基于学生视角的教学设计推进病理生理学课程教与学共鸣

陈小湧,谭红梅,2△

(1中山大学中山医学院病理生理学教研室, 广州 510080; 2中山大学医学院病理生理学教研室; △通讯作者)

病理生理学是医学教育的核心基础课程之一,作为重要纽带紧密联系基础学科和临床学科,旨在揭示疾病的本质,阐明疾病发生发展过程机体功能与代谢改变规律及其发生机制,为疾病的预防、诊断、治疗等提供坚实的基础。但由于其逻辑性强、内容抽象等,学生普遍反映枯燥、难懂[1,2],教与学不能有效共鸣,严重影响教学质量。

从学生角度出发是教育的主要理念之一[3],也是教学设计应该遵循的重要原则。立足于学生视角,反向设计教学,是提升病理生理学课程教学效果的重要手段,更是实现教与学共鸣的根本路径。

1 制约病理生理学课程教与学共鸣的主要因素

病理生理学是医学生从医学基础课程跨入临床课程的桥梁,更是临床学科的根基,通过揭示疾病的本质,为临床疾病的预防、诊断、治疗等奠定基础[4]。也正是由于病理生理学课程的地位及其性质,容易造成教与学存在差距。

1.1 涉及学科多

一方面,病理生理学的学习需要生理学、解剖学、组织学、免疫学、微生物学、生物化学等大量医学基础学科作为支撑;另一方面,病理生理学的疾病机制及其功能和代谢的变化为疾病的预防、诊断、治疗等提供基础,与药理学、诊断学、内外妇儿等学科息息相关[5]。因此,学生学习压力大,常需要对已学基础课程进行“温故”才能“知新”。

1.2 理论性和逻辑性强

病理生理学要求学生能透过各种疾病的表象看到疾病的本质,同时由本质(发病机制)可以推导机体功能和代谢的变化,由机体功能和代谢的变化可以推导可能的临床表现,环环相扣、错综复杂[5,6]。因此,学生学习难度大,常出现“顾此失彼”的现象。

1.3 知识繁杂、内容抽象

病理生理学注重疾病发生发展过程中的共同规律,涉及缺氧、发热、休克等基本病理生理过程,也涵盖各器官系统病理生理学,如心功能不全、肝功能不全、肾功能不全等;知识点多,且相互联系[7];同时聚焦于疾病背后的本质,抽象不具体[2,8],缺乏形态学课程可视、可感等特点,容易出现不好理解或理解存在偏差等现象。

2 基于学生视角的教学设计与实践

2.1 “四位一体”教学设计理念

从学生角度出发的教学设计,我们要重视学情分析,明确对象的特点、学习需求、认知倾向以及学习能力等;并立足于学生视角,反向设计教学,实现教与学的共鸣。在病理生理学教学实践中,我们逐步形成了基于学生视角的“四位一体”教学设计理念(图1),推进病理生理学的教学共鸣,具体介绍如下。

图1 基于学生视角的“四位一体”教学设计理念

2.1.1 知识拓展 病理生理学的知识点基本是建立在生理学、生物化学等先导课程知识的基础之上。因此,很多课程内容可以从学生已掌握的知识点入手,由简入深,由“已知”拓展至“未知”;例如从正常的生理过程拓展至异常的病理状态,有效衔接,温故知新。以弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC)的发病机制为例,其发病机制涵盖了组织因子释放、血管内皮细胞损伤、血细胞大量破坏、促凝物质入血等多方面的作用机制,内容多、覆盖面广,容易导致学生对其理解不深刻、且零散不好掌握。若从学生视角的出发,我们可以紧扣DIC的本质“止、凝血功能障碍”,回归至学生已经掌握的“凝血过程”,从凝血过程推导哪些环节异常可以导致“止、凝血功能障碍”(图2):首先,从外源性、内源性凝血系统的启动环节,推导组织损伤,释放组织因子激活外源性凝血系统以及内皮血管内皮损伤,胶原暴露激活内源性凝血系统,并深入揭示其凝血、抗凝异常的机制;其次,拓展凝血过程的其他影响因素,如白细胞破坏释放组织因子,红细胞破坏激活血小板、促进凝血酶生成等如何诱发止、凝血功能障碍;最后,延伸一些特殊情况,如胰蛋白酶(急性胰腺炎)、蛇毒、羊水等促凝物质如何影响凝血过程,导致止、凝血功能障碍。我们将复杂、散乱的发病机制有机联系起来,并结合已有知识引导学生继续推导可能的机体功能代谢变化及其临床表现,犹如思维导图般地拓展知识。

