整合思维训练混合式教学在生物化学与分子生物学课程中的运用

秦 琼 王雅梅 杨晓梅 刘 华 孔 璐

(首都医科大学基础医学院,北京 100069)

基于单一角度、单一学科的诊疗难以取得良好的治疗效果,对患者及其家庭、社会造成了严重的危害,消耗了大量的医保资源。良好的诊疗效果、不过度消耗挤兑医疗资源,要求医疗工作者、健康管理者具备全面的临床整合思维。科学的临床决策首先源于正确的临床思维,在此过程中将理性的抽象思维和临床诊疗问题结合[1]。临床思维能力是临床医生实施优化诊疗的最重要的基本功,是鉴别医疗决策水平高低的关键。因此,临床思维与决策能力是医学教育的重要组成部分。对疾病认识和判断,不仅需要从纵向角度进行思辨,而且还需要从横向角度来分析综合,从多学科角度出发往往比从单一学科出发更安全、更科学。

在高等医学教育中,由于受传统的学科为中心课程模式影响,学生的系统知识框架构建不够完整,普遍缺乏时间与空间辩证思维,缺乏器官系统整体概念,不能把一个器官的结构与机能、病理与生理、局部与整体统一联系起来。比如,不能有效地将器官和生化与分子生物学、组织、生理、解剖、药理等知识内容相互联系进行有机结合与相互渗透。由于不能将抽象的知识形象化,对疾病的认识和理解不够深入[2-3]。同时,由于缺乏人文医学与生命医学的结合,容易造成医患之间缺乏彼此信赖和应有的人文关怀。如果在基础医学课程学习的初始阶段就养成不正确的思维方式,等进入临床实习阶段再想改变其难度将会增大。“早临床、多临床、反复临床”的理念不应该在进入临床实习时才开始,而应该把这个理念前移至基础医学课程的学习中,这样不但可以改变基础学科如生物化学、分子生物学知识等抽象枯燥的弊端,还能有效提高学生的兴趣、提高学科知识的整合能力。医学生只有在基础医学课程的学习中联系疾病、联系临床,才能将繁杂多样的分子和细胞各种特征、规律,与病症、体征、检查指标相关联,这样才能掌控疾病的发展规律和趋势,抓住疾病的本质[4]。

混合式教学是当前高等院校尤其医科大学教学改革的重要方向,疫情的发生,客观上促进了线上线下混合式教学的广泛实施。混合式教学将传统教学与课堂外教学进行优势互补,在发挥教师监控、引导教学过程的同时,混合PBL、TBL、CBL 等方法,辅以网络资源共享、网络课堂、网络讨论等方式,多角度、多层面有效地实现教学方法的整合和优化[5]。医学生物化学与分子生物学是高等医学各专业重要的基础课之一,从微观分子生平认识和解释生命现象,涉及面广、知识点多且抽象复杂,交叉融入了多门学科的理论和技术[6]。

同时,由于教学与科研结合紧密,课程相关内容研究进展更新快速、微观分子反应抽象难懂,严重影响学习效果。因此,基于整合思维训练的混合式教学更适合于生物化学与分子生物学的课程教育。

我们作为一线医学教育的教师,先后在此两门课程授课过程中,进行了基于整合思维的混合式课程的初步实践和探索。

1 基于整合思维训练的混合式教学方法在医学生物化学课程中的实践

本课题组在2016 年11 月针对某医科大学二年级的五年制临床专业学生生物化学课程授课中,通过自愿报名募集了的28 位同学,进行生物化学相关章节知识点编制了3 个思维训练课题(表1)。要求3 人/组,共9 组,每个课题由3 个小组完成;每组选出小组长,负责组织讨论、汇总,进行小组讨论,每个人画自己的思维导图经邮箱发给教师,教师在通过邮件逐一详细点评。经过第二次、第三次各小组PPT 展示、讨论、汇总,分享各小组学习的方法、过程、效果等心得体会。

