基于STEP理念的大學生創新教育與實踐

梁 楠, 張 曉

(成都醫學院 基礎醫學實驗教學中心，成都 610500)

0 引 言

2015年《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》中明確提出,深化高等學校創新創業教育改革是國家實施創新驅動發展戰略、促進經濟提質增效升級的迫切需要[1-3]。2021年《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》中提出要提升大學生創新創業能力、優化大學生創新創業環境、加強大學生創新創業服務平臺建設，將創新創業教育貫穿人才培養全過程。醫學教育擔負著培養醫學創新人才的重任，尤其是在“新醫科”建設背景下，不斷推進醫學創新創業教育顯得尤為重要。我校積極響應國家號召，就目前大學生創新教育中存在的問題[4]，在創新創業教育理念，怎樣與專業教育結合，怎樣與實踐結合等方面做了改革和實踐。

1 目前大學生創新教育存在的問題

大學生創新教育應該是一個貫穿求學全過程的多學科聯合，多環節參與的持續教育過程[5-6]。但目前醫學大學生創新教育還存在一些問題[7-8]。① 由于醫學院校課程的特點，導致醫學生死記硬背，缺乏創新。盡管創新教育理論很多，但在實踐中仍然缺乏適合醫學院大學生的創新教育理念。② 有關創新教育的課程和內容很多，但學科之間各自為戰，缺乏適合、實用的醫學生創新教育課程，另外，教學方式大多采用教科書式的由教師講授的單調教學方式，教學之間和師生之間缺乏交流和反饋。③ 大學生創新教育效率較低，主要原因是創新人才培養缺乏有效的管理機制，開展創新實驗條件不足，參加大學生創新比賽的經驗不足。④ 由于目前醫學教學采取學科制，一門課程完成以后進行下一門課程的學習，學生創新教育時程較短，缺乏培養教育的連續性。

2 基于STEP理念的大學生創新教育與實踐

2.1 建立以STEP為核心的大學生創新教育理念

STEP是Science，Technology，Engineering，Project首字母的縮寫。由此可見，STEP概念強化的是科學、技術、工程、項目4類綜合素質的培養。① 科學類素養，即運用醫學科學知識(如解剖學、生理學、藥理學、生物化學、診斷學、內科學、外科學等知識)理解生命、健康和疾病的本質；② 技術類素養，也就是使用動物模型、生物技術和統計學等各種生物科學技術，解決實際的醫學問題；③ 工程類素養，即強調在學習過程中，對學習的內容按照工程要求去進行創新實驗設計、開發與完成的過程；④ 項目類素養，也就是要求學生按照項目的要求，在規定的時間完成規定的任務，在實踐過程中培養發現、表達和解決多種情境下醫學問題的能力。

根據STEP理念，大學生創新教育的總體目標是培養學生的跨學科學習、解決真實問題以及發展創新思維。在實踐的層面，把創新教育和學習歸納為3個層次和9個步驟，簡稱為3層9步。

(1) 第1個層次是建立創新學習的環境。① 建立創新學習的文化。消除創新中的消極情緒，恐懼心理和學習厭倦情緒，鼓勵學生發揮想象力，利用好奇心和進取心不斷前行探索，創造出積極學習、主動學習、學有所獲的良好氛圍，建立以學生為中心的創新文化。② 建立合作學習的基礎。讓學生養成結伴學習、互幫互助的學習習慣，并在學習過程中互幫互學，形成合力完成創新項目。③ 建立創新學習的環境。通過線上和線下，連接課內和課外學習，打破課堂界限[9]。在創新活動中學會觀察和學習，培養學生“從實踐中來，到實踐中去”的學習理念。

(2) 第2個層次是營造科學研究的氛圍。① 學會提出問題。將科研整合進教學，融合進課堂，讓學生擺脫書本的局限，并引入各類先進教改方法為教學過程提供支持，老師通過提出問題引導學生向特定的方向延伸思考。② 學會解決問題。老師的責任不是提供現成的答案，相反，要通過把握創新學習的方向，指引學生積極探索、主動鉆研，為學生提供掌握科學思維能力或技能的路徑，對學習中的難點和易誤解的要點做出指導。③ 善于合理測評。在創新教育中，老師要善于運用合理的測評，比如階段考試、隨堂測驗及其它評價等。恰當的測試和評價可以對學生的學習過程起到積極的鼓勵和督促作用。

(3) 第3個層次是建立科學實踐的理念。① 培養學生的科學探究能力。當發現和觀察到難以理解的醫學現象時，必須指導學生在提出問題后進一步使用科學方法來查明原因，找到現象背后的原因，發現問題背后蘊藏的原理，最后提出解決方案。② 培養學生運用數據的能力。在今天的大數據時代，獲取和應用互聯網上浩瀚如海的數據，將成為創新學習密不可分的部分。因此，培養學生對數據的感知能力和使用數據進行科學分析、判讀和研究的能力將是教師面臨的主要挑戰，也是教師的主要教學目標。③ 培養學生應用工程項目思維的能力。工程思維的能力要求學生運用項目式學習法，學生通過顯示各種問題解決形式來選擇和計劃，提出項目構想，并在指定的時間內完成指定的任務，同時引導學生開展廣泛、跨學科和跨專業的創新學習，解決一個個困難或期望引發的問題。與傳統學習方法相比，基于項目的學習可以有效地提高學生解決實際問題的能力，使學生更有效地掌握學科知識，并在此過程中培養學生的社會情感技能。

