长学制医学生与非医学专业本科生实验设计能力诸因素测评比较

韩 丹，张先荣，刘 青，吴俊芳，张学梅

(武汉大学基础医学院生理学系，湖北 武汉 430071)

探索新的教育教学技术、提升学习者创新思维能力(innovative thinking ability)是高等教育改革的重点[1]。在于发现问题和寻找解决问题的有效方法与措施，需要高水平思维技能(high-order thinking skills)。以学习者为中心的医学教育(learner-centered medical education)，学习者从事富有思想性和个性化特征鲜明的主动学习过程[2]。例如：PBL(problem-based learning)等，以促进学习者深入思考，提升分析能力(analyticity)、批判式思维(critical thinking)、自信心和寻求真理(truth seeking)的品质[3]。而“学生独立设计实验”是重要的实验教学形式，可以促使学生深入思考和分析问题，经历一般技能(generic skills)和高水平思维技能训练。

医学专业和非医学专业本科生独立设计实验的能力诸因素特征有哪些异同点值得深入探讨，利于新型医学教学策略的形成。2004、2006、2008年期间，医学生理学实验教学和全校通识课程“脑的功能信息与音乐”中完成研究。学生们经历发现问题、查阅资料、寻找解决问题的方法和必需的技术支持、进行实验设计，制作PPT幻灯片，举行课堂实验设计报告会，回答专家与评委的提问等思维技能训练。组织专家与评委对学生的实验设计报告质量和学术表现力的进行测评(assessment)，形成总结性评价(summative evaluation)[4]。

一、对象与方法

(一)对象。

2004、2006、2008年期间，参加独立设计实验的大学生共151人，其中非医学专业本科生共92人选修通识课程，分别来自武汉大学哲学院、法学院、化学学院、生命科学学院、测绘与工程学院、计算机学院等。实验设计报告者8人，均为非医学专业本科生；长学制医学生59人，为武汉大学首届临床医学专业7、8年制学生，课堂报告实验设计者16人(n为评分样本量)。

*通讯作者

(二)方法与实施。

实验设计过程中，学生深入思考问题，寻找解决问题的方法与思路，独立完成实验设计，准备报告用PPT幻灯片，课堂报告实验设计，回答评委提问等，尝试运用高水平思维技能进行探索式或发现式学习。

聘请校内外专家对实验设计课堂报告质量进行测评，如“口头报告”、“实验设计”、和“PPT制作”项及其细则。其资料分析和统计处理(单向ANOVA检测)等详见前文[4]。

二、研究结果与分析

对课堂实验设计报告质量测评项总体得分均数进行比较，非医学专业本科生组(8.3988±0.04254，n=504)明显高于长学制医学生组(8.2153±0.03144，n=1152)，其差别具有显著的统计学意义(Independent samples test,t=3.323,P=0.001)。

(一)本科生课堂报告实验设计能力诸因素测评效果分析。

三个测评项得分均数组内分布特征显示：

非医学专业本科生组“口头报告”项(8.5536±0.08475，n=168)得分均数明显高于“实验设计”项(8.2798±0.06803，n=168)，其差别具有显著的统计学意义(P=0.009)；“PPT制作”项(8.3631±0.06563，n=168)得分均数居中。

不同的是：长学制医学生组“PPT制作”项(8.3099±0.04976，n=384)得分均数明显高于“实验设计”项(8.1224±0.05612，n=384)，其差别具有显著的统计学意义(P=0.015)，而“口头报告”(8.2135±0.05692，n=384)项得分均数居中。两组上述测评项得分均数强弱项分布的共同特点是“实验设计”项得分均数均居组内末尾。

进行两组间差异比较可见：非医学专业本科生组的“口头报告”项(8.5536±0.08475，n=168)得分均数明显高于长学制医学生组(8.2135±0.05692，n=384)，其差别具有显著的统计学意义(t=3.311，P=0.001)；两组的“PPT制作”项(8.3631±0.06563，n=168)与(8.3099±0.04976，n=384)以及“实验设计”项(8.2798±0.06803，n=168)与(8.1224±0.05612，n=384)得分均数十分接近，其差别不具有显著的统计学意义。

(二)本科生课堂报告实验设计能力诸因素细则项测评效果分析。

对9个细则项得分均数依高低进行组内排序分析。结果描述如下(见表1)：

非医学本科生组的“口头报告”质量较好“语言清晰”、“语音语速”和“答问灵敏”得分均数分别为第1、3和4位，基本构成整体。“语言清晰④”项得分均数居首位，明显高于“语音语速⑤”项、“答问灵敏⑥”项、“内容清晰⑦”项、“操作可行②”项、“理论正确①”项、“文字简洁⑧”项、“思维创新③”项，其差别具有显著的统计学意义。“PPT制作”视觉效果尚可，细则分布相对离散：“PPT美工⑨”项居第2位高于“文字简洁⑧”项，其差别具有显著的统计学意义。而“操作可行②”项、“理论正确①”项、“思维创新③”项得分均数分布相对集中，居6、7和9位，构成较低得分均数整体。而“PPT制作”项的三项细则得分均数离散度较大，居2，5和8位。提示：非医学本科生语言感染力呈现优势，PPT幻灯片美学效果突出，最困难的是“思维创新③”项。

