。這樣既有助于提高教員的政治理論水平,又能幫助找到更多的神經生物教學與思政教育的結合點。赴基層兄弟單位學習觀摩,切實加強授課教員政治理論水平,做到專業知識與思政教育都有長足提高。③在教學全過程中注重醫學人文教育的熏陶和作為堅強集體一員的品格塑造。神經生物學涉及神經系統的起源、進化、結構和功能的問題。在神經發育章節和感覺、痛覺等章節的教學過程中,我們有意識地引導學員對生物體神經發育與功能機制的觀察和思考以及對生命健康的關注和重視,幫助學員樹立正確的生命觀和倫理觀。通過挖掘專業課程中的思政元素,結合既往優秀案例,著力發掘專業知識與思政教育的結合點,從而將兩者有效地融入教學的各個環節,努力達到“神經課堂接地氣,德育智育有收獲”的效果。④為幫助大一新生“系好第一粒扣子”,更好適應大學階段學習,同時了解我校雙一流學科情況,在新生入校第一學期,我們就與新生學員干部溝通協作,利用教育部重點實驗室開放日這一平臺,科普神經科學發展歷史,介紹科室建設情況和最近研究成果,講述探索背后故事和心得,激發學員學習主動性和興趣。

2.2 教學模式多樣化,師資精干化、合作化

2.2.1 教學模式 ①教員采取問題導向教學模式[5]。醫學神經生物學涉及許多復雜的過程和機制,為使學員能夠更好地掌握和理解知識,引入問題導向教學模式。教員在教學中以具體的、實際的問題為出發點,引導學員帶著問題對課程產生興趣、帶著疑問主動學習神經科學知識、階段性自主檢視對知識消化吸收的效果,并指導、助力下一階段神經生物學課程的學習,循環推進,有效建立適合學員自身認知規律的神經科學知識體系。②高年資教員引導學生開展合作學習。高年資教員普遍從教二十年以上,經驗豐富,在教學中扮演著至關重要的角色,他們不僅傳授知識,更能為學員提供寶貴的實踐經驗和人生指導。高年資教員參與教學,與學員進行深入的交流和討論。我們在小班課教學中,多年來在幾屆長學制學員中連續嘗試了這種混合式教學,在傳統的教師講授占主體的形式中穿插學生主導的合作學習模式。學員在課堂上針對特定的問題或案例進行討論和研究,以案例為載體,以小組形式參與,改被動吸收為主動思考,并貼近臨床實踐和航海人才需求,促進基礎知識和臨床思維的有效銜接。

2.2.2 師資 ①我室持續吸納擴充人才隊伍,高度重視師資隊伍的建設,定期組織教員進行專業知識和職業素養方面的培訓,提高其教學和研究能力,始終確保與學科(神經科學)和培養對象未來發展方向(航海)相適應,打造相匹配、相適應的師資教學隊伍。神經生物學教學組、特別是長學制臨床醫學專業教學組,由持續在神經科學領域中取得高顯示度科研成果的高年資教員(教授、副教授)直接參與本科生、研究生階段授課。課程內容系統化,兼顧學員基礎的多層次化和學校的航海特色。②加強與兄弟學科的聯合,如解剖學等,對各自優勢學科進行整合,嘗試依托和搭建線上課堂等新平臺,共同開設課程,共享教學資源,更廣泛地分享自身教學感悟、成果和資源。

2.3 改變考查方式,豐富評價體系

就教學質量考查的改進舉措而言,對不同專業和基礎的學員,評價體系有較寬吸納度和維度[6]。教員鼓勵不同途徑的分值獲取,如匯報得分、課堂回答得分、第二課堂得分、綜述得分、操作得分,甚至好想法加分。不再單一以筆試成績來評價學員,而是采用多維度加權的評價體系,包括筆試、口試、實驗操作考核、課程項目以及課程結束時學員回顧性自我評價等,進而全面評價學員,落實教育教學過程中學生主體性原則。

教員改革傳統考試方式,實行教考分離的前提下,變傳統期末一考制為全過程考核模式。注重課堂反饋、課后作業,力求評價體系立體化、多元化。強調活學活用,切實保證教學效果。引入課后作業、課堂反饋、開放性問題、自主選題探索等多項指標和多種考核方式,全方位考查學員理解、消化、掌握和運用知識能力。嘗試課后隨堂作業以客觀題和主觀開放問題相結合,采用紙質和網絡多種形式靈活提交,其中主觀開放問題采用開卷形式,使學員從“死記硬背”中解放出來,強調活用所學知識能力。

2.4 重視教學方法及教學手段的有效性

教員采用情境引出、案例引出、設問[7]、比較、聯想、啟發等多樣化教學方法,激發學員學習知識欲望。例如,在學習某疾病的病因與機制時,通過設計與日常生活或實際研究相關的情境,引導學員迅速進入狀態,并現場考查既往課程知識點學習掌握情況,引導學生回顧相關的分子與通路,將其與已學知識進行關聯和銜接,編織起系統而非瑣碎凌亂的知識體系。如講授神經系統疾病時,回顧局部解剖學中神經核團定位、十二對腦神經,聯系本課程的神經發育章節;講授生理節律和睡眠時,聯系海上作業特殊環境,并介紹特殊環境對人體神經和精神方面的作用和影響。由生理到病理、由表及里、由淺入深、由因溯果[8],循序漸進地幫助學員弄清科學問題的來龍去脈,理解并能學以致用既往神經科學和相關學科知識,培養科學思維和臨床思維,為后續臨床實習和航海實習做好準備。