2.2 建立以大學生創新實驗協會為主體的管理機制

大學生創新教育不能夠長久的可持續性發展，一個重要的原因就是因為缺乏一個強有力的組織形式。因此，我們成立了大學生創新實驗協會。它是一種新的大學生創新活動的組織形式，一個由大學生自主學習和自主管理的組織。這不僅是創造一種主動式的學習方式，而且是一場真正的個人思想解放運動。讓大學生從進入創新實驗協會開始，充分融入到創新實踐的各項活動，通過課題申報、撰寫論文、專利申報和參加各類比賽，學會合作，學會交流，促進個人素質發展。為了保證大學生創新教育的質量，大學生創新實驗協會建立了一系列的規章制度，在招生、創新學習和實驗的每一個環節都嚴控質量(見圖1)。大學生創新實驗協會每年招收新生30～50人，大學生入學后完成為期6周的創新實驗理論和實驗技能培訓。此后，根據課題的展開，進一步完善培養大學生各種實驗技能和技術。

圖1 大學生創新實驗協會規章制度

2.3 建立以網絡藥理學為主干課程的大學生創新教育課程體系

建立了大學生創新教育課程體系，以網絡藥理學為主干課程，輔助的基本課程有生物化學、生理學、病理學、藥理學、醫學機能實驗學、診斷學、內科學、外科學和中藥學等相關課程，實現跨學科學習。通過生物信息學網絡挖掘數據，選取特定的藥物和疾病的靶點，進行藥物—疾病—通路的靶點分析，實現發展創新思維[10]。把基礎與臨床結合，開展多疾病，多功能，多靶點和多種信號途徑的綜合分析，旨在實現解決真實問題，解決藥物與臨床疾病治療的問題。同時，采用靈活多樣的創新教學方式：

(1) 課內和課外。在課內通過醫學機能實驗學課程講解實驗動物操作技術和探索實驗設計[11]。在課外通過基礎醫學實驗創新平臺，對實驗動物技術，免疫組織化學技術和PCR技術等進行實際操作訓練。

(2) 線上和線下。通過線上的網絡平臺講解文獻檢索方法，綜述、科研論文撰寫策略以及虛擬實驗。通過線下的實驗平臺在實驗室實際指導大學生，幫助他們學會各種網絡軟件的使用、動物模型的制備和常用分子生物實驗技術等。

(3) 基礎與臨床。把臨床醫學和基礎醫學的理論與生物信息學網絡挖掘數據聯系起來，實現多疾病，多靶點、多種信號途徑綜合分析，達到藥物—疾病—信號通路的聯系，實現基礎與臨床有效結合。

(4) 教學與質控。優化實驗教學核心內容，完善實驗教學流程和教學管理制度，使實驗教學和實驗課堂管理實現無縫隙銜接，保障和監控實驗教學的質量[12]。

2.4 建立以項目學習為核心的創新教學模式

大學生創新教育實踐中存在的一個重要問題是好的理念和好的思路不能得到有力的落實。為此，提出以項目學習為抓手的創新教學模式[13-14]，把創新學習課程的每一個內容細化為一個個項目，按照項目的形式組織實施。我們制定了大學生創新項目學習詳細的授課計劃(見表1)，探索了一種有計劃、有目標的大學生創新學習模式。

表1 授課內容及學時分配表

2.5 突出學生為中心，建立創新實踐基地

大學生創新教育要能夠順利開展的一個基礎條件就是要有創新實驗基地[15]。建立建好實驗基地，有利于學生具體踐行能力的培養。通過開放實驗平臺，可以實現培養學生的知識、能力和態度為中心的目標；通過科學的實驗創新，幫助學生產生專利和新的思路。建立專屬于大學生的創新實踐實驗室，下設實驗動物房，細胞培養室，機能學、分子生物實驗室等。成立成都啟潤生物技術有限公司，按照“以創新能力培養為核心，創新實驗大賽的需求為導向”的主導思想，面向大學生開展專利的申報、科研項目的申報與實施、各級各類比賽的準備與參賽等。

3 結 語

在STEP為核心的大學生創新教育理念的引領下，在一系列管理制度，課程系統，教育模式和實踐基地的整合支持下，幾年來，中心積極組織大學生參加各種大學生創新實踐。項目組的教師指導學生申報各類創新項目56項，其中各級創新實驗項目23項，大學生調研類項目33項。2019年獲得成都市新都區蜂云谷大學生創新實驗項目13項。指導學生發表科研文章22篇，其中1篇論文入選第十二屆全國大學生創新創業年會。課題組教師指導學生申報專利8項。同時，積極組織大學生參加互聯網+、挑戰杯、創青春和全國基礎醫學創新研究暨實驗設計大賽等，在國家級、省級和校級大學生創新比賽中取得了優異的成績，獲得55個獎項，其中國家級8個，省級11個，校級36個。今后將充分利用網絡資源優勢，融合及探究新的綜合性實踐教學模式，增加一定的難度，更好地培養學生解決復雜問題的綜合能力，讓學生學習具有探究性和個性化。