表1 基于整合思维训练的案例及对应课程和章节

为了评估训练效果,在生物化学期末考试结束后,比较了参与思维训练的学生与大班级的平均分,训练小组成员平均79.74±8.08 分,高于大班级共623 位学生75.16±12.08 的平均分(P＜0.05)。同时,针对同年级5 个班级共76 位学生(包括全体28 位参加思维训练的学生)进行了调查问卷。与传统的课堂集中授课的方法相比,2017 年参与问卷的大二临床专业学生中,有73.68%的学生不知道PBL 是什么,其中52.63%的同学表示没有听说过。此结果提示以问题为基础的教学在医学高等院校教育中需要进一步普及和推广。令人欣喜的是,参与训练的学生100%表示有意愿参加下一次整合性思维训练。90.79%的同学认为:对于尚未进入临床的同学,在基础学习阶段有必要进行病例讨论式教学。对于病例讨论的频率,95.65%的同学支持1～3周进行一次病例讨论,这两个调研结果进一步支持了本文开始的相关研究结论。91.3%的同学认为思维导图帮助很大,能帮助在复杂繁多的知识点中理清思路。在研究过程中我们也很关注学生们的团队合作能力、学习积极性的培养,96.15%的学生对本次训练组员的积极性表示满意,96.15%对思维训练中的学术氛围满意;73.18%的学生对团队合作表示满意,84.62%对此次训练完成微观、宏观思维转换和整合表示满意,认为混合式教学方法有助于培养良好的临床思维能力;96.16%的学生认为自己的自主学习能力得到了提高,84.62%的学生认为此次活动锻炼了自己的批判性思维。因为一些其他课程及个人原因,全部参加3 次小组讨论的占比73.08%,2 位同学只参加了1 次小组讨论,5 位同学参加了2 次。这一定程度影响学生整体对团队精神的评价。此次调研还设置了问题对自己和教师的表现进行评价,对自己的表现度打分平均分为7 分,教师9.04 分(10 分制)。可以看出来,学生在适应和调整新的混合式教学方法,对自己的表现有较高的期望值。

2 基于整合思维训练的混合式教学方法在医学分子生物学课程中的实践

医学分子生物学作为医学院校重点基础主干课程之一,是现代医学的前沿热门学科。近年来,分子生物学的快速发展,与遗传学、细胞生物学、组织病理学等学科整合极为广泛,但普遍存在教材内容陈旧、抽象的特点,学生普遍反映比生物化学更难理解和记忆。本校大部分专业的分子生物学学时仅有18 学时,在短时间内完成庞大的知识点讲解更加大了教师的教学难度[7]。因此,我们亦通过整合式案例学习进行整合思维训练,积极探索分子生物学教学中进行知识整合的可行性。我们于2019 年4-5 月募集了2018级临床医学(包括儿科学、精神病学)及药学专业的63 名学生,依据分子生物学的授课内容和知识点,设计了3 个整合式案例(表1),实施基于整合思维训练的混合式教学。

为了研究来自不同传统授课大班中的学生学习的主动性和自我管理、自我组织协调能力,与生物化学整合式思维训练不同,本实践通过募集成员和建立整合式案例小组学习,由教师根据专业平衡后随机分组并指定小组组长,基本所有学习主要由小组长全程负责,包括组织课后学习小组进行学习讨论方式,对思维导图内容进行分析和细化,团队协作学习。教师主要通过微信群发布视频课件等学习资料和任务、进行答疑辅导,鼓励学生绘制思维导图,只参与最后一次线下全体小组的讲演总结。通过学生互评、教师点评、问卷调查等方式对小组学习效果进行评估,总结经验与不足,学生的期末考试成绩也作为一项评估指标。训练结束后,49 人参加了问卷调研,其中8 位为只参加传统授课未参与训练的学生。结果显示,期末考试小组平均成绩为76.7±11.76 分,全体上课学生共582 人的平均分为(72.1±10.09)(P＜0.05)。学生对于此次训练最大收获反馈结果显示,收获依次为知识整合能力(75.61%)、自主学习能力(73.17%)、团队合作(63.41%)、文 献 筛 选(53.66%)、总结 能 力(43.9%)、学习方法更新(31.71%)、提出问题的能力(29.27%)、语言表达(26.83%)。对于自己的表现评分平均为3.44,小组成员为4.02 分,教师为4.63 分(5 分制)。90.24%的同学表示今后依然积极参与此类混合式教学的学习和训练。反馈问卷提示,参加训练的学生中,只参加一次小组讨论的占比 43.9%,参加 2 次的占比31.71%,参加3 次的占比19.51%。对于参与率有些令人失望的同时,也有一些惊喜:有2 位同学(占比4.88%)在教师安排的3 次讨论之外再次组织了小组讨论。在最后一次小组讲演中,很多同学积极分享了整合式训练的心得体会,并评比出最受欢迎的思维导图、最优讲演小组等奖项,对医学人文的讨论也非常深刻而全面,使得沉闷枯燥的分子生物学变成积极活跃、优质高效的学习过程。甚至有同学非常高兴分享了自己在学习“基因编辑婴儿的是与非”中如何整合生物化学、分子生物学、遗传学、免疫学、细胞生物学等学科知识的详细探索过程,做出了良好的示范作用。