與此同時,教員采用雙語教學、新媒體教學等靈活性教學形式來進一步活躍課堂氣氛,激發學員學習潛力,碰撞科研火花,做到線上與線下教學相結合的雙向教學[9]。充分利用各種現代化的教學工具,如交互式白板、在線教學平臺、模擬實驗軟件等,使教學更為生動和實效。以切實提高學員運用所學為根本標準,針對不同專業、年齡和層次學員選擇相適應的教學方法和教學手段,為其未來對外交流、學習和航海工作打好基礎。

2.5 推進分層教育、因材施教

教員在課堂教學過程中,根據學員的學習專業特點進行差別化、針對性教學。針對生物技術專業學員,增設實驗課程,讓學員深入了解各種實驗技術和方法,增強實踐操作能力,并鼓勵學員積極參與教研室的研究項目,培養其研究能力和創新精神。針對臨床醫學專業學員,設計一系列涉及神經系統的臨床案例分析課程,幫助學員將神經生物學知識應用于實際臨床問題,初步培養其臨床思維能力。針對研究生教學,以優勢科研平臺為特點,通過科研與教學相結合以促進教學效果綜合提升。

在保證基礎理論和知識體系框架完整的前提下,教員根據不同專業的培養方案、未來需求、知識結構,因材施教,有所側重[10]。對四、五年制的本科專業,主要強調神經生物學的基礎理論知識,輔以航海與神經生物學相關知識和技術的介紹。在八年制臨床醫學專業授課時,采用專題講座+綜述+匯報的教學方案,將醫學神經生物學教學內容劃分為若干主題。授課教員以講座的形式,結合各研究主題的最新進展,給學員做專題綜述或報告并引導討論,并與相關基礎和臨床教研室積極溝通交流,組織教學聯系,為不同專業、不同水平學員學習相關課程搭好橋,為后續課程選好苗、鋪好路,以求達到因材施教的教育效果。

2.6 加強教材建設自身特色

教材是本科與研究生教學的基石。我室在教材建設上投入了大量的精力。考慮到統編教材在知識體系上與大學人才培養需求存在不完全匹配,為讓學員學習相關的、更為完備的和盡可能前沿的知識、了解航海腦科學發展方向,教員有意識地側重強調教材的特色性和針對性,使其既有通用醫學專業的廣泛適用性,又能滿足大學教學育人方面的切實需求。

教員以修訂再版教材為契機,緊扣需求,結合當下的研究進展,更新修訂和補充相關神經科學知識,同時針對性增設部分特色章節,特別是航海方面相關的知識內容。從培養實際出發,貫徹理論與實際相結合的教育原則,與時俱進,既保持知識體系的完整系統性和模塊化,又考慮育才方向。

通過修訂人才培養方案和教學計劃,以合作編寫教材、制作課程素材為契機,我室與藥學院、長海醫院、長征醫院、心理系等兄弟單位合作,與相關科室專家進行研討,積極聽取專家對教材的修改意見,對教材內容進行增減和完善。

同時,教員結合各自專業方向和課題研究實際,在教材編寫和教學過程中,將各自實驗技術心得及研究成果介紹給學員。我室基于此,鼓勵教員開展教學研究,定期開展學術沙龍活動,促進教員與校內外專家的溝通和交流。并邀請相關領域專家做線上和線下學術匯報,通過“請進來”和“走出去”兩種方式,推動教研室教員共同完善課程和教材的雙重建設。

2.7 科研反哺教學,促進教研良性互動

我室根據每個教員的科研內容和各自興趣選擇相應的教學內容,推動新進教員寫好教案、備好課、上好講臺、做好文章、帶好學員。支持教員認領與自己科研相關或喜歡的章節內容,進行包干制分工教學,同時將教學感悟與學員進行分享,聽取學員對教學方法及教學內容的多方位評價,并根據學員的學習反饋進一步作出相應的教學調整,不斷提高教學質量[11]。

此外,我室鼓勵教員到神經科學領域最新、最前沿的研究機構進行深造學習,把握醫學神經生物學科的實時動態,及時學習新知識、新方法、新技術,反哺本科生和研究生教學。

高校的教學與科研,二者是一個統一的框架,彼此緊密聯系、相輔相成。教員在教學過程中要傳授給學員相關學科知識的最新科研成果,支持教研相互促進,協調發展,將最新的教學理念傳遞給學員,讓學員擁有對學科知識和科研項目的學習欲望。在醫學神經生物學課程的教學過程中,有意識地培養學員的創新性科研思維,讓科研和教學緊密結合,傳授“接地氣”的本領,做強“高大上”的科研,實現教學與科研雙向互動,形成良性循環[12]。

