基础医学开放创新实验教学探索与构建

李俊 张亚楠 刘尚明 高成江 邹永新

[摘 要] 随着国家和社会对于医学创新人才的需求日益增加，医学实验教学作为培养医学生实践能力和批判思维的主要途径越来越受到重视，但从根本上来说，实验作为理论课程的辅助与补充的观点没有根本扭转，因此，基础医学实验教学改革势在必行。基础医学开放创新实验教学以学生为主体，通过设置基础技能与验证性实验、综合性实验、设计性和创新性实验等阶梯实验，为学生提供自主化、个性化、阶段化、分级化的实验指导，通过教学设置动态化、实验项目分级化、教学管理信息化、考核形式立体化等方式，满足以知识、能力、素质为导向的医学创新人才个性化培养。

[关键词] 基础医学;实验教学;创新人才培养;实验资源共享

[基金项目] 2020年度山东大学实验室建设与管理研究项目重大项目“‘卓越-拔尖’医学人才开放创新实验教学体系的构建”（sy20201401）;2021年度山东大学齐鲁医学特色本科教育教学研究项目“‘健康中国’战略下复合型医学拔尖创新人才培养体系的研究”（qlyxjy-202101）;2021年度山东大学教育教学综合改革项目“新医科背景下的生物医学科学复合型创新拔尖人才培养体系探究”（2021Z06）

[作者简介] 李 俊（1993—），女，山东菏泽人，硕士，山东大学齐鲁医学院基础医学院助理实验师，主要从事基础医学实验教学研究;张亚楠（1993—），女，山东烟台人，硕士，山东大学齐鲁医学院基础医学院助理实验师，主要从事基础医学实验教学研究;邹永新（1980—），男，山东济南人，博士，山东大学齐鲁医学院基础医学院副院长，副教授，博士生导师（通信作者），主要从事基础医学课程建设和专业人才培养研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）03-0089-04 [收稿日期] 2021-09-16

培养具有创新能力和科研思维的高素质医学创新人才，是实现“健康中国”目标、满足人民全方位全周期健康服务需求的重要保障。“打好基础，储备长远”，基础医学实验教学作为整个医学科学实践教育的核心和基石，在医学拔尖创新人才培养中发挥着重要作用。而传统的基础医学实验教学体系以讲授式教学LBL为主，教学方案设计保守，教学安排管理“齐步走”，只能满足大众化实验技能教学，在医学人才科学精神、创新能力、批判性思维培养等方面存在明显缺陷[1]。

基础医学开放创新实验教学是以学生为主体，通过设置分级阶梯式实验项目和实验资源的动态开放，实现基础医学拔尖创新人才培养的教学体系。开放式教学在学生的能力培养、实验师资队伍的建设、实验室的发展等方面具有明显的优越性。目前国内缺乏针对基础医学开放创新实验教学的标准化、系统化指导方案，本文从实验主体、实验设置、实验资源、制度安排、政策保障、环境营造等方面出发，探索基础医学开放创新实验教学体系构建，为各医学院校整合教育资源、提高实验教学质量、培养高素质医学创新人才提供参考。

一、基础医学实验教学体系现状

近年来，随着高校创新教育改革的深入，医学实验教学作为培养医学生实践能力和批判思维的主要途径越来越受到重视，但从根本上来说，实验作为理论课程的辅助与补充的观点没有根本扭转。这造成医学实验课在内容上依附于理论课，实验以验证、补充理论为主;教学模式上以教师为课堂主体，“填鸭式”教学为主;学时设置上“亦步亦趋”，先理论后实验，无理论不实验。随着教育教学改革的探索，以翻转课堂为代表的新型教学手段在理论课堂逐渐开展，在学生知识、能力、素质培养方面得到了良好的教学效果。然而，实验教学改革囿于实验资源协调的复杂性，相较于理论课程，其改革更加困难，在教学手段、教学方法、教学内容设置上更加落后，无法实现其对学生创新思维与创新能力培养的初衷。

