培养基础医学专业本科生科研思维的生理学教学研究
贾㊀红ꎬ霍福权ꎬ许临平ꎬ王玉英ә㊀(西安交通大学医学部基础医学院生理学与病理生理学系ꎬ㊀西安㊀７１００６１ꎻ㊀ә通讯作者)
摘要:㊀培养有科研思维及创新能力的高素质人才已成为现代高等教育的主要目标之一ꎬ基础医学专业本科生科研思维的培养应从基础医学教育阶段做起ꎮ生理学是一门基于实验研究的学科ꎬ在教学过程中ꎬ运用虚拟实验㊁翻转课堂及雨课堂等多种教学模式ꎬ努力培养学生的科研思维ꎬ为进一步推动本科教学改革提供实践经验ꎮ
关键词:㊀生理学ꎻ㊀科研思维ꎻ㊀基础医学
中图分类号:㊀Ｒ３３㊀文献标志码:㊀Ａ㊀文章编号:㊀２０９５－１４５０(２０１９)０９－０６８３－０３㊀ＤＯＩ:１０.１３７５４/ｊ.ｉｓｓｎ２０９５－１４５０.２０１９.０９.０３
㊀㊀生理学是基础医学教育阶段非常重要的必修课程之一ꎮ生理学探讨生命活动中机体各部分的功能及其内在的联系ꎬ是一门基于实验研究的学科ꎮ教材主要内容来自大量实验研究确证的结果㊁结论及科研成果精华ꎮ课本知识的背后是前人大量的研究工作积累ꎮ因此ꎬ生理学教学非常适合用于启迪培养本科生的科研思维[１]ꎮ经典实验中巧妙的科研设计能激发学生的科研兴趣和探索热情ꎬ并逐渐培养学生的科研思维ꎮ本文探讨了基于基础医学专业本科生科研思维培养的生理学教学方法研究及其作用与意义ꎮ
本校近年来开设五年制基础医学专业ꎬ旨在培养高素质基础医学专业人才ꎬ毕业时能够具备一定的基础医学教学和科学研究能力ꎬ以在高等医学院校㊁医学科研机构及医院等部门从事教学㊁医学科学研究等工作ꎮ因此ꎬ基础医学专业本科教育的重要目标之一是培养学生的科研思维及创新能力ꎮ目前已有的鼓励学生申请创新项目及参加科研团队是很有效的培养方式ꎬ但千里之行始于足下ꎬ课堂教学也是不可忽略的推动科研思维培养的重要途径之一ꎮ而且与临床医学等其他五年制专业本科生相比ꎬ基础医学专业本科生课堂教学具有若干优势ꎮ其一：基础课程学时较长ꎮ以生理学为例ꎬ基础医学专业学时多１２.５％ꎬ教师有充分的时间拓展知识ꎮ其二：授课规模小ꎮ不同于百人大教室授课ꎬ基础医学专业学生约２０人ꎬ授课方式为小教室授课ꎬ有利于教师采用翻转课堂㊁课堂讨论等教学方式ꎬ可有效提高授课效率ꎮ其三：师生关系密切ꎮ基础医学专业实行１对１学业导师制ꎬ由基础学科授课教师担任导师ꎬ课下有所交流ꎬ因此ꎬ师生之间课堂互动比较
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㊀基础医学教育ꎬ２０１９年９月ꎬ第２１卷第９期㊀
㊀㊀作者简介:㊀贾红ꎬ女ꎬ１９６６－１０生ꎬ本科ꎬ高级实验师ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｈｊｉａ＠ｍａｉｌ.ｘｊｔｕ.ｅｄｕ.ｃｎ收稿日期:㊀２０１９－０５－１７
积极ꎬ氛围良好ꎮ综上所述ꎬ教师在授课时可充分利用以上各种优势ꎬ以教研结合的教学方式培养基础医学专业本科生的科研意识㊁科研兴趣及科研思维ꎬ为参与课外科研工作奠定基础ꎬ为推动本科教学改革㊁提高医学生科研思维能力提供实践经验ꎮ
