医学生开展机能学设计性实验的实践与思考

焦海霞，林达岑，王瑞幸，林默君

(福建医科大学 基础医学院，福建 福州 350122)

医学生开展机能学设计性实验的实践与思考

焦海霞，林达岑，王瑞幸，林默君

(福建医科大学 基础医学院，福建 福州 350122)

针对福建医科大学学生开展机能设计性实验的情况进行调查，结果表明，设计性实验教学有助于学生创新意识和科学思维能力的培养，能够达到教学目的。但为了保障学生科研兴趣，仍需要师生转换观念、学校多加扶持，建立合理评价体系使教学效果不断提高。

医学机能学；设计性教学；问卷调查

具有科研素质的医学创新人才培养是医学高等教育改革面临的重要问题，2012年教育部、卫生部颁布《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)，明确指出要深化五年制与长学制临床医学专业医学教育教学改革，更新教育教学观念，改革教学方式，提高学生自主学习、终身学习和创新思维能力[1-2]。伴随不断深入的高等教育体制改革，提高医学本科生科研素养是素质教育的重要组成部分，因此，在本科教育阶段对医学生进行初步科研训练，有目的地培养医学生的创新意识、创新思维和创新精神是基础医学教学阶段的重要目标[3]。机能学实验教学改革一直是基础医学实验教学改革中的重点，对推进医学生的科研素质教育起着举足轻重的作用[4-5]。

福建医科大学的《机能学实验课》在2009年被评为福建省精品课程，该课程融合生理学、药理学、病理生理学三门学科的核心实验为一体，是一门综合性极强的实验学科。目前，机能学实验教学内容主要分三个部分：机能学基础知识与基本实验技能训练,各学科经典实验和综合性实验,探索设计性实验[6]。其中，探索设计性实验要求学生利用前两部分学到的实验技能和实验手段进行实验设计，模拟科研过程的实验教学模式，是本科教学阶段提高学生创新思维能力和综合科研素质的重要途径[7]。从2013年起，福建医科大学机能学实验教学中心和生理学与病理生理学系在临床五年制与七年制学生《机能学实验课》中开设了设计性实验部分，在几年的教学实践中收获了一些经验也遇到了一些问题，笔者通过设计性实验的教学体会，总结利弊并进行分析探讨，以期为今后更好地开展实验数学提供有益的借鉴。

一、机能学设计性实验教学方案

(一)教学对象

教学对象为临床医学专业五年制和七年制学生，开课学期分别在五年制学生的第5学期和七年制学生的第6学期。每个实验班设立5～7个实验小组，每组4～5人，以实验小组为单位进行设计性实验。

(二)设计性实验教学过程安排

由于五年制与七年制《机能学实验课》的总课时不同，在安排设计性实验时两者有所区别。临床五年制学生《机能学实验课》共75学时，设计性实验安排在最后，计5学时，以开题报告形式进行设计方案的讨论，不安排实验设计方案的实验验证。因此在设计选题时不受实验室条件限制，学生可以根据个人兴趣与知识储备自由选题，老师对设计方案的点评主要从科学性、创新性出发，对方案可行性不做过多要求。

临床七年制学生《机能学实验课》共84学时，安排3学时进行实验设计方案报告和讨论，并根据实验设计方案选择优秀的选题。一周后用7学时进行设计方案的实验验证。所以学生在具体设计方案时，要考虑实验室的仪器、试剂等现有条件，在实验方案科学性、创新性的基础上尽量做到选题的可行性。

1.实验设计方案制定。在学期开学初，由教师进行设计性实验教学过程的总体安排，并介绍设计性实验的目的、意义、基本要素和遵循原则，特别要强调如何选择合适的题目、文献检索方法、数据结果的收集、统计分析和实验设计书的撰写。要求学生结合所学的生理学、药理学、病理生理学相关理论知识，通过阅读文献自主立题，撰写实验设计方案。实验方案包括：题目、实验目的和意义、实验对象、实验器材(包括仪器、试剂等)、实验方法和步骤、预期结果、数据统计、参考文献，其中实验目的和意义部分重点强调立题依据和研究背景突出方案的科学性、实用性和可行性[8]。

2.实验设计方案报告。实验设计方案报告以小组为单位，每个小组由一名学生介绍实验设计方案，要求思路清晰、表达流畅准确，同组其他成员适当补充；在讨论环节，其他组同学可对方案设计中的任意环节向设计者提问，要求设计者准确合理地回答。随后，由老师总结点评，分析每个设计的特点与科学性、创新性，肯定优点，指出不足，修订实验方案，使学生对自己的设计有更全面系统的认识。对于七年制学生，每个实验班还要选出一个评分最高的可行性设计进行实验验证，以2013级临床七年制为例，共13个实验班，即选出13个设计方案进行实验验证，并在讨论环节确定最后的实验分组、实验过程和观察项目。

