基于RBL 教学法的本科生科研创新能力培养的实践与探索

卫 林 ，王克振

（1）安徽医科大学生命科学学院，安徽 合肥 230032;2）苏州大学苏州医学院，江苏 苏州 215123）

高校本科生科研创新能力培养是本科教育目标的重要组成部分，是现代高等教育的重要目标之一。高等学校探索本科生科研创新能力形成机制，全方位实施科研创新能力养成教育，全面提升本科生科研创新能力，是高等学校的重要责任与使命[1-2]。

在传统的教学模式中，教师以“填鸭式”为主，照本宣科，辅以适当的引导和启发。在这一过程中，教师起主导作用，学生通常是被引导[3]。教师是科研创新能力培养的引领者，长久以来习惯以教师为主导的传统课堂教学模式，因此学生缺乏科研创新能力培养的教学环境。基于研究的学习（research-based learning，RBL）是1 种新型教学方法，RBL 教学方法提倡以学生作为主体积极开展研究，教师只是发挥引领者和指导者的作用，引领和指导学生在研究中实现个人综合能力的提升[3-5]。在基于研究的学习过程中，要求学生识别并澄清问题、查找和处理信息、批判性和创造性地思考、应用知识和想法并得出结论、交流结果[6-8]。

本研究在本科生医学免疫学综合设计性实验的教学过程中，运用了RBL 教学法对课程进行了优化设计，比较了传统教学法和RBL 教学法对学生科研创新能力的差异，重点探究了RBL 教学法对学生科研创新能力培养的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象

将2018 年3 月至2023 年10 月期间在安徽医科大学所带的生物技术专业的本科生和苏州大学苏州医学院所带的生物技术专业的本科生均随机分传统教学组和RBL 教学组，传统教学组的总学生数达到104 名，RBL 教学组的总学生数达到108 名。传统教学组的学生在医学免疫学综合设计性实验教学过程中未采用RBL 教学法，而RBL教学组的学生在教学过程中采用RBL 教学法。

1.2 教学方法

1.2.1 教学内容的设置医学免疫学综合设计性实验的教学内容包括固有免疫应答和适应性免疫应答2 个模块。第1 模块的课程内容为“人干扰素β 基因的克隆、表达以及诱导固有免疫应答的检测”，第2 模块的课程内容为“DNA 疫苗的制备、免疫以及特异性免疫应答的检测”。

1.2.2 传统教学方法在传统的教学中，医学免疫学综合设计性实验的教学过程包括了3 个教学环节。第1 环节：理论的讲解。指导老师将医学免疫学综合设计性实验的原理、设计逻辑和技术路线进行梳理，并在课堂上给学生讲解。在该环节中，指导老师发挥主导作用。第2 环节：学生完成实验操作。学生根据实验手册，结合指导老师的讲解，分组完成“人干扰素β 基因的克隆、表达以及诱导固有免疫应答的检测”和“DNA 疫苗的制备、免疫以及诱导特异性免疫应答的检测”2 个模块的所有实验操作，并收集实验数据。第3 环节：撰写综合实验报告。每组学生将2 个课程模块的实验数据分别进行总结，结果汇总后，形成1 个完整的综合设计性实验的研究报告，包含研究背景、研究目的、研究方法、研究结果和结论与讨论。

1.2.3 基于RBL 的教学方法根据文献报道，RBL 一共包括5 个环节，分别是识别与澄清问题环节、查找和处理信息环节、批判性和创造性地思考环节、应用知识和想法并得出结论环节以及交流结果环节。

基于RBL 教学法的5 个环节，笔者将医学免疫学综合设计性实验的2 个课程模块进行了对应的课程设计。第1 环节：识别与别澄清问题。要求学生自主熟悉医学免疫学综合设计性实验的实验原理、实验设计的逻辑、技术路线以及具体的实验方法等，在自主学习过程中，努力发现问题与不足。第2 环节：查找和处理信息。要求学生针对在自主学习医学免疫学综合设计性实验的过程中所发现的问题，主动查阅医学免疫学课本和医学免疫学实验教程等书本资料，以及查阅文献等电子资源，并根据不同的问题，将所获得的信息进行分类整理与整合。第3 环节：批判性和创造性思考。要求学生对查询获得的信息进行研究，与医学免疫学综合设计性实验手册进行比较，提出批判性和创造性的问题。第4 环节：对医学免疫学综合设计性实验课程进行优化。学生需要根据前期发现的理论问题，结合学生在2 个课程模块演示实验操作过程中的操作实践遇到的操作问题，对医学免疫学综合设计性实验的原理、设计的逻辑和技术路线以及具体的操作步骤进行优化和改进，最后学生可以独立完成医学免疫学综合设计性实验的所有实验操作。第5 环节：分析实验数据，总结实验结果，撰写实验报告，进行交流与讨论。要求学生对自己的实验数据进行总结分析，撰写1 份完整的综合实验报告，包括研究背景、研究目的、研究方法、研究结果和结论与讨论部分，并制作成幻灯片进行分组汇报和分组提问，每个学生都要求提出1～2 个问题，针对问题展开讨论和交流。此外，指导老师也进行实时点评。

