預防醫學實驗教學中開展設計性實驗的研究

王蘭芳, 匡興亞, 史哲溪

(同濟大學 醫學院, 上海 200092)

預防醫學實驗教學中開展設計性實驗的研究

王蘭芳, 匡興亞, 史哲溪

(同濟大學 醫學院, 上海 200092)

為了提高預防醫學實驗的教學效果,培養學生的創新意識、創新思維和創新精神,以“食品中還原型抗壞血酸(VC)的測定”為例,在本科生中嘗試開展設計性實驗,并與傳統的驗證性實驗效果進行比較。結果表明,設計性實驗能激發學生學習興趣和積極性,增強對知識的記憶力,有利于對理論知識的綜合性理解和掌握,同時也有利于科研意識的培養。

預防醫學； 設計性實驗； 實驗教學

預防醫學是臨床醫學專業學生的一門必修課程,具有科學性、實踐性、群體性、綜合性等特點,是一門實用性很強的應用學科[1]。預防醫學的實驗內容以強調基礎知識和基本技能學習的驗證性實驗為主。設計性實驗在學生的創新意識、創新思維和創新精神的培養中具有非常重要的作用,有利于培養學生的綜合能力,是提高實驗教學質量的有效途徑[2]。我校醫學院在2012級和2013級臨床醫學本科專業預防醫學實驗教學中嘗試開設了“食品中還原型抗壞血酸(VC)的測定”,探討設計性實驗在預防醫學實驗教學中的應用。

1 資料與方法

1.1 調查對象

我校醫學院臨床醫學專業2012級和2013級本科生共260人,其中實驗組122人,對照組138人。兩組學生在年齡、性別、專業背景、學習環境等差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方法

對照組138人采用傳統的實驗教學方法,在實驗課開始前,教師為學生準備好所有的實驗材料和儀器,實驗課上由教師講解實驗原理、步驟,學生依照教師給出的步驟實施實驗并撰寫實驗報告。

實驗組采用設計性實驗教學法,共有122名學生參與,該組的教學過程為[3]:

(1) 選題。在實驗前4周通知學生,以“食品中還原性抗壞血酸含量的測定”為本次自主設計性實驗項目。學生按照每組3～5人自由組合成實驗小組,根據自己的興趣進行選題。

(2) 形成方案。學生利用學校圖書館資源,在萬方數據庫、中國期刊網、PUBMED等數據庫中查閱“抗壞血酸(VC)”方面的文獻,了解國內外研究現狀。以小組為單位討論、設計實驗方案,于實驗課前2周上交實驗方案。帶教教師就實驗方案和學生進行討論,

分析實驗的可行性和創新性,并給出改進建議,學生最終確定實驗方案。

(3) 實驗準備與實施。學生參與實驗材料的準備,自行實施實驗,教師只從旁做必要的協助。實驗結束后學生對實驗結果進行統計分析、撰寫實驗報告、進行PPT匯報交流。

1.3 教學效果評價

實驗結束后,通過問卷調查對實驗組和對照組的教學效果進行評價。評價內容包括11個方面:能增強對知識的記憶力、有利于對理論知識的綜合性理解和掌握、能激發學習興趣和積極性、能提高思考能力、能提高自學能力、有利于加強實踐動手能力、有利于培養協作團隊精神、有利于反映真實的實驗綜合能力、有利于科研意識的培養、能引導將基礎理論與臨床/生活等問題進行聯系等。

1.4 數據分析

使用SPSS16.0對調查問卷中的計數資料采用Mann-Whitney檢驗,分析實驗組的設計性實驗教學與對照組的傳統驗證性實驗教學效果的差異,雙側檢驗P<0.05，認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 實驗方案