3.实验设计方案的实验验证。设计方案实验验证安排在开题一周以后，在此期间实验室准备实验器械、药品、试剂，购买实验动物，学生根据修订好的实验方案进行操作，实验过程遵循随机分组原则，教师指导学生分析实验结果，尽量模拟科研全过程，使学生对科研实践有全面的认识。

二、机能学设计性实验教学评价

为了评价设计性实验的教学效果，改进教学方法，提高教学质量，笔者分别在2014级临床医学五年制学生和2013级七年制学生中开展了问卷调查，参与调查的五年制学生480人、七年制学生250人。调查方式采取不记名问卷调查，共发放调查问卷730份，回收727份，回收的问卷全部有效。

(一)教学效果评价

从学生反馈结果来看，60.0%的学生对实验设计感兴趣，完全没有兴趣的只占3.7%；83.60%的学生认为设计性实验的开设对学习有帮助，很有必要；75.30%的学生认为结合现有的知识，通过资料查阅，能完成实验设计；84.0%的学生认为通过开展设计性实验，知识的综合运用能力有提高，85.0%的学生认为分析和解决问题能力有提高，另外，分别有55.4%和67.3%的学生认为有助于创新意识和科学思维能力的培养。由此可见，大部分学生对设计性实验的开展给予了良性反馈，达到了初步培养学生科研素质的教学目的(表1)。

(二)教学过程评价

针对设计性实验教学的方式和过程，笔者设计了问卷调查的第二部分内容。从学生反馈结果来看，74.6%的学生认可学期初布置课题，学期中课余查找资料，学期末确定设计方案这种现有的教学程序；分别有53.8%和40.2%的学生认为资料查阅及实验设计报告的撰写和课堂讨论及实验设计的完善对其帮助最大；50.8%的学生最喜欢讲授与讨论相结合的教学方式；71.6%的学生认为实验设计的题目不需要指定，最好根据自己的兴趣设计，自拟题目；38.4%的学生认为设计性实验中方案部分最难解决。问卷结果表明，现有的教学安排能够被学生普遍接受，并且基本满足了培养学生科研素养的要求(表2)。

(三)实验设计方案的实验验证评价

因为五年制与七年制的设计性实验的学时安排不同，七年制学生另外开设了7学时的实验验证部分，但开题讨论环节的学时少于五年制学生，笔者也在问卷调查中设置了相应题目，并使用χ2检验比较不同学制学生对两种学时安排的意见和体会。从学生的反馈情况来看，无论是五年制的5学时还是七年制的10学时，都分别有57.7%和59.8%的学生感到学时安排比较恰当。但问卷调查也显示，五年制的学生中仍有45.7%觉得没有具体的动物实验不能验证设计的结果、意义不大，七年制的学生持此观点的达到51.4%，χ2检验显示两者之间有差异(χ2=9.742，P< 0.01)(表3)，反映现阶段设计性实验的学时安排和课程设置能够满足学生的学习需求，但如果能够增加学时进行验证性实验，学生会有更高的学习热情。

表1 设计性实验教学效果评价

表2 设计性实验教学方式反馈

表3 五年制与七年制学生对验证性实验开展的反馈

三、设计性实验的教学体会与现阶段存在的问题

(一)教学过程与模式的选择

1.教学过程。现有的设计性实验实施过程是学期初布置课题，学生在课余查找资料，学期末确定并讨论设计方案。几年的教学实践及学生的反馈结果显示，这种方案给学生的压力较小，使他们有充分的时间准备资料，这对于初次接触实验设计的学生尤为关键。另一方面通过系统的机能学基本理论知识和技能训练之后，学生们能够灵活运用所学内容，这是形成明晰的设计思路和选择正确实验手段的前提和基础，只有这样设计性实验才能更好地成为学生拓展与创新的科研平台。

2.教学模式。由于设计性实验不限选题，需要学生自己发现问题并解决问题，所以能够充分调动学生的主观能动性，激发学生的学习动机。问卷调查的结果表明，大多数学生对设计性实验都表现出了极大的热情，并赞同这种根据自己的兴趣设计、自拟题目的方式，愿意把自己的设计付诸实践，通过设计性实验达到变被动学习为主动汲取知识的目的。虽然学生喜欢这种开放讨论式的教学模式，但并不排斥传统的教学模式，有相当多的学生认为实验目的、原理、仪器、步骤的详细实验讲义有利于他们熟悉实验的全过程，了解实验原理、目的与选择实验方法之间的关系，夯实基础知识，熟悉仪器，进而保障了对新问题的探索认知能力。

