生理学实验设计课的创新性探索

杨 春,朱 涵,樊红琨,王书春,章 茜

(郑州大学基础医学院生理学教研室,河南郑州 450052)

生理学实验设计课的创新性探索

杨 春,朱 涵,樊红琨,王书春,章 茜

(郑州大学基础医学院生理学教研室,河南郑州 450052)

该文简要介绍了生理学实验设计课教学的目的、实施方法、教学效果和不足。实验设计可使学生初步掌握医学科学研究的基本程序和方法,激发学生的科研兴趣,培养学生的自学能力、动手能力、科学的创造性思维能力,提高学生的综合素质。

生理学;实验设计;创新性

现代医学教育的重要任务是培养有实践能力和创造能力的医学人才。生理学是基础医学教育中的一门主干课程,生理实验教学是医学实验的重要组成部分,也是其他医学实验的基础。生理学实验教学的主要目的是通过相关理论的学习、实验仪器的使用以及实验技能的训练,不仅培养学生获取知识的能力、动手能力以及观察、分析及解决问题的能力,还能够培养学生严谨求实的科学态度和作风;更重要的是培养和训练学生的科学思维,激发想象力和创新能力。然而传统实验教学主要是通过实验验证、强化、巩固课堂理论,忽视了对学生实践与创新能力的培养,显然这种教学模式已不适应培养跨世纪高质量医学人才的需要。如何加强学生创新思维、创新能力和综合素质的培养,充分调动学生学习的积极性和创造性问题,是教学改革不断探索的问题,是提高教学质量的重要措施[1-2]。为此,在实验教学过程中,该教研室在保证学生基本操作能力训练的基础上开设学生实验设计课,让学生自己选题、设计并完成实验,通过实验设计,有效地激发了学生的学习兴趣,提高了学生的创造思维能力,为培养具有一定科学素养和开拓创新能力的新型的医学创造性人才进行了有益的探索。在此,笔者结合教学实践,将整个过程和自己的体会总结如下,与大家共同探讨。

1 实验设计课的实施方法

实验设计课共分四次进行:第一次课为实验设计讲座,介绍开展设计实验的目的、意义,以及从选题、文献查阅、设计实验方案、实验准备、完成实验、整理结果以至写出报告的全过程;并介绍该教研室的仪器设备及现有条件,力图使学生选出切合实际的课题。讲座后,让学生去思考,并设定二十个难度适中的与生理学密切相关的题目,学生可根据自己的情况选择一个题目或自行命题。要求学生以小组为单位,在两周内根据所学生理学及相关学科的理论和实验,查阅文献资料,写出初步的设计方案,一个小组的学生在设计过程中可以互相研究讨论。第二次课是由教师对各组设计进行讲评,指出存在的问题,并对如何解决问题作出提示,最后由每个小组根据教师提出的意见,继续查阅相关文献资料,进一步完善实验设计方案并写出完整的实验设计方案,包括:题目、目的与基本原理、实验对象、实验器材与药品、实验方法和步骤、观察项目、预期结果。第一次和第二次都是在某些实验课 (例如“骨骼肌的单收缩和复合收缩”这样的简单实验)结束后进行,不必占用单独的实验课学时。第三次是在学生完成设计后,带实验教师对实验设计从立题及实验方法的科学性、可行性给予认真评阅,再以答辩的形式,每组把自己的设计方案在全班作一汇报。答辩时由每个小组选派一名学生介绍设计方案的背景、实验目的、方法和预期结果,然后由其他组同学进行评议,对设计提出意见和问题,由答辩组同学答辩,并由教师与学生共同讨论,指出每个设计中存在的问题,并共同讨论每个设计方案的优劣。这样不仅活跃了学生的思维,而且通过在讨论过程中的相互启发,可以使学生进一步明确自己的设计存在哪些问题,应如何解决,促进了学生对自身方案的修改和完善,确保了实验方案的科学性、合理性和可行性。在充分讨论的基础上,指导老师从科学性、合理性、可行性、创新性等方面对所有方案加以分析、评价,推选确定出设计比较合理、可实施的方案。再由实验人员与学生一起做好实施的准备工作。第四次课是实验设计实施,由学生自己完成,教师只在一旁辅导。在学生实验中遇到问题时,教师不是简单地帮助学生排除问题,而是提出产生问题的多种可能性,由学生自行排除问题,鼓励学生提出问题和创新性的解决问题。学生按自己的设计去做,一方面让学生自己去验证其设计方案,另一方面对实验中出现的问题有深刻的印象。最后,根据所得结果写出完整的实验报告,再进一步完善自己的实验设计,交教师评阅。

