以“学”为中心的课程设计在医学实验教学中的探索与应用

李冬菊，张亚东，李 艳，胡 樱，严钰锋，马淑兰

（复旦大学国家级基础医学实验教学示范中心，上海 200032）

0 引言

功能学科实验是医学基础阶段重要的实验课程之一，通过多器官系统的综合性实验，实现生理学、病理生理学、药理学3 门学科相关知识点的彼此衔接和融会贯通，使学生对机体功能变化形成完整认识，对训练医学生基本操作技能，强化知识综合运用，培养科学思维与创新能力极为有利［1］。但在传统的强调以“教”为中心的教学模式下，学生的能力并未得到相应的培养［2］，因此，改变传统以“教”为中心的教学方法，探索以“学”为中心的教学改革，尊重学生的学习主体性，提供多样化的学习经验，搭建良好的学习环境，学生通过自主和协作学习，成为知识意义的建构者［3-4］。本研究探讨以“学”为中心的理念引入实验教学后，与传统教学方法相比，对学生学习主动性和实践能力的影响。

1 对象与方法

1.1 课程对象

课程名称为功能学科综合实验，为医学生必修课，每周5 学时，共16 周，16 周的授课内容安排如下：第1周为绪论。第2、3 周为手术操作训练，第4～14 周（中间有假期休息1 周）为10 次综合性实验。第15 周为手术操作复习，第16 周为操作考试，教学方式为面授。成绩评定10 次综合性实验的实验报告评分，占50%，操作考试成绩占50%，作为课程最终成绩。

1.2 研究对象

本项目研究对象为所有参加该课程学习的医学生，包括临床医学八年制，临床医学五年制，基础医学专业和预防与法医专业的所有医学生，共计495 名学生，18 个平行班级。其中1 个班采用以“学”为中心教学方法，其余班级采用传统教学方法作为对照。

1.3 教学内容与教学环境

为配合课堂教学，利用超星学习通创建课程学习平台（简称“平台”），该平台按照教学进度，完成网上建课，对课程进行课前、课中、课后3 阶段设计。课前包括两部分内容，①实验背景知识PPT 及测试题；②本次实验的手术操作视频。课中为教师上课的PPT，为本次实验的主要内容。课后延伸包括课后反思、讨论区、PBL区以及作业区等多种形式。此平台对所有学生和教师开放，可以自由使用，因此传统教学方法与以学为中心教学方法的师生对此平台有同等的使用权，此外，两种教学方法使用的教材和教学内容也完全一致。

1.4 教学活动实施

在平台的支撑下，课程教学包括课前自学，课堂集中学习，以及课后拓展延伸3 部分。

1.4.1 课前自学

在课程开始前，学生可以通过平台上提供的PPT自学实验背景知识，在自学完成后，从题库中随机抽取5 道题目，进行自我测试，作对4 道及以上为通过自学测试，即可进入自学内容的第2 部分——观看手术操作视频，学生可以无限次的、反复观看本次课程将用到的手术操作。该平台对传统教学方法以及以“学”为中心教学方法的学生同等开放使用，学习情况不计入成绩，由学生自主完成，因而“课前自学”可以反馈学生自主学习情况。

1.4.2 课堂学习

传统教学组的课堂教学活动一般分为3 步走，①课堂讲授和手术操作视频观看；②学生实践操作环节；③教师讲评和总结。以“学”为中心的教学活动则根据不同的实验进行相应调整，多种教学方法交叉使用。课堂讲授完成后，增加随堂测试环节，测试结果即时反馈，教师即刻讲解。思考—同伴—分享（Think-Pair-Share）［5］方法用于手术操作视频观看环节。在学生实践操作完成后的实验结果分析阶段，采用同伴教学法（Peer Instruction）［6］，在实验讨论环节采用拼图式合作学习法（Jigsaw Method）［7］。

