“實驗生理科學(xué)”設(shè)計性實驗教學(xué)的實踐與思考

何佟，莫燕娜，陳世民，王丹妹

（1.海南醫(yī)學(xué)院機能學(xué)實驗室；2.海南醫(yī)學(xué)院病理生理教研室，海南海口 570216）

海南醫(yī)學(xué)院于1999年創(chuàng)建“實驗生理科學(xué)”課程，并于2005年榮獲海南省省級教學(xué)成果一等獎。“實驗生理科學(xué)”課程體系內(nèi)容內(nèi)涵豐富，設(shè)計性實驗教學(xué)則是其重要內(nèi)容之一。我校自2004年起在臨床及其他基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)中相繼開設(shè)不同類型的設(shè)計性實驗，在實踐過程中取得了一定的成效，但也面臨著一些亟待解決的問題。

一、國內(nèi)設(shè)計性實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析

從目前國內(nèi)部分兄弟院校開展情況來看，其主線大致為：學(xué)生查閱文獻資料—選題—設(shè)計實驗方案—老師審核—項目實施—論文答辯。從實施的過程來看，設(shè)計性實驗教學(xué)模式的開展能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新意識，能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情, 也能使學(xué)生了解科研的基本過程，為其今后從事科研及相關(guān)的工作打下基礎(chǔ)[1-2]。但是也各自面臨一些問題：實施課時不足，老師和學(xué)生壓力較大；實驗室條件有限，限制了學(xué)生積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮；學(xué)生設(shè)計方案五花八門，過于簡單或過于復(fù)雜；受傳統(tǒng)教學(xué)理念的束縛，大部分學(xué)生的觀念仍未能轉(zhuǎn)變過來等[3-4]。

二、我校設(shè)計性實驗教學(xué)的開展現(xiàn)狀

根據(jù)我校“實驗生理科學(xué)”課程體系，我校將設(shè)計性實驗教學(xué)安排在入學(xué)后第三學(xué)年進行，與藥理學(xué)、病理生理學(xué)理論課同步進行，主要面向臨床醫(yī)學(xué)、口腔、預(yù)防、影像等本科專業(yè)。第一，在開課前先安排3～5學(xué)時對學(xué)生進行醫(yī)學(xué)實驗設(shè)計相關(guān)知識的理論講授。其內(nèi)容包括實驗設(shè)計基本原則、方法、過程及如何進行文獻檢索等。第二，學(xué)生自主選題設(shè)計實驗方案。預(yù)留6～7周（課余時間），讓學(xué)生以4～5人為一實驗小組，根據(jù)學(xué)校機能學(xué)實驗室目前的條件，結(jié)合自身研究興趣，自行查閱文獻，設(shè)計實驗方案。第三，教師對實驗設(shè)計方案進行評審。組織教學(xué)、科研方面資深的老師利用課余時間對學(xué)生實驗設(shè)計方案進行批改，并將所存在優(yōu)缺點一一給予講評。第四，實驗設(shè)計方案的最終實施。可行性較好的實驗設(shè)計方案則將在課中開展實驗，包括實驗物品的準備，實驗預(yù)做等工作均由學(xué)生自主完成。

從我校這幾年設(shè)計性實驗開展過程來看，此設(shè)計性實驗教學(xué)模式的優(yōu)點在于每個同學(xué)均參與，都能接受到全面的設(shè)計性實驗訓(xùn)練，受益面廣。但是也有不足，例如，學(xué)時數(shù)有限，選題方向局限（主要急性實驗為主），大部分學(xué)生為了迎合授課計劃的要求而設(shè)計一些不熟悉或可行性低的實驗方案；有時學(xué)生在課中實施的項目不是自己設(shè)計的項目，參與積極性不高等，亦出現(xiàn)目前國內(nèi)眾多院校開展設(shè)計性實驗常見的難題，最終導(dǎo)致學(xué)生的相關(guān)實驗設(shè)計能力得不到應(yīng)有的訓(xùn)練和提高。

三、我校設(shè)計性實驗教學(xué)的改革模式

基于開展設(shè)計性實驗所面臨的眾多困難，并依從“實驗生理科學(xué)”課程建設(shè)體系內(nèi)涵，同時根據(jù)設(shè)計性實驗開展的教學(xué)目標，結(jié)合課程的考核體系，擬建立兩種設(shè)計性實驗教學(xué)的改革模式，選取2017級和2018級各180名臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生為研究對象，具體操作如下。

