基于学科交叉的转化医学教学模式探讨----病理生理学为例

李 青，代亚非，米友军，李 娟，王晶宇，陈新年,雒 彧

(兰州大学基础医学院,甘肃 兰州 730000)

在Choi提出从实验室到临床(Bench to Bedside)[1]的基础上，1996年Geraghty和Zerhouni提出并定义了转化医学这一概念[2-4]。转化医学概念的提出不仅对医学的发展发挥了重要的推动作用[5]，而且对医学教育理念的更新发挥了启示作用。尤其2019-nCoV肺炎疫情的全球流行，更是警示转化医学的教学应用势在必行。

病理生理学教学在传统的教学模式下，以教师、教材、课堂为中心，理论课多采用大班授课的灌输式教学方法，学科间交叉渗透不足，学生不能形成序贯思维，知识的转化应用受限，科研思维的培养更无从谈起。再者病理生理学课程开设在二年级或三年级，学生临床见习、实习不多，实践少，某些知识点理论性强、抽象，导致难以理解、记忆性学习以应付考试，严重影响学习兴趣。尽管近年有PBL[6]、CBL[7]、混合式、“翻转课堂”[8]等应用于病理生理学教学中，对学生的自主学习性、教学效果有改善[9-10]，但科研创新不足，且没有形成理论体系的教学模式。在近几年的教学中，我们从病理生理学的特点(基础医学与临床医学的桥梁)出发，不断转变教学思想，以临床科研为目标，逐步形成以转化医学理念为指导，加强学科间交叉渗透的教学模式。

图1 基于学科交叉的转化医学教学模式(病理生理学为例)示意图

1 转化医学为病理生理学教学提供理论依据

转化医学涉及所有基础及临床医学学科，是科学研究与临床应用的桥梁，将投资大、耗时长的实验室成果为临床所用，同时将临床现实出现的问题提交于基础研究，使两者更好地互相服务，加快医学进步[11]。病理生理学是基础医学与临床医学的桥梁，将基础课程中繁杂、甚至抽象、理论性强的知识点用于临床各学科，同时通过实验、实习等将临床学科中的疾病症状体征、诊疗手段从基础学科中寻到机理所在，深刻理解疾病，进一步在临床实践中超越完善课本内容。因此，转化医学与病理生理学具有相同的本质，不仅具有基础理论、实验或研究、临床应用的桥梁性，还都具有跨学科性。据此，病理生理学教学模式的建立以转化医学为指导，促进学科交叉为导向具有其必然性与现实性，见图1 理论依据。

1.1 转化医学整合医学与人文学科，研究与应用双向转化，健康为目标

转化医学的基本内容是将基础科学研究成果和临床应用相结合，改变基础医学与临床医学以及药物研发之间脱节的现状，为实验室与病房之间建立起一条快速通道，将基础研究获得的新知识和新成果直接转化成疾病预防、诊断、治疗及预后判断的新方法或新产品，再从临床实践中发现的新问题，提炼成为基础研究的新课题，在美国已被正式列入NIH的研究路线图中[4]，成为现在和将来医学研究、发展的新潮流。转化医学除了需要整合基础科学作为学术支持外，还需要整合社会科学、政治科学及经济学等，制定出符合现实社会需求的合理政策、制度，并寻求到在取得同等临床疗效的前提下最经济的诊断和治疗手段, 从而优化医护及预防措施，服务于人类健康[12]，缩小基础科学研究与临床实践之间的差距，致力于改善人类健康[13]。

1.2 病理生理学综合各医学学科，基础与临床双向贯通，预防诊疗为目标

病理生理学是从机体功能代谢的角度，以患病机体为研究对象，研究疾病的发生发展机制的学科。既是一门与基础医学多学科密切相关的综合学科，又是一门与临床医学各学科密切相关的桥梁课程。它的发展历史是同人类对疾病本质的认识过程密切联系的，是随着整个医学实践的需要逐渐发展起来的。因此，病理生理学是基于基础医学等各学科交叉融合而形成，又通过病理过程及系统整合临床各科疾病机制，指导疾病的预防及诊疗。

1.3 转化医学指导病理生理学教学，实现基础研究与临床应用融合，形成转化病理生理学

医学生在前期基础医学课程的学习中，已经具备了一些医学理论知识，通过教师指导或自行查阅科学研究提供的新知识，能够指导学生从基础理论中找到研究思路，针对性解决临床问题；学生对于研究转化形成的新产品应用于临床的了解，指导学生循证临床的不足与需求，从可行的视角提出新的临床课题，在基础学科中找到理论支持，见图1 理论依据。

2 教学策略

我国大部分医学院校本科师生比低，理论授课班学生人数至少48～75人。授课形式单一，基础联系临床、科研联系应用不够，学生开放性思维、解决问题的能力以及应用知识能力的培养亟待改善。鉴于此，我团队经多年实践，形成转化病理生理学教学模式，见图1教学策略。

