面向医学研究生的大型仪器课程建设探索

廖永华，陈盛强

(1广州医科大学基础医学院科研共享平台， 广州 511436； 2广州医科大学卫生管理学院应用心理学系； △通讯作者)

研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命，是国家发展、社会进步的重要基石，是应对全球人才竞争的基础布局[1]。科研共享平台是高校大型科研仪器和教育资源的集中地，以最大程度发挥科研仪器的使用效能，服务科学研究和研究生教育为宗旨，起到促进科技人才引进和学科交叉融合[2]，加强高层次创新人才培养的积极作用。研究生教育属于高层次人才培养，出色的科研能力和对医学科学强烈的探索精神是研究生必备的素质[3]。医学研究生的培养包括科研思维能力、实验设计能力、动手能力和仪器操作能力等。

科研共享平台建立初期，许多研究生在使用大型仪器开展科研工作时出现不少问题，如科研实验设计可行性差、样本制备质量差、检测数据可靠性和可用性差等，浪费科研经费，影响他们开展科研实验的积极性和科研进度。同时由于研究生对大型仪器的使用不熟练，影响大型仪器设备使用效率，故障率也较高。为适应时势发展要求并提高科研共享平台大型仪器的使用效率，我校以科研共享平台的大型仪器为基础，面向一年级研究生，在第一学年上学期开设大型仪器选修课。现有平台充分发挥资源优势，配合研究生开展科研实验，快速、高效地获得可靠的科研数据。本文就近4年来的课程建设、教学实践和新的探索体会，作阶段性总结，供同行参考。

1 课程建设

1.1 课程概述

本课程是面向研究生开设的选修课，主要讲授基础医学研究方面的大型仪器技术，涉及实验室安全、常用仪器的原理和应用、基本的操作技术等方面。

1.2 选修情况

我们根据科研共享平台的实际承载能力，限选90人。由于课程内容贴近实践，满足研究生对科研仪器使用的实际需求，因而很受研究生的欢迎。部分未选上的研究生，也主动参加课程的学习，获益良多。我们分析近4年研究生的修课情况(见表1)，共357人选修，356名学术型硕士，1名专业型硕士。这说明专业型硕士的培养方向以临床培养为主，开展基础实验较少。而学术型硕士分为临床类专业和基础类专业。近4年来，附属医院的临床类专业学术型研究生选修本课程的比例有明显增多，从51.2%上升到58.8%。这说明在学校高水平大学建设的目标下，临床类专业导师注重临床与基础相结合，积极开展基础实验研究，符合当前学校建设目标定位，即特色鲜明、优势突出的高水平教学研究型医科大学[4]。

表1 近4年来的选修情况 人(%)

1.3 教学目标

大型仪器是一门以介绍基础医学大型仪器设备的使用原理和实践操作为主的课程，增强研究生使用实验仪器设备的安全意识，使其掌握大型仪器设备的基本使用原理、操作流程和注意事项等。我校发挥大型仪器设备的使用效能，使之成为提高研究生创新能力和实践应用能力的重要载体，培养研究生解决问题和分析问题的综合能力，为他们将来从事医学基础或临床研究创造条件，夯实基础。

1.4 教学内容及安排

根据科研共享平台的建设和发展情况，我校统筹安排教学资源、师资力量。因课程教学内容是依托平台的大型仪器设备开设，而仪器设备的购置受到学校经费等各种因素的制约，我校根据实际需要，建立课程教学的内容库，及时动态更新，每年根据实际情况、学生评价反馈和科研发展热点等综合考虑，优化教学内容，满足科研发展的需要。

课程总学时为18学时，分别为理论课6学时、实验课12学时(见表2)。每个课程内容由科研共享平台的专职技术人员、仪器厂家的技术应用工程师双人负责，其中副高或资深的技术应用工程师以上职称者达到75%。

表2 教学内容及课时分配表 (学时)