改革模式1（2018級學(xué)生）：實驗設(shè)計基礎(chǔ)講授（課內(nèi)3學(xué)時），自主選題（課外時間設(shè)計），標書答辯、講評（課內(nèi)4學(xué)時），實驗設(shè)計可行性好的項目組將依附于授課計劃，自主支配時間于課內(nèi)或課外實施，提交實驗論文，論文成績作為“實驗生理科學(xué)”課程的期末總評成績的一部分。

改革模式2（2017級學(xué)生）：實驗設(shè)計基礎(chǔ)講授（課內(nèi)3學(xué)時），自主選題（課外時間設(shè)計），標書答辯、講評（課內(nèi)4學(xué)時）。在課內(nèi)實施由授課老師自主擬定題目及相關(guān)要求的設(shè)計性實驗項目，提交實驗論文，論文成績作為“實驗生理科學(xué)”課程的期末總評成績的一部分。

四、設(shè)計性實驗教學(xué)改革模式的分析

（一）設(shè)計性實驗的考核成績

書寫實驗標書及實驗論文是設(shè)計性實驗教學(xué)過程中的重要組成部分。在這兩種教學(xué)模式下，隨機抽取學(xué)生實驗標書成績及實驗論文成績進行比較，通過比較分析這兩種教學(xué)模式中這兩部分的考核成績，進一步評價學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果。統(tǒng)計結(jié)果說明：不及格＜60分，及格60～70分，良好70～80分，優(yōu)秀＞=80分，兩個年級標書與論文書寫成績不及格人數(shù)均為0人。

（二）開展設(shè)計性實驗教學(xué)的問卷調(diào)查

設(shè)計性實驗教學(xué)作為“實驗生理科學(xué)”課程體系的重要組成內(nèi)容之一，對于其教學(xué)效果的評價，除了學(xué)生設(shè)計性實驗相關(guān)考核成績外，對學(xué)生進行隨機問卷調(diào)查也是一個比較有效的途徑。

（三）兩種設(shè)計性實驗教學(xué)改革模式的比較分析

從學(xué)生的調(diào)查問卷結(jié)果可以看出，改革后的設(shè)計性實驗教學(xué)模式受歡迎程度明顯高于傳統(tǒng)模式，學(xué)生的參與度及積極性更高，更有利于在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

改革模式1（2017級學(xué)生）：從設(shè)計性實驗的考核成績統(tǒng)計結(jié)果可知，這兩種教學(xué)模式不能使學(xué)生標書成績及論文成績分布不同，不存在差異性變化。但是從問卷調(diào)查結(jié)果（表1）來看，在教學(xué)改革模式1下，2017級有75%學(xué)生對開展此教學(xué)活動感興趣，60%的學(xué)生認為設(shè)計性實驗的教學(xué)學(xué)時安排較充分，85%的學(xué)生認為開展設(shè)計性實驗教學(xué)對提高自身的實驗操作、獨立解決分析問題、綜合知識運用、科學(xué)創(chuàng)新等能力很有幫助，但是大范圍地開展此教學(xué)模式，也面臨一些問題。①實驗指導(dǎo)老師的帶教壓力較大。隨著高校的擴招，學(xué)生人數(shù)不斷增加，學(xué)生書寫實驗設(shè)計方案份數(shù)增多，且研究范圍涉及多領(lǐng)域，部分實驗技術(shù)和知識較先進，指導(dǎo)老師尚未清楚等，這需要指導(dǎo)老師花費大量課余時間與精力在課題指導(dǎo)上，與學(xué)生一起學(xué)習(xí)，共同探討其方案的科學(xué)性、可行性。這對身兼常規(guī)教學(xué)、科研工作的指導(dǎo)老師將是一個嚴峻的考驗。②實驗室準備工作量的增加。實驗室除了應(yīng)付常規(guī)的教學(xué)準備工作，還要逐一準備實驗物品（包括藥物、器械、動物等）不是很確定的設(shè)計性實驗，準備工作將煩瑣而又復(fù)雜。③實驗實施時間較長，受假期等因素的誘惑，很多學(xué)生都顯得較浮躁，只想盡快完成任務(wù)，其效果均不理想。④實驗室的實驗經(jīng)費投入不足。面對學(xué)生設(shè)計的多樣化方案，僅靠平時機能實驗室教學(xué)使用的儀器、器械、試劑等，實驗條件相當(dāng)有限，例如，需大量購買，又面臨著學(xué)校的經(jīng)費投入困難或不足的局面。