從表1可以看出,實驗組的學生從身邊感興趣的問題出發,設計出了多種實驗方案。

表1 實驗組與對照組的實驗方案舉例

“VC含量的測定”不僅僅是分析檢測幾種水果的VC含量,還衍生出了“不同貯存條件對果蔬中維生素C含量的影響”“不同市售果汁飲料的維生素C含量”等內容。實驗材料不僅涉及水果、蔬菜、飲料等3大類,每一大類又可以再細分,如:水果種類有橘子、柚子、橙子、蘋果、青棗；獼猴桃種類有國產獼猴桃、新西蘭獼猴桃、紅心獼猴桃；飲料種類有康師傅橙汁、美汁源果粒系列、匯源果汁。這些實驗方案都非常貼近生活,不僅可以讓學生了解不同種類、品種的食品中VC的含量,甚至還可以了解不同的烹調方式對食物中VC的影響。

2.2 教學效果的評價

問卷調查的統計結果見表2。

表2 實驗組與對照組問卷評價情況

*表示差異有統計學意義

相比對照組,實驗組學生的學習興趣明顯提高,86.9%的學生表示對實驗課程有很大的學習興趣,而對照組僅為62.3%；實驗組認為學習興趣一般或差的人數為0,而對照組為10.1%,差異有統計學意義(P<0.001)。

實驗組中68.9%的學生認為設計性實驗有助于對理論知識的記憶,而對照組僅為49.3%；實驗組中70.5%的學生認為新的教學形式很好地鍛煉了對知識的理解能力,而對照組僅為55.1%,實驗組與對照組的差異有統計學意義(P<0.001)。

同時,實驗組較對照組學生對問題的思考能力、自學能力也明顯提高,科研能力得到了很好的鍛煉。實驗組中73.8%的學生認為這種由教師引導為輔、學生自主設計實施的課程方式很好地提高了自身的自學能力,而對照組僅為44.9%,實驗組與對照組的差異有顯著的統計學意義(P<0.001)。

統計結果表明,72.1%的實驗組學生表示,設計性實驗教學模式激發了他們的科研興趣,有利于科研能力的培養。

實驗組中88.5%的學生表示實踐動手能力有了很大提高,而對照組僅為66.7%；實驗組中80.2%的學生通過參與整個教改課程,能很好地將理論知識與實踐技能結合起來,不再是課前死記硬背書本上的知識,課上完全依賴教師才能實踐操作。同時,實驗組的團隊協作能力也得到了鍛煉,86.9%的學生能很好地通過組內討論學習、合理分工的方式達到教學目標。

實驗組學生對設計性實驗的總體評價明顯優于對照組。80.3%的實驗組學生對實驗非常滿意,而對照組僅為56.5%,差異有顯著的統計學意義(P<0.001)。

3 討論

“預防醫學”作為臨床醫學專業學生的一門必修課程,具有很強的科學性、社會性和應用性。傳統的預防醫學實驗采用注入式教學,忽視了學生在學習活動中的主體地位,學生在課前不需要預習,沒有去對實驗內容進行主動思維,只是簡單地模仿教師的操作,對整個實驗沒有深刻的理解,不利于學生科研意識的培養[4]。在以往的實驗教學中教師發現學生的積極性不是很高,也曾有督導教師認為食品中還原性抗壞血酸的測定這一實驗過于簡單,僅僅檢測了教師提供的一個樣品。

設計性實驗以激勵學生學習興趣、開發學習潛能、培養實踐能力和創新能力為核心[5],整個實驗過程由學生全面負責,對將要開展的實驗,學生自己查閱相關書籍和實驗資料,根據實驗室現有條件制訂行之有效的實驗方案、準備實驗材料和試劑并完成實驗, 由教師進行審核和評價。該實驗教學方法能充分調動教師和學生的積極性,有效地提升學生的實驗技能,培養自主創新能力、動手能力和科研能力[6-7]。

此次首次嘗試在預防醫學實驗教學中開展設計性實驗教學,對教師和學生都是一種挑戰。這種教學形式的新穎性和自主性,極大地激發了學生的學習興趣。學生在課堂上非常活躍,教師與學生之間的溝通明顯增加,學生積極主動與指導教師溝通,討論設計方案，在實驗結束后也會與教師就實驗結果進行討論分析,這種情況在以往的驗證性實驗中很少看到。設計性實驗對教師的要求更高,教師需要投入更多精力和時間查閱資料,促進了教師的自我完善[8]

