设计型实验在医学院校本科生综合能力培养中的应用

路 健，王乾兴，程小玲，张 潜，罗军敏，葛正龙，欧刚卫

（遵义医学院细胞生物学教研室，贵州遵义563099）

设计型实验在医学院校本科生综合能力培养中的应用

路 健，王乾兴，程小玲，张 潜，罗军敏，葛正龙，欧刚卫

（遵义医学院细胞生物学教研室，贵州遵义563099）

卓越医生教育培养计划强调改革本科临床医学人才培养模式，注重医教研结合，培养医学生临床诊疗和科研创新的潜质。该文以卓越医师班为切入点，就设计型实验在本科生科研思维培养中的应用进行了介绍，阐明学生通过完成设计型实验，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生分析问题和解决问题的能力，提高学生综合素质，能有效地推动学生科研立项活动的开展，为将来从事科学研究打下良好的基础。

教育，医学，本科；设计型实验；科研思维；卓越医师班

探索医学教育改革，培养标准化高水平临床医生，对于深化医药卫生体制改革具体战略意义。2012年5月，教育部、卫生部印发《关于实施临床医学教育综合改革的若干意见》（教高〔2012〕6号）和《关于实施卓越医生教育培养计划的意见》（教高〔2012〕7号），旨在优化临床医学人才培养结构，推进临床实践教学能力建设，深化综合性大学医学教育管理体制改革，加强临床医学教育质量评价制度建设。

顺应《意见》指导，本校2012年成为“卓越医生教育培养计划”国家试点单位。3年来，在推行“卓越医生教育培养计划”的探索过程中，积累了一定的经验，取得了良好成效。

秉承以“学生为中心，以提升学生能力为核心”的“双心”教育教学理念，《医学细胞生物学》课程在实施实验教学过程中为卓越医师班开设了设计型实验环节，经过3年时间的摸索与比较，证实设计型实验的开设对医学院校本科生科研思维的培养具有积极的意义，并对其理论知识与实践技能的掌握与运用具有良好的促进作用。现简述如下。

1 设计型实验在实验教学中的意义

1.1 可看成科学研究的缩影 通常来讲，科学研究的实施过程可用以下系列问题进行囊括，即“做什么”、“为什么做”、“怎么做”及“得到什么”。相对应的分别是：选择确定合适的科研项目；科研项目开展的目的意义；项目具体实施的方法和步骤；获得结果并进行分析。

设计型实验旨在让学生根据已有知识储备、实验操作技能，在相关学科领域的一定范围内进行实验项目选择。然后，在教师指导下，进行文献资料的查询和整理，明确实验开展的目的意义，根据实验室可提供的设备仪器、耗材试剂等设计出合理实验步骤。通过讨论、指导确定后具体实施，最后得到实验结果并进行分析。

由此可见，无论是形式还是内涵，设计型实验均可看成科学研究的缩影。通过设计型实验的训练，让本科生提前接触科学研究，巩固学生知识体系，提前培养科研思维和能力，打好优质教育的基础。现在越来越多的医学院校正逐步进行实验教学模式的相应调整，从传统验证性实验向设计型、研究型实验教学转变[1-4]。

卓越医师班的培养目标是高层次医学拔尖创新人才，注重批判性思维和终身学习能力的培养，关注沟通与协作意识的养成。这其中，科研思维的培养显得尤为重要。而本科生科研思维可在设计型实验中得以体现和延展。

1.2 设计型实验过程体现科研原则 科学研究无论是在选题还是设计之时都应该遵循一定原则[5]，鉴于本科生的培养目标，设计型实验也应该遵循以下原则。

1.2.1 创新性原则 原本科学研究是要解决前人没有解决或没有完全解决的问题，因此需要所选课题具有先进性、新颖性和突破性，并与其能够产生创造性成果[6]。然而针对处于本科阶段的卓越医师班开展设计型实验，要想让学生提出新的科学问题并进行彻底解决，这显然是违背现实事物发展规律的。因此，此时对于创新型思维的培养停留在启蒙阶段，让学生明白创新性是科研的根本点，正确树立创新意识。

科学研究中的创新性原则主要表现在概念和理论上的创新、方法上的创新、应用上的创新3个方面。随着设计型实验的逐渐展开，创新性思维培养贯穿在整个实施过程的方方面面，最终让学生有所意识和感悟。