表1 2017 級本科生對設(shè)改革模式1 的評價

改革模式2（2018級學(xué)生）：從問卷調(diào)查結(jié)果（表2）來看，教學(xué)改革模式2下，2018級有50%學(xué)生對此開展教學(xué)活動感興趣，60%的學(xué)生認為設(shè)計性實驗的教學(xué)學(xué)時安排較少，只有50%學(xué)生認為開展教學(xué)活動對自身的相關(guān)能力培養(yǎng)有幫助。從整體教學(xué)效果來看似差于2017級的教學(xué)改革模式，但是，我們并不期望通過實驗設(shè)計能讓學(xué)生達到解釋目前某一未知現(xiàn)象及熱點難點的能力或發(fā)表高水平論文。該教學(xué)模式開展設(shè)計性實驗的主要目的在于調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，加強學(xué)生綜合運用知識的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

表2 2018 級本科生對設(shè)計性實驗教學(xué)改革模式2 的評價

（四）設(shè)計性實驗教學(xué)開展模式的思考

綜上所述，可以看出2017級與2018級開展的這兩種設(shè)計性實驗教學(xué)模式各有千秋，如何結(jié)合本校實際情況，揚長避短，總結(jié)出一個適合“實驗生理科學(xué)”課程建設(shè)與發(fā)展的設(shè)計性實驗教學(xué)模式，對此提出以下幾點思考及建議：

一是設(shè)計性實驗教學(xué)的目標與定位。不管開設(shè)何種教學(xué)模式，這永遠是我們開設(shè)設(shè)計性實驗的主旨。通過對這兩種設(shè)計性實驗的教學(xué)改革模式比較，可知這兩種教學(xué)模式的教學(xué)效果各有利弊，因此建議在今后的教學(xué)過程中，可同時開展這兩種教學(xué)模式，從多方位、多層面、多形式對學(xué)生的創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)和評價。

二是加強實驗帶教老師的隊伍建設(shè)。“實驗生理科學(xué)”課程綜合性較強，不僅要求我們帶教老師必須具備多學(xué)科的扎實理論基礎(chǔ)，實驗教學(xué)中的基本技能操作能力，知識綜合運用能力及嚴謹?shù)目茖W(xué)研究素養(yǎng)，還要利用課余時間不斷更新自我的“知識庫”，只有這樣才能具備指導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計的能力。同時，還要建立良好的師生關(guān)系，認真聽取學(xué)生對實驗設(shè)計的意見與建議。

三是增加實驗基礎(chǔ)建設(shè)投入，完善實驗條件。充足的教學(xué)資源配置，是設(shè)計性實驗開設(shè)的前提及保障。近幾年來，我校為了迎接申碩工作，在機能實驗室建設(shè)方面投入力度較大，其基本能維持正常的實驗教學(xué)運轉(zhuǎn)。但是面對涉及面廣，研究方法多樣化的設(shè)計性實驗，其建設(shè)經(jīng)費投入力度遠遠不能滿足其開設(shè)需求，這已經(jīng)成為在開設(shè)機能學(xué)設(shè)計性實驗的高校中普遍存在的一種現(xiàn)象。

四是開辟多途徑的課外實驗設(shè)計形式，增加課外經(jīng)費。爭取課外經(jīng)費是保證設(shè)計性實驗順利開展的另一有效途徑。目前，為了深入推進學(xué)校人才培養(yǎng)模式改革，培養(yǎng)大學(xué)生的科研能力和實踐能力，教育部已經(jīng)設(shè)立了“大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動”平臺，我校也已成立該專題項目組，并按照中央財政經(jīng)費支持標準投入大學(xué)生科研創(chuàng)新活動中。從近兩年學(xué)生申請該國家級項目的情況來看，經(jīng)過本課程對實驗設(shè)計系統(tǒng)的訓(xùn)練后，學(xué)生不會感到毫無頭緒，束手無策，基本能夠有的放矢，較好地領(lǐng)會科研申請的主要原則及實施細則，取得了令人滿意的申報效果。

五、結(jié)束語

高等醫(yī)學(xué)教育肩負著培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才，推行創(chuàng)新教育改革的使命，這是時代的需要。有效地開展設(shè)計性實驗教學(xué)，讓學(xué)生做到知識的融會貫通，才能真正地起著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研綜合素質(zhì)的作用。“實驗生理科學(xué)”作為一門新生的學(xué)科，一直都在改革中不斷發(fā)展。我相信通過廣大醫(yī)學(xué)教育工作者的不懈努力，設(shè)計性實驗教學(xué)模式必將得到更好的完善和發(fā)展。