翻轉課堂在“神經生物學”教學中的應用

魏緒紅

（中山大學 中山醫學院解剖與生理學系，廣東 廣州 510080）

20世紀90年代以來，隨著國家對神經生物學研究投入的加大，神經生物學得到了飛速發展，新的技術不斷涌現，理論的發展也日新月異。然而，目前對于一些神經系統的疾病，比如腦血管病、阿爾茨海默病、帕金森氏病、病理性疼痛等，其治療方法和手段還很有限。八年制臨床醫學生將來大部分都要從事臨床和科研工作，且相當一部分會選擇從事神經系統疾病的診療與研究工作。神經生物學是一門新興的交叉學科，涉及神經系統的解剖學、生理學、病理學和心理學等［1］，教學內容龐雜、抽象，難以理解。“神經生物學”的教學除了教授基礎理論和實驗知識外，還需要引領學生掌握最新的研究進展，為學生架起基礎與臨床之間的橋梁，以適應創新復合型人才培養模式的要求。除此之外，八年制臨床醫學專業“神經生物學”的教學還存在課時較少、實驗課比重偏低等問題。為提高教學質量，需要對教學方法進行改進。

翻轉課堂教學模式是一種新型的、非常具有影響力的教學模式［2］。其改變了教師“一言堂”“滿堂灌”的現象。目前高等學校眾多學科的教育教學活動已經取得了較為滿意的效果［3］，但“神經生物學”教學活動中翻轉課堂的應用還比較少見。近年來，中山大學中山醫學院在臨床八年制醫學生“神經生物學”的教學過程中，結合學生的自身特點和教師的科學研究優勢，采用了翻轉課堂的教學方法，取得了良好的效果。本文利用自我導向學習評定量表及滿意度調查的方法分析該教學模式應用于八年制“神經生物學”教學實踐的教學效果，并總結了一點體會和思考，希望為提高八年制“神經生物學”教學效果提供有價值的參考。

一、教學對象與方法

選取本校98名八年制臨床醫學專業學生作為研究對象，98名學生均參加普通高等學校全國統一招生考試進入本校，于2021年9月至2022年1月期間進行翻轉課堂教學。在翻轉課堂實施前后，分別利用自我導向學習評定量表（self-rating scale for self-directedness in learning，SRSSDL）的中文版［4-5］，采用自身對照的方法，綜合評價學生的學習能力變化情況。此量表主要針對下述5項內容進行評價：（1）學習意識；（2）學習策略；（3）學習行為；（4）學習評價；（5）人際關系技能。具體地，在學習意識方面，包括“明確自己的學習需求”“對自己的學習負責”“能夠認識自己的不足之處”“能與時俱進地學習所獲取的各種學習資源”方面的變化等；在學習行為方面，主要包括“我預習并復習新課”“我能夠有效地適應信息技術”“在閱讀一個章節或文章時我能識別重點”“我會在老師教學過程中提問相關問題”等方面；在學習策略方面，主要包括“發現互動式教學比僅僅聽老師講效果好”“我在安排學習時注意培養終身學習的習慣”“在學習上我靠自己的內在動力向更好層次發展和進步”；在學習評價方面，主要包括“我能夠認識自己的優點和缺點”“我會回顧學習筆記或學習資料進行復習”；在人際關系技能方面，主要包括“我能認識到團隊中自己的作用”“我與別人的交流使我能對自己未來學習計劃有更好的洞察力”“我充分利用我所遇到的每一個機會”“我能成功地進行語言交流”“當學習遇到問題時，我能主動尋求同伴或老師的幫助”等。各項內容評定總分為60分，記錄匯總后的總分值。

采用統計學軟件SPSS進行分析，符合正態分布的計量資料采用均數±標準差表示，組內比較采用配對樣本t檢驗；P＜0.05被認為有統計學差異。

二、實施過程

（一）課前充分準備

八年制學生的“神經生物學”課安排在大三上學期，此前學生已經學習了“細胞生物學”“解剖學”“組織胚胎學”“生理學”“生物化學”。學生對神經系統的基礎知識如神經元和膠質細胞功能、神經細胞電活動、神經遞質與受體、神經系統與內分泌系統的相互作用等已經有了較好的掌握，對臨床常見疾病如學習記憶障礙、帕金森氏綜合征、亨廷頓病等的基本機制也已經有所了解，這為“神經生物學”翻轉課堂的實施打下了較好的基礎。在上課開始前一周，教師把需要在課堂上講解的內容以PPT課件、教學視頻等形式發給學生，學生自行閱讀，查閱文獻及資料。在此過程中，學生利用以往獲得的知識與經驗對現有的內容進行理解、消化。

