多元分层生物化学实验课在提升医学生综合创新能力中的作用

郭慧芳，胡雪林，陈晨，刘宝宁，程江红，张瑞三，陈鹏

（西安医学院 基础医学部 生物化学与分子生物学教研室，陕西西安 710021）

生物化学与分子生物学实验课（以下简称生化实验课）是生物化学与分子生物学课程的重要组成部分，有助于学生掌握并巩固生物化学基础理论知识，同时使学生直观感受分子生物学科研新进展，初步接触临床生化知识，是理论课的延伸与有益补充。目前，西安医学院生化实验课采取30 人以内小班授课，方式为教师讲解、学生实验操作及课后实验报告撰写，属于传统生化实验课授课流程，符合教学逻辑，但形式与内容比较单一和保守。随着现代科技的发展和教学手段与方式的不断进步，线上学习逐渐普及，传统教学方法越来越难以满足学生的多元需求，急需改革[1]。

本次教学改革实践整合生物化学与分子生物学教研室、西安医学院重点实验室、西安医学院附属医院、合作单位及相关线上教学资源，搭建多元分层生化实验体系，同时构建相应的个体化评价体系。在此基础上，选择全科卓越医学班，根据学科教学要求、学生兴趣与科研实验需求进行分层分组实验授课，并对教学效果进行个体化评价。

1 研究背景

目前，包括西安医学院在内的大部分医学院校仍以开展传统生化实验课为主。传统生化实验课内容主要为验证性实验，在提高学生学习兴趣及激发学生创新能力上欠佳。上课形式基本为组织全部学生分组在特定时间、实验室做相同实验，在时间、空间、实验层次方面都比较单一，难以满足学生的多元化需求，尤其不能满足部分学生对感兴趣科研问题的深度研究需求。在特定情况下，如果学生无法到实验室上课，该短板更加凸显。综上，传统生化实验课内容与形式均在的不足，只有对生化实验课进行科学改革，才能更有效提高学生实验操作能力，进一步让学生了解医学检验知识，同时培养学生科研思维与习惯，提高其综合创新能力。

本次生化实验课教学改革整合多方资源，搭建了能够满足多元分层教学需求的生化实验体系，同时构建了相应的个体化评价体系。在教学改革实践中，根据学科教学要求、学生兴趣及对科研实验的需求，将学生分为4 个层次组别进行授课，课程结束后采用个体化评价方式进行教学效果评价。对提升医学生综合创新能力，培养符合时代需要的知识、能力与素质并重的高质量医学人才有积极意义。

2 教学改革实践

2.1 实验对象及分组

本次实验选择西安医学院全科卓越医学1930 班、1931 班、1932 班为实验组，与之平行的1933 班、1934 班为对照组，于2020—2021 年度开展生物化学实验课教学改革实践。

2.2 改革措施

2.2.1 搭建“多元分层”生化实验体系

本次教学改革实践整合的资源有生物化学与分子生物学教研室原有实验内容及仪器设备，西安医学院基础医学研究中心科研实验平台，西安医学院附属第一医院医学检验平台，合作单位科研资源及线上教学资源。将现有的生化实验课内容与新增内容进行整合后分为4 个层次，从低到高分别为基础实验、临床综合实验、科研锻炼实验与创新设计实验[2-3]，搭建“多元分层”生化实验体系，见表1。

表1 多元分层生化实验体系

2.2.2 构建生化实验个体化评价体系

生化实验个体化评价体系包括实验报告成绩、综合创新能力评估和远期影响3 个方面[4-5]。实验报告成绩为学生参加每次实验报告成绩的平均值，满分100 分；综合创新能力包含知识（120 分）、能力（240 分）、素质（120 分）与发展（120 分）4 个方面，具体包含内容及分值如表2 所示，由任课教师在学期末进行打分，满分600 分。远期影响主要对学生申请课题与发表文章进行比较。

表2 综合创新能力评估表（单位：分）

2.2.3 分层分组实验授课

根据实验计划，在全科卓越医学1930班、1931班、1932 班（共计137 人）采用多元分层实验课教学，对照组全科卓越医学1933 班、1934 班（共计91 人）仍选择传统教学方式授课。

第一层次基础实验与第二层次临床综合分析实验，全体实验组学生均需完成。第三层次科研锻炼实验，实验组学生均可自愿报名参加，第三层次3 个实验内容累计报名117 人，根据每项实验内容报名人数，将其进行分组，每组人数不大于10 人，在教师指导下完成。第四层次自主创新设计实验，学生自愿报名后择优选择15 人参加，分别由教研室5 位教师负责指导，学生自主设计课题或参与教师课题。

3 教学效果评价

数据采用GraphPad Prism 8 进行统计学分析，组间成绩比较采用独立样本t检验，组间差异在5%水平上视为具有显著性差异。

3.1 实验课成绩

根据实验课教学安排，实验组所有学生均完成第一与第二层次实验，部分学生完成第三与第四层次实验。实验组学生（n=137）平均每次实验报告分数显著高于对照组（n=91），如图1 所示（实验组92.11 分，对照组88.06 分）。

图1 平均每次实验报告分数

3.2 综合创新能力评估

与对照组相比，实验组学生掌握知识更多（实验组105.10 分，对照组97.50 分）。实验组对科技前沿的了解也显著高于对照组。在能力（实验组210.00 分，对照组195.70 分）方面，实验组学生的沟通表达与团队合作显著高于对照组。在素质（实验组107.80 分，对照组102.90 分）与发展（实验组105.60 分，对照组97.80 分）方面，实验组学生科研思维与创新能力更强，如图2 所示。

图2 综合创新能力评估

3.3 远期影响

本教研室教师为指导教师，指导实验组学生申请大学生创新创业项目10 项，其中校级7 项、省级3 项，其中6 项已经结题。以学生为第一或共一作者发表文章6 篇。尤其是参与科研锻炼实验与创新设计实验的学生，已经具备基本的科研能力与科研思维，为其进一步进行医学研究打下坚实基础。

4 讨论及结论

本次生物化学实验课教学改革实践采用多元分层教学，搭建的实验课内容分为基础性、临床性、科研性、创新性4 个层次，层层递进，对学生的要求不断提高。其中基础性实验主要在学校的实验室进行，培养学生基本的实验技能与操作及对理论知识的理解；临床综合实验在生物化学与分子生物学教研室的实验室及西安医学院第一附属医院检验科进行，在此过程中可以培养学生的临床思维能力，将基础与临床相结合，将病例与实验相结合，做到早临床、反复临床；科研锻炼实验在西安医学院的实验室及基础医学实验中心进行，锻炼学生的基本科研思维及团队合自主科学创新能力。创新设计实验在生物化学与分子生物学教研室的实验室及西安医学院第一附属医院检验科进行，锻炼学生自主创新分析解决问题的能力，为各类大学生比赛及后续硕博学习做准备。实践结果表明，以多元分层方式进行实验教学，给学生提供了更多选择，有效提高学生学习兴趣，实验组学生在实验报告成绩、综合创新能力评估各方面均显著优于对照组，证明本次实验教学改革的科学性与有效性。值得注意的是，在本次生物化学实验课教学改革实践中，实验组累计117 人次自愿参加科研性实验，在实验组全部学生中占比达85%，可见学生对多元化分层实验的需求之大。总之，此次教学改革实践为后期进一步在全校多专业进行生物化学实验课教学深入改革奠定了基础。