基于STEP理念的大学生创新教育与实践

梁 楠, 张 晓

(成都医学院 基础医学实验教学中心，成都 610500)

0 引 言

2015年《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中明确提出,深化高等学校创新创业教育改革是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要[1-3]。2021年《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》中提出要提升大学生创新创业能力、优化大学生创新创业环境、加强大学生创新创业服务平台建设，将创新创业教育贯穿人才培养全过程。医学教育担负着培养医学创新人才的重任，尤其是在“新医科”建设背景下，不断推进医学创新创业教育显得尤为重要。我校积极响应国家号召，就目前大学生创新教育中存在的问题[4]，在创新创业教育理念，怎样与专业教育结合，怎样与实践结合等方面做了改革和实践。

1 目前大学生创新教育存在的问题

大学生创新教育应该是一个贯穿求学全过程的多学科联合，多环节参与的持续教育过程[5-6]。但目前医学大学生创新教育还存在一些问题[7-8]。① 由于医学院校课程的特点，导致医学生死记硬背，缺乏创新。尽管创新教育理论很多，但在实践中仍然缺乏适合医学院大学生的创新教育理念。② 有关创新教育的课程和内容很多，但学科之间各自为战，缺乏适合、实用的医学生创新教育课程，另外，教学方式大多采用教科书式的由教师讲授的单调教学方式，教学之间和师生之间缺乏交流和反馈。③ 大学生创新教育效率较低，主要原因是创新人才培养缺乏有效的管理机制，开展创新实验条件不足，参加大学生创新比赛的经验不足。④ 由于目前医学教学采取学科制，一门课程完成以后进行下一门课程的学习，学生创新教育时程较短，缺乏培养教育的连续性。

2 基于STEP理念的大学生创新教育与实践

2.1 建立以STEP为核心的大学生创新教育理念

STEP是Science，Technology，Engineering，Project首字母的缩写。由此可见，STEP概念强化的是科学、技术、工程、项目4类综合素质的培养。① 科学类素养，即运用医学科学知识(如解剖学、生理学、药理学、生物化学、诊断学、内科学、外科学等知识)理解生命、健康和疾病的本质；② 技术类素养，也就是使用动物模型、生物技术和统计学等各种生物科学技术，解决实际的医学问题；③ 工程类素养，即强调在学习过程中，对学习的内容按照工程要求去进行创新实验设计、开发与完成的过程；④ 项目类素养，也就是要求学生按照项目的要求，在规定的时间完成规定的任务，在实践过程中培养发现、表达和解决多种情境下医学问题的能力。

根据STEP理念，大学生创新教育的总体目标是培养学生的跨学科学习、解决真实问题以及发展创新思维。在实践的层面，把创新教育和学习归纳为3个层次和9个步骤，简称为3层9步。

(1) 第1个层次是建立创新学习的环境。① 建立创新学习的文化。消除创新中的消极情绪，恐惧心理和学习厌倦情绪，鼓励学生发挥想象力，利用好奇心和进取心不断前行探索，创造出积极学习、主动学习、学有所获的良好氛围，建立以学生为中心的创新文化。② 建立合作学习的基础。让学生养成结伴学习、互帮互助的学习习惯，并在学习过程中互帮互学，形成合力完成创新项目。③ 建立创新学习的环境。通过线上和线下，连接课内和课外学习，打破课堂界限[9]。在创新活动中学会观察和学习，培养学生“从实践中来，到实践中去”的学习理念。

(2) 第2个层次是营造科学研究的氛围。① 学会提出问题。将科研整合进教学，融合进课堂，让学生摆脱书本的局限，并引入各类先进教改方法为教学过程提供支持，老师通过提出问题引导学生向特定的方向延伸思考。② 学会解决问题。老师的责任不是提供现成的答案，相反，要通过把握创新学习的方向，指引学生积极探索、主动钻研，为学生提供掌握科学思维能力或技能的路径，对学习中的难点和易误解的要点做出指导。③ 善于合理测评。在创新教育中，老师要善于运用合理的测评，比如阶段考试、随堂测验及其它评价等。恰当的测试和评价可以对学生的学习过程起到积极的鼓励和督促作用。

(3) 第3个层次是建立科学实践的理念。① 培养学生的科学探究能力。当发现和观察到难以理解的医学现象时，必须指导学生在提出问题后进一步使用科学方法来查明原因，找到现象背后的原因，发现问题背后蕴藏的原理，最后提出解决方案。② 培养学生运用数据的能力。在今天的大数据时代，获取和应用互联网上浩瀚如海的数据，将成为创新学习密不可分的部分。因此，培养学生对数据的感知能力和使用数据进行科学分析、判读和研究的能力将是教师面临的主要挑战，也是教师的主要教学目标。③ 培养学生应用工程项目思维的能力。工程思维的能力要求学生运用项目式学习法，学生通过显示各种问题解决形式来选择和计划，提出项目构想，并在指定的时间内完成指定的任务，同时引导学生开展广泛、跨学科和跨专业的创新学习，解决一个个困难或期望引发的问题。与传统学习方法相比，基于项目的学习可以有效地提高学生解决实际问题的能力，使学生更有效地掌握学科知识，并在此过程中培养学生的社会情感技能。