安全是高等教育开展科学研究、人才培养和科技服务的基础，因此实验室安全是实验室管理的首要任务[5]。实验室安全是科研共享平台建设和管理的重点。在每学期的课程安排中，我们将实验室安全与管理内容列为第一课，讲授实验室安全管理的相关法规，危化品、易燃易爆品、放射性物质的安全管理以及生物安全问题等。高效的生物安全教育培训可以在一定程度上降低实验室生物安全事故的发生[6]。我们灌输安全文化理念，强化研究生的安全观，使其将安全意识内化于心、外化于行。

1.5 教学实施

我们落实以理论为基本、重在实训的原则，每周一次课，每课3学时，理论讲授1学时，实践课2学时。理论课由技术应用工程师以专题讲座形式进行讲授，包括课程内容仪器设备的发展历史背景、新技术应用、仪器原理、应用范围和样本制备等。实践课由科研共享平台的仪器专职技术人员和技术应用工程师共同负责，按照15人/组，以操作演示-学生操作-技术操作矫正-总结的流程模式进行全过程讲解：仪器的硬件组成和配置、仪器原理、开机过程、关键步骤和注意事项等。我们在教学过程中强调难点和重点，以预约使用率最高的激光扫描共聚焦显微镜为例，安排相应研究方向的研究生提前做好样品，在上课时进行拍照过程的演示，然后对实验结果和数据的解读和分析，培养研究生具备独立阅读科研数据的能力，强调关键词，如激光、针孔、焦平面和PMT检测器等，要求其掌握拍照质量的影响因素，如样品质量、激发光强度、PMT检测波长范围、Gain值和焦平面等。

1.6 课程教学改革和质量监控情况探讨

为了让研究生更好地掌握大型仪器设备的实验原理和操作技术，我们科学合理编排实践教学，开展教学改革，以达到事半功倍的目标：①引导建立以课题组为中心的学习小组，高年级学生指导低年级学生，开展自主、互助协作和探究式学习；②合理安排实践训练。研究生分为校本部、附属医院两部分。考虑到附属医院的研究生在课程结束后在医院的时间较多，我们在安排实践课时优先安排他们上课，校本部的研究生则次之安排。他们在课程结束后进入实验室开展科研工作，可随时预约机时。教师以“1对1”方式针对性加强仪器的操作训练，提高技术水平；③依托研究生教务管理系统，开展教学质量监控和评价。教学质量监控内容包括：师德师风、教学准备、教学内容和组织、评教评学、教学效果等。评价方式包括教学评价、教材评价、考核评价和个人评价等模块。

1.7 考核方式

传统的考核模式重记忆，死记硬背的内容较多[7]。而大型仪器课程是一门面向医学研究生的实践性课程，考核目的既要考查研究生的理论知识掌握情况，更重要的是注重实践技能考核，考核不是教学的终结环节，而是他们进入科研实验工作的开始。考核手段以能力训练为最终目的,科学、合理的考核评价将促进研究生科研动力和兴趣[8]。围绕着教学目标安排考核，我们要求研究生将所讲授到的大型仪器设备与自己的课题研究方向相结合，撰写科研设计：①结合自己的专业方向，设计不少于1 000字；②选用至少3种本课程所讲授的大型仪器设备；③写出具体的实验设计思路、框架，包括选用大型仪器设备的理由、可能得出的实验结果、拟解决的技术问题等，但无需写出详细的实验操作步骤。

2 教学反馈及分析

教学评价是检验课程教学质量的金标准，课堂教学评价作为教育评价的重要组成部分，是提高课堂教学质量的重要保障[9]。我们借助研究生教务管理系统的评价体系，收集和整理本课程的有效调查问卷共61份。内容包括：教师授课表现、教学材料评价、考核方式评价、实践评价和总体评估等。

2.1 教师授课表现评价

大型仪器课程以理论为基础，重在实践，由最具实训经验的技术应用工程师来讲授，吸引研究生的学习兴趣，避免枯燥无味、复读机式教学。所以在教学评价中，学生对教师授课表现的评价优秀，符合要求均超过96%以上(见表3)。

