SPOC在研究生实验技能训练中的应用价值及构建

王 莹，陈 晨，陆晓庆，严 斌，谢海峰,4△

(1南京医科大学附属口腔医院牙体牙髓科，南京 210029；2南京医科大学附属口腔医院教学办公室；3南京医科大学附属口腔医院口腔正畸科；4南京医科大学附属口腔医院口腔修复科；△通讯作者)

高校研究生的培养中，专业必修、选修课程学习和课题研究是两个重要的阶段。专业课程学习的目的是为了使研究生按照培养计划系统地掌握科研阶段共性的基础理论知识，培养学生树立科研思维，了解学科发展动态，为后续的课题研究奠定基础。在理论课程的学习中，我们考虑到学生后续研究领域的不同并且课程设置时间有限，因此设置较多通识课程。课程设置以共性和基础性内容为主，无法太过专业化或深入[1]。科研团队是高校中从事科学研究、科研人员和研究生培养的基本单元。科研团队的研究内容通常集中于某个方向或具体领域并对该领域有深入的研究和独特的科研经验或资源优势，对某些相关的实验技能有较高要求，这一特点对基础积累深厚，长时间专注研究同一领域的团队来说尤为突出。我国当前的研究生科研培养采用导师制的教学模式，这决定了一个研究生的科研训练和实验内容通常局限在导师所关注的特定研究方向[2]。此时，仅依靠研究生在入学阶段专业必修和选修课程的学习不能对已明确科研方向的研究生展开针对性教学，很难完成实际安排的具体实验任务。而新入学的研究生通常在研究初期需要一段时间进行摸索，导致科研进展在初始阶段相对缓慢。因此如何促使研究生快速掌握科研团队所需的实验技能，培养学生严谨的科研思维，成为导师培养研究生新生所必然面临的问题。

多媒体手段早已在高校普及，以此为硬件基础，线上教学在高校教学中得到大范围推广和前所未有的发展，并与其他教学手段结合，一定程度上拓宽了研究生教学的手段[3]。小规模限制性在线课程(small private online course，SPOC)是针对特定群体的小规模限制性在线课程[4]，由加州大学伯克利分校的Armando Fox教授在大规模开放在线课程(massive open online course，MOOC)的基础上提出，是一种结合了传统课堂教学和在线教学的混合学习模式。SPOC教学模式在我国最初多应用于基础教育或本科等教学任务中。随着这种教学模式的推广及其优势的凸显，逐渐被应用到包括医学临床工作在内的各行各业人才培养的建设中[5,6]。SPOC教学模式主要有以下特点[7,8]：①针对性，SPOC教学要求学习者有一定的专业知识背景；②小规模，参与学习的人数相对MOOC有大幅缩小，SPOC教学区别于常规通识课程的授课，是对特定知识背景下小部分学习群体的提升性或探索性教学，具有一定深度和层次；③私密性，SPOC教学限制了学习者的参与条件。学习者须通过申请或相关考核，并可能支付一定的费用；④灵活性，SPOC授课方式灵活多样，以多媒体技术及新型科技手段为主，不受时间和空间的限制。

因此，我们设想将SPOC教学课程应用到高校科研团队研究生科研技能的训练与传承中，有效整合高校科研资源。对于团队内部而言，大量专门和独有的科研技术和经验积累得以传承；对整个科研大环境，研究生乃至科研团队可拥有更广阔、自由的交流和学习平台，全面提高高校科研进程。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象及实验内容

我们选取江苏省口腔疾病研究重点实验室未从事过牙体粘接相关实验研究的40名研究生，随机分为2组，即对照组与研究组。研究内容为：检测树脂与牙本质粘接后微拉伸断裂模式的分析。对照组研究生自行设计实验步骤，完成实验内容并对结果进行分析；研究组研究生通过SPOC教学课程学习相关实验内容后，再自行设计实验并完成。教师记录2组研究生完成实验所用的时间。

1.2 分组及研究方法

对照组：研究生通过查阅相关文献资料或网上资源总结实验步骤，猜想预期实验结果，完成实验，并记录所用时间。需要注意的是，对照组研究生在完成实验过程中不得向实验室其他有牙体粘接实验经验的研究者求助。

研究组：研究生首先通过SPOC教学课程学习牙体粘接相关实验内容后，再查阅资料或网上资源总结实验步骤，完成实验。研究组研究生进行SPOC教学课程学习的时间也计入完成实验所用的时间中。除了SPOC教学课程外，研究生在完成实验过程中不得向实验室其他有牙体粘接实验经验的研究者求助。