（一）实验教学模式落后，内容陈旧，实验教学仅作为理论课的补充

目前，基础医学实验教学作为理论课的辅助与补充，内容设置上以基本技能实验、验证性实验为主，重灌输、轻启发[2]。学生需掌握实验原理，牢记注意事项，严格按照实验步骤进行实验，并被动接受实验结果。这导致以训练和培养学生创新能力为目的的實验教学过程，所有实验条件甚至实验结果皆为“已知”。虽然基础验证性实验能够帮助学生理解理论课的基本概念和原理，却无法使学生学会独立思考、解决实验中的实际问题，更无法启发学生产生批判性思维、获得创新能力。此外，基于单一理论课程开设的实验，难以引导学生融会贯通，厘清各课程间的关联，获得跨学科认知。

（二）评价体系不合理，考核形式化、记忆化

传统的基础医学实验教学评价主要包括平时成绩（实验预习情况及实验报告撰写等）和期末测试（实验原理笔试及实验技能操作等）。学生往往平时实验报告直接誊抄书本，或者互相抄袭，期末死记硬背基本实验原理、方法。这种教学评价模式实际上是理论课程评价的延伸，考核方式趋于形式化、记忆化，无法有针对性地评价学生的实践效果，更不能激励学生全身心投入实验，不能促使其独立思考、探索新知识。

（三）实验资源利用率低，实验室开放程度有待提高

传统基础医学实验教学是一个时间、空间、内容上“大一统”的封闭体系，往往以行政班级为单位，根据理论课程进度，在特定时间地点设课，所有学生只能按照教学安排进行特定实验课程，无法实现以人为本的个性化教学。同时，齐步走的安排方式使实验资源分配缺乏整体优化，统一调配性差，教学实验室面临“旺季”与“淡季”交替的大、小学期现象。旺季实验资源紧张，人均实验仪器数低下，学生动手机会少，实验学习效果不佳;淡季实验室、实验仪器大量闲置，实验教师、技术人员工作量不达标，造成实验资源的极大浪费。

（四）实验教辅人员专业知识缺乏，综合素质需要加强

由于基础医学实验教学改革进展困难，实验项目更新缓慢，实验技术人员长期从事单一、重复的实验仪器准备工作，创新能力和创新意识不足，很难参与到创新型综合实验项目建设中来[3]。另外，学院往往对于实验教辅人员的培养重视程度不足，且实验技术人员本身的专业理论知识缺乏，很难推动深层次、高要求、综合性的实验科研项目进展。

二、基础医学开放创新实验教学体系的构建

基础医学开放创新实验教学通过设置时空和内容开放、分级阶梯式实验项目及学科交叉融合等方式，全面向师生开放，为其进行科研实践活动提供最大限度的支持。开放创新实验教学作为培养学生实践能力、创新能力、科学精神的载体，促进个性化、自主化、分级化教学，实现学生知识、能力、素质的全面发展。以下将从实验资源开放、实验教学分级化、实验室管理信息化、政策保障等方面，探讨基础医学开放创新实验教学体系的构建。

（一）实现实验资源的最大开放和最优配置

基础医学开放创新实验教学的开放包括时间、空间、内容、理念的开放[4]。开放实验教学以学生为中心，统筹规划不同学科、不同专业的实验资源，实现集中管理、协调使用、资源共享，极大地提高了实验室整体效能[5]。它时空上打破了原有的教学安排限制，提高了实验室的使用率;实验资源上统筹协调各相关院系仪器设备，避免重复采购，实现资源整合共享;内容上打破专业壁垒，广泛吸取各相关学科、专业的研究前沿，实现学科交流和融会贯通。

在开放创新实验教学中，学生可以不受年级、专业和时空的限制，以自身能力和需求为基础自主参与实验，独立解决实验中出现的问题，分析实验结果，培养科研思维、迁移运用能力和创新能力。开放创新实验教学以问题为导向，以需求为牵引，给学生提供了宽松、自由的创新实践环境与空间。

（二）实施实验教学的阶段化、分级化设置

以实验教学项目为单位，设置涵盖基础技能实验、验证性实验、综合性实验、设计性和创新性实验的阶梯式分级开放实验教学项目[6]。通过虚拟仿真实验、慕课、实验操作微课及各类线上学习平台等信息化手段，线上线下结合，为学生提供自主化、个性化、阶段化、分级化的实验指导。