1.3 教学效果评估

1.3.1 教师对学生科研创新能力的客观评价对学生科研创新能力的考核内容和考核评分标准由教师组共同制定。考核内容包括：（1）评价学生对综合实验设计的优化情况；（2）评价学生的实验操作能力，包括对仪器的使用技能、实验步骤的熟悉程度以及对实验数据的正确判读；（3）评价实验报告撰写情况；（4）评价实验结果汇报情况，学生进行分组汇报，汇报的内容包括研究背景、研究目的、研究方法、研究结果、结论与讨论部分；（5）提问问题情况评价，分组汇报时，要求其他组提出1～2 个问题；（6）回答问题情况评价，分组汇报时，要求汇报学生针对其他组提出的问题进行针对性的回答。每项考核和评估均采用100分制。

1.3.2 学生对教学效果的满意度评价以问卷调查的形式来评价学生对教学效果满意度。调查内容包括对医学免疫学综合设计性实验的学习兴趣、教学模式和实验操作的满意度情况。每项调查内容的分值均采用100 分制。调查问卷的整体Cronbach’s α 系数为0.987，KMO 值为0.972，调查问卷3 个维度的Cronbach’s α 系数在0.933～0.976 之间，表明量表具有良好的信度。此外，还以问卷的形式收集了学生的年龄、性别、有无医学免疫学实验基础和平均学分绩点（grade point average，GPA）等基本资料。

1.4 统计学处理

采用SPSS 软件对收集的原始数据进行统计分析，评价结果以均值±标准差（）表示，采用单因素方差分析和Bonfferoni 检验，以P＜ 0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 传统教学组和RBL 教学组学生基本资料的比较

传统教学组的学生人数为104 名，RBL 教学组的学生为108 名。传统教学组的男生为50 名（占48.08%），女生为54 名（占51.92%），平均年龄（21.16±1.16）岁。RBL 教学组的男生为53 名（占49.07%），男生为55 名（占50.93%），平均年龄（20.89±1.07）岁。传统教学组和RBL 教学组的学生在参加医学免疫学综合设计性实验之前，均未接受过医学免疫学相关实验的训练。RBL 教学组与传统教学组相比，性别、年龄、医学免疫学实验基础和GPA 方面的差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 传统教学组和RBL 教学组学生基本资料比较（）Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group（）

表1 传统教学组和RBL 教学组学生基本资料比较（）Tab.1 Comparison of the basic information between the traditional teaching group and RBL teaching group（）

2.2 传统教学组和RBL 教学组学生的科研创新能力总分比较

传统教学组和RBL 教学组的学生在医学免疫学综合设计性实验课程中获得的总分情况，见图1。传统教学组学生的综合得分为（424.4±18.2）分，RBL 教学组学生的综合得分为（510.9±15.3）分，RBL 教学组学生的科研创新能力总分高于传统教学组学生的综合得分（P＜ 0.000 1），说明通过医学免疫学综合设计学实验的学习，RBL 教学组学生的科研创新能力比传统教学组学生进步的更显著。

图1 传统教学组和RBL 教学组学生科研创新能力总分得分比较Fig.1 Comparison of the total score of the scientific innovation ability between traditional teaching group and RBL teaching group***P ＜ 0.001。

2.3 传统教学组和RBL 教学组学生的科研创新能力各维度得分比较

传统教学组和RBL 教学组的学生在医学免疫学综合设计性实验课程中各个维度的得分情况，见图2。通过对传统教学组和RBL 教学组学生在各个维度的得分进行统计分析，结果发现RBL 教学组的学生在优化综合实验设计、实验操作、撰写报告、结果汇报、提问问题和回答问题方面的得分均高于传统教学组（P＜ 0.001），表明RBL 教学方法可以从多个维度提高学生的科研思维和创新能力。

图2 传统教学组和RBL 教学组学生科研创新能力各维度得分比较Fig.2 Comparison of the scores of each dimension between traditional teaching group and RBL teaching group**P ＜ 0.01，***P ＜ 0.001。

