秦江瑜,張利軍,王蓓蓓,邸紅軍,劉 晟,黃 敬,趙環(huán)環(huán),王 晟,沈炳玲,劉 欣,鄧艷秋,徐哲龍

(天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與病理生理學(xué)系, 天津 300070; △通訊作者)

2019年10月,教育部發(fā)布的《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》文件中明確指出,要推動(dòng)科研反哺教學(xué),強(qiáng)化科研育人功能,推動(dòng)高校及時(shí)把最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣[1]。2022年1月,教育部、財(cái)政部、國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于深入推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的若干意見》中再次強(qiáng)調(diào),優(yōu)化高等院校、科研院所、行業(yè)企業(yè)高端人才資源在教育教學(xué)方面的交流共享機(jī)制,促進(jìn)高水平科研反哺教學(xué)[2]。

隨著新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神的貫徹執(zhí)行和“以本為本,四個(gè)回歸”的推進(jìn)落實(shí),高校愈加重視科研反哺教學(xué)在育人工作中的作用。天津醫(yī)科大學(xué)以建設(shè)一流研究型醫(yī)科大學(xué)為目標(biāo),堅(jiān)持“教育教學(xué)為立校之本,科學(xué)研究為強(qiáng)校之路”的辦學(xué)理念,努力培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才[3]。教育部提出的“科研反哺教學(xué)”的新舉措,將我校“科研強(qiáng)?！迸c“以本為本”的辦學(xué)思路有機(jī)融合,為積極推進(jìn)科研反哺教學(xué)工作的實(shí)施提供了有力保障。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有較強(qiáng)的直觀性、體驗(yàn)性、趣味性、互動(dòng)性、探索性、綜合性等特點(diǎn)[4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提升是實(shí)現(xiàn)高等醫(yī)學(xué)教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。從科研課題中提取并轉(zhuǎn)化而來的創(chuàng)新型綜合性實(shí)驗(yàn)課的開設(shè),在加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)方面,具有十分重要的作用[5],同時(shí)也是高校實(shí)現(xiàn)三全育人、實(shí)踐育人的有效途徑。

1 心肌缺血再灌注損傷實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

缺血-再灌注損傷作為一種基本病理過程[6],是病理生理學(xué)課程中重要的教學(xué)內(nèi)容之一,也是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中的熱點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)本章節(jié)時(shí),基于好奇心和解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域未知問題的責(zé)任感和使命感,興趣非常濃厚。建立人類疾病動(dòng)物模型,是病理生理學(xué)研究中最常采用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法[6]。開展缺血再灌注損傷動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)教學(xué),對(duì)于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、訓(xùn)練基本技能、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和職業(yè)精神、增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感均有重要意義。

我校生理學(xué)與病理生理學(xué)系徐哲龍教授研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事心肌缺血再灌注損傷的機(jī)制與防治的研究,并建立了較為穩(wěn)定的心肌缺血再灌注損傷動(dòng)物模型。該疾病模型在科研中常用的動(dòng)物以小鼠、大鼠為主。鑒于教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)眾多、儀器設(shè)備配置以及實(shí)驗(yàn)的安全性和可行性等多方面因素,教學(xué)實(shí)驗(yàn)所用動(dòng)物選用家兔。家兔性情溫順、大小適中、便于操作,是目前本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的常用動(dòng)物。2019年,徐哲龍教授帶領(lǐng)學(xué)系教師開始嘗試建立家兔心肌缺血再灌注損傷模型并應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。國內(nèi)目前在本科教學(xué)中開展家兔心肌缺血再灌注損傷動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的醫(yī)學(xué)類院校為數(shù)不多。

2 家兔心肌缺血再灌注損傷綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

2.1 建立學(xué)院首門跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)整合課程

以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院推進(jìn)系統(tǒng)整合課程教學(xué)改革為契機(jī),2019年6月,生理學(xué)與病理生理學(xué)系教師牽頭組建了學(xué)院第一門實(shí)驗(yàn)整合課程心肌缺血再灌注損傷實(shí)驗(yàn)整合課程。該課程是一門整合了病理生理學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、免疫學(xué)三個(gè)學(xué)科的跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)課程。內(nèi)容包括:心肌缺血再灌注損傷模型的建立和取材;心肌組織石蠟標(biāo)本的制備、切片、蘇木精-伊紅染色、變色酸2R-亮綠染色;Western blot法檢測(cè)心肌組織中磷酸化P38絲裂原活化蛋白酶、ELISA法檢測(cè)血清肌鈣蛋白[7]。

2.2 實(shí)驗(yàn)整合課程教學(xué)實(shí)踐概況及效果總結(jié)

