基础医学实验教学研究

1模块化教学

郑州大学基础医学实验教学中心组建于2001年9月。根据“学科交叉、设备共享”的原则,充分结合各课程特点及资源分布,中心下属各专业实验室优化重组为4大实验室板块,构建起医学形态学、医学机能学、分子医学及人体解剖学四个医学基础实验教学平台。以培养学生综合能力为核心,针对实验教学课程体系与实验教学内容进行了整合,从而组成了与实验教学平台相对应的形态学实验、机能学实验、分子医学实验,人体解剖学实验四大模块。从根本上改革实验教学依附于理论教学的传统观念,构建了既与相应学科的理论教学保持有机联系又相对独立,具有鲜明特色的“一体化,模块式,综合型、开放性”实验教学课程体系。

2分层次设置实验内容,采用多元化教学方法

按照“扎实基础、自主开放、鼓励创新”的原则,大幅度调整实验课程内容和授课程序,以能力培养为主线呈渐进式衔接,按基本技能实验(50%)、综合设计性实验(40%)、研究创新性实验(10%)三个层次设置实验项目,编写与之相适应的基础医学实验教学大纲和实验教材,逐渐形成从宏观至微观、从形态至机能、从简单至综合、从基础至临床,纵横相互联系的实验教学模式,以培养学生的科研素质和创新能力。同时,根据不同学科特点,采用多元化教学方法,最大程度提高学生的学习积极性和主动性[2]。基本技能实验结合理论课教学,开设传统的经典验证性实验、基本仪器使用、实验动物手术操作、实验数据和图形的记录、采集和处理,训练学生基本实验操作和技能。综合设计性实验引导学生以“一个问题”为中心,综合多学科知识点,从人体器官、组织细胞的形态结构、遗传特性、生理生化到疾病发生的分子机理、基本病理过程、药物作用等多个角度来设计实验,使学生以跨学科的思维方式建立整体的概念,增强学生对实验现象的观察与思考。设计性实验让学生选择自己感兴趣的题目,运用已学到的知识和技能,独立设计并开展带有研究性质的综合性实验,搜集必要的实验数据并加以分析,写出实验论文,以学术交流会的形式,讨论各自的实验结果,从而培养学生综合思维能力及创新意识[3]。研究创新性实验结合学校“大学生创新实验计划支持基金”,学生自行组织课外科研小组,在导师的指导下设计感兴趣的小型科研课题,申请创新实验基金或参加指导老师的在研课题。该实验从实验设计、科研实施、结果整理分析到论文撰写,全部由学生独立完成。2007年以来,我校7年制及5年制医科各专业学生共获得资助15余项,资助经费达10万元,公开发表科研论文28篇,获得各种奖励及发明专利20余项。以学生为主体、教师为主导的创新实验,采取自主式、学导式、研究式的教学方法,学生接受了较全面、严格、系统的科研训练,启发了他们在科研过程中提出问题、解决问题的逻辑思维方式,提高了独立工作和科研创新能力[4]。