图2 DIC发病机制拓展模式

2.1.2 临床融合 正如前面所讲,病理生理学是桥梁学科,基础与临床交叉融合的教学理念应贯穿始终,因此,很多课程内容可以立足于学生熟悉的临床疾病,通过临床案例的导入、临床情景的呈现等让学生对即将学习的新知识有初步的感性认识,不仅能促进基础与临床融合,更能激发学生学习的兴趣。以高钾血症为例,如果我们单纯强调“高钾血症即血钾浓度超过5.5 mmol/L”,学生不知“超过5.5”意味着什么,更体会不到高钾血症的凶险;相反,如果从学生熟悉的心律失常或心脏骤停出发,以高钾血症导致的心律失常的案例入手(图3),辅助视频资料展现患者乏力、大汗等症状以及心律失常的心电图表现等,在此基础上引入高钾血症,引导学生思考什么情况可以诊断为高钾血症,过渡至介绍“血钾浓度超过5.5 mmol/L”的概念,这时学生对“超过5.5”有一定的画面感,也能体会高钾血症凶险;随后再引导学生思考为什么会出现高钾血症,为什么会导致心律失常等,逐步过渡至高血钾症的病因及机制、对机体功能代谢的影响等内容的学习;最后,启发学生讨论可能的处理措施,提出基于病理生理学的防治原则。这样不仅能更好激发学生学习的动力,也能够更好产生共鸣。

图3 高钾血症临床融合的模式

2.1.3 生活渗透 我们常说生活是最好的老师,除了结合临床情景之外,也可以关联实际生活,利用学生的亲身经历来学习相关知识,不仅容易引起共鸣,还可达到“刻骨铭心”的理解。以发热为例,发热是每个人都经历过的一种病理生理过程,我们可以从实际生活中对发热的印象、体会等方面来切入(图4):由发热时量体温(体温升高)引入发热概念、体温升高与发热的关系等;由新冠期间体温监测引入发热病因;由日常所见发热时的最高体温或者生活中常见的水银体温计的量程来引入“热限”的概念;引导学生回忆发热过程中机体的变化,如发冷、出汗、头疼、肌肉酸痛、胃口不好等,进而揭示其发生的病理生理基础,即发热机制、时相、机体功能代谢变化等;引导学生讨论日常生活中发热时“捂汗退烧”的科学性,启发思考发热时正确处理原则,即基于病理生理学基础的发热防治原则。这种生活渗透的方式有利于通过自己的切身体会去理解知识,让学生更直观地接受新的知识,也更容易实现教与学的共鸣。

图4 发热生活渗透的模式

2.1.4 化虚为实 病理生理学内容是以疾病发病机制为核心,内容相对抽象、不具体,缺乏形态学课程可视、可感等特点,难免陷入枯燥、难懂等困境。因此,我们需要从学生的角度出发,站在他们缺乏相关知识背景的立场上,尽量将抽象的知识以形象化、可视化的形式传递给他们,而不是靠学生自己想象。信息科学技术的快速发展为病理生理学教学带来了重要的手段,可以将抽象的发病机制转变成形象的动态演变,化虚为实,实现知识的可视化。以休克的微循环机制为例(图5),我们先动态展现正常情况下微循环的构成、血液循环、物质交换等过程,明确微动脉、后微动脉、毛细管前括约肌、真毛细血管、直捷通路、动静脉短路和微静脉的各自职责;进而动态显示休克过程中机体变化及其对微循环的影响,演示缺血期、淤血期、衰竭期微循环动态变化过程,可视化展现缺血期、淤血期、衰竭期时微循环的特点和发生机制,在此基础上,拓展微循环变化带来的后果以及对机体功能代谢的影响和临床表现,不仅增加了趣味性,更是将抽象的发病机制可视化,有助于学生的接受与理解。