（二）課堂鞏固內化

2005年教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中提出高校要積極推動研究性教學［6］。為積極響應這一要求，我們堅持以科研引領教學。經過認真挑選，現有的上“神經生物學”的教師，都是長期從事神經科學研究的一線科研人員。利用這一優勢，教師可以將科研內容、科研方法及自我的科研經歷有機地融入相關神經生物學知識點中，并根據科研成果的進展及國內外研究動態對教學內容進行不斷補充更新。比如，作者的研究方向是神經病理性疼痛，對疼痛領域的研究動態有較深入的掌握，隨著研究的進展，對疼痛發病機制及治療方法的認識也越來越深入。因此在上課時，讓學生在提前準備的基礎上分組討論慢性深部腦刺激治療慢性疼痛的原理，探討小膠質細胞及星形膠質細胞在慢性疼痛發病中的作用，并將其延伸至其他疾病，如抑郁癥、肥胖、強迫癥、帕金森病的治療。這種方式極大地豐富了“神經生物學”的教學內容，提升了學生對于神經生物學研究的興趣。再比如，在講授神經系統膠質細胞功能時，生理學的內容提到星形膠質細胞是數量最多、功能最復雜的膠質細胞，功能是機械支持、營養神經元，在外傷或疾病時，星形膠質細胞往往過度增生。但作者的研究工作卻證實，在外周神經損傷后，海馬的星形膠質細胞體積會變小，功能會變弱。這種與一般現象不同的描述立刻引起了學生的興趣。作者再抓住機會講解不同部位的星形膠質細胞在疼痛時的不同作用，如脊髓的星形膠質細胞增生是因為其要向神經元提供更多的能量和膠質遞質，以利于脊髓痛覺信號上傳到皮層；而海馬星形膠質細胞功能減弱會導致對痛覺信號上傳抑制的減弱，因而雖然看起來兩個截然不同的現象，最后產生的結果（疼痛）卻是一致的。同學們在聽完講解后，對星形膠質細胞功能的復雜性有了更深刻的理解，同時也明白了科學研究過程中需要不斷地探索、不斷地創新，而不是人云亦云。

（三）課后深入拓展

除了在課堂上引入科研外，教授們也允許學生進入實驗室學習觀摩。進入實驗室之前，通常會先給每個小組準備1～2個問題，比如，制作小鼠病理性疼痛模型的方法有哪些？測試方法有哪些？疼痛模型能否引起焦慮抑郁及記憶障礙？讓學生帶著問題自己在文獻中及實驗室內尋求答案。通過學習，學生掌握了神經生物學常用的方法，接觸到了神經科學的前沿技術，了解了最新的進展情況，激發了其對科研的興趣。

為了進一步促進對“神經生物學”的學習，在將課堂教學與進實驗室相結合的同時，我們還開展了各種各樣的學術講座，包括醫學前沿學術報告及各重點實驗室聯合組會。邀請知名神經科學家不定期地進行相關的學術講座。科學家們的言傳身教進一步加深了同學們對神經生物學的認識，拓寬了其視野，激發了其學習熱情。現場經常看到學生積極地向專家請教的場景。

三、效果評價

（一）教師對學生學習的評價

內容包括：出勤紀律（5%）、課上積極參與討論情況（10%）、提出問題與解決方案能力（10%）、表達與溝通情況（5%）、創新思維能力（10%）、團隊合作能力（10%）及綜述完成情況（50%）等。徹底摒棄了傳統的紙筆閉卷考試，在開課第一周即告訴學生上述學業評價形式。其中綜述部分自己選擇感興趣的主題進行文獻查閱，在閱讀過程中對主題進行總結、凝練，最后以綜述的形式上交。教學秘書對學生上交的綜述初步分類后分配給開展相關或類似研究工作的教師進行評分，這種安排會促使學生主動地進行大量的文獻閱讀，而不只是在課堂上被動地接受老師安排好的學習內容。