1.基础技能与验证性实验（必选）：类似于传统的实验教学项目，适用于初步接触专业基础课程的学生。学生通过观看线上实验微课视频、进行虚拟仿真实验等多种新型信息化学习手段[7]，结合实验大纲或指导书等传统纸质材料，学习基础实验的原理、步骤和方法，并在教师的指导下通过实际动手操作完成实验。学生通过基础技能实验，掌握医学实验的基本技能操作和仪器使用;通过验证性实验，深刻理解理论知识。

2.综合性实验（限选）：适用于已先修了专业课程、具备理论知识基础的学生。由教师布置实验任务，以解决涵盖多种实验方法和理论知识的科学问题为目标，学生以实验小组为单位，明确组内分工，完成相关资料收集，在教师引导下进行多学科实验内容整合，优化综合实验方案，完成实验并进行结果讨论与分析。学生通过综合性实验获得团队协作能力、知识整合能力、独立思考能力，并初步了解医学实验的基本思路。

3.设计性和创新性实验（选修）：属于高阶能力提升实验，适用于理论基础深厚、实验技能操作熟练且有科研创新兴趣和能力的学生，不限定年级。由科研导师指定课题研究方向，学生查阅相关文献，了解当前研究的背景、前沿与局限，设计技术路线与实施方案，制定完善的实验步骤，完成可行性评估，合理预测实验结果，形成科学、规范的实验规划书。在学生进行设计创新实验前，必须由科研导师及实验管理人员对其实验设计的合理性、实验内容的安全性等进行全面审核评估。整个实验围绕科研课题进行探索，结果未知，整个过程由学生主导，学生自主设计、参与实验的全过程，并分析实验结果，完成论文写作与答辩，教师辅以必要的启发和引导。通过设计创新实验，激发学生的科研志趣，培养学生的科研思维和自主创新能力，实现个性化培养。

（三）建设信息化教学管理系统，推进开放实验室管理优化

运用信息化教学管理系统，协调开放创新实验教学在教学安排等方面的不确定性，提高整体管理水平，是建设基础医学开放实验教学体系、实现高效多学科协同配合和实验资源最优配置的有力保障[8]。该系统主要包括信息化资源系统与信息化管理系统。

1.信息化资源系统：包括实验室设备信息、教学资源、专职教师教研信息等模块。设备信息模块包含实验室概况和设备的基本信息如仪器设备的使用信息、日常维护信息和设备资产信息，及实验室管理规章制度、各仪器设备的使用说明、使用范围、使用步骤、注意事项等;教学资源模块包含教学大纲讲义与题库、教学课件与微课视频、实验项目介绍、虚拟仿真教学项目等;专职教师教研信息包含实验专职教师信息及教学研究与改革的最新动态信息等。

2.信息化管理系统：包括实验室使用管理和实验过程管理。使用管理模块设置实验课程指纹门禁和考勤、实验室远程视频监控、实验室预约管理、仪器使用管理和课程耗材管理;过程管理模块包括学生实验申请、规划书提交、实验记录、实验报告、实验整体安排及运行状况、实验答辩与考核等整个学生实验过程的全部环节。

（四）健全考核评价体系，实现考核方式多样化

设置与实验项目相协调的立体化考核评价方式。如对于综合性及设计创新性实验，考核形式包括且不限于学生自评、小组互评、提交实验报告、课题答辩、创新竞赛等方式，考核内容包括且不限于实验技能掌握、实验过程控制、实验问题解决、实验结果分析等方面，并由实验教师或科研导师对学生的实验学习情况进行总体评价[9]。立体化考核可以更客观地评价学生在实验过程中的投入和获得，评价其实践能力、创新能力、团队协作能力、表达能力的培养所得，实现对其知识、能力和素质的多方面评价。

