黃春霞，王 巖，陳顯軍，耿艷清，王美姣，李英博,2△

(1重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室， 重慶 400016； 2重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心機(jī)能實(shí)驗(yàn)室； △通訊作者)

近年來，隨著社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步和教育水平的不斷提高，在信息時(shí)代、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的背景下，國(guó)際視野的全球衛(wèi)生人才的培養(yǎng)對(duì)醫(yī)學(xué)教學(xué)體系提出了更高的要求，新時(shí)代教學(xué)改革迫在眉睫。器官系統(tǒng)課程是重慶醫(yī)科大學(xué)的傳統(tǒng)與特色[1]。我校自2011年起,開展以器官系統(tǒng)為主線的基礎(chǔ)-臨床全線融合課程的整合探索,成立了卓越醫(yī)師教育試點(diǎn)班,并于2012年通過了臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)國(guó)際認(rèn)證。目前我校已在臨床醫(yī)學(xué)、兒科學(xué)等專業(yè)成熟開展了以器官系統(tǒng)為中心的整合醫(yī)學(xué)課程模式。依托于器官系統(tǒng)整合式課程，本教師團(tuán)隊(duì)建成了基于AR技術(shù)的缺血性腦損傷電生理虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目。2020年11月，該項(xiàng)目被教育部認(rèn)定為首批國(guó)家級(jí)一流本科課程。經(jīng)在臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生中實(shí)踐，學(xué)生的使用度高，反響好。在此基礎(chǔ)上，我們建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相融合的“四位一體”模塊式實(shí)驗(yàn)課程體系，探索該課程體系在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用并對(duì)存在問題進(jìn)行反思。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的局限性

現(xiàn)今醫(yī)學(xué)教育的一線教師和教學(xué)管理人員都意識(shí)到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有較大的局限性，存在以下痛點(diǎn)：首先，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程體系單一陳舊，未能反映學(xué)科的前沿科學(xué)進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏緊密結(jié)合臨床的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、無創(chuàng)人體實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)和臨床的整合思維未得到很好的體現(xiàn)；其次，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的“注入式”教學(xué)模式，忽視了學(xué)生的主體作用；最后，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)少，學(xué)生難以提出問題、分析問題和解決問題。以上因素在一定程度上限制了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，也影響了醫(yī)學(xué)新型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2 “四位一體”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程體系的設(shè)計(jì)

“四位一體”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程體系改革中，我們對(duì)老舊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行淘汰，保留7個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，同時(shí)增加了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)?zāi)K。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用多媒體、大數(shù)據(jù)、三維建模、人工智能、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等手段，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的吸引力和教學(xué)的有效度[2,3]?；谔摂M仿真項(xiàng)目，我們?cè)龠M(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引入現(xiàn)代化儀器設(shè)備、技術(shù)和資源，提高人體實(shí)驗(yàn)室的利用率；結(jié)合多種技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式，設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的要素；同時(shí)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物操作訓(xùn)練，偏向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物模型建立以及模型鑒定等訓(xùn)練，并增加在科研中廣泛應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?？蒲许?xiàng)目與本科生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)相結(jié)合的模式，使科學(xué)研究在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分滲透，提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力和科研設(shè)計(jì)能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供重要的途徑[4]。另外，課程改革了過程性評(píng)價(jià)，建立多元化實(shí)驗(yàn)考核，達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

3 具體實(shí)施

3.1 對(duì)象

研究組為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生。對(duì)照組為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的精神醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生。兩班學(xué)生入學(xué)成績(jī)無明顯差異，理論教學(xué)在同一教室同時(shí)完成，有可比性。

3.2 帶教老師

我們采用“導(dǎo)師制”帶教方式。導(dǎo)師均為重慶醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)教研室中青年骨干教師，擁有國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的副教授或副研究員，主要研究方向?yàn)槟X科學(xué)。

3.3 方法

2021年初，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)首先梳理課程，確定新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排，并制訂導(dǎo)師制的執(zhí)行方案。除傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容增設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、無創(chuàng)人體實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等一系列新開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如，科研項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本原則，常見神經(jīng)系統(tǒng)疾病模型建立的方法，跑步干預(yù)設(shè)備的應(yīng)用，常見動(dòng)物行為學(xué)觀測(cè)方法及應(yīng)用，人體腦電、血壓、呼吸的檢測(cè)，基于AR技術(shù)的缺血性腦損傷電生理虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目，缺血缺氧模型的建立、鑒定以及在臨床、科研中的應(yīng)用，科研成果展示，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)討論等。

2021年9月，5位導(dǎo)師帶領(lǐng)科研小組在課余時(shí)間開展科學(xué)研究，結(jié)合學(xué)科特色，主要開展抑郁癥、自閉癥、精神分裂癥等研究，進(jìn)行了神經(jīng)精神疾病模型的建立、動(dòng)物跑步干預(yù)、行為學(xué)測(cè)量以及分子生物學(xué)檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)。課程還加入了科研標(biāo)書的書寫以及GraphPad Prism分析繪圖教學(xué)，為學(xué)生探索科研之路奠定良好的基礎(chǔ)?！皩?dǎo)師制”實(shí)踐教學(xué)方式，極大地提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣[5,6]。

