综合翻转文献阅读研讨促进分子生物学学习的实践研究

陈雨珊,陈依文,王冰颖,胡斐斐,吴勉云,赵雪花

(武汉科技大学医学院生物化学教研室, 武汉 430065; △通讯作者)

分子生物学是从分子水平阐释生命的组成、构成、运行的规律和机制,主要讲授生物分子的结构与功能、相互作用、调控及效应。对于生物医学专业本科生而言,分子生物学是后续专业课程如遗传学、生理学、病理学、病理生理学及其他专业课程的基础。但是对于本科生而言,分子生物学的学习过于抽象和困难,学习兴趣较低,缺少学习动力,课堂上的积极性较低且参与度不高,在课堂上只有教师单方面输出内容。

文献阅读研讨即一组人全面而深入学习与讨论某一专业领域文献中的最新文章,在欧美医学生教育中有着悠久的历史[1]。文献阅读研讨已经成为分子生物学不可或缺的一部分,与实验室教学一起在学生群体中广泛运用[2]。在文献阅读研讨中,本科生自主选择与分子生物学有关的文献进行学习,通过学习文献中的科学问题、解决方法和实验结果等,一方面对这门课程有更加深入的了解,另一方面,可以接触分子生物学领域最新研究成果,以衔接和培养他们未来成为研究生所必须具备的科研能力[3]。文献阅读研讨需要本科生通过制作幻灯片演示并作陈述来展示学习成果。多媒体教学模式和文献阅读研讨结合不仅可以增加他们的学习动力,还提高他们的表达能力[4]。

1 目前存在的问题

1.1 传统文献阅读研讨形式需要改革

传统文献阅读研讨由学生阅读和讨论一篇指定的文章,大多数项目指派特定学生作报告从而使被指定的人积极参与,其他人可能没有参与或可能没有读过文章,并且文章由教师或组织者提供,降低了培训人员的文献检索能力和学习动机。缺乏学习动机可能会使学生无法阅读指定的文章而成为被动的倾听者[5],并且讨论通常是在学生和教师之间进行,学生之间的持续互动有限,从而限制了建设性和跨学科的讨论[6]。

1.2 文献阅读研讨服务对象的变化

在以往的分子生物学领域中,文献阅读研讨大多服务于研究生以提高研究技能。但是随着对本科生创新创业能力要求的提高,拓宽本科生的知识面和研究技能也十分重要。并且对于生物医学专业本科生而言,文献阅读研讨帮助他们了解最新研究以及基础研究知识,对他们未来的职业发展也大有裨益[3,7]。有研究显示,在文献阅读研讨的学习中,学生的阅读能力、表达能力和创新能力比加入这门课程之前有一定提升[8]。但是文献阅读研讨尚未作为本科生研究培训的一部分得到充分应用或研究,目前还不清楚该方法是否能有效地帮助学生学习分子生物学。为了克服这些挑战,我们发展了一种新的翻转文献阅读研讨形式来促进学生参与和学习,更深入了解分子生物学领域。

2 综合翻转文献阅读研讨,促进学生参与和学习

在武汉科技大学医学院大一本科生的学习中,除专业课程之外,所有学生必须完成32 h的课程(每周2 h,连续4个月),根据每周分子生物学课程的进度来选择每周文献阅读研讨的主题。

课程设计的主要特点是:①每节课集中在一个特定的科学问题或者主题上,而不是一篇特定的文章;②主题由学生选择,教师同意,并与分子生物学研究相关;③每个学生在每堂课根据主题选择不同的文章阅读,使得每个主题都有各种不同的论文和观点的陈述;④在课堂上,每个学生总结他们选择的文章运用的原理和方法,拟解决科学问题以及结果和讨论。

2.1 确定特定科学问题或主题的原因

有研究指出,设定一个明确的学习目标可以使学生集中学习精力,带着特定的目的去阅读文章[9]。我们选择特定科学问题或主题可以提高学生在课堂中的参与度和学习能力。在Rodriguez和Hawley-Molloy的报告中,也提到文献阅读研讨形式的变革,将临床问题作为内科住院医师文献阅读研讨的基础。报告结果显示,与传统形式相比,有特定主题的文献阅读研讨更受欢迎,并且培训人员的参与度和阅读能力都有提升[10]。

2.2 学生选择科学问题或主题

与传统文献阅读研讨不同的是,我们将文献阅读研讨的主题选择权交给学生,让他们决定课堂所探讨的科学问题或者主题。在翻转文献阅读研讨中,教师的职责在于充当导师,提出问题,鼓励学生主动思考,引导学生对科学问题产生兴趣并积极探索,以及对学生所选择的科学问题进行分析和评估,确定是否可以作为课堂讨论的主题[11]。

