利用开放实验提高自设计实验效果的探索与实践

周业波，袁艺标，戚晓红，朱国庆，周 红*

（1．南京医科大学生理学系；2．南京医科大学基础医学实验教学中心，江苏南京210029）

利用开放实验提高自设计实验效果的探索与实践

周业波1，袁艺标2，戚晓红2，朱国庆1，周 红2*

（1．南京医科大学生理学系；2．南京医科大学基础医学实验教学中心，江苏南京210029）

自设计实验是一种培养学生进行科研设计、研究探索的一种实验教学模式，是机能实验学中重要的教学方法。将自设计实验和开放实验相结合的方法实现了自设计实验的实施，提高了自设计实验开设效果，对提高实验教学质量具有现实意义，也有助于推动机能实验学教学改革。

自设计实验；开放实验；机能实验学

机能实验学自设计实验是一种培养学生进行科研设计、研究探索的一种实验教学模式，是机能实验学中重要的教学方法和手段，也是未来机能实验学教学改革的重点［1］。近年来，我们在开设自设计实验和开放实验的基础上，将实验室开放与自设计实验相结合，使开放实验成为自设计实验的补充与延伸，提高教学质量，培养创新人才，建立起学生自主学习的新型实验教学模式。

一、机能实验学自设计实验开设现状

目前，国内多数医学院校的机能实验学均开设自设计实验。但普遍存在的问题是，自设计实验开设比例较低［2］、课时少，主要采用课堂讨论模式，较少付诸实施。这种“纸上谈兵”的教学方式一方面影响了学生参与自设计实验的积极性，另一方面也无助于真正提高学生的实践能力和综合素质。为了改变这种状况，2008年始，我们尝试将自设计实验与开放实验相结合，将一部分设计较好、具有一定研究意义的设计项目在开放实验中实施。开放实验中学生可以利用课余时间来实验室完成实验，不但解决了课时限制的问题，提高了自设计实验的开设效果，更有助于培养学生的实践能力和创新热情。

二、自设计实验与开放实验相结合的实施过程

（一）自设计实验方案制定。

自设计实验课堂教学共计10学时，分2次进行。第一次课堂教学5学时，由机能实验室教授或副教授授课，主要讲授科学研究方法、实验设计方法和如何写实验设计报告，布置自设计实验任务。教学内容包括：（1）科学研究的基本方法和程序，如选题、实验设计、预备实验和正式实验、数据资料处理和统计分析、书写论文和研究报告等；（2）实验设计的基本内容，包括实验对象、处理因素和观察指标等；（3）实验设计的基本原则，包括对照原则、随机原则和重复原则，并介绍实验样本数的选择；（4）实验设计大纲和基本格式；（5）主要文献检索方法；（6）布置自主设计实验任务。

第一次课堂教学后学生即开始进行自设计实验，全部利用课余时间完成。一般每4个学生作为1个小组合作完成1份实验设计报告。第一周和第二周为查阅文献资料和确定选题时间，第三周至第五周根据选题进一步查阅文献资料，完成自主设计实验报告的书写，并交给老师批改。

第二次课堂教学5学时，在第六周进行。老师将批改的自主设计实验报告发给学生，学生分组报告，对预期结果、存在的主要问题和修改意见进行分析讨论，老师现场指导和进行点评。第七周学生根据老师对自主设计实验报告的批改意见，再次对报告进行修改，进一步提高实验设计水平。最后采用教师提议、学生探讨的程序，筛选部分设计合理、具有新意且可行的方案在开放实验中组织实施。

（二）在开放实验中的实施过程。

我校机能实验室以国家级基础医学实验教学示范中心为后盾，建立了开放实验平台，为学生提供了自主学习的空间［3］。学生可以在自己的课余时间以预约形式到开放实验室进行实验。开放实验室包括多个功能实验区，如：试剂配制、组织切片、免疫染色、细胞培养、蛋白提取鉴定、核酸分离鉴定、动物行为实验、动物疾病模型等，基本满足了一般科研活动的需要，为学生自设计实验的实施提供了良好的实践环境。

进入开放实验平台后，指导老师与学生再一次进行小组讨论，确定实验进度和组内分工。接着，对学生进行一些必要的实验操作培训，最后由学生独立地完成实验。在整个实验过程中，指导教师仅进行必要的技术指导，绝不代替学生操作，同时也注重对学生基本科研素养的培养，如实验完成后及时清理实验仪器和实验环境、进行规范的实验记录、培养实事求是的科研作风等。