2.4 传统教学组和RBL 教学组学生对教学效果满意度的比较

传统教学组和RBL 教学组的学生对医学免疫学综合设计性实验课程教学满意度的评分情况，见图3。通过对传统教学组和RBL 教学组学生的教学满意度评分进行统计分析，结果发现RBL 教学组的学生在学习兴趣满意度、教学模式满意度和实验操作满意度方面的评分均高于传统教学组（P＜ 0.05），表明RBL 教学方法可以提高学生对医学免疫学综合设计性实验课程的教学满意度。

图3 传统教学组和RBL 教学组学生对教学满意度的评分比较Fig.3 Comparison of the scores of degree of satisfaction between traditional teaching group and RBL teaching group*P ＜ 0.05，***P ＜ 0.01。

3 讨论

高等学校本科生科研创新能力是本科生综合素质的重要体现。科研创新能力体现在查阅信息能力、实验操作能力、归纳总结能力、质疑能力、逻辑思维能力等多个方面[9-10]。本科生科研创新能力培养贯穿大学本科教育的全过程，渗透于理论教学环节、实践教学环节、创新教育与科研项目训练环节等[11]。本科生可以在教育教学活动中了解和掌握科研方法、增强实践操作能力、提升科研意识、强化质疑精神，进而养成科研创新能力。本科生科需要在长期的本科教育教学过程中潜移默化地养成科研创新能力。现代高等学校本科生教学内容总体可以归纳为理论课程、实习与实验、创新创业教育、科研训练等部分，每一部分对本科生科研创新能力的培养都具有重要的作用。然而，在传统的教学中，教师习惯于照本宣科和教学灌输，启发性教育不足。传统的教学方法已经无法满足本科生科研创新能力的养成[12]。本科生的科研创新能力培养需要多样的教学形式、复杂的教学手段和系统的教学过程等。因此，需要综合应用现代教学方法与手段，不断探索教学方法的改革，满足本科生科研创新能力培养的需求[13]。

基于研究的学习是将学生从客体转变为主体，将教师从主导转变为引导，在教师的引导下培养学生的自主学习能力、善于思考和勇于探索的钻研精神[14]。医学免疫学是一门集细胞生物学、微生物学、生物化学、分子生物学等学科交叉融合的医学基础学科，专门研究人体免疫系统的结构与功能、免疫相关疾病发生机制以及免疫学诊断与防治方法等，其理论课程和科研训练课程具有复杂性和系统性。新医科背景下，基于研究的学习是以学生为中心，可以激发医学院本科生在医学免疫学理论学习和科研训练中的主体作用[15-16]。在实验操作之前，通过对医学免疫学综合设计性实验的实验原理、设计逻辑和技术路线的解读，并发现不足之处，再通过查阅资料，提出实验设计的不足之处，再根据演示实验操作遇到的问题对医学免疫学综合实验设计进行优化，最后独立完成科研训练的所有实验操作，并采集实验数据、分析实验数据、撰写报告、参加汇报和讨论。研究结果显示，与传统教学组的学生相比，RBL 教学组的学生在科研创新能力总分、优化实验设计得分、实验操作得分、报告撰写得分、数据汇报得分、提问问题得分和回答问题得分方面均提高，说明RBL 教学法可以调动学生在医学免疫学科研训练过程中的主体作用，从而提高学生的科研创新能力。

同时笔者也发现RBL 教学法还可以提高学生对医学免疫学综合设计性实验的教学效果满意度。这就要求笔者今后在生命科学相关的综合性设计实验的教学活动中，要注重引导学生通过调查、质疑、实验操作、数据采集与分析、撰写科技报告、交流与讨论实验数据等多种形式的自主实践，学习科研方法，熟悉科研手段，提高科研创新能力[17-19]。

综上所述，以医学免疫学综合设计性实验课程为载体，与传统的教学模式相比，运用RBL 这一新的教学模式可以从多个维度提高本科生的科研素养，包括提高本科生的实验设计、实验操作、报告撰写、数据分析、提问问题和回答问题等方面的能力，从而提升了本科生的科研创新能力。此外，RBL 教学法还可以提高本科生对教学效果的满意度，包括学习兴趣、教学模式和实验操作效果等方面的满意度。因此，运用RBL 教学法有利于研究型人才的培养。在本研究中，笔者创新性地将RBL 教学法应用于医学免疫学综合设计性实验课程当中，并阐明了RBL 教学法在培养本科生科研创新能力方面比传统教学法具有更好的教学效果，为综合实验课程的教学改革和本科生科研创新能力培养的实践与探索提供了重要参考。