2.3 学生自主检索选择文献

学生不仅自主选题,还负责自主检索文献。教师通过增加学生对问题的“主人翁意识”,激发他们的学习动机,激励他们主动学习。每个学生都进行文献检索,自主找出科学问题的答案,检索文献和寻找答案的过程中,形成良好的竞争氛围,可以有效激发学习热情。同时当班级人数较多时,学生进行分组,每组分享一篇文章,可以锻炼团队协作能力和沟通能力。

2.4 课堂分享

分享文献作为一项评分标准,尽量让每一个学生分享他们所选择的文献。当课堂人数较多时,以每组4-5人的形式进行展示,每人分享的时间为10 min,内容包括文献的目的、实验方法、实验结果以及对文章的思考和评价。学生可以使用PowerPoint演示文稿来展示分享内容,同一组未参与汇报的学生可以回答其他组别的学生所提出的问题,以此确保每个学生都参与文献阅读研讨,防止传统文献阅读研讨形式中由特定的人主导讨论。

3 结果

3.1 文献阅读研讨的评分

我们采用全过程考核评价体系,通过评分反映学生在文献阅读研讨中的表现。学生每个月都会获得一个分数,文献汇报成绩包括对科学问题的理解程度、总结能力和表达能力。经过上述评分后,我们在学期末比较学生每个月的分数,定量分析学生在文献阅读研讨中是否获得进步。对文献阅读研讨的评分标准如表1所示。

表1 文献阅读研讨课程中教师对学生文献汇报成绩的评分标准

我们使用GraphPad Prism9统计软件比较参与本课程的35名学生每个月的平均成绩,可以看出参与课程的第四个月和第三个月相比于第一个月而言,学生成绩明显提高(见图1),证明文献阅读研讨对于提升学生的科研思维和文献阅读能力有显著效果。

图1 本科生在文献阅读研讨中每个月综合评分的成绩对比

3.2 学生问卷调查

在课程结束后,以问卷形式对学生进行调查,调查内容包括自我评估自主学习能力、文献检索归纳能力、语言表达能力、团队合作能力、学以致用能力是否有提高,是否有助于分子生物学的学习,以及学生对文献阅读研讨课程和模式的评价,定性分析翻转文献阅读研讨是否有用。多数学生表示,翻转形式的文献阅读研讨让他们感到有动力去学习,积极检索和选择自己要分享的文献,并且在其他学生分享的过程中以另外一个角度思考问题,锻炼了思考能力和批判性思维。同时,学生表示他们更喜欢向同伴提问,与同伴相互交流能学到很多。但是有学生指出,由于课堂时间限制,对文献的理解仍然过于表面,缺乏深度。

从教师角度来看,小班教学通过分组学习,每个学生在一个月的课程中都必须做一次陈述,要求所有学生都参与课堂。在一个学期的学习之后,学生明显提高了文献阅读、整理、归纳能力和表达能力。我们每一次课程中都可以发现他们越来越自信。未来通过设计一项更严格、规模更大的研究,通过调查工具或课堂观察,客观地衡量学生在整个学期中的表现、文献检索能力、阅读能力和表达能力。

本研究在本科生的教学模式中是一项新颖的尝试,通过与以往不同的方法促进学生分子生物学的学习,了解该领域的最新研究方向和在该领域中所使用的基础研究方法,有助于学生对分子生物学的理解和学习。

在翻转文献阅读研讨计划过程中,教师仍然发挥重要作用。首先,虽然科学问题和主题由学生自主选择,但是教师也要负责对选题进行筛选和判断,排除宽泛和狭窄的选题,选出一项值得被讨论的科学问题或主题;其次,在学生进行文献检索和准备课堂分享的过程中,教师要给予学生一定帮助,提供快速筛选文献的方法以及课堂分享的主要内容,避免偏离主题。

文献阅读研讨计划也有明显缺点:①由于每堂课分享的文献过多,学生很难对每篇文献都进行分析,对文献剖析的深度不够。有研究曾尝试将翻转课堂模式,如课前准备和分享转变为在线形式,供学生在上课前完成,这种方法可以为课堂讨论留出更多的时间来解决科学问题[12];②由于课堂时间限制,对于人数较多的班级无法让每位学生进行分享,但是可以用分组或者开展小班教学的方法来解决。

翻转文献阅读研讨计划体现在选题角色由教师变为学生,分享文献的人由指定变为每个学生都要参与,课堂的主导者由教师变为学生,课堂内容由单一文献变为来自不同杂志的文献,教学内容更加丰富。目前,有许多研究建议对分子生物学的教学模式作出改变,如线上线下混合式教学、案例式教学等[13]。文献阅读研讨计划可以兼容这些教学方法,在未来继续作出教学改革,以促进本科生分子生物学的学习。