教师要求两组研究生在14天内以最快速度完成实验设计到结果分析，学生每日进行实验的时间为6 h。教师记录最终完成实验所用的时间，并对实验过程及结果进行评分。评分内容包括：离体牙的选择、试件的预处理、试件制备参数、相关仪器的选择和使用参数设置、实验结果的统计分析5个项目(合计50分)。每项内容根据研究生完成的情况评为优秀(10分)、良好(8分)、合格(6分)、较差(4分)、失败或操作错误(0分)。实验完成后，教师对2组学生进行不记名的问卷调查。学生通过问卷星平台链接答题。教师发放调查问卷40份，回收有效问卷40份，有效回收率为100%。学生根据各自实验过程的实际情况进行填答，问卷内容见附录。实验完成度的评分标准采用百分制，其中实验过程评分占50%，实验所需时间占50%，按从小到大排序。最快的8名研究生给予50分，顺次8名研究生得分分别为40分、30分、20分，最后8名学生(包括未完成实验的学生)得分10分。每位研究生均由3名有相关实验经验的教师评分，并取均值。

1.3 统计分析

教师记录对照组和研究组完成实验所用的时间，并对其进行打分，计算各组研究生得分的均值、标准差，采用SPSS 21.0软件(IBM SPSS Inc，美国)进行统计分析，组间比较采用单因素方差分析，显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 评分结果

教师对两组研究生实验结果的完成度进行打分。结果显示(表1)，研究组(即系统学习SPOC教学课程中牙体粘接相关内容后开始实验)实验的完成度即总分明显高于对照组。

表1 对照组和研究组的评分情况 (分)

2.2 问卷结果

根据调查结果，60%的研究生对SPOC教学模式有一定了解；有87.5%的研究生认为自己所在的科研团队存在更擅长的科研技术，而所有被调查的研究生中，90%的研究生表示对科研过程中遇到的困难都是通过查阅文献资料、网上资源，或者向课题组其他学生求助，但是有95%的研究生无法通过网络或文献检索获取对实验细节的指导。在研究组中，95%的研究生表示SPOC课程对后续的实验有帮助。值得注意的是，所有接受调查的研究生中，90%的研究生认为从事本研究团队以往未涉猎的研究内容时存在难度。同时，92.5%的研究生认为自己在科研实践中总结出的经验无法在期刊文章或网络中展示。因此，我们非常有必要为这些隐性科研资源创造一个载体，加以传承利用。欣慰的是，97.5%的研究生愿意通过科研交流平台为其他科研团队的研究者提供技术指导，而所有被调查的研究生也愿意利用科研交流平台获取相关领域科研团队的指导。这些需求的表达正与SPOC的优势和宗旨契合。

3 SPOC实验技能训练平台的构建设想

SPOC教学模式限制在特定的群体中，只提供有限数量的名额，针对高校科研团队内部、科研团队之间或高校之间。用户通过申请流程，正式注册。SPOC模式下科研学习平台的构建可以充分利用当前已成熟应用的中国大学MOOC(慕课)、超星尔雅等学习平台，也可以利用电子图书馆、网页或微信等平台构建。通过多种方式存储实现有权限的共享，即SPOC，将最大程度利用科研资源，避免资源丢失，推动科研人才培养。因此，我们设想构建一种科研技能交流平台，针对科研团队内部科研技术的传承及高校科研团队之间的交流，其基本构建思路如图1。

研究人员通过将科研团队内部积累的科研技术以教学课程的方式记录并上传至平台，对研究生开展有针对性的教学和训练，让其尽快进入研究者的角色开展研究项目。课程内容不限于实验操作，可包括团队组建初期的背景、发展过程、经验成果等。已上传至平台的资源可以根据其核心或关键程度分类，分为：免费资源，即基础科研技术，可直接获取，或仅供团队内部学习的科研资源；可置换资源，即访问者通过提供上传者同等水平的科研资源，双方互换；付费资源，即需付费方可获取的科研资源。平台用户登录注册后需经过认证，明确高校科研工作者的身份。注册用户既可是上传者，上传本团队的科研技术资源供团队内部交流学习，或经过审核后供其他研究者学习交流；也可为访问者，根据资源类型要求获取其他团队科研技术资源。平台需通过付费授权、使用承诺、引用声明等多种学术监督机制，借鉴多种法律法规保障科研人员知识产权。

