基于RBL 教學法的本科生科研創新能力培養的實踐與探索

衛 林 ，王克振

（1）安徽醫科大學生命科學學院，安徽 合肥 230032;2）蘇州大學蘇州醫學院，江蘇 蘇州 215123）

高校本科生科研創新能力培養是本科教育目標的重要組成部分，是現代高等教育的重要目標之一。高等學校探索本科生科研創新能力形成機制，全方位實施科研創新能力養成教育，全面提升本科生科研創新能力，是高等學校的重要責任與使命[1-2]。

在傳統的教學模式中，教師以“填鴨式”為主，照本宣科，輔以適當的引導和啟發。在這一過程中，教師起主導作用，學生通常是被引導[3]。教師是科研創新能力培養的引領者，長久以來習慣以教師為主導的傳統課堂教學模式，因此學生缺乏科研創新能力培養的教學環境。基于研究的學習（research-based learning，RBL）是1 種新型教學方法，RBL 教學方法提倡以學生作為主體積極開展研究，教師只是發揮引領者和指導者的作用，引領和指導學生在研究中實現個人綜合能力的提升[3-5]。在基于研究的學習過程中，要求學生識別并澄清問題、查找和處理信息、批判性和創造性地思考、應用知識和想法并得出結論、交流結果[6-8]。

本研究在本科生醫學免疫學綜合設計性實驗的教學過程中，運用了RBL 教學法對課程進行了優化設計，比較了傳統教學法和RBL 教學法對學生科研創新能力的差異，重點探究了RBL 教學法對學生科研創新能力培養的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象

將2018 年3 月至2023 年10 月期間在安徽醫科大學所帶的生物技術專業的本科生和蘇州大學蘇州醫學院所帶的生物技術專業的本科生均隨機分傳統教學組和RBL 教學組，傳統教學組的總學生數達到104 名，RBL 教學組的總學生數達到108 名。傳統教學組的學生在醫學免疫學綜合設計性實驗教學過程中未采用RBL 教學法，而RBL教學組的學生在教學過程中采用RBL 教學法。

1.2 教學方法

1.2.1 教學內容的設置醫學免疫學綜合設計性實驗的教學內容包括固有免疫應答和適應性免疫應答2 個模塊。第1 模塊的課程內容為“人干擾素β 基因的克隆、表達以及誘導固有免疫應答的檢測”，第2 模塊的課程內容為“DNA 疫苗的制備、免疫以及特異性免疫應答的檢測”。

1.2.2 傳統教學方法在傳統的教學中，醫學免疫學綜合設計性實驗的教學過程包括了3 個教學環節。第1 環節：理論的講解。指導老師將醫學免疫學綜合設計性實驗的原理、設計邏輯和技術路線進行梳理，并在課堂上給學生講解。在該環節中，指導老師發揮主導作用。第2 環節：學生完成實驗操作。學生根據實驗手冊，結合指導老師的講解，分組完成“人干擾素β 基因的克隆、表達以及誘導固有免疫應答的檢測”和“DNA 疫苗的制備、免疫以及誘導特異性免疫應答的檢測”2 個模塊的所有實驗操作，并收集實驗數據。第3 環節：撰寫綜合實驗報告。每組學生將2 個課程模塊的實驗數據分別進行總結，結果匯總后，形成1 個完整的綜合設計性實驗的研究報告，包含研究背景、研究目的、研究方法、研究結果和結論與討論。

1.2.3 基于RBL 的教學方法根據文獻報道，RBL 一共包括5 個環節，分別是識別與澄清問題環節、查找和處理信息環節、批判性和創造性地思考環節、應用知識和想法并得出結論環節以及交流結果環節。

基于RBL 教學法的5 個環節，筆者將醫學免疫學綜合設計性實驗的2 個課程模塊進行了對應的課程設計。第1 環節：識別與別澄清問題。要求學生自主熟悉醫學免疫學綜合設計性實驗的實驗原理、實驗設計的邏輯、技術路線以及具體的實驗方法等，在自主學習過程中，努力發現問題與不足。第2 環節：查找和處理信息。要求學生針對在自主學習醫學免疫學綜合設計性實驗的過程中所發現的問題，主動查閱醫學免疫學課本和醫學免疫學實驗教程等書本資料，以及查閱文獻等電子資源，并根據不同的問題，將所獲得的信息進行分類整理與整合。第3 環節：批判性和創造性思考。要求學生對查詢獲得的信息進行研究，與醫學免疫學綜合設計性實驗手冊進行比較，提出批判性和創造性的問題。第4 環節：對醫學免疫學綜合設計性實驗課程進行優化。學生需要根據前期發現的理論問題，結合學生在2 個課程模塊演示實驗操作過程中的操作實踐遇到的操作問題，對醫學免疫學綜合設計性實驗的原理、設計的邏輯和技術路線以及具體的操作步驟進行優化和改進，最后學生可以獨立完成醫學免疫學綜合設計性實驗的所有實驗操作。第5 環節：分析實驗數據，總結實驗結果，撰寫實驗報告，進行交流與討論。要求學生對自己的實驗數據進行總結分析，撰寫1 份完整的綜合實驗報告，包括研究背景、研究目的、研究方法、研究結果和結論與討論部分，并制作成幻燈片進行分組匯報和分組提問，每個學生都要求提出1～2 個問題，針對問題展開討論和交流。此外，指導老師也進行實時點評。