心肌缺血再灌注損傷實(shí)驗(yàn)整合課程首次于2019-2020學(xué)年第一學(xué)期在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)(朱憲彝班)學(xué)生中成功開設(shè)。迄今為止,該課程已完成2017級(jí)-2020級(jí)連續(xù)四屆學(xué)生的教學(xué)任務(wù)。該綜合性實(shí)驗(yàn)課程的建立,是本學(xué)系科研反哺教學(xué)工作的首次嘗試,并取得了較為滿意的教學(xué)效果。參加實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生評(píng)價(jià):“這種綜合性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作課程充滿趣味且非常有意義,通過這類課程的學(xué)習(xí),我們的科研思維和操作技術(shù)將會(huì)有很大的進(jìn)步[8]。”面向2020級(jí)學(xué)生開展的調(diào)查問卷中,針對(duì)該課程在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、分析問題、解決問題能力、創(chuàng)新思維能力、科研思維能力等綜合能力提升方面以及對(duì)課程的整體滿意度方面的平均得分為92.5分(滿分100分)。

學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí),熟悉了HE染色、Western blot法、ELISA法等常用的科研實(shí)驗(yàn)方法,掌握了離心機(jī)、加樣器、電泳儀等儀器的操作方法;加深了對(duì)缺血再灌注損傷基本理論的理解,了解了缺血再灌注損傷的科學(xué)研究前沿;提高了觀察、比較、分析、綜合解決實(shí)際問題的能力;同時(shí),科研思維能力也得到了鍛煉,為其今后從事科學(xué)研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

將科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué),要考慮到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的新穎性、可行性、探索性和安全性[9]。該課程的成功開設(shè),得力于科研實(shí)驗(yàn)室成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、各學(xué)科開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心集成化信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完善配置等多方面條件的具備。學(xué)系教師前期多次預(yù)實(shí)驗(yàn)、集體備課以及開課前由學(xué)院牽頭組織的專家論證,為本課程的開展提供了有力保障。

3 臨床醫(yī)學(xué)“5+3”專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐及效果反饋

繼本校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)開展該實(shí)驗(yàn)課程后,2020年,家兔心肌缺血再灌注損傷模型建立的實(shí)驗(yàn)正式納入臨床醫(yī)學(xué)“5+3”專業(yè)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。2021-2022學(xué)年第一學(xué)期,該實(shí)驗(yàn)面向2019級(jí)臨床“5+3”專業(yè)(6個(gè)班)以線上、線下混合模式首次開展。開課前,教師通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)視頻、測(cè)驗(yàn)題等資料供學(xué)生預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課上,授課教師強(qiáng)調(diào)操作重點(diǎn)并在操作過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。該實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容包括:家兔全身麻醉,氣管插管,心電圖記錄,左胸部手術(shù),結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支模擬缺血再灌注過程;家兔處死,心臟取出、切片、染色并固定,計(jì)算心肌梗死面積。

本屆學(xué)生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作少,基本操作技能不熟練,加上該實(shí)驗(yàn)操作難度大,學(xué)生人數(shù)多,本輪實(shí)驗(yàn)課的開展面臨許多新挑戰(zhàn)。開課前,學(xué)系教師經(jīng)過多次集體備課討論,不斷調(diào)整、完善實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),落實(shí)實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié),全力保障該實(shí)驗(yàn)課順利完成。117名學(xué)生參與的調(diào)查問卷結(jié)果顯示,71.8%的學(xué)生認(rèn)可該課程線上線下混合式授課方式;94.87%的學(xué)生認(rèn)為目前線上實(shí)驗(yàn)課資料(實(shí)驗(yàn)大綱、講義、視頻、測(cè)驗(yàn)題)對(duì)完成本實(shí)驗(yàn)有幫助;87.18%的學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)整體安排滿意。

4 家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實(shí)驗(yàn)參賽實(shí)踐

4.1 家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)

第一屆醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽由虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域工作委員會(huì)于2021年7月發(fā)起,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院等11所院校承辦,參賽對(duì)象為普通高等教育本科院校正式注冊(cè)的全日制在校生的全國性賽事。

由本校生理學(xué)與病理生理學(xué)系教師指導(dǎo)大學(xué)生開發(fā)的家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實(shí)驗(yàn)獲得本次大賽卓越獎(jiǎng)。項(xiàng)目組全體成員開展多次會(huì)議和討論,進(jìn)行家兔實(shí)驗(yàn)、視頻拍攝、程序編寫等工作,歷時(shí)半年時(shí)間,最終完成了虛擬軟件制作。該虛擬實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)視頻、模擬實(shí)驗(yàn)和習(xí)題檢測(cè)四個(gè)部分,涵蓋內(nèi)容非常豐富,整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論知識(shí)緊密結(jié)合,操作視頻與模擬實(shí)驗(yàn)相互補(bǔ)充。學(xué)習(xí)者還可以通過自測(cè)習(xí)題檢驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過該虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),可以熟悉實(shí)驗(yàn)全部過程并充分了解實(shí)驗(yàn)操作中的重點(diǎn)和難點(diǎn),為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作奠定較好的基礎(chǔ)。

