OBE理念下学术型研究生医学分子生物学教学改革

闫 萍，李美宁，弓 韬，张 栋，解 军，郭 睿 (山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室， 太原 030001； 通讯作者)

2020年9月，教育部、国家发展改革委和财政部联合发布《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》，明确指出研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命，是国家发展和社会进步的重要基石[1]。在新时期建设“健康中国”的战略背景下，医药卫生领域急需适应社会需求、德才兼备并具有创新能力的高素质复合型医药卫生专业人才。这也对医学研究生的教学提出了更高要求。医药卫生专业人才不仅要有雄厚的基础理论知识，也需要有敏锐的科研创新意识，既要能够将临床医疗实践中遇到的问题转化为科研课题，又要具备开展科研工作的创新思维和能力。这些是揭示疾病发病机制、开展疾病的预防和诊疗必备的人才基础。

医学研究生是高素质医药卫生专业人才的主要源泉。研究生教学质量的提高，与时俱进地推进教学课程建设，是创新型高素质人才培养的有力支撑。现阶段，传统填鸭式课堂讲授教学模式已不能满足新时期对高素质复合型人才培养的需求，因此教育教学模式的改革势在必行。

分子生物学是从分子水平揭示生命现象及其规律的科学，是生命科学领域最具活力、发展最为迅速的一门学科。随着新世纪的到来，新知识和新技术飞跃式发展，分子生物学的学科知识已经渗透到医学领域各个环节，在医学科学研究和疾病诊断、治疗及预防的应用日渐广泛和深入。产出导向教育(outcome-based education，OBE)是以提高教育教学过程后的学习产出(learning outcomes)为目标来反向设计和组织教学的一种教学理念，是现阶段全球教育改革的主流理念，在我国也获得了广泛重视和应用[2]。基于OBE理念，在我校2019级、2020级的学术型硕士研究生医学分子生物学课程教学中，我们组织实施了系列的教学改革探索。

我们以培养学生科研素养和创新意识为产出导向，在课前深入分析学情，将教学内容进行优化重构，充分利用网络优质教学资源和虚拟仿真实验平台，引导学生自主学习课程的基本理论知识，并通过线上便捷的沟通渠道开展个性化答疑解惑。与此同时，在学生掌握基本知识的基础之上，我们着重培养学生对理论知识的实际应用能力。首先，教师根据学生各自的学术专业及研究方向，将其分组组成基础医学、预防医学、临床医学等多个合作学习小组。其次，教师通过探究和讨论方式，将学术专业、研究方向与分子生物学学科知识融合，促使学生完成初步的科研课题构思工作。在此期间，导师和任课教师进行了全程的指导和把关。最后，教师采用翻转课堂方式，择优进行课堂的展示汇报，开展师生之间的相互评价和反馈，完善学生的课题设计。这些教学工作为下一阶段学生课题的实施工作奠定了坚实的分子生物学学科基础。探究式合作学习新型教学模式获得了师生的一致好评。本文现将其中取得的教学改革经验和体会加以阐述，以期为医学学术型研究生的教学改革提供新的思路。

1 优化重构教学内容

教学内容是实现教学目标的实质载体，是影响教学产出的关键环节[3]。我校招收的学术型硕士研究生的来源和专业背景差异较大，本科阶段其所学的分子生物学学科内容缺乏统一性，且所学内容的深度亦不同。医学分子生物学涵盖内容广泛，前沿进展日新月异。为了更好搭建医学分子生物学教学的知识框架体系，我们首先以“奠定基础”“联系应用”和“开拓视野”确立了三个对应的教学模块[4]，精细挑选教学内容。

1.1 “奠定基础”：学科基础理论与技术

以教材为本，我们选取四个板块：绪论、分子生物学基本原理(基因与基因组、基因表达与调控)、分子生物学常用技术(生物大分子的提取与鉴定、PCR技术、印迹技术与分子杂交、基因工程、基因芯片、生物大分子的相互作用)和基因结构与功能分析的基本策略(组学技术、结构解析技术、表达分析策略和生物学功能鉴定技术)，作为教学核心内容，以达到奠定基础理论知识和培养科研素养的基本目标。

1.2 “联系应用”：实验操作与课题设计

分子生物学技术是开展生命科学研究的核心工具，开展分子生物学研究必须做到与科研实际工作的密切联系，方可达到学以致用。在第一模块基础之上，此模块采用结合网络虚拟仿真实验和实体实验的方式，强化学生对理论知识的理解和应用。一方面，教师结合学生的学术专业和研究方向，开展专业文献资料的研读，以小组为单位利用分子生物学的常用技术和基本分析策略，帮助学生开展初步的科研课题构思与设计；另一方面，在实验操作中具体分析、内化和应用分子生物学的基本知识，实现知行合一。经过“奠定基础”和“联系应用”两个模块的教学，逐步建立学生以分子生物学视角和科研思维来进行思考、分析学术课题的素养，培养学生以DNA→RNA→蛋白质为研究脉络的分子生物学科研理念，力争实现学生能够独立完成可行性课题方案的设计。