以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“四位一體”創(chuàng)新醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，除了“導(dǎo)師制”科研實(shí)踐，還有四大模塊組成的線上線下混合式教學(xué)(圖1)：①線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K：學(xué)生學(xué)習(xí)重慶醫(yī)科大學(xué)和兄弟院校的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如：基于AR技術(shù)的缺血性腦損傷電生理虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目、心電圖檢測(cè)、心力衰竭。②經(jīng)典動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均來自往年的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生有效地、針對(duì)性地學(xué)習(xí)基本的知識(shí)和技能。③人體實(shí)驗(yàn)：教師引導(dǎo)學(xué)生完成循環(huán)、呼吸以及神經(jīng)系統(tǒng)的人體實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)和啟發(fā)學(xué)生從基礎(chǔ)到臨床的整合思維，從中尋找問題，分析問題以及解決問題。④創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K：教師在線下教學(xué)中設(shè)計(jì)了缺血缺氧模型的建立、鑒定以及在臨床、科研中的應(yīng)用，模型建立后兩周進(jìn)行行為學(xué)檢測(cè)，并組織學(xué)生圍繞缺血缺氧模型展開科研設(shè)計(jì)討論。通過線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與線下創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了“虛實(shí)結(jié)合”。

圖1 “四位一體”課程體系實(shí)施過程

在“四位一體”課程中，我們有機(jī)地融合了課程思政[7]，成功開展“關(guān)愛實(shí)驗(yàn)動(dòng)物”主題教育活動(dòng)，舉辦了“我與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的故事”征文活動(dòng)，加深了學(xué)生對(duì)動(dòng)物醫(yī)學(xué)倫理原則的認(rèn)知，表達(dá)了對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的尊重。

3.4 評(píng)估

3.4.1 成績(jī)?cè)u(píng)估 教師進(jìn)行多維度過程性評(píng)價(jià)。成績(jī)?cè)u(píng)估由實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(考核寫作能力及實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平，14分)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)完成情況(考核新技術(shù)接受能力，10分)、科研活動(dòng)和科研實(shí)驗(yàn)參與度(考核團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，10分)、倫理學(xué)評(píng)估(考核倫理分析論證能力，6分)、實(shí)驗(yàn)操作考試(考核動(dòng)手能力，10分)、期末科研課題PPT匯報(bào)(考核科研思維能力、科研設(shè)計(jì)能力及語言表達(dá)能力，20分)、完成大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類標(biāo)書并成功參加學(xué)校組織的各項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽(考核科研創(chuàng)新思維能力、科研設(shè)計(jì)能力和科研文章撰寫能力，20分)等七項(xiàng)組成。

3.4.2 問卷評(píng)估 教師設(shè)計(jì)教學(xué)反饋意見表，調(diào)查學(xué)生對(duì)“四位一體”課程的評(píng)價(jià)、對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)以及對(duì)自身能力提升效果的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)果

4.1 學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究班操作考試成績(jī)?yōu)?92.2±2.76)分，顯著高于同年級(jí)精神醫(yī)學(xué)專業(yè)普通班操作考試成績(jī)(88.9±3.41)分(P<0.05)。教師反饋研究班級(jí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫、平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作參與度和完成度等方面均強(qiáng)于普通班級(jí)。

4.2 綜合能力考核

4.2.1 科研思維能力和科研課題設(shè)計(jì)能力考核 期末，5組科研小組進(jìn)行科研課題匯報(bào)，回答教師和學(xué)生的提問，得到了評(píng)估專家的充分肯定。

4.2.2 科研創(chuàng)新能力考核 課程團(tuán)隊(duì)獲得重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院英耀計(jì)劃支助共3項(xiàng)，包括：跑步鍛煉對(duì)CRS雄性抑郁模型小鼠生殖功能改變的作用；基于DBI-GABAA-HPG軸探索氟西汀聯(lián)合跑步法干預(yù)PCOS抑郁癥發(fā)生的作用及分子機(jī)制；SIRT5介導(dǎo)PINK1/Parkin對(duì)線粒體自噬的調(diào)控在AD發(fā)病機(jī)制中的影響探究。

其中，一組學(xué)生在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下參加了第八屆全國(guó)大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究暨實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論壇。一組學(xué)生發(fā)表SCI論文1篇(HistoneAcetylationandMethylationUnderlieOligodendroglialandMyelinSusceptibilityinSchizophrenia.FrontCellNeurosci.2022,16:823708.影響因子: 6.147)。

4.3 新型教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)

本教師團(tuán)隊(duì)在全國(guó)率先建立基于國(guó)家級(jí)虛擬仿真一流課程的新型“四位一體”人體機(jī)能學(xué)課程體系，獲全國(guó)高等學(xué)校線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