4.2 以賽促學(xué),教學(xué)相長(zhǎng)

家兔心肌缺血再灌注損傷虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和應(yīng)用對(duì)目前該實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展進(jìn)行有效補(bǔ)充,更深層次地推進(jìn)了科研反哺教學(xué)工作的實(shí)施。同時(shí),以參賽為契機(jī),學(xué)生團(tuán)隊(duì)通過參與該項(xiàng)目實(shí)施的全程,訓(xùn)練了實(shí)踐創(chuàng)新能力,培養(yǎng)了勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的綜合素養(yǎng)。以賽促學(xué),對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才有重要意義[10]。此外,指導(dǎo)教師可以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì),助力學(xué)生成長(zhǎng);學(xué)生的及時(shí)反饋也能夠促使教師發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)缺陷和能力不足,有利于教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累和教學(xué)能力的提升。以賽促學(xué),也是教學(xué)相長(zhǎng)的典范。

5 以研促教,以教啟研,教研相長(zhǎng)

科研和教學(xué)是目前高校教師面臨的兩項(xiàng)主要任務(wù)。兩者既不相互矛盾,也不能相互代替,而是相輔相成。高校教師應(yīng)該加強(qiáng)教學(xué)與科研之間的互動(dòng),將教學(xué)與科研緊密結(jié)合,以科研促進(jìn)教學(xué),以教學(xué)帶動(dòng)科研[11],努力做到以研促教,以教啟研,教研相長(zhǎng)。本學(xué)系教師將科研實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型進(jìn)行探索和改進(jìn)后應(yīng)用于本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué),在“以研促教”的道路上邁出了第一步,開啟了“研”與“教”的互動(dòng)。

以教啟研,是從教學(xué)中遇到的難題和困惑入手,啟發(fā)科研思維,從而產(chǎn)生新的科研課題以解決教學(xué)中遇到的問題[12]。在該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐中,我們遇到諸如家兔胸部操作時(shí)如何避免大出血和肺損傷,如何準(zhǔn)確定位左前降支等問題;怎樣將操作難點(diǎn)、細(xì)節(jié)以最清晰明白的方式讓學(xué)生理解清楚?這些亟待解決的問題引發(fā)了授課教師的思考。授課教師精心策劃并完成了實(shí)驗(yàn)操作視頻錄制等線上課程內(nèi)容的建設(shè),豐富了線上課程的教學(xué)資源,極大地提升了實(shí)驗(yàn)效果,并順利完成學(xué)院教學(xué)改革課題1項(xiàng)。此外,針對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)家兔心電圖變化、心肌梗死面積結(jié)果不穩(wěn)定等問題,授課教師在查閱文獻(xiàn)資料過程中啟發(fā)科研新思路,最終獲批天津市教委科研課題立項(xiàng)1項(xiàng)。將科研實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于教學(xué),一方面可以豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量;另一方面,教學(xué)實(shí)踐能為科研帶來更多啟發(fā),最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的共同進(jìn)步[13]。

2023年1月,“心肌缺血再灌注損傷機(jī)制和防治研究的教學(xué)應(yīng)用”獲評(píng)天津醫(yī)科大學(xué)科研反哺教學(xué)優(yōu)秀案例。通過該實(shí)驗(yàn)科研反哺教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)歷,學(xué)系教師切身體會(huì)到以研促教,以教啟研的實(shí)質(zhì),在“研”與“教”的互動(dòng)中,深刻領(lǐng)悟了教研相長(zhǎng)的內(nèi)涵。

科研和教學(xué)是高校騰飛發(fā)展的雙翼?？蒲械闹饕蝿?wù)是探索未知、創(chuàng)造知識(shí),教學(xué)的主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)已知、傳播知識(shí)?？蒲信c教學(xué)在認(rèn)識(shí)已知和探索未知層面是內(nèi)在統(tǒng)一的,兩者在本質(zhì)上是相互促進(jìn)的[14]。我國提出的科教興國戰(zhàn)略,是兩者在國家利益層面上統(tǒng)一性的體現(xiàn)。作為研究型高校的教師,教學(xué)和科研并重是極為重要的堅(jiān)守原則[15]。針對(duì)目前高校教師存在重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)狀,有學(xué)者提出,科研反哺教學(xué),將兩者有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一發(fā)展,是處理兩者關(guān)系的有效途徑[16]。此外,實(shí)現(xiàn)教研融合,構(gòu)建“教研共同體”是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才必由之路[17]。本學(xué)系教師通過開展家兔心肌缺血再灌注損傷實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐證實(shí),科研反哺教學(xué)也是學(xué)科踐行研教互促,持續(xù)推進(jìn)教學(xué)改革,實(shí)現(xiàn)研、教、學(xué)融合發(fā)展,助力青年教師成長(zhǎng)和學(xué)校高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的有效途徑。