1.4.3 课后延伸

课后反思是在每次实验课结束后，在平台的课后反思区针对学生思考的盲点或可能的误区，提出1～2个问题，启发学生思考，帮助学生拓展提高，课后反思，为学生自学行为。实验报告撰写也是课后的重要延伸，传统教学组的课后延伸主要是实验报告撰写，以“学”为中心教学组除了实验报告外，结合实验内容和课堂情况酌情使用讨论区、PBL 区以及作业区等多种形式。课堂上或者作业中一些公共问题，发布在讨论区供学生讨论，纠正认识。PBL 区则主要用于小组成员间的课后交流与讨论，作业区则主要用于师生一对一交流。

1.5 教学效果评价

1.5.1 自主学习能力评价

本课程改革重点之一是为学生提供自学平台。通过课程网站建设，学生在平台的支撑下，完成部分知识点的自学。以学生登录平台次数（10 分），知识点学习与测试（20 分）以及视频观看进度（40 分）3 项为观察指标，计算的综合得分（满分70 分）为自主学习得分情况。自学平台为非强制性学习，该综合得分在课程设计时，会自动生成。学生不知道该得分的存在，也不与学生成绩挂钩，因此该综合得分可以客观地反映学生自主学习的主动性以及学习情况。

1.5.2 问卷调查自评

课程结束后，就课堂实际操作情况对学生进行问卷调查。问卷为自行设计，采用问卷星无记名电子问卷发放495 份，共计回收有效问卷408 份，问卷完成率为82.42%。

1.6 数据分析

描述性数据由问卷星或平台自行生成。数据统计由SPSS 24 统计软件进行，两组间比较采用T检验，多组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 调查结果及分析

2.1 问卷回收情况

表1 所示为研究对象与问卷回收的基本情况，其中学生总人数为修读该课程的学生人数，所有修读学生均被同步邀请为平台学生，因此平台上学生人数即为修读该课程的人数。问卷发放对象为所有修读学生，根据学生自愿原则，完成并提交，总回收率为82.24%，其中以“学”为中心的教学组问卷回收率为100%，而传统教学方法中的基础医学专业问卷回收率亦为100%，明显高于其他专业的传统教学方法组。

2.2 教学模式以及不同专业对自主学习的影响

临床医学五年制与预防与法医专业分别采用以“学”为中心教学和传统教学两种教学方法，尽管专业不同，但以“学”为中心教学组的自主学习得分，均明显高于传统教学组（P＜0.001，P＜0.001，见图1）。进一步分析发现，在传统教学模式下，不同专业学生的自主学习得分也存在差异，基础医学专业学生其自主学习得分均值为52.02，明显高于其他专业（P＜0.001），而其他专业间则无明显区别（见图2）。

图1 不同教学方法对学生自主学习得分的影响

图2 传统教学模式下各专业学生自主学习得分情况

2.3 不同教学模式及专业学生的平台使用情况

通过任务点完成情况了解学生对平台的使用情况。本平台任务点共计40 个，其中手术操作视频任务点30 个，背景知识PPT任务点10 个。以任务点完成数量为“0”做为平台“未使用”的监测指标，观察学生对平台的使用情况。其中以“学”为中心的教学方法下，平台使用率为100%，此外传统教学法中的基础医学专业的平台使用率也为100%，均明显高于传统教学模式下的其他专业（见表2）。

表2 不同教学方法不同专业学生超星学习通平台使用情况

2.4 教学模式以及不同专业的学生课程实践情况

根据课程安排，截至本次调查为止，学生在课程学习过程中合理使用实验动物家兔的数量为7 只。通过比较不同教学方法下不同专业学生家兔使用情况，可以客观反映学生实验完成情况及实际学习情况。由表3 所示可见，采用以“学”为中心教学的临床医学五年制以及预防与法医专业，合理使用家兔的学生比例均高于同专业采用传统教学法的学生（80.00%与51.63%；90.91%与63.04%）。在传统教学模式下，基础医学专业学生合理使用家兔的比例最高，为69.70%。临床医学五年制比例最低，仅51.63%的学生做到了合理使用家兔。对额外使用家兔的原因进行分析，麻醉造成的意外死亡是主要原因，占所有意外事件（230）的52.17%，其次是错误操作，占33.91%，操作不熟练导致的占13.91%。其中，以“学”为中心教学模式下，操作不熟练或者操作错误为0（见表4）。