1.3 教學效果評估

1.3.1 教師對學生科研創新能力的客觀評價對學生科研創新能力的考核內容和考核評分標準由教師組共同制定。考核內容包括：（1）評價學生對綜合實驗設計的優化情況；（2）評價學生的實驗操作能力，包括對儀器的使用技能、實驗步驟的熟悉程度以及對實驗數據的正確判讀；（3）評價實驗報告撰寫情況；（4）評價實驗結果匯報情況，學生進行分組匯報，匯報的內容包括研究背景、研究目的、研究方法、研究結果、結論與討論部分；（5）提問問題情況評價，分組匯報時，要求其他組提出1～2 個問題；（6）回答問題情況評價，分組匯報時，要求匯報學生針對其他組提出的問題進行針對性的回答。每項考核和評估均采用100分制。

1.3.2 學生對教學效果的滿意度評價以問卷調查的形式來評價學生對教學效果滿意度。調查內容包括對醫學免疫學綜合設計性實驗的學習興趣、教學模式和實驗操作的滿意度情況。每項調查內容的分值均采用100 分制。調查問卷的整體Cronbach’s α 系數為0.987，KMO 值為0.972，調查問卷3 個維度的Cronbach’s α 系數在0.933～0.976 之間，表明量表具有良好的信度。此外，還以問卷的形式收集了學生的年齡、性別、有無醫學免疫學實驗基礎和平均學分績點（grade point average，GPA）等基本資料。

1.4 統計學處理

采用SPSS 軟件對收集的原始數據進行統計分析，評價結果以均值±標準差（）表示，采用單因素方差分析和Bonfferoni 檢驗，以P＜ 0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 傳統教學組和RBL 教學組學生基本資料的比較

傳統教學組的學生人數為104 名，RBL 教學組的學生為108 名。傳統教學組的男生為50 名（占48.08%），女生為54 名（占51.92%），平均年齡（21.16±1.16）歲。RBL 教學組的男生為53 名（占49.07%），男生為55 名（占50.93%），平均年齡（20.89±1.07）歲。傳統教學組和RBL 教學組的學生在參加醫學免疫學綜合設計性實驗之前，均未接受過醫學免疫學相關實驗的訓練。RBL 教學組與傳統教學組相比，性別、年齡、醫學免疫學實驗基礎和GPA 方面的差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 傳統教學組和RBL 教學組學生基本資料比較（）Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group（）

表1 傳統教學組和RBL 教學組學生基本資料比較（）Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group（）

2.2 傳統教學組和RBL 教學組學生的科研創新能力總分比較

傳統教學組和RBL 教學組的學生在醫學免疫學綜合設計性實驗課程中獲得的總分情況，見圖1。傳統教學組學生的綜合得分為（424.4±18.2）分，RBL 教學組學生的綜合得分為（510.9±15.3）分，RBL 教學組學生的科研創新能力總分高于傳統教學組學生的綜合得分（P＜ 0.000 1），說明通過醫學免疫學綜合設計學實驗的學習，RBL 教學組學生的科研創新能力比傳統教學組學生進步的更顯著。

圖1 傳統教學組和RBL 教學組學生科研創新能力總分得分比較Fig.1 Comparison of the total score of the scientific innovation ability between traditional teaching group and RBL teaching group***P ＜ 0.001。

2.3 傳統教學組和RBL 教學組學生的科研創新能力各維度得分比較

傳統教學組和RBL 教學組的學生在醫學免疫學綜合設計性實驗課程中各個維度的得分情況，見圖2。通過對傳統教學組和RBL 教學組學生在各個維度的得分進行統計分析，結果發現RBL 教學組的學生在優化綜合實驗設計、實驗操作、撰寫報告、結果匯報、提問問題和回答問題方面的得分均高于傳統教學組（P＜ 0.001），表明RBL 教學方法可以從多個維度提高學生的科研思維和創新能力。

圖2 傳統教學組和RBL 教學組學生科研創新能力各維度得分比較Fig.2 Comparison of the scores of each dimension between traditional teaching group and RBL teaching group**P ＜ 0.01，***P ＜ 0.001。