图1 构建SPOC模式下科研学习平台的基本思路

4 讨论

由于笔者所在的课题组长期从事牙体粘接相关的实验研究，所以研究对象选择的是本课题组以外未曾进行过牙体粘接实验的研究生。SPOC教学课程为本课题组有经验的研究生根据自身经验以及实验中遇到的困难，梳理并总结出的一系列教学课程，作为本课题组研究新生开始实验研究初期的学习课程使用，以便新手快速掌握课题组常用实验技术和技巧，有利于科研技术在课题组内部的传承与发展。然而，大部分科研团队并没有对团队内相关研究技术加以记录保存，因此研究生通常需要花费一段时间来摸索实验技术。此外由于研究人员的流动，许多科研技术都会随之消失，不能得到完整的传承、记录及保存。许多信息资源利用度很低，甚至丢失[9]。事实上，常用的文献检索、科研会议等方式更重视科研结果的展示，并不利于科研过程的重复。我们通过SPOC教学模式实现团队内部资源整合，利用团队已有的实验条件，定期开展SPOC课程，积极交流相关的科研技术并记录，不仅可以使隐性知识显性化并加以传承，而且可以拓宽科研思维，推动科研创新性、持续性发展。团队中经验丰富的研究生可用多媒体手段将相关科研经验以教学课程的方式记录，供团队成员快速掌握科研技术，使本团队技术资源小范围内推广。因此基于高校科研团队的SPOC教学课程建设，更重视科研过程的交流，重视创造本身，更利于解决研究者实际研究中遇到的问题，利用先进的多媒体工具，将研究人员在实践过程中总结的经验体会记录、综合整理。除此之外，有学者提到高校研究生毕业论文开题报告会、中期汇报和答辩会、研讨会等都是重要的科研资源[10]，也可以纳入SPOC教学课程中。通过学习SPOC课程，初学者可以避免在实验过程中走弯路，可以更好更快地掌握实践要领。而这种模式下的教学主体不再只有教师，团队中的科研人员包括研究生都可以成为教学主体，研究者的科研经验教训都可以成为教学内容。此外，鼓励研究生积极参与课程授课，不仅可以提高授课效率，而且能够提高研究生自主学习的意识，调动科研积极性，增强学生科研思维逻辑，提升学生的综合素质。

然而，科研技术资源一般属于高校内部的教育资源，这些教育资源是推动社会科技进步的巨大动力。但是我国东西部地理位置的差异，高校科研水平参差不齐，综合院校和专科院校的科研重心存在偏差[11]。这就需要高校的教育资源不仅要面向本校科研工作者，更要面向其他高校研究团队。此外，科研技术的传承往往局限在团队内部或高校内部，高校科研团队科研信息缺乏共享，团队间缺乏沟通，研究者们在研究过程中遇到的困难超出组内以往的研究内容时，局限于团队内部的探讨往往很难彻底解决问题。而封闭式的研究容易陷入科研困境，固步自封、进入固化研究，影响科研质量，最终还需要研究者花费大量的时间，不断的试验来解决困难，造成科研工作周期长，易重叠。SPOC模式下科研学习课程增强高校团队间的沟通，包括科研人员之间、科研工作者与学生之间的沟通，对于已有解决方案的科研技术，通过相关科研课程的学习，减少科研精力的浪费，让更多地科研人才对准难以突破的科研壁垒，加快科研速度并提高科研质量。

随着互联网的快速发展，各大高校积极引入先进的教学设备，大力开展教学改革与实践，探索并开发不同的教学模式，效果显著[12,13]。近年来，线上教育充分凸显优势。这提醒我们未来针对研究生科研技术学习的SPOC线上课程建设也非常重要。其中涉及科研技术资源的上传、审核、管理、运行，需要大量人力、物力、资金支持[14]，需要高校积极配合，建立共享观念[15]，达到有权限的共建共享，推动高校合作、团队合作，促进多学科交叉研究，推动科研交流甚至帮扶，具有远期价值，为各大高校科研团队的长期发展提供积极的动力。但不可否认的是，这种半开放存取的交流平台的建设仍存在很大的挑战，而且随着科研工作的不断发展，必然会出现新的问题。这将会给未来的科研计划提出新的要求和挑战。