始于實驗準備的翻轉式研究生專業課實驗教學探索

任艷萍,檀 軍,羅南劍,陸 祥

(遵義醫科大學基礎醫學院組織胚胎學教研室, 遵義 563006; △通訊作者)

組織學與胚胎學是臨床醫學、基礎醫學等相關專業本科生必修的專業基礎課之一。在此基礎上,當組織學與胚胎學專業研究生以研究生專業課的角度再次回到組織學與胚胎學課堂,如何在幫助研究生在學習專業知識和實驗技能的基礎上,提升研究生主觀能動、團隊協作和統籌協調的綜合素質,仍是一個值得思考的問題。

近年來,PBL[1]、微課[2]、形象比喻法[3]、線上線下混合式教學[4]、翻轉式課堂[5]、對分課堂[6]等教學方法的應用已日漸成熟,學生的自主學習、口頭匯報等能力已得到長足進步。然而在實驗教學中,仍存在教師課前實驗準備一星期,學生課上操作2 h的問題。在此過程中,學生雖然初步學習了主要的實驗技術,然而在實驗關鍵參數設置的理解程度,以及針對實驗失敗或結果重復性差等問題的分析、調整能力等方面,仍存在明顯缺陷,并未真正掌握該項實驗技能。真正掌握學科內關鍵實驗技術,調整并優化實驗方案,正確判斷并解讀實驗結果則是研究生培養的重要環節。

實驗準備是實驗中的重要環節,包含了文獻資料的學習和準備、實驗方案的準備、實驗材料的準備、預實驗、實驗方案的調整與優化等諸多環節,是決定正式實驗成敗的關鍵。學生只有經歷了實驗準備環節,在實驗方案的不斷調整與優化之后,才能理解實驗關鍵參數所在以及針對實驗失敗或結果重復性差等問題的分析調整方式。因此,實驗準備是掌握實驗技術所必須的,只有經歷過實驗準備后,才可能真正地掌握該項實驗技術。該環節不能由指導教師代勞,也是研究生培養的重要基礎環節。然而卻是本科和研究生基礎課實驗教學中缺失的一環。

綜上所述,研究生專業實驗課課程建設中,如何提升研究生主觀能動、團隊協作和統籌協調的綜合素質,仍是一個值得思考的問題。實驗準備是真正掌握實驗技術所必須,是研究生培養的重要基礎環節,卻是現有培養體系中缺失的一環?；谝陨蠁栴},文章探討在研究生專業課程中開展始于實驗準備的全流程翻轉式實驗教學改革,旨在指導研究生真正掌握學科關鍵實驗技術的同時,重點培養研究生查閱文獻資料并完善實驗方案、計劃安排、試劑準備、預實驗等實驗準備能力;提升研究生能動性、團隊協作和統籌協調的綜合素質,以滿足研究生能力培養的要求[7,8]。

1 研究對象與教學設計

1.1 研究對象

本次研究對象為2020-2023級人體解剖與組織胚胎學專業組織胚胎學方向學業碩士研究生。

1.2 教學目標

①知識目標:研究生應掌握研究方向相關的關鍵實驗技術的原理和實驗方法;熟悉該實驗技術的實驗準備、實驗中關鍵的質控環節以及實驗結果的解讀;了解與該實驗相關的實驗技術以及二者在應用范圍上的區別。②能力目標:教師培養研究生文獻閱讀、學術研討和學術匯報能力。③素質目標:教師培養研究生自主學習、勇于探索、樂于交流的科研素養。

