始于实验准备的翻转式研究生专业课实验教学探索

任艳萍,檀 军,罗南剑,陆 祥

(遵义医科大学基础医学院组织胚胎学教研室, 遵义 563006; △通讯作者)

组织学与胚胎学是临床医学、基础医学等相关专业本科生必修的专业基础课之一。在此基础上,当组织学与胚胎学专业研究生以研究生专业课的角度再次回到组织学与胚胎学课堂,如何在帮助研究生在学习专业知识和实验技能的基础上,提升研究生主观能动、团队协作和统筹协调的综合素质,仍是一个值得思考的问题。

近年来,PBL[1]、微课[2]、形象比喻法[3]、线上线下混合式教学[4]、翻转式课堂[5]、对分课堂[6]等教学方法的应用已日渐成熟,学生的自主学习、口头汇报等能力已得到长足进步。然而在实验教学中,仍存在教师课前实验准备一星期,学生课上操作2 h的问题。在此过程中,学生虽然初步学习了主要的实验技术,然而在实验关键参数设置的理解程度,以及针对实验失败或结果重复性差等问题的分析、调整能力等方面,仍存在明显缺陷,并未真正掌握该项实验技能。真正掌握学科内关键实验技术,调整并优化实验方案,正确判断并解读实验结果则是研究生培养的重要环节。

实验准备是实验中的重要环节,包含了文献资料的学习和准备、实验方案的准备、实验材料的准备、预实验、实验方案的调整与优化等诸多环节,是决定正式实验成败的关键。学生只有经历了实验准备环节,在实验方案的不断调整与优化之后,才能理解实验关键参数所在以及针对实验失败或结果重复性差等问题的分析调整方式。因此,实验准备是掌握实验技术所必须的,只有经历过实验准备后,才可能真正地掌握该项实验技术。该环节不能由指导教师代劳,也是研究生培养的重要基础环节。然而却是本科和研究生基础课实验教学中缺失的一环。

综上所述,研究生专业实验课课程建设中,如何提升研究生主观能动、团队协作和统筹协调的综合素质,仍是一个值得思考的问题。实验准备是真正掌握实验技术所必须,是研究生培养的重要基础环节,却是现有培养体系中缺失的一环。基于以上问题,文章探讨在研究生专业课程中开展始于实验准备的全流程翻转式实验教学改革,旨在指导研究生真正掌握学科关键实验技术的同时,重点培养研究生查阅文献资料并完善实验方案、计划安排、试剂准备、预实验等实验准备能力;提升研究生能动性、团队协作和统筹协调的综合素质,以满足研究生能力培养的要求[7,8]。

1 研究对象与教学设计

1.1 研究对象

本次研究对象为2020-2023级人体解剖与组织胚胎学专业组织胚胎学方向学业硕士研究生。

1.2 教学目标

①知识目标:研究生应掌握研究方向相关的关键实验技术的原理和实验方法;熟悉该实验技术的实验准备、实验中关键的质控环节以及实验结果的解读;了解与该实验相关的实验技术以及二者在应用范围上的区别。②能力目标:教师培养研究生文献阅读、学术研讨和学术汇报能力。③素质目标:教师培养研究生自主学习、勇于探索、乐于交流的科研素养。

1.3 教学设计

组织学与胚胎学研究生专业课,我们以胚胎学部分实验课程为例,课程包含体外受精和胚胎发育共2项实验技术。每个实验技术4学时,其中实验准备讨论1课时,实验汇报与实施2.5课时,实验总结与评价0.5课时。①授课教师课前1个月完成教案、实验技术基本资料、质控和评价方案的撰写工作,经教研室集体讨论修改后实施。②正式实验前2周:授课教师需向学生公布本次实验技术的内容以及部分实验方法资料,研究生2人为一组进行分工、查找并学习文献资料。③正式实验前1周:实验准备讨论1课时。研究生汇报拟定的实验方案、所需实验材料、预实验安排等;授课教师依据汇报内容,审核实验准备关键要素是否齐全,引导学生在讨论中查缺补漏。④正式实验前1-6天:研究生准备实验材料并开展预实验,如遇问题可与授课教师讨论。⑤正式实验:实验汇报与实施2.5课时。研究生汇报实验目的、实验方案并进行正式实验。⑥正式实验后:实验总结与评价0.5课时。研究生讨论实验全过程的得失,并进行自我评价与相互评价。

2 效果评价

课程结束后,我们从课程总体满意度,与本科课程教学内容重叠度,与其他实验课程相比、本课程实验技术的掌握程度自评(50%为持平),资料查找能力的培养,学术汇报能力的培养,自主学习能力的培养,课程参与度这七个指标进行问卷调查,抽样率100%,有效问卷回收率100%。结果显示,学生认为课程总体满意度高(98.3%),与本科课程教学内容重叠度低于2%,与其他研究生课程相比,自评课程实验技术的掌握程度高(93.5%),能有效提高资料查找能力(94.5%)、学术汇报能力(94.1%)和自主学习能力(96.2%),课程参与度高(97.5%),可达到既定的教学知识目标、能力目标和素质目标。

3 讨论

3.1 始于实验准备的全流程翻转的可能性和必要性

翻转式课堂在本科生、研究生课堂中已得到广泛应用[9]。经过本科阶段以及研究生阶段基础课程的学习,学生已初步具有独立开展实验的理论和实践能力。然而,在最初开展课题研究时,仍面临实验技术能力不成熟、实验反复失败的问题。其根本原因在于学生实验技术掌握不扎实,常出现如实验中突然发现某冷冻的某储存液忘记提前溶解,而后违规使用未完全溶解的试剂而导致实验失败或结果不稳定等问题,因而浪费大量的人力、物力却事倍功半。始于实验准备的全流程翻转式研究生专业课实验教学,将实验准备和预实验环节的工作归还给学生。经过1-2次预实验,学生可在正式实验课中顺利完成实验。学生普遍反映预实验的失败多由于实验准备不周所致,经过本轮实验课已充分认识到实验准备的重要性,对后续课题研究的开展有益。因此,研究生的知识储备为研究生专业课的实验教学环节实行始于实验准备的全流程翻转课堂提供了可能性,同时研究生毕业课题的研究需求也为该教学改革提供必要性。

3.2 始于实验准备的全流程翻转课堂对任课教师的要求

每组学生基础知识储备不同,在全流程翻转时遇到的问题也迥然不同,加之沟通、汇报能力的差异,因此课程实施中,尤其是实验准备环节,教师以小组为单位,开展个性化的指导。实施过程中,以引导以及各关键时间节点的审核为主,允许学生在预实验中犯错,重在引导学生在实验各环节设立检验点,梳理并发现错误,杜绝公布答案式教学。

综上所述,实验准备是实验中的重要环节,是研究生课题顺利进行的保障,却是实验教学中缺失的一环。研究生的知识储备和毕业课题的研究需求,为在研究生专业课的实验教学中实施始于实验准备的全流程翻转课堂教育教学改革提供了可能性和必要性。实施后,调查问卷显示课程总体满意度高,与本科课程教学内容重叠度低,与其他研究生课程相比,自评课程实验技术的掌握程度高,能有效提高资料查找、学术汇报和自主学习能力,课程参与度高。因此,始于实验准备开展全流程的翻转式课堂在指导研究生真正掌握学科关键实验技术手段的同时,可重点培养研究生查阅文献资料并完善实验方案、计划安排、试剂准备、预实验等实验准备能力;提升研究生自主学习、团队协作和统筹协调的综合素质,以满足研究生能力培养的要求。