在学生独立完成实验设计的基础上,对较有创新性的实验设计进一步完善,组建学生创新实验小组,以本教研室现有实验设备为基础,在专门的指导老师指导下,让有兴趣的优秀学生在业余时间开展创新性实验,并撰写论文。近几年来,在该教研室老师指导下,学生们积极申报郑州大学大学生创新性实验项目,共有 5个项目获准立项,其中一个项目“饮酒对大鼠学习记忆的影响”还获教育部大学生创新性实验项目。

2 实验设计课的教学效果

通过近几年的实验设计课的教学实践证明:①这种教师指导下的自主学习、自主实践的教学法,使学生与教师在实验教学过程中得以充分互动,调动了学生在实验教学中的积极性、主动性,活跃了思维,学生的潜能得以充分发挥,个性发展得到满足,极大地激发了学生的创新性,深受学生欢迎。②可以提高学生对生理学的学习兴趣,增进了对书本的理解,扩大了知识面,学生由被动的上课转为了主动地去学习,同时也考察了学生对生理学知识的掌握情况和实际运用能力。③通过教师指导下的学生自己从实验设计到实施的过程,可让学生初步了解医学科学研究的基本过程,使其对医学研究的选题和论证、实验的实施、结果分析和讨论等科研环节都有了初步的认识,初步掌握科研实验设计的步骤和规范,激发学生的科研兴趣,培养学生的探索意识和创新精神。④在设计性实验的过程中,学生们发挥各自的特长,合理分工,互相合作,明显提高了科研素质,同时也磨炼了意志、树立了严谨的学风,培养同学间的协作精神,帮助学生养成动态发展、相互联系的思维习惯;提高了独立观察、分析综合、解决问题的能力和逻辑思维能力。⑤实验设计对带教教师也是一种挑战和促进。要想上好实验设计课,教师要付出更多的劳动,要在熟知本学科的基本理论与实验原理的基础上,查阅更多的资料,才能对学生写出的方案是否合理可行给出正确的评价,指导学生去实施实验。因此实验设计对教师的专业水平和带教能力是一种挑战,也是一种促进。

3 存在的问题

设计性实验的开展虽然在创新型人才培养方面起到了积极的作用,但也存在一些问题:①由于每个实验室的学生人数较多,每组 6～7名学生,因此有的同学不能够充分发挥他们的创造性和主动性,建议在条件允许的情况下,由 3～4名学生组成一个小组来开展实验设计和实施。②设计性实验要求指导老师要具有一定的科研经验,且要付出大量的时间精力,然而有些班的指导老师是二年级的在读研究生,他们的科研经验较少,指导学生设计性实验略显不足。③由于实验课学时的限制,实验设计课学时还是不够充足。如能安排更多的课时就可以做得更充分、效果也会更好。将来可以考虑增加实验设计课的学时,甚至可以多学科联合开展实验设计课。④由于实验条件所限,有些实验设计难以付诸实践,今后该教研室将创造更多的实验条件,尽可能使设想付诸实施。

4 展望

创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。实践证明,实验设计可使学生初步掌握医学科学研究的基本程序和方法,激发学生的科研兴趣,培养学生的自学能力、动手能力、科学的创造性思维能力,提高学生的综合素质。设计性实验的开设很好地弥补了传统实验教学的不足,是素质教育及培养学生多种能力与创新精神的新方法,是 21世纪实验教学改革的新方向[3]。在今后的工作中,该教研室会不断总结经验,完善教学方法,为学生创造更好的实验条件,不断探索,让学生能更好地发挥他们的创造性,让实验教学的课堂真正成为学生的学术创新课堂,为医学教育和医学实验创新做出新的尝试。

[1]刘仰斌,黄立红,尹士峰,等.医学教育中创新教育的探讨[J].赣南医学院学报,2008,29(5):682-683.

[2]王光义.实验教学理念与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2008,27(8):76-78.

[3]张启荣,朱克刚,汪 雄,等.机能实验教学中培养学生创新能力方法的研究[J].四川生理科学杂志,2008,30(3):136-138.

[责任编校:李宜培]

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1008-9276(2010)06-0724-02

2010-06-10

杨 春 (1975-),女,辽宁省海城市人,硕士,讲师,从事生理学教学和科研工作。