（五）建立培訓提升机制和激励示范机制，加强教师队伍建设

构建基础理论扎实、实验技能高超、创新能力强且富有责任心的稳定的实验教师队伍，是开放创新实验教学的必要要求。设立专职实验教师或科研导师，鼓励具有专业背景、科研能力和创新能力的年轻教师担任专职实验教师，并将其实验教学成果作为职级晋升、职称评定、年终奖励、交流培训等多个方面的重要依据。提高实验技术人员综合素质，“定岗定编、竞争上岗”，对实验技术人员定期开展交流培训，鼓励技术人员“走出去”;鼓励技术人员积极参与创新实验教学项目，对学生实验学习进行更深层次的支持与引导。实验教师和技术人员考核不再以单纯课时工作量为准，而是以绩效为依托，建立以能力、质量、贡献、实效为导向的分类评价体系，通过对教师教学投入、产出测评、实验技术人员服务对象满意度测评等，对其实验教学成果进行整体评价。建立教师和技术人员培训提升机制和激励示范机制是提升实验教学体系整体效能、激发师生的创新激情与活力的重要手段。

基礎医学开放式实验教学以学生知识、能力、素质得到最大发展为目标;以实验主体、实验资源、实验内容、实验评价等动态开放为基础;以技能实验、验证性实验、综合性实验、创新性实验等“阶梯式”实验教学体系为重点;以个性化、分级化、自主化、兴趣化素质培养为特色，提升了实验教学体系的整体效能，激发了学生、教师、实验技术人员的创新激情与活力，满足新时期以创新性实验思维和胜任力为目标的医学生培养要求。

参考文献

[1]王梦，刘应杰，谌茜，等.开放式创新实验教学，培养大学生科研思维[J].教育现代化，2019，6（85）：238-240+258.

[2]张媛媛，孟庆玲，庞刚，等.求发展促创新，构建基础医学实验教学新体系[J].基础医学教学，2018，20（10）：876-879.

[3]汤佳立，周正平，张奉国，等.开放实验教学体系完善与教学辅助队伍建设的探索与实践[J].科技与创新，2021（10）：144-146.

[4]王国英，葛振英，白慧玲，等.开放式实验教学培养大学生创新能力的实践[J].基础医学教育，2016，18（12）：1003-1007.

[5]吴遵秋，龙月蓉，孙见飞，等.高校开放实验室完全开放模式的探讨[J].实验室科学，2018，21（4）：188-191.

[6]勾红叶，蒲黔辉，李小珍，等.土木工程专业实验教学改革与探讨[J].高等建筑教育，2020，29（1）：133-139.

[7]孙红，赵琪，杨秀红，等.基础医学实验教学改革的探索与实践[J].中国高等医学教育，2017（10）：67-68.

[8]任媛媛，孙晓明，苏超，等.分子医学开放性实验教学管理体系的探索[J].教育现代化，2019，6（104）：171-174+177.

[9]葛亚明，李军.实验教学内容体系化及分级化教学模式研究[J].实验室研究与探索，2019，38（1）：179-182.

Exploration and Construction of Open and Innovative Experiment Teaching in Basic Medical Sciences

LI Jun， ZHANG Ya-nan， LIU Shang-ming， GAO Cheng-jiang， ZOU Yong-xin

（School of Basic Medical Sciences， Cheeloo College of Medicine， Shandong University， Jinan， Shandong 250012， China）

Abstract： With the increasing demand of the country and society for medical innovative talents， medical experiment teaching， as the main way to cultivate medical students’ practical ability and critical thinking， has received more and more attention. However， the view of regarding experiments as the auxiliary and supplement of theoretical courses has not been fundamentally changed. Therefore， the reform of basic medical experiment teaching is imperative. The open and innovative basic medicine experiment teaching takes students as the main body， and provides students with independent， individualized， staged and hierarchical experiment guidance by setting up basic skills and confirmatory experiments， comprehensive experiments， design and innovative experiments and other step-by-step experiments. Through dynamic teaching settings， hierarchical experiment projects， informatization of teaching management， and three-dimensional assessment methods， it can satisfy the personalized training of medical innovative talents oriented by knowledge， ability， and quality.

Key words： basic medical sciences; experiment teaching; innovative talent training; experiment resource sharing