問卷調查結果表明,開展設計性實驗能增強學生對知識的記憶力、有利于學生對理論知識的綜合性理解和掌握、能激發學生的學習興趣和積極性,能提高學生的思考能力、自學能力以及實踐動手能力,同時也有利于培養學生的團隊協作精神及科研意識。從總體上看,80.3%的學生對設計性實驗非常滿意,而在傳統驗證性教學中僅有56.5%的學生對教學滿意,差異有高度統計學意義(P<0.001)。

在開展設計性實驗的過程中，教師也發現了一些問題。首先,是實驗設備不足。比如在進行實驗的過程中有樣品的前處理這一環節,此環節需要高速勻漿機,但由于勻漿機只有一臺,導致學生不得不排隊等候,使得實驗效率下降。第二是實驗從設計到實施的時間較短,只有4周左右,使得實驗方案的設計不盡完善。第三是整個實驗的具體實施時間非常短,只有3個學時,學生和教師不得不利用大量的業余時間進行樣品和試劑的準備以及數據的處理、報告撰寫及交流等。這些問題都需要在以后的實驗過程中注意解決,可以采取開放實驗室或加大實驗教學投入等措施來保證設計性實驗教學的順利實施。

總體而言,實驗組學生對設計性實驗的評價明顯好于對照組,學生對新的實驗課形式普遍持滿意、支持的態度。以學生為課堂主體的新的實驗教學模式,不但激發了學生的學習興趣,促進了學生科研意識的培養,同時也拓展了教師的思路和視野,有利于教學相長和創新型人才的培養。

References)

[1] 陳國元,楊克敵,劉烈剛,等.預防醫學實驗室建設與教學改革[J].實驗室研究與探索, 2009,28(1):98-100.

[2] 易昆南,于菲菲.在綜合性、設計性實驗中培養學生的創新能力[J].實驗技術與管理, 2007,24(8):8-9,14.

[3] 宋衛星.設計性實驗教學過程規范化的思考與探索[J].實驗技術與管理,2009, 26(7):125-127,130.

[4] 唐美秀,唐明德,劉娟,等.以課題形式替代預防醫學專業課程部分實驗教學的研究[J].中華醫學教育雜志,2012,32(2):284-285.

[5] 謝苗,甘純璣.生物化學設計性實驗教學規劃與實踐[J].實驗室研究與探索,2010, 29(5):119-122.

[6] 黃開勇,楊莉,鄒云鋒.淺析預防醫學專業實驗教學改革[J].西北醫學教育,2013, 21(5):967-969.

[7] 張曉峰,高淑英,任銳,等.預防醫學專業實驗課程教學改革模式[J].醫學研究與教育, 2013(1):102-104.

[8] 梁翠茵,王姝,高春艷,等.藥理學設計性實驗的實踐與思考[J].實驗室研究與探索, 2012,31(8):125-127.

Research on application of designing experiments to experimental teaching of Hygiene

Wang Lanfang, Kuang Xingya, Shi Zhexi

(School of Medicine, Tongji University, Shanghai 200092, China)

To improve the teaching effect of Hygiene experiment, Tongji University conducted the design of Hygiene experiments in the experiment of the determination of food vitamin C. The teaching effects were evaluated. The results show that the designing experiment can enhance the students’ knowledge retention, comprehensive understanding of theoretical knowledge and mastery. Their interesting, thinking skills, and learning ability are improved significantly.

Hygiene; designing experiment; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.046

2016-06-09

同濟大學教改課題(2015.5-2016.5)

王蘭芳(1973—),女,山東招遠,博士,副教授,主要從事營養學教學與科研工作.

E-mail：lanfangwlf@tongji.edu.cn

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0183-03