1.2.2 科学性原则 科学性是科学研究最重要的因素。科研选题时必须以科学事实、科学理论、技术原理等为依据，按客观规律进行课题实施[7-8]。设计型实验的顺利开展同样离不开科学性原则。由于本科阶段的学生，知识储备、知识的深度和广度都非常有限，所以需要更加强调实验设计和实施时科学严谨的逻辑体现。并且引导学生做到随着实验现象的观察和知识理论的积累，对实验方案进行必要调整。

1.2.3 可行性原则 可行性原则指科学研究选题应与自身的主、客观条件相适应。一是根据已经具备的条件；二是根据经过努力可以创造具备的条件。

本科阶段的学生由于对某领域的未知、阅历、经验及心理成熟程度等因素影响，在进行设计型实验过程中有时会表现出好高骛远、主观因素较强等特性。应及时纠正学生对待科学实验的浮躁心理，遵循可行性原则：对于他们以后的科学研究道理奠定坚实基础。在主观方面，要分析实验小组的结构、人员的配置，要求实验小组人员务必具备相关知识体系和科学规范操作的能力和素质；在客观方面，要充分考虑实验设备、试验材料、时间期限等因素。

除了以上原则以外，设计型实验开展还能够适当体现最优化原则、对照性原则、随机性原则、平行重复原则等科研原则。

2 设计型实验在卓越医师班的实施

以《医学细胞生物学》实验课程为例。本课程设计型实验遵循科学研究的基本过程，设为选题、开题答辩、实施、结题四大环节。要求以小组为单位，共同协作完成。现行方案以4人为一小组，根据具体情况，最少2人，最多不超过6人。

2.1 设计型实验的选题 鉴于学生知识储备不足，自主选题容易偏离大纲，本课程设计型实验以指定命题的形式开展。课程初始即将选题发放给学生，题目为“细胞核的分离与鉴定”、“细胞融合”、“细胞原代培养”、“细胞传代培养”、“微丝的观察”等，每组任选其二。供学生选择的题目均为具有一定开放性及改造性的实验项目，以便于激发学生的创新能力。

2.2 设计型实验的开题答辩 学生自由分组之后，首先以小组学习的方式，针对选定的命题进行相关文献资料的查阅整理。在这个过程中，学生能够提前接触到文献检索、资料整理等技能，有效提高学生的归纳能力、文献阅读能力[9]。

第二步为书写设计型实验开题报告。设计型实验开题报告为缩略版的科研项目申请书，其中包括了实验目的及意义、方法与步骤、可行性分析、预期结果、试剂耗材预算等，有效训练学生凝练科研思路，增强逻辑思维。

第三步为小组答辩讨论。每小组进行开题报告的现场答辩，全班学生与指导教师共同参与，通过不断提出问题和解决问题，让学生深化对实验项目的认识。整个过程以学生为主导，提倡学生之间的提问与回答，教师仅进行适当的引导和纠正。

2.3 设计型实验的操作实施 经过开题答辩，每小组针对本组实验设计方案中存在的问题进行调整和修改。然后实验室提供所需条件，学生在已经具备相关操作技能的基础上，依照自己的设计，自主进行实验操作，自主解决实验过程中可能出现的问题。在此过程中，教师可适当给予规范性指导。

2.4 设计型实验的结题 学生完成实验操作后，无论实验结果成功与否，是否符合预期，都必须记录真实的实验结果，并对结果进行分析和总结，形成结题报告提交。结题报告的内容包括：实验内容及方法、预期实验结果、实际实验结果、成败原因分析、结论与讨论。

在完成设计型实验的整个过程中，不仅仅学生的基本科学思维得到培养和体现，并且文献查阅整理的能力、表达能力、应变能力、总结归纳能力、规范操作能力等等都得到了综合性提高。团队意识增强，小组学习的效率得以提高。

3 开设设计型实验与否的教学效果比较

以《医学细胞生物学》实验课程为例，本课程在卓越医师班开设了设计型实验，普通班学生未开设设计型实验，经3年的实践检验，通过调查问卷及期末综合成绩对比，教学效果总结如下。

3.1 设计型实验有利于综合能力的提高 通过教学相长会座谈了解到，2012、2013、2014届近200名卓越医师班学生中，98%的学生认可设计型实验的开展，并认为自己的各方面能力在实验过程中得到提升。94%的学生认为设计型实验并不会增加学习负担，能够顺利完成。见表1。