表3 教师授课表现评价

2.2 教学资料评价

本课程的教学资料以厂家的仪器介绍材料、讲授PPT为重点参考，自编部分指引性材料，基本能满足研究生的需求。从评价方面看，学生对使用的教材或讲义满意度超过93%(见表4)。教材建设是课程教学研究的重要内容，优秀的教材是教学质量的保证。由于新仪器不断更新迭代，传统的固定式教材不适合本课程的教学要求。如何完善教材建设，还有待继续研究和探讨。

表4 教学资料评价

2.3 考核方式评价

本课程以撰写科研设计为考核模式。95%的研究生对课程考核的方式满意，93%的研究生认为考核贴近教学大纲安排，满足教学目标要求，93%的研究生认为考核能真实反映学习成果，凸显个人价值。

2.4 实践教学评价

实践教学占整个教学时间的60%以上。在实践安排中，教师确保环境安全，仪器状态正常，合理安排讲课的内容和顺序，节奏合理，注意照顾研究生的理解和吸收能力，充分调动他们的学习积极性。大型仪器设备都是贵重仪器，受限于数量往往只有1或2台，难以及时、全部满足他们的动手操作需求。我们以多组轮换完成实践课的初步教学，后续在他们进入课题组开始科研实验过程中，根据学生的使用需要，预约开展“1对1”的深度培训。合理的安排获得研究生的“优秀”评价，符合程度均达到97%以上(见表5)。

表5 实践教学评价

我们综合评价收集得到的反馈意见，97%的研究生总体评估本课程的教学质量符合教学要求，55.74%的研究生认为了解到专业知识的最新发展方向，37.7%的研究生认为为未来的论文、实践、课题铺垫基础。

3 经验总结与新探索

3.1 实行“双师制”

“双导师制”建设是推进专业硕士学位研究生教育综合改革的关键环节[10]。我们采取应用技术工程师与专职技术人员的“双师制”共同负责带教，强化实践操作训练，培养具有“实战”操作能力的研究生，使其在今后的科研工作中获得理想的科研成果。我们在近几年教学实践中，建立起教学经验丰富的师资队伍。理论主讲教师包括厂家的资深技术应用工程师、长期对某仪器积累丰富经验的导师以及具有副高以上职称的专职技术人员。

为加强平台的管理模式探索和教学能力的提升，我们进行了多种尝试：①技术人员实行AB角色，进行交叉学习，培养自身具备同时管理多台仪器运行的能力，必要时AB角式相互替代，避免影响仪器的正常使用和教学培训等；②平台定期开展教学讨论、新课内容讨论等；③平台邀请技术工程师开展专题技术讲座，提高师生的理论和操作技术水平。

3.2 教学反哺平台，赋能服务型平台

我们通过课程教学实践、考核评价和评教评学等形式收集意见和反馈信息，不断促进平台的建设发展和实验技术水平的提升。①我们通过随机统计120份研究生提交的科研设计，了解他们所在课题组的研究方向和对各种大型仪器的需求数据(见表6)。其中激光扫描共聚集显微镜的使用需求最大，与平台信息管理系统的年预约量3 600机时相吻合，因而迫切需要加强仪器的合理配置和技术培训。而形态学技术的计划需求为5%，说明一年级的研究生对医学科研实验的认识还有待加强，因形态学技术是医学研究的敲门砖；②在实践教学中，仪器技术员除了开关仪器和简单的程序设置外，也要参与教学，并主动学习自己所管理仪器的工作原理、最新应用、维护与保养及制样细节等知识[11],随时解决研究生的各种问题。这反过来促进技术员的理论知识、管理水平和操作技能进步，提升其平台服务科研的能力。

