多学科融合的探究式教学在基础医学教学中的应用——以“病原生物学与免疫学”实验教学为例

王海河，吴 琳，张凯波，秦 茜

丽水学院：1.医学院；2.工学院， 浙江 丽水 323000

习近平总书记把教育事业的重要性上升到“国之大计、党之大计”的战略高度。为实现教育现代化，推动中国成为学习大国、人力资源强国和人才强国的目标，2019年2月中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》战略规划，强化创新人才特别是拔尖创新人才的培养。以人工智能、大数据为代表的现代信息技术对医学教育提出了全新要求[1-2]。面对实施健康中国战略的新任务和创新型医学人才发展的新要求，中国先后提出了“新医科”、卓越医生培养计划2.0及基础学科拔尖人才培养计划2.0，推进以胜任力为导向的医学教育教学改革[3-4]。

中国基础医学教育具有较为完善的学科系统性，实验技能训练规范性较强；但在学科交叉性及与新兴科技融合性上明显不足，导致创新意识和科学思维的培养无法满足社会对创新型医学人才的需求[5]：因此，打通医学教育学科专业壁垒，建设跨学科课程体系和教学团队，充分利用现代信息技术，推行以学生为中心的创新型人才教育教学体系势在必行[6]。结合丽水学院专业特征、学生实际及实验条件，笔者及其同事在基础医学教学中实施了基于信息技术的多学科融合的探究式教学改革，首先在“病原生物学与免疫学”课程进行尝试，现介绍如下。

1 基础医学网络综合训练与考核平台建设

1.1 冲关式虚拟仿真实验教学训练系统

拟建立的虚拟训练与考核平台为多学科融合的递进式训练考核系统，包含形态学、机能学、生物技术，以及与病原生物学相关的基础验证性实验、学科交叉的综合性实验和科研创新的设计性实验。学习和训练方式采用冲关模式：第一关为验证性实验，强化基本操作技能和巩固理论知识；考核合格后进入第二关—基于临床案例和实际问题的综合性实验，着重训练知识和技能的综合运用能力和解决实际问题能力；有兴趣的学生可进入基于科研探索的设计性试验的第三关，指导教师提供研究方向，学生自主选题和设计实验，教师审核通过后可进行线下实验研究。

1.2 基础医学视频资源库建设

各学科根据教学需要录制验证性试验(如细菌分离培养)、综合性试验(如转化试验，包含工程菌培养、质粒构建及转化、筛选鉴定等)及设计性探索试验(如白黎芦醇抗肝细胞癌的作用)等相关视频，提供可视化素材丰富学习资源，提升学生的自主学习兴趣，进而为后续的探究式教学奠定基础。

1.3 在线课程教学

利用自建的病原生物学在线课程，依托超星平台实施翻转课堂教学，开展以学生为中心，以问题为导向的线上线下讨论式教学。强化学生预习，精炼讲授重点内容，课前设计讨论课题，通过线上热点讨论、线下课堂集中答疑、强化实践训练，实施问题导向的探究式教学。

2 教学内容整合和教学法探讨

教学团队根据各学科(机能学、形态学、病原生物学、生物技术等)的教学要求，编写教学案例、制定线上线下教学重点、设计教学过程、讨论资料等，着重训练实践技能和相关理论知识。形态中心与病理学、组织胚胎学整合实验教学内容，共同实施形态学理论与实践融合的综合性教学[7]。生物技术中心改变单纯验证性或临床检验方法的实验教学模式，将生物技术实验教学内容归类为“走进实验室——细胞-蛋白-核酸”融合实验模块，通过系统性的大实验(如“Western blot”)实施从细胞培养到蛋白验证的“step by step”的综合教学和实践训练。

病原实验中心以临床感染性疾病诊断为主线，实施多学科交叉的CBL和PBL教学。精简医学微生物学、医学免疫学、人体寄生虫学验证性实验，修订操作流程、操作标准和考核标准，编制临床感染性疾病案例，开展以疾病为中心的综合性实验教学。临床案例解析涉及临床医学、诊断学、医学微生物学和免疫学检验知识的融合应用。教师全程监督，但不指导实验操作，各实验组之间可以互相讨论。

3 探究式教学实施过程

3.1 基于虚拟仿真平台和在线课程的自主学习与训练

在线下实验教学前，学生需提前学习相关操作视频，按照要求完成各项任务，包括实验原理、操作流程、技能要求、结果分析等相关知识预习；同时，对学生在虚拟仿真训练平台完成虚拟训练，初步了解相关实验操作流程及注意事项，为探究式实验教学奠定理论知识和实验技能基础。

3.2 虚实结合的验证性和综合性实验

在完成视频学习和虚拟训练后，教学团队首先对学生进行基础验证性实验线下操作和技能考核，考核包括随机考核和阶段性考核两部分，注重操作过程的标准化，弱化结果评分。例如，革兰染色每一步骤均按照操作标准评分，接种环的使用、涂片过程、显微镜使用等是否标准，结合最终染色结果给出分数。过程性的评分将有效强化学生实践动手能力和实验操作的标准性。