(二)讨论式教学对师生的要求

1. 对教师的要求。调查结果显示，学生明显倾向于讲授与讨论相结合的方式，在课堂上学生会针对一些设计细节展开争论，营造了良好的学术氛围。但是，限于对传统教学模式的习惯，在现阶段的课堂讨论中，思辨讨论的氛围不够成熟，学生仍过多地依赖教师，更愿意听到教师的意见与相关背景知识的支持。当学生的科研火花被点燃时，教师的引导与知识的梳理相当重要，但由于课堂讨论学时有限，教师往往难以将问题充分展开。所以，参与设计性实验的教师一定要有强烈的责任心及大量的相关知识储备，这对教学效果的提升起着举足轻重的作用。为此，学校要重视对青年教师的培养，多为教师提供培训和学习的机会，提升教师自身科研学术意识。同时，教师也要明确自己在课堂上担当的角色，从传统的知识传授者转变为交换意见的参与者、启迪学生的合作者和引导者。在学时有限的前提下，教师还可充分利用校园网络教学平台，通过线上留言、讨论等方式答疑解惑，使学生更加完整地掌握设计重点、难点，教师也能从中更好地了解学生的知识结构，改进教学方法。

2.对学生的要求。学生是学习的主体，尤其在设计性实验过程中，如果学生不能转换角色，增强主动学习能力，对于其科研习惯的养成是极为不利的。学生学习角色的转换需要学校具有浓郁的学术氛围，要鼓励学生参加各种学术讲座、科研活动，了解前沿学术进展，选修科普课程，积极投身大学生创新实验，而不仅仅把设计性实验看作是机能学的一次教学安排，从而提高设计性实验的学习效果。

(三)现阶段需改善的建议

1.实验室条件需要改进。在七年制学生设计方案的实验验证过程中，由于实验室自身条件的原因，使得药品、实验材料准备不足，难以满足学生实验设计的需求，造成学生在设计实验中放不开手脚，而一些好的实验设计点子难以在课堂上验证。从学生反馈的信息来看，无论是五年制还是七年制都有相当数量的学生认为应该开展设计方案的实验验证。所以，加强实验室自身条件建设、进一步发挥机能学模拟仿真实验室的优势、适当增加实验课学时，是确保课程实施的必要条件。

2.考评环节亟待完善。现阶段的设计性实验为了不增加学生负担，没有强调考评环节，且实验设计水平不高，影响了部分学生的积极性和参与热情。所以，建立客观、公正、公平、公开的评分标准与实施细则是保证设计性实验进一步推广的内在动力和核心因素[9]。评价内容应贯穿学习始终，包括实验设计质量、课堂辩论表现、小组内组织合作与任务分工，强调学生科研思维能力与综合分析能力的考核，重过程、轻结果，以发展学生科研兴趣、持之以恒精神为前提。

总之，设计性实验的开展是对传统实验教学的有效补充，现阶段的设计性实验获得了学生的广泛认可和肯定，但仍需要学校给予充分的课时与实验条件作为保障。教师与学生在这个过程中要转换观念，同时建立有效的评价体系，这样才能使学生真正不受干扰地、自觉自愿地投身科学实践，享受科研的乐趣，建立坚强的科学信念。

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[2]申 林，郝佳佳，辛 意，等．全科医学“3+2”培养模式及实施中相关问题的思考[J]．中国卫生产业，2016,13(18):141-143．

[3]郭 静，袁艺标．医学本科生科研训练创新实验平台的建设实践[J]．教育教学论坛，2016,13(50):133-134．

[4]罗学娅，曾常茜，康 乐，等．新型机能学实验教学体系构建与实施[J]．中国当代医药，2016,23(27):169-171,180．

[5]张庆镐，曾常茜．基础医学实验教学平台的建构[J]．中国高等医学教育，2016(6):49-50．

[6]曾俊伟，田 虹，刘爱东，等．机能设计性实验与医学生创新思维能力的培养[J]．现代医药卫生，2013,29(17):2689-2690．

[7]王巧云，杨 静，李金莲，等．机能实验学设计性实验分层次教学的实践与思考[J]．中华医学教育探索杂志，2014,13(6):611-614．

[8]王 箐，刘爱东，田 琳，等．医学本科机能学设计性实验的教学组织实施[J]．医学教育探索，2008,7(10):1037-1039．

[9]张 弛，曾勇智，赵战芝，等．医学机能实验学形成性考核应用探讨[J]．基础医学教育，2013,15(8):771-773．

R33-4

A

1009-4784(2017)03-0044-05

2017-01-18

福建医科大学高等教育教学改革工程(J15040)

焦海霞，女，副教授，理学博士。研究方向：肺高压机制研究。

(编辑：陈 越，马川建)