表1 设计型实验问卷调查结果（%）

3.2 设计型实验有利于理论知识的掌握 本校《医学细胞生物学》理论课的期末考试题中，设置有理论与实践相结合的综合型问题，能够很好地考查学生是否将知识点吃透，能否学以致用。通过比对2012、2013、2014届普通班和卓越医师班的考试成绩，并作试卷分析，在综述型问题的得分情况上，开设了设计型实验的卓越医师班比未开设设计型实验的普通班平均高3.7分，得分率高24.67%。见表2。

表2 普通班与卓越医师班综述型问题得分情况比较

3.3 设计型实验有利于操作技能的掌握 传统的实验教学是以验证型实验为主，学生通常在教师的示范和指导下，重复固定的实验步骤，得到已知的实验结果。而设计型实验则是由学生自行设计实验方案，并自行操作实现的实验，教师在其中仅仅起到引导性和提示性的作用。设计型实验相对自由度和开放性较高，对于学生的操作能力也提出了较高的要求。在这个过程中，学生为了实现理想的实验结果，往往更为主动、积极地学习操作技能，对操作的规范性也自发地提出了较高的要求，而不仅仅是机械性地模仿、重复。

通过比对2012、2013、2014届普通班和卓越医师班的实验考试成绩，开设了设计型实验的卓越医师班比未开设设计型实验的普通班平均高10.3分，得分率高10.27%。见表3。

表3 普通班与卓越医师班实验考试成绩得分情况比较

4 小 结

学生通过完成设计型实验，可以了解科学研究的思路、方法和步骤，使之具有严肃的科学态度、严密的科学思想和严谨的工作作风，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生分析问题和解决问题的能力，提高学生综合素质，能有效地推动学生科研立项活动的开展，为将来从事科学研究打下良好的基础[10]。对开设设计型实验的班级与未开设设计型实验的班级进行教学效果的对比，发现开设设计型实验对学生学科成绩的提高及综合能力的提升有明显的促进作用，且受到学生一致的好评与欢迎。

现在本校所采用的设计型实验为指定命题式设计型实验，这种形式虽然在实施上相对比较简单，对教师和学生的要求相对较低，但也存在开放性和自主性不足等缺点。在今后的教学改革实施中，将做进一步的调整与改进。

[1]余瑾，张艺，杨劲.八年制细胞生物学设计性实验教学实践[J].基础医学教育，2012，14（1）：41-42.

[2]王丽红.设计性实验在医学微生物检验教学中的地位和作用[J].吕梁教育学院学报，2012，29（4）：118-119.

[3]王光利，杨倩倩，刘婉茹，等.设计性试验在微生物试验中的探索与体会[J].淮北师范大学学报：自然科学版，2014，35（1）：87-90.

[4]王琳.提高医学生物化学实验教学质量的实践与探讨[J].学周刊，2014（36）：41.

[5]李秀真，薛庆节，吕厚东，等.医学微生物学设计性实验教学模式的实践[J].基础医学教育，2013，15（4）：382-384.

[6]鞠全勇，高素美，郑李明.开放式、自学习实践教学体系的研究与实践[J].教育教学论坛，2014（48）：172-174.

[7]周敏，庞雅琴，邓树嵩，等.设计性实验在卫生学实验教学中的应用[J].中国高等医学教育，2012（2）：82-83.

[8]邓毛子，孙剑刚，梁莹，等.探究式教学在综合设计性实验中的应用——以《医学微生物》中综合设计性实验的开发为例[J].价值工程，2014（8）：262-263.

[9]李庆海，高建纲.通过设计性有机化学实验培养学生的科研素质[J].高师理科学刊，2012，32（5）：112-113.

[10]何亮，马育，凌天清，等.基于学生综合素质培养的设计性实验探索[J].重庆交通大学学报：社会科学版，2014，14（3）：111-113.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.061

B

1009-5519（2015）15-2384-03

2015-05-04）

贵州省2013年教学内容和课程体系改革重点项目（sjjg201301）。

路健（1980-），女，贵州遵义人，硕士研究生，副教授，主要从事细胞生物学教学工作；E-mail：1417101926@qq.com。

欧刚卫（E-mail：1242754696@qq.com）。