表3 不同教学方法不同专业学生家兔使用情况

表4 不同教学方法不同专业学生实验家兔出现意外的情况

3 讨论

以“学”为中心教学设计的理论基础是构建主义学习理论［8］和人本主义学习理论［9］，强调知识的获得不是靠传授来的，而是通过学习情景对学习内容进行意义构建而来的。强调学习的主体是有头脑、有情感的活生生的人，而不是被动的、任人摆布灌输的对象，学习的本质是学习的主体对意义的主动构建。因此，创设一个优化的学习环境，以支撑学生对知识的构建是实施以“学”为中心教学改革的重点［10］。本课程利用超星学习通创建网上学习平台，对课程进行课前、课中、课后3 阶段设计，该平台作为支撑学生知识构建的主要措施，对所有选课学生开放，学生对平台的使用不纳入课程考核和计分系统，因此该平台使用情况可以客观地反映学生自主学习的情况。分析平台使用情况可见，以“学”为中心教学方法的学生，平台使用率和自主学习得分均高于同专业传统教学法的学生。

同时在以“学”为中心理念的指导下，学习活动更多的是以学生为主体进行的，课前自主学习完成知识储备，缩短了传统的课堂讲授时间，随堂测试的即时反馈、思考—同伴—分享的操作视频观看与回顾、以及同伴教学法和拼图教学法多种教学方法交叉使用，使学生由以往的接受知识填灌的“容器”，变成了课堂知识的构建者和传播者，在实际课堂学习中表现为错误操作少，以有效主动操作为主；当实验偏离预定目标时，能利用所学知识分析原因，解决问题，这些可以客观地表现为规范合理的使用实验动物。以“学”为中心教学法的学生合理使用动物比率（87.50%）明显高于传统教学法（56.91%）。

有趣的是，传统教学模式的基础医学专业学生，其自主学习得分明显高于其他传统教学模式的学生；对平台使用率也达到100%，在实验动物正确使用上也优于其他传统教学模式的学生。究其原因可能与班级规模有关，基础医学专业在本校招生规模远远低于其他专业，本届学生33 人为1 个班，而其他专业，例如临床医学八年制、五年制一届学生各分为2 个班，班级人数均大于70 人。因此，在学习过程中基础医学班级规模明显小于其他专业，研究表明，班级规模与学生的学习积极性存在显著的联系［11-12］，班级规模扩大会影响学生的学习表现和学习效果［13-14］，这也解释了在本课程学习过程中，同样的传统教学模式下，基础医学专业学生其自主学习得分和平台使用均高于其他专业。为进一步探究班级规模对学习的影响，将本课程临床医学五年制8 个自然班自主学习得分进行比较，其中自主学习得分最高的班级其班级规模最小，相似的结果也在临床医学八年制中得到验证（见表5）。

表5 传统教学模式下临床医学五年制自然班级自主学习情况

4 结语

以“学”为中心的教学模式颠覆了以往的学习模式，这对学生和教师均是挑战，教师必须转换角色，由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构知识的帮助者、促进者，成为学习情境的创设者。学生只带脑子来上课是远远不够的，要带着问题、思考甚至解决方案。课堂不再是教师的“一言堂”，而是学生教师协作会话交流场所，学生的学习也不仅仅局限于课堂，而是拓展到课前并延伸到课后的全程学习。以“学”为中心的实验课的课程设计与实践，取得了良好的教学效果，今后将进一步优化，以期进一步提高教学水平，惠及更多的学生。