表6 随机抽查120份科研设计的仪器需求结果

3.3 考核模式改革探索

学术型医学研究生的培养要坚持理论与实验教学并重的方式[12，13]，以基础研究为导向，注重扎实的理论基础和科研创新思维。通过课程学习和目标考核，使学生掌握基础医学大型仪器的原理与功能应用、熟悉相关实验技术和实验样本的制备方法。我们以撰写科研设计为考核模式，要求学生根据导师课题和研究方向，合理选择所学到的大型仪器，设计出科学、合理、可操作性的报告：①让他们提前融入课题组，查阅资料、分析科研项目，尽早转换角色，成为正式的科研技术人员；②学以致用、融会贯通，以培养科研创新思维能力；③“温故而知新”，以考查他们理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。

3.4 开展实验结果评比大赛

学科比赛已经成为增强研究生创新创业能力的有效举措，有效推动知识培养和技能训练深度融合，加速专业知识与技能结合[14]。我们通过与仪器公司合作，开展实验作品评比大赛，“以评促学，以评促技”。以激光扫描共聚焦显微镜为例，提交的显微图像作品要求科学性、艺术性和趣味性相结合。这一大赛受到研究生的广泛支持，每年都能吸引30多人参赛，收到作品40多份。作品题材新颖、内容丰富，展示出他们熟练的操作技术和良好的艺术修养。我们邀请专家对提交的作品做出合理和公正的评价，并给予适当的物质奖励。我校通过搭建一个可持续性的学习和交流的平台，推广大型仪器设备的应用，让研究生从竞赛和交流中获得操作经验，使其应用到未来的科研工作中。

3.5 思政进课堂

在教学实践中，我们弘扬科学家精神，恪守学术道德、科研诚信和良好学风；宣扬“南山精神”，以“南山风格”形塑医科院校学生的职业精神，将“南山风格”融入医科大学生培养全过程，使身边的时代楷模鲜活起来[15]；加强社会道德教育，培养遵守管理规则、爱护公共财产和环境卫生的良好风尚；积极推进研究生的思政教学改革创新，将研究生课程教学作为落实立德树人的主渠道，逐步形成专业学习与思政融合的研究生思政课教学新模式。

3.6 落实研究生助教助研制度

我校坚持把助教助研作为研究生科研能力、教学能力培养的重要途径。“在科研和实践中培养”是培养研究生的基本模式[16]。①根据学科特点，并结合实际需要，我们要求研究生参与课程教学准备和研讨式教学、案例教学的组织工作等，加大教学能力的培养力度，加深研究生对知识的系统掌握和理解参加本科课程的实践教学。②研究生参加本科生的科技创新项目，协助指导他们利用科研共享平台的大型仪器开展科研实验。二年级的研究生掌握一定的学科理论知识、大型仪器设备的操作技术，参与本科生的实验教学或参与科创项目，帮助他们解决一系列的难点、重点、疑难问题，反过来又促进研究生的学科理论知识、实践技能等方面的综合提升，真正实现“用人”与“育人”并举的目的[17]。

大型仪器的课程建设和教学探索，取得了一定的成效，为高水平学校建设的科研发展和研究生教育做出了积极的贡献。随着“双一流”学校建设的不断推进，大型科研实验设备不断进入平台，课程教学内容、教学模式和考核模式需同步优化或改革，形成“课程教学、专业化培训、实践技能比赛、助教助研”等多元化的研究生课程教学模式，既培养了研究生们科研创新思维能力，使其熟练操作大型仪器，又减少因操作不熟练而出现损坏大型仪器设备的现象。同时我们充分发挥科研共享平台的资源优势，提高大型仪器的使用效率、促进实验技术队伍的自身建设，实现共赢局面[18]。

我们将正确政治方向和价值导向贯穿研究生教育工作全过程，坚持育人为本，以研究生德智体美劳全面发展为中心，把立德树人成效作为检验研究生教育工作的根本标准[1]。在实践教学中，我们注重渗透思政和德育，厚植爱国情怀，夯实筑牢“立德树人”的根基，将研究生培养成德位相称的新时代科研人才。