实验操作完成后，老师指导学生对实验结果进行综合分析，整理实验数据资料，并对实验中遇到的问题进行的讨论，引导学生自己找出问题答案。最后，学生以小论文或答辩形式提交实验报告。由所有指导老师担任评委，根据课题设计情况、实施情况、小论文撰写质量或答辩情况等做出综合评定，成绩计入实验成绩。对于实验设计较好且得到预期实验结果的小组，在教师的指导下，熟悉科研文章写作的基本方法和格式，进行论文撰写并发表。

三、教学效果

我们在参与自设计实验的七年制学生中进行了问卷调查，调查表分两部分，第一部分针对自设计实验理论教学，第二部分针对自设计实验在开放实验中的实施。共发放问卷202份，回收198份。调查结果显示，针对第一部分，有90％的学生认为非常有必要开展自设计实验理论教学；86％学生认为实验设计理论教学对培养学生的自学能力、科学的创造性思维能力有帮助。针对第二部分，95％的学生希望能够完成设计合理，具备实施条件的实验设计；98％的学生认为该教学模式提高了自设计实验的教学效果；近90％的学生认为通过实施实验，动手能力得到不同程度的提高；有近70％的学生认为自己的观察能力和分析问题与解决问题的能力有很大进步；有30％的学生认为自己的创新思维能力得到了训练。同时，很多学生表示，自己从实验设计和实施中收获很多，比如了解了科研设计的基本流程，熟悉了查阅文献的基本方法，掌握了一些基本科研实验技术，学会使用了一些比较先进的仪器设备，为以后的科研之路做准备等等。调查结果表明，自设计实验结合开放实验的教学模式得到了学生认可，取得了较好的教学效果。使学生初步掌握医学科学研究的基本程序和方法，锻炼了学生的实践操作能力，有助于培养学生的自学能力、分析和解决问题的能力以及创新思维和创新能力，增强学生的综合素质。

自08年以来，学生在开放实验平台上，共完成自设计实验项目52项，其中获省级大学生实践创新训练计划立项10项，在核心期刊发表论文7篇，荣获第一、二届全国大学生基础医学创新论坛暨实验设计大赛一等奖和三等奖。

同时，开放实验给学生提供了一个更高级的科研探索活动空间。在我校国家级实验教学示范中心的开放实验平台上，不仅有自设计实验的实施，更有其他多层次、多方面的科研探究活动，如PI（Principle Investigator）实验室、各级大学生实践创新训练计划项目、开放实验选修课和一些科研项目组。参与不同实践活动的学生之间可以进行充分的交流和学习，开拓了学生的视野，提供了更多的锻炼自我的途径，使学生有机会提前接触到科研团队和项目组。这些都有助于自设计实验对学生自主学习能力、科学性创新性思维的培养。

四、结 语

这种将自设计实验的开设和开放实验结合起来的教学模式，调动了学生的学习兴趣，增强了学生的实践能力，有助于学生研究探索、创新精神的培养，实现了自设计实验的实施，提高了自设计实验开设效果，对提高实验教学质量具有现实意义，也有助于推动机能实验学教学改革。

［1］王瑾瑜，徐 海，王 程，等．自主实验设计与学生创新能力的培养［J］．中国高等医学教育，2012（4）：36-37．

［2］魏 玲，杨鲁川，赵应华，等．设计性基础医学实验对长学制医学生科研素质培养的探索［J］．中国高等医学教育，2012（11）：35-36．

［3］周 红，吴晓燕，戚晓红，等．机能学创新性实验课程的实践与思考［J］．中华医学教育杂志，2010，30（3）：447-449．

The exp loration and practice of improving the effect of self-designed experiment through open experiment

Zhou Yebo1，Yyan Yibiao2，Qi Xiaohong2，et al
（1．Department of physiology，Nanjing Medical University，Nanjing 210029，Jiangsu，China；2．Laboratory Center for Basic Medical Sciences，Nanjing Medical University，Nanjing 210029，Jiangsu，China）

Self-designed experiment is a experiment teachingmodel aimed for training the ability of students in scientific research design．It is an important teaching approach in functional experiment．The combination of self-designed experiment and open experiment can put the former into practice and enhance its teaching effect．This new combinative teaching approach has practical significance in improving the quality of experiment teaching and is also helpful to promote teaching reform of functional experiment．

self-designed experiment；open experiment；functional experiment

G420

A

1002-1701（2014）07-0035-02

*通讯作者

2013-07

周业波，女，博士，副教授，研究方向：心血管生理学。

中华医学会医学教育分会、中国高等教育学会医学教育专业委员会2012年度医学教育研究立项课题2012-SY-18。

10．3969／j．issn．1002-1701．2014．07．018