在进行综合性实验教学前一周，教师通过在线课程和虚拟仿真系统下发教学案例，学生在线上平台完成理论知识和实验原理训练，并在虚拟仿真系统中回答相关案例问题、提交实验设计方案。在线下实验教学中，各组按照提交的实验设计进行实验验证，最后提交实验结果和报告。教师在教学过程中只负责答疑和参与讨论，不进行系统讲解和实验演示(如图1所示)。

3.3 基于导师制的设计性实验，培养科研创新能力

为培养学生的科研动手能力，提升其科研创新意识，学院实施导师制，在青年骨干教师中遴选指导教师，指导本科生开展科研工作；每年组织2～3次导师学生见面会，导师介绍各自的研究方向，学生根据个人兴趣选择导师，学院根据导师指导学生数量和后期的成果给予一定的工作量奖励。导师指导学生自主选择研究课题，学生独立设计实验并完成相关验证，同时鼓励其参加各类创新创业大赛及课题申报。通过科研训练和创新创业活动，学生的科研思维能力、创新意识和能力得以提升。

图1 在线课程教学与虚拟仿真训练

3.4 探究式教学考核评价体系

该评价体系弱化终结性考核，注重过程性评价，强调学生自主学习能力和综合素质考核。评价体系包含2个一级指标、4个二级指标和18个三级指标，涵盖学习计划、课堂出勤、线上预习讨论、现代信息技术掌握、创新创业、基本实验技能、综合分析能力、创新设计性研究与实践等方面，对学生的学习能力和效果进行全过程、综合性评价，具体考核指标、评价标准及权重等如表1所示。

表1 探究式教学考核评价体系

续表

4 结束语

《中国教育现代化2035》战略规划在强调创新型人才培养的同时，也将技能培养和综合能力培养提升到前所未有的高度。中国的医学教育存在重理论轻实践、实验教学依附于理论教学、教学内容以验证性实验为主的现象；各学科教学相对独立，教学内容重叠、学科间缺乏交叉和融合，导致综合分析能力和解决实际问题能力严重不足[8]；“以学生为中心、以胜任力为导向”的教育教学理念贯彻不到位，学生缺乏自主学习能力，创新意识和科学思维能力不足问题普遍存在：因此，医学教育中要加强课程的交叉融合，发挥“实验教学是课程融合主阵地、创新人才培养高地”的重要作用，提升医学创新型和复合型人才培养质量[6]。

目前，国内对探究式教学的内涵尚无定论，名称上也不统一，可分为以探究为方法的教学和以探究为内容的教学[9-10]。一些学者认为探究式教学是在教师的指导下，学生主动地从学习生活和社会生活中选取与教学目的和教学内容有关联的问题或项目,用类似于科学研究的方式去获取知识、应用知识、解决问题的教学活动。美国《国家科学教育标准》认为，探究式教学是学习者利用科学理论，围绕科学性问题展开探究、解释、评价、交流活动。综合国内外对探究式教学内涵的界定，探究式教学的核心是以学生为中心、以问题为导向、以解决实际问题为目的学习过程。为改革丽水学院基础医学教学模式，促进创新型医学人才培养质量，研究者首先在“病原生物学与免疫学”实验教学中开展了多学科融合的探究式教学尝试，利用现代信息技术，构建虚拟仿真实训平台、在线课程和视频资源库，打破学习的时空限制，丰富学习资源，构建时时可学、处处能学的多样化学习环境。在教学内容上精简了验证性实验，提高了以临床案例为基础的综合性实验和以促进创新能力为主的设计性实验比重，努力促进学科交叉和融合，提升学生综合分析能力和科研创新能力。在教学方法中综合了传统教学方法、CBL、PBL和翻转课堂教学模式，在验证性实验中主要实施传统教学方法，强化过程考核，保证学生基本操作技能更扎实；在综合性实验中开展以临床案例为核心的CBL教学，努力提升学生理论知识和实践技能的综合运用能力；同时学校实施了导师制，对部分学生开展早期接触科研的创新设计性实验教学，培养学生的科研意识和科研创新能力。考核评价是保证教学过程实施和检验教学效果的重要措施，通过降低终结性考核比重，强化过程性评价，使学习的全过程都与成绩相关，充分发挥考试的指挥棒作用，提升学生自主学习热情。

总之，通过初期教学改革尝试，基于现代信息技术的多学科融合的探究式教学模式可有效调动学生的学习热情，保证师生的实时互动，促进学生由被动学习向主动学习转变，有效推进了以学生为中心、以胜任力为导向的医学教育教学改革。在今后的教学工作要不断提升基础医学学科交叉融合比重，为创新型和复合型人才培养提供支撑。