１㊀以教研结合的教学方式启迪与培养科研思维
１.１㊀从理论到实验ꎬ以虚拟实验的形式介入科研思想的渗透㊀我们将虚拟实验引入理论教学中ꎬ将理论知识以虚拟实验的方式逐步展现实验结果ꎬ并从结果逆向推理分析实验现象中的可能机制ꎮ通过学生讨论ꎬ设计实验方案ꎬ以模拟实验进行验证ꎮ通过模拟实验ꎬ将科研设计㊁科研思想逐渐渗透给学生ꎬ这种 润物细无声 的积累为今后学生系统学习科研方法打下坚实的基础ꎮ虚拟实验案例的设计要注意几个原则：实验步骤应简单明了ꎻ实验结果可预测ꎻ基本机制是已讲授过的内容ꎬ即难度适宜ꎮ例如在讲解水利尿的机制时ꎬ首先提出饮用大量清水后尿量增加ꎬ以虚拟实验的方式展现尿量变化的图表ꎮ这种现象属于生活常识ꎬ但究其原因时学生并不能确定其机制ꎮ通过学生讨论ꎬ提出饮用大量清水后尿量增加是通过两种途径导致ꎬ途径Ａ：血液稀释导致血液渗透压减少ꎻ或途径Ｂ：大量饮水引起血液容量增加ꎮ教师则进一步引导学生设计实验去验证Ａ并排除Ｂꎬ在设计中要考虑到不改变血液渗透压ꎬ因此ꎬ可采用等渗的生理盐水ꎮ另外ꎬ要考虑血容量的增加在同样水平ꎬ因此ꎬ可采用饮入等量液体的方式ꎮ虚拟实验结果展示为饮用大量生理盐水后尿量不增加ꎮ通过两个实验的差别对比后ꎬ可排除途径Ｂꎬ并确定水利尿是通过途径Ａ产生作用ꎮ
另外ꎬ我校生理学实验课已并入机能实验学中ꎬ并无单独的生理学实验课ꎮ但机能实验学课时有限ꎬ难度较大的生理学实验不在操作范围ꎮ因此ꎬ在理论课中我们以图示的方法推演虚拟实验操作㊁实验现象ꎬ通过理论讲解后再以虚拟实验进行验证ꎮ例如ꎬ去大脑僵直现象没有相应的实验安排ꎬ但我们以图解的方式虚拟整个动物实验过程ꎮ通过理论知识讲解后ꎬ启发学生设计实验去验证γ神经元在动物去大脑僵直中的作用ꎮ用虚拟实验的方式去展示相应的结果ꎮ
在这样的教研结合中ꎬ培养学生发现问题㊁解决问题的主动思考能力ꎬ并对学生从浅至深点滴灌输科研思路ꎬ吸引学生逐渐对科研产生兴趣ꎬ训练科研设计思想ꎬ进而形成自己的科研思维[２]ꎮ
１.２㊀从课本到研究背景ꎬ科研史话激励学习㊀在教学中穿插课外阅读ꎬ以课前作业的形式发放阅读资料ꎬ介绍某些知识点相应的科研史话ꎬ趣谈教科书中某一理论寥寥数语背后的大量实践工作ꎬ讲述科学家的大胆猜想㊁缜密验证及巧妙的实验设计思路ꎮ例如ꎬ谢灵顿对神经生理学的贡献ꎻＣａｊａｌ与高尔基之间关于神经元学说和弥散性神经网络学说的争执及他们为各自的坚持所做的大量工作ꎮ在科学史话的轻松氛围中引导学生明白创造性思维的重要性[３]ꎮ课程结束后ꎬ评教调查显示ꎬ８０％的学生对虚拟实验教学模式持肯定态度ꎮ并提出这种教学方式不仅可强化学生对理论知识的理解并加深记忆ꎬ更促使学生对科研及实验工作产生浓厚的兴趣ꎮ５０％的学生表示通过理论课堂中的模拟实验学习ꎬ愿意加入科研团队接触科研工作ꎮ
２㊀雨课堂㊁翻转课堂等多种教学模式混合授课ꎬ提高学生分析思考能力
