綜合翻轉文獻閱讀研討促進分子生物學學習的實踐研究

陳雨珊,陳依文,王冰穎,胡斐斐,吳勉云,趙雪花

(武漢科技大學醫學院生物化學教研室, 武漢 430065; △通訊作者)

分子生物學是從分子水平闡釋生命的組成、構成、運行的規律和機制,主要講授生物分子的結構與功能、相互作用、調控及效應。對于生物醫學專業本科生而言,分子生物學是后續專業課程如遺傳學、生理學、病理學、病理生理學及其他專業課程的基礎。但是對于本科生而言,分子生物學的學習過于抽象和困難,學習興趣較低,缺少學習動力,課堂上的積極性較低且參與度不高,在課堂上只有教師單方面輸出內容。

文獻閱讀研討即一組人全面而深入學習與討論某一專業領域文獻中的最新文章,在歐美醫學生教育中有著悠久的歷史[1]。文獻閱讀研討已經成為分子生物學不可或缺的一部分,與實驗室教學一起在學生群體中廣泛運用[2]。在文獻閱讀研討中,本科生自主選擇與分子生物學有關的文獻進行學習,通過學習文獻中的科學問題、解決方法和實驗結果等,一方面對這門課程有更加深入的了解,另一方面,可以接觸分子生物學領域最新研究成果,以銜接和培養他們未來成為研究生所必須具備的科研能力[3]。文獻閱讀研討需要本科生通過制作幻燈片演示并作陳述來展示學習成果。多媒體教學模式和文獻閱讀研討結合不僅可以增加他們的學習動力,還提高他們的表達能力[4]。

1 目前存在的問題

1.1 傳統文獻閱讀研討形式需要改革

傳統文獻閱讀研討由學生閱讀和討論一篇指定的文章,大多數項目指派特定學生作報告從而使被指定的人積極參與,其他人可能沒有參與或可能沒有讀過文章,并且文章由教師或組織者提供,降低了培訓人員的文獻檢索能力和學習動機。缺乏學習動機可能會使學生無法閱讀指定的文章而成為被動的傾聽者[5],并且討論通常是在學生和教師之間進行,學生之間的持續互動有限,從而限制了建設性和跨學科的討論[6]。

1.2 文獻閱讀研討服務對象的變化

在以往的分子生物學領域中,文獻閱讀研討大多服務于研究生以提高研究技能。但是隨著對本科生創新創業能力要求的提高,拓寬本科生的知識面和研究技能也十分重要。并且對于生物醫學專業本科生而言,文獻閱讀研討幫助他們了解最新研究以及基礎研究知識,對他們未來的職業發展也大有裨益[3,7]。有研究顯示,在文獻閱讀研討的學習中,學生的閱讀能力、表達能力和創新能力比加入這門課程之前有一定提升[8]。但是文獻閱讀研討尚未作為本科生研究培訓的一部分得到充分應用或研究,目前還不清楚該方法是否能有效地幫助學生學習分子生物學。為了克服這些挑戰,我們發展了一種新的翻轉文獻閱讀研討形式來促進學生參與和學習,更深入了解分子生物學領域。

2 綜合翻轉文獻閱讀研討,促進學生參與和學習

在武漢科技大學醫學院大一本科生的學習中,除專業課程之外,所有學生必須完成32 h的課程(每周2 h,連續4個月),根據每周分子生物學課程的進度來選擇每周文獻閱讀研討的主題。

課程設計的主要特點是:①每節課集中在一個特定的科學問題或者主題上,而不是一篇特定的文章;②主題由學生選擇,教師同意,并與分子生物學研究相關;③每個學生在每堂課根據主題選擇不同的文章閱讀,使得每個主題都有各種不同的論文和觀點的陳述;④在課堂上,每個學生總結他們選擇的文章運用的原理和方法,擬解決科學問題以及結果和討論。

2.1 確定特定科學問題或主題的原因

有研究指出,設定一個明確的學習目標可以使學生集中學習精力,帶著特定的目的去閱讀文章[9]。我們選擇特定科學問題或主題可以提高學生在課堂中的參與度和學習能力。在Rodriguez和Hawley-Molloy的報告中,也提到文獻閱讀研討形式的變革,將臨床問題作為內科住院醫師文獻閱讀研討的基礎。報告結果顯示,與傳統形式相比,有特定主題的文獻閱讀研討更受歡迎,并且培訓人員的參與度和閱讀能力都有提升[10]。

2.2 學生選擇科學問題或主題

與傳統文獻閱讀研討不同的是,我們將文獻閱讀研討的主題選擇權交給學生,讓他們決定課堂所探討的科學問題或者主題。在翻轉文獻閱讀研討中,教師的職責在于充當導師,提出問題,鼓勵學生主動思考,引導學生對科學問題產生興趣并積極探索,以及對學生所選擇的科學問題進行分析和評估,確定是否可以作為課堂討論的主題[11]。