2.1 理论教学改革，加强与基础学科间的交叉渗透，促进基础向临床的转化

病理生理学与基础各学科间联系紧密。理论教学改革经典PBL(Problem-based Learning)流程，以小组讨论为主要形式，小组集体评分为主要评价方式，不但使PBL应用于临床病例学习，而且也用于基础知识、科研案例的学习，尤其是采用大班PBL教学。回顾并寻找基础医学课程的相关知识点，加强病理生理学与其他基础学科间的交叉渗透，并通过网络、书籍等工具寻找临床相关知识点及科研案例，将各基础学科知识点与临床现象紧密相扣，以达成基础向临床转化的教学目标，见图1教学策略。教学流程如下：

将学生随机分成6～8人1组，以2学时为单位，分课前、课堂、再课堂三个阶段。课前，教师布置到“节”的内容，节以下的知识点不布置，要求：①各组找出重要知识点，围绕知识点提出4～6个问题。问题数量比是：已学基础知识、现学病理生理学知识、将学临床知识、相关科研呈1∶2∶1∶1。②查阅各种资料，经讨论、互助后解决问题。课堂，各组将提出的问题课前1天微信给教师，教师就每组提出的问题，分析是否抓住关键，准备好措施，以便课堂引导。课堂，随机选1组，再随机选其中1人主讲其组的1个问题，本组成员补充，其评分是本组每位学生的成绩(此评价方式有利于组内成员充分交流合作)；其他组学生提出问题或异议，作为个人评分(此评价方式有利于提高个人积极性)；随机再选组及该组的学生，包括已经讲过的组，主讲其组提出的1个问题(此方式有利于每组每位成员都充分理解每一个问题)；以此类推。此随机方案鼓励互通有无、充分交流，建立个人与集体发展一致性的意识。至少留出10分钟教师总结，教师从表达沟通、问题分析与推理、知识信息管理、学习意愿和态度以及团队合作五方面的表现评价，记录在册。并布置作业：各组搜寻与本次内容相关的科研及临床案例，课后讨论，再课堂时进行科研思路、方法分析，并进入下述的病例教学。

2.2 病例教学改革，加强与临床学科间的交叉渗透，促进临床向基础的转化

为了建立学生的逆向思维，即从临床现象到疾病的机制，解决理论与临床实际脱节，我们开展病例教学改革，使知识点具体化，激发学生学习兴趣，见图1教学策略。

2.2.1 病例讨论

理论知识学习结束后，再课堂时，教师课前提供病例，并要求学生以组为单位自行准备一个相关病例及分析，课堂教师应用扑克绝对随机挑选学生代表组展示，引导学生从临床各个学科的视角全面分析临床现象，并在当前学习的理论知识中找到契合点，掌握临床症状体征的机制所在。

2.2.2 病例为线索的课堂讲授

每章内容首先以情景再现的方式引入病例，教学过程中插入拆解的与理论相关的病例内容引导学生分析，教学结束时系统总结病例，将病例作为线索贯穿教学整个章节，关键知识点详细解析。要求教师拆解病例以病因学、发病学、发展、转归及防治五个环节为原则，使乏味抽象的理论文字转化为生动具体的病例。

通过不同形式的病例教学，加强了内、外、妇、儿等临床学科间的交叉渗透，使学生能依托基础学科知识，将临床现象在病理生理学科中找到理论支撑，培养学生临床思维，促进临床向基础的转化。

2.3 科研实践教学改革，加强转化医学与病理生理学的交叉渗透，促进科学发现与实践探索的相互转化

转化医学不仅需要学生具有基础科研能力，还需临床实践能力。上述的理论教学、病例教学设置，围绕培养此两项能力而展开。传统的教育模式下，病理生理学往往是二年级、三年级开课，学生仅仅见习，还没有大量接触临床课程及全面实习，此时学生对临床学科更多地停留在理论层面，甚至知之甚少。为了提高学生对理论的深入理解及实践能力，开展了将科研融入实践教学的改革，见图1理论依据、教学策略。

2.3.1 科研文献学习

每章课前，教师提供参考资料或网址、或特定关键词，布置学生查阅文献、了解相关知识点研究动态。课堂上依托已有基础理论，引导学生针对现学知识提出疑问并找到思路、找到问题答案。并通过当前研究转化的新产品、新方法，引导学生针对现有临床不足与问题找到临床课题，如《缺氧》理论学习时，以新冠机制为关键词，查阅研究动态，对新冠导致缺氧的病因学、发病学、发展、转归及防治进行梳理。通过该教学活动，促进学生在理论上解决疑问，理解临床现象(症状体征)及诊疗机制，并理解科研需解决的关键问题及解决方案。