4.4 問卷調(diào)查結(jié)果

我們?cè)诨A(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新班共發(fā)放調(diào)查問卷36份，回收36份，回收率100%。學(xué)生以無記名投票方式表達(dá)對(duì)教學(xué)的感受。調(diào)查內(nèi)容及統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。問卷調(diào)查的結(jié)果顯示，91.67%的學(xué)生認(rèn)可并適應(yīng)“四位一體”課程新模式，“四位一體”課程新模式在提高學(xué)生的積極性、學(xué)習(xí)興趣、個(gè)人綜合能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面都實(shí)現(xiàn)了良好的育人效果，達(dá)到了培養(yǎng)新型創(chuàng)新人才的目標(biāo)。

表1 教學(xué)效果的問卷調(diào)查結(jié)果 (%)

5 討論

5.1 “四位一體”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的可行性

在實(shí)施“四位一體”教學(xué)改革過程中，我們實(shí)現(xiàn)了以下的創(chuàng)新。①課程體系創(chuàng)新：培養(yǎng)學(xué)生的整合課程思維模式，建設(shè)了“虛實(shí)結(jié)合”的整合課程體系；②教學(xué)方式方法創(chuàng)新：引領(lǐng)學(xué)生，達(dá)到教學(xué)實(shí)驗(yàn)思路創(chuàng)新；豐富教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)新；融入整合式教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式創(chuàng)新；③評(píng)價(jià)體系創(chuàng)新：實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)，全程考核，注重反饋；設(shè)置互動(dòng)答疑平臺(tái)，促進(jìn)師生交流，評(píng)價(jià)客觀準(zhǔn)確。

通過教學(xué)實(shí)施，我們認(rèn)為“四位一體”教學(xué)改革模式是可行的，綜合起來有以下優(yōu)點(diǎn)：①教師本著虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的總體原則[8]，培養(yǎng)學(xué)生從基礎(chǔ)到臨床，從動(dòng)物到人體，從虛擬仿真實(shí)驗(yàn)到線下實(shí)驗(yàn)的整合思維能力；②通過自主科研實(shí)驗(yàn)，教師鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間來提升自己的科研能力；通過小組內(nèi)協(xié)作完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神和組織能力；通過書寫科研標(biāo)書和匯報(bào)PPT等的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生科研思維能力和寫作能力；③導(dǎo)師制的實(shí)施使師生交流更深入，師生共同參與文獻(xiàn)閱讀、Seminar、科研實(shí)驗(yàn)等科研活動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)；④過程性評(píng)價(jià)多元化[9]。教師提倡知識(shí)+技能+態(tài)度的多元化過程性考核模式，從終結(jié)性考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程性考核，達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的；⑤以課程建設(shè)為抓手，在課程中培養(yǎng)新型創(chuàng)新人才。

5.2 存在的問題

“四位一體”教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)教育中仍然是一種新的教學(xué)模式，在推廣應(yīng)用中也面臨一些問題。部分學(xué)生對(duì)于新模式的適應(yīng)需要時(shí)間?？傮w而言，“四位一體”模式教學(xué)時(shí)間更長(zhǎng)，占用了學(xué)生較多業(yè)余休息時(shí)間，部分對(duì)科研沒有太多興趣的學(xué)生參與積極性不高。因此，教師要注意以下幾點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生合理分配科研實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，充足的時(shí)間也是保證教學(xué)質(zhì)量的條件之一；針對(duì)不主動(dòng)或不善于團(tuán)隊(duì)協(xié)作的學(xué)生，要多引導(dǎo)甚至多關(guān)心其真實(shí)想法。另外，我們也認(rèn)識(shí)到學(xué)生全員參與科研實(shí)驗(yàn)不現(xiàn)實(shí)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生精力不足和畏難情緒嚴(yán)重，未來將引導(dǎo)真正熱愛科研的學(xué)生參與科研實(shí)驗(yàn)。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)施課程前，經(jīng)學(xué)情分析普遍認(rèn)為，因?yàn)槿蝿?wù)繁重，可能導(dǎo)致課程開展達(dá)不到預(yù)期效果，但實(shí)施效果令人滿意。通過本次教學(xué)改革，我們實(shí)現(xiàn)了結(jié)合一流本科課程，打造好“四位一體”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程體系，重構(gòu)實(shí)驗(yàn)體系以及建立整合課程思維模式的目標(biāo)，顯著提高學(xué)生的獨(dú)立分析問題的能力、組織協(xié)作能力和科研素養(yǎng)。課程改革實(shí)現(xiàn)了課程體系的重建，建設(shè)了虛擬仿真項(xiàng)目和新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，創(chuàng)建了新型教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，達(dá)成了課程思政教育目標(biāo)。新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革突破了以往僵化的教學(xué)思維定式，拓展科研能力的培養(yǎng)，加速臨床邏輯的成熟，緊跟時(shí)代發(fā)展，通過內(nèi)容與方法的創(chuàng)新，為新型人才培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。未來的課程建設(shè)中，我們將力爭(zhēng)達(dá)到三個(gè)一流建設(shè)，實(shí)現(xiàn)一流師資隊(duì)伍建設(shè)、一流文化建設(shè)、一流基地建設(shè)，為未來醫(yī)學(xué)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的綜合素質(zhì)人才。