2.3 學生自主檢索選擇文獻

學生不僅自主選題,還負責自主檢索文獻。教師通過增加學生對問題的“主人翁意識”,激發他們的學習動機,激勵他們主動學習。每個學生都進行文獻檢索,自主找出科學問題的答案,檢索文獻和尋找答案的過程中,形成良好的競爭氛圍,可以有效激發學習熱情。同時當班級人數較多時,學生進行分組,每組分享一篇文章,可以鍛煉團隊協作能力和溝通能力。

2.4 課堂分享

分享文獻作為一項評分標準,盡量讓每一個學生分享他們所選擇的文獻。當課堂人數較多時,以每組4-5人的形式進行展示,每人分享的時間為10 min,內容包括文獻的目的、實驗方法、實驗結果以及對文章的思考和評價。學生可以使用PowerPoint演示文稿來展示分享內容,同一組未參與匯報的學生可以回答其他組別的學生所提出的問題,以此確保每個學生都參與文獻閱讀研討,防止傳統文獻閱讀研討形式中由特定的人主導討論。

3 結果

3.1 文獻閱讀研討的評分

我們采用全過程考核評價體系,通過評分反映學生在文獻閱讀研討中的表現。學生每個月都會獲得一個分數,文獻匯報成績包括對科學問題的理解程度、總結能力和表達能力。經過上述評分后,我們在學期末比較學生每個月的分數,定量分析學生在文獻閱讀研討中是否獲得進步。對文獻閱讀研討的評分標準如表1所示。

表1 文獻閱讀研討課程中教師對學生文獻匯報成績的評分標準

我們使用GraphPad Prism9統計軟件比較參與本課程的35名學生每個月的平均成績,可以看出參與課程的第四個月和第三個月相比于第一個月而言,學生成績明顯提高(見圖1),證明文獻閱讀研討對于提升學生的科研思維和文獻閱讀能力有顯著效果。

圖1 本科生在文獻閱讀研討中每個月綜合評分的成績對比

3.2 學生問卷調查

在課程結束后,以問卷形式對學生進行調查,調查內容包括自我評估自主學習能力、文獻檢索歸納能力、語言表達能力、團隊合作能力、學以致用能力是否有提高,是否有助于分子生物學的學習,以及學生對文獻閱讀研討課程和模式的評價,定性分析翻轉文獻閱讀研討是否有用。多數學生表示,翻轉形式的文獻閱讀研討讓他們感到有動力去學習,積極檢索和選擇自己要分享的文獻,并且在其他學生分享的過程中以另外一個角度思考問題,鍛煉了思考能力和批判性思維。同時,學生表示他們更喜歡向同伴提問,與同伴相互交流能學到很多。但是有學生指出,由于課堂時間限制,對文獻的理解仍然過于表面,缺乏深度。

從教師角度來看,小班教學通過分組學習,每個學生在一個月的課程中都必須做一次陳述,要求所有學生都參與課堂。在一個學期的學習之后,學生明顯提高了文獻閱讀、整理、歸納能力和表達能力。我們每一次課程中都可以發現他們越來越自信。未來通過設計一項更嚴格、規模更大的研究,通過調查工具或課堂觀察,客觀地衡量學生在整個學期中的表現、文獻檢索能力、閱讀能力和表達能力。

本研究在本科生的教學模式中是一項新穎的嘗試,通過與以往不同的方法促進學生分子生物學的學習,了解該領域的最新研究方向和在該領域中所使用的基礎研究方法,有助于學生對分子生物學的理解和學習。

在翻轉文獻閱讀研討計劃過程中,教師仍然發揮重要作用。首先,雖然科學問題和主題由學生自主選擇,但是教師也要負責對選題進行篩選和判斷,排除寬泛和狹窄的選題,選出一項值得被討論的科學問題或主題;其次,在學生進行文獻檢索和準備課堂分享的過程中,教師要給予學生一定幫助,提供快速篩選文獻的方法以及課堂分享的主要內容,避免偏離主題。

文獻閱讀研討計劃也有明顯缺點:①由于每堂課分享的文獻過多,學生很難對每篇文獻都進行分析,對文獻剖析的深度不夠。有研究曾嘗試將翻轉課堂模式,如課前準備和分享轉變為在線形式,供學生在上課前完成,這種方法可以為課堂討論留出更多的時間來解決科學問題[12];②由于課堂時間限制,對于人數較多的班級無法讓每位學生進行分享,但是可以用分組或者開展小班教學的方法來解決。

翻轉文獻閱讀研討計劃體現在選題角色由教師變為學生,分享文獻的人由指定變為每個學生都要參與,課堂的主導者由教師變為學生,課堂內容由單一文獻變為來自不同雜志的文獻,教學內容更加豐富。目前,有許多研究建議對分子生物學的教學模式作出改變,如線上線下混合式教學、案例式教學等[13]。文獻閱讀研討計劃可以兼容這些教學方法,在未來繼續作出教學改革,以促進本科生分子生物學的學習。