2.2 建立以大学生创新实验协会为主体的管理机制

大学生创新教育不能够长久的可持续性发展，一个重要的原因就是因为缺乏一个强有力的组织形式。因此，我们成立了大学生创新实验协会。它是一种新的大学生创新活动的组织形式，一个由大学生自主学习和自主管理的组织。这不仅是创造一种主动式的学习方式，而且是一场真正的个人思想解放运动。让大学生从进入创新实验协会开始，充分融入到创新实践的各项活动，通过课题申报、撰写论文、专利申报和参加各类比赛，学会合作，学会交流，促进个人素质发展。为了保证大学生创新教育的质量，大学生创新实验协会建立了一系列的规章制度，在招生、创新学习和实验的每一个环节都严控质量(见图1)。大学生创新实验协会每年招收新生30～50人，大学生入学后完成为期6周的创新实验理论和实验技能培训。此后，根据课题的展开，进一步完善培养大学生各种实验技能和技术。

图1 大学生创新实验协会规章制度

2.3 建立以网络药理学为主干课程的大学生创新教育课程体系

建立了大学生创新教育课程体系，以网络药理学为主干课程，辅助的基本课程有生物化学、生理学、病理学、药理学、医学机能实验学、诊断学、内科学、外科学和中药学等相关课程，实现跨学科学习。通过生物信息学网络挖掘数据，选取特定的药物和疾病的靶点，进行药物—疾病—通路的靶点分析，实现发展创新思维[10]。把基础与临床结合，开展多疾病，多功能，多靶点和多种信号途径的综合分析，旨在实现解决真实问题，解决药物与临床疾病治疗的问题。同时，采用灵活多样的创新教学方式：

(1) 课内和课外。在课内通过医学机能实验学课程讲解实验动物操作技术和探索实验设计[11]。在课外通过基础医学实验创新平台，对实验动物技术，免疫组织化学技术和PCR技术等进行实际操作训练。

(2) 线上和线下。通过线上的网络平台讲解文献检索方法，综述、科研论文撰写策略以及虚拟实验。通过线下的实验平台在实验室实际指导大学生，帮助他们学会各种网络软件的使用、动物模型的制备和常用分子生物实验技术等。

(3) 基础与临床。把临床医学和基础医学的理论与生物信息学网络挖掘数据联系起来，实现多疾病，多靶点、多种信号途径综合分析，达到药物—疾病—信号通路的联系，实现基础与临床有效结合。

(4) 教学与质控。优化实验教学核心内容，完善实验教学流程和教学管理制度，使实验教学和实验课堂管理实现无缝隙衔接，保障和监控实验教学的质量[12]。

2.4 建立以项目学习为核心的创新教学模式

大学生创新教育实践中存在的一个重要问题是好的理念和好的思路不能得到有力的落实。为此，提出以项目学习为抓手的创新教学模式[13-14]，把创新学习课程的每一个内容细化为一个个项目，按照项目的形式组织实施。我们制定了大学生创新项目学习详细的授课计划(见表1)，探索了一种有计划、有目标的大学生创新学习模式。

表1 授课内容及学时分配表

2.5 突出学生为中心，建立创新实践基地

大学生创新教育要能够顺利开展的一个基础条件就是要有创新实验基地[15]。建立建好实验基地，有利于学生具体践行能力的培养。通过开放实验平台，可以实现培养学生的知识、能力和态度为中心的目标；通过科学的实验创新，帮助学生产生专利和新的思路。建立专属于大学生的创新实践实验室，下设实验动物房，细胞培养室，机能学、分子生物实验室等。成立成都启润生物技术有限公司，按照“以创新能力培养为核心，创新实验大赛的需求为导向”的主导思想，面向大学生开展专利的申报、科研项目的申报与实施、各级各类比赛的准备与参赛等。

3 结 语

在STEP为核心的大学生创新教育理念的引领下，在一系列管理制度，课程系统，教育模式和实践基地的整合支持下，几年来，中心积极组织大学生参加各种大学生创新实践。项目组的教师指导学生申报各类创新项目56项，其中各级创新实验项目23项，大学生调研类项目33项。2019年获得成都市新都区蜂云谷大学生创新实验项目13项。指导学生发表科研文章22篇，其中1篇论文入选第十二届全国大学生创新创业年会。课题组教师指导学生申报专利8项。同时，积极组织大学生参加互联网+、挑战杯、创青春和全国基础医学创新研究暨实验设计大赛等，在国家级、省级和校级大学生创新比赛中取得了优异的成绩，获得55个奖项，其中国家级8个，省级11个，校级36个。今后将充分利用网络资源优势，融合及探究新的综合性实践教学模式，增加一定的难度，更好地培养学生解决复杂问题的综合能力，让学生学习具有探究性和个性化。