2.3.2 设计性实验

在实验教学中减少了基础性、验证性实验的比例，增加培养科研创新能力的综合设计性实验。例如在《缺氧》实验中综合了治疗环节，课前要求学生以小组为单位，通过文献查阅和小组讨论设计出《缺氧及治疗》的实验方案，包括实验材料、实验步骤、观察指标，尤其是治疗方案要求学生根据所学药理知识及文献自行设计。课堂上缺氧动物模型的复制依据教材展开，观察各项指标(包括小组自行设计的指标)，并联系所学的生理、病理生理学等理论知识分析指标变化的机制；同时应用学生自行设计的解救方案，观察救治效果及指标，并分析解救机制。课后实验报告书写增加了联系临床病例(如新冠肺炎)讨论临床缺氧患者可能采用的救治措施，以及自行设计的实验与实验指导不同之处的利弊、原理。

通过实践教学改革，将现学知识进行对比，促进学生以批判性思维探讨可能需要完善的知识点，找出实验各个环节中的不足。不仅促进了学科内容之间的融会贯通，理论知识的理解巩固，而且将实验内容联系到科研和临床中，有利于学生理论联系实践，培养学生的应用和创新能力。

2.3.3 学生助教制度

由于融入了转化医学的内容，致使文献资料查阅、理解，学生讨论时间增多，教师不一定有充足的时间与精力，因此引入了高年级学生助教制。对上一学年修过病理生理学课程的学生通过自愿申请、选拔、培训后，聘为助教，召集引导本级学生开展理论、病例、实验课前、后讨论；与教师随时交流召集、引导、评价、鼓励策略。此制度不但给不同年级学生的交流提供了平台，又培养了学生组织协调能力。

3 培养目标

3.1 基础研究与临床应用贯通思维的培养

通过理论教学结合病例教学、科研学习结合设计性实验，引导学生提出与病理生理学知识点相关问题，研究解决问题的理论依据，以及研究前沿，培养科研思维；真实病例的反复接触及动物实验设计、验证，促进对疾病现象及机制深入理解，以培养临床判断力；经同一知识点在基础与临床学科的不断切入，培养学生在基础学科、科学研究、临床学科间的贯通思维，助力早科研、早临床，见图1培养目标。

3.2 全方位的能力培养

在教学活动中，采用多样化的教学形式：问题教学、病例教学、研究文献学习、设计性实验、教师引导、学生助教、同学互助，以及全面的评价体系：个性评价结合整体评价、过程性评价结合总结性评价。不但有利于信息管理能力的培养，更有利于表达沟通、团结合作、组织协调能力培养，从而实现全方位能力培养的目标，见图1培养目标。

4 教学效果

实施本教学模式后，近两级临床医学专业学生(2016级、2017级)较之前两级(2013级、2014级)学生上课注意力集中，课堂气氛活跃，提出的问题涉及基础医学知识外，涉及诊断学和临床学科的知识增多；实验课参与度高，难度最高的《急性动物操作训练》成功率由50%～83%提高到67%～100%。学生理论、实验课平均成绩提高；学生通过教学评价体系对教师评价平均分值提高(表1)。

表1 近两级学生分别与前两级学生成绩及对教师评价比较

5 总结

转化医学与病理生理学都有基于多学科发挥桥梁作用的特点，连接基础研究与临床应用，因此转化医学指导病理生理学的教学目标和流程，实现多学科深度融合是顺理成章的。

本教学策略基本教学流程包括三个阶段：首先，从理论切入，分别延展到临床病例、科研案例；其次，通过搜集分析临床病例、科研案例逆向回顾理论知识；最后，应用验证性实验对临床病例及相应理论予以模拟、应用设计性实验对科研案例及相应理论予以研究，以达到培养学生贯通思维、临床思维，尤其是开放性科研思维的教学目标。

本教学策略采用的主要方式是：全程应用学生展示结合教师讲授，以发现学生问题所在及发挥传统讲授优势为目的。学生展示建立在组讨论、资料查阅、学生助教课下指导、教师课堂引导的基础上，以培养学生的资料搜集、分析整理能力。

学生展示选组选成员及评价体系采用绝对随机、小组集体评分原则，以达到组内深度探讨分析的目的，培养学生交流表达、团队协作能力。

通过近两级的学生全面实施应用，显示理论、实验成绩均显著提高，学生对教师的测评也明显提升，提示该教学模式有利于学生早临床、早科研，实现学术、能力共培养的目标，促进医学教育创新发展。

6 建议

大部分医学专业课程，尤其是二年级、三年级开设的课程都有与病理生理学类似的特点，均可根据本教学策略微调应用，形成学科特点的转化医学教学模式。

本教学模式因涉及课前文献搜集，理论与实验课前、后讨论，对教师及学生的时间要求较多，可减少传统课时，增加讨论课时以提高讨论效率。