（二）學生對教學工作的評價

內容包括：課堂準備充分，文獻選取有價值（20%）；教師能給予學生及時有針對性的指導（20%）；教師善于引導學生，能充分調動學生的積極性（20%）；教師學科理論掌握扎實，講課邏輯性強（20%）；課程有助科研興趣的培養（20%）。此外，設計了調查問卷以便了解學生對教學方式、教學效果的滿意度及建議。共收集問卷98份，統計結果。

統計結果顯示：57%（45%非常滿意，12%滿意）的學生認為經過翻轉課堂教學，很好地培養了對神經生物學研究的興趣；71%（66%非常滿意，5%滿意）的學生認為通過學習，較好地掌握了神經生物學的基本實驗技能；77%（43%非常滿意，34%滿意）的學生認為學會了在Pubmed、Ovid、Elsevier數據庫檢索文獻的方法。分別有74%（50%非常滿意，24%滿意）和70%（53%非常滿意，17%滿意）的學生認為該課程較好地培養了團結協作的精神和鍛煉了溝通交流能力。62%和11%的學生對“神經生物學”翻轉課堂的教學形式感到非常滿意或滿意，但也有22%的學生對該教學方式感到一般，4%感到不滿意。感到一般或不滿意的原因之一可能是八年制臨床醫學專業要學習的課程較多，學習壓力過大，而翻轉課堂的教學模式經常需要查閱文獻，并經常需要和教師及同學溝通交流、制作PPT、參與實驗及參加講座等，需要花費大量的時間精力。原因之二是“神經生物學”學分不高，而且不需要閉卷考試，部分學生認為學習的性價比不高，不值得花費太多時間與精力。

（三）學生自我學習能力的變化

采用自我導向學習評定量表的中文版，從學習意識、學習行為、學習策略、學習評價和人際關系技能五個維度調查學生在翻轉課堂上課前后自我學習能力的變化情況。

同時也發現，這屆學生申報大學生創新訓練計劃項目及全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計論壇的積極性和獲獎總數明顯增加，可見學生的綜合素質得到了進一步的提高。

四、體會與建議

作為培養高水平、高層次醫學人才的途徑，八年制醫學教育備受關注。相比于其他臨床醫學學制，現有的八年制醫學教育具有“學生資源優質、教育資源豐富”等特點；但相比于統招博士生的培養體系，八年制醫學教育也存在科研訓練時間短、標準相對低等問題［7-8］。如何充分利用高等醫學院校的教育資源，在每一門課的教學過程中激發八年制醫學生科研的興趣和潛力，挖掘和提升其科研素質和能力，同時讓學生“在有限的時間內，去學習無限的知識”就變得格外重要。翻轉課堂要求學生課前依據教師發布的教學課件與視頻等相關資料預先學習，課堂上在任課教師的組織、指導下匯報、討論、完成目標任務，此教學模式打破了時間和空間的局限性，要求學生于課前獨立完成理論知識的學習，課堂則變成了知識鞏固內化的過程，課后繼續深入拓展，學習的深度和廣度都有所增加，真正做到了“以學生為主、教師為輔”，化被動學為主動學，對學生終身發展極為有益。問卷調查結果顯示，學生普遍對翻轉課堂教學方式感到滿意。自我導向學習能力評定結果也顯示，應用翻轉課堂后，學生在學習意識、學習行為、學習策略、學習評價和人際關系技能五個維度的評分及總分均升高。自我導向學習者最重要的特征之一是學習者對自己的學習有強烈的責任感。本研究中，八年制醫學生學習意識得分很高，說明目前學生自我導向學習的主觀態度良好，學習目標明確，愿意對自己的學習負責。另外，在翻轉課堂實施后，學生預習新課復習舊課，有效地使用信息技術，與其他同學及老師的交流顯著增多，提示翻轉課堂可以潛移默化地改變學生的學習習慣，改善學生的人際關系等。

總之，通過翻轉課堂，改變了傳統教學課堂老師講、學生聽和被動學的狀態，充分發揮了研究型教學的特點，收到多方面的效果：一方面，激發了學生對神經生物學的興趣；另一方面，培養了學生的創新能力、自主學習能力，無論是對未來的基礎研究還是臨床實踐都具有積極的作用。另外，教學相長，翻轉課堂也對教師提出了更高的要求，課前需要老師精心組織準備，課中與學生互動增多，也促進了教師自身的學習，同時也有助于教師發現教學中存在的問題及啟發科研思路等。當然，在實施過程中出現的一些問題，也需要在實踐中不斷地調整和完善，以有效地推進醫學教育改革。