2.4 傳統教學組和RBL 教學組學生對教學效果滿意度的比較

傳統教學組和RBL 教學組的學生對醫學免疫學綜合設計性實驗課程教學滿意度的評分情況，見圖3。通過對傳統教學組和RBL 教學組學生的教學滿意度評分進行統計分析，結果發現RBL 教學組的學生在學習興趣滿意度、教學模式滿意度和實驗操作滿意度方面的評分均高于傳統教學組（P＜ 0.05），表明RBL 教學方法可以提高學生對醫學免疫學綜合設計性實驗課程的教學滿意度。

圖3 傳統教學組和RBL 教學組學生對教學滿意度的評分比較Fig.3 Comparison of the scores of degree of satisfaction between traditional teaching group and RBL teaching group*P ＜ 0.05，***P ＜ 0.01。

3 討論

高等學校本科生科研創新能力是本科生綜合素質的重要體現。科研創新能力體現在查閱信息能力、實驗操作能力、歸納總結能力、質疑能力、邏輯思維能力等多個方面[9-10]。本科生科研創新能力培養貫穿大學本科教育的全過程，滲透于理論教學環節、實踐教學環節、創新教育與科研項目訓練環節等[11]。本科生可以在教育教學活動中了解和掌握科研方法、增強實踐操作能力、提升科研意識、強化質疑精神，進而養成科研創新能力。本科生科需要在長期的本科教育教學過程中潛移默化地養成科研創新能力。現代高等學校本科生教學內容總體可以歸納為理論課程、實習與實驗、創新創業教育、科研訓練等部分，每一部分對本科生科研創新能力的培養都具有重要的作用。然而，在傳統的教學中，教師習慣于照本宣科和教學灌輸，啟發性教育不足。傳統的教學方法已經無法滿足本科生科研創新能力的養成[12]。本科生的科研創新能力培養需要多樣的教學形式、復雜的教學手段和系統的教學過程等。因此，需要綜合應用現代教學方法與手段，不斷探索教學方法的改革，滿足本科生科研創新能力培養的需求[13]。

基于研究的學習是將學生從客體轉變為主體，將教師從主導轉變為引導，在教師的引導下培養學生的自主學習能力、善于思考和勇于探索的鉆研精神[14]。醫學免疫學是一門集細胞生物學、微生物學、生物化學、分子生物學等學科交叉融合的醫學基礎學科，專門研究人體免疫系統的結構與功能、免疫相關疾病發生機制以及免疫學診斷與防治方法等，其理論課程和科研訓練課程具有復雜性和系統性。新醫科背景下，基于研究的學習是以學生為中心，可以激發醫學院本科生在醫學免疫學理論學習和科研訓練中的主體作用[15-16]。在實驗操作之前，通過對醫學免疫學綜合設計性實驗的實驗原理、設計邏輯和技術路線的解讀，并發現不足之處，再通過查閱資料，提出實驗設計的不足之處，再根據演示實驗操作遇到的問題對醫學免疫學綜合實驗設計進行優化，最后獨立完成科研訓練的所有實驗操作，并采集實驗數據、分析實驗數據、撰寫報告、參加匯報和討論。研究結果顯示，與傳統教學組的學生相比，RBL 教學組的學生在科研創新能力總分、優化實驗設計得分、實驗操作得分、報告撰寫得分、數據匯報得分、提問問題得分和回答問題得分方面均提高，說明RBL 教學法可以調動學生在醫學免疫學科研訓練過程中的主體作用，從而提高學生的科研創新能力。

同時筆者也發現RBL 教學法還可以提高學生對醫學免疫學綜合設計性實驗的教學效果滿意度。這就要求筆者今后在生命科學相關的綜合性設計實驗的教學活動中，要注重引導學生通過調查、質疑、實驗操作、數據采集與分析、撰寫科技報告、交流與討論實驗數據等多種形式的自主實踐，學習科研方法，熟悉科研手段，提高科研創新能力[17-19]。

綜上所述，以醫學免疫學綜合設計性實驗課程為載體，與傳統的教學模式相比，運用RBL 這一新的教學模式可以從多個維度提高本科生的科研素養，包括提高本科生的實驗設計、實驗操作、報告撰寫、數據分析、提問問題和回答問題等方面的能力，從而提升了本科生的科研創新能力。此外，RBL 教學法還可以提高本科生對教學效果的滿意度，包括學習興趣、教學模式和實驗操作效果等方面的滿意度。因此，運用RBL 教學法有利于研究型人才的培養。在本研究中，筆者創新性地將RBL 教學法應用于醫學免疫學綜合設計性實驗課程當中，并闡明了RBL 教學法在培養本科生科研創新能力方面比傳統教學法具有更好的教學效果，為綜合實驗課程的教學改革和本科生科研創新能力培養的實踐與探索提供了重要參考。