1.3 教學設計

組織學與胚胎學研究生專業課,我們以胚胎學部分實驗課程為例,課程包含體外受精和胚胎發育共2項實驗技術。每個實驗技術4學時,其中實驗準備討論1課時,實驗匯報與實施2.5課時,實驗總結與評價0.5課時。①授課教師課前1個月完成教案、實驗技術基本資料、質控和評價方案的撰寫工作,經教研室集體討論修改后實施。②正式實驗前2周:授課教師需向學生公布本次實驗技術的內容以及部分實驗方法資料,研究生2人為一組進行分工、查找并學習文獻資料。③正式實驗前1周:實驗準備討論1課時。研究生匯報擬定的實驗方案、所需實驗材料、預實驗安排等;授課教師依據匯報內容,審核實驗準備關鍵要素是否齊全,引導學生在討論中查缺補漏。④正式實驗前1-6天:研究生準備實驗材料并開展預實驗,如遇問題可與授課教師討論。⑤正式實驗:實驗匯報與實施2.5課時。研究生匯報實驗目的、實驗方案并進行正式實驗。⑥正式實驗后:實驗總結與評價0.5課時。研究生討論實驗全過程的得失,并進行自我評價與相互評價。

2 效果評價

課程結束后,我們從課程總體滿意度,與本科課程教學內容重疊度,與其他實驗課程相比、本課程實驗技術的掌握程度自評(50%為持平),資料查找能力的培養,學術匯報能力的培養,自主學習能力的培養,課程參與度這七個指標進行問卷調查,抽樣率100%,有效問卷回收率100%。結果顯示,學生認為課程總體滿意度高(98.3%),與本科課程教學內容重疊度低于2%,與其他研究生課程相比,自評課程實驗技術的掌握程度高(93.5%),能有效提高資料查找能力(94.5%)、學術匯報能力(94.1%)和自主學習能力(96.2%),課程參與度高(97.5%),可達到既定的教學知識目標、能力目標和素質目標。

3 討論

3.1 始于實驗準備的全流程翻轉的可能性和必要性

翻轉式課堂在本科生、研究生課堂中已得到廣泛應用[9]。經過本科階段以及研究生階段基礎課程的學習,學生已初步具有獨立開展實驗的理論和實踐能力。然而,在最初開展課題研究時,仍面臨實驗技術能力不成熟、實驗反復失敗的問題。其根本原因在于學生實驗技術掌握不扎實,常出現如實驗中突然發現某冷凍的某儲存液忘記提前溶解,而后違規使用未完全溶解的試劑而導致實驗失敗或結果不穩定等問題,因而浪費大量的人力、物力卻事倍功半。始于實驗準備的全流程翻轉式研究生專業課實驗教學,將實驗準備和預實驗環節的工作歸還給學生。經過1-2次預實驗,學生可在正式實驗課中順利完成實驗。學生普遍反映預實驗的失敗多由于實驗準備不周所致,經過本輪實驗課已充分認識到實驗準備的重要性,對后續課題研究的開展有益。因此,研究生的知識儲備為研究生專業課的實驗教學環節實行始于實驗準備的全流程翻轉課堂提供了可能性,同時研究生畢業課題的研究需求也為該教學改革提供必要性。

3.2 始于實驗準備的全流程翻轉課堂對任課教師的要求

每組學生基礎知識儲備不同,在全流程翻轉時遇到的問題也迥然不同,加之溝通、匯報能力的差異,因此課程實施中,尤其是實驗準備環節,教師以小組為單位,開展個性化的指導。實施過程中,以引導以及各關鍵時間節點的審核為主,允許學生在預實驗中犯錯,重在引導學生在實驗各環節設立檢驗點,梳理并發現錯誤,杜絕公布答案式教學。

綜上所述,實驗準備是實驗中的重要環節,是研究生課題順利進行的保障,卻是實驗教學中缺失的一環。研究生的知識儲備和畢業課題的研究需求,為在研究生專業課的實驗教學中實施始于實驗準備的全流程翻轉課堂教育教學改革提供了可能性和必要性。實施后,調查問卷顯示課程總體滿意度高,與本科課程教學內容重疊度低,與其他研究生課程相比,自評課程實驗技術的掌握程度高,能有效提高資料查找、學術匯報和自主學習能力,課程參與度高。因此,始于實驗準備開展全流程的翻轉式課堂在指導研究生真正掌握學科關鍵實驗技術手段的同時,可重點培養研究生查閱文獻資料并完善實驗方案、計劃安排、試劑準備、預實驗等實驗準備能力;提升研究生自主學習、團隊協作和統籌協調的綜合素質,以滿足研究生能力培養的要求。