1.3 “开拓视野”：学科前沿理论和技术

分子生物学学科是最为活跃的学科之一，相关新理论、新技术层出不穷。我们重点选取CRISPR/Cas9技术、单分子测序技术、phase separation等前沿理论和技术，作为课堂文献研读和讨论的内容，实行分组学习，并在线下课堂开展分享和总结，开拓学生视野。同时，我们利用信息平台开展动态更新，推送医学相关分子生物学最新进展资讯，督促学生利用课余闲暇时间开展自主学习、与时俱进，进一步培养学生的科研思维和创新意识。

2 创新教学方法

传统课堂讲授式教学是以教为中心，注重的是理论知识的传输。如前所述，我校学术型研究生专业背景和知识结构差异性大，传统填鸭式课堂讲授模式无法满足学生个性化教学和科研能力培养的需求，科研创新更是无从谈起。艾德加·戴尔的学习金字塔理论认为，学生以听讲的被动方式学习，学习效率是最低的，而通过转教别人和立即应用等主动学习方式，其学习效率可高达90%[5-7]。故基于我校学术性研究生的实际情况，借助互联网信息技术、中国大学慕课等优质网络课程教学资源，我们推行线上结合线下课堂的混合教学模式，而且在线下课堂又融合了不同教学方式(包括讲授法、提问法、分组讨论法、任务驱动小组和课堂展示等)，实现了学生的被动学习向主动学习的转变。在课程学习过程中，我们注重提升学生的文献检索、阅读和分析能力，培养其课题实验设计、团队合作和沟通交流等与科研工作息息相关的多种能力，厚植其科研素养和创新意识[8-10]。

在具体授课环节，我们首先通过问卷调查、发放基础知识前测试题等方式进行学情分析。根据学情分析结果，教师兼顾学生的个性化，在不同的教学内容上采取了不同教学方式。一方面，在全部学生已熟悉的蛋白质结构、DNA结构、DNA生物合成等基本知识上，教师在后续教学中不再赘述。另一方面，在部分同学掌握而部分学生不熟悉的内容，如细胞信号转导、基因表达调控、常用的分子生物学技术，教师采取课前推送优质网络课程链接(如慕课)，让学生根据自身情况进行查缺补漏和个体化学习，通过随堂测验方式来获悉学生对知识的掌握情况，分析个性问题和共性问题。随后，个性问题通过网络线上平台进行辅导，而共性问题则在课堂上进行集中的精准解惑，同时引导学生通过思维导图开展总结和强化，形成牢固的知识框架。这样既避免了基础知识扎实学生的被动重复学习，又能满足基础较差学生对理论知识的重新获取。此外，在大多同学接触较少、不甚了解的内容包括组学、结构功能分析策略等，我们采用线下课堂教学方式进行系统讲授，然后发布任务，按学生的学术专业进行分组合作，驱使其运用所学分子生物学学科理论，在文献查阅的基础上初步完成课题构想。同时，整个教学过程中任课教师和导师给予了全程的实时指导。最后，各小组在课堂进行集中展示，同学和教师进行互动提问、讨论，总体提升学生运用知识、锤炼科研设计的能力。此外，对于最新的学科前沿进展部分，我们通过微信群和学习通平台定期推送和更新，开展线上讨论、分享，督促学生开展自主学习，培植学生的科研思维和创新能力。

3 强化综合实验教学

医学分子生物学的实验教学是深入领悟分子生物学理论知识和进一步培养学生科研能力的重要组成部分[11]。鉴于教学学时和经费的限制，教学改革前，我校学术型研究生医学分子生物学实验教学仅有30学时,主要涉及蛋白质提取及定量、SDS-PAGE电泳及转移电泳、质粒DNA提取、PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳鉴定。这些蛋白和核酸的实验是两部分相对独立的内容，有统一的实验教材指导整个操作。虽然教师通过这些实验课使得学生对蛋白质和DNA的常规分子生物学操作有了清晰的认识，但是如何在具体科研工作中运用实验技术及开展课题设计、建构系统研究策略方面的帮助仍是有限的。