2.8 課程體系“與時俱進”、教學內容“模塊化”“特色化”

我室結合近年來大學對本科教學的需求定位,依據大學新修訂的本科人才培養方案,借鑒現行國際神經科學領域教科書和醫學院神經科學課程內容,結合自身科研方向和特色,保持教材結構、課程體系和課程內容穩中有變,做到既傳授經典理論和知識,又緊跟學科發展和國內外學術前沿,并響應航海醫學人才培養的需求和特色。新的課程標準注重思政教育以及知識、能力、素質三者的全面教育,注重教員指導下充分發揮學員的主體作用,培養學生終生學習能力。此外,在達成共同教育目標的前提下,力求兼顧學生的個性發展和職業規劃。

教員以模塊整合的思路系統優化教學內容,將教學內容整合為正常生理的神經生物學基礎、疾病病理的神經生物學兩大模塊。適當減少前期所學的細胞生物學、生理學、生物化學、解剖學、組織學與胚胎學、遺傳學、藥理學等相近課程重疊內容的講授,突出神經科學特色,不斷細分和拓展疾病病理的神經生物學內容。在學科門類細分、學生負擔增加的大背景下,這種教學內容的模塊組織和動態調整,使內容傳授上避免“炒冷飯”,且有效激發了學員學習熱情,還意料之外地提高了學員投入第二課堂的意愿。

我室建立兼收并蓄、又有所特色和側重的課程內容和體系。注重在教學目標全面達成的前提下,充分融入教員個人所學所研所長。根據教員年度工作任務和教學時數實際加以微調,既保證教學質量穩定和系統性,又兼具靈活性和深度。教員授課過程注重增加科學研究實例、新成果和先進技術的相關內容,并通過第二課堂創造研究型學習氛圍,組織學員參與科研實驗和實踐,提升學員科研素質和實踐能力,也彌補實驗課時有限、動手實踐機會有限的不足。同時,拓寬學員知識面,活躍思維,增強學習興趣,培養面向國家海洋戰略需求、有側重和儲備的新型人才。

2.9 擴充完善試題庫

試題庫是衡量檢驗學生學習效果的重要載體。修訂試題庫也是優化教學方法、激發學生學習興趣的重要抓手。我室充分認識到試題庫建設的重要性,采取了以下一系列措施,以確保試題庫的質量。

2.9.1 定期更新,跟蹤最新進展,淘汰和修訂錯誤落后知識 考慮到神經科學這一學科發展遠高于其他基礎學科的特點,我室對試題庫進行持續更新,以符合最新知識和理論。對于已經不再適用或被新的科研證實為錯誤的知識點,及時從試題庫中移除相關試題。并結合學校試題庫建設要求,所有新加入的試題都需經過多位專家的慎重評估和審核,確保其科學性和準確性。同時,也注重試題的效度、廣度和難易區分度,使其覆蓋面更廣,難度分布和區分度也更合理。

2.9.2 引入多種題型 除傳統的考查基本知識、基本概念和基本理論掌握情況的客觀題外,試題庫引入如案例分析、數據解讀、實驗設計等題型,以測試學生的綜合應用能力。尤其注重設計一些要求學生將理論知識應用于實際問題的試題,以及醫學實際應用和檢驗學員綜合能力的開放題,做到知行合一。

2.9.3 試題與教學內容緊密結合 根據教學大綱和教材內容,教員將試題按模塊進行組織,確保各個知識點都能得到充分的考核。并在對教材內容進行更新或修訂的同時,同步更新相應的試題庫。

2.9.4 技術支持 教員努力將科學技術應用到試題庫建設中,包括數字化試題庫的創設和智能組題的開發。利用現代化技術手段,建立數字化試題庫,使得試題的組織、查詢和使用更加便捷。通過智能算法,試題庫可以根據學員的學習進度和能力,自動為其生成匹配的試卷,從而針對性提高學員學習成績。

3 階段回顧與經驗總結

近年來,我室在課程建設上推行了一系列改革嘗試,加強思政進課堂、聯合優勢師資、豐富評價維度、重視教學方法手段的有效性、合作編寫特色教材等舉措,以滿足航海醫學人才培養的要求。從近幾年推行效果來看,學員課堂互動更加熱烈,學習興趣更加濃厚,思維更加主動積極,參與科研實踐認真刻苦,無論是階段考查,還是終末考核,平均成績均穩中提高。學員也為教學改革及時提供了不少獨到、寶貴的反饋意見和建議。

我室立足海洋戰略需求,聚焦學校主線,凝練特色方向,持續開展多學科交叉教學和科研。力求將醫學神經生物學課程打造成有質量、有特色的優質課程,力爭建設成為培養高層次航海神經科學人才的創新基地。我們深知還有許多工作要做,問題和矛盾會隨著發展更多涌現,但只要齊心協力、與時俱進,就一定能在人才培養和服務國家戰略上有所作為,完成上級和時代所賦予的職責和使命。