图5 休克微循环机制的可视化设计

2.2 基于学生视角的教学设计的实施成效

基于学生视角的教学设计容易实现教学共鸣,达到较好的教学效果。在学习病理生理过程中,学生普遍保持高涨的学习热情,课堂参与度高。学生反馈也认为病理生理学教学生动有趣、基础与临床融合紧密,并促进所学知识的融会贯通;同时在病理生理学考试取得较好成绩,处于优良水平,在主观题作答方面明显增强答题的逻辑性和完整性,尤其是在病例分析过程中,更能准确捕获病例中的关键信息,推导出疾病发生发展背后的机制,呈现思维导图形式的总结和推理过程,有效提出基于病理生理基础的防治原则,整体分析更为透彻。此外,基于学生视角的教学设计更注重学生多方位的能力培养,提高学生的综合素质,例如逐渐锻炼和培养学生的自主学习能力,促进主动学习、探索未知。正在学习病理生理学的本科生在教研室教师的指导下以脂代谢紊乱章节为基础,展开“靶向脂筏的NOX抑制剂抗动脉粥样硬化的作用及机制研究”的原创性科学研究实验设计,获得全国大学生基础医学创新研究暨实验设计论坛总决赛金奖。在国家执业医师资格考试中,病理生理学不仅是基础医学综合考试科目之一,更是作为临床学科的基础支撑临床医学综合考试。基于学生视角的教学设计有利于推进知识体系的融会贯通,提升运用知识解决临床问题的能力。学院近年国家执业医师资格考试的通过率一直位列全国前茅。

基于学生视角的教学设计也推动了教学模式的多样化,“四位一体”教学设计理念作为载体先后促进了临床团队的加入、情景模拟教学的融入、思政元素的渗入、虚拟仿真教学项目的纳入等,成功申报校级、省级质量工程项目和教育部产学合作协同育人项目等,同时助力了教学团队和课程建设,先后入选建设校级、省级教学团队和精品资源共享课程,并参编了新形态数字化教材《精解病理生理学》;此外,多样化教学模式融合的教学改革成果入选校级教学成果奖一等奖。基于学生视角的教学设计理念也获得同行的认可,应邀在2022年中山医学院学术节“基础医学教育论”专场作题为“教与学的共鸣”的教学设计报告,与兄弟院校和学院教师分享经验,得到与会教师的肯定,认为基于学生视角的教学设计模式值得推广。

3 基于学生视角的教学设计的思考

从学生角度出发的教学设计灵活、可变性高。我们可以根据对象特点适时调整教学设计,更是需要根据不同的教学内容,选择不同的学生视角,推进教与学的共鸣,有利于实现知识传授、能力培养、价值引领的有机统一。

3.1 推进基础与临床融合

基于学生视角的教学设计一方面注重通过临床案例的导入、临床情景的呈现等,以病例为载体有效地促进基础与临床融合,锻炼学生利用所学知识解决临床实际问题的能力[9];另一方面,注重从学生已经掌握的知识点出发,开启由“已知”探索“未知”的学习之旅,有利于打破原有学科界限,促进课程整合,实现知识的融会贯通,构建了更为立体的知识网络体系;此外,在学生自我进行知识拓展的过程中也逐渐锻炼和培养学生的独立思考、自主学习能力,这些都有助于提高医学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,有助于培养学生的临床胜任力。

3.2 推进医学与人文融合

基于学生视角的教学设计注重调动学生的情感体验,不管是选择学生熟悉疾病的临床情景、还是学生经历的生活事件,都为学生带来“身临其境”或“切身体会”。这种情感体验的过程一方面为我们融入人文关怀、思政元素等提供了良好的契机,达到价值引导的目的;另一方面,以“情感认同”为抓手,有助于实现将人文精神“内化于心”“外化于行”的隐性培育过程[10],有利于提高医学生综合素质,力求达到培养卓越医学人才的目标。

3.3 推进多学科交叉融合

病理生理学在医学中的地位类似于人文社科中的哲学,天然具有“交叉融通”的属性[11]。而基于学生视角的教学设计有助于打破原有学科界限,推进医学基础学科的融合、临床学科与基础学科的融合;同时,为了更好让学生理解和接受知识,也会融入生命科学、化学、数学、物理学、药学等多学科的理论与方法,或者针对病理生理学内容抽象、难懂等特点,利用信息科学技术将抽象的知识转变为可视化的动画演示等。这些都有助于推进多学科交叉融合,助力复合型人才培养。此外,知识可视化过程也是一种思维可视化的体现,将知识表征可视化的同时也体现了背后的思考方法、思考规律、思考路径,在学生更深刻理解知识的同时培养学生的思维能力,使其对所学知识有更深入的理解与思考[12,13]。

随着医学教育的发展,教学模式也在逐渐改变,如从传统授课到翻转课堂,从线下教学到线上线下相结合等。但万变不离其宗,所有教学模式都遵循从学生角度出发的基本理念。基于学生视角的“四位一体”的教学设计理念不仅有效提升病理生理学课程的教学质量,更注重学生多方位的能力培养,有助于实现知识传授、能力培养、价值引领的一体化。在新医科背景下,我们不忘从学生角度出发的初心,以基于学生视角的教学设计为抓手,推进医学教育的教学共鸣,助力卓越医学人才综合素质的培养。