为了提高学生灵活运用分子生物学理论知识去解决工作中的实际问题，以及紧跟科学研究前沿、培养学生的科研创新能力，我们采取了分子生物学综合实验模式开展教学改革探索，在具体教学工作中，融入本教研室教师的科研课题，如SRPK2基因表达及功能研究。实验课前，教师预先发布课题给学生，引导和帮助学生制定课题的研究方案和实验流程。实验课中，教师利用本教研室已建立的实体平台，开展蛋白和核酸相关的基本分子生物学实验操作，如电泳、PCR和Western印迹等基本分子生物学实验操作，使学生熟悉实验步骤和学会分析结果；对暂不具备教学操作条件的CRISPR/Cas实验，包括质粒构建、细胞转染、敲除鉴定及功能分析等，采取利用南京农业大学等院校搭建的国家级分子生物学虚拟仿真实验教学互动平台(http://bio.njau.edu.cn/)进行模拟操作的方式，在模拟实验过程中进一步帮助学生理解CRISPR/Cas技术的原理，引导学生领悟和拓展其在医学研究中的应用[12-14]。采取虚拟仿真实验既解决了经费不足，又突破了传统实验教学的局限性，通过虚实结合、教研相长的实验教学，为学生提供了一种全方位、多样化的学习体验。但是由于目前尚未与相关学校建立合作平台，故这部分结果未能实现学生成绩的计量导入。下一阶段，我们希望通过加强校校合作来实现及时监测学生的虚拟实验进程，以精准指导学生的实验问题，强化综合实验教学，锻炼了学生在课题设计中实验选择与操作、结果分析和报告撰写等与科研工作息息相关的能力。

4 创建多元化教学考核

教学考核是对学生学习成果的检验，也是反馈教学质量的重要手段，能够有效促进教学反思和提高人才培养质量[15]。在研究生教学中，我们秉承提升科研素养和创新能力的OBE理念，结合临床科研转化的实际需求，在考核中加大了过程性考核比例，实施理论考核和实验考核两部分并重(各占50%)，而且均增加了过程性评价的权重。其中，理论考核的最终成绩是由过程性考核成绩和期末考试成绩组成，各占60%和40%来核定。

过程性考核成绩是由出勤(占10%)、线上学习作业(占30%)、课题设计(占30%)和课堂表现(占30%)四部分组成。线上学习作业包括学生对知识结构的梳理、课堂学习方法总结、知识横纵向比较、结合专业实际应用的文献综述等，以促进学生自学能力和终身学习能力的提高。课题设计和课堂表现由自我测评、组内测评打分、组间测评、导师和任课教师测评四部分构成。课堂表现以小组为单位进行测评，主要锻炼学生的沟通表达、团队协作和逻辑思维能力。

期末考试采用闭卷考试。我们从题库中筛选试题，每年补充20%的题量，以增加科学前沿进展和实验技术的相关题目，并且试题中知识的综合应用和分析解决实际问题的能力考查不低于30%。同时，我们也优化和改进实验考核方法。鉴于研究生培养的目标是建设“健康中国”的适应现代化建设的高素质医科研究生，我们对学生科研意识的积极性、能动性和创新性的养成做出了更高要求。实验成绩包括平时成绩、实验设计、实验报告和期末实验总结汇报四方面。其中，平时成绩(占比30%)包括学生考勤、实验操作、课前预习和卫生值日情况；综合实验设计(占比20%)包括实验项目的选择和实验流程的安排及虚拟仿真实验的结果展示；实验报告(占比20%)包括实验报告的书写，体现学生对实验原理和实验操作的理解与掌握，更关注学生对实验结果和进一步改良实验内容的分析；期末实验总结汇报(占比30%)，以小组为单位进行，主要考查学生对各项实验技术的掌握和应用，既体现学生的自主学习和总结归纳能力，也能增强学生交流沟通、团队协作能力的培养。我们通过多元化的全方位教学考核，监督学生整个学习过程，使学生养成积极思考和分析讨论问题的习惯，有效内化知识，科研思维、实验操作和创新能力得以逐步养成、提高和完善。

医学分子生物学研究生课程教学改革首次在2018级研究生班试行。经过三轮教学反思和迭代，根据学生反馈优选教学内容，我们打造线上线下融合的教学模式得到师生好评。经过学习结束后的调查问卷，大部分学生反映线上线下融合的学习方式保证了个体化发展，促进了科研思维和课题设计等各项技能的锻炼，尤其是分析问题与解决问题的能力较之前有很大提高。通过三年的教学改革实践，医学分子生物学教学模式充分激发了学生的学习兴趣，为学生提供了广阔的学习空间，解决了理论知识与科研实践脱离的问题。课题设计及翻转课堂展示讨论、虚拟仿真实验结合实体实验等活动增强了教师与同学的沟通交流，提高了学生科研综合能力，成功实现了教学相长。

综上所述，OBE理念下的线上线下融合的研究生课程建设，有助于培养具有科研创新能力的新时代医学研究人才，提升学生的科研素养、自主学习与创新能力，从而更好地适应全球卫生形势与未来发展趋势，满足社会对医学人才的极大需求。