3 追踪回访2016 年生物化学课程整合思维训练的效果

2019 年10 月份,在2015 级五年临床学生完成生物化学整合思维训练3 年之后,对已经进入临床实习的学生进行问卷回访,当年参与的28人中25 人回访成功。在收回的19 份有效问卷中,100%的学生认为3 年前的整合思维训练对自己进入临床学习有帮助,94.74%认为思维训练帮助提高了自己分析和解决临床问题的能力,94.74%认为训练提高了自己利用课本、网络解决临床实践问题的能力;78.95%认为自己具备良好的解决临床问题的能力,15.79%认为自己具备优秀的解决临床问题的能力;84.21%认为自己具备将基础医学理论知识与现实的临床诊疗情景相关联的能力;100%赞成整合式思维训练的教学方法,该学习方法能激起求知欲,自主学习能力、知识整合能力得到提高。为了从这些进入临床的学生在进入临床后回顾分析校本部基础医学学习过程中的建议意见,我们也设计了相关问题:问卷结果提示,在基础医学授课存在的主要问题中,获票数最高的问题是学习过程缺乏有效指导(84.21%),其次是教学重点不突出(42.11%)、教学方法不得当(42.11%)、信息化环境支持不足(36.84%)、课程评价方式不合理(26.32%)、教学目标不明确(15.79%)。

对于目前基础医学科目授课教师有哪些不足之处的调研,结果显示:缺少归纳总结(46.94%),知识点的临床应用讲解不足(44.9%),缺乏生动的事例(40.82%),重点不突出(38.78%),缺乏临床实践背景、不能进行基础-临床知识整合(26.53%)。对于授课方式的选择,倾向于选择的分子生物学授课方式为大课教师讲解为主,部分课堂辅以案例式小组学习(占77.55%);课堂以案例式小组学习为主,辅以教师授课、讲解(占12.25%)。由此可见约90%的学生对整合式思维训练、早临床、多临床具有强烈的需求。

4 讨论

通过基于整合思维训练的混合式教学在生物化学与分子生物学教学中的初步探索,证实了关注微观分子水平的生物化学与分子生物学课程完全可以、也非常有必要实施整合思维训练,低年级的学生渴望在基础医学学习过程中通过案例学习等形式早临床、多临床、反复临床。在此过程中实现以学生为中心、教师引导下的学生深度学习、协作和交流,活跃了传统课堂,提高了学生学习兴趣、自主学习的能力、知识整合能力、文献查阅能力,也培养团队精神、人文精神,对医学教学效果产生了重大的影响。

在整合式教学实施的过程中,多种因素可以影响整合思维训练的质量[8]。在间隔3 年的生物化学和分子生物学两次整合思维训练中,教师的教学能力、引导监督,一定程度影响学生的参与度。在分子生物学混合式教学中,教师刻意减少出现的频率,试图依靠学生进行自我组织和管理。由于缺少面对面与教师的交流,有的学生无人督促下更容易放弃努力。在实施混合式教学的过程中,教师和学生面对面引导讨论比网络微信群等更有效。教师的干预和指导下学生之间团队协作是混合式学习实施的保障之一[9]。教师团队在基本知识架构基础上,设计案例时应避免因学科内容过分精细造成知识点分散,帮助学生进行跨学科、多领域引导,建立系统的医学知识及整合思维体系,使学生在基础学习阶段就形成良好、正确的思维方法,并贯穿于医学实践的始终。在此过程中,教师应关注学生的差异,在教学设计上要尊重和兼顾个体差异,给予不同的评价形式,应以形成性评价为主,辅以终结性评价的手段来考察即时或阶段性学习效果。同时,混合式学习的有效性与具体的学习主题有关,编写有趣、源于实践性的整合式案例,是激发学生自主学习、提高整合思维的重要因素。

总而言之,通过整合式案例的编写、训练的实施,初步构建了以整合、创新能力为主旨的教学内容,也为培养卓越医生积累更优化的教学素材和实践经验,锻炼了教师队伍。基于整合思维训练的混合式教学,通过线上线下多种资源和学习方式的整合很多都能取得良好的教学效果。虽然混合式教学是高校教学的发展趋势,但是在学校层面整体推进混合式教学模式改革的高校还不多。基于整合思维的混合式教学的推广和实践,更多地依赖于顶层设计、培训体系、质量监控与信息反馈机制、激励体系和服务体系等支持[10],也需要高校一线教师在内涵理解和价值认识上提高。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明秦琼:提出研究思路,设计研究方案,采集和分析数据,撰写论文;王雅梅、杨晓梅、刘华:进行教学实践及调研,分析数据,修改论文并审阅;孔璐:撰写论文,分析数据,总体把关,审订论文