长学制医学生组的“PPT美工”项得分均数均居首位，也显现出较好的PPT幻灯片美学效果，明显高于“思维创新③”项、“答问灵敏⑥”项和“操作可行②”项，其差别具有显著的统计学意义。“口头报告”的语言表达能力较强，细则项分布居2，3和8位。“语言清晰④”项得分均数明显高于“答问灵敏⑥”项，其差别具有显著的统计学意义。“实验设计”的三个细则项分布离散度如同非医学本科生组(居6、7和9位)，不同的是“思维创新③”和“操作可行⑧”项分别居7和9位。组内细则排序表明：最为困难的是“操作可行⑧”。

比较两组测评细则得分均数之间的差异：非医学本科生组的“操作可行②”和“语言清晰④”项明显高于长学制医学生组，其差别具有显著的统计学意义(见表2)。

表1 学生课堂报告实验设计能力诸因素细则测评得分均数组内比较(M±SE)

注释：按测评细则得分均数高低排列。①②……为测评细则评分自然排列顺序：“实验设计(①②③)”、“口头报告(④⑤⑥)”和“PPT制作(⑦⑧⑨)”

表2 学生课堂报告实验设计能力诸因素细则测评得分均数组间比较(M±SE)

注：n为9个测评细则项的样本量

三、讨论与结论

创新思维(creative thinking)属于最复杂和抽象的高水平认知技能(higher-order cognitive skills)，而创造力的形成既是个体思维的产物，也是知识个体之间相互作用的社会现象，可以形成新的实验设计和研究领域[5]。无论科学发现所遇到的问题和发现的过程有何不同，解决问题(problem solving)则是相同的[6]。学会如何向他人学习，经历社会学习(social learning)阶段，是人类适应社会的基础[7]。

学生独立设计实验过程中，以小组形式充分讨论并确认实验设计，在课堂上报告实验设计思想和流程，及时回答专家和评委提问等，是一项创新思维训练的社会学习过程。实验设计者们不仅可以充分启动思维活动，展示才华并获得自信心，而且可以与专家们在人文素养和科学与技术等方面进行交流和切磋。因此，经历了与受传统应试教育方式不同的批判式思维训练过程，既是个人学习环境变化过程，又是一个经历社会学习和培养适应环境变化的能力训练过程。

相对于“口头报告”或者“PPT幻灯片”的学术表现力而言，“实验设计”质量的提高则是两组学生能力诸因素的瓶颈项，也是教育的科学组分。可以通过提高学习者的认知和科学思维技能水平来实现。其细则项“理论正确①”和“思维创新③”，两个组得分均数十分接近(P>0.05)，说明设计者们的知识沉淀、认知水平和思维创新能力具有相似性，体现了当代大学本科生所具有的共同特征。有所不同的是，非医学专业在判断“操作步骤”是否合理、严谨和具有可行性等方面有明显优势，或许是因为思维模式与医学专业学习者不一样的缘故，值得长学制医学生们思考和借鉴。

将艺术教育融入医学教育之中，是医学美学美育的重要途径，属于非医学科学成分(non scientific component)。以鼓励医学生学习交流技能、跨专业合作和适应新的学习环境，尤其生物伦理学教育和减少焦虑[8-10]。可以促进医学生道德认知水平和正面情感发育。所以，需要考量的并非仅仅其科学成分和教与学反馈信息。尤其是非医学本科生实验设计课堂报告的语言和PPT幻灯片美学鉴赏力和表现力很强，显现出优良的思维技能水平。设想：如果将基于艺术的非医学科学教育成分融入医学教育中，不仅可以提升医学美学教育质量，而且可以提高以学生的人文素养、交流技能、适应能力和心理品质，甚至是思维技能，这是未来年轻医生所必需具备的，用以面对国际化临床医学发展的挑战。

致谢：感谢华中科技大学同济医学院李之望教授、刘长金教授、王世端主任技师、武汉大学基础医学院生理学系胡祁生教授、汤剑青主任技师长期以来为医学研究生们创造、创新和创业能力训练提供的宝贵技术支持与实践经验。

[1]Ness RB.Tools for innovative thinking in epidemiology[J].Am J Epidemiol,2012,175(8):733-738.

[2]Ludmerer KM.Learner-centered medical education [J].N Engl J Med,2004，351(12)：1163-1164.

[3]Tiwari A,Lai P,So Mike,et al.A comparison of the effects of problem-based learning and lecturing on the development of students’ critical thinking[J].Medical education，2006,40:547-554.

[4]韩 丹，刘 青，吴俊芳.医学研究生独立设计电生理实验能力诸因素测评与评价——持续近10年的素质训练研究[J].中国高等医学教育,2013，10：112-114.

[5]DeHaan RL.Teaching creative science thinking[J].Science,2011,334:1499-1500.

[6]Simon HA.Discovery,invention,and development:human creative thinking[J].PNAS,1983,80:4569-4571.

[7]Boyd R,Richerson PJ,Henrich J.The cultural niche: Why social learning is essential for human adaptation[J].PNAS,2011,108,suppl 2:10918-10925.

[8]McCullough M.The art of medicine:bringing drama into medical education[J].Lancet,2012,379:512-513.

[9]Willson S.Theater drama for doctors[J].Lancet,2007,369:1782.

[10]de la Croix A,Rose C,Wildig E,et al.Arts-based learning in medical education: the students’ perspective[J].Med Educ,2011,45:1090-1100.