生理学属于核心课程ꎬ是医学生的必修课ꎮ通常为百人大教室授课ꎬ授课规模较大ꎮ这种授课方式以教师讲授为主ꎬ学生自主发言的机会少ꎬ主要缺点是互动比较困难ꎮ学生的学习方式比较被动ꎬ对教师有依赖性ꎮ长此以往ꎬ学生容易丧失对问题的探索兴趣㊁创新精神及运用知识分析问题的能力ꎮ基础医学专业学生为小班授课ꎬ教师采用翻转课堂㊁雨课堂等模式授课ꎬ以提高授课效率ꎬ改变课堂构架ꎬ逐渐转变为以学生为中心的课堂模式ꎬ调动学生积极性ꎬ培养学生独立思考和探索创新的能力ꎮ翻转课堂(ｆｌｉｐｐｅｄｃｌａｓｓｒｏｏｍꎬＦＣ)教学方法是在２０１２年由美国教育学者首次提出并很快得到广泛应用ꎮ让学生自主学习ꎬ并在课堂上讲解和应用ꎮ我们灵活应用翻转课堂ꎬ以生理学中的部分知识点作为学生在课堂上讲解的主题ꎬ调动学生的挑战心理及学习的主动性ꎮ学生课下自主学习㊁准备资料㊁制作ＰＰＴ并在课堂讲解ꎬ教师总结并补充或纠正错误ꎮ另外我们增加了课堂讨论ꎬ以常见的生理现象
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设置为讨论学习的背景材料ꎮ以分组讨论汇报的形式逐步启发㊁引导学生积极思考ꎬ通过讨论ꎬ进行思考㊁推理及总结ꎬ在课堂教学中逐渐培养学生的逻辑思维及综合分析能力[４]ꎮ
考虑到部分学生反映自学耗时较长ꎬ学习负担重ꎬ翻转课堂主题多设计为生理学中非难点的知识点ꎬ或为已涉及的学习的内容ꎮ例如ꎬ在神经系统章节ꎬ以突触传递内容设计为翻转课堂的主题ꎬ因为在前期细胞章已学习过骨骼肌神经－肌接头的兴奋传递过程ꎬ因此ꎬ学生易于完成本主题的预期目标ꎮ雨课堂是清华
大学和学堂在线推出的一款基于和ＰＰＴ的智慧教学工具ꎬ可免费使用ꎮ小规模授课十分宜于应用雨课堂ꎮ我们在基础医学专业授课中采用了雨课堂ꎮ雨课堂通过测试题的发布及随机点名等方式增进师生互动ꎬ提高听课率ꎬ并调动学生参与课堂的积极性ꎮ通过对测试题的巧妙设计引导学生在认知理解各知识点的同时ꎬ灵活运用知识以分析问题ꎬ将学生的被动学习逐渐转变为积极参与ꎬ主动思考ꎮ
雨课堂功能强大ꎬ教师不仅通过雨课堂发放课后作业ꎬ还通过私信交流向学习优秀的学生发放经典科研论文ꎬ引导学生学习论文的科研假设㊁实验设计㊁结论推断等思想过程ꎬ并鼓励学生质疑㊁存疑ꎬ提出自己的观点和建议ꎮ这种学习方法适用于自学能力强㊁对科研有兴趣的学生ꎮ这类学习任务促使学生早期接触科研论文ꎬ初步了解科研设计及科研方法ꎬ鼓励学生大胆提问ꎬ积极猜想ꎬ提高学生对科研的认识ꎬ为系统培养科学思维奠定基础[５]ꎮ
调查问卷显示ꎬ５０％的同学认为翻转课堂及雨课堂的应用促进了课堂思考ꎬ提高了学生对问题的分析能力ꎮ
科研思维的形成绝非一朝一夕之功ꎬ教师应从第一课堂做起ꎬ通过寓研于教ꎬ在教学中不断求索ꎬ利用先进的教学手段ꎬ推动基础医学教育的科教结合ꎬ逐步提高医学生的科研素质ꎬ引导学生逐步独立思考ꎬ走向科研之路[６]ꎮ医学继续教育网登录入口
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㊀基础医学教育ꎬ２０１９年９月ꎬ第２１卷第９期㊀
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