3积极开展“第二课堂”教学活动,培养学生观察问题、解决问题能力

开展“第二课堂”活动是中心实验教学改革的另一大特色。富有内涵的第二课堂活动,既强化了学生实习、实践环节,也提供了互动的师生交流空间,创造了学生自己动手、动脑的机会。通过引导学生参加社会活动,激发了学生积极探索的精神,缩短了学生与社会的距离。医学昆虫学课程教学中,采取了专题讲授与社会实践相结合的教学方式,结合所讲授的专题,把学生组织成若干社会实践小组,利用周末开展小型调研活动。学生们在辅导教师的指导下,走出实验室,制订医学昆虫调查、防治技术方案,在锻炼学生动手能力和实际工作能力的同时,也培养了学生科研工作的能力及兴趣。临床药理学将实验课搬到工厂车间,让学生现场亲眼目睹制药过程。人体解剖学在课余时间将学生组织成若干课外实践小组,参与解剖技术室的尸体解剖与标本制作,使学生们在实践中进一步学习掌握解剖学知识[5]。第二课堂教学活动的开展,既强化了学生实习、实践环节,也创造了互动的师生交流空间和学生自己动手、动脑的机会,有利于加强学生主动获取知识和动手能力、创新能力的培养。2001级7年制临床医学专业赵菁同学,从大二开始,就参与了“河南省重点科技攻关基金资助项目”的有关课题研究。她提出的将物理和化学中有关载体模型的思想引入到生命科学领域的原理,在我省大中专院校尚属首例。其研究课题“小鼠IFN-γ真核表达载体的构建和转染鼠腹腔巨噬细胞抗肿瘤效应研究”已在基础研究中获得了肯定的治疗结果,可为临床治疗提供可靠的实验依据。在大学学习的几年里,赵菁同学将课余时间和节假日全都用在了科学实验和科技制作上[6]。当中心开展第二课堂活动来发展学生的兴趣和爱好时,赵菁就找来理工科的学生成立课外科研小组,常常领着小组成员研究生物、电子技术,搞科技制作,一项一项的创造发明问世,并连续在“挑战杯”竞赛中获奖。在第二届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛中,《针剂破口器》、《新型解剖床》荣获二、三等奖;在第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,《针剂破口器》荣获三等奖;在第四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中赵菁同学主创的《河南医美乐医疗器械有限责任公司》创业计划荣获铜奖;在第三届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛中,赵菁同学的两件作品《解剖室空气净化装置》和《便携式电子防晕动装置》分别获得二等奖和优秀奖。在校期间,她连续四年在全省、全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划竞赛中获奖,2003年被授予“中国大学生跨世纪人才奖———建昊奖”,2004年荣获“青春中华―首届中国青年文化周特别奖”,2005年8月被授予“第二届中国青少年科技创新奖”,2005年11月被授予“首届河南省十佳青少年读书成才奖”,2005年12月荣获“中国十大年度大学生创意人物入围奖”,2006年2月荣获“首届河南省十大教育新闻暨教育新闻人物奖”,2006年6月获得“郑州市学习标兵奖”,截至目前,她已拥有7项国家专利,被誉为“学生发明家”[7]。2004级临床医学专业卢沛琦同学积极参与老师的科研活动,将所学知识与科学实践结合在一起,利用第二课堂活动,在指导教师的带动下顺利完成一项科研内容,其撰写的科研论文《骨髓间充质干细胞体外诱导为心肌细胞的实验研究》,在2006年郑州大学组织的学生科技竞赛活动中,荣获“郑州大学学生科技创新与科技论文”一等奖。

4利用现代化教学手段,提高实验教学质量

中心将网络信息技术引入实验教学,建设了一批数字化、网络化的实验教学平台。包括人体解剖学虚拟实验室、数字网络多媒体解剖学实验室、数码显微互动形态学实验室、多通道生物信号采集系统和机能学仿真实验网络教学系统实验室等。各实验室根据不同需求装备相应的数字化网络设备,使实验室信息网络硬件建设处于国内高校实验室领先地位。虚拟、仿真实验软件与实验硬件配合,多媒体技术,网络教学———三种教学手段,进一步强化了实验教学效果。我们自行研发的一套局部解剖学虚拟教学软件,利用虚拟的人体三维技术实现了“虚拟人体解剖”,学生通过鼠标、键盘等工具输入相应的变量,进行逼真的人体解剖实验,收到了良好的教学效果,受到学生和省内外同行专家的一致好评[8]。借助校园局域网和中心网络实验平台连接,应用现代化网络信息技术,开辟了试验项目网上预约、网上预习、网上复习、在线实验等方式消除空间和时间上的障碍,培养学生利用计算机网络平台猎取本专业发展前沿信息和新技术的方法。在中心网站创建的局部解剖学虚拟实验室、机能学网络仿真实验室、形态学网络标本陈列馆。由于网络教学的个体性和交互性,极大地激发了学生的学习兴趣、主动性与创造性。

5完善实验考核方式,科学评价实验教学效果

针对不同层次的实验,采取不同的考核方式,客观、准确、科学地评价学生成绩,构建了以教学督导与信息反馈为主要手段、以实验过程监控为主要内容、以完善的规章制度为保障的实验教学质量保证体系。基本技能实验的考核主要依据:实验预习与报告,实验操作,实验考试[9];综合设计性实验的考核主要依据:选题的合理性和难度,设计方案的完整性、合理性、经济性,仿真优化的正确性,硬件制作、测试结果和设计报告;研究创新性实验的考核主要与课题、论文完成情况,答辩情况以及竞赛结果相结合。

6设立专项基金,推进实验室开放

建立实验室开放制度,分批、分层次逐步开放各类实验室。首先将人体解剖学虚拟实验室、形态学标本陈列室、机能学和分子生物学综合实验室课余时间向学生开放,鼓励教师利用双休日和假期指导学生完成自行设计的实验项目,给优秀学生提供个性发展的机会。课余时间指导学生实验的教师给予适当课时补贴,对于优秀的实验设计完成者,给予适当奖励。构建基础医学实验教学新体系,培养创新人才是一个复杂的系统工程,要对传统实验教学体系进行配套优化,只要认准,坚持教育改革,依靠师生员工,群策群力,克服困难,经过不懈的努力一定能够建立并逐步完善培养适应21世纪创新人才的高等医学教育实验教学新体系。